CN107799668A - 半导体装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提高半导体装置的制造工序的成品率。另外，本发明的一个方式的目的是提高半导体装置的生产率。在衬底上形成第一材料层，在第一材料层上形成第二材料层，使第一材料层与第二材料层分离，由此制造半导体装置。另外，在进行分离之前，优选对层叠的第一材料层与第二材料层进行加热。第一材料层包含含有氢和氧中的一个或两个的气体(例如，水)。第一材料层例如包含金属氧化物。第二材料层包含树脂。通过切断氢键来使第一材料层与第二材料层分离。另外，通过进行加热，第一材料层与第二材料层的界面或界面附近析出水。第一材料层与第二材料层间的密接性因存在于其界面或其界面附近的水而降低而使第一材料层与第二材料层彼此分离。

Description

半导体装置的制造方法
技术领域
本发明的一个方式涉及一种剥离方法、半导体装置的制造方法及显示装置的制造方法。
注意，本发明的一个方式不局限于上述技术领域。作为本发明的一个方式的技术领域的一个例子，可以举出半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、电子设备、照明装置、输入装置(例如，触摸传感器等)、输入输出装置(例如，触摸面板等)以及上述装置的驱动方法或制造方法。
注意，本说明书等中的半导体装置是指能够通过利用半导体特性而工作的所有装置。晶体管、半导体电路、显示装置、发光装置、输入装置、输入输出装置、运算装置及存储装置等都是半导体装置的一个方式。另外，摄像装置、电光装置、发电装置(包括薄膜太阳能电池或有机薄膜太阳能电池等)及电子设备有时包括半导体装置。
背景技术
已知应用有机EL(Electro Luminescence：电致发光)元件或液晶元件的显示装置。作为显示装置的一个例子，还可以举出具备发光二极管(LED：Light Emitting Diode)等发光元件的发光装置、以电泳方式等进行显示的电子纸等。
有机EL元件的基本结构是在一对电极之间夹有包含发光性有机化合物的层的结构。通过对该元件施加电压，可以得到来自发光性有机化合物的发光。通过应用这种有机EL元件，可以实现薄型、轻量、高对比度且低功耗的显示装置。
通过在柔性衬底(薄膜)上形成晶体管等半导体元件或有机EL元件等显示元件，可以实现柔性显示装置。
在专利文献1中公开了经过牺牲层对设置有耐热性树脂层及电子元件的支撑衬底(玻璃衬底)照射激光，将耐热性树脂层从玻璃衬底剥离，制造柔性显示装置的方法。
[专利文献1]日本专利申请公开第2015-223823号公报
发明内容
本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的剥离方法、半导体装置的制造方法或显示装置的制造方法。本发明的一个方式的目的之一是提供一种成本低且生产率高的剥离方法、半导体装置的制造方法或显示装置的制造方法。本发明的一个方式的目的之一是提供一种成品率高的剥离方法。本发明的一个方式的目的之一是使用大型衬底制造半导体装置或显示装置。本发明的一个方式的目的之一是以低温制造半导体装置或显示装置。
本发明的一个方式的目的之一是提供一种功耗低的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种可靠性高的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是显示装置的薄型化或轻量化。本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有柔性或具有曲面的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种不容易损坏的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的显示装置、输入输出装置或电子设备等。
注意，这些目的的记载并不妨碍其他目的的存在。本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述目的以外的目的。
本发明的一个方式是一种半导体装置的制造方法，该制造方法包括如下步骤：在衬底上形成第一材料层；在第一材料层上形成第二材料层；使第一材料层与第二材料层彼此分离。第一材料层包含含有氢和氧中的一个或两个的气体。例如，该气体优选为水。第二材料层包含树脂。通过切断氢键来使第一材料层与第二材料层彼此分离。作为氢键，例如可以举出第一材料层所包含的气体与第二材料层之间的氢键。第一材料层优选以其与第二材料层间的密接性低于其与衬底间的密接性的方式形成。
另外，本发明的一个方式是一种半导体装置的制造方法，该制造方法包括如下步骤：在衬底上形成第一材料层；在第一材料层上形成第二材料层；对层叠的第一材料层与第二材料层进行加热；使第一材料层与第二材料层彼此分离。第一材料层包含含有氢和氧中的一个或两个的气体。例如，该气体优选为水。第二材料层包含树脂。在加热工序中，在第一材料层与第二材料层的界面或界面附近析出水。第一材料层与第二材料层间的密接性因存在于其界面或其界面附近的水而降低而使第一材料层与第二材料层彼此分离。
第一材料层优选以包含钛、钼、铝、钨、硅、铟、锌、镓、钽和锡中的一个或多个的方式形成。第一材料层优选以包含钛和氧化钛中的一个或两个的方式形成。第一材料层优选以具有钛与氧化钛的叠层结构的方式形成。
第二材料层优选以包括厚度为0.1μm以上且5μm以下的区域的方式形成。
第二材料层优选以包括由结构式(100)表示的化合物的残基的方式形成。
优选边对分离界面供应液体边进行使第一材料层与第二材料层彼此分离的工序。该液体优选包含水。
在形成第一材料层的工序中，也可以在衬底上形成金属层且对金属层的表面进行等离子体处理，来形成金属氧化物层。在等离子体处理中，优选将金属层的表面暴露于包含氧和水蒸气(H2O)中的一个或两个的气氛。
本发明的一个方式是一种半导体装置的制造方法，该制造方法包括如下步骤：在衬底上形成金属氧化物层；在金属氧化物层上使用包含树脂或树脂前体的材料形成第一层；通过对第一层进行加热处理，来形成树脂层；使金属氧化物层与树脂层彼此分离。
另外，也可以在衬底上形成金属层且对金属层的表面进行等离子体处理，来形成金属氧化物层。在等离子体处理中，优选将金属层的表面暴露于包含氧和水蒸气(H2O)中的一个或两个的气氛。
另外，也可以在对金属氧化物层的表面进行等离子体处理之后形成第一层。在等离子体处理中，优选将金属氧化物层的表面暴露于包含氧、氢和水蒸气(H2O)中的一个或多个的气氛。
另外，也可以在衬底上形成金属层并在包含氧的气氛下对金属层进行加热，来形成金属氧化物层。
另外，也可以在包含氧的气氛下对金属氧化物层进行加热，然后形成第一层。
另外，也可以在大气气氛下对第一层进行加热处理。另外，也可以边供应包含氧的气体边进行上述加热处理。
优选边对分离界面供应包含水的液体边使金属氧化物层与树脂层彼此分离。金属氧化物层与该液体的接触角优选大于0°且为60°以下。
树脂层优选以包括厚度为0.1μm以上且5μm以下的区域的方式形成。
根据本发明的一个方式，可以提供一种新颖的剥离方法、半导体装置的制造方法或显示装置的制造方法。根据本发明的一个方式，可以提供一种成本低且生产率高的剥离方法、半导体装置的制造方法或显示装置的制造方法。根据本发明的一个方式，可以提供一种成品率高的剥离方法。根据本发明的一个方式，可以使用大型衬底制造半导体装置或显示装置。根据本发明的一个方式，可以以低温制造半导体装置或显示装置。
根据本发明的一个方式，可以提供一种功耗低的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种可靠性高的显示装置。根据本发明的一个方式，可以实现显示装置的薄型化或轻量化。根据本发明的一个方式，可以提供一种具有柔性或具有曲面的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种不容易损坏的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种新颖的显示装置、输入输出装置或电子设备等。
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。本发明的一个方式并不一定必须具有所有上述效果。可以从说明书、附图、权利要求书等的记载显而易见地看出并抽出上述以外的效果。
附图说明
图1是示出剥离方法的例子的示意图；
图2是示出剥离方法的例子的示意图；
图3是示出金属氧化物层与树脂层的界面的例子的示意图；
图4A1、图4A2、图4B、图4C、图4D及图4E是示出显示装置的制造方法的例子的截面图；
图5A至图5E是示出显示装置的制造方法的例子的截面图；
图6A、图6B1、图6B2和图6B3是示出显示装置的制造方法的例子的截面图及俯视图；
图7A和图7B是示出显示装置的制造方法的例子的截面图；
图8A至图8C是示出显示装置的例子的俯视图及截面图；
图9A至图9C是示出显示装置的制造方法的例子的截面图；
图10A至图10D是示出显示装置的制造方法的例子的截面图；
图11A和图11B是示出显示装置的制造方法的例子的截面图及俯视图；
图12A和图12B是示出显示装置的制造方法的例子的截面图；
图13A和图13B是示出显示装置的制造方法的例子的截面图；
图14A和图14B是示出显示装置的制造方法的例子的截面图；
图15A和图15B是示出显示装置的制造方法的例子的截面图；
图16A至图16E是示出显示装置的制造方法的例子的截面图及俯视图；
图17A和图17B是示出显示装置的例子的俯视图及截面图；
图18是示出叠层体制造装置的例子的图；
图19A至图19E是示出显示装置的制造方法的例子的截面图；
图20A至图20E是示出显示装置的制造方法的例子的截面图；
图21A、图21B1、图21B2和图21B3是示出显示装置的制造方法的例子的截面图及俯视图；
图22A和图22B是示出显示装置的制造方法的例子的截面图；
图23A至图23C是示出显示装置的例子的俯视图及截面图；
图24是示出显示装置的例子的立体图；
图25是示出显示装置的例子的截面图；
图26是示出显示装置的制造方法的例子的流程图；
图27是示出显示装置的制造方法的例子的截面图；
图28A和图28B是示出显示装置的制造方法的例子的截面图；
图29是示出输入输出装置的例子的截面图；
图30是示出显示装置的制造方法的例子的流程图；
图31是示出显示装置的制造方法的例子的截面图；
图32是示出显示装置的制造方法的例子的截面图；
图33是示出输入输出装置的例子的截面图；
图34A和图34B是示出显示模块的例子的图；
图35A至图35D是示出电子设备的例子的图；
图36A至图36E是示出电子设备的例子的图；
图37A至图37F是说明实施例1的样品的制造方法及剥离方法的图；
图38是示出实施例1中用来测定剥离所需要的力的装置的立体图；
图39A至图39C是说明实施例1的样品的剥离结果的图；
图40A至图40F是说明实施例2的样品的剥离结果的图；
图41A和图41B是实施例3的样品的截面STEM照片；
图42A和图42B是示出实施例3的样品的剥离结果的照片及截面STEM照片；
图43A和图43B是示出实施例4的样品的剥离结果的照片；
图44A和图44B是实施例5的样品的截面STEM照片；
图45A至图45C是示出实施例5的样品的剥离结果的照片及截面STEM照片；
图46是实施例6的显示装置的截面示意图；
图47A和图47B是实施例6的显示装置的显示照片。
具体实施方式
参照附图对实施方式进行详细说明。注意，本发明不局限于以下说明，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅局限在以下所示的实施方式所记载的内容中。
注意，在以下说明的发明的结构中，在不同的附图中共同使用相同的附图标记来表示相同的部分或具有相同功能的部分，而有时省略其重复说明。此外，当表示具有相同功能的部分时有时使用相同的阴影线，而不特别附加附图标记。
另外，为了便于理解，有时附图中示出的各构成要素的位置、大小及范围等并不表示其实际的位置、大小及范围等。因此，所公开的发明不一定局限于附图所公开的位置、大小、范围等。
注意，根据情况或状况，可以互相替换用语“膜”和“层”。例如，有时可以将“导电层”变换为“导电膜”。此外，有时可以将“绝缘膜”变换为“绝缘层”。
在本说明书等中，金属氧化物(metal oxide)是指广义上的金属的氧化物。金属氧化物被分类为氧化物绝缘体、氧化物导电体(包括透明氧化物导电体)和氧化物半导体(Oxide Semiconductor，也可以简称为OS)等。例如，在将金属氧化物用于晶体管的半导体层的情况下，有时将该金属氧化物称为氧化物半导体。换言之，可以将OS FET称为包含金属氧化物或氧化物半导体的晶体管。
此外，在本说明书等中，有时将包含氮的金属氧化物也称为金属氧化物(metaloxide)。此外，也可以将包含氮的金属氧化物称为金属氧氮化物(metal oxynitride)。
实施方式1
在本实施方式中，参照图1至图18对本发明的一个方式的剥离方法及显示装置的制造方法进行说明。
在本实施方式中，以包括晶体管及有机EL元件的显示装置(也称为有源矩阵型有机EL显示装置)为例子进行说明。通过作为衬底使用柔性材料，可以使该显示装置具有柔性。注意，本发明的一个方式不局限于使用有机EL元件的发光装置、显示装置及输入输出装置(触摸面板等)，还可以将其应用于使用其他功能元件的半导体装置、发光装置、显示装置及输入输出装置等各种装置。
在本实施方式中，首先，在衬底上形成第一材料层(在此，作为该层形成金属氧化物层)。接着，在该金属氧化物层上形成第二材料层(在此，作为该层形成树脂层)。具体而言，使用包含树脂或树脂前体的材料形成第一层，并对第一层进行加热处理，来形成树脂层。然后，分离金属氧化物层与树脂层。
在本实施方式中，在衬底与树脂层之间形成用作基底的层(也称为基底层)。该基底层与树脂层的密接性(粘着性)比该基底层与衬底的密接性(粘着性)低。在本实施方式中，以作为基底层使用金属氧化物层的情况为例子进行说明，但是不局限于此。
通过进行加热处理，可以降低金属氧化物层与树脂层的密接性(粘着性)。
参照图1至图3对分离金属氧化物层与树脂层的原理的一个例子进行说明。
首先，参照图1对金属氧化物层20与树脂层23之间的键合进行说明。
在图1中，层叠有金属氧化物层20和树脂层23。有时可以将图1所示的树脂层23看作第一层(加热之前)。
可认为金属氧化物层20与树脂层23(或者第一层)之间产生键合。具体而言，共价键、离子键或氢键等化学键产生在金属氧化物层20与树脂层23(或者第一层)之间。
图1的步骤(i)示出金属氧化物层20所具有的金属M与树脂层23所具有的碳C通过氧O彼此键合的例子。
当加热金属氧化物层20与树脂层23(或者第一层)的叠层结构时，产生式(1)(参照以下式以及图1)的反应。当进行加热处理时，H2O(水蒸气)切断金属M-氧O-碳C的键合。然后，金属氧化物层20与树脂层23之间的键合变成氢键。
M-O-C+H2O→M-OH+C-OH…(1)
图1的步骤(ii)示出金属氧化物层20所具有的金属M与氧O键合，树脂层23所具有的碳C与其他的氧O键合的例子。两个氧分别与不同的氢形成共价键。另外，两个氧分别与键合到另一个氧的氢形成氢键。
氢键比共价键弱得多，可以容易地切断。因此，可以以物理力容易地分离金属氧化物层20与树脂层23。
图1的步骤(iii)示出通过氢键彼此键合的氧和氢分离而使金属氧化物层20与树脂层23分离的例子。金属氧化物层20所具有的金属M与氧O键合，树脂层23所具有的碳C与其他的氧O键合。两个氧分别与不同的氢形成共价键。
如上所述，当加热金属氧化物层20和树脂层23(或者第一层)的叠层结构时，H2O使金属氧化物层20与树脂层23(或者第一层)之间的坚固的键合变为键合力较弱的氢键。由此可以降低金属氧化物层20与树脂层23之间的分离所需要的力。
接着，参照图2对H2O削弱金属氧化物层20与树脂层23的密接性的作用(以下，削弱作用)进行说明。
在图2中，在形成用衬底14上设置有金属氧化物层20，在金属氧化物层20上设置有树脂层23。
在金属氧化物层20与树脂层23的界面及/或金属氧化物层20中存在H2O、氢(H)、氧(O)、羟基(OH)、氢自由基(H＊)、氧自由基(O＊)和羟基自由基(OH＊)中的一个或多个。上述H2O、氢(H)、氧(O)、羟基(OH)、氢自由基(H＊)、氧自由基(O＊)和羟基自由基(OH＊)可以通过形成金属氧化物层20的工序或形成金属氧化物层20之后的添加(掺杂)工序等供应。图2的步骤(i)示出金属氧化物层20与树脂层23的界面及金属氧化物层20中存在H2O、H及O等的例子。
供应到金属氧化物层20与树脂层23的界面及金属氧化物层20中的H、O及H2O等有时通过使树脂层23(例如，聚酰亚胺等)固体化(固化或硬化)的工序(例如，以350℃进行加热)作为H2O析出在该界面。在此情况下，析出在金属氧化物层20与树脂层23的界面的H2O有可能削弱金属氧化物层20与树脂层23的密接性。换言之，析出在金属氧化物层20与树脂层23的界面的H2O具有削弱密接性的作用(削弱作用)。图2的步骤(ii)示出金属氧化物层20中的H2O析出在金属氧化物层20与树脂层23的界面的例子。另外，在图2的步骤(ii)中，金属氧化物层20中的氢与羟基(OH)作为H2O析出在金属氧化物层20与树脂层23的界面的例子。
图2的步骤(iii)示出金属氧化物层20与树脂层23彼此分离的例子。H2O因加热而变成水蒸气，体积膨胀。由此，金属氧化物层20与树脂层23的密接性降低，而可以在金属氧化物层20与树脂层23之间进行分离。
接着，对与上述式(1)所示的反应及上述削弱作用有关的H2O进行说明。
H2O有时存在于金属氧化物层20中、树脂层23中及金属氧化物层20与树脂层23的界面等。
另外，有时存在于金属氧化物层20中、树脂层23中及金属氧化物层20与树脂层23的界面等的氢(H)、氧(O)、羟基(OH)、氢自由基(H＊)、氧自由基(O＊)或羟基自由基(OH＊)等因加热而变成H2O。
优选对金属氧化物层20的内部、金属氧化物层20的表面(与树脂层23接触的面)或金属氧化物层20与树脂层23(或者第一层)的界面添加H2O、氢(H)、氧(O)、羟基(OH)、氢自由基(H＊)、氧自由基(O＊)和羟基自由基(OH＊)中的一个或多个。
在本发明的一个方式的剥离方法中，有时同时发生上述式(1)的反应及上述削弱作用。可以推测：在该情况下，金属氧化物层20与树脂层23的密接性被进一步降低，也就是说，可以进一步提高金属氧化物层20与树脂层23的剥离性。
金属氧化物层20中、树脂层23中及金属氧化物层20与树脂层23的界面等优选包含较多的H2O、氢(H)、氧(O)、羟基(OH)、氢自由基(H＊)、氧自由基(O＊)或羟基自由基(OH＊)等。通过包含较多有助于反应的H2O，可以促进反应而进一步降低分离所需要的力。
例如，当形成金属氧化物层20时，优选使金属氧化物层20中或者金属氧化物层20表面包含较多的H2O、氢、氧、羟基、氢自由基(H＊)、氧自由基(O＊)或羟基自由基(OH＊)等。
具体而言，优选形成金属层且对金属层的表面进行自由基处理来形成金属氧化物层20。在自由基处理中，优选将金属层的表面暴露于包含氧自由基和羟基自由基中的至少一个的气氛。例如，优选在包含氧和水蒸气(H2O)中的一个或两个的气氛下进行等离子体处理。
或者，优选形成金属氧化物层20且对金属氧化物层20的表面进行自由基处理。在自由基处理中，优选将金属氧化物层20的表面暴露于包含氧自由基、氢自由基和羟基自由基中的至少一个的气氛。例如，优选在包含氧、氢和水蒸气(H2O)中的一个或多个的气氛下进行等离子体处理。
自由基处理可以使用等离子体产生装置或者臭氧产生装置进行。
例如，可以进行氧等离子体处理、氢等离子体处理、水等离子体处理或臭氧处理等。氧等离子体处理可以通过在包含氧的气氛下生成等离子体来进行。氢等离子体处理可以通过在包含氢的气氛下生成等离子体来进行。水等离子体处理可以通过在包含水蒸气(H2O)的气氛下生成等离子体来进行。尤其是，通过进行水等离子体处理，可以使金属氧化物层20的表面或者内部包含大量的水分，所以是优选的。
此外，也可以在包含氧、氢、水(水蒸气)和惰性气体(典型的是氩)中的两种以上的气氛下进行等离子体处理。作为该等离子体处理，例如可以举出包含氧和氢的气氛下的等离子体处理、包含氧和水的气氛下的等离子体处理、包含水和氩的气氛下的等离子体处理、包含氧和氩的气氛下的等离子体处理或者包含氧、水及氩的气氛下的等离子体处理等。通过将氩气体用于等离子体处理气体，可以在对金属层或金属氧化物层20造成损伤的同时进行等离子体处理，所以是优选的。
此外，也可以以不暴露于大气的方式连续地进行两种以上的等离子体处理。例如，可以在进行氩等离子体处理之后进行水等离子体处理。
由此，如图3所示，可以使金属氧化物层20的表面或者内部包含氢、氧、氢自由基(H＊)、氧自由基(O＊)或羟基自由基(OH＊)等。图3示出树脂层23包含与碳C键合的氢H及羟基OH的例子。可认为氢H及羟基OH因加热而成为H2O。
加热处理优选在包含氧的气氛下进行。通过在包含充分氧的气氛下加热第一层，可以形成包含较多氧的树脂层23。树脂层23所包含的氧越多，越容易分离树脂层23与金属氧化物层20。
例如，可以边供应包含氧的气体边进行加热处理。
加热处理更优选在大气气氛下进行。通过在大气气氛下加热第一层，可以形成包含较多氧及水分的树脂层23。树脂层23所包含的氧及水分越多，越容易分离树脂层23与金属氧化物层20。通过在大气气氛下(不供应气体)加热第一层，与边供应气体边进行加热处理的情况相比，有时可以形成包含更多水分的树脂层23。
树脂层23中的水分有时具有降低树脂层23与金属氧化物层20的密接性或粘着性的效果。例如，水分有时具有使树脂层23与金属氧化物层20之间的键合变弱或切断的效果。
优选在分离之前或分离时对分离界面供应包含水的液体。当水存在于分离界面时，可以进一步降低树脂层23与金属氧化物层20的密接性或粘着性，从而可以降低分离所需要的力。另外，当对分离界面供应包含水的液体时，有时产生使树脂层23与金属氧化物层20之间的键合变弱或切断的效果。通过利用与液体之间的化学键，可以切断树脂层23与金属氧化物层20之间的键合来进行分离。例如，在树脂层23与金属氧化物层20之间形成有氢键的情况下，可以认为：由于包含水的液体的供应，在水与树脂层23或者金属氧化物层20之间形成氢键，而使树脂层23与金属氧化物层20之间的氢键切断。
优选金属氧化物层20的表面张力小且对包含水的液体具有高润湿性。由此可以使包含水的液体均匀地扩散至金属氧化物层20的整个表面，从而可以更容易地对分离界面供应包含水的液体。通过使水扩散至整个金属氧化物层20，可以进行均匀的剥离。
金属氧化物层20与包含水的液体的接触角优选大于0°且为60°以下，优选大于0°且为50°以下。另外，在金属氧化物层20对包含水的液体具有极高的润湿性的情况下(例如，接触角大约为20°以下的情况下)，有时难以取得接触角的准确值。金属氧化物层20对包含水的液体的润湿性越高越好，因此金属氧化物层20对包含水的液体的润湿性高到不能取得接触角的准确值的程度也可以。
当包含水的液体存在于分离界面时，可以抑制分离时所产生的静电对被剥离层所包括的功能元件造成负面影响(半导体元件因静电而破损等)。另外，也可以使用离子发生器等消除由于分离而露出的被剥离层的表面的静电。
在对分离界面供应液体的情况下，可以对由于分离而露出的被剥离层的表面进行干燥。
可以将分离时的衬底温度设定为室温，但是不局限于此。也可以将分离之前或者分离时的衬底温度设定为高于室温的温度且为200℃以下，优选为100℃以上且200℃以下。例如，可以将衬底加热至130℃以上且200℃以下。通过将衬底温度设定为高于室温的温度，有时可以增强水的作用而可以降低分离所需要的力。在用物理力(也称为机械能量)进行剥离的情况下，通过在较高的衬底温度下进行剥离(在衬底被加热的状态下进行剥离)，可以进一步提高剥离性。换言之，通过在较高的衬底温度下进行剥离，可以产生提高剥离性的辅助作用的效果。
例如，也可以边对衬底的至少一部分进行加热边分离树脂层与金属氧化物层。另外，也可以在分离时或分离之后对从衬底分离的被剥离层进行冷却。
此外，也可以边供应室温以上且100℃以下的液体边分离树脂层与金属氧化物层。
优选在分离之前在高湿环境下，更优选为高温高湿环境下保存形成有树脂层的衬底。尤其是，通过在形成分离起点而使分离界面的一部分露出的状态下保存衬底，可以对分离界面高效地供应水分。由此可以降低分离所需要的力。具体而言，保存环境的湿度优选为50％以上且100％以下，更优选为70％以上且100％以下。保存环境的温度优选为高于室温且为100℃以下，更优选为50℃以上且70℃以下。
同样地，优选在高湿环境下，更优选为高温高湿环境下进行分离。由此可以对分离界面供应水分，有时可以降低分离所需要的力。
在本实施方式中，通过控制金属氧化物层及树脂层的形成条件等，可以更容易地分离金属氧化物层与树脂层。换言之，不需要进行为了提高树脂层的剥离性而对树脂层的整个面照射激光的工序。
当对树脂层的整个面照射激光时，优选使用线状激光束，但是用来照射线状激光束的激光装置本身昂贵，且运行成本很高。在本实施方式中，由于不需要该激光装置，所以可以大幅度地降低成本。此外，容易应用于大型衬底。
此外，当在隔着衬底对树脂层照射激光的情况下衬底的光照射面上附着有尘埃等异物时，有时发生光照射不均而使树脂层中形成剥离性低的部分导致树脂层与衬底的分离工序的成品率降低。在本实施方式中，利用加热处理提高树脂层的剥离性。即使衬底上附着有尘埃等异物，树脂层中也不容易发生加热不均，由此可以抑制树脂层与衬底的分离工序的成品率降低。
由于没有隔着衬底对树脂层的整个面照射激光的工序，所以可以防止衬底因激光照射受损。即使衬底被使用过一次，其强度也不容易下降，所以可以对衬底进行再利用，由此可以降低成本。
或者，在本实施方式中，首先在衬底上形成金属氧化物层。接着，在金属氧化物层上使用包含树脂或树脂前体的材料形成第一层。接着，对第一层进行加热处理，来形成树脂层。接着，在衬底及树脂层上形成覆盖树脂层的端部的绝缘层。接着，在树脂层上隔着绝缘层形成沟道形成区域中包含金属氧化物的晶体管。接着，将树脂层的至少一部分从金属氧化物层分离，由此形成分离起点。然后，分离金属氧化物层与树脂层。
在衬底上形成有与树脂层接触的部分及与绝缘层接触的部分。绝缘层以覆盖树脂层的端部的方式设置。绝缘层与金属氧化物层的密接性或粘着性比树脂层与金属氧化物层的密接性或粘着性高。通过以覆盖树脂层的端部的方式设置绝缘层，可以抑制树脂层从衬底非意图性地剥离。例如，可以抑制传送衬底时的树脂层的剥离。并且，通过形成分离起点，可以在所希望的时序使金属氧化物层与树脂层分离。换言之，在本实施方式中，可以控制金属氧化物层与树脂层的分离时序，并且分离所需要的力小。由此，可以提高金属氧化物层与树脂层的分离工序及显示装置的制造工序的成品率。
在本实施方式的显示装置中，优选晶体管的沟道形成区域中包括金属氧化物。金属氧化物可以被用作氧化物半导体。
当晶体管的沟道形成区域使用低温多晶硅(LTPS：Low Temperature Poly-Silicon)时，由于需要施加500℃至550℃左右的温度，所以树脂层需要具有耐热性。有时，为了缓和激光晶化的工序中的损伤，需要使树脂层的厚度较厚。
另一方面，沟道形成区域中使用金属氧化物的晶体管可以在350℃以下，甚至在300℃以下形成。因此，树脂层不需要具有高耐热性。因此，可以降低树脂层的耐热温度，由此材料的选择范围扩大。此外，由于沟道形成区域中使用金属氧化物的晶体管不需要激光晶化的工序，所以可以减薄树脂层的厚度。由于树脂层不需要具有高耐热性且可以薄膜化，由此可以期待大幅度地降低装置的制造成本。此外，与使用LTPS的情况相比，可以简化工序，所以是优选的。
注意，本发明的一个方式的显示装置不局限于晶体管的沟道形成区域中包含金属氧化物的结构。例如，在本实施方式的显示装置中，可以在晶体管的沟道形成区域中使用硅。作为硅，可以使用非晶硅或者结晶硅。作为结晶硅，可以举出微晶硅、多晶硅和单晶硅等。
优选在沟道形成区域中使用LTPS。LTPS等多晶硅可以以比使用单晶硅的情况更低的温度形成，且具有比非晶硅高的场效应迁移率及可靠性。
树脂层的厚度也可以为0.1μm以上且5μm以下。通过将树脂层形成得薄，可以以低成本制造显示装置。此外，可以实现显示装置的轻量化及薄型化。此外，可以提高显示装置的柔性。
在本实施方式中，以树脂层的耐热温度以下的温度形成晶体管等。树脂层的耐热性例如可以利用由于加热的重量减少率，具体而言，5％失重温度等进行评价。在本实施方式的剥离方法及显示装置的制造方法中，可以降低工序中的最高温度。例如，在本实施方式中，可以将树脂层的5％失重温度设定为200℃以上且650℃以下、200℃以上且500℃以下、200℃以上且400℃以下或200℃以上且350℃以下。因此，可以扩大材料的选择范围。此外，树脂层的5％失重温度也可以高于650℃。
下面，具体地说明本实施方式的显示装置的制造方法。
构成显示装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜、导电膜等)可以利用溅射法、化学气相沉积(CVD：Chemical Vapor Deposition)法、真空蒸镀法、脉冲激光沉积(PLD：Pulsed LaserDeposition)法、原子层沉积(ALD：Atomic Layer Deposition)法等。作为CVD法，也可以利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD：Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)法、热CVD法。作为热CVD法的例子，也可以利用有机金属化学气相沉积(MOCVD：MetalOrganic CVD)法。
构成显示装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜、导电膜等)可以利用旋涂法、浸渍法、喷涂法、喷墨法、分配法、丝网印刷法、胶版印刷法、刮刀(doctor knife)法、狭缝式涂布法、辊涂法、帘式涂布法、刮刀式涂布法等方法形成。
当对构成显示装置的薄膜进行加工时，可以利用光刻法等进行加工。另外，可以利用使用遮蔽掩模的成膜方法形成岛状薄膜。另外，可以利用纳米压印法、喷砂法、剥离法等对薄膜进行加工。在光刻法中有如下方法：在要进行加工的薄膜上形成抗蚀剂掩模，通过蚀刻等对该薄膜进行加工，来去除抗蚀剂掩模的方法；在形成感光性薄膜之后，进行曝光及显影来将该薄膜加工为所希望的形状的方法。
当在光刻法中使用光时，作为用于曝光的光，例如可以使用i线(波长365nm)、g线(波长436nm)、h线(波长405nm)或将这些光混合了的光。此外，还可以使用紫外线、KrF激光或ArF激光等。此外，也可以利用液浸曝光技术进行曝光。作为用于曝光的光，也可以使用极紫外线(EUV：Extreme Ultra-violet)或X射线。此外，也可以使用电子束代替用于曝光的光。当使用极紫外线、X射线或电子束时，可以进行极其精细的加工，所以是优选的。注意，在通过利用电子束等光束进行扫描等而进行曝光时，不需要光掩模。
作为薄膜的蚀刻方法，可以利用干蚀刻法、湿蚀刻法及喷砂法等。
[剥离方法]
首先，在形成用衬底14上形成金属氧化物层20(图4A1)。或者，在形成用衬底14上层叠金属层19和金属氧化物层20(图4A2)。
形成用衬底14具有容易传送的程度的刚性，且对制造工序时的温度具有耐热性。作为能够用于形成用衬底14的材料，例如可以举出玻璃、石英、陶瓷、蓝宝石、树脂、半导体、金属或合金等。作为玻璃，例如可以举出无碱玻璃、钡硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃等。
如上所述，在本实施方式中，在形成用衬底14与树脂层23之间形成基底层。基底层与树脂层23的密接性(粘着性)比基底层与形成用衬底14的密接性(粘着性)低。在本实施方式中，以使用金属氧化物层20的情况为例子进行说明，但是不局限于此。
具体而言，作为基底层，可以使用包含钛、钼、铝、钨、硅、铟、锌、镓、钽、锡、铪、钇、锆、镁、镧、铈、钕、铋及铌中的一个或多个的层。基底层可以包含金属、合金及它们的化合物(金属氧化物等)。基底层优选包含钛、钼、铝、钨、硅、铟、锌、镓、钽和锡中的一个或多个。
另外，基底层的材料不局限于无机材料，也可以使用有机材料。例如，可以使用可用于有机EL元件的EL层的各种有机材料。作为基底层，可以使用这些有机材料的蒸镀膜。由此，可以形成密接性低的膜。
金属层19可以使用各种金属或合金等。
金属氧化物层20可以使用各种金属的氧化物。作为金属氧化物，例如，可以举出氧化钛(TiOx)、氧化钼、氧化铝、氧化钨、包含硅的铟锡氧化物(ITSO)、铟锌氧化物和In-Ga-Zn氧化物等。
此外，作为金属氧化物，可以举出氧化铟、包含钛的铟氧化物、包含钨的铟氧化物、铟锡氧化物(ITO)、包含钛的ITO、包含钨的铟锌氧化物、氧化锌(ZnO)、包含镓的ZnO、氧化铪、氧化钇、氧化锆、氧化镓、氧化钽、氧化镁、氧化镧、氧化铈、氧化钕、氧化锡、氧化铋、钛酸盐、钽酸盐和铌酸盐等。
对金属氧化物层20的形成方法没有特别的限制。例如，可以使用溅射法、等离子体CVD法、蒸镀法、溶胶-凝胶法、电泳法或喷射法等形成。
通过在形成金属层之后对该金属层引入氧，可以形成金属氧化物层20。此时，仅使金属层的表面氧化或者使整个金属层氧化。在是前者的情况下，通过对金属层引入氧，来形成金属层19与金属氧化物层20的叠层结构(图4A2)。
如图4A2所示，在形成用衬底14与金属氧化物层20之间设置有金属层19的情况下，优选边加热形成用衬底14边进行分离工序。由于金属层19具有高导热性，因此在金属层19被加热时，热量均匀地传导到整个金属层19。因此，可认为能够更均匀地进行剥离。
例如，通过在包含氧的气氛下加热金属层，可以使金属层氧化。优选边供应包含氧的气体边加热金属层。加热金属层的温度优选为100℃以上且500℃以下，更优选为100℃以上且450℃以下，进一步优选为100℃以上且400℃以下，更进一步优选为100℃以上且350℃以下。
优选以晶体管的制造中的最高温度以下的温度加热金属层。由此可以防止显示装置的制造中的最高温度变高。通过以晶体管的制造中的最高温度以下的温度进行加热，例如还可以将晶体管的制造工序中所使用的制造装置等用于本实施方式的显示装置的制造方法中，因此可以减少额外的设备投资等。因此，可以降低显示装置的生产成本。例如，在晶体管的制造温度为350℃以下的情况下，加热处理的温度优选为350℃以下。
或者，通过对金属层的表面进行自由基处理，可以使金属层氧化。在自由基处理中，优选将金属层的表面暴露于包含氧自由基和羟基自由基中的至少一个的气氛。例如，优选在包含氧和水蒸气(H2O)中的一个或两个的气氛下进行等离子体处理。
如上所述，通过使金属氧化物层20的表面或者内部包含氢、氧、氢自由基(H＊)、氧自由基(O＊)或羟基自由基(OH＊)等，可以降低金属氧化物层20与树脂层23的分离所需要的力。因此，优选在形成金属氧化物层20时进行自由基处理或等离子体处理。
在对金属层的表面进行自由基处理或等离子体处理来使金属层氧化的情况下，不需要进行以高温加热金属层的工序。因此，可以防止显示装置的制造中的最高温度变高。具体而言，可以容易地使显示装置的制造中的最高温度为350℃以下。
或者，也可以在氧气氛下形成金属氧化物层20。例如，在供应包含氧的气体的同时通过溅射法形成金属氧化物膜，由此可以形成金属氧化物层20。在此情况下，优选对金属氧化物层20的表面进行自由基处理。在自由基处理中，优选将金属氧化物层20的表面暴露于包含氧自由基、氢自由基和羟基自由基中的至少一种的气氛。例如，优选在包含氧、氢和水蒸气(H2O)中的一个或多个的气氛下进行等离子体处理。
关于自由基处理的详细内容可以参照上述记载。
此外，作为氧、氢、水等的引入方法，可以使用离子注入法、离子掺杂法、等离子体浸没离子注入法等。
金属层19的厚度优选为1nm以上且100nm以下，更优选为1nm以上且50nm以下，进一步优选为1nm以上且20nm以下。
金属氧化物层20的厚度例如优选为1nm以上且200nm以下，更优选为5nm以上且100nm以下，进一步优选为5nm以上且50nm以下。在使用金属层形成金属氧化物层20的情况下，最终形成的金属氧化物层20的厚度有时厚于刚成膜之后的金属层的厚度。
在分离之前或分离时，通过对金属氧化物层20与树脂层23的界面供应包含水的液体，可以降低分离所需要的力。金属氧化物层20与该液体的接触角越小，液体的供应所带来的效果越高。具体而言，金属氧化物层20与包含水的液体的接触角优选大于0°且为60°以下，更优选大于0°且为50°以下。
金属氧化物层20优选具有光催化剂功能。通过对具有光催化剂功能的金属氧化物层照射光，可以产生光催化剂反应。由此，即使不照射激光等能量高的光，也可以使金属氧化物层与树脂层的键合力变弱，可以更容易地进行分离。金属氧化物层20优选包含氧化钛或氧化钨等。通过使用氧化钛，与使用氧化钨的情况相比可以降低成本，所以是优选的。
例如，对金属氧化物层20照射紫外线。可以在形成金属氧化物层20之后且在形成第一层24之前在不隔着其他的层的状态下对金属氧化物层直接照射紫外线。或者，在分离之前或分离时，也可以隔着形成用衬底14对金属氧化物层20照射紫外线。在照射紫外线时，可以使用紫外线灯。作为紫外线灯，可以举出汞灯、汞氙灯、金卤灯等。注意，不局限于紫外线，也可以适当地照射如下光，该光具有使金属氧化物层活化的波长。
金属氧化物层20可以使用添加有金属或氮的氧化钛。当使用添加有上述元素的氧化钛形成金属氧化物层20时，可以使用可见光使金属氧化物层活化，而无需使用紫外线。
接着，在金属氧化物层20上形成第一层24(图4B)。
图4B示出利用涂敷法在金属氧化物层20的整个面形成第一层24的例子。此外，不局限于此，也可以利用印刷法等形成第一层24。另外，也可以在金属氧化物层20上形成岛状的第一层24、具有开口或凹凸形状的第一层24等。
第一层24可以使用各种树脂材料(包括树脂前体)形成。
第一层24优选使用具有热固化性的材料形成。
第一层24可以使用具有感光性的材料形成，也可以使用不具有感光性的材料(也被称为非感光性材料)形成。
在使用具有感光性的材料形成第一层24时，可以利用光刻法去除第一层24的一部分形成具有所希望的形状的树脂层23。
第一层24优选使用包含聚酰亚胺树脂或聚酰亚胺树脂前体的材料形成。第一层24例如可以使用包含聚酰亚胺树脂和溶剂的材料、或者包含聚酰胺酸(polyamic acid)和溶剂的材料等形成。聚酰亚胺是适用于显示装置的平坦化膜等的材料，所以可以使用之前已使用的成膜装置及材料。因此，不需要为了实现本发明的一个方式的结构而追加新的装置或材料。
具体而言，树脂层23优选包含由结构式(100)表示的化合物(氧双邻苯二甲酸)的残基。
树脂层23优选为使用包含氧双邻苯二甲酸或氧双邻苯二甲酸衍生物的酸成分及包含芳香胺或芳香胺衍生物的胺成分得到的聚酰亚胺树脂。作为氧双邻苯二甲酸衍生物，例如可以举出氧双邻苯二甲酸酐。另外，树脂层23也可以包含氟。在树脂层23包含氟的情况下，有时通过该氟金属氧化物层20与树脂层23之间形成氢键。
表1示出适用于第一层24的包含聚酰亚胺树脂或聚酰亚胺树脂前体的材料的物性值。
[表1]
可以使用表1所示的材料A至材料E形成树脂层23。优选材料的玻璃化转变温度(Tg)及5％失重温度都高，由此可以提高树脂层23的可靠性。
此外，作为能够用于第一层24的树脂材料，例如可以使用丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、硅氧烷树脂、苯并环丁烯类树脂、酚醛树脂及这些树脂的前体等。
第一层24优选使用旋涂机形成。通过利用旋涂法，可以在大尺寸衬底上均匀地形成薄膜。
第一层24优选使用粘度为5cP以上且小于500cP，优选为5cP以上且小于100cP，更优选为10cP以上且50cP以下的溶液形成。溶液的粘度越低，越容易涂敷。另外，溶液的粘度越低，越可以抑制气泡的混入，从而可以形成品质良好的膜。
另外，作为第一层24的形成方法，可以举出浸渍法、喷涂法、喷墨法、分配法、丝网印刷法、胶版印刷法、刮刀法、狭缝式涂布法、辊涂法、帘式涂布法、刮刀式涂布法等。
接着，通过对第一层24进行加热处理来形成树脂层23(图4C)。
通过进行加热处理，可以降低金属氧化物层20与树脂层23的密接性或粘着性。
加热处理优选在包含氧的气氛下进行。树脂层23中的氧含量越多，越可以减少分离金属氧化物层20与树脂层23时需要的力。加热处理的气氛的氧比例越高，越可以使树脂层23包含更多的氧，从而可以更容易地分离树脂层与金属氧化物层。
通过利用存在于金属氧化物层20中、树脂层23中或者金属氧化物层20与树脂层23的界面等的水分，可以降低分离金属氧化物层20与树脂层23时需要的力。
当在金属氧化物层20与树脂层23之间存在水时，金属氧化物层20与树脂层23之间的密接性或粘着性降低。由此，可以在金属氧化物层20与树脂层23的界面容易进行分离。
此外，当进行加热处理时，金属氧化物层20与树脂层23之间的水膨胀(水变为水蒸气而发生体积膨胀)。由此，可以降低金属氧化物层20与树脂层23之间的密接性或粘着性。
例如，可以在使加热装置的处理室的内部处于包含氧的气氛下的状态下进行加热处理。或者，可以在大气气氛下使用加热装置的处理室或加热板等进行加热处理。
例如，加热处理时的气氛的氧分压优选为5％以上且小于100％，更优选为10％以上且小于100％，进一步优选为15％以上且小于100％。
加热处理优选在大气气氛下进行。当在大气气氛下进行加热处理时，与边供应气体边进行加热处理的情况相比，可以更容易地使水分残留在金属氧化物层20中、树脂层23中或者金属氧化物层20与树脂层23的界面等。因此，可以降低分离金属氧化物层20与树脂层23时需要的力。
可以边对加热装置的处理室供应包含氧的气体边进行加热处理。例如可以只供应氧气体或供应包含氧气体的混合气体进行加热处理。具体而言，可以使用包含氧、氮或稀有气体(氩等)的混合气体。
当气氛中的氧的比率变高时，有时加热装置发生劣化。因此，在使用包含氧气体的混合气体时，混合气体的总流量中氧气体流量所占的比率优选为5％以上且50％以下，更优选为10％以上且50％以下，进一步优选为15％以上且50％以下。
加热处理的温度优选为100℃以上且500℃以下，更优选为100℃以上且450℃以下，进一步优选为100℃以上且400℃以下，更进一步优选为100℃以上且350℃以下。
加热处理的温度越高，树脂层23的剥离性越高。
通过进行加热处理，可以降低树脂层23中的脱气成分(例如，氢、水等)。尤其是，优选在形成在树脂层23上的各层的形成温度以上的温度下进行加热。由此，可以大幅度地减少晶体管的制造工序中的来自树脂层23的脱气。
例如，当在晶体管的制造温度为350℃以下时，以350℃以上且480℃以下，更优选为350℃以上且400℃以下，进一步优选为350℃以上且375℃以下的温度对将成为树脂层23的膜进行加热。由此，可以大幅度地减少晶体管的制造工序中的来自树脂层23的脱气。
加热处理的温度优选为晶体管的制造中的最高温度以下的温度。通过以晶体管的制造中的最高温度以下的温度进行加热，例如还可以将晶体管的制造工序中所使用的制造装置等用于本实施方式的显示装置的制造方法中，因此可以减少额外的设备投资等。因此，可以降低显示装置的生产成本。例如，在晶体管的制造温度为350℃以下的情况下，加热处理的温度优选为350℃以下。
通过使制造晶体管时的最高温度与加热处理的温度相等，可以防止制造显示装置时的最高温度因加热处理而变高并可以降低树脂层23的脱气成分，所以是优选的。
加热处理的时间越长，树脂层23的剥离性越可以提高。
通过延长处理时间，有时即使加热温度较低，可以实现与加热温度更高的条件的情况相同的剥离性。因此，在因为加热装置的结构而不能使加热温度变高时，优选使处理时间延长。
加热处理的时间例如优选为5分钟以上且24小时以下，更优选为30分钟以上且12小时以下，进一步优选为1小时以上且6小时以下。注意，加热处理的时间不局限于此。例如，当利用RTA(Rapid Thermal Annealing：快速热退火)法进行加热处理时，也可以短于5分钟。
作为加热装置，可以使用电炉或利用来自电阻发热体等发热体的热传导或热辐射对被处理物进行加热的装置等各种装置。例如，可以使用GRTA(Gas Rapid ThermalAnneal：气体快速热退火)装置、LRTA(Lamp Rapid Thermal Anneal：灯快速热退火)装置等RTA装置。LRTA装置是利用从灯如卤素灯、金卤灯、氙弧灯、碳弧灯、高压钠灯或高压汞灯等发出的光(电磁波)的辐射加热被处理物的装置。GRTA装置是使用高温的气体进行加热处理的装置。因为通过使用RTA装置可以缩短处理时间，所以从进行量产的角度来看是优选的。此外，也可以使用串列式加热装置进行加热处理。
这里，例如，在显示装置的平坦化层等使用树脂时，为了防止该树脂氧化且变质，在几乎不包含氧的条件下且树脂固化的温度范围内以尽可能低的温度进行加热是一般的。但是，在本发明的一个方式中，在使将成为树脂层23的第一层24的表面露出且将其暴露于积极地包含氧的气氛的状态下以较高的温度(例如，200℃以上的温度)进行加热。由此，可以使树脂层23具有高剥离性。
注意，有时因加热处理而树脂层23的厚度从第一层24的厚度变化。例如，有时因包含在第一层24中的溶剂被去除或固化进展且密度增大，体积减少，树脂层23的厚度变得比第一层24薄。或者，有时因在进行加热处理时氧被供应，体积增大，由此树脂层23的厚度变得比第一层24厚。
在进行加热处理之前，也可以进行用来去除包含在第一层24中的溶剂的加热处理(也称为预烤处理)。预烤处理的温度可以根据使用材料适当地决定。例如，可以以50℃以上且180℃以下、80℃以上且150℃以下或90℃以上且120℃以下进行预烤处理。或者，加热处理也可以兼做预烤处理，也可以通过进行加热处理去除包含在第一层24中的溶剂。
树脂层23具有柔性。形成用衬底14的柔性比树脂层23低。
树脂层23的厚度优选为0.01μm以上且小于10μm，更优选为0.1μm以上且5μm以下，进一步优选为0.5μm以上且3μm以下。通过将树脂层形成得薄，可以以低成本制造显示装置。此外，可以实现显示装置的轻量化及薄型化。此外，可以提高显示装置的柔性。通过使用低粘度的溶液，可以容易将树脂层23形成得薄。注意，不局限于此，树脂层23的厚度也可以为10μm以上。例如，树脂层23的厚度也可以为10μm以上且200μm以下。通过将树脂层23的厚度设定为10μm以上，可以提高显示装置的刚性，所以是优选的。
树脂层23的热膨胀系数优选为0.1ppm/℃以上且50ppm/℃以下，更优选为0.1ppm/℃以上且20ppm/℃以下，进一步优选为0.1ppm/℃以上且10ppm/℃以下。树脂层23的热膨胀系数越低，越可以抑制因加热而在构成晶体管等的层中产生裂缝或晶体管等损伤。
对树脂层23的可见光透过性没有特别的限制。例如，可以是有色层，也可以是透明层。在树脂层23位于显示装置的显示面一侧时，树脂层23优选对可见光具有高透过性。
接着，在树脂层23上形成被剥离层25(图4D)。
作为被剥离层25，例如可以设置绝缘层、功能元件(晶体管、显示元件等)。
被剥离层25优选包括绝缘层。该绝缘层优选具有如下功能：在后面的加热工序中，阻挡从金属氧化物层20及树脂层23等释放的氢、氧及水。
被剥离层例如优选包含氮化硅膜、氧氮化硅膜或氮氧化硅膜。例如，通过利用使用包含硅烷气体、氢气体及氨(NH3)气体的成膜气体的等离子体CVD法形成氮化硅膜。对绝缘层的厚度没有特别的限制，例如可以为50nm以上且600nm以下，优选为100nm以上且300nm以下。
注意，在本说明书等中“氧氮化硅”是指氧含量比氮含量多的物质。另外，在本说明书等中，“氮氧化硅”是指氮含量比氧含量多的物质。
并且，在被剥离层25上形成保护层。保护层是位于显示装置的最表面的层。保护层优选对可见光具有高透过性。当保护层具有有机绝缘膜时，可以抑制显示装置的表面受到损伤或产生裂缝，所以是优选的。
图4D示出使用粘合层75b将衬底75a贴合到被剥离层25的例子。
作为粘合层75b，可以使用紫外线固化粘合剂等光固化粘合剂、反应固化粘合剂、热固化粘合剂、厌氧粘合剂等各种固化粘合剂。另外，也可以使用粘合薄片等。
作为衬底75a，例如可以使用如下材料：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯树脂、聚丙烯腈树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚碳酸酯(PC)树脂、聚醚砜(PES)树脂、聚酰胺树脂(尼龙、芳族聚酰胺等)、聚硅氧烷树脂、环烯烃树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏二氯乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚四氟乙烯(PTFE)树脂、ABS树脂以及纤维素纳米纤维等。作为衬底75a，还可以使用其厚度允许其具有柔性的玻璃、石英、树脂、金属、合金或半导体等各种材料。
接着，使形成用衬底14与树脂层23分离。因为金属氧化物层20与树脂层23之间的密接性或粘着性低，所以在金属氧化物层20与树脂层23的界面产生分离(图4E)。
例如，通过在垂直方向上对树脂层23施加拉力，可以使形成用衬底14与树脂层23分离。具体而言，通过吸附衬底75a的顶面的一部分向上方拉伸，可以将树脂层23从形成用衬底14剥离。
在此，在进行分离时，通过对分离界面添加水或水溶液等含有水的液体，以该液体渗透到分离界面的方式进行分离，可以更容易地进行分离。此外，能够抑制分离时产生的静电给晶体管等功能元件带来不良影响(由于静电而使半导体元件损坏等)。图4E示出使用液体供应机构21对分离界面供应液体的例子。
作为所供应的液体，例如可以举出水(优选为纯水)、中性、碱性或酸性的水溶液、溶解有盐的水溶液。另外，也可以举出乙醇或丙酮等。另外，还可以使用各种有机溶剂。
此外，也可以在分离之前使树脂层23的一部分与形成用衬底14分离来形成分离起点。例如，可以将刀具等锐利的形状的器具插入形成用衬底14与树脂层23之间来形成分离起点。另外，也可以使用锐利的形状的器具从衬底75a一侧切入树脂层23来形成分离起点。此外，也可以利用激光烧蚀法等使用激光的方法来形成分离起点。
在本实施方式中，层叠金属氧化物层20及树脂层23(或第一层24)，进行加热处理。由此，可以降低金属氧化物层20与树脂层23的密接性或粘着性。因此，也可以使形成用衬底14与树脂层23分离而不对树脂层23的整个面照射激光。由此，可以以低成本制造显示装置。
通过使用本实施方式的剥离方法，可以提供成本低且生产率高的剥离方法或者半导体装置的制造方法。例如，在本实施方式的剥离方法中，可以多次反复使用形成用衬底14(例如，玻璃衬底)或者形成用衬底14与金属氧化物层20的叠层体，因此可以抑制生产成本。
[制造方法例子1]
接着，对本实施方式的显示装置的制造方法例子进行说明。注意，有时省略与上述剥离方法同样的部分的说明。
首先，在形成用衬底14上形成金属氧化物层20(图5A)。关于金属氧化物层20，可以参照上述剥离方法中的记载。
接着，在金属氧化物层20上形成第一层24(图5B)。关于第一层24，可以参照上述剥离方法的记载。
在本实施方式中，使用具有感光性及热固化性的材料形成第一层24。此外，第一层24可以使用非感光性材料形成。
在形成第一层24之后，进行用来去除溶剂的加热处理(预烤处理)，然后使用光掩模进行曝光。接着，进行显影处理，由此可以去除不需要的部分。接着，通过对加工为具有所希望的形状的第一层24进行加热处理，形成树脂层23(图5C)。图5C示出形成岛状的树脂层23的例子。
注意，树脂层23的形状不局限于一个岛状，例如可以为多个岛状、具有开口的形状等。此外，也可以利用使用半色调掩模或灰色调掩模的曝光技术或者多重曝光技术等，在树脂层23的表面形成凹凸形状。
通过在第一层24或树脂层23上形成抗蚀剂掩模、硬掩模等掩模并进行蚀刻，可以形成具有所希望的形状的树脂层23。在使用非感光性材料时，上述方法是特别优选的。
例如，在树脂层23上形成无机膜，在无机膜上形成抗蚀剂掩模。在使用抗蚀剂掩模对无机膜进行蚀刻之后，可以以无机膜为硬掩模对树脂层23进行蚀刻。
作为能够用于硬掩模的无机膜，可以举出各种无机绝缘膜、能够用于导电层的金属膜及合金膜等。
在以极薄的厚度形成掩模且与进行蚀刻同时去除掩模的情况下，可以省略去除掩模的工序，所以是优选的。
关于加热处理的详细内容，可以参照上述剥离方法中的加热处理的记载。
接着，在树脂层23上形成绝缘层31(图5D)。绝缘层31以覆盖树脂层23的端部的方式形成。在金属氧化物层20上存在有没有设置树脂层23的部分。因此，可以以与金属氧化物层20接触的方式形成绝缘层31。
绝缘层31在树脂层23的耐热温度以下的温度下形成。绝缘层31优选在比加热处理的温度低的温度下形成。
可以将绝缘层31用作防止包含在树脂层23中的杂质扩散到后面形成的晶体管或显示元件的阻挡层。绝缘层31例如优选在加热树脂层23时防止包含在树脂层23中的水分等扩散到晶体管或显示元件。由此，绝缘层31优选具有高阻挡性。
作为绝缘层31，例如可以使用氮化硅膜、氧氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、氧化铝膜、氮化铝膜等无机绝缘膜。此外，氧化铪膜、氧化钇膜、氧化锆膜、氧化镓膜、氧化钽膜、氧化镁膜、氧化镧膜、氧化铈膜及氧化钕膜等。此外，也可以层叠上述绝缘膜中的两个以上。尤其是，优选在树脂层23上形成氮化硅膜，在氮化硅膜上形成氧化硅膜。
无机绝缘膜由于成膜温度越高越成为致密且高阻挡性的膜，所以优选以高温形成。
绝缘层31的成膜时的衬底温度优选为室温(25℃)以上且350℃以下，更优选为100℃以上且300℃以下。
接着，在绝缘层31上形成晶体管40(图5E)。
对显示装置所包括的晶体管的结构没有特别的限制。例如，可以采用平面型晶体管、交错型晶体管或反交错型晶体管。此外，也可以采用顶栅结构或底栅结构的晶体管。或者，也可以在沟道的上下设置有栅电极。
这里示出作为晶体管40形成包括金属氧化物层44的底栅结构的晶体管的情况。金属氧化物层44能够被用作晶体管40的半导体层。金属氧化物能够被用作氧化物半导体。
在本实施方式中，晶体管的半导体使用氧化物半导体。通过使用带隙比硅宽且载流子密度比硅小的半导体材料，可以降低晶体管的关态电流(off-state current)，所以是优选的。
晶体管40在树脂层23的耐热温度以下的温度下形成。晶体管40优选在比加热处理的温度低的温度下形成。
具体而言，首先在绝缘层31上形成导电层41。导电层41可以在形成导电膜之后形成抗蚀剂掩模，对该导电膜进行蚀刻，然后去除抗蚀剂掩模来形成。
导电膜的成膜时的衬底温度优选为室温以上且350℃以下，更优选为室温以上且300℃以下。
显示装置所包括的导电层分别可以使用铝、钛、铬、镍、铜、钇、锆、钼、银、钽或钨等金属或者以这些金属为主要成分的合金的单层结构或叠层结构。或者，也可以使用氧化铟、铟锡氧化物(ITO)、包含钨的铟氧化物、包含钨的铟锌氧化物、包含钛的铟氧化物、包含钛的ITO、铟锌氧化物、氧化锌(ZnO)、包含镓的ZnO或者包含硅的ITO等具有透光性的导电材料。另外，也可以使用通过使其含有杂质元素等而被低电阻化的多晶硅或氧化物半导体等半导体或者镍硅化物等硅化物。此外，也可以使用包含石墨烯的膜。包含石墨烯的膜例如可以使包含氧化石墨烯的膜还原形成。此外，也可以使用包含杂质元素的氧化物半导体等半导体。或者，也可以使用银、碳或铜等的导电膏或者聚噻吩等的导电聚合物形成。导电膏廉价，所以是优选的。导电聚合物容易涂布，所以是优选的。
接着，形成绝缘层32。作为绝缘层32可以应用能够用于绝缘层31的无机绝缘膜。
接着，形成金属氧化物层44。金属氧化物层44可以在形成金属氧化物膜之后形成抗蚀剂掩模，在对该金属氧化物膜进行蚀刻之后去除抗蚀剂掩模来形成。
金属氧化物膜的成膜时的衬底温度优选为350℃以下，更优选为室温以上且200℃以下，进一步优选为室温以上且130℃以下。
金属氧化物膜可以使用惰性气体和氧气体中的任一个或两个形成。此外，对金属氧化物膜的成膜时的氧的流量比(氧分压)没有特别的限制。注意，在得到场效应迁移率高的晶体管时，金属氧化物膜的成膜时的氧的流量比(氧分压)优选为0％以上且30％以下，更优选为5％以上且30％以下，进一步优选为7％以上且15％以下。
金属氧化物膜优选至少包含铟或锌。尤其优选包含铟及锌。
金属氧化物的能隙优选为2eV以上，更优选为2.5eV以上，进一步优选为3eV以上。如此，通过使用能隙宽的金属氧化物，可以减少晶体管的关态电流。
金属氧化物膜可以通过溅射法形成。除此之外，还可以利用PLD法、PECVD法、热CVD法、ALD法、真空蒸镀法等。
接着，形成导电层43a及导电层43b。导电层43a及导电层43b可以在形成导电膜之后形成抗蚀剂掩模，对该导电膜进行蚀刻，然后去除抗蚀剂掩模而形成。导电层43a及导电层43b都与金属氧化物层44连接。
在对导电层43a及导电层43b进行加工时，有时金属氧化物层44的没有被抗蚀剂掩模覆盖的部分因蚀刻处理而被减薄。
导电膜的成膜时的衬底温度优选为室温以上且350℃以下，更优选为室温以上且300℃以下。
通过上述步骤，可以制造晶体管40(图5E)。在晶体管40中，导电层41的一部分被用作栅极，绝缘层32的一部分被用作栅极绝缘层，导电层43a及导电层43b分别被用作源极和漏极中的一个。
接着，形成覆盖晶体管40的绝缘层33(图6A)。绝缘层33可以通过与绝缘层31同样的方法形成。
此外，作为绝缘层33，优选使用在包含氧的气氛下形成的氧化硅膜或氧氮化硅膜等氧化物绝缘膜。再者，优选在该氧化硅膜或氧氮化硅膜上层叠氮化硅膜等不容易扩散或透过氧的绝缘膜。在包含氧的气氛下形成的氧化物绝缘膜可以通过加热成为容易释放出更多的氧的绝缘膜。通过在层叠这种释放氧的氧化物绝缘膜及不容易扩散或透过氧的绝缘膜的状态下进行加热处理，可以使氧供应给金属氧化物层44。其结果是，可以修复金属氧化物层44中的氧缺陷及金属氧化物层44与绝缘层33的界面的缺陷，由此可以降低缺陷能级。由此，可以实现可靠性极高的显示装置。
通过上述工序，可以在树脂层23上形成绝缘层31、晶体管40及绝缘层33(图6A)。
在此阶段，通过使用后面说明的方法将形成用衬底14与晶体管40分离，可以制造不包括显示元件的装置。例如，通过形成晶体管40或者晶体管40、电容元件、电阻元件及布线等，可以制造半导体装置。
接着，在绝缘层33上形成绝缘层34(图6A))。绝缘层34由于是具有后面被形成显示元件的面的层，所以优选用作平坦化层。绝缘层34可以援用能够用于绝缘层31的有机绝缘膜或无机绝缘膜。
绝缘层34在树脂层23的耐热温度以下的温度下形成。绝缘层34优选在比加热处理的温度低的温度下形成。
在绝缘层34使用有机绝缘膜的情况下，在形成绝缘层34时施加到树脂层23的温度优选为室温以上且350℃以下，更优选为室温以上且300℃以下。
在绝缘层34使用无机绝缘膜的情况下，成膜时的衬底温度优选为室温以上且350℃以下，更优选为100℃以上且300℃以下。
接着，在绝缘层34及绝缘层33中形成到达导电层43b的开口。
然后，形成导电层61。导电层61的一部分被用作发光元件60的像素电极。导电层61可以在形成导电膜之后形成抗蚀剂掩模，对该导电膜进行蚀刻，然后去除抗蚀剂掩模而形成。
导电层61在树脂层23的耐热温度以下的温度下形成。导电层61优选在比加热处理的温度低的温度下形成。
导电膜的成膜时的衬底温度优选为室温以上且350℃以下，更优选为室温以上且300℃以下。
接着，形成覆盖导电层61的端部的绝缘层35。绝缘层35可以援用能够用于绝缘层31的有机绝缘膜或无机绝缘膜。
绝缘层35在树脂层23的耐热温度以下的温度下形成。绝缘层35优选在比加热处理的温度低的温度下形成。
在绝缘层35使用有机绝缘膜的情况下，在形成绝缘层35时施加到树脂层23的温度优选为室温以上且350℃以下，更优选为室温以上且300℃以下。
在绝缘层35使用无机绝缘膜的情况下，成膜时的衬底温度为室温以上且350℃以下，更优选为100℃以上且300℃以下。
接着，形成EL层62及导电层63。导电层63的一部分被用作发光元件60的公共电极。
EL层62可以利用蒸镀法、涂敷法、印刷法、喷射法等方法形成。当在每个像素分别形成EL层62时，可以利用金属掩模等遮蔽掩模的蒸镀法或喷墨法等形成。当不在每个像素分别形成EL层62时，可以利用不使用金属掩模的蒸镀法。
EL层62既可以使用低分子化合物，又可以使用高分子化合物，并且也可以包含无机化合物。
导电层63可以利用蒸镀法或溅射法等形成。
导电层63在树脂层23的耐热温度以下且EL层62的耐热温度以下的温度下形成。此外，导电层63优选在比加热处理的温度低的温度下形成。
通过上述步骤，可以形成发光元件60(图6A)。发光元件60具有层叠其一部分被用作像素电极的导电层61、EL层62及其一部分被用作公共电极的导电层63的结构。
这里示出作为发光元件60形成顶部发射型发光元件的例子，但是本发明的一个方式不局限于此。
发光元件可以采用顶部发射结构、底部发射结构或双面发射结构。作为提取光一侧的电极使用透过可见光的导电膜。另外，作为不提取光一侧的电极优选使用反射可见光的导电膜。
接着，以覆盖导电层63的方式形成绝缘层74(图6A)。绝缘层74被用作抑制水等杂质扩散至发光元件60的保护层。发光元件60被绝缘层74密封。优选在形成导电层63之后以不暴露于大气的方式形成绝缘层74。
绝缘层74在树脂层23的耐热温度以下且发光元件60的耐热温度以下的温度下形成。绝缘层74优选在比加热处理的温度低的温度下形成。
绝缘层74例如优选包括能够用于上述绝缘层31的阻挡性高的无机绝缘膜。另外，也可以使用无机绝缘膜和有机绝缘膜的叠层。
绝缘层74可以通过ALD法或溅射法等形成。ALD法及溅射法能够以低温进行成膜，所以是优选的。当利用ALD法时，绝缘层74的覆盖性变高，所以是优选的。
接着，在绝缘层74上形成保护层75(图6A)。如图4D所示，作为保护层75，可以使用粘合层75b及衬底75a。
接着，在树脂层23中形成分离起点(图6B1和图6B2)。
例如，将刀具等锐利的形状的器具65从保护层75一侧插入树脂层23的端部的内侧，以框状形成切口64。
或者，也可以对树脂层23以框状照射激光。
注意，在从一个形成用衬底形成多个显示装置(分成多面)的情况下，可以使用一个树脂层23形成多个显示装置。例如，在图6B2的切口64的内侧设置多个显示装置。由此，可以一次性地使多个显示装置与形成用衬底分离。
或者，也可以使用多个树脂层23，按每个显示装置分别形成树脂层23。图6B3示出在形成用衬底上形成四个树脂层23的例子。通过在四个树脂层23的每一个中以框状形成切口64，可以在不同的时序使各显示装置与形成用衬底分离。
在制造方法例子1中，在金属氧化物层20上形成有与树脂层23接触的部分及与绝缘层31接触的部分。金属氧化物层20与绝缘层31之间的密接性(粘着性)比金属氧化物层20与树脂层23之间的密接性(粘着性)高。因此，可以抑制树脂层23的从金属氧化物层20的非意图的剥离。并且，通过形成分离起点，可以在所希望的时序使金属氧化物层20与树脂层23分离。因此，可以控制分离时序，并且分离所需要的力小。由此，可以提高分离工序及显示装置的制造工序的成品率。
接着，分离金属氧化物层20与树脂层23(图7A)。
然后，使用粘合层28将衬底29贴合到露出的树脂层23(图7B)。
可以将衬底29用作显示装置的支撑衬底。作为衬底29优选使用薄膜，特别优选使用树脂薄膜。由此可以实现显示装置的轻量化、薄型化。另外，使用薄膜衬底的显示装置与使用玻璃或金属等的情况相比不容易破损。另外，可以提高显示装置的柔性。
通过利用本实施方式的剥离方法，可以将在形成用衬底14上制造的晶体管40及发光元件60等从形成用衬底14剥离且转置到衬底29。
粘合层28可以使用能够用于粘合层75b的材料形成。衬底29可以使用能够用于衬底75a的材料形成。
在本实施方式中有时使用着色树脂层23。当隔着树脂层23提取发光元件60的发光时，如果树脂层23是着色的，有可能发生光提取效率降低、被提取的光的颜色改变或者显示品质降低等不良现象。因此，在使用着色树脂层23的情况下，优选去除因剥离而露出的树脂层23。
树脂层23可以使用湿蚀刻装置、干蚀刻装置、灰化装置等去除。尤其优选使用利用氧等离子体的灰化去除树脂层23。
在制造方法例子1中，层叠金属氧化物层20及树脂层23(或第一层24)，进行加热处理。由此，可以降低金属氧化物层20与树脂层23的密接性或粘着性。因此，也可以使形成用衬底14与树脂层23分离而不对树脂层23的整个面照射激光。由此，可以以低成本制造显示装置。
[显示装置的结构实例1]
图8A是显示装置10A的俯视图。图8B及图8C是显示装置10A的显示部381的截面图及与FPC372的连接部的截面图的例子。
显示装置10A可以使用上述制造方法例子1制造。显示装置10A可以保持为弯曲状态或反复弯曲等。
显示装置10A包括保护层75及衬底29。保护层75一侧是显示装置的显示面一侧。显示装置10A包括显示部381及驱动电路部382。在显示装置10A中贴合有FPC372。
导电层43c通过连接体76与FPC372电连接(图8B、图8C)。导电层43c可以使用与晶体管的源极及漏极相同的材料及相同的工序形成。
作为连接体76，可以使用各种各向异性导电膜(ACF：Anisotropic ConductiveFilm)及各向异性导电膏(ACP：Anisotropic Conductive Paste)等。
图8C所示的显示装置与图8B所示的结构不同之处在于：图8C所示的显示装置包括晶体管49而不包括晶体管40；不包括树脂层23；以及在绝缘层33上包括着色层97。当使用底部发射型发光元件60时，也可以在比发光元件60更靠近衬底29一侧包括着色层97。在使用着色树脂层23的情况下，通过不使树脂层23残留在显示装置中，可以提高显示装置的显示品质。
图8C所示的晶体管49除了图8B所示的晶体管40的结构以外还包括被用作栅极的导电层45。
作为晶体管49，采用两个栅极夹持形成沟道的半导体层的结构。通过采用这种结构，可以控制晶体管的阈值电压。另外，也可以连接两个栅极，并通过对该两个栅极供应同一信号，来驱动晶体管。与其他晶体管相比，这种晶体管能够提高场效应迁移率，而可以增大通态电流(on-state current)。其结果是，可以制造能够进行高速驱动的电路。再者，能够缩小电路部的占有面积。通过使用通态电流大的晶体管，即使因显示装置大型化或高分辨率化而布线数增多，也可以降低各布线的信号延迟，而可以抑制显示的不均匀。
或者，通过对两个栅极中的一个施加用来控制阈值电压的电位，对另一个施加用来进行驱动的电位，可以控制晶体管的阈值电压。
[制造方法例子2]
首先，与上述剥离方法同样地，在形成用衬底14上形成金属氧化物层20至绝缘层31(图9A)。
接着，在绝缘层31上形成晶体管80(图9B)。
这里，示出作为晶体管80制造包括金属氧化物层83及两个栅极的晶体管的情况。
晶体管80在树脂层23的耐热温度以下的温度下形成。晶体管80优选在比加热处理的温度低的温度下形成。
具体而言，首先在绝缘层31上形成导电层81。导电层81可以在形成导电膜之后形成抗蚀剂掩模，对该导电膜进行蚀刻，然后去除抗蚀剂掩模而形成。
接着，形成绝缘层82。绝缘层82可以援用能够用于绝缘层31的无机绝缘膜。
接着，形成金属氧化物层83。金属氧化物层83可以在形成金属氧化物膜之后形成抗蚀剂掩模，对该金属氧化物膜进行蚀刻，然后去除抗蚀剂掩模而形成。金属氧化物层83可以援用能够用于金属氧化物层44的材料。
接着，形成绝缘层84及导电层85。作为绝缘层84可以应用能够用于绝缘层31的无机绝缘膜。绝缘层84及导电层85可以在形成将成为绝缘层84的绝缘膜及将成为导电层85的导电膜之后形成抗蚀剂掩模，对该绝缘膜及该导电膜进行蚀刻，然后去除抗蚀剂掩模而形成。
接着，形成覆盖金属氧化物层83、绝缘层84及导电层85的绝缘层33。绝缘层33可以通过与绝缘层31同样的方法形成。
绝缘层33优选包含氢。包含在绝缘层33中的氢扩散至接触于绝缘层33的金属氧化物层83，金属氧化物层83的一部分低电阻化。由于金属氧化物层83的一部分用作低电阻区域，所以可以实现晶体管80的通态电流的增大及场效应迁移率的提高。
接着，在绝缘层33中形成到达金属氧化物层83的开口。
接着，形成导电层86a及导电层86b。导电层86a及导电层86b可以在形成导电膜之后形成抗蚀剂掩模，对该导电膜进行蚀刻，然后去除抗蚀剂掩模而形成。导电层86a及导电层86b分别通过绝缘层33的开口与金属氧化物层83电连接。
通过上述步骤，可以制造晶体管80(图9B)。在晶体管80中，导电层81的一部分用作栅极，绝缘层84的一部分用作栅极绝缘层，绝缘层82的一部分用作栅极绝缘层，导电层85的一部分用作栅极。金属氧化物层83包括沟道区域及低电阻区域。沟道区域隔着绝缘层84与导电层85重叠。低电阻区域包括与导电层86a连接的部分及与导电层86b连接的部分。
接着，在绝缘层33上形成绝缘层34至发光元件60(图9C)。这些工序可以参照制造方法例子1。
此外，与图9A和图9C的工序独立地进行图10A至图10C的工序。首先，与在形成用衬底14上形成金属氧化物层20的工序同样地在形成用衬底91上形成金属氧化物层92(图10A)。接着，与在金属氧化物层20上形成树脂层23的工序同样地在金属氧化物层92上形成第一层，进行加热处理来形成树脂层93(图10B)。并且，与在树脂层23上形成绝缘层31的工序同样地在树脂层93上形成覆盖树脂层93的端部的绝缘层95(图10B)。
接着，在绝缘层95上形成着色层97及遮光层98(图10C)。
作为着色层97可以使用滤色片等。着色层97以与发光元件60的显示区域重叠的方式配置。
作为遮光层98可以使用黑矩阵等。遮光层98以与绝缘层35重叠的方式配置。
接着，使用粘合层99将形成用衬底14的形成有晶体管80等的面与形成用衬底91的形成有树脂层93等的面贴合(图10D)。
接着，在树脂层23中形成分离起点(图11A、图11B)。既可以先剥离形成用衬底14也可以先剥离形成用衬底91。这里示出在分离形成用衬底91之前分离形成用衬底14的例子。
例如，从形成用衬底14一侧对树脂层23以框状照射激光66(参照图11B所示的激光照射区域67)。该方法适用于作为形成用衬底14及形成用衬底91使用玻璃等硬质衬底的情况。
对用来形成分离起点的激光没有特别的限制。例如，可以使用连续振荡型激光或脉冲振荡型激光。激光的照射条件(频率、功率密度、能量密度、束分布(beam profile)等)根据形成用衬底及树脂层的厚度或材料等而适当地控制。
在制造方法例子2中，在金属氧化物层20上形成有与树脂层23接触的部分及与绝缘层31接触的部分。金属氧化物层20与绝缘层31之间的密接性(粘着性)比金属氧化物层20与树脂层23之间的密接性(粘着性)高。因此，可以抑制树脂层23的从金属氧化物层20的非意图的剥离。同样地，在金属氧化物层92上形成有与树脂层93接触的部分及与绝缘层95接触的部分。金属氧化物层92与绝缘层95之间的密接性(粘着性)比金属氧化物层92与树脂层93之间的密接性(粘着性)高。因此，可以抑制树脂层93的从金属氧化物层92的非意图的剥离。
只在树脂层23或树脂层93中形成分离起点。由于可以改变在树脂层23及树脂层93中形成分离起点的时序，所以可以在不同工序中分离形成用衬底14与形成用衬底91。由此，可以提高分离工序及显示装置的制造工序的成品率。
激光66照射到树脂层23的一部分，而不需要照射到树脂层23的整个面。因此，不需要昂贵且运行成本高的激光装置。
接着，使形成用衬底14与晶体管80分离(图12A)。这里示出使以框状照射激光66的区域的内侧的部分(也可以说是图11B所示的激光照射区域67的内侧的部分)与形成用衬底14分离的例子。此外，在图12A中示出在以框状照射激光66的区域的外侧在粘合层99中产生分离(产生粘合层99的内聚破坏)的例子，但是不局限于此。例如，有时在照射区域67的外侧，在粘合层99与绝缘层95或绝缘层33之间产生分离(也称为产生界面破坏或粘结破坏)。
在制造方法例子2中，层叠金属氧化物层20及树脂层23(或第一层24)，进行加热处理。由此，可以降低金属氧化物层20与树脂层23之间的密接性或粘着性。因此，也可以使形成用衬底14与树脂层23分离而不对树脂层23的整个面照射激光。由此，可以以低成本制造显示装置。
接着，使用粘合层28将从形成用衬底14分离而露出的树脂层23与衬底29贴合(图12B)。衬底29可以用作显示装置的支撑衬底。
接着，在树脂层93中形成分离起点(图13A)。
在图13A中，从衬底29一侧在树脂层93的端部的内侧插入刀具等锐利的形状的器具65，以框状形成切口。上述方法在作为衬底29使用树脂的情况下是优选的。
或者，与在树脂层23中形成分离起点的情况同样地，也可以从形成用衬底91一侧对树脂层93以框状照射激光。
通过形成分离起点，可以在所希望的时序使形成用衬底91与树脂层93分离。因此，可以控制分离时序且分离所需要的力小。由此，可以提高分离工序及显示装置的制造工序的成品率。
接着，使形成用衬底91与晶体管80分离(图13B)。这里示出使形成框状的切口的内侧的部分与形成用衬底91分离的例子。
在制造方法例子2中，层叠金属氧化物层92及树脂层93(或第一层)，进行加热处理。由此，可以降低金属氧化物层92与树脂层93之间的密接性或粘着性。因此，也可以使形成用衬底91与树脂层93分离而无需对树脂层93的整个面照射激光。由此，可以以低成本制造显示装置。
接着，使用粘合层13将从形成用衬底91分离而露出的树脂层93与衬底22贴合(图14A)。衬底22可以被用作显示装置的支撑衬底。
在图14A中，发光元件60的发光经过着色层97、绝缘层95及树脂层93取出到显示装置的外部。因此，树脂层93的可见光的透过率优选高。在本发明的一个方式的剥离方法中可以减薄树脂层93的厚度。因此，可以提高树脂层93的可见光的透过率，由此可以抑制发光元件60的光提取效率的降低。
此外，也可以去除树脂层93。由此，进一步提高发光元件60的光提取效率。在图14B中示出去除树脂层93，使用粘合层13将绝缘层95与衬底22贴合的例子。
粘合层13可以适用能够用于粘合层75b的材料。
衬底22可以适用能够用于衬底75a的材料。
制造方法例子2是进行本发明的一个方式的剥离方法两次制造显示装置的例子。在本发明的一个方式中，由于构成显示装置的功能元件等都形成在形成用衬底上，所以即使在制造分辨率高的显示装置时柔性衬底也不需要高位置对准精度。因此，可以简单地贴合柔性衬底。
[变形例子]
在制造方法例子2(图10D)中示出粘合层99以重叠于金属氧化物层20与绝缘层31接触的部分及金属氧化物层92与绝缘层95接触的部分的方式设置的情况。
金属氧化物层20与绝缘层31的密接性(粘着性)及金属氧化物层92与绝缘层95的密接性(粘着性)分别比金属氧化物层20与树脂层23的密接性(粘着性)及金属氧化物层92与树脂层93的密接性(粘着性)高。
当在金属氧化物层20与绝缘层31的界面或者金属氧化物层92与绝缘层95的界面进行剥离时，有时降低剥离的成品率，例如产生剥离不良。因此，在树脂层中以框状形成分离起点之后，从形成用衬底只分离与树脂层重叠的部分的工序是优选的。
另一方面，如图15A、图15B所示，粘合层99可以不重叠于金属氧化物层20与绝缘层31接触的部分及金属氧化物层92与绝缘层95接触的部分。
例如，当使用流动性低的粘合剂或粘合薄片等作为粘合层99时，容易将粘合层99形成为岛状(图15A)。
或者，也可以形成框状的分隔壁96，在由分隔壁96围绕的内侧填充粘合层99而固化(图15B)。
当将分隔壁96用于显示装置的构成要素时，作为分隔壁96优选使用固化的树脂。此时，分隔壁96优选不重叠于金属氧化物层20与绝缘层31接触的部分及金属氧化物层92与绝缘层95接触的部分。
当不将分隔壁96用作显示装置的构成要素时，作为分隔壁96优选使用未固化或半固化的树脂。此时，分隔壁96也可以重叠于金属氧化物层20与绝缘层31接触的部分和金属氧化物层92与绝缘层95接触的部分中的一个或两个。
在本实施方式中，示出作为分隔壁96使用未固化的树脂，分隔壁96不重叠于金属氧化物层20与绝缘层31接触的部分及金属氧化物层92与绝缘层95接触的部分的例子。
这里对粘合层99不重叠于金属氧化物层20与绝缘层31接触的部分及金属氧化物层92与绝缘层95接触的部分的结构中的分离起点的形成方法进行说明。以下示出剥离形成用衬底91的例子。当剥离形成用衬底14时也可以使用同样的方法。
在图16A至图16E中，对使形成用衬底91与树脂层93分离时的激光66的照射位置进行说明。
如图16A所示，通过对树脂层93与粘合层99重叠的区域的至少一个部分照射激光66，可以形成分离起点。
优选使形成用衬底91与树脂层93分离的力集中在分离起点，因此优选在比粘合层99的中央部分更靠近端部附近形成分离起点。尤其是，在端部附近当中，与边部附近相比，更优选在角部附近形成分离起点。
在图16B至图16E中示出激光照射区域67的例子。
在图16B中，示出在粘合层99的角部有一个激光照射区域67的例子。
通过连续或间断地照射激光，可以形成实线状或虚线状的分离起点。在图16C中，示出在粘合层99的角部有三个激光照射区域67的例子。在图16D中示出激光照射区域67与粘合层99的一边接触，且沿着粘合层99的一边延伸的例子。如图16E所示，激光照射区域67除了粘合层99与树脂层93重叠的区域以外也可以位于未固化的分隔壁96与树脂层93重叠的区域上。
然后，可以使形成用衬底91与树脂层93分离。此外，有时在形成用衬底14一侧残留分隔壁96的一部分。分隔壁96既可以去除又可以不去除且进入下一个工序。
[显示装置的结构实例2]
图17A是显示装置10B的俯视图。图17B是显示装置10B的显示部381的截面图及与FPC372的连接部的截面图的例子。
显示装置10B可以使用上述制造方法例子2制造。显示装置10B可以保持为弯曲状态或反复弯曲等。
显示装置10B包括衬底22及衬底29。衬底22一侧是显示装置10B的显示面一侧。显示装置10B包括显示部381及驱动电路部382。在显示装置10B贴合有FPC372。
作为衬底22及衬底29优选使用薄膜，特别优选使用树脂薄膜。由此可以实现显示装置的轻量化、薄型化。另外，使用薄膜衬底的显示装置与使用玻璃或金属等的情况相比不容易破损。另外，可以提高显示装置的柔性。
导电层86c通过连接体76与FPC372电连接(图17B)。导电层86c可以使用与晶体管的源极及漏极相同的材料及相同的工序形成。
[叠层体制造装置的例子]
接着，参照图18对叠层体制造装置的例子进行说明。图18所示的叠层体制造装置可以用本实施方式的剥离方法将被剥离层从形成用衬底剥离并转置到另一个衬底。使用图18所示的叠层体制造装置可以制造半导体装置或显示装置等的叠层体。
图18所示的叠层体制造装置包括多个传送辊(传送辊643、644、645等)、胶带卷筒602、收卷卷筒683、方向转变辊604及压辊606。
胶带卷筒602能够释放卷材状支撑体601。支撑体601的释放速度优选是可变的。例如，通过使该速度比较慢，可以抑制叠层体的剥离不良或在被剥离的构件中发生裂缝。
收卷卷筒683能够将叠层体59收卷。
可以使用胶带卷筒602及收卷卷筒683对支撑体601施加张力。
支撑体601连续地或间歇地被释放出来。通过连续地释放支撑体601，可以以均匀的速度且均匀的力进行剥离，所以是优选的。在剥离工序中，优选不停地连续进行剥离，更优选以等速进行剥离。与连续进行剥离的情况不同，当中途停止剥离并再次从停止剥离的区域开始剥离时，该区域会发生变形等。由此，有时会发生该区域的微细结构的变化或该区域中的电子装置等的特性变化，例如，会对显示装置的显示造成影响。
作为支撑体601，可以使用包含有机树脂、金属、合金或者玻璃等的卷材状薄膜。
在图18中，将与剩余部56a一起构成所制造的装置(例如，柔性装置)的构件(如柔性衬底等)用于支撑体601。支撑体601也可以为载带等不构成所制造的装置的构件。
多个传送辊可以传送叠层体56。传送叠层体56的传送机构不局限于传送辊，也可以使用传送带或传送机器人等。另外，可以在传送机构上的载物台配置叠层体56。
传送辊643、传送辊644或传送辊645是多个排列的传送辊中的一个，以固定的间隔设置且在叠层体56(或者一个表层56b)的传送方向(实线箭头所示的右旋转方向)上旋转。利用未图示的驱动部(发动机等)使多个排列的传送辊旋转。
通过使用方向转变辊604，可以改变支撑体601的传送方向。图18示出方向转变辊604设置在胶带卷筒602与压辊606之间的例子。
支撑体601通过压辊606及传送辊645被贴合到叠层体56(剩余部56a)。
在图18的结构中，可以防止支撑体601到达压辊606之前接触于叠层体56。由此，可以抑制气泡混入支撑体601与叠层体56之间。
压辊606利用未图示的驱动部(发动机等)进行旋转。当压辊606旋转时，剥离剩余部56a的力被施加到叠层体56，剩余部56a被剥离。此时，优选在叠层体56中形成有剥离起点。剩余部56a从剥离起点开始剥离。并且，叠层体56分成剩余部56a和一个表层56b。
从叠层体56剥离剩余部56a的机构不局限于压辊606，可以使用具有凸面(还可以称为凸曲面、凸状曲面)的结构体。例如，可以为具有圆筒状(包括圆柱状、直圆柱状、椭圆柱状、抛物柱状等)、球状等的结构体。例如，作为结构体可以使用圆筒状辊等辊。作为结构体的形状的例子，可以举出其底面由曲线构成的柱体(其底面为正圆的圆柱、其底面为椭圆的椭圆柱等)、其底面由直线及曲线构成的柱体(其底面为半圆或半椭圆的柱体等)。在结构体的形状为上述柱体中的任一时，凸曲面相当于该柱体的曲面部分。
作为结构体的材料，可以举出金属、合金、有机树脂、橡胶等。结构体也可以在其内部具有空间或空洞。作为橡胶，可以举出天然橡胶、聚氨酯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶等。在使用橡胶的情况下，使用不容易因摩擦或剥离而带电的材料或者采取防止静电的措施。例如，图18所示的压辊606包括使用橡胶或有机树脂的中空圆筒606a及位于圆筒606a的内侧的使用金属或合金的圆柱606b。
压辊606的旋转速度优选是可变的。通过控制压辊606的旋转速度，可以进一步提高剥离的成品率。
可以使压辊606和多个辊能够在至少一个方向(例如，上下、左右或者前后等)上移动。如果压辊606的凸面与传送辊的支撑面之间的距离是可变的，就可以进行各种厚度的叠层体的剥离，所以是优选的。
对压辊606使支撑体601折转的角度没有特别的限制。图18示出压辊606使支撑体601折转的角度为钝角的例子。
图18所示的叠层体制造装置还包括辊617。辊617可以沿着凸面将支撑体601从压辊606传送至收卷卷筒683。
辊617可以在一个以上的方向上移动。
通过移动辊617的轴，可以用辊617对支撑体601施加张力。换言之，可以将辊617称为张力辊。具体而言，辊617可以将支撑体601向被压辊606改变的传送方向拉起。
通过移动辊617的轴，可以用辊617控制压辊606使支撑体601折转的角度。
辊617可以使支撑体601折转而改变支撑体601的传送方向。例如，可以将支撑体601的传送方向变为水平方向。或者，可以用辊617使支撑体601折转而改变支撑体601的传送方向，然后用位于辊617与收卷卷筒683之间的方向转变辊607再次改变支撑体601的传送方向，而使支撑体601的传送方向变成水平方向。
图18所示的叠层体制造装置还包括导辊(导辊631、632、633等)、收卷卷筒613、液体供应机构659、干燥机构614及离子发生器(离子发生器639、620)。
叠层体制造装置也可以包括用来将支撑体601引导至收卷卷筒683的导辊。导辊可以为一个或多个。如导辊632那样，导辊也可以对支撑体601施加张力。
另外，也可以将胶带600(也称为分离薄膜)贴合到支撑体601的至少一个面。此时，叠层体制造装置优选包括能够将贴合到支撑体601的一个面的胶带600收卷的卷筒。图18示出收卷卷筒613位于胶带卷筒602与压辊606之间的例子。叠层体制造装置还可以包括导辊634。导辊634可以将胶带600引导至收卷卷筒613。
叠层体制造装置也可以包括干燥机构614。包括在剩余部56a中的功能元件(例如，晶体管或薄膜集成电路)易受静电影响，因此优选剥离之前对剩余部56a与一个表层56b的界面供应液体或者边对该界面供应液体边进行剥离。另外，当液体存在于产生剥离的部分时，可以降低剥离所需要的力。可以使用液体供应机构659边对该界面供应液体边进行剥离。如果残留在剩余部56a的液体挥发，就有可能产生水痕，因此优选在剥离之后去除液体。因此，优选对包括功能元件的剩余部56a进行干燥，来去除残留在剩余部56a上的液滴。由此可以抑制水痕的发生。另外，为了防止支撑体601的变形，还可以设置载流子板609。
优选在向相对于水平面成倾斜的方向传送支撑体601的同时，使气流沿着支撑体601的倾斜方向向下方流动，来使液滴下落。
虽然支撑体601的传送方向可以为相对于水平面成垂直的方向，但是优选为相对于水平面成倾斜的方向，由此传送时的支撑体601变得稳定而可以抑制振动。
在工序中，优选在有可能发生静电的位置上使用叠层体制造装置所具有的静电消除机。对静电消除机没有特别的限制，例如可以使用电晕放电方式、软X射线方式及紫外线方式等的离子发生器。
例如，在叠层体制造装置中设置离子发生器，从离子发生器对剩余部56a喷吹空气或氮气体等来进行除电处理，来降低静电对功能元件的影响。尤其优选在贴合两个构件的工序及分离一个构件的工序中使用离子发生器。
例如，优选的是，利用离子发生器639对剩余部56a与一个表层56b的界面附近照射离子，边去除静电边将叠层体56分离成剩余部56a及一个表层56b。
叠层体制造装置也可以包括衬底装载盒641及衬底卸载盒642。例如，可以将叠层体56供应到衬底装载盒641。衬底装载盒641可以将叠层体56供应到传送机构等。另外，可以将一个表层56b供应到衬底卸载盒642。
在图18所示的叠层体制造装置中，将支撑体601贴合到叠层体56并拉起支撑体601，由此将剩余部56a从叠层体56剥离。可以使用支撑体601自动地分离叠层体56，由此可以实现工作时间的缩短及产品的制造成品率的提高。
从一个表层56b分离的剩余部56a由粘合剂贴合到支撑体671。由此，可以制造依次层叠有支撑体601、剩余部56a及支撑体671的叠层体59。
胶带卷筒672将卷材状支撑体671释放出。作为支撑体671可以使用与支撑体601相同的材料。
可以使用胶带卷筒672及收卷卷筒683对支撑体671施加张力。
叠层体制造装置还可以包括将支撑体671引导至收卷卷筒683的导辊677、678、679。
可以利用方向转变辊676改变支撑体671的传送方向。
压辊675可以在进行加压的同时将剩余部56a与从胶带卷筒672释放的支撑体671贴合在一起。由此，可以抑制气泡混入支撑体671与剩余部56a之间。
另外，也可以将分离胶带670贴合到支撑体671的至少一个面。卷筒673可以收卷分离胶带670。导辊674可以将分离胶带670引导至卷筒673。
所制造的叠层体59可以被收卷，也可以被分断。图18示出收卷卷筒683将叠层体59收卷的例子。此外，也可以包括导辊665、666那样的将叠层体59引导至收卷卷筒683的导辊。
在图18所示的叠层体制造装置中，使用压辊606从叠层体56剥离剩余部56a，使用压辊675将剩余部56a转置到支撑体671。
如上所述，在本实施方式的剥离方法中，在形成用衬底上层叠金属氧化物层及树脂层，并通过加热控制树脂层对金属氧化物层的剥离性。由于不需要线性激光束的照射等需要昂贵的装置的处理，所以成本低。此外，通过在金属氧化物层上设置与树脂层接触的部分及与绝缘层接触的部分，可以在所希望的时序从形成用衬底剥离树脂层。因此，通过使用本实施方式的剥离方法可以以低成本且高生产率制造显示装置等。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合而实施。另外，在本说明书中，当在一个实施方式中示出多个结构实例时，可以适当地组合结构实例。
实施方式2
在本实施方式中，参照图19A至图23C对本发明的一个方式的显示装置的制造方法进行说明。
在本实施方式中，将低温多晶硅(LTPS)用于晶体管的沟道形成区域的情况进行说明。
当使用LTPS时，树脂层优选使用耐热性高的材料形成。再者，优选形成厚度较大的树脂层。由此，可以进行高温工序，并且可以缓和激光晶化的工序中的损伤。
首先，在形成用衬底14上形成金属氧化物层20(图19A)。金属氧化物层20的材料及形成方法可以参照实施方式1。
接着，在金属氧化物层20上形成第一层24(图19B)。
第一层24的材料及形成方法可以参照实施方式1。在本实施方式中使用的第一层24的材料的耐热性优选足够高。
接着，通过对所希望的形状的第一层24进行加热处理，形成树脂层23(图19C)。在此，形成岛状树脂层23。
加热处理的条件可以参照实施方式1。
在本实施方式中，由于作为第一层24的材料使用耐热性高的材料，所以可以形成耐热性高的树脂层23。
在本实施方式中，由于作为第一层24的材料使用耐热性高的材料，所以可以在高于实施方式1所示的加热温度的温度下进行加热处理。例如，加热处理的温度优选为400℃以上且600℃以下，更优选为450℃以上且550℃以下。
树脂层23的厚度优选为10μm以上且200μm以下，更优选为10μm以上且100μm以下，进一步优选为10μm以上且50μm以下。通过形成厚度充分大的树脂层23，可以缓和激光晶化工序中的损伤。另外，可以提高显示装置的刚性。
树脂层23的5％失重温度优选为400℃以上且600℃以下，更优选为450℃以上且600℃以下，进一步优选为500℃以上且600℃以下。
接着，在形成用衬底14及树脂层23上形成绝缘层31(图19D)。
绝缘层31在树脂层23的耐热温度以下的温度下形成。绝缘层31优选在比加热处理的温度低的温度下形成。
可以将绝缘层31用作防止包含在树脂层23中的杂质扩散到后面形成的晶体管或显示元件的阻挡层。绝缘层31例如优选在加热树脂层23时防止包含在树脂层23中的水分等扩散到晶体管或显示元件。由此，绝缘层31优选具有高阻挡性。
绝缘层31可以使用实施方式1所示的材料。
接着，在绝缘层31上形成晶体管140(图19E、图20A至图20E)。
在此，示出作为晶体管140制造在沟道形成区域中包括LTPS的顶栅结构的晶体管的情况。
首先，通过在溅射法或CVD法等在绝缘层31上形成半导体膜。在本实施方式中，使用等离子体CVD装置形成厚度为50nm的非晶硅膜161。
接着，优选对非晶硅膜161进行加热处理。由此，可以从非晶硅膜161脱离氢。具体而言，优选在400℃以上且550℃以下的温度下进行加热。例如，通过使非晶硅膜161中的含氢量为5atomic％以下，可以提高晶化工序中的制造成品率。此外，当非晶硅膜161中的含氢量少时，也可以省略加热处理。
在本实施方式中，由于树脂层23的耐热性较高，所以可以在高温下对非晶硅膜161进行加热。由此，通过充分脱离非晶硅膜161中的氢，可以提高晶化工序中的制造成品率。
接着，通过使半导体膜晶化，形成具有结晶结构的半导体膜162(图20A)。
通过从半导体膜的上方照射激光，可以使半导体膜晶化。作为激光，例如，可以使用193nm、248nm、308nm或351nm的波长。或者，也可以使用金属催化剂元素使半导体膜晶化。
在本实施方式中，由于树脂层23具有高耐热性且将树脂层23形成得厚，所以可以缓和晶化时的损伤。
接着，也可以对具有结晶结构的半导体膜162进行沟道掺杂。
接着，对具有结晶结构的半导体膜162进行加工，形成岛状半导体膜。
作为半导体膜的加工方法，可以使用湿蚀刻法和干蚀刻法的任一个或两个。
接着，在绝缘层31及半导体膜上形成绝缘层163及导电层164。作为绝缘层163可以援用能够用于绝缘层31的无机绝缘膜。绝缘层163及导电层164可以在形成将成为绝缘层163的绝缘膜及将成为导电层164的导电膜之后形成掩模，对该绝缘膜及该导电膜进行蚀刻，然后去除掩模来形成。
通过对半导体膜的一部分添加杂质元素，形成沟道区域162a及低电阻区域162b(也称为源区及漏区)。另外，也可以通过多次添加杂质元素(进行轻掺杂及重掺杂)，在沟道区域162a与低电阻区域162b之间形成LDD(Lightly Doped Drain：轻掺杂漏)区域。绝缘层163、导电层164以及用来形成这些层的掩模可以被用作添加杂质元素时的掩模。
在制造n沟道晶体管时，作为杂质元素使用对半导体膜赋予n型导电性的杂质。例如，可以使用P、As、Sb、S、Te、Se等元素。
当制造p沟道晶体管时，作为杂质元素使用对半导体膜赋予p型导电性的杂质。例如，可以使用B、Al、Ga等元素。
接着，形成覆盖半导体层、绝缘层163及导电层164的绝缘层165(图20C)。绝缘层165可以使用与绝缘层31同样的方法形成。
接着，进行加热处理。由此，使对半导体膜添加的杂质活化。该加热处理为了防止导电层164的氧化，优选在形成绝缘层165之后进行。
在本实施方式中，由于树脂层23的耐热性高，所以可以在高温下进行为了杂质的活化的加热处理。由此，可以提高晶体管的特性。
接着，在绝缘层165上形成绝缘层166(图20D)。绝缘层166可以使用与绝缘层31同样的方法形成，尤其是形成包含氢的绝缘膜。
接着，进行加热处理。由此，可以从包含氢的绝缘层166向半导体膜中(尤其是沟道区域162a中)供应氢，用氢使半导体膜中的缺陷终结。该加热处理优选在形成包含氢的绝缘层166之后进行。该加热处理在比对非晶硅膜161进行的用来脱离氢的加热处理低的温度下进行。
在本实施方式中，由于树脂层23的耐热性较高，所以可以在高温下进行用来氢化的加热处理。由此，可以提高晶体管的特性。
接着，在绝缘层165及绝缘层166中形成到达半导体层的低电阻区域162b的开口。
接着，形成导电层167a及导电层167b。导电层167a及导电层167b可以在形成导电膜之后形成抗蚀剂掩模，对该导电膜进行蚀刻，然后去除抗蚀剂掩模来形成。导电层167a及导电层167b分别通过绝缘层165及绝缘层166的开口与低电阻区域162b电连接。
通过上述步骤，可以制造晶体管140(图20E)。在晶体管140中，导电层164的一部分被用作栅极，绝缘层163的一部分被用作栅极绝缘层。半导体层包括沟道区域162a及低电阻区域162b。沟道区域162a隔着绝缘层163与导电层164重叠。低电阻区域162b包括与导电层167a连接的部分及与导电层167b连接的部分。
接着，在绝缘层166上形成绝缘层34至保护层75(图21A)。这些工序可以参照实施方式1。
接着，在树脂层23中形成分离起点(图21B1、图21B2)。分离起点的形成方法可以参照实施方式1。
注意，在从一个形成用衬底形成多个显示装置(分成多面)的情况下，可以使用一个树脂层23形成多个显示装置。例如，在图21B2的切口64的内侧设置多个显示装置。由此，可以一次性地使多个显示装置与形成用衬底分离。
或者，也可以使用多个树脂层23，按每个显示装置分别形成树脂层23。图21B3示出在形成用衬底上形成四个树脂层23的例子。通过在四个树脂层23的每一个中以框状形成切口64，可以在不同的时序使各显示装置与形成用衬底分离。
在本实施方式中，在金属氧化物层20上形成有与树脂层23接触的部分及与绝缘层31接触的部分。金属氧化物层20与绝缘层31之间的密接性(粘着性)比金属氧化物层20与树脂层23之间的密接性(粘着性)高。因此，可以抑制树脂层23的从金属氧化物层20的非意图的剥离。并且，通过形成分离起点，可以在所希望的时序使金属氧化物层20与树脂层23分离。因此，可以控制分离时序，并且分离所需要的力小。由此，可以提高分离工序及显示装置的制造工序的成品率。
接着，分离金属氧化物层20与树脂层23(图22A)。
然后，使用粘合层28将衬底29贴合到露出的树脂层23(图22B)。
可以将衬底29用作显示装置的支撑衬底。作为衬底29优选使用薄膜，特别优选使用树脂薄膜。由此可以实现显示装置的轻量化、薄型化。另外，使用薄膜衬底的显示装置与使用玻璃或金属等的情况相比不容易破损。另外，可以提高显示装置的柔性。
如上所述，通过使用耐热性高的材料形成厚度较大的树脂层，可以在晶体管中包括LTPS的显示装置。
[显示装置的结构实例3]
图23A是显示装置10C的俯视图。图23B及图23C是显示装置10C的显示部381的截面图及与FPC372的连接部的截面图的例子。
显示装置10C可以保持为弯曲状态或反复弯曲等。
显示装置10C包括保护层75及衬底29。保护层75一侧是显示装置的显示面一侧。显示装置10C包括显示部381及驱动电路部382。在显示装置10C中贴合有FPC372。
导电层43c通过连接体76与FPC372电连接(图23B、图23C)。导电层43c可以使用与晶体管的源极及漏极相同的材料及相同的工序形成。
图23C所示的显示装置具有树脂层23a、绝缘层31a、树脂层23b及绝缘层31b的叠层结构而不包括树脂层23及绝缘层31。通过具有该叠层结构，可以提高显示装置的可靠性。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合而实施。
实施方式3
在本实施方式中，参照图24至图33说明能够适用本发明的一个方式而制造的显示装置及输入输出装置。
本实施方式的显示装置包括反射可见光的第一显示元件及发射可见光的第二显示元件。
本实施方式的显示装置具有由第一显示元件所反射的光和第二显示元件所发射的光中的一个或两个显示图像的功能。
作为第一显示元件，可以使用反射外光来进行显示的元件。因为这种元件不包括光源(不使用人工光源)，所以可以使显示时的功耗变得极小。
作为第一显示元件，典型地可以使用反射型液晶元件。此外，作为第一显示元件，可以使用快门方式的MEMS(Micro Electro Mechanical System：微电子机械系统)元件、光干涉方式的MEMS元件、应用微囊方式、电泳方式、电润湿方式、电子粉流体(注册商标)方式等的元件等。
作为第二显示元件，优选使用发光元件。由于这种显示元件所发射的光的亮度及色度不受到外光的影响，因此可以进行色彩再现性高(色域宽)且对比度高的鲜明的显示。
作为第二显示元件，例如可以使用OLED(Organic Light Emitting Diode：有机发光二极管)、LED(Light Emitting Diode：发光二极管)、QLED(Quantum-dot LightEmitting Diode：量子点发光二极管)等自发光性发光元件。
本实施方式的显示装置包括只使用第一显示元件显示图像的第一模式、只使用第二显示元件显示图像的第二模式以及使用第一显示元件和第二显示元件显示图像的第三模式，该显示装置能够以自动或手动切换这些模式而使用。
在第一模式中，利用第一显示元件和外光显示图像。因为第一模式不使用光源，所以功耗极低。例如，当外光充分入射到显示装置时(在明亮的环境等下)，可以使用第一显示元件所反射的光进行显示。例如，第一模式在外光充分强且外光为白色光或近似的光的情况下是有效的。第一模式是适于显示文字的模式。另外，因为在第一模式中使用反射外光的光，所以可以进行护眼显示而有眼睛不容易疲累的效果。
在第二模式中，利用第二显示元件的发光显示图像。由此，可以与照度及外光的色度无关地进行极鲜明(对比度高且色彩再现性高)的显示。例如，第二模式在夜间及昏暗的室内等的照度极低的情况等下是有效的。另外，在周围昏暗时，明亮的显示有时让使用者感到刺眼。为了防止发生这种问题，在第二模式中优选进行抑制亮度的显示。由此，不仅可以抑制刺眼，而且还可以降低功耗。第二模式是适合显示鲜明的图像(静态图像及动态图像)等的模式。
在第三模式中，利用第一显示元件的反射光和第二显示元件的发光的双方来进行显示。不但可以进行比第一模式鲜明的显示，而且可以使功耗比第二模式低。例如，第三模式在室内照明下或者早晨傍晚等照度较低的情况、外光的色度不是白色的情况等下是有效的。
通过采用上述结构，可以实现无论周围的亮度如何都具有高可见度及高方便性的显示装置。具体而言，在外光下或室内可以实现具有高可见度且高方便性的显示装置。
可以将第三模式称为使用混合型显示方法的模式。
另外，也可以将本实施方式的显示装置及输入输出装置称为混合型显示器。
混合型显示是指：在一个面板中，同时使用反射光和自发光，彼此补充色调或光强度，来显示文字和/或图像的方法。此外，混合型显示是指：在一个像素或一个子像素中，使用来自多个显示元件的光，来显示文字和/或图像的方法。但是，当局部性地观察进行混合型显示的混合型显示器时，有时包括：使用多个显示元件中的任一个进行显示的像素或子像素；以及使用多个显示元件中的两个以上进行显示的像素或子像素。
注意，在本说明书等中，混合型显示满足上述表现中的任一个或多个。
此外，混合型显示器在一个像素或一个子像素中包括多个显示元件。作为多个显示元件，例如可以举出使光反射的反射型元件和发射光的自发光元件。反射型元件和自发光元件可以分别独立地被控制。混合型显示器具有在显示部中使用反射光和自发光中的任一个或两个来显示文字和/或图像的功能。
本实施方式的显示装置包括多个具有第一显示元件的第一像素及多个具有第二显示元件的第二像素。第一像素及第二像素优选都配置为矩阵状。
第一像素及第二像素可以分别包括一个以上的子像素。例如，像素可以采用具有一个子像素的结构(白色(W)等)、具有三个子像素的结构(红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)的三种颜色或黄色(Y)、青色(C)及品红色(M)的三种颜色等)、具有四个子像素的结构(红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)、白色(W)的四种颜色或者红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)、黄色(Y)的四种颜色等)。
在本实施方式的显示装置中，可以采用第一像素及第二像素都进行全彩色显示的结构。此外，在本实施方式的显示装置中，可以采用第一像素进行黑白显示或灰度级显示，且第二像素进行全彩色显示的结构。使用第一像素的黑白显示或灰度级显示适用于显示不需要彩色显示的信息例如显示文件信息。
图24是显示装置300A的立体示意图。显示装置300A具有贴合衬底351与衬底361的结构。在图24中，以虚线表示衬底361。
显示装置300A包括显示部362、电路364及布线365等。图24示出在显示装置300A中安装有IC(集成电路)373及FPC372的例子。因此，也可以将图24所示的结构称为包括显示装置300A、IC及FPC的显示模块。
作为电路364，例如可以使用扫描线驱动电路。
布线365具有对显示部362及电路364供应信号及电力的功能。该信号及电力从外部经由FPC372或者从IC373输入到布线365。
图24示出通过COG(Chip On Glass：玻璃覆晶封装)方式或COF(Chip on Film：薄膜覆晶封装)方式等在衬底351上设置有IC373的例子。作为IC373，例如可以使用包括扫描线驱动电路或信号线驱动电路等的IC。注意，显示装置300A及显示模块不一定需要设置有IC。另外，也可以将IC利用COF方式等安装于FPC。
图24示出显示部362的一部分的放大图。在显示部362中以矩阵状配置有多个显示元件所包括的电极311b。电极311b具有反射可见光的功能，并被用作液晶元件180的反射电极。
此外，如图24所示，电极311b具有开口451。再者，显示部362在比电极311b更靠近衬底351一侧包括发光元件170。来自发光元件170的光经过电极311b的开口451射出到衬底361一侧。发光元件170的发光区域的面积与开口451的面积也可以相同。发光元件170的发光区域的面积和开口451的面积中的一个优选比另一个大，这是因为可以增大错位的余地的缘故。尤其是，开口451的面积优选比发光元件170的发光区域的面积大。当开口451较小时，有时电极311b遮断来自发光元件170的光的一部分，由此光不能取出到外部。通过使开口451充分大，可以抑制发光元件170的发光的损耗。
图25示出图24所示的显示装置300A的包括FPC372的区域的一部分、包括电路364的区域的一部分及包括显示部362的区域的一部分的截面的一个例子。
图25所示的显示装置300A在衬底351与衬底361之间包括晶体管201、晶体管203、晶体管205、晶体管206、液晶元件180、发光元件170、绝缘层220、着色层131、着色层134等。衬底361与绝缘层220通过粘合层141粘合。衬底351与绝缘层220通过粘合层142粘合。
衬底361设置有着色层131、遮光层132、绝缘层121及被用作液晶元件180的公共电极的电极113、取向膜133b、绝缘层117等。在衬底361的外侧的面包括偏振片135。绝缘层121可以具有平坦化层的功能。通过使用绝缘层121可以使电极113的表面大致平坦，可以使液晶层112的取向状态成为均匀。绝缘层117被用作用来保持液晶元件180的单元间隙的间隔物。在绝缘层117透过可见光的情况下，绝缘层117也可以与液晶元件180的显示区域重叠。
液晶元件180是反射型液晶元件。液晶元件180具有层叠有被用作像素电极的电极311a、液晶层112、电极113的叠层结构。以与电极311a的衬底351一侧接触的方式设置有反射可见光的电极311b。电极311b具有开口451。电极311a及电极113透过可见光。在液晶层112与电极311a之间设置有取向膜133a。在液晶层112与电极113之间设置有取向膜133b。
在液晶元件180中，电极311b具有反射可见光的功能，电极113具有透过可见光的功能。从衬底361一侧入射的光被偏振片135偏振，经过电极113、液晶层112，被电极311b反射。并且，再次透过液晶层112及电极113，到达偏振片135。此时，可以由施加到电极311b与电极113之间的电压控制液晶的取向，来控制光的光学调制。也就是说，可以控制经过偏振片135射出的光的强度。此外，由于特定的波长区域之外的光被着色层131吸收，因此被提取的光例如呈现红色。
如图25所示，在开口451中优选设置有透过可见光的电极311a。由此，液晶层112在与开口451重叠的区域中也与其他区域同样地取向，从而可以抑制因在该区域的边界部产生液晶的取向不良而产生非意图的漏光。
在连接部207中，电极311b通过导电层221b与晶体管206所包括的导电层222a电连接。晶体管206具有控制液晶元件180的驱动的功能。
在设置有粘合层141的一部分的区域中设置有连接部252。在连接部252中，通过连接体243使对与电极311a相同的导电膜进行加工来获得的导电层和电极113的一部分电连接。由此，可以将从连接于衬底351一侧的FPC372输入的信号或电位通过连接部252供应到形成在衬底361一侧的电极113。
例如，连接体243可以使用导电粒子。作为导电粒子，可以采用表面覆盖有金属材料的有机树脂或二氧化硅等的粒子。作为金属材料，优选使用镍或金，因为其可以降低接触电阻。另外，优选使用如在镍上还覆盖有金等以层状覆盖有两种以上的金属材料的粒子。另外，连接体243优选采用能够弹性变形或塑性变形的材料。此时，有时作为导电粒子的连接体243成为图25所示那样的在纵向上被压扁的形状。通过具有该形状，可以增大连接体243与电连接于该连接体的导电层的接触面积，从而可以降低接触电阻并抑制接触不良等问题发生。
连接体243优选以由粘合层141覆盖的方式配置。例如，在进行固化之前的粘合层141中分散连接体243即可。
发光元件170是底部发射型发光元件。发光元件170具有从绝缘层220一侧依次层叠有被用作像素电极的电极191、EL层192及被用作公共电极的电极193的叠层结构。电极191通过形成在绝缘层214中的开口与晶体管205所包括的导电层222a连接。晶体管205具有控制发光元件170的驱动的功能。绝缘层216覆盖电极191的端部。电极193包含反射可见光的材料，电极191包含透过可见光的材料。绝缘层194以覆盖电极193的方式设置。发光元件170所发射的光经过着色层134、绝缘层220、开口451、电极311a等射出到衬底361一侧。
当在像素之间改变着色层的颜色时，液晶元件180及发光元件170可以呈现各种颜色。显示装置300A可以使用液晶元件180进行彩色显示。显示装置300A可以使用发光元件170进行彩色显示。
由于晶体管201、晶体管203、晶体管205及晶体管206都形成在绝缘层220的衬底351一侧的面上。这些晶体管可以通过同一工序来制造。
电连接于液晶元件180的电路优选与电连接于发光元件170的电路形成在同一面上。由此，与将两个电路形成在不同的面上的情况相比，可以减小显示装置的厚度。此外，因为可以通过同一工序制造两个晶体管，所以与将两个晶体管形成在不同的面上的情况相比，可以简化制造工序。
液晶元件180的像素电极位于相对于晶体管的栅极绝缘层与发光元件170的像素电极对置的位置上。
在此，当使用在沟道形成区域中包括金属氧化物的关态电流极低的晶体管206或者与晶体管206电连接的存储元件时，即使在使用液晶元件180显示静态图像时停止向像素的写入工作也可以维持灰度。也就是说，即便使帧频极小也可以保持显示。在本发明的一个方式中，可以使帧频极小而能够进行功耗低的驱动。
晶体管203是用来控制像素的选择/非选择状态的晶体管(也被称为开关晶体管或选择晶体管)。晶体管205为控制流过发光元件170的电流的晶体管(也被称为驱动晶体管)。
在绝缘层220的衬底351一侧设置有绝缘层211、绝缘层212、绝缘层213、绝缘层214等绝缘层。绝缘层211的一部分被用作各晶体管的栅极绝缘层。绝缘层212以覆盖晶体管206等的方式设置。绝缘层213以覆盖晶体管205等的方式设置。绝缘层214被用作平坦化层。注意，对覆盖晶体管的绝缘层的个数没有特别的限制，既可以为一个，又可以为两个以上。
优选的是，将水或氢等杂质不容易扩散的材料用于覆盖各晶体管的绝缘层中的至少一个。由此，可以将绝缘层用作阻挡膜。通过采用这种结构，可以有效地抑制杂质从外部扩散到晶体管中，从而能够实现可靠性高的显示装置。
晶体管201、晶体管203、晶体管205及晶体管206包括：被用作栅极的导电层221a；被用作栅极绝缘层的绝缘层211；被用作源极及漏极的导电层222a及导电层222b；以及半导体层231。在此，对经过对同一导电膜进行加工而得到的多个层附有相同的阴影线。
晶体管201及晶体管205除了晶体管203及晶体管206的结构以外还包括被用作栅极的导电层223。
作为晶体管201及晶体管205，采用两个栅极夹持形成沟道的半导体层的结构。通过采用这种结构，可以控制晶体管的阈值电压。另外，也可以连接两个栅极，并通过对该两个栅极供应同一信号，来驱动晶体管。与其他晶体管相比，这种晶体管能够提高场效应迁移率，而可以增大通态电流。其结果是，可以制造能够进行高速驱动的电路。再者，能够缩小电路部的占有面积。通过使用通态电流大的晶体管，即使因显示装置大型化或高分辨率化而布线数增多，也可以降低各布线的信号延迟，而可以抑制显示的不均匀。
或者，通过对两个栅极中的一个施加用来控制阈值电压的电位，对另一个施加用来进行驱动的电位，可以控制晶体管的阈值电压。
对显示装置所包括的晶体管的结构没有限制。电路364所包括的晶体管和显示部362所包括的晶体管既可以具有相同的结构，又可以具有不同的结构。电路364所包括的多个晶体管既可以都具有相同的结构，又可以组合两种以上的结构。同样地，显示部362所包括的多个晶体管既可以都具有相同的结构，又可以组合两种以上的结构。
作为导电层223，优选使用包含氧化物的导电材料。通过在包含氧的气氛下形成构成导电层223的导电膜，可以对绝缘层212供应氧。优选的是，成膜气体中的氧气体的比率为90％以上且100％以下。供应到绝缘层212中的氧通过后面的热处理被供应给半导体层231，由此可以实现半导体层231中的氧缺陷的降低。
尤其是，作为导电层223，优选使用低电阻化了的金属氧化物。此时，优选作为绝缘层213使用释放氢的绝缘膜，例如氮化硅膜等。通过在绝缘层213的成膜中或后面的热处理，氢被供应给导电层223中，由此可以有效地降低导电层223的电阻。
以接触于绝缘层213的方式设置有着色层134。着色层134被绝缘层214覆盖。
在衬底351与衬底361不重叠的区域中设置有连接部204。在连接部204中，布线365通过连接层242与FPC372电连接。连接部204具有与连接部207相同的结构。在连接部204的顶面上露出对与电极311a相同的导电膜进行加工来获得的导电层。因此，通过连接层242可以使连接部204与FPC372电连接。
作为设置在衬底361的外侧的面的偏振片135，既可以使用直线偏振片，也可以使用圆偏振片。作为圆偏振片，例如可以使用将直线偏振片和四分之一波相位差板层叠而成的偏振片。由此，可以抑制外光反射。此外，通过根据偏振片的种类调整用于液晶元件180的液晶元件的单元间隙、取向、驱动电压等来实现所希望的对比度。
此外，可以在衬底361的外侧的表面上配置各种光学构件。作为光学构件，可以使用偏振片、相位差板、光扩散层(扩散薄膜等)、防反射层及聚光薄膜(condensing film)等。此外，在衬底361的外侧的表面上也可以配置抑制尘埃的附着的抗静电膜、不容易被弄脏的具有拒水性的膜、抑制使用时的损伤的硬涂膜等。
衬底351及衬底361可以使用玻璃、石英、陶瓷、蓝宝石以及有机树脂等。通过将具有柔性的材料用于衬底351及衬底361，可以提高显示装置的柔性。
作为液晶元件180，例如可以采用使用VA(Vertical Alignment：垂直取向)模式的元件。作为垂直取向模式，可以使用MVA(Multi-Domain Vertical Alignment：多象限垂直取向)模式、PVA(Patterned Vertical Alignment：垂直取向构型)模式、ASV(AdvancedSuper View：高级超视觉)模式等。
作为液晶元件180，可以采用使用各种模式的液晶元件。例如，除了VA模式以外，可以使用TN(Twisted Nematic：扭曲向列)模式、IPS(In-Plane-Switching：平面切换)模式、FFS(Fringe Field Switching：边缘电场转换)模式、ASM(Axially Symmetric alignedMicro-cell：轴对称排列微单元)模式、OCB(Optically Compensated Birefringence：光学补偿弯曲)模式、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal：铁电性液晶)模式、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal：反铁电液晶)模式、STN(Super Twisted Nematic：超扭曲向列)模式、TBA(Transverse Bend Alignment：横向弯曲取向)模式、ECB(Electrically Controlled Birefringence：电控双折射)模式、宾主模式等的液晶元件。
液晶元件是利用液晶的光学调制作用来控制光的透过或非透过的元件。液晶的光学调制作用由施加到液晶的电场(包括横向电场、纵向电场或倾斜方向电场)控制。作为用于液晶元件的液晶可以使用热致液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶(PDLC:Polymer Dispersed Liquid Crystal：聚合物分散液晶)、高分子网络型液晶(PNLC：Polymer Network Liquid Crystal)、铁电液晶、反铁电液晶等。这些液晶材料根据条件呈现出胆甾相、近晶相、立方相、手向列相、各向同性相等。
作为液晶材料，可以使用正型液晶或负型液晶，根据所适用的模式或设计采用适当的液晶材料。
为了控制液晶的取向，可以设置取向膜。此外，在采用横向电场方式的情况下，也可以使用不使用取向膜的呈现蓝相的液晶。蓝相是液晶相的一种，是指当使胆甾液晶的温度上升时即将从胆甾相转变到均质相之前出现的相。因为蓝相只在窄的温度范围内出现，所以将其中混合了几wt％以上的手征试剂的液晶组成物用于液晶，以扩大温度范围。包含呈现蓝相的液晶和手征试剂的液晶组成物的响应速度快，并且其具有光学各向同性。此外，包含呈现蓝相的液晶和手征试剂的液晶组成物不需要取向处理，并且视角依赖性小。另外，由于不需要设置取向膜而不需要摩擦处理，因此可以防止由于摩擦处理而引起的静电破坏，并可以降低制造工序中的液晶显示装置的不良、破损。
当采用反射型液晶元件时，将偏振片135设置在显示面一侧。此外，当在显示面一侧另外设置光扩散板时，可以提高可见度，所以是优选的。
可以在偏振片135的外侧设置前光源。作为前光源，优选使用边缘照明型前光源。当使用具备LED的前光源时，可以降低功耗，所以是优选的。
关于能够用于发光元件、晶体管、绝缘层、导电层、粘合层、连接层等的材料可以参照实施方式1的说明。
<应用实例>
根据本发明的一个方式，可以制造安装有触摸传感器的显示装置(以下称为输入输出装置、触摸面板)。
对本发明的一个方式的输入输出装置所包括的感测元件(也称为传感元件)没有特别的限制。还可以将能够感测出手指、触屏笔等感测对象的靠近或接触的各种传感器用作感测元件。
例如，作为传感器的方式，可以利用静电电容式、电阻膜式、表面声波式、红外线式、光学式、压敏式等各种方式。
在本实施方式中，以包括静电电容式的感测元件的输入输出装置为例进行说明。
作为静电电容式，有表面型静电电容式、投影型静电电容式等。另外，作为投影型静电电容式，有自电容式、互电容式等。当使用互电容式时，可以同时进行多点感测，所以是优选的。
本发明的一个方式的输入输出装置可以适当地采用贴合分别制造的显示装置与感测元件的结构、在显示面板所具有的一对衬底中的一个或两个上安装有构成感测元件的电极等的结构等各种结构。
以下，对将分别制造的显示装置与感测元件贴合的结构的输入输出装置进行说明。图26及图30示出本发明的一个方式的显示装置的制造方法的流程图。图27及图28A、图28B示出制造中的显示装置的截面图。图27对应于图26所示的步骤S6。同样地，图28A对应于步骤S7，图28B对应于步骤S8。另外，图31及图32示出制造中的显示装置的截面图。图31对应于图30所示的步骤S26。同样地，图32对应于步骤S27。
如图26所示，首先在形成用衬底14上形成金属层19(步骤S1)。然后，使金属层19氧化，形成金属氧化物层20(步骤S2)。在此，通过进行H2O等离子体处理，使金属层19氧化，形成金属氧化物层20。关于金属氧化物层20的形成方法，可以参照实施方式1。
接着，在金属氧化物层20上形成第一层24(步骤S3)。然后，使第一层24硬化，形成树脂层23(步骤S4)。在此，通过涂敷第一层24对其进行烘烤，形成树脂层23。关于树脂层23的形成方法，可以参照实施方式1。
接着，在树脂层23上形成晶体管等(步骤S5)。然后，形成与晶体管电连接的发光元件，进行密封(步骤S6)。参照图27对形成在树脂层23上的各构成要素进行说明。此外，关于已说明的构成要素，可以参照上述记载。
如图27所示，在形成用衬底14上形成金属氧化物层20，在金属氧化物层20上形成树脂层23。在树脂层23上形成绝缘层115。绝缘层115优选具有高阻挡性。绝缘层115优选使用氮化硅膜。在绝缘层115上依次层叠电极311a、电极311b及电极311c。电极311a的端部及电极311c的端部位于电极311b的端部的外侧，且彼此接触。电极311a及电极311c使用透过可见光的导电膜。电极311b使用反射可见光的导电膜。在电极311b中设置有开口451。开口451与发光元件170的发光区域重叠。在电极311c上设置有绝缘层220a，在绝缘层220a上设置有导电层224，在导电层224上设置有绝缘层220b。导电层224被用作电容器的一个电极。在绝缘层220b上设置有晶体管203、晶体管205及晶体管206。晶体管206的源极或漏极在连接部207中与电极311c电连接。晶体管205包括两个栅极。两个栅极彼此电连接。晶体管205的源极或漏极通过导电层228与发光元件170的电极191电连接。各晶体管被绝缘层212、绝缘层213、绝缘层214、绝缘层225及绝缘层215覆盖。这些绝缘层中的一个或多个绝缘层的阻挡性优选为高。在图27中，示出绝缘层213及绝缘层225使用阻挡性高的材料的例子。绝缘层213以覆盖绝缘层220a、绝缘层220b、绝缘层212等的端部的方式设置。绝缘层225以覆盖绝缘层214的端部的方式设置。覆盖膜226是反射可见光的膜。覆盖膜226具有反射发光元件170的发光的一部分且对开口451一侧供应的功能。透镜227具有透过发光元件170的发光的功能。透镜227与发光元件170的发光区域重叠。发光元件170包括电极191、EL层192及电极193。通过分别涂布法在每个子像素中形成EL层192。电极191的端部被绝缘层216覆盖。绝缘层217被用作间隔物。使用粘合层142贴合发光元件170与衬底351。
作为绝缘层214和绝缘层215中的一个或两个的材料，可以使用折射率为1.55或其附近的材料、折射率为1.66或其附近的材料、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂等。
作为覆盖膜226的材料，可以使用金属。具体而言，可以使用包含银的材料、包含银及钯的材料、包含银及铜的材料等形成覆盖膜226。
透镜227的折射率优选为1.3以上且2.5以下。透镜227可以使用无机材料及有机材料中的一个或两个形成。
作为透镜227的材料，例如，可以举出包含氧化物或者硫化物的材料及包含树脂的材料等。作为包含氧化物或者硫化物的材料，具体而言，可以举出氧化铈、氧化铪、氧化镧、氧化镁、氧化铌、氧化钽、氧化钛、氧化钇、氧化锌、包含铟及锡的氧化物、包含铟、镓、锌的氧化物、硫化锌等。作为包含树脂的材料，具体而言，可以举出引入氯、溴或者碘的树脂、引入重金属原子的树脂、引入芳香环的树脂、引入硫的树脂等。或者，可以将包含树脂及其折射率高于该树脂的材料的纳米粒子的材料用于透镜227。可以将氧化钛或者氧化锆等用于纳米粒子。
接着，从形成用衬底14剥离晶体管等，转置到衬底351一侧(步骤S7)。通过在金属氧化物层20与树脂层23的界面产生分离，使树脂层23露出(图28A)。
接着，通过去除树脂层23，使绝缘层115露出(步骤S8)。此外，也可以去除绝缘层115的一部分或全部使电极311a露出。通过残留阻挡性高的绝缘层115，可以抑制水分进入晶体管或发光元件170，由此可以提高显示装置的可靠性。在此，通过灰化去除树脂层23(图28B)。
然后，形成液晶元件180(步骤S9)。在绝缘层115上(或者电极311a上)形成取向膜133a。另外，在衬底361的一个面上依次形成着色层131、绝缘层121、绝缘层232、电极113、绝缘层117及取向膜133b。在图29中示出着色层131不与发光元件170的发光区域重叠的例子，但是着色层131可以以与发光元件170的发光区域重叠的方式设置。绝缘层121被用作保护层。绝缘层232优选为阻挡性高的绝缘膜。电极113被用作液晶元件180的公共电极。绝缘层117被用作用来保持液晶元件180的单元间隙的间隔物。绝缘层117透过可见光。
通过以在取向膜133a与取向膜133b之间夹持液晶层112的方式贴合衬底351与衬底361，形成液晶元件180。液晶元件180包括电极311a、电极311b、电极311c、液晶层112、电极113。
再者，在衬底361的另一个面贴合扩散薄膜233及偏振片135。然后，将在其一个面设置有触摸传感器的衬底235贴合于偏振片135。此外，在图29中，在有的部分中省略粘合层的图示。优选对衬底235的另一个面进行防反射加工。例如，优选进行防眩光处理。通过利用表面的凹凸，扩散反射光，可以降低眩光。在触摸传感器的导电层234a与导电层234b之间设置有绝缘层234c。导电层234b被绝缘层234d覆盖。
通过上述步骤，可以形成图29所示的输入输出装置310A。然后，安装FPC、IC等(步骤S10)，可以进行显示确认(步骤S11)。
图26所示的流程包括去除从形成用衬底14剥离的树脂层23的工序。另一方面，图30为不包括该工序的情况的流程。
如图30所示，首先在形成用衬底14上形成金属层19(步骤S21)。然后，使金属层19氧化，形成金属氧化物层20(步骤S22)。在此，通过进行H2O等离子体处理，使金属层19氧化，形成金属氧化物层20。关于金属氧化物层20的形成方法，可以参照实施方式1。
接着，在金属氧化物层20上形成第一层24(步骤S23)。然后，使第一层24硬化，形成树脂层23(步骤S24)。在此，通过涂敷第一层24对其进行烘烤，形成树脂层23。关于树脂层23的形成方法，可以参照实施方式1。此外，在此形成包括开口的树脂层23。例如，通过在树脂层23中的想要使导电层露出的部分形成开口，在剥离之后，可以使导电层露出而不需要去除树脂层23。此外，在树脂层23的对可见光的透过率低时，在树脂层23中的取出光的部分形成开口，在剥离之后，可以抑制光取出效率的降低而不去除树脂层23。
接着，在金属氧化物层20及树脂层23上形成晶体管等(步骤S25)。然后，形成与晶体管电连接的发光元件，进行密封(步骤S26)。参照图31对各构成要素进行说明。此外，关于已说明的构成要素，可以参照上述记载。
如图31所示，在形成用衬底14上形成金属氧化物层20，在金属氧化物层20上形成树脂层23。在树脂层23中设置有开口。在不设置树脂层23的部分存在有金属氧化物层20与电极311a接触的区域及金属氧化物层20与绝缘层213接触的区域。在金属氧化物层20及树脂层23上依次层叠电极311a、电极311b及电极311c。电极311a的端部及电极311c的端部位于电极311b的端部的外侧，且彼此接触。电极311a及电极311c使用透过可见光的导电膜。电极311b使用反射可见光的导电膜。在与这些电极不重叠的部分设置有发光元件170的发光区域。在电极311c上设置有绝缘层220a，在绝缘层220a上设置有导电层224，在导电层224上设置有绝缘层220b。导电层224被用作电容器的一个电极。在绝缘层220b上设置有晶体管203、晶体管205及晶体管206。晶体管206的源极或漏极在连接部207中与电极311c电连接。晶体管205包括两个栅极。两个栅极彼此电连接。晶体管205的源极或漏极通过导电层228与发光元件170的电极191电连接。各晶体管被绝缘层212、绝缘层213、绝缘层214、绝缘层225及绝缘层215覆盖。这些绝缘层中的一个或多个绝缘层的阻挡性优选为高。在图31中，示出绝缘层213及绝缘层225使用阻挡性高的材料的例子。绝缘层213以覆盖绝缘层220a、绝缘层220b、绝缘层212等的端部的方式设置。绝缘层225以覆盖绝缘层214的端部的方式设置。覆盖膜226是反射可见光的膜。覆盖膜226具有反射发光元件170的发光的一部分且对附图中的下侧供应的功能。透镜227具有透过发光元件170的发光的功能。透镜227与发光元件170的发光区域重叠。发光元件170包括电极191、EL层192及电极193。通过分别涂布法在每个子像素中形成EL层192。电极191的端部被绝缘层216覆盖。绝缘层217被用作间隔物。使用粘合层142贴合发光元件170与衬底351。
接着，从形成用衬底14剥离晶体管等，转置到衬底351一侧(步骤S27)。通过在金属氧化物层20与树脂层23的界面产生分离，露出树脂层23(图32)。另外，在不设置树脂层23的部分，在金属氧化物层20与电极311a的界面产生分离，使电极311a露出(图32)。此外，电极311a优选使用与金属氧化物层20的密接性低的材料。另外，电极311a与金属氧化物层20的接触面积越小，越容易在界面进行分离，所以是优选的。
然后，形成液晶元件180(步骤S28)。在树脂层23及电极311a上形成取向膜133a。另外，在衬底361的一个面依次形成着色层131、绝缘层121、绝缘层232、电极113、绝缘层117及取向膜133b。这些结构与图29同样，所以省略其说明。
通过以在取向膜133a与取向膜133b之间夹持液晶层112的方式贴合衬底351与衬底361，形成液晶元件180。液晶元件180包括电极311a、电极311b、电极311c、液晶层112、电极113。
再者，在衬底361的另一个面贴合扩散薄膜233及偏振片135。然后，将在其一个面设置有触摸传感器的衬底235贴合于偏振片135。这些结构与图29同样，所以省略其说明。
通过上述步骤，可以形成图33所示的输入输出装置310B。然后，安装FPC、IC等(步骤S29)，可以进行显示确认(步骤S30)。
如上所述，因为本实施方式的显示装置包括两种显示元件，该显示装置能够切换多个显示模式而使用，所以无论周围的亮度如何都具有高可见度及高方便性。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
实施方式4
在本实施方式中，对可用于在本发明的一个方式中公开的晶体管的金属氧化物进行说明。以下，特别是对金属氧化物和CAC(Cloud-Aligned Composite)-OS的详细内容进行说明。
CAC-OS或CAC-metal oxide在材料的一部分中具有导电性的功能，在材料的另一部分中具有绝缘性的功能，作为材料的整体具有半导体的功能。此外，在将CAC-OS或CAC-metal oxide用于晶体管的沟道形成区域的情况下，导电性的功能是使被用作载流子的电子(或空穴)流过的功能，绝缘性的功能是不使被用作载流子的电子流过的功能。通过导电性的功能和绝缘性的功能的互补作用，可以使CAC-OS或CAC-metal oxide具有开关功能(开启/关闭的功能)。通过在CAC-OS或CAC-metal oxide中使各功能分离，可以最大限度地提高各功能。
此外，CAC-OS或CAC-metal oxide包括导电性区域及绝缘性区域。导电性区域具有上述导电性的功能，绝缘性区域具有上述绝缘性的功能。此外，在材料中，导电性区域和绝缘性区域有时以纳米粒子级分离。另外，导电性区域和绝缘性区域有时在材料中不均匀地分布。此外，有时导电性区域被观察为其边缘模糊且以云状连接。
在CAC-OS或CAC-metal oxide中，有时导电性区域及绝缘性区域分别分散在材料中，其尺寸为0.5nm以上且10nm以下，优选为0.5nm以上且3nm以下。
此外，CAC-OS或CAC-metal oxide由具有不同带隙的成分构成。例如，CAC-OS或CAC-metal oxide由具有起因于绝缘性区域的宽隙的成分及具有起因于导电性区域的窄隙的成分构成。在该结构中，当使载流子流过时，载流子主要在具有窄隙的成分中流过。此外，具有窄隙的成分与具有宽隙的成分互补作用，与具有窄隙的成分联动地在具有宽隙的成分中载流子流过。因此，在将上述CAC-OS或CAC-metal oxide用于晶体管的沟道形成区域时，在晶体管的导通状态中可以得到高电流驱动力，即大通态电流及高场效应迁移率。
就是说，也可以将CAC-OS或CAC-metal oxide称为基质复合材料(matrixcomposite)或金属基质复合材料(metal matrix composite)。
CAC-OS例如是指包含在金属氧化物中的元素不均匀地分布的构成，其中包含不均匀地分布的元素的材料的尺寸为0.5nm以上且10nm以下，优选为1nm以上且2nm以下或近似的尺寸。注意，在下面也将在金属氧化物中一个或多个金属元素不均匀地分布且包含该金属元素的区域混合的状态称为马赛克(mosaic)状或补丁(patch)状，该区域的尺寸为0.5nm以上且10nm以下，优选为1nm以上且2nm以下或近似的尺寸。
金属氧化物优选至少包含铟。尤其是，优选包含铟及锌。除此之外，也可以还包含选自铝、镓、钇、铜、钒、铍、硼、硅、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁等中的一种或多种。
例如，In-Ga-Zn氧化物中的CAC-OS(在CAC-OS中，尤其可以将In-Ga-Zn氧化物称为CAC-IGZO)是指材料分成铟氧化物(以下，称为InOX1(X1为大于0的实数))或铟锌氧化物(以下，称为InX2ZnY2OZ2(X2、Y2及Z2为大于0的实数))以及镓氧化物(以下，称为GaOX3(X3为大于0的实数))或镓锌氧化物(以下，称为GaX4ZnY4OZ4(X4、Y4及Z4为大于0的实数))等而成为马赛克状，且马赛克状的InOX1或InX2ZnY2OZ2均匀地分布在膜中的构成(以下，也称为云状)。
换言之，CAC-OS是具有以GaOX3为主要成分的区域和以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域混在一起的构成的复合金属氧化物。在本说明书中，例如，当第一区域的In与元素M的原子个数比大于第二区域的In与元素M的原子个数比时，第一区域的In浓度高于第二区域。
注意，IGZO是通称，有时是指包含In、Ga、Zn及O的化合物。作为典型例子，可以举出以InGaO3(ZnO)m1(m1为自然数)或In(1+x0)Ga(1-x0)O3(ZnO)m0(-1≤x0≤1，m0为任意数)表示的结晶性化合物。
上述结晶性化合物具有单晶结构、多晶结构或CAAC(c-axis aligned crystal)结构。CAAC结构是多个IGZO的纳米晶具有c轴取向性且在a-b面上以不取向的方式连接的结晶结构。
另一方面，CAC-OS与金属氧化物的材料构成有关。CAC-OS是指如下构成：在包含In、Ga、Zn及O的材料构成中，一部分中观察到以Ga为主要成分的纳米粒子状区域以及一部分中观察到以In为主要成分的纳米粒子状区域分别以马赛克状无规律地分散。因此，在CAC-OS中，结晶结构是次要因素。
CAC-OS不包含组成不同的二种以上的膜的叠层结构。例如，不包含由以In为主要成分的膜与以Ga为主要成分的膜的两层构成的结构。
注意，有时观察不到以GaOX3为主要成分的区域与以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域之间的明确的边界。
在CAC-OS中包含选自铝、钇、铜、钒、铍、硼、硅、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁等中的一种或多种以代替镓的情况下，CAC-OS是指如下构成：一部分中观察到以该元素为主要成分的纳米粒子状区域以及一部分中观察到以In为主要成分的纳米粒子状区域以马赛克状无规律地分散。
CAC-OS例如可以通过在对衬底不进行意图性的加热的条件下利用溅射法来形成。在利用溅射法形成CAC-OS的情况下，作为成膜气体，可以使用选自惰性气体(典型的是氩)、氧气体和氮气体中的一种或多种。另外，成膜时的成膜气体的总流量中的氧气体的流量比越低越好，例如，将氧气体的流量比设定为0％以上且低于30％，优选为0％以上且10％以下。
CAC-OS具有如下特征：通过根据X射线衍射(XRD：X-ray diffraction)测定法之一的out-of-plane法利用θ/2θ扫描进行测定时，观察不到明确的峰值。也就是说，根据X射线衍射，可知在测定区域中没有a-b面方向及c轴方向上的取向。
另外，在通过照射束径为1nm的电子束(也称为纳米束)而取得的CAC-OS的电子衍射图案中，观察到环状的亮度高的区域以及在该环状区域内的多个亮点。由此，根据电子衍射图案，可知CAC-OS的结晶结构具有在平面方向及截面方向上没有取向的nc(nano-crystal)结构。
另外，例如在In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS中，根据通过能量分散型X射线分析法(EDX：Energy Dispersive X-ray spectroscopy)取得的EDX面分析图像，可确认到：具有以GaOX3为主要成分的区域及以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域不均匀地分布而混合的构成。
CAC-OS的结构与金属元素均匀地分布的IGZO化合物不同，具有与IGZO化合物不同的性质。换言之，CAC-OS具有以GaOX3等为主要成分的区域及以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域互相分离且以各元素为主要成分的区域为马赛克状的构成。
在此，以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域的导电性高于以GaOX3等为主要成分的区域。换言之，当载流子流过以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域时，呈现氧化物半导体的导电性。因此，当以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域在氧化物半导体中以云状分布时，可以实现高场效应迁移率(μ)。
另一方面，以GaOX3等为主要成分的区域的绝缘性高于以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域。换言之，当以GaOX3等为主要成分的区域在氧化物半导体中分布时，可以抑制泄漏电流而实现良好的开关工作。
因此，当将CAC-OS用于半导体元件时，通过起因于GaOX3等的绝缘性及起因于InX2ZnY2OZ2或InOX1的导电性的互补作用可以实现高通态电流(Ion)及高场效应迁移率(μ)。
另外，使用CAC-OS的半导体元件具有高可靠性。因此，CAC-OS适合于显示器等各种半导体装置。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
实施方式5
在本实施方式中，说明本发明的一个方式的显示模块及电子设备。
图34A所示的显示模块8000在上盖8001与下盖8002之间包括连接于FPC8005的显示面板8006、框架8009、印刷电路板8010以及电池8011。
例如，可以将使用本发明的一个方式制造的显示装置用于显示面板8006。由此，可以以高成品率制造显示模块。
上盖8001及下盖8002可以根据显示面板8006的尺寸适当地改变其形状或尺寸。
此外，也可以以与显示面板8006重叠的方式设置触摸面板。触摸面板可以是电阻膜式触摸面板或静电容量式触摸面板，并且能够以与显示面板8006重叠的方式被形成。此外，也可以使显示面板8006具有触摸面板的功能而不设置触摸面板。
框架8009除了具有保护显示面板8006的功能以外还具有用来遮断因印刷电路板8010的工作而产生的电磁波的电磁屏蔽的功能。另外，框架8009也可以具有散热板的功能。
印刷电路板8010包括电源电路以及用来输出视频信号及时钟信号的信号处理电路。作为对电源电路供应电力的电源，既可以使用外部的商业电源，又可以使用另行设置的电池8011的电源。当使用商业电源时，可以省略电池8011。
另外，在显示模块8000中还可以设置偏振片、相位差板、棱镜片等构件。
图34B是包括光学式触摸传感器的显示模块8000的截面示意图。
显示模块8000包括设置在印刷电路板8010上的发光部8015及受光部8016。此外，在由上盖8001及下盖8002围绕的区域中包括一对导光部(导光部8017a、导光部8017b)。
上盖8001及下盖8002例如可以使用塑料等。此外，上盖8001及下盖8002分别可以减薄其厚度。例如，可以将各盖的厚度设定为0.5mm以上且5mm以下。由此，可以使显示模块8000的重量极轻。由于可以使用较少的材料形成上盖8001及下盖8002，所以可以降低制造成本。
显示面板8006隔着框架8009以与印刷电路板8010及电池8011重叠的方式设置。显示面板8006及框架8009被导光部8017a、导光部8017b固定。
从发光部8015发射的光8018通过导光部8017a经过显示面板8006的上部，且通过导光部8017b到达受光部8016。例如，通过光8018被手指或触屏笔等检测对象遮蔽，可以检测触摸操作。
例如，多个发光部8015沿着显示面板8006的彼此相邻的两个边设置。多个受光部8016配置在与发光部8015对置的位置。由此，可以取得触摸操作的位置的数据。
发光部8015例如可以使用LED元件等光源。尤其是，作为发光部8015使用发射使用者看不到且对使用者来说没有害处的红外线的光源。
作为受光部8016可以使用接收从发光部8015发射的光，将该光转换为电信号的光电元件。优选使用能够接收红外线的光电二极管。
作为导光部8017a、导光部8017b可以使用至少透过光8018的材料。通过使用导光部8017a及导光部8017b，可以将发光部8015及受光部8016配置在显示面板8006的下侧，由此可以抑制因外光到达受光部8016而导致触摸传感器误工作。尤其是，优选使用吸收可见光且透过红外线的树脂。由此，可以更有效地抑制触摸传感器的误工作。
通过本发明的一个方式，可以制造具有曲面且可靠性高的电子设备。此外，通过本发明的一个方式，可以制造具有柔性且可靠性高的电子设备。
作为电子设备，例如可以举出：电视装置；台式或笔记本型个人计算机；用于计算机等的显示器；数码相机；数码摄像机；数码相框；移动电话机；便携式游戏机；便携式信息终端；声音再现装置；弹珠机等大型游戏机等。
此外，本发明的一个方式的显示装置不管外光的强度如何都可以实现高可见度。由此，可以适当地应用于便携式电子设备、穿戴式电子设备以及电子书阅读器等。
图35A和图35B所示的便携式信息终端800包括外壳801、外壳802、显示部803及铰链部805等。
外壳801与外壳802通过铰链部805连接在一起。便携式信息终端800可以从折叠状态(图35A)转换成如图35B所示的展开状态。由此，携带时的可携带性好，并且由于具有大显示区域，所以使用时的可见度高。
便携式信息终端800跨着由铰链部805连接的外壳801和外壳802设置有柔性显示部803。
可以将使用本发明的一个方式制造的显示装置用于显示部803。由此，可以以高成品率制造便携式信息终端。
显示部803可以显示文件信息、静态图像和动态图像等中的至少一个。当在显示部中显示文件信息时，可以将便携式信息终端800用作电子书阅读器。
当使便携式信息终端800展开时，显示部803被保持为大幅度弯曲的状态。例如，可以以包括以1mm以上且50mm以下，优选为5mm以上且30mm以下的曲率半径弯曲的部分的方式保持显示部803。显示部803的一部分跨着外壳801和外壳802连续地配置有像素，从而能够进行曲面显示。
显示部803被用作触摸面板，可以用手指或触屏笔等进行操作。
显示部803优选由一个柔性显示器构成。由此，可以跨着外壳801和外壳802进行连续的显示。此外，外壳801和外壳802也可以分别设置有显示器。
为了避免在使便携式信息终端800展开时外壳801和外壳802所形成的角度超过预定角度，铰链部805优选具有锁定机构。例如，锁定角度(达到该角度时不能再继续打开)优选为90°以上且小于180°，典型的是，可以为90°、120°、135°、150°或175°等。由此，可以提高便携式信息终端800的方便性、安全性和可靠性。
当铰链部805具有上述锁定机构时，可以抑制过大的力施加到显示部803，从而可以防止显示部803的损坏。由此，可以实现可靠性高的便携式信息终端。
外壳801和外壳802也可以包括电源按钮、操作按钮、外部连接端口、扬声器、麦克风等。
外壳801和外壳802中的任一个可以设置有无线通信模块，可以通过因特网、局域网(LAN)、无线保真(Wi-Fi：注册商标)等计算机网络进行数据收发。
图35C所示的便携式信息终端810包括外壳811、显示部812、操作按钮813、外部连接端口814、扬声器815、麦克风816、照相机817等。
可以将利用本发明的一个方式制造的显示装置用于显示部812。由此，可以以高成品率制造便携式信息终端。
在便携式信息终端810中，在显示部812中具有触摸传感器。通过用手指或触屏笔等触摸显示部812可以进行打电话或输入文字等各种操作。
另外，通过操作按钮813的操作，可以进行电源的ON、OFF工作或切换显示在显示部812上的图像的种类。例如，可以将电子邮件的编写画面切换为主菜单画面。
另外，通过在便携式信息终端810内部设置陀螺仪传感器或加速度传感器等检测装置，可以判断便携式信息终端810的方向(纵向或横向)，而对显示部812的屏面显示方向进行自动切换。另外，屏面显示方向的切换也可以通过触摸显示部812、操作操作按钮813或者使用麦克风816输入声音来进行。
便携式信息终端810例如具有选自电话机、笔记本和信息阅读装置等中的一种或多种功能。具体地说，便携式信息终端810可以被用作智能手机。便携式信息终端810例如可以执行移动电话、电子邮件、文章的阅读及编辑、音乐播放、动画播放、网络通信、电脑游戏等各种应用程序。
图35D所示的照相机820包括外壳821、显示部822、操作按钮823、快门按钮824等。另外，照相机820安装有可装卸的镜头826。
可以将利用本发明的一个方式制造的显示装置用于显示部822。由此，可以以高成品率制造照相机。
在此，虽然照相机820具有能够从外壳821拆卸下镜头826而交换的结构，但是镜头826和外壳821也可以被形成为一体。
通过按下快门按钮824，照相机820可以拍摄静态图像或动态图像。另外，也可以使显示部822具有触摸面板的功能，通过触摸显示部822进行摄像。
另外，照相机820还可以具备另外安装的闪光灯装置及取景器等。另外，这些构件也可以组装在外壳821中。
图36A至图36E是示出电子设备的图。这些电子设备包括外壳9000、显示部9001、扬声器9003、操作键9005(包括电源开关或操作开关)、连接端子9006、传感器9007(它具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)、麦克风9008等。
可以将利用本发明的一个方式制造的显示装置适合用于显示部9001。由此，可以以高成品率制造电子设备。
图36A至图36E所示的电子设备可以具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上；触摸面板；显示日历、日期或时刻等；通过利用各种软件(程序)控制处理；进行无线通信；通过利用无线通信功能来连接到各种计算机网络；通过利用无线通信功能，进行各种数据的发送或接收；读出储存在记录媒体中的程序或数据来将其显示在显示部上等。注意，图36A至图36E所示的电子设备所具有的功能不局限于上述功能，而也可以具有其他的功能。
图36A是示出手表型的便携式信息终端9200的立体图，图36B是示出手表型的便携式信息终端9201的立体图。
图36A所示的便携式信息终端9200可以执行移动电话、电子邮件、文章的阅读及编辑、音乐播放、网络通信、电脑游戏等各种应用程序。另外，显示部9001的显示面弯曲，可沿着其弯曲的显示面进行显示。另外，便携式信息终端9200可以进行基于通信标准的近距离无线通信。例如，通过与可进行无线通信的耳麦相互通信，可以进行免提通话。另外，便携式信息终端9200包括连接端子9006，可以通过连接器直接与其他信息终端进行数据的交换。另外，也可以通过连接端子9006进行充电。另外，充电动作也可以利用无线供电进行，而不通过连接端子9006。
图36B所示的便携式信息终端9201与图36A所示的便携式信息终端不同之处在于显示部9001的显示面不弯曲。此外，便携式信息终端9201的显示部的外形为非矩形(在图36B中为圆形状)。
图36C至图36E是示出能够折叠的便携式信息终端9202的立体图。另外，图36C是将便携式信息终端9202展开的状态的立体图，图36D是将便携式信息终端9202从展開的状态和折叠的状态中的一个转换成另一个时的中途的状态的立体图，图36E是将便携式信息终端9202折叠的状态的立体图。
便携式信息终端9202在折叠状态下可携带性好，而在展开状态下因为具有无缝拼接较大的显示区域所以显示的一览性强。便携式信息终端9202所包括的显示部9001被由铰链9055连结的三个外壳9000支撑。通过铰链9055使两个外壳9000之间弯曲，可以使便携式信息终端9202从展开的状态可逆性地变为折叠的状态。例如，能够使便携式信息终端9202以1mm以上且150mm以下的曲率半径弯曲。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
实施例1
在本实施例中，对从形成用衬底剥离树脂层的结果进行说明。
参照图37A至图37F对本实施例的样品的制造方法进行说明。在本实施例中，形成三种样品。
首先，在形成用衬底14上形成金属层19(图37A)。
作为形成用衬底14使用厚度大约为0.7mm的玻璃衬底。作为金属层19通过溅射法形成厚度大约为5nm的钛膜。
接着，对金属层19的表面进行H2O等离子体处理(参照图37A的等离子体30)，形成作为金属氧化物层20的氧化钛膜(图37B)。
根据样品改变H2O等离子体处理的偏置功率。具体而言，将偏置功率设定为2000W(样品1A)、3000W(样品1B)及4500W(样品1C)。ICP功率为0W，压力为15Pa，下电极温度为40℃，处理时间为600秒钟，作为工艺气体使用流量为250sccm的水蒸气。H2O等离子体处理在室温下进行。
接着，在金属氧化物层20上形成第一层24(图37C)。第一层24使用具有感光性且包含聚酰亚胺树脂前体的材料形成。涂敷该材料时的膜厚度大约为2.0μm。
接着，通过对第一层24进行加热处理，形成树脂层23(图37D)。作为加热处理在大气气氛下以480℃进行1小时的烘烤。
接着，在树脂层23上形成被剥离层25(图37E)。在此形成的被剥离层25具有设想图5E所示的绝缘层31和绝缘层32(晶体管的栅极绝缘层)的叠层结构。具体而言，在树脂层23上依次形成厚度大约为100nm的氧氮化硅膜、厚度大约为400nm的氮化硅膜及厚度大约为50nm的氧氮化硅膜。这些膜利用等离子体CVD法在330℃的衬底温度下形成。
接着，将UV剥离胶带贴合到被剥离层25(相当于图37E的粘合层75b及衬底75a)。
对本实施例的样品进行将树脂层23从形成用衬底14剥离的剥离测试。在剥离测试中，使用如图38所示的夹具。图38所示的夹具具有多个导辊154和托辊153。测定方法为如下：首先，在预先形成于形成用衬底14上的包括被剥离层的层150上贴合胶带151并将端部的一部分剥离。然后，将形成用衬底14以胶带151挂住托辊153的方式设置在夹具，并使胶带151及包括被剥离层的层150垂直于形成用衬底14。此时，在向垂直于形成用衬底14的方向拉起胶带151(速度：20mm/min)而使包括被剥离层的层150从形成用衬底14剥离时，测定向垂直方向拉起时所需要的力，由此可以测定剥离所需要的力。在进行剥离时，在金属氧化物层20露出的状态下形成用衬底14沿着导辊154在平面方向上移动。为了避免受到包括被剥离层的层150及形成用衬底14的移动中的摩擦的影响，托辊153及导辊154是能够旋转的。
在剥离测试中，使用岛津制作所制造的小型台式试验机(EZ-TEST EZ-S-50N)以及依照日本工业规格(JIS)的规格号码JIS Z0237的粘合胶带/粘合薄片试验方法。样品的尺寸为126mm×25mm。
剥离之前，从样品的端部供应水(参照图37F的液体供应机构21)。
图39A至图39C示出样品的剥离结果。在图39A至图39C中，实线的上侧为衬底75a一侧，实线的下侧为形成用衬底14一侧。图39A示出H2O等离子体处理的偏置功率为2000W的样品1A的结果。图39B示出偏置功率为3000W的样品1B的结果。图39C示出偏置功率为4500W的样品1C的结果。
如图39A至图39C所示，树脂层23残留在衬底75a一侧，而不残留在形成用衬底14一侧。可认为在本实施例中能够在金属氧化物层20与树脂层23的界面进行分离。
剥离所需要的力在样品1A中大约为0.24N，在样品1B中大约为0.22N，在样品1C中大约为0.16N。由此可知，H2O等离子体处理的偏置功率越大，剥离所需要的力越小。
另外，也可以对金属层19的表面进行O2等离子体处理代替H2O等离子体处理，来形成作为金属氧化物层20的氧化钛膜。在以该条件制造样品并进行剥离测试的情况下，可以与样品1A至样品1C同样地进行剥离。剥离所需要的力大约为0.21N。
另外，也可以对金属层19的表面进行使用H2O和Ar的混合气体的等离子体处理，来形成作为金属氧化物层20的氧化钛膜。在以该条件制造样品并进行剥离测试的情况下，可以与样品1A至样品1C同样地进行剥离。剥离所需要的力大约为0.15N。
使用H2O和Ar的混合气体的等离子体处理的条件为如下：偏置功率为4500W，ICP功率为0W，压力为15Pa，下电极温度为40℃，处理时间为600秒钟，作为工艺气体使用流量为125sccm的水蒸气和流量为125sccm的氩气体。等离子体处理在室温下进行。
如上所述，在本实施例中，可以使用本发明的一个方式的剥离方法从形成用衬底14剥离树脂层23。
实施例2
在本实施例中，对从形成用衬底剥离树脂层的结果进行说明。
参照图4A1、图4A2、图4B、图4C、图4D及图4E对本实施例的样品的制造方法进行说明。在本实施例中，形成六种样品。
首先，在形成用衬底14上形成金属氧化物层20(图4A1)。
作为形成用衬底14使用厚度大约为0.7mm的玻璃衬底。
在样品2A中，作为金属氧化物层20形成氧化钛膜。具体而言，首先，通过溅射法形成厚度大约为5nm的钛膜。然后，在供应氮气体和氧气体的混合气体(580NL/min，氧浓度20％)的同时以450℃进行1小时的烘烤，由此形成氧化钛膜。
在样品2B中，作为金属氧化物层20形成氧化铝膜。具体而言，首先，通过溅射法形成厚度大约为5nm的铝膜。然后，以与样品2A相同的条件进行烘烤，由此形成氧化铝膜。
在样品2C中，作为金属氧化物层20形成铟锌氧化物膜。具体而言，首先，通过溅射法形成厚度大约为5nm的铟锌氧化物膜。然后，以与样品2A相同的条件进行烘烤。
在样品2D中，作为金属氧化物层20形成氧化钛膜。具体而言，首先，通过溅射法形成厚度大约为5nm的钛膜。然后，对钛膜的表面进行H2O等离子体处理，来形成氧化钛膜。H2O等离子体处理在室温下进行，ICP功率为0W，偏置功率为4500W，压力为15Pa，下电极温度为40℃，处理时间为600秒钟，作为工艺气体使用流量为250sccm的氧。
在样品2E中，作为金属氧化物层20形成氧化铝膜。具体而言，首先，通过溅射法形成厚度大约为5nm的铝膜。然后，对铝膜的表面进行H2O等离子体处理，来形成氧化铝膜。H2O等离子体处理的条件与样品2D相同。
在样品2F中，作为金属氧化物层20，形成铟锌氧化物膜。具体而言，首先，通过溅射法形成厚度大约为5nm的铟锌氧化物膜。然后，对铟锌氧化物膜的表面进行H2O等离子体处理。H2O等离子体处理的条件与样品2D相同。
接着，在金属氧化物层20上形成第一层24(图4B)。第一层24使用具有感光性且包含聚酰亚胺树脂前体的材料形成。涂敷该材料时的膜厚度大约为2.0μm。
接着，通过对第一层24进行加热处理，形成树脂层23(图4C)。作为加热处理在大气气氛下以480℃进行1小时的烘烤。
接着，在树脂层23上形成被剥离层25(图4D)。在此形成的被剥离层25具有设想图5E所示的绝缘层31和绝缘层32(晶体管的栅极绝缘层)的叠层结构。具体而言，在树脂层23上依次形成厚度大约为100nm的氧氮化硅膜、厚度大约为400nm的氮化硅膜及厚度大约为50nm的氧氮化硅膜。这些膜利用等离子体CVD法在330℃的衬底温度下形成。
接着，将UV剥离胶带贴合到被剥离层25(相当于图4D的粘合层75b及衬底75a)。
对本实施例的样品进行将树脂层23从形成用衬底14剥离的剥离测试。剥离测试以与实施例1相同的条件进行。
剥离之前，从样品的端部供应水(参照图4E的液体供应机构21)。
图40A至图40F示出样品的剥离结果。在图40A至图40F中，实线的上侧为衬底75a一侧，实线的下侧为形成用衬底14一侧。图40A示出通过烘烤形成氧化钛膜的样品2A的结果。图40B示出通过烘烤形成氧化铝膜的样品2B的结果。图40C示出通过烘烤形成铟锌氧化物膜的样品2C的结果。图40D示出通过等离子体处理形成氧化钛膜的样品2D的结果。图40E示出通过等离子体处理形成氧化铝膜的样品2E的结果。图40F示出通过等离子体处理形成铟锌氧化物膜的样品2F的结果。
如图40A至图40F所示，树脂层23残留在衬底75a一侧，而不残留在形成用衬底14一侧。可认为能够在金属氧化物层20与树脂层23的界面进行分离。
剥离所需要的力在样品2A中大约为0.19N，在样品2B中大约为0.34N，在样品2C中大约为0.22N，在样品2D中大约为0.21N，在样品2E中大约为0.27N，在样品2F中大约为0.17N。
如上所述，在本实施例中，可以使用本发明的一个方式的剥离方法从形成用衬底14剥离树脂层23。
实施例3
在本实施例中，对从形成用衬底剥离树脂层的结果进行说明。
参照图4A1、图4A2、图4B、图4C、图4D及图4E对本实施例的样品的制造方法进行说明。
首先，在形成用衬底14上形成金属氧化物层20(图4A1)。作为形成用衬底14使用厚度大约为0.7mm的玻璃衬底。作为金属氧化物层20形成氧化钛膜。具体而言，首先，通过溅射法形成厚度大约为5nm的钛膜。然后，在供应氮气体和氧气体的混合气体(580NL/min，氧浓度20％)的同时以450℃进行1小时的烘烤使钛膜氧化，由此形成氧化钛膜。
接着，在金属氧化物层20上形成第一层24(图4B)。第一层24使用具有感光性且包含聚酰亚胺树脂前体的材料形成。涂敷该材料时的膜厚度大约为2.0μm。
接着，通过对第一层24进行加热处理，形成树脂层23(图4C)。作为加热处理在大气气氛下以480℃进行1小时的烘烤。
接着，在树脂层23上形成被剥离层25(图4D)。在此形成的被剥离层25具有设想图5E所示的绝缘层31和绝缘层32(晶体管的栅极绝缘层)的叠层结构。具体而言，在树脂层23上依次形成厚度大约为400nm的氧氮化硅膜、厚度大约为400nm的氮化硅膜及厚度大约为50nm的氧氮化硅膜。这些膜利用等离子体CVD法在330℃的衬底温度下形成。
图41A和图41B示出此时的样品的截面STEM(Scanning Transmission ElectronMicroscopy：扫描透射电子显微镜)照片。从图41A可知树脂层23的厚度大约为0.79μm。从图41B可知金属氧化物层20的厚度大约为19.2nm。在截面观察中，确认不到钛膜。由此可知整个钛膜被氧化而成为氧化钛膜。
接着，将UV剥离胶带贴合到被剥离层25(相当于图4D的粘合层75b及衬底75a)。
对本实施例的样品进行将树脂层23从形成用衬底14剥离的剥离测试。
在剥离测试中，使用岛津制作所制造的小型台式试验机(EZ-TEST EZ-S-50N)以及依照日本工业规格(JIS)的规格号码JIS Z0237的粘合胶带/粘合薄片试验方法。样品的尺寸为126mm×25mm。
图42A示出样品的剥离结果。在图42A中，实线的上侧为衬底75a一侧，实线的下侧为形成用衬底14一侧。
如图42A所示，树脂层23残留在衬底75a一侧，不残留在形成用衬底14一侧。
图42B示出形成用衬底14一侧的截面STEM照片。从图42B可知金属氧化物层20的厚度大约为12.6nm。在截面观察中，确认不到树脂层23。金属氧化物层20之上的层为为了进行STEM观察而形成的膜。
对衬底75a一侧的剥离面使用X射线光电子能谱(XPS：X-ray PhotoelectronSpectroscopy)进行组成分析，其结果是检测不到Ti。
从这些结果可认为能够在金属氧化物层20与树脂层23的界面进行分离。
另外，当在一定条件下对第一层24进行加热处理时，有时不容易分离形成用衬底14与树脂层23。例如，当对第一层24在供应氮气体和氧气体的混合气体(580NL/min，氧浓度20％)的同时以450℃进行1小时的烘烤时，不能在上述剥离测试中分离形成用衬底14与树脂层23。
由此可知，通过以在大气气氛下加热第一层24的方式形成树脂层23，可以更容易地分离形成用衬底14与树脂层23。例如，与边供应气体边进行加热的情况相比，当在大气气氛下进行加热时，更容易使水分残留在金属氧化物层20中、树脂层23中或者金属氧化物层20与树脂层23的界面等。
另外，可认为通过以在充分高的温度下加热第一层24的方式形成树脂层23，更容易地分离形成用衬底14与树脂层23。由此可以降低金属氧化物层20与树脂层23的密接性。
如上所述，在本实施例中，可以使用本发明的一个方式的剥离方法从形成用衬底14剥离树脂层23。
实施例4
在本实施例中，对从形成用衬底剥离树脂层的结果进行说明。
参照图5A至图6B3对本实施例的样品的制造方法进行说明。本实施例的样品是通过EL显示装置的制造工序的一部分制造的，具有图6A所示的形成用衬底14至绝缘层35的叠层结构。
首先，在形成用衬底14上形成金属氧化物层20(图5A)。作为形成用衬底14使用厚度大约为0.7mm的玻璃衬底。作为金属氧化物层20使用氧化钛膜。具体而言，首先，通过溅射法形成厚度大约为5nm的钛膜。然后，在供应氮气体和氧气体的混合气体(580NL/min，氧浓度20％)的同时以450℃进行1小时的烘烤使钛膜氧化，由此形成氧化钛膜。注意，对通过上述方法制造的氧化钛膜与水的接触角进行测定时该接触角大约为46°。
接着，在金属氧化物层20上形成第一层24(图5B)。第一层24使用具有感光性且包含聚酰亚胺树脂前体的材料形成。涂敷该材料时的膜厚度大约为2.0μm。
接着，将第一层24加工为岛状，然后对其进行加热处理，来形成树脂层23(图5C)。作为加热处理在大气气氛下以480℃进行1小时的烘烤。
接着，在树脂层23上作为绝缘层31形成厚度大约为400nm的氧氮化硅膜。绝缘层31使用等离子体CVD法在330℃的衬底温度下形成。
接着，绝缘层31上形成晶体管40(图5E)。在本实施例中，制造在沟道形成区域中包含氧化物半导体的晶体管。
接着，形成覆盖晶体管40的绝缘层33。绝缘层33包括厚度大约为400nm的氧氮化硅膜及厚度大约为100nm的氮化硅膜。绝缘层33通过等离子体CVD法在330℃的衬底温度下形成。
接着，在绝缘层33上作为绝缘层34形成厚度大约为2.0μm的丙烯酸树脂膜。
接着，在绝缘层34上作为导电层61依次形成厚度大约为50nm的钛膜及厚度大约为200nm的铝膜及厚度大约为5nm的钛膜。
接着，形成覆盖导电层61的端部的绝缘层35。作为绝缘层35，使用厚度大约为1.0μm的聚酰亚胺膜。
然后，在绝缘层35上作为间隔物(未图示)形成厚度大约为2.0μm的聚酰亚胺膜。
接着，将UV剥离胶带贴合到被剥离层25(相当于图6A的保护层75)。
对本实施例的样品进行将树脂层23从形成用衬底14剥离的剥离测试。剥离测试的方法与实施例1相同。
对十个样品进行剥离测试。在十个样品中，对五个样品在对剥离界面注入水之后进行剥离，对其他的五个样品在不注入水的情况下进行剥离。
图43A示出注入水之后进行剥离的样品的剥离结果。图43B示出在不注入水的情况下进行剥离的样品的剥离结果。在图43A和图43B中，实线的上侧为保护层75一侧，实线的下侧为形成用衬底14一侧。
如图43A和图43B所示，树脂层23残留在保护层75一侧，而几乎不残留在形成用衬底14一侧。
注入水之后进行剥离的五个样品的剥离所需要的力的平均值大约为0.172N。在不注入水的情况下进行剥离的五个样品的剥离所需要的力的平均值大约为0.195N。由此可知，通过对剥离界面注入水，可以降低剥离所需要的力。
在本实施例中形成的氧化钛膜与水的接触角小，大约为46°。可知通过使用表面张力大(润湿性高)的膜，可以提高水的注入效果，而可以降低剥离所需要的力。
如上所述，在本实施例中，可以使用本发明的一个方式的剥离方法从形成用衬底14剥离树脂层23。
实施例5
在本实施例中，对从形成用衬底剥离树脂层的结果进行说明。
参照图4A1、图4A2、图4B、图4C、图4D及图4E对本实施例的样品的制造方法进行说明。
首先，在形成用衬底14上形成金属氧化物层20(图4A1)。作为形成用衬底14使用厚度大约为0.7mm的玻璃衬底。作为金属氧化物层20形成氧化钨膜。具体而言，首先，通过溅射法形成钨膜。在本实施例中，制造钨膜的厚度大约为5nm或10nm的两种样品。然后，在供应氮气体和氧气体的混合气体(580NL/min，氧浓度20％)的同时以450℃进行1小时的烘烤使钨膜氧化，由此形成氧化钨膜。
接着，在金属氧化物层20上形成第一层24(图4B)。第一层24使用包含可溶性聚酰亚胺树脂的非感光性材料形成。涂敷该材料时的膜厚度大约为2.0μm。
接着，通过对第一层24进行加热处理，形成树脂层23(图4C)。一边供应氮气体和氧气体的混合气体(580NL/min，氧浓度20％)一边以180℃进行30分钟的烘烤，然后一边供应相同的混合气体一边以400℃进行1小时的烘烤。
接着，在树脂层23上形成被剥离层25(图4D)。在此形成的被剥离层25具有设想图5E所示的绝缘层31和绝缘层32(晶体管的栅极绝缘层)的叠层结构。具体而言，在树脂层23上依次形成厚度大约为100nm的氧氮化硅膜、厚度大约为400nm的氮化硅膜及厚度大约为50nm的氧氮化硅膜。这些膜利用等离子体CVD法在330℃的衬底温度下形成。
图44A和图44B示出此时的样品(形成有厚度大约为5nm的钨膜的样品)的截面STEM照片。从图44A可知树脂层23的厚度大约为1.01μm。从图44B可知金属氧化物层20的厚度大约为23.8nm。在截面观察中，确认不到钨膜。由此可知整个钨膜被氧化而成为氧化钨膜。
接着，将UV剥离胶带贴合到被剥离层25(相当于图4D的粘合层75b及衬底75a)。
对本实施例的样品进行将树脂层23从形成用衬底14剥离的剥离测试。剥离测试的方法与实施例1相同。
图45A和图45B示出样品的剥离结果。图45A示出形成有厚度大约为5nm的钨膜的样品的结果，图45B示出形成有厚度大约为10nm的钨膜的样品的结果。在图45A和图45B中，实线的上侧为衬底75a一侧，实线的下侧为形成用衬底14一侧。
如图45A和图45B所示，树脂层23残留在衬底75a一侧，而不残留在形成用衬底14一侧。
图45C示出形成有厚度大约为5nm的钨膜的样品的形成用衬底14一侧的截面STEM照片。从图45C可知金属氧化物层20的厚度大约为21.8nm。在截面观察中，确认不到树脂层23。金属氧化物层20之上的层为为了进行STEM观察而形成的膜。
当确认衬底75a一侧的剥离面和形成用衬底14一侧的剥离面的导通时，在形成用衬底14一侧的剥离面确认到导通。
从这些结果可认为能够在金属氧化物层20与树脂层23的界面进行分离。
如上所述，在本实施例中，可以使用本发明的一个方式的剥离方法从形成用衬底14剥离树脂层23。
实施例6
在本实施例中，对使用本发明的一个方式的剥离方法制造显示装置的结果进行说明。
在本实施例中制造的显示装置300B的结构的大部分与图24及图25所示的显示装置300A相同。图46示出在本实施例中制造的显示装置300B的包括FPC372的区域的一部分、包括电路364的区域的一部分及包括显示部362的区域的一部分的截面的一个例子。图46所示的显示装置300B与显示装置300A的主要不同之处在于：不包括着色层134及绝缘层194；通过分别涂布法在各子像素中形成有EL层192。
对显示装置300B的详细结构进行说明。显示部362的对角是4.38英寸，有效像素数为768×1024，像素密度为292ppi。显示装置300B内置有被用作源极驱动器的多路分配器(DeMUX)。另外，显示装置300B还内置有扫描驱动器。
晶体管的沟道形成区域包含金属氧化物，具体而言，包含In-Ga-Zn类氧化物。
作为液晶元件180使用反射型Twisted ECB模式。液晶元件180的反射光经过着色层131(滤色片)被提取到显示装置300B的外部。液晶元件180的开口率为76％。
作为发光元件170使用有机EL元件。发光元件170具有底部发射结构，发光元件170的光经过着色层131被提取到显示装置300B的外部。在发光元件170的子像素(RGB)中通过分别涂布法形成有EL层192。发光元件170的开口率为3.9％。
对显示装置300B的制造工序中的应用本发明的一个方式的剥离方法的工序进行说明。作为图4D中的形成用衬底14使用玻璃衬底，作为金属氧化物层20使用氧化钛膜，作为树脂层23使用聚酰亚胺膜。作为被剥离层25，在树脂层23上形成无机绝缘层，然后在无机绝缘层上形成电极311a到电极193的叠层结构(参照图46)。图46的粘合层142相当于粘合层75b。图46的衬底351相当于衬底75a。然后，使用本发明的一个方式的剥离方法使金属氧化物层20与树脂层23分离。
然后，去除残留在衬底351一侧的树脂层23和无机绝缘层。接着，在所露出的电极311a上形成取向膜133a。在衬底361上形成着色层131(及遮光层132)到取向膜133b的叠层结构。并且，以中间夹着液晶层112的方式将衬底351和衬底361贴合在一起。
图47A和图47B示出显示装置300B的显示的照片。确认到可以使用本发明的一个方式的剥离方法制造显示装置，并且，可以基本上正常地进行整个表面显示。
实施例7
以下，详细说明本发明的一个方式的剥离方法中的表2所示的条件。
[表2]
如在实施例1等中所示，对基底层进行的处理优选为H2O等离子体处理。作为树脂层的材料，优选使用具有感光性且包含聚酰亚胺树脂前体的材料。作为形成树脂层时的加热处理，优选在大气气氛下以480℃进行烘烤。
这里，当涂敷树脂层的材料时，有时在衬底的边缘部等产生涂敷不均匀的部分。优选在树脂层的固化之前容易去除这些不需要的部分。例如，可以使用稀释剂等有机溶剂去除上述不需要的部分。有时根据树脂层的材料，树脂层与稀释剂起反应而发生白浊、凝胶化或凝固等。在实施例1等中使用的树脂层的材料由于溶解于稀释剂等有机溶剂，所以可以在树脂层的固化之前容易去除不需要的部分。
通过使用具有感光性的材料，容易进行树脂层的加工，所以是优选的。通过在涂敷材料之后进行曝光及显影，可以对树脂层进行加工。由于不需要抗蚀剂掩模的形成，所以可以缩短制造工序。
在经过形成用衬底对树脂层的整个面照射激光的工序中，如果形成用衬底的背面(与形成树脂层的面相反的面)有尘埃，不能适当地照射光，有可能引起剥离不良。另外，如果照射到树脂层的激光的能量过高，树脂层则发生变质。例如，有可能产生灰尘。在本发明的一个方式的剥离方法中，不进行从形成用衬底的背面照射光的工序。因此，不受到上述尘埃的影响，并且，树脂层不受激光所引起的损伤。在本发明的一个方式中，通过进行加热处理提高树脂层的剥离性。即使异物附着于衬底，也不容易发生树脂层的加热不均匀，因此衬底与树脂层的分离工序的成品率不容易降低。另外，如表1所示，氧化钛的热导率大约为6.3W/m·K，聚酰亚胺的热导率大约为0.18W/m·K。
如实施例1等所示，剥离界面为金属氧化物层与树脂层的界面。因此，在进行剥离之后，树脂层不残留在形成用衬底上。
当进行剥离之后去除树脂层时，可以使贯通电极露出。树脂层优选通过灰化去除。由于去除树脂层，所以制造出的装置不受到树脂层的颜色的影响。
当进行剥离之后不去除树脂层时，优选通过剥离使贯通电极露出。在形成树脂层时，在树脂层中设置开口，在开口中形成贯通电极。并且，通过剥离使树脂层及贯通电极露出。贯通电极优选使用与形成用衬底的密接性低的材料。另外，贯通电极与形成用衬底的接触面积越小越好。由于使用具有感光性的材料形成树脂层，因此可以通过曝光技术在树脂层中形成开口。此时，开口的形状成为锥形形状。当使用非感光性材料形成树脂层时，可以利用灰化或干蚀刻等对树脂层进行加工。此时，树脂层的开口的侧壁的形状近于垂直形状。由于不去除树脂层，所以制造出的装置受到树脂层的颜色的影响。为了抑制光提取效率的下降，优选在不需要的部分不设置树脂层。
在使用本发明的一个方式的剥离方法的情况下，剥离所需要的力例如大约为0.13N。
符号说明
10A 显示装置
10B 显示装置
10C 显示装置
13 粘合层
14 形成用衬底
19 金属层
20 金属氧化物层
21 液体供应机构
22 衬底
23 树脂层
23a 树脂层
23b 树脂层
24 第一层
25 被剥离层
28 粘合层
29 衬底
30 等离子体
31 绝缘层
31a 绝缘层
31b 绝缘层
32 绝缘层
33 绝缘层
34 绝缘层
35 绝缘层
40 晶体管
41 导电层
43a 导电层
43b 导电层
43c 导电层
44 金属氧化物层
45 导电层
49 晶体管
56 叠层体
56a 剩余部
56b 一个表层
59 叠层体
60 发光元件
61 导电层
62 EL层
63 导电层
64 切口
65 器具
66 激光
67 照射区域
74 绝缘层
75 保护层
75a 衬底
75b 粘合层
76 连接体
80 晶体管
81 导电层
82 绝缘层
83 金属氧化物层
84 绝缘层
85 导电层
86a 导电层
86b 导电层
86c 导电层
91 形成用衬底
92 金属氧化物层
93 树脂层
95 绝缘层
96 分隔壁
97 着色层
98 遮光层
99 粘合层
112 液晶层
113 电极
115 绝缘层
117 绝缘层
121 绝缘层
131 着色层
132 遮光层
133a 取向膜
133b 取向膜
134 着色层
135 偏振片
140 晶体管
141 粘合层
142 粘合层
150 包含被剥离层的层
151 胶带
153 托辊
154 导辊
162a 沟道区域
162b 低电阻区
163 绝缘层
164 导电层
165 绝缘层
166 绝缘层
167a 导电层
167b 导电层
170 发光元件
180 液晶元件
191 电极
192 EL层
193 电极
194 绝缘层
201 晶体管
203 晶体管
204 连接部
205 晶体管
206 晶体管
207 连接部
211 绝缘层
212 绝缘层
213 绝缘层
214 绝缘层
215 绝缘层
216 绝缘层
217 绝缘层
220 绝缘层
220a 绝缘层
220b 绝缘层
221a 导电层
221b 导电层
222a 导电层
222b 导电层
223 导电层
224 导电层
225 绝缘层
226 覆盖膜
227 透镜
228 导电层
231 半导体层
232 绝缘层
233 扩散薄膜
234a 导电层
234b 导电层
234c 绝缘层
234d 绝缘层
235 衬底
242 连接层
243 连接体
252 连接部
300A 显示装置
300B 显示装置
310A 输入输出装置
310B 输入输出装置
311a 电极
311b 电极
311c 电极
351 衬底
361 衬底
362 显示部
364 电路
365 布线
372 FPC
373 IC
381 显示部
382 驱动电路部
451 开口
600 胶带
601 支撑体
602 胶带卷筒
604 方向转变辊
606 压辊
606a 圆筒
606b 圆柱
607 方向转变辊
609 载流子板
613 卷筒
614 干燥机构
617 辊
620 离子发生器
631 导辊
632 导辊
633 导辊
634 导辊
639 离子发生器
641 衬底装载盒
642 衬底卸载盒
643 传送辊
644 传送辊
645 传送辊
659 液体供应机构
665 导辊
666 导辊
670 分离胶带
671 支撑体
672 胶带卷筒
673 卷筒
674 导辊
675 压辊
676 方向转变辊
677 导辊
678 导辊
679 导辊
683 卷筒
800 便携式信息终端
801 外壳
802 外壳
803 显示部
805 铰链部
810 便携式信息终端
811 外壳
812 显示部
813 操作按钮
814 外部连接端口
815 扬声器
816 麦克风
817 照相机
820 照相机
821 外壳
822 显示部
823 操作按钮
824 快门按钮
826 镜头
8000 显示模块
8001 上盖
8002 下盖
8005 FPC
8006 显示面板
8009 框架
8010 印刷电路板
8011 电池
8015 发光部
8016 受光部
8017a 导光部
8017b 导光部
8018 光
9000 外壳
9001 显示部
9003 扬声器
9005 操作键
9006 连接端子
9007 传感器
9008 麦克风
9055 铰链
9200 便携式信息终端
9201 便携式信息终端
9202 便携式信息终端

Claims (20)

1.一种半导体装置的制造方法，包括如下步骤：
在衬底上形成第一材料层；
在所述第一材料层上形成第二材料层；以及
使所述第一材料层与所述第二材料层彼此分离，
其中，所述第一材料层包含含有氢或氧或者氢和氧的双方的气体，
所述第二材料层包含树脂，
并且，通过切断氢键来使所述第一材料层与所述第二材料层彼此分离。
2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中所述第一材料层以所述第一材料层与所述第二材料层的密接性低于所述第一材料层与所述衬底的密接性的方式形成。
3.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中所述第二材料层和所述含有氢或氧或者氢和氧的双方的气体形成所述氢键。
4.一种半导体装置的制造方法，包括如下步骤：
在衬底上形成第一材料层；
在所述第一材料层上形成第二材料层；
对层叠的所述第一材料层与所述第二材料层进行加热；
使水析出在所述第一材料层与所述第二材料层的界面或所述界面附近；以及
使所述第一材料层与所述第二材料层彼此分离，
其中，所述第一材料层包含含有氢或氧或者氢和氧的双方的气体，
所述第二材料层包含树脂，
并且，在使所述第一材料层与所述第二材料层彼此分离的步骤中，所述第一材料层与所述第二材料层间的密接性因存在于所述界面或所述界面附近的水而降低而使所述第一材料层与所述第二材料层彼此分离。
5.根据权利要求4所述的半导体装置的制造方法，其中所述第一材料层以包含钛、钼、铝、钨、硅、铟、锌、镓、钽和锡中的一个或多个的方式形成。
6.根据权利要求4所述的半导体装置的制造方法，其中所述第一材料层以具有钛与氧化钛的叠层结构的方式形成。
7.根据权利要求4所述的半导体装置的制造方法，其中所述第二材料层以包括厚度为0.1μm以上且5μm以下的区域的方式形成。
8.根据权利要求4所述的半导体装置的制造方法，其中所述第二材料层以包括由式(100)表示的化合物的残基的方式形成：
9.根据权利要求4所述的半导体装置的制造方法，其中边对分离界面供应液体边进行所述使所述第一材料层与所述第二材料层彼此分离的步骤。
10.根据权利要求4所述的半导体装置的制造方法，
其中形成所述第一材料层的步骤包括如下步骤：
在所述衬底上形成金属层；以及
在将所述金属层形成在所述衬底上之后，对所述金属层的表面进行等离子体处理来形成金属氧化物层。
11.根据权利要求10所述的半导体装置的制造方法，其中在所述等离子体处理中，将所述金属层的表面暴露于包含氧气体或水蒸气或者氧气体和水蒸气的双方的气氛。
12.一种半导体装置的制造方法，包括如下步骤：
在衬底上形成金属氧化物层；
在所述金属氧化物层上使用包含树脂或树脂前体的材料形成第一层；
通过对所述第一层进行加热处理来形成树脂层；以及
使所述金属氧化物层与所述树脂层彼此分离。
13.根据权利要求12所述的半导体装置的制造方法，还包括如下步骤：
在所述衬底上形成金属层；以及
在形成所述金属层之后，对所述金属层的表面进行等离子体处理来形成所述金属氧化物层。
14.根据权利要求13所述的半导体装置的制造方法，
其中进行所述等离子体处理的步骤包括如下步骤：
将所述金属层的表面暴露于包含氧气体或水蒸气或者氧气体和水蒸气的双方的气氛。
15.根据权利要求12所述的半导体装置的制造方法，其中在所述衬底上形成金属层并在包含氧的气氛下对所述金属层进行加热，来形成所述金属氧化物层。
16.根据权利要求12所述的半导体装置的制造方法，其中在包含氧的气氛下对所述金属氧化物层进行加热，然后形成所述第一层。
17.根据权利要求12所述的半导体装置的制造方法，其中在大气气氛下对所述第一层进行所述加热处理。
18.根据权利要求12所述的半导体装置的制造方法，其中边对分离界面供应包含水的液体边使所述金属氧化物层与所述树脂层彼此分离。
19.根据权利要求18所述的半导体装置的制造方法，其中所述金属氧化物层与所述包含水的液体的接触角大于0°且为60°以下。
20.根据权利要求12所述的半导体装置的制造方法，其中所述树脂层以包括厚度为0.1μm以上且5μm以下的区域的方式形成。
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