TW201112441A - Light-emitting element, method for manufacturing light-emitting element, and composition for forming light-emitting element protective layer - Google Patents
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201112441 六、發明說明: 【發明所屬之技術區域】 本發明關於發光元件及形成該發光元件的構成部分之 保護層用的組成物。 【先前技術】 以往,已知以保護層被覆發光元件本體而成的發光元 件。 作爲一例,有提案作爲保護半導體層的側面用之保護 膜的支持體,形成有由特定聚醯亞胺樹脂所成的樹脂層之 發光元件的半導體元件(專利文獻1 )。 作爲其它例,有提案於基板2上,至少具備η型包覆 (cl ad)層3、活性層4、ρ型包覆層5、ρ型接觸層6及電 極7、8的氧化物半導體發光元件,其特徵爲前述氧化物 半導體發光元件之至少含有側面lb的主表面la係被由2 種類以上不同的絕緣性有機化合物所成的多層保護膜1 0、 1 1所被覆之氧化物半導體發光元件(專利文獻2)。 又,有提案交流驅動型的發光二極體,其特徵爲包含 在單一基板上二次元排列的複數之發光單元、與電連接前 述發光單元的配線,前述配線所串聯連結的複數之發光單 元係形成串聯陣列,前述單一基板係非極性基板,前述發 光單元係由在前述非極性基板上成長的非極性氮化鎵系半 導體層所成。該發光二極體,係爲了防止配線所致的發光 單元內之第1導電型半導體層與第2導電型半導體層發生 -5- 201112441 短路’而使絕緣層介於發光單元與配線之間(專利文獻3) 〇 先前技術文獻 [專利文獻] [專利文獻1]特開2008-186959號公報 [專利文獻2]特開20 04-247654號公報 [專利文獻3]特開2009-88482號公報 '【發明內容】 發明所欲解決的問題 專利文獻1中記載的半導體元件,因爲含有由聚醯亞 胺樹脂所成的樹脂層,故透明性及耐光性不充分,有對於 來自半導體層的側面之輻射光,不能使減低亮度之問題。 專利文獻2的技術,係於半導體發光元件1的製程中 ,在保護膜11上形成阻光罩41後,蝕刻保護膜1〇、11 而形成開口部42,於此開口部42在p型歐姆電極7上形 成焊墊電極8。因此,有發光元件1的製造之步驟數目多 的問題。 專利文獻3的技術,係於發光二極體的製程中,絕緣 層35爲藉由在形成有發光單元30、透明電極層33及第一 電極焊墊31等的基板上,全面蒸鍍矽氧化膜(Si02)或矽氮 化膜(Si 3N4)等而形成。於該情況下,形成阻光罩,藉由轉 刻絕緣層蝕刻,以使透明電極層3 3與第1電極焊墊3 1露 出的方式,進行圖型化。因此,有發光二極體的製造之步 -6 - 201112441 驟數目多的問題。 又,發光元件的構成部分之材料宜爲耐熱性、密接性 及圖型化性亦優異。 因此’本發明之目的爲提供透明性、耐光性、耐熱性 、密接性及圖型化性優異’且可以少的步驟數目製造之發 光元件。 解決問題的手段 本發明者發現作爲保護半導體層用的保護層之材料, 若使用特定的組成物,則可達成前述目的,而完成本發明 0 即,本發明提供以下的[1]〜[16]。 [1] 一種發光元件,其特徵爲具有:支撐基板,形成在 前述支撐基板的上方之半導體層,形成在前述半導體層的 上面之電極,及以被覆前述半導體層的至少側面之方式所 形成的保護層’其中前述保護層係含有下述(A)成分的保 護層形成用組成物之硬化物; (A)由下述通式(1 )所示的水解性矽烷化合物、其水解 物及其縮合物所成之群選出的至少一種化合物 (R1)pSi(X)4-P (1) [通式(1 )中’ R1係碳數爲1〜1 2的非水解性有機基,X係 水解性基’及P係0〜3的整數;R1及X當各自存在複數 201112441 的基團時,各基可相同或不同]。 [2] 如前述[1]記載的發光元件,其中前述保護層係以 前述電極的至少一部分露出的方式形成。 [3] 如前述[1]或[2]記載的發光元件,其中前述半導體 層係複數,具有形成在前述保護層的表面上,電連接前述 電極之配線。 [4] 如前述[3]記載的發光元件,其中前述半導體層各 自具備:形成在前述支撐基板的上面之第1導電型半導體 層,位於前述第1導電型半導體層的一區域上之第2導電 型半導體層,及介於前述第1導電型半導體層與前述第2 導電型半導體層之間的活性層,前述配線係電連接一個發 光半導體層之第1導電型半導體層、與和其鄰接的發光半 導體層之第2導電型半導體層者。 [5] 如前述Π]〜[4]中任一項記載的發光元件,其中前 述保護層形成用組成物更含有矽石粒子。 [6] 如前述[1]〜[5]中任一項記載的發光元件,其中前 述保護層係隔著形成於前述半導體層的側面之絕緣層而形 成者。 [7] 如前述[6]記載的發光元件,其中前述絕緣層係由 二氧化矽所成的層。 [8] 如前述[1]〜[7]中任一項記載的發光元件,其中形 成前述保護層的硬化物係當厚度爲2μπι時,照射波長 4 OOnm的光時之光的透過率係95 %以上。 [9] 如前述[8]記載的發光元件,其中形成前述保護層 201112441 的硬化物係當厚度爲2μηι時,在250 °C加熱30分鐘時的 加熱前後之各時間點照射波長4 〇 〇 n m的光時之光的透過率 降低係未達1 0 %者。 [1〇]如前述[8]或[9]記載的發光元件,其中形成前述 保護層的硬化物,當厚度爲2 μ m時,在6 0 °C照射輻射照 度28W/m2(波長270〜700nm、尖峰波長313nm)的紫外線 1 68小時時的照射前後之各時間照射波長400nm的光時之 光的透過率降低係未達1 0 %者。 [11]如[1]〜[10]中任一項記載的發光元件,其中前述 保護層形成用組成物更含有(B)光酸產生劑。 [1 2 ] —種發光元件保護層形成用組成物,其係形成前 述[1]〜[11]中任一項之發光元件的保護層用之組成物,其 特徵爲含有下述(A)成分, (A)由下述通式(1 )所示的水解性矽烷化合物、其水解 物及其縮合物所成之群選出的至少一種化合物 (R1)pSi(X)4.P (1) [通式(1)中,R1係碳數1〜1 2的非水解性有機基,X係水 解性基’及P係〇〜3的整數;R1及X當各自存在複數的 基團時,各基可相同或不同]。 [1 3]如前述[1 2]記載的發光元件保護層形成用組成物 ,其中前述保護層形成用組成物更含有(B )光酸產生劑。 [14] 一種發光元件之製造方法,其特徵爲含有··於支 201112441 撐基板的上方形成半導體層之步驟,於前述半導體層的上 面形成電極之步驟,將上面形成有電極的半導體層分離成 互相隔離排列的複數半導體層之步驟,及以被覆前述半導 體層的至少側面之方式,使用前述[12]或[13]之保護層形 成用組成物形成保護層之步驟。 [15] 如前述[14]記載的發光元件之製造方法,其中具 有在前述保護層的表面上,形成電連接前述電極的配線之 步驟。 [16] 如前述[15]記載的發光元件之製造方法,其中前 述半導體層各自具備:形成在前述支撐基板的上面之第1 導電型半導體層,位於前述第丨導電型半導體層的—區域 上之第2導電型半導體層,及介於前述第1導電型半導體 層與前述第2導電型半導體層之間的活性層,前述配線係 電連接一個發光半導體層之第1導電型半導體層、與和其 鄰接的發光半導體層之第2導電型半導體層者。 發明的效果 本發明的發光元件係在半導體層的側面形成有由特定 的組成物之硬化體所成的保護層,由於該保護層係透明性 優異,故例如可有效率地利用來自半導體層的出射光等, 具有作爲發光元件的高性能。 又,前述保護層由於耐光性、耐熱性及密接性優異, 故即使在嚴苛的使用條件下,也可長期不降低性能而使用 -10- 201112441 另外’前述保護層由於圖型化性優異,故例如關於保 護層與電極邊界,具有高的尺寸精度,可發揮穩定的性能 0 還有’本發明的發光元件由於具備前述保護層,故可 防止來自半導體層的電流之洩漏或短路之發生等。 再者’若依照本發明,由於使用特定的組成物形成保 護半導體層用的保護層’故與如前述專利文獻2或3之技 術’在絕緣層上形成阻光罩後,進行蝕刻而形成電極形成 用的溝時相比,可以少的步驟數目製造發光元件。 【實施方式】 實施發明的形態 構成本發明的發光元件之保護層,係含有下述(A)成 分及視需要的下述(B)成分之保護層形成用組成物的硬化 物。以下說明保護層形成用組成物。 (A )由下述通式(1 )所示的水解性矽烷化合物、其水解 物及其縮合物所成之群選出的至少一種化合物 (R1 )PSi(X)4 [通式(1 )中,R R係碳數爲1〜12的非水解性有機基
(B)光酸產生劑 -11 - 201112441 通式(1)中的X所示的水解性基,通常指在無觸媒、 過剩的水之共存下,藉由在室溫(25。〇〜loot:的溫度範圍 內進行加熱,而可水解生成矽烷醇基之基,或可形成矽氧 烷縮合物之基。又,通式(1)中的下標P係0〜3的整數, 更佳係0〜2的整數,特佳係1。惟,於通式(1)所示的水 解性矽烷化合物之水解物中,一部分未水解的水解性基亦 可殘留,於該情況下,成爲水解性矽烷化合物與水解物的 混合物。 又’當指水解性矽烷化合物的水解物,不僅意味經由 水解反應而烷氧基變成矽烷醇基的化合物,亦意味一部分 的砍院蘇基彼此縮合的部分縮合物。再者,水解性砂院化 合物未必定要在配合保護層形成用組成物的時間點被水解 ’而可在光照射的階段,至少一部分的水解性基被水解。 即’當不使水解性矽烷化合物預先水解而使用時,藉由於 事前添加水,使水解性基水解,而生成矽烷醇基,使保護 層形成用組成物進行輻射線硬化,可形成保護層。 通式(1 )中的有機基R 1係可由非水解性1價有機基之 中選出。作爲如此的非水解性之有機基,可選擇非聚合性 有機基及聚合性有機基或任一方的有機基。再者,有機基 R1中的非水解性係意味在水解性基X被水解的條件下, 照原樣安定地存在之性質。 此處’作爲非聚合性有機基R1,可舉出碳數1〜12的 院基、碳數3〜12的環院基、碳數6〜12的芳基、碳數7 〜12的芳烷基等。此等可爲直鏈狀、支鏈狀 '環狀或這些 -12- 201112441 的組合。又,非聚合性有機基R I亦較佳爲含有雜原子的 構造單位。作爲如此的構造單位,可例示醚鍵、酯鍵 '硫 鍵等(惟,含有雜原子時,從不妨礙輻射線硬化性來看, 較佳爲非鹼性)。 又,作爲聚合性有機基R1,較佳爲在分子中具有自由 基聚合性官能基及陽離子聚合性官能基或任一方的官能基 之有機基。作爲自由基聚合性官能基,可舉出碳原子數2 〜10的烯基、碳原子數2〜10的炔基等。又,作爲陽離子 聚合性官能基,可舉出環氧乙烷基、氧雜環丁烷基等的環 氧基。藉由將如此的官能基導入有機基R1中,倂用自由 基聚合或陽離子聚合,可使保護層形成用組成物更快速地 硬化。特別地,若將陽離子聚合性官能基,例如氧雜環丁 烷基或環氧基導入有機基R1中,則可藉由光酸產生劑使 同時發生硬化反應,故可使保護層形成用組成物更快速地 硬化。 通式(1 )中的水解性基X,例如是氫原子、碳數1〜1 2 的烷氧基、鹵素原子、含胺基的基及羧基等。作爲碳數1 〜12的烷氧基之較佳例,可舉出甲氧基或乙氧基等。作爲 鹵素原子的較佳例,可舉出氟、氯、溴、碘等。作爲含胺 基的基之較佳例,可舉出胺基、二甲基胺基等。作爲羧基 的較佳例,可舉出乙醯氧基、丁醯氧基等。 茲說明通式(1 )所示的水解性矽烷化合物(亦僅稱矽烷 化合物)之具體例。 作爲具有非聚合性有機基R1之矽烷化合物,可舉出 -13- 201112441 以下者。 作爲經4個水解性基取代的矽烷化合物,可舉出四氯 矽烷 '四胺基矽烷、四乙醯氧基矽烷、四甲氧基矽烷、四 乙氧基矽烷、四丁氧基矽烷、四苯氧基矽烷、四苄氧基矽 烷、三甲氧基矽烷、三乙氧基矽烷等。 作爲經3個水解性基取代的矽烷化合物,可舉出甲基 三氯矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基 三丁氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙基三異丙氧基矽烷 、乙基三丁氧基矽烷、丁基三甲氧基矽烷、五氟苯基三甲 氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、d3 -甲基三甲氧基矽烷、九 氟丁基乙基三甲氧基矽烷、三氟甲基三甲氧基矽烷等。 作爲經2個水解性基取代的矽烷化合物,可舉出二甲 基二氯矽烷、二甲基二胺基矽烷、二甲基二乙醯氧基矽烷 、二甲基二甲氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、二丁基二 甲氧基矽烷等》 作爲經1個水解性基取代的矽烷化合物,可舉出三甲 基氯矽烷、六甲基二矽氮烷、三甲基矽烷、三丁基矽烷、 三甲基甲氧基矽烷、三丁基乙氧基矽烷等。 作爲具有聚合性有機基之矽烷化合物,可使用非水解 性有機基的R1中含有聚合性有機基之矽烷化合物、水解 性基的X中含有聚合性有機基的矽烷化合物的任一者。 具體地’作爲非水解性有機基的R1中含有聚合性有 機基的矽烷化合物,可舉出(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧 基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、環氧丙氧基三甲氧基矽烷 -14- 201112441 、3-(3-甲基-3-氧雜環丁烷甲氧基)丙基三甲氧基矽烷、氧 雜環己基三甲氧基矽烷等。 又,作爲水解性基的X中含有聚合性有機基的砂院化 合物之例,可舉出四(甲基)丙烯醯氧基矽烷、四[2·(甲基) 丙烯醯氧基乙氧基]矽烷、四環氧丙氧基矽烷、四(2_乙烯 氧基乙氧基)矽烷、四(2_乙烯氧基丁氧基)矽烷、四(3_甲 基-3-氧雜環丁烷甲氧基)矽烷、甲基三(甲基)丙烯醯氧基 矽烷、甲基[2-(甲基)丙烯醯氧基乙氧基]矽烷、甲基-三環 氧丙氧基矽烷、甲基三(3 -甲基-3-氧雜環丁烷甲氧基)矽烷 。此等可爲單獨1種或組合2種以上使用。 茲說明水解性矽烷化合物的水解物之分子量。該分子 量係可使用移動相用四氫呋喃的凝膠滲透層析術(以下簡 稱GPC),以聚苯乙烯換算的重量平均分子量進行測定。 水解物的重量平均分子量通常較佳爲500〜1 0,000的 範圍內之値。該重量平均分子量之値若未達500,則保護 層之形成時的成形性有降低的傾向,另一方面,若超過 1 0,000,則輻射線硬化性有降低的傾向。因此,更佳爲水 解物的重量平均分子量係1,000〜5,000的範圍內之値。 又,以保護層形成用組成物的固體成分全體當作1 00 質量%時,上述(A)成分的含有比例較佳爲5〜100質量% ,尤佳爲1 5〜8 5質量%,更佳爲3 0〜7 0質量%。此含有 比例若在上述數値範圍內,則可得到充分的透明性、耐光 性、耐熱性及密接性。 (B)成分的光酸產生劑係定義爲藉由照射光等的能量 -15- 201112441 線(輻射線),而可放出能將(A)成分水解性矽烷化合物輻射 線硬化(交聯)之酸性活性物質的化合物。當於保護層形成 用組成物中含有(B)成分時,由於保護層係圖型化性優異 ,故例如關於保護層與電極的邊界,具有高尺寸精度,可 發揮穩定的性能。再者,作爲使光酸產生劑分解、產生陽 離子用的所照射之光能量線,可舉出可見光、紫外線、紅 外線、X射線、α射線、β射線、γ射線等。惟,從具有一 定的能量水平、硬化速度大(快)且照射裝置比較便宜和小 型的觀點來看,較佳爲使用紫外線。 又,與光酸產生劑一起,較佳爲倂用後述的自由基產 生劑。中性的活性物質之自由基,雖然不促進矽烷醇基的 縮合反應,但是於(Α)成分中具有自由基聚合性官能基時 ’可促進該官能基的聚合。因此,可使保護層形成用組成 物更有效率地硬化。 其次,說明光酸產生劑的種類。作爲光酸產生劑,可 舉出具有通式(2)所示構造的鎗鹽(第1群化合物)或具有通 式(3)所示構造的磺酸衍生物(第2群化合物)。 [R2eR3bR4cRsdW;T [MZnJ -" (2) [通式(2)中,陽離子係鑰離子,W係S、Se、Te、P、As、 Sb、Bi、〇、I、Br、Cl 或-N = N,R2、R3、R4 及 R5 係相同 或不同的有機基,a、b、c及d各自係0〜3的整數, (a + b + c + d)-m等於W的價數。又,Μ係構成鹵化物錯合物 -16- 201112441 []^又„1 + 11]的中心原子之金屬或類金屬’例如是8、?、八3、 Sb、Fe、Sn、Bi、A1、Ca、In、Ti ' Zn、Sc' V、Cr、Μn 或Co。Z例如是F、Cl、Br等的鹵素原子或芳基,m係鹵 化物錯合物離子的淨電荷,η係Μ的原子價]。
Qs — CS (―Ο) 2 —R6) t (3) [通式(3)中,Q係1價或2價有機基,R6係碳數1〜12的 1價有機基,下標s係0或1,下標t係1或2 ]。 首先,第1群化合物的鑰鹽係藉由接受光而可放出酸 性活性物質的化合物。於如此第1群化合物之中,更有效 的鑰鹽係芳香族鏺鹽,特佳爲下述通式(4)所示的二芳基碘 鑰鹽。 [R^Ar1-I+-Ar2-R8] [V] (4) [通式(4)中,R7及R8各自係1價有機基,可相同或不同 ’ R7及R8的至少一者具有碳數爲4以上的烷基,Ar1及 Ar2各自係芳香族基’可相同或不同,γ-係1價陰離子, 爲由週期表第3族、5族的氟化物陰離子或C104-、CF3-S〇r 中選出的陰離子]。 又’若顯示作爲第2群化合物的通式(3)所示磺酸衍生 物之例’可舉出二颯類、二磺醯基重氮甲烷類、二磺醯基 甲烷類、磺醯基苯甲醯基甲烷類、亞胺基磺酸酯類、苯偶 -17- 201112441 姻磺酸酯類、1-氧基-2 -羥基-3-丙基醇的磺酸酯類、焦掊 酚三磺酸酯類、苄基磺酸酯類。又,於通式(3)所示的磺酸 衍生物之中,更佳爲亞胺基磺酸酯類,尤佳爲胺基磺酸酯 中的三氟甲基磺酸酯衍生物。 茲說明光酸產生劑的添加量(含有比例)。光酸產生劑 的添加量係沒有特別的限制,相對於1 00質量份的(A)成 分而,通常較佳爲0.1〜15質量份的範圍內之値。該添加 量若未達0.1質量份,則輻射線硬化性降低,有得不到充 分的硬化速度之傾向。另一方面,該添加量若超過15質 量份,則所得到的硬化物之耐光性或耐熱性有降低的傾向 。因此,從輻射線硬化性與所得之硬化物的耐光性等之平 衡更良好的觀點來看,相對於1〇〇質量份的(A)成分而言 ,光酸產生劑的添加量較佳爲0.5〜10質量份的範圍內之 値。 本發明的保護層形成用組成物,係藉由配合(C)有機 溶劑而提高組成物的保存安定性,且可賦予適當的黏度, 可形成具有均勻厚度的保護層。 作爲(C)有機溶劑,可舉出醚系有機溶劑、酯系有機 溶劑 '酮系有機溶劑、烴系有機溶劑、醇系有機溶劑等。 通常較佳爲使用大氣壓下的沸點具有5〇〜2 00 °C的範圍內 之値,可使用能使各成分均勻溶解的有機溶劑。 作爲如此的有機溶劑,例如可使用脂肪族烴系溶劑、 芳香族烴系溶劑、單醇系溶劑、多元醇系溶劑、酮系溶劑 、醚系溶劑、酯系溶劑、含氮系溶劑、含硫系溶劑等。此 18- 201112441 等有機溶劑可爲單獨一種或組合二種以上使用。 於此等(C)有機溶劑之中,較佳爲醇類及酮類,因爲 可更提高組成物的保存安定性。又,作爲更佳的有機溶劑 ’可舉出由丙二醇單甲基醚、乳酸乙酯、甲基異丁基酮、 甲基戊基酮、甲苯、二甲苯及甲醇所成之群選出的至少一 種化合物。 又,(C)有機溶劑的種類較佳爲考慮組成物的塗佈方 法來選擇。例如,從容易得到具有均勻厚度的硬化物來看 ,較佳爲使用旋塗法,作'爲該情況中所使用的有機溶劑, 較佳爲使用乙二醇單乙基醚、丙二醇單甲基醚等的二醇醚 類,乙基溶纖劑醋酸酯、丙二醇甲基醚醋酸酯、丙二醇乙 基醚醋酸酯等的乙二醇烷基醚醋酸酯類,乳酸乙酯、2-羥 基丙酸乙酯等的酯類,二乙二醇單甲基醚、二乙二醇二甲 基醚 '二乙二醇乙基甲基醚等的二乙二醇類,甲基異丁基 酮、2-庚酮、環己酮、甲基戊基酮等的酮類等,特佳爲使 用乙基溶纖劑醋酸酯、丙二醇甲基醚醋酸酯、乳酸乙酯、 甲基異丁基酮及甲基戊基酮。 相對於100質量份的(A)成分而言,(C)成分的添加量 爲1〜300質量份,較佳爲2〜200質量份。若爲1〜300 質量份的範圍內,則可提高組成物的保存安定性,且可賦 予適當的黏度,可形成具有均勻厚度的保護層。 尙且,(C)有機溶劑的添加方法係沒有特別的限制, 例如可在製造(A)成分之際添加,也可在混合(A)成分與(B) 成分之際添加。 -19" 201112441 再者,於不損害本發明目的或效果的範圍內’亦較佳 爲配合酸擴散控制劑(以下亦稱爲(D)成分)、反應性稀釋劑 、自由基產生劑(光聚合引發劑)、光增感劑、金屬院氧化 物、無機微粒子、脫水劑、均平劑、聚合抑制劑、聚合引 發助劑、潤濕性改良劑、界面活性劑、可塑劑、紫外線吸 收劑、抗氧化劑、抗靜電劑 '矽烷偶合劑、高分子添加劑 等。 (D)成分的酸擴散控制劑,係定義爲控制藉由光照射 從光酸產生劑產生的酸性活性物質在被膜中之擴散,具有 抑制非照射區域的硬化反應之作用的化合物。惟,爲了在 定義上與光酸產生劑區別,(D)成分的酸擴散控制劑係不 具有酸產生機能的化合物。 藉由添加如此的酸擴散控制劑,可有效地硬化光硬化 性組成物,可提高圖型精度。 作爲(D)成分的酸擴散控制劑之種類,較佳爲不因爲 形成步驟中的曝光或加熱處理而使鹼性變化的含氮有機化 合物。 作爲如此的含氮有機化合物,例如可舉出下述通式($) 所示的化合物。 NR9R10r1 1 [通式(5)中,R9、R1。及R丨丨各白 奇目獨1L表不氫原子、取代或 非取代的烷基、取代或非取代& @ I 一 μ八的方基、或取代或非取代的 -20- 201112441 芳院基]。 又,作爲其它的含氮有機化合物,可舉出在同一分子 內具有2個氮原子的二胺基化合物,或具有3個以上的氮 原子之二胺基聚合物,或含有醯胺基的化合物、脲化合物 、含氮雜環化合物等。 作爲含氮有機化合物的具體例,例如可舉出正己胺、 正庚胺、正辛胺、正壬胺、正癸胺等的單烷基胺類,二正 丁胺、二正戊胺、二正己胺、二正庚胺、二正辛胺、二正 壬胺、二正癸胺等的二烷基胺類,三乙胺、三正丙胺、三 正丁胺、三正戊胺、三正己胺、三正庚胺、三正辛胺、三 正壬胺、三正癸胺等的三烷基胺類,苯胺、N-甲基苯胺、 N,N-二甲基苯胺、2-甲基苯胺、3-甲基苯胺、4-甲基苯胺 、4 -硝基苯胺、二苯基胺、三苯基胺、1 -萘胺等的芳香族 胺類,乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等的烷醇胺類等。 再者,酸擴散控制劑係可單獨一種使用,或也可混合 二種以上使用。 相對於1〇〇質量份的(A)成分而言,(D)酸擴散控制劑 的添加量較佳爲〇·〇〇1〜15質量份的範圍內之値。 此理由係因爲若該酸擴散控制劑的添加量未達0.001 質量份,則視製程條件而定,保護層的圖型形狀或尺寸再 現性會降低,另一方面,若該酸擴散控制劑的添加量超過 1 5質量份,貝IJ (A)成分的光硬化性會降低。 因此,相對於100質量份的(A)成分而言,酸擴散控 制劑的添加量更佳爲〇 · 〇 〇 1〜1 〇質量份的範圍內之値,尤 201112441 更佳爲0.005〜5質量份的範圍內之値。 又,保護層形成用組成物較佳爲含有膠態矽石、氣相 二氧化矽、玻璃等的矽石粒子當作(E)成分。 上述矽石粒子的表面,爲了提高與上述(A)由水解性 矽烷化合物、其水解物及其縮合物所成之群選出的至少一 種化合物之親和性或相溶性等,可被疏水化處理。 又,上述矽石粒子的形狀係沒有特別的限定,可爲球 狀、橢圓形狀' 扁平狀、桿狀、纖維狀等。 上述矽石粒子的平均粒徑爲1〜5〇〇nm,較佳爲5〜 200nm >更佳爲10〜lOOnm»此金屬氧化物粒子的平均粒 徑若在上述範圍,則對於輻射線的透明性、鹼溶解性等優 異。 上述矽石粒子係可單獨1種使用,也可組合2種以上 使用。 再者,此平均粒子徑係使用光散射流動分布測定裝置 (大塚電子公司製,型號「LPA-30 00」),依照常用方法將 矽石粒子的分散液稀釋而測定之値。又,此平均粒子徑係 可藉由矽石粒子的分散條件來控制。 又,上述砂石粒子中的鈉含量較佳爲Ippm以下,尤 佳爲0.5ppm以下,更佳爲O.lppm以下。當此鈉含量爲 1 ppm以下時,所得之樹脂組成物中的鈉含量可爲1 ppm以 下。 尙且,疏水化矽石中的鈉含量係可藉由原子吸光計 (Perkin Elmer製,型號「Z5 100」)等來測定。 -22- 201112441 以上述(A)成分爲loo質量份時,上述矽石粒子的含 有比例較佳爲10〜500質量份,尤佳爲20〜300質量份, 更佳爲40〜200質量份。此含有比例若在上述範圍,則具 有合適的搖變性,可充分被覆半導體層的側面。 又’以保護層形成用組成物的固體成分全體爲1 〇〇質 量%時’上述矽石粒子的含有比例較佳爲5〜90質量%, 尤佳爲15〜80質量%,更佳爲30〜70質量%。當此含有 比例爲上述比例時,可得到充分的搖變性,可充分被覆半 導體層的側面。 再者,此保護層形成用組成物亦可含有碳酸鈣、碳酸 鎂等的碳酸鹽,硫酸鋇、硫酸鈣等的硫酸鹽,磷酸鈣、磷 酸鎂等的磷酸鹽,碳化物,氮化物等的其它無機粒子。 還有,保護層形成用組成物亦可含有(A)成分以外之 含有水解性矽烷基的乙烯基系聚合物當作(F)成分。如此 地,藉由含有(A)成分以外之含有水解性矽烷基的乙烯基 系聚合物,可減低硬化時的收縮,可有效防止裂紋發生。 又,保護層形成用組成物較佳爲含有反應性稀釋劑當 作(G)成分。如此地藉由含有反應性稀釋劑,可減低保護 層的硬化收縮,或調節保護層的機械強度。因此,可提高 保護層的韌性或耐龜裂性。 於形成保護層時,保護層形成用組成物亦可含有脫水 劑當作(H)成分。如此地藉由添加脫水劑,可促進保護層 形成用組成物的輻射線硬化反應,同時可更提高保護層形 成用組成物的保存安定性。 -23- 201112441 保護層形成用組成物中所使用的脫水劑,係定義爲藉 由化學反應而將水轉換成水以外的物質之化合物,或藉由 物理吸附或包合水,而使水不影響輻射線硬化性及保存安 定性用的化合物。即,藉由含有如此的脫水劑,而不損害 保護層形成用組成物的耐光性或耐熱性,可提高保存安定 性或輻射線硬化性的相反特性。作爲此理由,茲認爲藉由 脫水劑有效地吸收由外部所侵入的水,而提高保護層形成 用組成物的保存安定性,另一方面,茲認爲於輻射線硬化 反應的縮合反應中,藉由藉由脫水劑依次地有效吸收所生 成的水,可提高保護層形成用組成物的輻射線硬化性。 其次,對於本發明的發光元件之實施形態及製造方法 的具體例,邊參照圖面邊說明。 再者,於本發明中,所謂的發光元件,係具有包含含 有1個半導體層者與含有2個半導體層者之雙方的槪念。 又,於本發明中,所謂的發光元件,係除了半導體層 ,亦包含形成在半導體層之周圍的支撐基板、保護層等的 各部分。 [實施形態例1] 圖1中,於支撐基板9的上方,複數的半導體層2互 相隔離形成。 於支撐基板9之上,層合有接觸層10、金屬擴散防止 層11、金屬層12。介於金屬層12與各半導體層2之間’ 金屬層7、金屬擴散防止層6、金屬擴散防止層4、p電極 -24- 201112441 3係存在。於各半導體層2的上面,形成n電極13。此等 各部分詳細係如後述。 於半導體層2彼此之間,形成有保護層8。又,於半 導體層2的側面等與保護層8之間,形成有由二氧化矽等 的材質所成的絕緣層5。再者,於本說明書中,絕緣層係 意味防止來自半導體層的側面之電流的洩漏或短路的發生 用之層狀體。 不論有無絕緣層5,保護層8通常係以在半導體層2 彼此之間不產生空隙的方式所形成。 形成絕緣層5及保護層8的理由係如以下。 於用於形成互相隔離的複數之半導體層2的切割之際 ,金屬粉等附著於半導體層2的側面,因爲此金屬粉等, 而發生電流的洩漏或短路。爲了防止其,在半導體層2的 側面,形成絕緣層5。 另一方面,僅形成絕緣層5時,在雷射提離(lift-off) 後’由於沒有支持絕緣層5用的支持體,在絕緣層5會發 生破裂或缺損。爲了防止如此的破裂或缺損,在絕緣層5 的側方,更形成保護層8。 再者’本發明的發光元件亦可省略絕緣層5,而僅具 備保護層8。此時’保護層8具有防止電流的洩漏或短路 的發生之機能。 [實施形態例1之製造方法] 圖2中’首先於藍寶石基板1上,形成半導體層2(圖 -25- 201112441 2中的(a))。半導體層2 ’例如係由III族氮化物半導體所 成。半導體層2係以藍寶石基板丨側爲^層,其上部爲 MQW層,再於其上部爲ρ層之構成。 其次’對於半導體層2,乾蝕刻以形成溝1 4,直到藍 寶石基板1的表面la露出爲止,形成互相隔離的複數之 半導體層2(圖2中的(b))。 接著’藉由提離法,將ρ電極3形成在半導體層2的 上面之指定區域中,再形成金屬擴散防止層4,以覆蓋ρ 電極3(圖2中的(c))。於ρ電極3中,例如可使用Ag-'Pd-Cu。於金屬擴散防止層4中,例如可使用由Ti/Ni/Au/Al 所成的多層膜。層厚例如Ti爲100nm,Ni爲500nm,Au 爲 100nm,AI 爲 3nm。 再者,代替圖2中的(a)〜(c)之步驟,亦可先在半導 體層2的上面之指定位置形成ρ電極3、金屬擴散防止層 4後,乾蝕刻半導體層2直到藍寶石基板1露出爲止,而 形成互相隔離的複數之半導體層2。 接著,藉由CVD法,將由二氧化矽所成的絕緣層5 連續地形成在藍寶石基板1的表面la、半導體層2的端面 2a、未形成ρ電極3的半導體層2之上面2b、金屬擴散防 止層4的一部分(圖2中的(d))。 絕緣層5的層厚例如爲l〇〇nm〜500nm。作爲絕緣層 5的材質,除了二氧化矽以外,例如亦可使用Si3N4(氮化 矽)、Zr02(氧化銷)、NbO(氧化鈮)、Al2〇3(氧化鋁)等。再 者,絕緣層5亦可至少形成於半導體層2的側面2a。 -26- 201112441 其次’於金屬擴散防止層4與絕緣層5之上,形成金 屬擴散防止層6,再於金屬擴散防止層6之上形成金屬層 7(圖2中的(e))。 金屬擴散防止層6例如是Ti/Ni/Au的多層膜。此時層 厚例如 Ti 爲 100nm,Ni 爲 500nm,Au 爲 50nm。 金屬層7例如係由Sn20%的Au-Sn所成。層厚例如爲 3 μιη 〇 作爲金屬層7的材質之其它例,可使用Au-Si層、 Ag-Sn-Cu層、Sn-Bi層等的金屬共晶層,或Au層、Sn層 、Cu層等。 金屬擴散防止層6及金屬層7係藉由微影術形成指定 的圖型。 接著,於絕緣層5上形成由本發明規定的特定保護層 形成用組成物所成的保護層8(圖2中的(f))。 保護層8的層厚宜爲從半導體層2的層厚(以下當作 最小層厚Η 1)到比半導體層2、p電極3、金屬擴散防止層 4、6、金屬層7的合計層厚還大5 μηι的値(以下當作最大 層厚Η2)爲止的範圍。保護層8的層厚若未達最小層厚Η1 ,則作爲絕緣層5的支持體之機能弱而不宜。保護層8的 層厚若超過最大層厚Η2,則在下一步驟中與支撐基板9 的接合會變不良而不宜。 保護層8宜至少形成在各半導體層2間之空間之寬度 L1的範圍。若爲比L1窄的寬度,則作爲絕緣層5的支持 體之機能變弱而不宜。又,保護層8係最大宜爲比隔離各 -27- 201112441 半導體層2上的各金屬擴散防止層4之寬度L2還窄的寬 度。若以比L2還寬的寬度來形成,則在下一步驟中由於 與支撐基板9的接合而壓壞保護層8,橫向擴展時沒有寬 裕度而不宜。 其次,於支撐基板9的上面形成接觸層10、金屬擴散 防止層11、金屬層12,形成有金屬層7的面與形成有金 屬層12的面,例如係於300°C、30kgf/cm2的條件下進行 熱壓而接合(圖2中的(g))。 作爲支撐基板9的材質,例如可使用Si、GaAs、Cu 、Cu-W 等。 接觸層10例如係由層厚300nm的A1所成。金屬擴散 防止層11係可由與金屬擴散防止層6相同的材質所形成 。金屬層12係可由與金屬層7相同的材質所形成。 金屬擴散防止層4、6、11係用於防止金屬層7、12 的金屬擴散超過金屬擴散防止層4、6、11的層。 接著,藉由雷射提離,分離去除藍寶石基板1(圖2中 的(h))。雷射的照射,例如係在〇.7】/cm2以上的條件下, 將波長248 nm的KrF雷射,自藍寶石基板1側對晶圓作光 照射而進行。藉由此雷射照射,而在藍寶石基板1與半導 體層2的接合面使半導體層2熔融,可分離去除藍寶石基 板1。於此去除後,用鹽酸洗淨表面2c,再藉由50°C的 KOH水溶液進行濕蝕刻,而將表面平坦化。 於此雷射提離後,保護層8係具有作爲絕緣層5的支 持體之機能。即,可以防止由於絕緣層5的破裂或缺損而 -28- 201112441 使半導體層2的側面2a露出、發生電流的洩漏或短路。 其次’將由V/AI/Ti/Ni/Au所成的格子狀之η電極13 形成在與藍寶石基板1接合側的表面.2c上(圖2中的(i)) 。膜厚例如V爲15nm’ A1爲150nm,Ti爲30nm,Ni爲 5 00nm,Au爲5 00nm。然後,經由切割步驟,得到以在支 撐基板9上所形成的n電極13側之表面2c當作光取出面 的各個半導體元件。 再者’不限於由ΠΙ族氮化物半導體所構成的半導體 元件’對於由GaAs或GaP等III-V族半導體所構成的半 導體元件’本發明亦可適用。又,n電極的圖型係不限於 格子狀,亦可爲條帶狀等不妨礙自上面取出光的圖型。 [實施形態例2] 圖3中,發光元件21具備支撐基板22、形成在支撐 基板22之上面的由η型包覆層23等所成的層合體之半導 體層、形成在半導體層之上面的ρ型歐姆電極27、形成在 Ρ型歐姆電極27之上面的焊墊電極28、保護半導體層用 而形成的保護層33、及形成在支撐基板22之下面的η型 歐姆電極29。 半導體層係介於支撐基板22與ρ型歐姆電極27之間 的層合體,由η型包覆層23、活性層(發光層)24、ρ型包 覆層25、ρ型接觸層26所成。 再者,於本說明書中,半導體層係指含有發光層 性層)的在支撐基板與電極之間的層合體。 -29- 201112441 支撐基板22的上方之電極(P型歐姆電極27及焊墊電 極28的集合體)的一部分(具體地,焊墊電極28的一部分) ,係不被保護層33被覆而露出。 p型歐姆電極27的側面通常形成在半導體層的側面往 上方的延長面上。 焊墊電極28的鉛直方向之投影面積係比p型歐姆電 極27的鉛直方向之投影面積小。 保護層33係用於保護半導體層者,經過支撐基板22 的上面之中的形成有半導體層的部分以外之面、半導體層 與p型歐姆電極27的層合部分之側面(鉛直面)、及p型歐 姆電極27的上面之中的形成焊墊電極28的部分以外之面 而形成。 支撐基板22例如係η型ZnO單結晶基板。 η型包覆層23例如係Ga以3xl0l8cm_3的濃度摻雜的 厚度Ιμιη之η型MguZnQjO包覆層。 活性層(發光層)24例如係由8層的厚度5nm之ZnO 障壁層與7層的厚度4nm之CdnZnuO井層所成,爲互 相交互層合所成的無摻雜量子井發光層。 P型包覆層2 5例如係N以5 X 1 0 19cnT3的濃度摻雜的 厚度1 μιη之p型Mg〇.! Ζη〇.90包覆層。 P型接觸層26例如係N以1 X 1 02Gcm-3的濃度摻雜的 厚度0.5 μηι之p型ZnO接觸層。 P型歐姆電極27例如係層合有厚度15nm的Ni之具 透光性的P型歐姆電極。 -30- 201112441 焊墊電極28例如係厚度lOOnm的接合用焊墊電極。 η型歐姆電極29例如係由厚度lOOnm的A1所成者 [實施形態例2之製造方法] 圖4中,首先在支撐基板22上形成η型包覆層23 活性層24' ρ型包覆層25、ρ型接觸層26、ρ型歐姆電 27(圖4的(a))。此等各部分例如可藉由前述專利文獻2 載的方法來形成。 其次,藉由使用切割裝置,形成溝34,其具有自ρ 歐姆電極27的上面到支撐基板22的上面爲止之深度, 形成互相隔離的複數之半導體層(圖4的(b))。 接著,將由本發明規定的特定之保護層形成用組成 所成的被覆層30形成在支撐基板22的上面、半導體層 側面及ρ型歐姆電極27的上面(圖4的(c))。 被覆層30的形成例如可藉由使用旋塗機等的塗佈 段,將保護層形成用組成物塗佈到塗佈對象面上後,於 定的溫度(例如30°C〜5 00t,較佳爲50°C〜400°C,更佳 8 〇°C ),加熱指定的時間(例如2〜1 20分鐘,較佳爲2〜 分鐘,更佳爲2〜5分鐘)使乾燥而進行。 其次,當本發明規定的特定之保護層形成用組成物 有(B)光酸產生劑時,在對應於P型歐姆電極27上的應 置焊墊電極28之區域的ρ型歐姆電極27之上方區域, 置光罩31。於此狀態下,自位於光罩31上方的紫外線 射源(未圖示),向下方以鉛直方向照射紫外線3 2,而使 極 記 型 而 物 的 手 指 爲 60 含 配 設 照 應 -31 - 201112441 配置焊墊電極28的區域以外之被覆層30 化(圖4的(d))。再者,爲了促進經光照射 較佳爲在30〜200°C加熱。 此時,紫外線3 2的照射例如以照g mW/cm2、照射量成爲 0.01 〜5,000mJ/cm2 〜l,000mJ/Cm2的方式進行。又,作爲紫外 置,例如可使用高壓水銀燈、低壓水銀燈 、準分子燈等的同時照射廣面積之燈光源 續發光等的雷射光源之任一方或兩方的光 透鏡、光纖產生會聚光者。 然後,藉由顯像液來溶解去除未經紫 層30之部分,而形成用於形成焊墊電極 成用的孔)(圖4的(e)) » 此時,作爲顯像方法,可舉出液盛法 顯像法等。作爲顯像液,可舉出鹼性溶液: 作爲鹼性溶液之例,可舉出含有氫氧 、碳酸鈉、矽酸鈉、偏矽酸鈉、氨、乙胺 乙胺、二正丙胺、三乙胺、甲基二乙基胺 基乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、三乙醇胺 (TMAH)、氫氧化四乙銨、氫氧化四丁銨 哌啶、1,8 -二氮雜雙環[5·4·0]-7-~1--烯、 [4.3.0]-5 -壬烷等的鹼性物質之溶液。 作爲調製鹼性溶液用的溶劑’可舉出 醇、丁醇、辛醇、丙二醇單甲基醚、丙二 α- 的部分進行光硬 的部分之硬化, [成爲1〜1,000 、更佳成爲0.1 •線3 2的照射裝 、金屬鹵化物燈 ,與由脈衝、連 源,使用鏡子、 外線照射的被覆 28的孔(電極形 、含浸法、噴淋 及有機溶劑。 化鈉、氫氧化鉀 、正丙基胺、二 、乙醇胺、Ν-甲 、氫氧化四甲銨 、膽鹼、吡咯、 1,5-二氮雜雙環 甲醇、乙醇、丙 醇單乙基醚、Ν 201112441 甲基吡咯烷酮、甲醯胺、N,N -二甲基甲醯胺、N,N -二甲基 乙醯胺等的有機溶劑及水。 再者,鹼性溶液中的鹼性物質之濃度通常爲0.05〜25 質量%,較佳爲0 · 1〜3質量%。 又,作爲有機溶劑之例,可舉出甲醇、乙醇、丙醇、 丁醇、辛醇、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、N-甲基 吡咯烷酮、甲醯胺、Ν,Ν-二甲基甲醯胺、N,N -二甲基乙醯 胺等。 顯像時間通常爲0.5〜10分鐘左右。 使用有機溶劑當作顯像液時,藉由直接風乾,而且使 用鹼性溶液時,例如進行3 0〜90秒的流水洗淨後,以壓 縮空氣或壓縮氮等使風乾而去除表面上的水分,可形成具 有電極形成用的孔之保護層(保護膜)3 3。 爲了使保護層3 3進一步硬化,可使用熱板或烘箱等 的加熱裝置,例如在30〜500 °C、較佳30〜400 °C的溫度進 行5分鐘〜7 2小時的後烘烤處理。 當本發明規定的特定之保護層形成用組成物不含有 (B)光酸產生劑時,於照射紫外線32的步驟之前,宜包含 在被覆層30上塗佈光阻之步驟。作爲光阻,可使用眾所 周知者,例如可舉出JSR公司製ELPAC THB151N等。其 後的照射紫外線3 2之步驟、藉由顯像液溶解去除未經紫 外線照射的被覆層3 0之部分的步驟,係可與本發明規定 的特定之保護層形成用組成物含有(B)光酸產生劑時同樣 地進行。 -33- 201112441 接著,使焊墊電極28形成在電極形成用的孔中(圖4 的(f))。焊墊電極28的形成例如係可藉由提離法來形成。 具體地,可於塗佈光阻後,進行顯像、曝光而在電極形成 用的孔以外之部分上形成圖型,藉由真空蒸鍍法蒸鍍焊墊 電極形成用的金屬,然後藉由剝離液去除不要的部分而進 行。 最後,在支撐基板22的下面,形成η型歐姆電極29( 圖4的(g))。η型歐姆電極29的形成,例如可藉由以真空 蒸鍍法蒸鍍Α1而進行。 再者,於上述製造步驟中,說明在形成保護層後,於 電極形成用的孔中形成焊墊電極28的方法,惟不受上述 方法所限定,亦可舉出在ρ型歐姆電極的上面形成焊墊電 極後,形成由本發明規定的特定之保護層形成用組成物所 成的被覆層,然後對被覆層進行曝光、顯像,而得到使焊 墊電極露出的保護層之方法。於本方法的情況中,焊墊電 極2 8的形成,例如可藉由上述提離法來形成。又,被覆 層的曝光、顯像,亦可採用與上述方法同樣的方法。 [實施形態例3] 圖5中,發光元件41具備支撐基板42、形成在支撐 基板42之上面的第1導電型半導體層44、位於前述第1 導電型半導體層44的一區域上(例如上面的一部分之上方) 之第2導電型半導體層46、介於第丨導電型半導體層44 與第2導電型半導體層46之間的由活性層45所成的層合 -34- 201112441 體之複數的半導體層、形成在前述複數的半導體層之上面 的透明電極層47、連接一個半導體層的第1導電型半導體 層44與和其鄰接的另一半導體層之透明電極層47之配線 49、及防止經由前述配線49而使前述第1導電型半導體 層44與第2導電型半導體層46短路用而形成的保護層48 〇 支撐基板42的上方之透明電極層47及第1導電型半 導體層44的一部分,係不經保護半導體層用的保護層48 所被覆而露出。 發光元件係經由配線49而互相電連接。此時,亦可 於第1導電型半導體層44上形成電極焊墊50。 爲了防止經由配線49而使第1導電型半導體層44與 第2導電型半導體層46短路,保護半導體層用的保護層 48係形成在前述支撐基板42之沒有形成半導體層的區域 之上部、半導體層的側面及前述透明電極47的一部分。 爲了保護配線49及半導體層等,亦可在形成有配線 的基板上,形成保護配線用的保護層5 1。 再者,緩衝層43亦可介於第1導電型半導體層44與 支撐基板42之間。採用緩衝層43係爲了緩和支撐基板42 與第1導電型半導體層44的格子失配。 支撐基板42例如係r面藍寶石基板或a-GaN基板。 前述第1、第2導電型半導體層及活性層例如係(A1、 In ' Ga)N系氮化物半導體。 透明電極層47例如係由銦錫氧化物(ITO)膜或Ni/Au -35- 201112441 等的物質所形成。 電極焊墊例如係由Ni、Cr、Pd、W、A1中選出的至 少一層或合金層》 [實施形態例3之製造方法] 圖6中,首先在支撐基板42上,形成緩衝層43、第 1導電型半導體層44、活性層45、第2導電型半導體層、 46、透明電極層47(圖6的(a))。此等各部分例如可藉由前 述專利文獻3記載的方法來形成。 其次’使用切割裝置,形成溝54,其具有自透明電極 層47的上面到第1導電型半導體層44的上面爲止之深度 。再者,藉由形成溝55,其具有自第1導電型半導體層 44上面到支撐基板42的上面爲止之深度,而形成互相隔 離的複數之半導體層(圖6的(b)、(c))。 接著,於第1導電型半導體層的上面,形成電極焊墊 50(圖6的(d))。電極焊墊50的形成例如係可藉由提離法 來進行。具體地,可於塗佈光阻後,進行顯像、曝光而在 電極形成用的孔以外之部分上形成圖型,藉由真空蒸鍍法 蒸鍍焊墊電極形成用的金屬,然後藉由剝離液去除不要的 部分而進行。 然後,將由本發明規定的特定之保護層形成用組成物 所成的被覆層48形成在支撐基板42的上面、半導體層的 側面、透明電極層47的上面和側面、及電極焊墊50的上 面和側面(圖6的(e))。 -36- 201112441 保護層(被覆層)48的形成例如可藉由使用旋塗機等的 塗佈手段,將保護層形成用組成物塗佈到塗佈對象面上後 ,於指定的溫度(例如3 0 °C〜5 0 0 °C,較佳爲5 0 °C〜4 0 0 °C, 更佳爲80°C ),加熱指定的時間(例如2〜1 20分鐘,較佳 爲2〜60分鐘,更佳爲2〜5分鐘)使乾燥而進行。 接著,當本發明規定的特定之保護層形成用組成物含 有(B)光酸產生劑時,在對應於透明電極層47上的應連接 配線49之區域的透明電極層47之上方的區域 '及對應於 電極焊墊50上的應連接配線49之區域的電極焊墊50之 上方的區域’設置光罩52。於此狀態下,自位於光罩52 之上方的紫外線照射源(未圖示),向下方以鉛直方向照射 紫外線5 3 ’而使應連接配線4 9的區域以外之保護層(被覆 層)48的部分進行光硬化(圖6的(g))。再者,爲了促進經 光照射的部分之硬化,較佳爲在30〜200。(:加熱。 此時紫外線5 3的照度、照射裝置等係與前述紫外線 3 2的照度、照射裝置等同樣。 然後’藉由顯像液來溶解去除未經紫外線照射的保護 層(被覆層)48之部分’而形成用於連接配線49的孔(圖6 的(g))。 此時的顯像方法係與前述顯像方法同樣。
虽本發明規定的特定之保護層形成用組成物不含有 (B)光酸產生劑時’於照射紫外線53的步驟之前,宜包含 在保護層(被覆層)48上塗佈光阻之步驟。作爲光阻,可使 用眾所周知者,例如可舉出JSR公司製Elpa(: THB151N -37- 201112441 等。其後的照射紫外線5 3之步驟、藉由顯像液溶解去除 未經紫外線照射的被覆層48之部分的步驟’係可與本發 明規定的特定之保護層形成用組成物含有(B)光酸產生劑 時同樣地進行。 其次,經由配線49來電連接一個發光元件之電極焊 墊50與和其鄰接的發光元件之透明電極層47(圖6中的 (h))。配線49的形成,例如係可於塗佈光阻後’進行顯像 、曝光形成配線49之不要部分的圖型,藉由真空蒸鍍法 蒸鍍配線形成用的金屬,然後藉由剝離液去除不要的部分 而進行。作爲剝離液,可舉出上述顯像液所例示的鹼性溶 液、有機溶劑。 最後,保護配線49用的保護層5 1,例如可使用旋塗 機等的塗佈手段,將本發明的保護層形成用組成物塗佈到 塗佈對象面上後,藉由與前述保護半導體層用的保護層48 同樣的方法使進行光硬化而形成(圖6中的(i))。 [實施例] 以下,藉由實施例更具體說明本發明,惟本發明完全 不受此等實施例所限制。 [(A)成分之調整] [合成例1] 於附有攪拌機、回流管的燒瓶中,添加甲基三甲氧基 矽烷(45.7 g)、四乙氧基矽烷(12.33 g)、1-甲氧基-2-丙醇 -38- 201112441 09.568)及草酸(0.03g),攪拌後,將溶液的溫度加熱到 60°C °接著’滴下蒸餾水(22.3 8g),滴下結束後,在i〇〇〇c 攪拌溶液3小時。然後’於減壓下進行濃縮,最後得到固 體成分經調整至70重量%的(人)成分之1-甲氧基-2_丙醇溶 液。將此當作「A-1」。 [合成例2 ] 於附有攪拌機、回流管的燒瓶中,添加甲基三甲氧基 矽烷(20.17 g)、三氟甲基三乙氧基矽烷(7.18g)、苯基三甲 氧基矽烷(29.36g)、;!-甲氧基-2-丙醇(25.48g)及草酸 (G_04g) ’攪拌後,將溶液的溫度加熱到60°C。接著,滴下 蒸餾水(17.7 7g),滴下結束後,在1〇〇。(:攪拌溶液3小時。 然後’於減壓下進行濃縮,最後得到固體成分經調整至7 0 重量%的(A)成分之1-甲氧基-2-丙醇溶液。將此當作「A-2 [合成例3 ] 於附有攪拌機、回流管的燒瓶中,添加甲基三甲氧基 矽烷(17.89g)、苯基三甲氧基矽烷(3 5.8 0g)、四乙氧基矽烷 (3.42g)、1-甲氧基-2-丙醇(24.84g)及草酸(0.03g)’攪拌後 ’將溶液的溫度加熱到60°C。接著,滴下蒸餾水U8_〇2g) ’滴下結束後,在1 00°C攪拌溶液3小時。然後’於減壓 下進行濃縮,最後得到固體成分經調整至70重量%的(A) 成分之1-甲氧基-2-丙醇溶液。將此當作「A-3」。 -39- 201112441 [合成例4] 於附有攪拌機、回流管的燒瓶中,添加苯基三甲氧基 矽烷(46.〇4g)、四乙氧基矽烷(l2.09g)、1-甲氧基-2-丙醇 (2 5.11g)及草酸(〇.04g),攪拌後,將溶液的溫度加熱到 60°C。接著,滴下蒸餾水(16.72g),滴下結束後,在l〇〇°C 攪拌溶液3小時。然後,於減壓下進行濃縮,最後得到固 體成分經調整至7〇重量%的(人)成分之1-甲氧基-2-丙醇溶 液。將此當作「A-4」。 [合成例5 ] 於附有攪拌機、回流管的燒瓶中,添加苯基三甲氧基 矽烷(69.05g)、1-甲氧基-2-丙醇(200.01 g)及馬來酸(〇.〇8g) ,攪拌後,將溶液的溫度加熱到6(TC。接著,滴下蒸餾水 (50.55g),滴下結束後,於減壓下進行濃縮,最後得到固 體成分經調整至60重量%的(人)成分之1-甲氧基-2-丙醇溶 液。將此當作「A-5」。 [保護層形成用組成物「J-1」〜「J-9」之調製] 對於56.8g A-l(固體成分及有機溶劑),添加當作光酸 產生劑0.2g 1-(4,7-二第三丁氧基)-萘基四氫噻吩鑰三氟甲 烷磺酸酯、0.02 g三正辛胺、0.04g二甲基聚矽氧烷-聚氧 化烯共聚物、43.0g 1-甲氧基-2-丙醇,均勻混合而得到固 體成分濃度經調整至40質量%的組成物「J-1」。 -40 - 201112441 又,除了使用 A-2〜A-5代替A-1,且將各成分的配 合量改變成表1所示的配合量以外,與^1」同樣地, 調製組成物「J - 2」〜「J - 9」。 -41 - 201112441 【一 ¥ 〇\ ·—> r—^ cn 22.5 49.5 yn 〇 24.4 100.0 00 一 56.5 43.0 <n d 100.0 ^5 15.0 CN O 69.7 0.02 0.04 15.0 100.0 ο 15.0 CN 〇 69.7 0.02 0.04 15.0 100.0 56.5 寸 o 43.1 0.02 0.02 100.0 *—> 56.8 (N d 43.0 0.02 0.04 100.0 1 56.8 (N d 43.0 0.02 0.04 100.0 <N 56.8 CN o 43.0 0.02 0.04 100.0 56.8 <N d 43.0 0.02 0.04 100.0 單位:質量份 A-l A-2 A-3 A-4 A-5 宙 w s m f S 祕题 h氍 m m 濉遯 nfr a减 S 'Ί 二缵 1-甲氧基-2-丙醇 三正辛胺 二甲基聚矽氧烷-聚氧化烯共聚物υ 矽石粒子2) 合計 C OQ u Q ω Uh (m s s.o: S 釦蕋 < s u 0(s〜〇 I :朝芻敕^< 「as O d - ΊΖ-Ί d」wng組 <鉍起陌<4#^蛾¥k(n
鉍鲰蝤挪鼷M(I -42- 201112441 [實施例1〜9 ] 對於前述各自的保護層形成用組成物「J 」,如以下地評價。 <硬化時之評價> (1)圖型化形狀 於形成有半導體層的藍寶石基板上,使用 佈保護層形成用組成物,以使乾燥後的厚度成 在8 (TC預烘烤5分鐘,其次,使用接觸光罩韵 導體層上通過孔洞大小(900μιη)的光罩,以大 量成爲l〇〇mJ/cm2的方式,照射紫外線。接著 行1分鐘的曝光後烘烤後,使用2.38%TMAH 顯像劑,於室溫、1分鐘的條件下顯像,然後 型電子顯微鏡來測定光罩中的圖型是否再現。 作「〇」,將再現不完全時當作「X」。表2 <硬化膜之製作> 於4吋直徑的熔融石英基板上,分配保言 成物,旋塗到厚度約2 μ m,在8 0 °C X 5分鐘及 鐘加熱,以製作硬化膜。 <硬化膜之特性評價> 對於如上述所製作的硬化膜,測定下述!| -1」〜 「j_9 旋塗機來塗 爲2 μ m後, 準機,在半 氣中的曝光 ,在80°C進 水溶液當作 ,使用掃描 將再現時當 中顯示結果 層形成用組 25(^060 分 性及進行評 -43- 201112441 價。表2中顯示結果。 (2)透明性
使用日本分光公司製的分光光度計,分別測定由上述 所得之硬化膜(膜厚2μπι)在波長400nm的透過率(%)。將 透過率爲9 5 %以上時當作「〇」,將未達9 5 %時當作「X (3) 耐熱性 使用烘箱,在溫度250°C將上述硬化膜處理30分鐘。 將處理前後的硬化膜之透過率的降低(透過率的減少比例) 未達10%時當作「〇」,將超過10%時當作「X」。 (4) 耐光性 使用SUGA試驗機公司製的耐候性試驗機FDP(光源 SUGA-FS40,輻射照度28W/m2(波長 270-700nm、尖峰波 長313nm),試驗溫度60°C),評價上述所得之硬化膜的耐 光性。藉由同一試驗機進行1 68小時的紫外線照射,將試 驗前後的硬化膜之透過率降低(透過率的減少比例)未達 1 0 %時當作「〇」’將超過1 〇 %時當作「x」。 (5) 密接性 藉由棋盤格試驗來評價密接性。評價方法係依據113-K5400。將試驗後沒有看到剝離者當作「〇」’將即使1 -44- 201112441 個地方也看到剝離者當作「χ」。 L仏 & J 組成物 硬化時之評價 硬化膜之特性評價 ___ 的種類 圖型化形狀 透明性 耐熱性 耐光性 密接性 實施例1 J-1 〇 〇 〇 〇 實施例2 J-2 〇 〇 〇 〇 實施例3 J-3 〇 〇 〇 〇 〇_ 實施例4 J-4 〇 〇 〇 〇 _〇_^- 實施例5 J-5 〇 〇 〇 〇 實施例6 J-6 〇 〇 〇 〇 實施例7 J-7 〇 〇 〇 〇 實施例8 J-8 〇 〇 〇 實施例9 J-9 〇 〇 〇 [實施例1 〇〜1 5 ] 對於前述各自的保護層形成用組成物「J-1 J ' ^ 」~「J - 7」’如以下地評價。 如圖2中的(d)所示,準備一種元件,其具備藍寶石基 板1、形成在藍寶石基板1之上面的複數之半導體餍2、 形成在前述半導體層2之上面的P電極3、以覆蓋P電極 3的方式所形成的金屬擴散防止層4、及絕緣層5 (形成在 藍寶石基板1的上面la、半導體層2的端面2a、未形成P 電極3的半導體層2之上面2b'及金屬擴散防止層4的一 部分者)。自藍寶石基板1的上面到金屬擴散防止層4的 上面爲止的高度係8 μηι。使用旋塗機來塗佈保護層形成用 -45- 201112441 組成物,以使在絕緣層5的表面之乾燥後的厚度成爲1 μ m 後,於80°c預烘烤5分鐘,而形成被覆層。其次’使用接 觸光罩對準機,在被覆層上通過孔洞大小(900 μπι)的光罩 ,以大氣中的曝光量成爲l〇〇m J/cm2的方式’照射紫外線 。接著,在80°C進行1分鐘的曝光後烘烤後’使用2.38 質量%的TMAH水溶液當作顯像劑,於室溫、1分鐘的條 件下顯像,而形成保護層(實施例1〇〜15)。 [實施例16〜17] 對於前述各自的保護層形成用組成物^ J-8」〜「J-9 」,如以下地評價。 於與實施例1 〇所準備的元件相同的元件上,使用旋 塗機來塗佈保護層形成用組成物,以使在絕緣層5的表面 之乾燥後的厚度成爲3 μιη後,於200 °C預烘烤20分鐘, 而形成被覆層。其次,於經氮氣置換的擴散爐中,在 5〇〇°C進行30分鐘的锻燒。塗佈光阻(JSR公司製ELPAC THB 15 1N)後’使用接觸光罩對準機,在被覆層上通過孔 洞大小(900μιη)的光罩,以大氣中的曝光量成爲100mJ/cm2 的方式’照射紫外線。接著,在80t進行1分鐘的曝光後 烘烤後’使用2.38質量%的TMAH水溶液當作顯像劑,於 室溫、1分鐘的條件下顯像,而形成保護層(實施例1 6〜 17)。 [比較例1 ] -46- 201112441 使用U-TEC公司製的雙頻電漿CVD裝置,使用四乙 氧基矽烷(氣體流量:〇.4sccm)當作矽石源’ ΑΓ的氣體流 量lOOsccm,RF上部噴頭電力3〇〇W(27.12MHz)’下部基 板電力150W(380kHz),基板溫度300°C’反應壓力lOTorr ,於與實施例1 〇準備的元件相同的元件上形成1 的膜 [比較例2] 使用U-TEC公司製的雙頻電漿CVD裝置,使用四乙 氧基矽烷(氣體流量:2sccm)當作矽石源’ Ar的氣體流量 lOOsccm,RF上部噴頭電力 300W(27.12MHz),下部基板 電力150W(380kHz),基板溫度300°C,反應壓力lOTorr, 於與實施例1 0準備的元件相同的元件上形成5 μπι的膜。 <保護層形成時之評價> (1 )圖型化形狀 使用掃描型電子顯微鏡來觀察光罩中的圖型是否再現 。將再現時當作「〇」,將再現不完全時當作「X」。表 3中顯示結果。 (2)半導體層的側面之被覆性 使用掃描型電子顯微鏡,觀察半導體層的側面(端面) 是否經被覆。將半導體層的側面係全面經保護層所被覆時
X
當作「〇」’將一部分未經被覆而露出時當作 -47- 201112441 3中顯不結果。 (3) 耐龜裂性 使用掃描型電子顯微鏡,測定所形成的保護層中有無 缺陷或破裂。將在保護層中觀察到缺陷或破裂時當作「〇 j ,將在保護層中沒有觀察到缺陷或破裂時當作「><」。 表3中顯示結果。 <保護層之特性評價> (4) 耐鹼性 將氫氧化四甲銨(TMAH)/N-甲基吡咯烷酮(NMP)/水(質 量比:2/92/6)的混合溶液加熱到80°C,於該混合溶液中置 入形成有保護層的元件,浸漬30分鐘後,藉由SEM進行 觀察。將在絕緣層5的表面之保護層的膜厚減少率未達 30%時當作「〇」,將膜厚減少率爲30%以上且未達60% 時當作「△」,將膜厚減少率爲70%以上時當作「X」。 表3中顯不結果。 -48 - 201112441 [表3]
組成物 的種類 保護層形成時之評價 保護層之 特性評價 圖型化形狀 被覆性 耐龜裂性 耐鹼性 實施例10 J-1 〇 〇 〇 Δ 實施例11 J-3 〇 〇 〇 Δ 實施例12 J-4 〇 〇 〇 Δ 實施例13 J-5 〇 〇 〇 Δ 實施例14 J-6 〇 〇 〇 〇 實施例15 J-7 〇 〇 〇 〇 實施例16 J-8 〇 〇 〇 〇 實施例Π J-9 〇 〇 〇 〇 比較例1 _ _ X 〇 _ 比較例2 - - 〇 X
[保護層形成用組成物「K-l」〜「K-7」之調製] 又,除了使用 Α-1〜Α-5,且將各成分的配合量改變 成表4所示的配合量以外,與「J- 1」同樣地,調製組成 物組成物「Κ- 1」〜「Κ-7」。 -49- 201112441 【寸嗽】 K-7 5.36 81.87 10.51 0.50 100 Κ-6 12.37 81.87 5.26 0.50 100 Κ-5 18.0 0.09 81.87 0.02 0.02 ο Κ-4 18.0 0.09 81.87 0.02 0.02 100 Κ-3 Ο Ον 0.09 81.87 0.02 〇 〇\ 0.02 ο Κ-2 18.0 0.09 81.87 0.02 0.02 100 Κ-1 Ο σ\ 0.09 81.87 0.02 〇 〇\ 0.02 100 成分 Α-1 CN < Α-3 Α-4 < ΠΙ 鱺 m 喊 a 權 撇 1 i 祕 li]餾 搬趦 1 ii' rfE~ I槭 卜甲氧基-2-丙醇 三正辛胺 矽石粒子υ rs 鬆 m .裝 嘁 齡 祕 嵌 涵 • & Π 合計:質量份 < PQ U Q W tL) 鉍挪舷®!iiM(<N(UIdds.o : _<β€suo«N〜〇 i :iH5l%idz ~「awod-lCN-ld」wng®"鉍^阮^琳^蛾张^ -50- 201112441 [實施例18〜24] 對於前述各自的保護層形成用組成物「K-1」〜「K-7 」,如以下地評價。 <硬化膜的製作> 於4吋直徑的熔融石英基板上,分配保護層形成用組 成物「K-1」〜「K-7」,旋塗到厚度約2μηι,在 80°C x5 分鐘及2 50°C x60分鐘加熱,以製作硬化膜。 <硬化膜之特性評價> 對於如上述所製作的硬化膜之特性評價(透明性、耐 熱性、耐光性及密接性),與實施例1〜9同樣地評價。表 5中顯示結果。 [表5] 組成物 的種類 硬化膜之特性評價 透明性 耐熱性 耐光性 密接性 實施例18 K-1 〇 〇 〇 〇 實施例19 K-2 〇 〇 〇 〇 實施例20 K-3 〇 〇 〇 〇 實施例21 K-4 〇 〇 〇 〇 實施例22 K-5 〇 〇 〇 〇 實施例23 K-6 〇 〇 〇 〇 實施例24 K-7 〇 〇 〇 〇 比較例3 _ - 比較例4 - - - _ • -51 - 201112441 前述前述各自的保護層形成用組成物「κ-l」〜「Κ-7 j ,如以下地評價9 [實施例25〜29] 如圖4(b)所示,準備一種元件,其具備由藍寶石所成 的支撐基板22、形成在支撐基板22之一區域上的n型包 覆層23、形成在前述η型包覆層23之上面的ρ型包覆層 25、介於前述η型包覆層23與前述ρ型包覆層25之間的 由量子井發光層(活性層)24所成的層合體之複數的半導體 層、形成在前述複數的半導體層之上面的ρ型接觸層26 及形成在Ρ型接觸層26之上面的ρ型歐姆電極27。自支 撐基板22之上面到ρ型歐姆電極27之上面爲止的高度係 8 μιη 〇 於形成有半導體層的藍寶石基板上,使用旋塗機來塗 佈保護層形成用組成物,以使在Ρ型歐姆電極27的表面 之乾燥後的厚度成爲Ιμηι後,於80。(:預烘烤5分鐘,而 形成被覆層30。其次’使用接觸光罩對準機,在半導體層 上通過孔洞大小(900μιη)的光罩31,以大氣中的曝光量成 爲1 00mJ/cm2的方式,照射紫外線。接著,在8〇〇c進行1 分鐘的曝光後烘烤後,使用2 · 3 8 %TM AH水溶液當作顯像 劑’於室溫、1分鐘的條件下顯像,而形成保護層(實施例 25〜29卜 [實施例3 0〜3 1 1 -52- 201112441 於與實施例2 5所準備的元件相同的元件上,使用旋 塗機來塗佈保護層形成用組成物,以使在P型歐姆電極27 的表面之乾燥後的厚度成爲10!^後,於500。(:進行30分 鐘的煅燒’而形成被覆層。其次,使用接觸光罩對準機, 塗佈光阻(JSR公司製ELPAC THB151N)後,在80°C進行1 分鐘的烘烤後’在被覆層上通過孔涧大小(9 00 μιΏ)的光罩 ,以大氣中的曝光量成爲lOOmJ/cm2的方式,照射紫外線 。接著,在80 °C進行1分鐘的曝光後烘烤後,使用 2.3 8 %TMAH水溶液當作顯像劑,·於室溫、1分鐘的條件下 顯像,而形成保護層(實施例3 0〜3 1 )。 [比較例3 ] 與比較例1同樣地,在與實施例2 5所準備的元件相 同的元件上形成1 μ m的膜。 [比較例4] 與比較例2同樣地,在與實施例2 5所準備的元件相 同的元件上形成5μηι的膜。 <保護層形成時之評價> 對於如上述所製作的保護層形成時之評價(圖型化形 狀、被覆性及耐龜裂性),與實施例1 〇〜1 7同樣地評價。 表6中顯示結果。 -53- 201112441 <保護層之特性評價〉 對於如上述所製作的保護層之特性評價(耐鹼性),與 實施例10〜17同樣地’將在p型歐姆電極27的表面之保 護層的膜厚減少率未達30%時當作「〇」,將膜厚減少率 爲3 0 %以上且未達6 0 %時當作「△」,將膜厚減少率爲 70%以上時當作「X」。表6中顯示結果。 [表6]
組成物 的種類 保護層形成時之評價 保護層之 特性評價 圖型化形狀 被覆性 耐龜裂性 耐鹼性 實施例25 K-1 〇 〇 〇 〇 實施例26 K-2 〇 〇 〇 Δ 實施例27 K-3 〇 〇 〇 〇 實施例28 K-4 〇 〇 〇 Δ 實施例29 K-5 〇 〇 〇 Δ 實施例30 K-6 〇 〇 〇 Δ 實施例31 K-7 〇 〇 〇 〇 比較例3 V X 〇 比較例4 - - 〇 X
[實施例32〜36] 如圖6(d)所示,準備一種元件,其具備由藍寶石所成 的支撐基板42、形成在支撐基板42之上面的第1導電型 半導體層44、位於前述第1導電型半導體層44之一區域 上的第2導電型半導體層46、介於前述第1導電型半導體 層44與前述第2導電型半導體層46之間的由活性層45 -54- 201112441 所成的層合體之複數的半導體層、及形成在前述複數的半 導體層之上面的透明電極層47。自支撐基板42之上面到 透明電極層47之上面爲止的高度係8μΐΏ。使用旋塗機來 塗佈保護層形成用組成物,以使在透明電極層47的表面 之乾燥後的厚度成爲Ιμηι後,於80°C預烘烤5分鐘’而 形成被覆層。其次,使用接觸光罩對準機,在被覆層上通 過孔洞大小(900μπι)的光罩,以大氣中的曝光量成爲 lOOmJ/cm2的方式,照射紫外線。接著,在8〇°C進行1分 鐘的曝光後烘烤後,使用2.3 8 %T M A Η水溶液當作顯像劑 ,於室溫、1分鐘的條件下顯像,而形成保護層(實施例 32 〜36) 〇 [實施例3 7〜3 8 ] 於與實施例3 2所準備的元件相同的元件上,使用旋 塗機來塗佈保護層形成用組成物,以使在透明電極層47 的表面之乾燥後的厚度成爲Ιμιη後,於50(TC進行30分 鐘的煅燒,而形成被覆層。其次,使用接觸光罩對準機, 塗佈光阻(JSR公司製ELPAC THB151N)後,在80°C進行1 分鐘的烘烤後,在被覆層上通過孔洞大小(900 μηι)的光罩 ,以大氣中的曝光量成爲100mJ/cm2的方式,照射紫外線 。接著’在8 0 °C進行1分鐘的曝光後烘烤後,使用 2.3 8%TMAH水溶液當作顯像劑,於室溫、1分鐘的條件下 顯像’而形成保護層(實施例3 7〜3 8 )。 -55- 201112441 [比較例5 ] 與比較例1同樣地,在與實施例3 2所準備的元件相 同的元件上形成Ιμπι的膜。 [比較例6] 與比較例2同樣地,在與實施例3 2所準備的元件相 同的元件上形成5μιη的膜。 <保護層形成時之評價> · 對於如上述所製作的保護層形成時之評價(圖型化形 狀、被覆性及耐龜裂性),與實施例1 0〜1 7同樣地評價。 表7中顯示結果。 <保護層之特性評價> 對於如上述所製作的保護層之特性評價(耐鹼性),與 實施例10〜17同樣地,將在透明電極層47的表面之保護 層的膜厚減少率未達30%時當作「〇」,將膜厚減少率爲 30%以上且未達60%時當作「△」,將膜厚減少率爲70% 以上時當作「X」。表7中顯示結果。 -56- 201112441 [表7]
組成物 的種類 保護層形成時之評價 保護層之 特性評價 圖型化形狀 被覆性 耐龜裂性 耐鹼性 實施例32 K-1 〇 〇 〇 〇 實施例33 K-2 〇 〇 〇 Δ 實施例34 K-3 〇 〇 〇 〇 實施例35 K-4 〇 〇 〇 Δ 實施例36 K-5 〇 〇 〇 Δ 實施例37 K-6 〇 〇 〇 Δ 實施例38 K-7 〇 「〇 〇 〇 比較例5 - X 〇 比較例6 - - 〇 X 由表2、3、5' 6及7可知,本發明的發光元件保護 層形成用組成物係圖型化性、被覆性、耐龜裂性及耐鹼性 優異。又’可知具有使用本發明規定的組成物所形成的保 護層之發光元件’由於透明性、耐光性及耐熱性優異,故 例如可有效地利用來自LED的側面之輻射光等,作爲發 光元件可期待高性能。 又’本發明的發光元件,由於保護層存在,故可期待 能長期防止來自半導體層的電流之洩漏或短路之發生。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示本發明的發光元件之實施形態例1的截面 圖。 圖2係顯示本發明的發光元件之實施形態例〗的製造 -57- 201112441 方法之圖。 圖3係顯示本發明的發光元件之實施形態例2的截面 圖。 圖4係顯示本發明的發光元件之實施形態例2的製造 方法之圖。 圖5係顯示本發明的發光元件之實施形態例3的截面 圖。 圖6係顯示本發明的發光元件之實施形態例3的製造 方法(前半步驟)之圖。 圖7係顯示本發明的發光元件之實施形態例3的製造 方法(後半步驟)之圖》 【主要元件符號說明】 1 :藍寶石基板 1 a :表面 2 :半導體層 2a :端面 2b :上面 3 : p電極 4、6、11:金屬擴散防止層 5 :絕緣層 7、 12 :金屬層 8、 33 :保護層 9、 22、42:支撐基板 -58- 201112441 1 〇 :接觸層 13 : η電極 14 、 34 :溝 2 1、4 1 :發光元件 23 : η型包覆層 24 :量子井發光層(活性層) 25 : ρ型包覆層 26 : ρ型接觸層 27: ρ型歐姆電極 28 :焊墊電極 29 : η型歐姆電極 3〇 :被覆層 3 1 :光罩 3 2 :紫外線 43 :緩衝層 44:第1導電型半導體層 4 5 :活性層 46:第2導電型半導體層 4 7 :透明電極層 48 :保護半導體層用的保護層 49 :配線 5 0 :電極焊墊 5 1 :保護配線用的保護層 -59 -
Claims (1)
- 201112441 七、申請專利範圍: 1. 一種發光元件,其特徵爲具有: 支撐基板, 形成在前述支撐基板的上方之半導體層, 形成在前述半導體層的上面之電極,與 以被覆前述半導體層的至少側面之方式所形成的保護 層, 其中前述保護層係含有下述(A)成分的保護層形成用 組成物之硬化物; (A)由下述通式(1)所示的水解性矽烷化合物、其水解 物及其縮合物所成之群選出的至少一種化合物 (R')pSi(X)4. [通式(1)中’ R係碳數爲1〜12的非水解性有機基,X係 X當各自存在複數 水解性基,及P係〇〜3的整數;R1及 的基團時,各基可相同或不同]。 2.如申請專利範圍第1 項之發光元件,其中前述保護 3 .如申請專利範圍第層係以前述電極的至少一部公·、 前述半導體層係複數,配線。 4 .如申請專利範圍第3 項之發光元件,其中前述半導 -60- 201112441 體層各自具備: 形成在前述支撐基板的上面之第1導電型半導體層’ 位於前述第1導電型半導體層的一區域上之第2導電 型半導體層,與 介於前述第1導電型半導體層與前述第2導電型半導 體層之間的活性層, 前述配線係電連接一個發光半導體層之第1導電型半 導體層、與和其鄰接的發光半導體層之第2導電型半導體 層者。 5 .如申請專利範圍第1〜4項中任一項之發光元件, 其中前述保護層形成用組成物更含有矽石粒子。 6.如申請專利範圍第1〜5項中任一項之發光元件, 其中前述保護層係隔著形成於前述半導體層的側面之絕緣 層而形成者。 7 ·如申請專利範圍第6項之發光元件,其中前述絕緣 層係由二氧化矽所成的層。 8.如申請專利範圍第1〜7項中任一項之發光元件, 其中形成前述保護層的硬化物係當厚度爲2 μιη時,照射波 長4〇Onm的光時之光的透過率係95 %以上。 9 ·如申請專利範圍第8項之發光元件,其中形成前述 保護層的硬化物係當厚度爲2 μπι時,在250 Ό加熱30分 鐘時的加熱前後之各時間點照射波長400nm的光時之光的 透過率降低係未達10%者。 1 〇.如申請專利範圍第8或9項之發光元件,其中形 -61 - 201112441 成前述保護層的硬化物’當厚度爲2Mm時,在60 t:照射 輻射照度28W/m2(波長270〜700nm、尖峰波長313nm)的 紫外線168小時時的照射前後之各時間照射波長400nm的 光時之光的透過率降低係未達10 %者。 11.如申請專利範圍第1〜1〇項中任一項之發光元件 ,其中前述保護層形成用組成物更含有(B)光酸產生劑。 1 2 _ —種發光元件保護層形成用組成物,其係形成申 請專利範圍第1〜11項中任一項之發光元件的保護層用之 組成物,其特徵爲含有下述(A)成分, (A)由下述通式(1)所示的水解性矽烷化合物、其水解 物及其縮合物所成之群選出的至少一種化合物 (R1)PSi(X)4.p (1) [通式(1)中,R1係碳數1〜12的非水解性有機基,X係水 解性基,及P係〇〜3的整數;R1及X當各自存在複數的 基團時,各基可相同或不同]。 13. 如申請專利範圍第12項之發光元件保護層形成用 組成物,其中前述保護層形成用組成物更含有(B)光酸產 生劑。 14. 一種發光元件之製造方法,其特徵爲含有: 於支撐基板的上方形成半導體層之步驟, 於前述半導體層的上面形成電極之步驟, 將上面形成有電極的半導體層分離成互相隔離排列的 -62- 201112441 複數半導體層之步驟,與 以被覆前述半導體層的至少側面之方式’使用申請專 利範圍第1 2或1 3項之保護層形成用組成物形成保護層之 步驟。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項之發光元件之製造方法, 其中具有在前述保護層的表面上’形成電連接前述電極的 配線之步驟。 1 6 .如申請專利範圍第1 5項之發光元件之製造方法, 其中前述半導體層各自具備: 形成在前述支撐基板的上面之第1導電型半導體層’ 位於前述第1導電型半導體層的一區域上之第2導電 型半導體層,與 介於前述第1導電型半導體層與前述第2導電型半導 體層之間的活性層, 前述配線係電連接一個發光半導體層之第1導電型半 導體層、與和其鄰接的發光半導體層之第2導電型半導體 層者。 -63-
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