[發明專利]圖案形成用樹脂組合物、圖案形成方法及發光元件的制造方法

有效

• 申請號: 201080031490.1
• 申請日: 2010-05-12
• 公開（公告）號: CN102741988A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 淺川鋼兒;北川良太;藤本明;白江良章;賴末友裕;池田章彥
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝;旭化成電子材料株式會社
• 主分類號: H01L21/312
• 分類號: H01L21/312;C08F297/00;C08L25/02;C08L33/06;C08L53/00;H01L21/3065;H01L33/22
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

技術領域

本發明涉及圖案形成用樹脂組合物、圖案形成方法及通過將在元件內部產生的光高效地取出到外部來實現高發光效率特性的發光元件的制造方法。

背景技術

對發光元件要求發光效率和亮度的提高。作為發光元件的高效化法，有在元件內部將電能轉換成光時的光的產生效率(內部量子收率)的提高和將該產生的光有效地取出到元件外部的效率(光取出效率、外部量子收率)的提高這兩種。關于內部量子收率，研究不斷進展，其最近的提高顯著。但是，通常發光元件材料由于折射率高，全反射等導致光被封入元件內，所以將在內部產生的光取出到元件外部的光取出效率非常低。

因此，通過對發光元件的表面賦予納米水平的凹凸，致力于制作折射率梯度來防止反射，或者嘗試在表面制作衍射光柵來取出1次衍射光等。但是，它們需要非常微細的納米水平的加工，這些研究水平下的加工法中研究了電子束光刻，進而為了大量生產研究了納米壓印法等。然而，關于這些方法，存在裝置成本高之類的問題，此外，必須以納米尺寸制作規則的結構，所以制造困難。

此外，作為將發光表面粗面化的技術，已知有通常用鹽酸、硫酸、過氧化氫或它們的混合液進行表面處理而粗面化的技術(以下參照專利文獻1、專利文獻2)，但這些方法受到基板的結晶性的影響，根據露出面方位產生能夠粗面化的面和無法粗面化的面。因此發光面并不一定總是能夠粗面化，光取出效率的提高有限。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2001-151834號公報

專利文獻2：日本特開2003-258296號公報

專利文獻3：日本特開2006-108635號公報

專利文獻4：日本特開2001-100419號公報

發明內容

發明要解決的問題

對發光二級管(以下也記為LED)等發光元件的表面賦予微細結構時光取出效率提高。在該微細結構的制作中采用利用了嵌段共聚物的自組裝的光刻法(專利文獻1)時，能夠以低成本有效地生產超微細結構。該方法與LED表面的微細加工適性良好，能夠以低成本謀求LED的亮度提高(專利文獻2)。然而，在推進研究的過程中獲知，作為對光取出具有效果的現象采用防反射效果和衍射效果時效果高(專利文獻3)，獲知特別是衍射需要接近光波長的節距的凹凸結構。在使用了嵌段共聚物的納米凹凸結構的制作方法中，由于利用分子的組織化，所以能夠容易地形成100nm以下的圖案，但100nm以上的圖案形成很困難。此外，若使用混合了2種以上均聚物的共混聚合物，則容易形成1μm左右的節距(專利文獻4)，但由于與嵌段共聚物不同未被分子鍵固定，所以存在工藝的穩定度不高之類的問題。進而，也存在通過將特定分子量的嵌段共聚物與嵌段共聚物中作為嵌段部分所含的均聚物組合并在氮氣下進行熱處理來形成節距數百納米級的圖案的例子，這種情況下，由于圖案的圓形系數低，所以存在光取出效率低之類的問題(專利文獻3)。

本發明要解決的課題在于，提供能夠穩定地形成圖案的圖案形成用樹脂組合物、及能夠穩定地形成圖案的海島結構圖案的形成方法、及通過將在元件內部產生的光高效地取出到外部來實現高發光效率特性的發光元件的制造方法。

用于解決問題的方案

本申請發明人等進行了深入研究并重復實驗，結果完成了本發明。

即，本發明為以下所述的圖案形成用組合物、圖案形成方法及發光元件制造方法。

[1]一種圖案形成用樹脂組合物，其是包含以下的嵌段共聚物(a)、含芳香環的均聚物(b)和聚(甲基)丙烯酸酯均聚物(c)的圖案形成用樹脂組合物：

所述嵌段共聚物(a)包含含芳香環的聚合物和聚(甲基)丙烯酸酯作為嵌段部分，其中，該嵌段共聚物(a)的數均分子量為30萬以上且500萬以下，該含芳香環的聚合物部分和該聚(甲基)丙烯酸酯部分的總量相對于該嵌段共聚物(a)整體的比率為50摩爾％以上，該含芳香環的聚合物部分與該聚(甲基)丙烯酸酯部分的摩爾比為1∶1～1∶5；

所述含芳香環的均聚物(b)由構成所述嵌段共聚物(a)中作為嵌段部分所含的含芳香環的聚合物的單體來構成，其中，該含芳香環的均聚物的重均分子量為1500以上且8000以下；

所述聚(甲基)丙烯酸酯均聚物(c)由構成所述嵌段共聚物(a)中作為嵌段部分所含的聚(甲基)丙烯酸酯的單體來構成，其中，該聚(甲基)丙烯酸酯均聚物(c)的重均分子量為1500以上且14000以下；