CN109564851A - 半导体装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提高半导体装置的制造工序的成品率。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，将第一材料层与第二材料层彼此分离，由此制造半导体装置。此外，在分离前，优选对包括第一材料层与第二材料层的叠层体进行加热。第一材料层包含氢、氧和水中的一种或多种。第一材料层例如包含金属氧化物。第二材料层包含树脂(例如，聚酰亚胺或丙烯酸)。第一材料层与第二材料层通过切断氢键来彼此分离。通过对因加热第一材料层与第二材料层的界面或界面附近而析出的水照射光，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
本发明的一个实施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，本发明的一个实施方式不局限于上述技术领域。本发明的一个实施方式的技术领域的例子包括半导体装置、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)以及它们的驱动方法以及它们的制造方法。
注意，本说明书等中的半导体装置一般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实施方式。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)及电子设备有时各自包括半导体装置。
背景技术
已知应用有机电致发光(EL)元件或液晶元件的显示装置。显示装置的例子还包括具备发光二极管(LED)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元件一般具有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中公开的柔性显示装置的制造方法中，对依次设置有牺牲层、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。
[参考文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开第2015-223823号公报
发明内容
本发明的一个实施方式的目的之一是提供一种新颖的剥离方法、半导体装置的新颖的制造方法或显示装置的新颖的制造方法。本发明的一个实施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。本发明的一个实施方式的目的之一是提供一种成品率高的剥离方法。本发明的一个实施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。本发明的一个实施方式的目的之一是以低温制造半导体装置或显示装置。
本发明的一个实施方式的目的之一是提供一种功耗低的显示装置。本发明的一个实施方式的目的之一是提供一种可靠性高的显示装置。本发明的一个实施方式的目的之一是显示装置的薄型化或轻量化。本发明的一个实施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。本发明的一个实施方式的目的之一是提供一种坚固的显示装置。本发明的一个实施方式的目的之一是提供一种新颖的显示装置、新颖的输入/输出装置或新颖的电子设备等。
注意，这些目的的记载并不妨碍其他目的的存在。本发明的一个实施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。
本发明的一个实施方式是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；在第一材料层上形成第二材料层；以及将第一材料层与第二材料层彼此分离。第一材料层包含氢、氧和水中的一种或多种。第二材料层包含树脂。第一材料层与第二材料层通过切断氢键来彼此分离。通过照射光切断氢键。优选的是，第一材料层与第二材料层通过切断氢键在第一材料层与第二材料层的界面或其附近彼此分离。
本发明的其他一个实施方式是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；在第一材料层上形成第二材料层；以及使用光将第一材料层与第二材料层彼此分离。第一材料层包含氢、氧和水中的一种或多种。第二材料层包含树脂。第一材料层与第二材料层通过切断氢键来彼此分离。作为光使用激光。通过对第一材料层与第二材料层的界面或其附近照射激光来切断氢键。
本发明的其他一个实施方式是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；在第一材料层上形成第二材料层；对包括第一材料层与第二材料层的叠层体进行加热；以及将第一材料层与第二材料层彼此分离。第一材料层包含氢、氧和水中的一种或多种。第二材料层包含树脂。在对叠层体进行加热的工序中，在第一材料层与第二材料层的界面或界面附近析出水。在分离的工序中，通过对该界面或该界面附近处的水照射光，将第一材料层与第二材料层彼此分离。
优选的是，第二材料层以450nm以上且700nm以下的波长范围中的光的平均透过率为70％以上的方式形成。优选的是，第二材料层以400nm以上且700nm以下的波长范围中的光的平均透过率为70％以上的方式形成，更优选的是，以平均透过率为80％以上的方式形成。例如，第二材料层优选包含丙烯酸树脂。或者，第二材料层优选包含聚酰亚胺。
优选的是，在分离的工序中照射的光在180nm以上且450nm以下的波长范围内。优选的是，该光的波长为308nm或308nm附近。在包括衬底、第一材料层及第二材料层的叠层体的分离工序中的光(例如，波长为308nm的光)的吸收率优选为80％以上且100％以下，更优选为85％以上且100％以下。
优选的是，使用激光装置进行光照射。优选的是，使用线性激光装置进行光照射。
优选的是，以300mJ/cm2以上且360mJ/cm2以下的能量密度进行光照射。
第一材料层与第二材料层的密接性优选比第一材料层与衬底的密接性低。
优选的是，第一材料层以包含钛、钼、铝、钨、硅、铟、锌、镓、钽和锡中的一种或多种的方式形成。优选的是，第一材料层以包含钛和氧化钛中的一种或多种的方式形成。优选的是，第一材料层以具有包括钛及氧化钛的叠层体的方式形成。
优选的是，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。
优选的是，第二材料层以包含由结构式(100)表示的化合物的残基的方式形成。
[化学式1]
在形成第一材料层的工序中，可以在衬底上形成金属层，并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。优选的是，在等离子体处理中，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。
优选的是，在对分离界面供应液体的同时进行分离第一材料层与第二材料层的工序。液体优选包含水。
本发明的其他一个实施方式是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；在金属氧化物层上以包括厚度为0.1μm以上且5μm以下的区域的方式形成树脂层；在树脂层上形成沟道形成区域中包含金属氧化物的晶体管；以及通过照射光，将金属氧化物层与树脂层彼此分离。
优选的是，在衬底上形成金属层，并且通过对金属层的表面进行等离子体处理，由此形成金属氧化物层。优选的是，在等离子体处理中，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。
优选的是，树脂层以450nm以上且700nm以下的波长范围中的光的平均透过率为70％以上的方式形成。
优选的是，使用线状激光从衬底一侧对金属氧化物层与树脂层的界面或其附近照射光。
根据本发明的一个实施方式，可以提供一种新颖的剥离方法、半导体装置的新颖的制造方法或显示装置的新颖的制造方法。根据本发明的一个实施方式，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。根据本发明的一个实施方式，可以提供一种成品率高的剥离方法。根据本发明的一个实施方式，可以使用大型衬底制造半导体装置或显示装置。根据本发明的一个实施方式，可以以低温制造半导体装置或显示装置。
根据本发明的一个实施方式，可以提供一种功耗低的显示装置。根据本发明的一个实施方式，可以提供一种可靠性高的显示装置。根据本发明的一个实施方式，可以实现显示装置的薄型化或轻量化。根据本发明的一个实施方式，可以提供一种具有柔性或具有曲面的显示装置。根据本发明的一个实施方式，可以提供一种坚固的显示装置。根据本发明的一个实施方式，可以提供一种新颖的显示装置、新颖的输入/输出装置或新颖的电子设备等。
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。本发明的一个实施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是示出剥离方法的一个例子的示意图。
图2是示出剥离方法的一个例子的示意图。
图3是示出剥离方法的一个例子的示意图。
图4是示出金属氧化物层与树脂层的界面的一个例子的示意图。
图5A1、图5A2、图5B、图5C及图5D是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图6A、图6B1及图6B2是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图7A及图7B是各自示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图8A至图8E是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图9A、图9B1、图9B2、图9B3及图9B4是示出显示装置的制造方法的例子的截面图及俯视图。
图10A至图10C是示出显示装置的制造方法的例子的截面图及俯视图。
图11A及图11B是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图12A至图12C是示出显示装置的例子的俯视图及截面图。
图13A至图13C是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图14A至图14D是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图15是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图16A及图16B是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图17是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图18A及图18B是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图19A及图19B是各自示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图20A及图20B是各自示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图21A及图21B是示出显示装置的一个例子的俯视图及截面图。
图22示出叠层体的制造装置的一个例子。
图23A及图23B示出激光照射单元的一个例子。
图24A至图24E是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图25A至图25E是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图26A至图26C是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图27A及图27B是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图28A至图28C是示出显示装置的例子的俯视图及截面图。
图29是示出显示装置的一个例子的立体图。
图30是示出显示装置的一个例子的截面图。
图31是示出显示装置的制造方法的一个例子的流程图。
图32是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图33A及图33B是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图34是示出输入/输出装置的一个例子的截面图。
图35是示出显示装置的制造方法的一个例子的流程图。
图36是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图37是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图38是示出输入/输出装置的一个例子的截面图。
图39A及图39B示出显示模块的一个例子。
图40A至图40D示出电子设备的例子。
图41A至图41E示出电子设备的例子。
图42示出实施例1的剥离结果。
图43A至图43C是实施例1的样品的截面STEM观察图像。
图44示出激光处理条件的一个例子。
图45示出实施例2的剥离结果。
图46A1、图46A2、图46B1、图46B2、图46C1、图46C2、图46D1及图46D2示出实施例2的样品的制造方法及剥离方法。
图47A至图47F是各自示出在实施例2中形成的遮光层的形状的显微镜观察照片。
图48A至图48F是实施例2的玻璃衬底一侧的剥离面的显微镜观察照片。
图49A至图49D是实施例2的玻璃衬底一侧的剥离面的显微镜观察照片。
图50A至图50F是实施例2的薄膜衬底一侧的剥离面的显微镜观察照片。
图51A及图51B示出实施例2的剥离结果。
图52示出实施例4的光透过率。
图53是示出实施例4的剥离结果的照片。
图54A及图54B是实施例4的样品的剥离后的截面观察照片。
图55示出实施例5的晶体管的Id-Vg特性。
图56是显示在实施例5的柔性OLED显示器上的照片。
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、图2、图3、图4、图5A1、图5A2、图5B、图5C和图5D、图6A、图6B1和图6B2、图7A和图7B、图8A至图8E、图9A、图9B1、图9B2、图9B3和图9B4、图10A至图10C、图11A和图11B、图12A至图12C、图13A至图13C、图14A至图14D、图15、图16A和图16B、图17、图18A和图18B、图19A和图19B、图20A和图20B、图21A和图21B、图22以及图23A和图23B对本发明的一个实施方式的剥离方法以及本发明的一个实施方式的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，该显示装置可以具有柔性。注意，本发明的一个实施方式不局限于包括有机EL元件的发光装置、显示装置及输入/输出装置(触摸面板等)，可以将本发明的一个实施方式应用于包括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，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，树脂层)。然后，通过照射光，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。在本实施方式所说明的例子中作为基底层使用金属氧化物层，但是本发明的一个实施方式不局限于该例子。
优选利用光进行金属氧化物层与树脂层的分离。优选对金属氧化物层与树脂层的界面或其附近(也记为“界面或界面附近”)照射光。此外，也可以对金属氧化物层的内部照射光。另外，也可以对树脂层的内部照射光。此外，在本说明书等中，“A与B的界面或其附近”、“A与B的界面或界面附近”各自至少包括A与B的界面，还包括从A与B的界面至A或B的厚度的20％以内的范围。
通过照射光，加热金属氧化物层与树脂层的界面(金属氧化物层的内部及树脂层的内部也被加热)，可以降低金属氧化物层与树脂层的密接性(粘着性)。再者，可以将金属氧化物层与树脂层彼此分离。
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。
参照图1及图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，称为削弱作用)进行说明。
在图1中，形成用衬底14上设置有金属氧化物层20，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。在图1的步骤(i)的例子中，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。
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，聚酰亚胺或丙烯酸等)固体化(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)。在图1的步骤(ii)的例子中，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。在图1的步骤(ii)的例子中，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。
接着，对包括形成用衬底14、金属氧化物层20及树脂层23的叠层体照射光。在图2的步骤(iii)的例子中，以形成用衬底14位于上侧的方式配置叠层体。在图2的步骤(iii)中使用传送机构(未图示)向附图中的箭头所示的方向上移动叠层体，因此，从附图中的右侧向左侧照射光。经过形成用衬底14对金属氧化物层20与树脂层23的界面或其附近照射光。这里，示出使用线性激光的例子。在图2的步骤(iii)、步骤(iv)的例子中，线性光束26经过形成用衬底14照射到加工区域27。通过光照射，加热金属氧化物层20与树脂层23的界面(金属氧化物层20的内部及树脂层23的内部也被加热)。此外，通过光照射，存在于金属氧化物层20与树脂层23的界面的H2O以高能量瞬时气化(蒸发)并烧蚀(或爆炸)。
在图2的步骤(v)的例子中，叠层体的上下倒转。在图2的步骤(vi)的例子中，将金属氧化物层20与树脂层23彼此分离。通过光照射H2O变为水蒸气，体积膨胀。由此，金属氧化物层20与树脂层23的密接性变弱，可以在金属氧化物层20与树脂层23之间进行分离。
接着，参照图3对金属氧化物层20与树脂层23的键合进行说明。
在图3中，层叠有金属氧化物层20和树脂层23。
有可能在金属氧化物层20与树脂层23之间有键合。具体而言，在金属氧化物层20与树脂层23之间有共价键、离子键或氢键等化学键。
在图3的步骤(i)的例子中，金属氧化物层20的金属M与树脂层23的碳原子C通过氧原子O键合。
对包括金属氧化物层20与树脂层23的叠层体照射光(参照图3的激光55)。这里，示出使用线性激光的例子。通过相对地移动衬底及光源，以激光55进行扫描并对需要分离的区域照射激光55。
通过光照射，加热金属氧化物层20与树脂层23的界面(金属氧化物层20的内部及树脂层23的内部也被加热)，产生由公式(1)(参照以下公式及图3)表示的反应。由于照射光，因此H2O(水蒸气)切断金属M-氧O-碳C的键合。并且，金属氧化物层20与树脂层23的键合变成氢键。
M-O-C+H2O→M-OH+C-OH (1)
在图3的步骤(ii)的例子中，金属氧化物层20的金属原子M和树脂层23的碳原子C分别与氧原子O键合。两个氧原子分别与氢原子形成共价键。两个氧原子中的一个与键合到另一个氧原子的氢原子形成氢键。
氢键比共价键弱得多，因此可以容易地被切断。利用光照射能量使水蒸发而变为水蒸气。此时，有时利用膨胀力可以切断金属氧化物层20与树脂层23的氢键。因此，可以容易地分离金属氧化物层20与树脂层23。
在图3的步骤(iii)的例子中，被氢键的氧原子和氢原子彼此分离，使金属氧化物层20与树脂层23彼此分离。金属氧化物层20的金属原子M和树脂层23的碳原子C分别与氧原子O键合。两个氧原子分别与氢原子形成共价键。
如上所述，由于对包括金属氧化物层20和树脂层23的叠层体照射光，因此H2O使金属氧化物层20与树脂层23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。此外，因光照射能量而H2O膨胀，因此可以将金属氧化物层20与树脂层23彼此分离。
接着，对与上述削弱作用及由上述式(1)表示的反应有关的H2O进行说明。
H2O有时例如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，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＊)等有时因加热而变成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。
在本发明的一个实施方式的剥离方法中，有时同时发生上述削弱作用及由上述式(1)表示的反应。可以推测：在该情况下，可以进一步降低金属氧化物层20与树脂层23的密接性，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。
例如，大量的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＊)等优选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。有助于反应的大量的H2O促进反应，可以进一步降低分离所需要的力。
例如，优选以大量的H2O、氢、氧、羟基、氢自由基(H＊)、氧自由基(O＊)及羟基自由基(OH＊)等存在于金属氧化物层20中或者金属氧化物层20的表面上的方式形成金属氧化物层20。
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/或羟基自由基的气氛。例如，优选在包含氧和/或水蒸气(H2O)的气氛下进行等离子体处理。
或者，优选在形成金属氧化物层20之后对金属氧化物层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，可以使大量的水分存在于金属氧化物层20的表面上或者金属氧化物层20中，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。该等离子体处理的例子包括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以及包含氧、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，可以在等离子体处理中对金属层或金属氧化物层20造成损伤，所以是适合的。
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4所示，氢、氧、氢自由基(H＊)、氧自由基(O＊)及羟基自由基(OH＊)等可以存在于金属氧化物层20的表面上或者金属氧化物层20中。在图4的例子中，树脂层23包含与氢原子H或羟基OH键合的碳原子C。氢原子H及羟基OH有可能因加热处理或光照射被加热而变成H2O。
可以使用灯、激光装置等照射光。
优选使用线性激光装置照射激光。由于可以使用低温多晶硅(LTPS)等用生产线的激光装置，所以可以有效利用这些装置。例如，可以将用于LTPS的晶化工序的线性激光装置用于本发明的一个实施方式的激光照射工序，其中将衬底颠倒过来，在以形成用衬底14一侧为表面的状态下从正上方照射激光。可以将现有的LTPS的生产线应用于包括氧化物半导体(OS)的顶栅型自对准晶体管的生产线。如上所述，可以将现有的LTPS的制造设备容易地变为能够进行本发明的一个实施方式的分离工序及OS晶体管的制造工序的制造设备。
将线性激光聚成长矩形状(将激光形成为线性激光束)，因此对金属氧化物层与树脂层的界面照射光。
在照射中，优选使用180nm以上且450nm以下的波长范围中的光。更优选使用波长为308nm或308nm附近的光。
在本发明的一个实施方式中，包括形成用衬底14、金属氧化物层20及树脂层23的叠层体的激光吸收率优选高。例如，该叠层体的波长为308nm的光的吸收率优选为80％以上且100％以下，更优选为85％以上且100％以下。当激光的大部分被该叠层体吸收时，可以提高剥离的成品率。此外，当可以抑制对功能元件照射激光时，可以抑制功能元件的可靠性的下降。
光能量密度优选为250mJ/cm2以上且400mJ/cm2以下，更优选为250mJ/cm2以上且360mJ/cm2以下。
当使用激光装置照射光时，对同一个部分照射激光的次数可以为1次以上且50次以下，优选多于1次且为10次以下，更优选多于1次且为5次以下。
激光束的短轴方向的两端有光强度低的部分。因此，优选以上述光的强度低的部分的宽度以上的宽度一次照射与下一次照射重叠。由此，激光的照射次数优选为1.1次以上，更优选为1.25次以上。
在本说明书中，激光的照射次数是指某个点(区域)被照射激光的次数，该照射次数取决于光束宽度、扫描速度、频率或重叠率等。当向某个扫描方向上移动线性光束时，脉冲与其它脉冲之间有区域，即，有一次照射与下一次照射部分地重叠的区域，将其重叠比率称为重叠率。此外，重叠率越近于100％，照射次数越多。重叠率越远于100％，照射次数越少。扫描速度越快，照射次数越少。
上述“激光的照射次数为1.1次”是指连续的两次照射之间有与光束的十分之一左右相等的宽度的重叠，可以说重叠率为10％。同样地，“激光的照射次数为1.25次”是指连续的两次照射之间有与光束的四分之一左右相等的宽度的重叠，可以说重叠率为25％。
这里，在LTPS的激光晶化工序中的照射使用的光的能量密度高，例如，350mJ/cm2以上且400mJ/cm2以下。此外，需要激光的照射次数较多，例如，10次以上且100次以下。
另一方面，在本实施方式中，以比激光晶化的工序低的能量密度或比该工序少的照射次数进行用来将金属氧化物层20与树脂层23彼此分离的光照射。因此，可以增加使用激光装置能够处理的衬底个数。例如通过减少激光装置的维修频率等，可以降低激光装置的运行成本。因此，可以降低显示装置等的制造成本。
由于光照射以比激光晶化工序低的能量密度或比该工序少的照射次数进行，所以可以降低衬底因激光照射而受到的损伤。因此，由于被使用一次后的衬底的强度不太可能下降，其强度也不容易降低，所以可以再次利用衬底。因此，可以降低成本。
在本实施方式中，在形成用衬底14与树脂层23之间配置金属氧化物层20。通过使用金属氧化物层20，有时，可以以比不使用金属氧化物层20的情况低的能量密度或比该情况少的照射次数进行光照射。
如果当经过形成用衬底照射光时，尘埃等异物附着于形成用衬底的光照射面，则有时发生光照射不均匀并产生剥离性低的部分，而导致金属氧化物层与树脂层的分离工序的成品率降低。因此，优选在照射光之前或照射光之期间洗涤光照射面。例如，可以使用丙酮等有机溶剂、水等洗涤形成用衬底的光照射面。此外，也可以在使用气刀喷射气体的同时照射光。由此，可以降低光照射的不均匀，可以提高分离的成品率。
或者，本实施方式可以为如下。首先，在衬底上形成金属氧化物层。接着，在金属氧化物层上形成树脂层。接着，在衬底及树脂层上形成绝缘层以覆盖树脂层的端部。接着，在树脂层上形成沟道形成区域中包含金属氧化物的晶体管，绝缘层位于树脂层和晶体管之间。对金属氧化物层与树脂层的界面或其附近照射光。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。
衬底的顶面包括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。当以覆盖树脂层的端部的方式设置绝缘层时，可以抑制在照射光之后树脂层从衬底非意图性地剥离。例如，可以抑制从激光装置向其他地方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彼此分离。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)时，由于需要以500℃至550℃左右的温度进行加热，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大。
另一方面，沟道形成区域中包括金属氧化物的晶体管可以在350℃以下，甚至在300℃以下的温度下形成。因此，树脂层不需要具有高耐热性。因此，可以降低树脂层的上限温度，由此材料的选择范围扩大。
此外，在沟道形成区域中包括金属氧化物的晶体管不需要激光晶化的工序。而且，在本实施方式中，可以以比在激光晶化工序中使用的条件低的能量密度或比该条件少的照射次数进行光照射。在激光晶化工序中，激光不经过衬底照射到树脂层，但是在本实施方式中，激光经过形成用衬底及金属氧化物层照射到树脂层。如上所述，由于树脂层受到的损伤少，所以可以减薄树脂层。树脂层不需要具有高耐热性，且可以薄膜化，由此可以大幅度地降低装置的制造成本。与使用LTPS的情况相比，工序可以简化，所以优选使用金属氧化物。
注意，本发明的一个实施方式的显示装置不局限于晶体管在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，晶体管可以在沟道形成区域中包含硅。作为硅，例如，可以使用非晶硅或者结晶硅。结晶硅的例子包括微晶硅、多晶硅和单晶硅等。
优选在沟道形成区域中使用LTPS。LTPS等多晶硅可以以比单晶硅低的温度形成，且具有比非晶硅高的场效应迁移率及可靠性。
树脂层23的厚度也可以为0.1μm以上且5μm以下。通过将树脂层23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，显示装置可以具有较高的柔性。
对树脂层23的可见光透过性没有特别的限制。例如，树脂层23可以是有色层或透明层。当着色的树脂层23位于显示装置的显示面一侧时，可能出现如光提取效率的降低、提取前后的光的颜色的变化、显示品质的降低等问题。
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。
在本实施方式中，在形成用衬底14与树脂层23之间配置金属氧化物层20。由于金属氧化物层20具有吸收光的功能，所以即使树脂层23的光吸收率低，也可以得到光照射的效果。因此，可以使用可见光透过率高的树脂层23。由此，即使树脂层23位于显示装置的显示面一侧，也可以实现高显示品质。此外，可以缩减为了提高显示品质去除着色的(有色的)树脂层23的工序。此外，可以扩大树脂层23的材料的选择范围。
树脂层23的波长为450nm以上且700nm以下的光的平均透过率优选为70％以上且100％以下，优选为80％以上且100％以下，更优选为90％以上且100％以下。
在本实施方式中，以树脂层的上限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％失重温度等进行测量。在本实施方式的剥离方法及本实施方式的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，树脂层的5％失重温度可以为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℃。
优选在分离之前或分离时对分离界面供应包含水的液体。由于水存在于分离界面，因此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，有时使树脂层23与金属氧化物层20的键合变弱或切断。利用与液体的化学键来切断树脂层23与金属氧化物层20的键合，由此来进行分离。例如，在树脂层23与金属氧化物层20之间有氢键的情况下，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，而切断树脂层23与金属氧化物层20的氢键。
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。在此情况下，可以使包含水的液体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。在相对于包含水的液体的润湿性极高的情况下(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的相对于包含水的液体的润湿性越高越好。因此相对于包含水的液体的润湿性也可以高到不能取得接触角的准确值的程度。
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给被剥离层所包括的功能元件带来的负面影响(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。
下面，具体地说明本实施方式的显示装置的制造方法。
包括在显示装置中的薄膜(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：PulsedLaser Deposition)法、原子层沉积(ALD：Atomic Layer Deposition)法等形成。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 VaporDeposition)法或热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：Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法。
此外，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、分配器法、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。
当对包括在显示装置中的薄膜进行加工时，可以利用光刻法等进行加工。另外，可以利用使用荫罩的形成方法形成岛状薄膜。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。光刻法的例子包括：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；形成感光性薄膜，进行曝光及显影来将该感光性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，可以使用i线(波长为365nm的光)、g线(波长为436nm的光)、h线(波长为405nm的光)或者这些光中的任意光的组合。此外，还可以使用紫外线、KrF激光或ArF激光等。可以利用液浸曝光技术进行曝光。作为用于曝光的光，也可以使用极紫外光(EUV：Extreme Ultra-Violet)或X射线。可以使用电子束代替用于曝光的光。优选使用EUV、X射线或电子束，由此可以进行极其精细的加工。注意，在通过进行电子束等光束的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5A1)。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5A2)。
形成用衬底14具有足够高的刚性以便于传送，并具有抗制造工序中的加热的耐性。能够用于形成用衬底14的材料的例子包括玻璃、石英、陶瓷、蓝宝石、树脂、半导体、金属和合金。玻璃的例子包括无碱玻璃、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。在本实施方式所说明的例子中，使用金属氧化物层20，但是本发明的一个实施方式不局限于该例子。
具体而言，基底层可以是包含钛、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。
基底层的材料不局限于无机材料，也可以是有机材料。例如，可以使用可用于有机EL元件的EL层的各种有机材料。基底层可以是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例如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形成。作为金属氧化物的例子，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。
作为金属氧化物的其他例子，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，金属氧化物层20可以使用溅射法、等离子体增强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，形成层叠有金属层19与金属氧化物层20的结构(图5A2)。
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。优选在供应包含氧的气体的同时加热金属层。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。
优选将加热金属层的温度设定为晶体管的制造中的最高温度以下。在此情况下，可以防止显示装置的制造中的最高温度变高。当将加热金属层的温度设定为晶体管的制造中的最高温度以下时，例如还可以将晶体管的制造工序中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，因此可以减少额外的设备投资等。其结果是，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/或羟基自由基的气氛。例如，优选在包含氧和/或水蒸气(H2O)的气氛下进行等离子体处理。
如上所述，当氢、氧、氢自由基(H＊)、氧自由基(O＊)或羟基自由基(OH＊)等存在于金属氧化物层20的表面上或者金属氧化物层中时，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，优选进行自由基处理或等离子体处理形成金属氧化物层20。
在对金属层的表面进行这样的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。
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，可以使用离子注入法、离子掺杂法或等离子体浸没离子注入法等进行氧、氢、水等的引入。
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，完成的金属氧化物层20有时厚于最初形成的金属层。
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。
氧化钛或氧化钨等适合于金属氧化物层20。优选使用氧化钛，这是因为成本比使用氧化钨的情况低。
金属氧化物层20也可以具有光催化功能。通过对具有光催化功能的金属氧化物层照射光，可以产生光催化反应。由此，有时可以使金属氧化物层与树脂层的键合强度变弱而可以容易地发生分离。可以对金属氧化物层20适当地照射使金属氧化物层20活化的波长的光。例如，对金属氧化物层20照射紫外线。例如，在形成金属氧化物层20之后，也可以直接对金属氧化物层20照射紫外线而不经过其他层。在照射紫外线时，适当使用紫外线灯。作为紫外线灯，可以使用汞灯、汞氙灯、金卤灯等。或者，通过在分离之前进行的激光照射工序，可以使金属氧化物层20活化。
金属氧化物层20可以使用添加有金属或氮的氧化钛形成。当使用添加有上述元素的氧化钛形成金属氧化物层20时，可以将可见光用于活化，代替紫外线。
接着，在金属氧化物层20上形成第一层24(图5B)。
图5B示出利用涂敷法在金属氧化物层20的整个部分形成第一层24的例子。本发明的一个实施方式不局限于该例子，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或者具有开口或凹凸形状的第一层24。
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或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时，可以利用光刻法去除第一层24的一部分来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、聚酰亚胺树脂前体或丙烯酸树脂的材料形成。第一层24例如可以使用包含聚酰亚胺树脂和溶剂的材料、包含聚酰胺酸(polyamicacid)和溶剂的材料或者包含丙烯酸树脂和溶剂的材料形成。注意，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以具有相对高的耐热性。此外，第一层24优选使用包含丙烯酸树脂的材料形成以具有较高的可见光透过性。由于聚酰亚胺树脂及丙烯酸树脂是适用于显示装置的平坦化膜等的材料，所以可以共享共同的沉积装置及共同的材料。因此，不需要为了实现本发明的一个实施方式的结构而准备另外的装置及另外的材料。如上所述，由于第一层24可以使用用于显示装置的树脂材料形成而不需要特别的材料，所以可以降低成本。
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。
[化学式2]
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以及包含芳香胺或芳香胺衍生物的胺成分来得到的聚酰亚胺树脂适合于树脂层23。氧双邻苯二甲酸衍生物的例子包括氧双邻苯二甲酸酐。树脂层23也可以包含氟。在树脂层23包含氟的情况下，有时使用该氟在金属氧化物层20与树脂层23之间形成氢键。
表1示出适用于第一层24的各自包含聚酰亚胺树脂或聚酰亚胺树脂前体的材料的物性。
[表1]
可以使用表1所示的材料A至材料E中的任意材料形成树脂层23。为了提高树脂层23的可靠性，材料的玻璃化转变温度(Tg)及5％失重温度优选都高。
能够用于第一层24的形成的树脂材料的例子包括环氧树脂、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优选利用旋涂机形成。通过利用旋涂法，可以在大型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、更优选为5cP以上且小于100cP、进一步优选为10cP以上且50cP以下的溶液形成。溶液的粘度越低，涂敷越容易。溶液的粘度越低，越可以防止气泡的混入，由此可以形成良好的膜。
第一层24例如可以利用浸渍法、喷涂法、喷墨法、分配器法、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、刮刀式涂布法等形成。
接着，通过对第一层24进行加热处理来形成树脂层23(图5C)。
例如可以在对加热装置的处理室供应包含氧、氮和稀有气体(氩等)中的一个或多个的气体的同时进行加热处理。或者，加热处理可以在大气气氛下使用加热装置的处理室、加热板等进行。
当在大气气氛下进行加热或者在供应包含氧的气体的同时进行加热时，有时树脂层23因氧化而被着色，导致对可见光的透过性降低。
因此，优选的是，在供应氮气体的同时进行加热。此时，可以使包含在加热气氛中的氧比大气气氛中的氧少，从而抑制树脂层23的氧化，可以提高树脂层23的对可见光的透过性。
通过进行加热处理，可以降低树脂层23中的脱气成分(例如，氢或水)。尤其是，优选在形成于树脂层23上的各层的形成温度以上的温度下进行加热处理。由此，可以大幅度地减少在晶体管的制造工序中从树脂层23释放的气体。
例如，当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400℃以下、进一步优选为375℃以下的温度对将成为树脂层23的膜进行加热。由此，可以大幅度地减少在晶体管的制造工序中从树脂层23释放的气体。
优选将加热处理的温度设定为晶体管的制造中的最高温度以下。当将加热处理的温度设定为晶体管的制造中的最高温度以下时，例如还可以将晶体管的制造工序中使用的制造装置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。其结果是，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。
晶体管的制造中的最高温度优选与加热处理的温度相等，此时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。
即使加热温度相对低，有时，通过延长处理时间也可以实现与加热温度更高的条件的情况同样高的剥离性。因此，在因为加热装置的结构而不能增高加热温度时，优选延长处理时间。
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，加热处理的时间不特别局限于这些例子。例如，利用RTA(Rapid Thermal Annealing：快速热退火)法进行的加热处理的时间也可以短于5分钟。
作为加热装置，例如，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进行对象物的加热的装置等各种装置。例如，可以使用气体快速热退火(Gas RapidThermal Anneal：GRTA)装置、灯快速热退火(Lamp Rapid Thermal Anneal：LRTA)装置等RTA装置。LRTA装置是利用从卤素灯、金卤灯、氙弧灯、碳弧灯、高压钠灯或高压汞灯等灯发出的光(电磁波)的辐射加热对象物的装置。GRTA装置是用于使用高温的气体的加热处理的装置。通过使用RTA装置可以缩短处理时间，因此从进行量产的角度来看RTA装置是优选的。此外，在加热处理中也可以使用嵌入式加热装置(in-line heating apparatus)。
注意，有时因加热处理而树脂层23比第一层24更厚或更薄。例如，有时在包含在第一层24中的溶剂被去除时或在固化进展且密度增大时，体积减少，因此树脂层23的厚度变得比第一层24小。
在加热处理之前，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，此时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。显示装置可以实现轻量化及薄型化。显示装置可以具有高柔性。通过使用低粘度的溶液，可以形成厚度较小的树脂层23。本发明的一个实施方式不局限于上述例子，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。树脂层23的厚度优选为10μm以上，这是因为可以提高显示装置的刚性。
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包括在晶体管等的层中产生裂缝或晶体管等损伤。
接着，在树脂层23上形成被剥离层25(图5D)。
作为被剥离层25，例如可以设置绝缘层、功能元件(晶体管或显示元件等)。
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，通过使用包含硅烷气体、氢气体及氨(NH3)气体的沉积气体的等离子体增强CVD法形成氮化硅膜。对绝缘层的厚度没有特别的限制。该厚度例如可以为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”的氧含量比氮含量大。在本说明书等中，“氮氧化硅”的氮含量比氧含量大。
接着，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5D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以及反应固化粘合剂、热固化粘合剂、厌氧粘合剂等各种固化粘合剂。此外，也可以使用粘合薄片等。
作为衬底75a，例如可以使用：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(尼龙或芳族聚酰胺等)、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树脂或者纤维素纳米纤维等。可以使用各自薄得足以弯曲的玻璃、石英、树脂、金属、合金或半导体等各种材料形成衬底75a。
接着，照射激光55(图6A)。激光55例如在图6A中是从左侧向右侧扫描的线性激光束，其长轴与其扫描方向及其入射方向(从上往下)垂直。在激光装置中，以形成用衬底14位于上侧的方式配置叠层体。从叠层体(形成用衬底14)的上方对叠层体照射激光55。
激光55优选经过形成用衬底14照射到金属氧化物层20与树脂层23的界面或其附近(参照图6A的加工区域640)。激光55既可以照射到金属氧化物层20的内部，又可以照射到树脂层23的内部。
金属氧化物层20吸收激光55。树脂层23也可以吸收激光55。
包括形成用衬底14与金属氧化物层20的叠层体的激光55的吸收率优选为50％以上且100％以下，更优选为75％以上且100％以下，进一步优选为80％以上且100％以下。因为该叠层体吸收大部分激光55，所以可以确实地在金属氧化物层与树脂层23的界面进行分离。此外，可以降低树脂层23因光受到的损伤。
通过照射激光55，金属氧化物层20与树脂层23的密接性或粘着性降低。通过照射激光55，有时使树脂层23脆化。
作为激光55，选择具有激光55的至少一部分透过形成用衬底14且被金属氧化物层20吸收的程度的波长的光。激光55优选为在可见光线至紫外线的波长范围的光。例如可以使用波长为180nm以上且450nm以下的光，优选为200nm以上且400nm以下的光，更优选为250nm以上且350nm以下的光。
激光55优选具有比金属氧化物层20的能隙高的能量。例如，氧化钛的能隙大约为3.2eV。因此，当将氧化钛用于金属氧化物层20时，优选使用具有比3.2eV高的能量的光。
尤其是，优选使用波长为308nm的准分子激光，这是因为生产率得到增高。准分子激光还被用于LTPS的激光晶化，因此可以利用现有的LTPS生产线的设备，而不需要新的设备投资，所以准分子激光是优选的。波长为308nm的光的能量大约为4.0eV。也就是说，当将氧化钛用于金属氧化物层20时，优选使用波长为308nm的准分子激光。此外，也可以使用Nd：YAG激光的第三谐波的波长为355nm的UV激光等固体UV激光(也称为半导体UV激光)。由于固体激光不使用气体，与准分子激光相比，可以降低运行成本，所以固体激光是优选的。此外，也可以使用微微秒激光等脉冲激光。
当作为激光55使用线性激光时，通过使形成用衬底14与光源相对地移动来以激光55进行扫描并对要分离的区域整体地照射激光55。
这里，当尘埃等异物18附着于形成用衬底14的光照射面时，有时产生光照射不均匀。图7A示出比较例，其中以在形成用衬底14上且与其接触的方式形成树脂层23。在图7A中，在形成用衬底14与树脂层23的界面或其附近，异物18的正下方的被光照射的区域16被间断。该部分具有比其他部分低的剥离性低，因此有形成用衬底14与树脂层23分离的工序的成品率降低的担忧。
另一方面，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。作为基底层，可以使用金属层19、金属氧化物层20或如图7B所示那样的包括金属层19及金属氧化物层20的叠层体等。基底层优选包括导热性高的层。例如，当图7B所示的金属层19的导热性高时，即使异物18附着于形成用衬底14的光照射面，通过对异物18周围的金属层19进行加热，热也均匀地传导至整个金属层19。由于金属层19的被异物18遮住的部分被加热，所以可以防止产生剥离性低的部分。如图7B所示，在金属层19与金属氧化物层20的界面或其附近，在包括异物18的正下方的部分的整个面形成有被加热的区域17。
在金属氧化物层20与树脂层23的界面或其附近，也可以在一个位置或多个位置设置不照射光的区域。对不照射光的区域的面积没有特别的限制，例如为1μm2以上且1cm2以下。有时不照射光的区域的面积也可以为1μm2以下或1cm2以上。
接着，使形成用衬底14与树脂层23彼此分离。因为金属氧化物层20与树脂层23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6B1)。有时在脆化的树脂层23中产生分离。
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彼此分离。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，如果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，则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的负面影响(由于静电而半导体元件损坏等)。图6B2示出使用液体供应机构21对分离界面供应液体的例子。
所供应的液体可以是水(优选为纯水)、中性、碱性或酸性的水溶液等、溶解有盐的水溶液。液体的其他例子包括乙醇及丙酮。还可以使用各种有机溶剂。
在分离之前，也可以通过从形成用衬底14分离树脂层23的一部分形成分离起点。例如，也可以将刀具等锐利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。此外，也可以使用锐利的器具从衬底75a一侧切入树脂层23来形成分离起点。此外，可以使用激光烧蚀法等利用激光的方法形成分离起点。
在本实施方式中，层叠金属氧化物层20及树脂层23并对其照射光。其结果是，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，可以容易地分离形成用衬底14与树脂层23。
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)或者包括形成用衬底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1]
接着，对本实施方式的显示装置的制造方法例进行说明。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8A)。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8B)。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，通过对加工为所希望的形状的第一层24进行加热处理，形成树脂层23(图8C)。在图8C的例子中，形成岛状的树脂层23。
注意，树脂层23的形状并不需要为一个岛状，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的表面上形成凹凸。
通过在第一层24或树脂层23上形成抗蚀剂掩模或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。上述方法特别适合使用非感光性材料的情况。
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，可以将无机膜用作硬掩模对树脂层23进行蚀刻。
作为能够用作硬掩模的无机膜的例子，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。
优选的是，形成其厚度极小的掩模，与蚀刻同时去除掩模，此时可以消除去除掩模的步骤。
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8D)。绝缘层31以覆盖树脂层23的端部的方式形成。金属氧化物层20包括没有设置树脂层23的部分。因此，可以以在金属氧化物层20上并与其接触的方式形成绝缘层31。
绝缘层31在树脂层23的上限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及显示元件的阻挡层。绝缘层31例如在加热树脂层23时优选防止包含在树脂层23中的水分等扩散到晶体管及显示元件。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，可以使用氧化铪膜、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。还可以使用包括上述绝缘膜中的两个以上的叠层。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。
由于沉积温度越高其密度及阻挡性可以越高，所以优选以高温形成无机绝缘膜。
绝缘层31的形成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8E)。
对显示装置所包括的晶体管的结构没有特别的限制。例如，也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，也可以采用顶栅型晶体管或底栅型晶体管。栅电极也可以设置在沟道的上下。
在本例子中，作为晶体管40形成包括金属氧化物层44的底栅型晶体管的情况。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，作为晶体管的半导体使用氧化物半导体。优选使用带隙比硅宽且载流子密度比硅小的半导体材料，由此可以降低晶体管的关态电流(off-statecurrent)。
晶体管40在树脂层23的上限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可以以如下方式形成：形成导电膜，形成抗蚀剂掩模，对该导电膜进行蚀刻，去除抗蚀剂掩模。
导电膜的形成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各自可以具有包含铝、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等透光性导电材料。另外，例如，也可以使用因添加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。同样地，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。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导电聚合物形成导电层。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。关于绝缘层32可以参照能够用于绝缘层31的无机绝缘膜的记载。
接着，形成金属氧化物层44。金属氧化物层44可以以如下方式形成：形成金属氧化物膜，形成抗蚀剂掩模，对该金属氧化物膜进行蚀刻，去除抗蚀剂掩模。
形成金属氧化物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，对金属氧化物膜的形成步骤中的氧的流量比(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，金属氧化物膜的形成步骤中的氧的流量比(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。通过使用这样的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。或者，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可以以如下方式形成：形成导电膜，形成抗蚀剂掩模，对该导电膜进行蚀刻，去除抗蚀剂掩模。导电层43a及导电层43b都与金属氧化物层44连接。
注意，在用来形成导电层43a及导电层43b的加工中，有时在没有被抗蚀剂掩模覆盖的区域中，金属氧化物层44的一部分被蚀刻而被减薄。
导电膜的形成中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8E)。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被用作源极和漏极。
接着，形成覆盖晶体管40的绝缘层33(图9A)。绝缘层33可以通过与绝缘层31同样的方法形成。
优选将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用于绝缘层33。优选在氧化硅膜或氧氮化硅膜上层叠氮化硅膜等氧扩散性及氧透过性低的绝缘膜。在包含氧的气氛下形成的氧化物绝缘膜可以通过加热容易地释放出大量的氧。当对包括这种释放氧的氧化物绝缘膜及氧扩散性及氧透过性低的绝缘膜的叠层进行加热处理时，可以将氧供应给金属氧化物层44。其结果是，可以填充金属氧化物层44中的氧空位并修复金属氧化物层44与绝缘层33的界面的缺陷，由此可以降低缺陷能级。由此，可以制造可靠性极高的柔性显示装置。
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9A)。
如果在此阶段通过后面说明的方法将形成用衬底14与晶体管40彼此分离，则可以制造没有显示元件的装置。例如，通过形成晶体管40或者除了晶体管40之外还形成电容器、电阻器及布线等，可以提供半导体装置。
接着，在绝缘层33上形成绝缘层34(图9A)。在后面的工序中在绝缘层34上形成显示元件，因此绝缘层34优选被用作平坦化层。关于绝缘层34可以参照能够用于绝缘层31的有机绝缘膜或无机绝缘膜的记载。
绝缘层34在树脂层23的上限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使用有机绝缘膜时，在形成绝缘层34时对树脂层23施加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使用无机绝缘膜时，成膜时的衬底温度优选为室温以上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可以以如下方式形成：形成导电膜，形成抗蚀剂掩模，对该导电膜进行蚀刻，去除抗蚀剂掩模。
导电层61在树脂层23的上限温度以下的温度下形成。导电层61优选在比第一加热处理的温度低的温度下形成。
导电膜的形成中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。关于绝缘层35可以参照能够用于绝缘层31的有机绝缘膜或无机绝缘膜的记载。
绝缘层35在树脂层23的上限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使用有机绝缘膜时，在形成绝缘层35时对树脂层23施加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使用无机绝缘膜时，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，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、喷射法等形成。当在每个像素分别形成EL层62时，可以利用使用金属掩模等荫罩的蒸镀法或喷墨法等。当某些像素共用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的上限温度以下且EL层62的上限温度以下的温度下形成。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9A)。在发光元件60中，层叠有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。
虽然这里作为发光元件60形成顶部发射型发光元件，但是本发明的一个实施方式不局限于此。
发光元件可以是顶部发射型发光元件、底部发射型发光元件或双面发射型发光元件。作为提取光的电极使用透过可见光的导电膜。作为不提取光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9A)。绝缘层74被用作防止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。在形成导电层63之后，优选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的上限温度以下且发光元件60的上限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。
例如，绝缘层74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。还可以使用包括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。因为能够以低温进行成膜，所以ALD法及溅射法是优选的。ALD法是优选的，由此可以提高绝缘层74的覆盖性。
接着，在绝缘层74上形成保护层75(图9A)。如图5D所示，作为保护层75，可以使用粘合层75b及衬底75a。
接着，照射激光55(图9B1)。激光55例如在图9B1中是从左侧向右侧扫描的线性激光束，其长轴与其扫描方向及其入射方向(从上往下)垂直。在激光装置中，以形成用衬底14位于上侧的方式配置叠层体。从叠层体(形成用衬底14)的上方对叠层体照射激光55。
关于激光的照射工序可以参照上述剥离方法的记载。
在使用一个形成用衬底制造多个显示装置(多面板法)的情况下，可以使用一个树脂层23形成多个显示装置。或者，在每个显示装置中也可以分别形成多个树脂层23。图9B2示出形成用衬底上设置有一个树脂层23的例子。图9B3及图9B4示出形成用衬底上设置有四个树脂层23的例子。
激光装置在大型衬底的处理中难以使用或者有时比较昂贵。因此，根据形成用衬底的尺寸，如图9B4所示，也可以分断形成用衬底，可以对各所得到的形成用衬底照射激光。
接着，在树脂层23中形成分离起点(图10A至图10C)。
例如，将刀具等锐利的器具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。
如上所述，通过多面板法，可以使用一个树脂层23形成多个显示装置。例如，在图10B的切口64的内侧配置多个显示装置。此时，可以一次性地从形成用衬底分离多个显示装置。
或者，在每个显示装置中也可以分别形成多个树脂层23。在图10C所示的例子中，在形成用衬底上形成四个树脂层23。通过在四个树脂层23的每一个中以框状形成切口64，可以在不同的时序从形成用衬底分离各显示装置。
在制造方法例1中，金属氧化物层20的顶面包括与树脂层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的密接性(粘着性)比金属氧化物层20与树脂层23的密接性(粘着性)高。因此，可以抑制树脂层23从金属氧化物层20非意图性地剥离。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彼此分离。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11A)。
然后，使用粘合层28将衬底29贴合到露出的树脂层23(图11B)。
可以将衬底29用作显示装置的支撑衬底。衬底29优选为薄膜，更优选为树脂薄膜。此时，可以实现显示装置的轻量化及薄型化。使用薄膜衬底的显示装置比使用玻璃或金属等的显示装置坚固。另外，显示装置可以具有高柔性。
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。
在制造方法例1中，层叠金属氧化物层20及树脂层23并对其照射光。其结果是，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，可以容易地分离形成用衬底14与树脂层23。
[显示装置的结构实例1]
图12A是显示装置10A的俯视图。图12B和图12C各自是示出显示装置10A的显示部381以及与FPC372的连接部的截面图的一个例子。
显示装置10A可以使用上述制造方法例子1的制造方法制造。显示装置10A例如可以保持为弯曲状态或反复弯曲。
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。FPC372贴合到显示装置10A。
通过连接体76导电层43c与FPC372电连接(图12B和图12C)。导电层43c可以使用与晶体管的源极及漏极的形成所使用的材料及工序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12C所示的显示装置与图12B所示的结构不同之处在于：图12C所示的显示装置设置有晶体管49而没有设置有晶体管40；以及在绝缘层33上设置着色层97。当发光元件60具有底部发射结构时，也可以在比发光元件60更靠近衬底29一侧设置着色层97。在上述制造方法例1中，可以将可见光透过率高的材料用于树脂层23。因此，即使是经过树脂层23提取来自发光元件60的光的显示装置也可以具有高显示品质。
图12C所示的晶体管49除了图12B所示的晶体管40的构成要素以外还包括被用作栅极的导电层45。
晶体管49具有在两个栅极之间设置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。两个栅极也可以彼此连接，并且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，这种晶体管可以具有较高的场效应迁移率，而可以具有较大的通态电流(on-state current)。其结果是，可以得到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清晰化而布线数增多，也可以降低各布线的信号延迟且可以减少显示的不均匀。
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的构成要素(图13A)。
接着，在绝缘层31上形成晶体管80(图13B)。
在本例子中，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。
晶体管80在树脂层23的上限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可以以如下方式形成：形成导电膜，形成抗蚀剂掩模，对该导电膜进行蚀刻，去除抗蚀剂掩模。
接着，形成绝缘层82。关于绝缘层82可以参照能够用于绝缘层31的无机绝缘膜的记载。
接着，形成金属氧化物层83。金属氧化物层83可以以如下方式形成：形成金属氧化物膜，形成抗蚀剂掩模，对该金属氧化物膜进行蚀刻，去除抗蚀剂掩模。关于金属氧化物层83的材料可以参照能够用于金属氧化物层44的材料的记载。
接着，形成绝缘层84及导电层85。关于绝缘层84可以参照能够用于绝缘层31的无机绝缘膜的记载。绝缘层84及导电层85可以以如下方式形成：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，形成抗蚀剂掩模，对该绝缘膜及该导电膜进行蚀刻，去除抗蚀剂掩模。
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的形成方法同样的方法形成。
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，因此金属氧化物层83的一部分低电阻化。由于金属氧化物层83的一部分被用作低电阻区域，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可以以如下方式形成：形成导电膜，形成抗蚀剂掩模，对该导电膜进行蚀刻，去除抗蚀剂掩模。导电层86a及导电层86b通过形成在绝缘层33中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13B)。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连接的部分以及与导电层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的构成要素(图13C)。关于这些工序可以参照制造方法例子1的记载。
此外，与图14A至图14C的工序独立地进行图13A至图13C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14A)。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14B)。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14B)。
接着，在绝缘层95上形成着色层97及遮光层98(图14C)。
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以形成用衬底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等的面相对的方式粘合形成用衬底14与形成用衬底91(图14D)。
接着，照射激光55(图15)。激光55例如在图15中是从左侧向右侧扫描的线性激光束，其长轴与其扫描方向及其入射方向(从上往下)垂直。在激光装置中，以形成用衬底14位于上侧的方式配置叠层体。从叠层体(形成用衬底14)的上方对叠层体照射激光55。
既可以先分离形成用衬底14也可以先分离形成用衬底91。在本例子中，在分离形成用衬底91之前分离形成用衬底14。
激光55优选经过形成用衬底14照射到金属氧化物层20与树脂层23的界面或其附近。激光55既可以照射到金属氧化物层20的内部，又可以照射到树脂层23的内部。
金属氧化物层20吸收激光55。树脂层23也可以吸收激光55。
通过照射激光55，金属氧化物层20与树脂层23的密接性或粘着性降低。通过照射激光55，有时使树脂层23脆化。
激光55的大部分被照射激光55一侧的形成用衬底、金属氧化物层及树脂层这三层吸收。因此，通过照射激光55一次，可以降低金属氧化物层20和树脂层23的密接性与金属氧化物层92和树脂层93的密接性中的只有一个。由于可以使形成用衬底14及形成用衬底91的分离的时序不同，所以可以在不同工序中分离形成用衬底14及形成用衬底91。因此，可以提高分离工序及显示装置的制造工序的成品率。
关于激光的照射工序可以参照上述剥离方法的记载。
接着，优选在树脂层23中形成分离起点。例如，优选的是：通过在形成用衬底14与形成用衬底91之间插入锐利的刀具等，将由粘合层99粘合的形成用衬底14与形成用衬底91的部分分离。
在制造方法例2中，金属氧化物层20的顶面包括与树脂层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的密接性(粘着性)比金属氧化物层20与树脂层23的密接性(粘着性)高。因此，可以抑制树脂层23从金属氧化物层20非意图性地剥离。同样地，金属氧化物层92的顶面包括与树脂层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的密接性(粘着性)比金属氧化物层92与树脂层93的密接性(粘着性)高。因此，可以抑制树脂层93从金属氧化物层92非意图性地剥离。
接着，使形成用衬底14与晶体管80彼此分离(图16A)。在图16A所示的例子中在树脂层23的端部的外侧在粘合层99中发生分离(发生粘合层99的内聚破坏)，但是本发明的一个实施方式不局限于该例子。例如，有时在粘合层99与绝缘层95或绝缘层33的界面发生分离(界面破坏或粘合破坏)。
在制造方法例2中，层叠金属氧化物层20及树脂层23并对其照射光。其结果是，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，可以容易地分离形成用衬底14与树脂层23。
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16B)。衬底29可以用作显示装置的支撑衬底。
接着，照射激光55(图17)。激光55例如在图17中是从左侧向右侧扫描的线性激光束，其长轴与其扫描方向及其入射方向(从上往下)垂直。在激光装置中，以形成用衬底91位于上侧的方式配置叠层体。从叠层体(形成用衬底91)的上侧对叠层体照射激光55。
激光55优选经过形成用衬底91照射到金属氧化物层92与树脂层93的界面或其附近。激光55既可以照射到金属氧化物层92的内部，又可以照射到树脂层93的内部。
金属氧化物层92吸收激光55。树脂层93也可以吸收激光55。
通过照射激光55，金属氧化物层92与树脂层93的密接性或粘着性降低。通过照射激光55，有时使树脂层93脆化。
关于激光的照射工序可以参照上述剥离方法的记载。
接着，在树脂层93中形成分离起点(图18A)。
在图18A所示的例子中，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适合的。
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彼此分离。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，使形成用衬底91与晶体管80彼此分离(图18B)。在该例子中，使框状的切口的内侧的部分与形成用衬底91彼此分离。
在制造方法例2中，层叠金属氧化物层92及树脂层93并对其照射光。其结果是，可以降低金属氧化物层92与树脂层93的密接性或粘着性。因此，可以容易地分离形成用衬底91与树脂层93。
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19A)。衬底22可以被用作显示装置的支撑衬底。
在图19A所示的例子中，发光元件60所发射的光经过着色层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的可见光透过率优选高。在本发明的一个实施方式中，树脂层93的厚度可以较小。因此，树脂层93可以具有高可见光透过率，由此可以抑制发光元件60的光提取效率的降低。
此外，在本发明的一个实施方式中，对金属氧化物层92与树脂层93的界面或其附近照射光，金属氧化物层92吸收光的一部分。因此，即使树脂层93的光吸收率低，也可以容易地分离金属氧化物层92与树脂层93。因此，作为树脂层93可以使用可见光透过率高的材料。由此，可以防止发光元件60的光提取效率的降低。
此外，也可以去除树脂层93。此时，进一步提高发光元件60的光提取效率。在图19B中示出一个例子，其中去除树脂层93，使用粘合层13将绝缘层95与衬底22贴合。
粘合层13可以使用能够用于粘合层75b的材料形成。
衬底22可以使用能够用于衬底75a的材料形成。
制造方法例2是进行本发明的一个实施方式的剥离方法两次制造显示装置的例子。在本发明的一个实施方式中，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2(图14D)中，粘合层99重叠于金属氧化物层20和绝缘层31接触的部分以及金属氧化物层92和绝缘层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)比金属氧化物层20与树脂层23的密接性(粘着性)高。金属氧化物层92与绝缘层95的密接性(粘着性)比金属氧化物层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，有时产生剥离不良，例如剥离的成品率下降。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适合的。
还可以采用如下结构：如图20A、图20B所示，粘合层99不重叠于金属氧化物层20和绝缘层31接触的部分以及金属氧化物层92和绝缘层95接触的部分。由此，可以抑制剥离不良。
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，易于将粘合层99形成为岛状(图20A)。
或者，也可以形成框状的分隔壁96，由分隔壁96围绕的空间填充有粘合层99(图20B)。
当将分隔壁96用作显示装置的构成要素时，分隔壁96优选使用固化树脂形成。此时，分隔壁96优选不重叠于金属氧化物层20和绝缘层31接触的部分以及金属氧化物层92和绝缘层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，分隔壁96优选使用未固化的树脂或半固化的树脂形成。此时，分隔壁96也可以重叠于金属氧化物层20和绝缘层31接触的部分与金属氧化物层92和绝缘层95接触的部分中的一个或两个。
在本实施方式的例子中，分隔壁96使用未固化的树脂形成，分隔壁96不重叠于金属氧化物层20和绝缘层31接触的部分以及金属氧化物层92和绝缘层95接触的部分。
[显示装置的结构实例2]
图21A是显示装置10B的俯视图。图21B是示出显示装置10B的显示部381以及与FPC372的连接部的截面图的一个例子。
显示装置10B可以使用上述制造方法例子2的制造方法制造。显示装置10B例如可以保持为弯曲状态或反复弯曲。
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。FPC372贴合到显示装置10B。
衬底22及衬底29各自优选为薄膜，特别优选为树脂薄膜。此时，可以实现显示装置的轻量化及薄型化。使用薄膜衬底的显示装置比使用玻璃或金属等的显示装置坚固。另外，显示装置可以具有高柔性。
通过连接体76导电层86c与FPC372电连接(图21B)。导电层86c可以使用与晶体管的源极及漏极的形成所使用的材料及工序相同的材料及相同的工序形成。
[叠层体的制造装置的例子]
接着，参照图22对叠层体的制造装置的例子进行说明。在图22所示的叠层体的制造装置中，可以利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将其转置到另一个衬底。使用图22所示的叠层体的制造装置可以制造半导体装置或显示装置等叠层体。
图22所示的叠层体的制造装置包括激光照射单元610、衬底反转单元630、多个传送辊(传送辊643、644、645、646等)、胶带卷筒602、收卷卷筒683、方向转变辊604及压辊606。
能够使用图22所示的叠层体的制造装置进行处理的叠层体56例如是包括被剥离体56a及支撑体56b的叠层体。在叠层体56中，在被剥离体56a与支撑体56b之间发生剥离。例如，被剥离体56a包括树脂层，支撑体56b包括形成用衬底。
在图22所示的叠层体的制造装置中，将支撑体601贴合到叠层体56并拉起支撑体601，由此将被剥离体56a从支撑体56b剥离。可以使用支撑体601自动地分离叠层体56，因此可以实现处理时间的缩短及产品的制造成品率的提高。
从支撑体56b分离的被剥离体56a由粘合剂贴合到支撑体671。其结果是，可以制造依次层叠有支撑体601、被剥离体56a及支撑体671的叠层体59。
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，也可以是传送带或传送机器人等。另外，可以在传送机构上的载物台上配置叠层体56。
传送辊643、传送辊644、传送辊645、传送辊646各自是排列的传送辊中的一个，以固定的间隔设置且在叠层体56、被剥离体56a或支撑体56b的传送方向(实线箭头所示的顺时针方向)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的每一个旋转。
激光照射单元610是对叠层体56照射激光的单元。作为激光器，例如可以使用输出波长308nm的紫外线的准分子激光器等。另外，也可以使用高压汞灯或UV-LED等。
如图22所示，叠层体56以支撑体56b位于上侧的方式传送到激光照射单元610。
准分子激光器是高输出的脉冲激光器，可以使用光学系统将光束形成为线形。通过使衬底在被照射线性激光束的范围内移动，可以对衬底整体或需要部分照射激光。注意，当线性光束的长度为衬底的一个边的长度以上时，只将衬底向一个方向上移动就可以对衬底整体照射激光。脉冲激光的振荡频率优选为1Hz以上且300Hz以下，更优选为60Hz或60Hz附近。
作为准分子激光装置，除了安装有一个激光振荡器的装置以外，还可以使用安装有两个以上的激光振荡器的装置。在安装有多个激光振荡器的装置中，使用光学系统合成(重叠)从各激光振荡器同步输出的激光束，由此可以获得高能量密度的激光。因此，在本实施方式的用途中，也可以进行第3.5代(600mm×720mm)以上、第6代(1500mm×1850mm)以上、第7代(1870mm×2200mm)以上或第8代(2160mm×2460mm)以上的尺寸的玻璃衬底的处理。在安装有多个激光振荡器的装置中，从各激光振荡器输出的激光互相弥补其输出偏差，因此每脉冲的强度偏差变少，而可以进行成品率高的处理。可以使用多个准分子激光装置代替安装有多个激光振荡器的装置。
图23A示出使用准分子激光器的激光照射单元610的一个例子。使用光学系统635合成从包括两个激光振荡器的准分子激光装置660输出的激光610a及610b。由光学系统635向横向拉伸的激光610c通过反射镜650入射到透镜680。与激光610c相比，穿过透镜680的激光610d被缩小。此时，经过支撑体56b(例如玻璃衬底)对叠层体56所包括的加工区域640照射激光610d。以下，将激光610d的照射到加工区域640的部分记为线性光束610e。
这里示出包括两个激光振荡器的装置例子。该装置也可以包括一个激光振荡器，由此可以使装置简化。此外，也可以使用包括三个以上的激光振荡器的装置，由此可以提高线性光束610e的强度。
通过使用传送辊644向附图中的箭头所示的方向上移动叠层体56，可以对加工区域640照射线性光束610e。
如图23A所示，通过在使用传送辊644以一定速度传送叠层体56的同时照射线性光束610e，可以缩短工序时间。注意，也可以将叠层体56配置在向至少一个方向上可移动的载物台上，在移动载物台的同时照射线性光束610e。当使用载物台时，载物台优选为在相对于前进方向的横向方向上及高度方向上可移动的，并优选为可以调整线性光束610e的焦点的位置或深度的。在图23A中示出通过移动叠层体56照射线性光束610e的例子，但是本发明的一个实施方式不局限于此。例如，也可以使叠层体56固定且移动准分子激光装置660等，来对叠层体56照射线性光束610e。
在图23A所示的例子中，被照射线性光束610e的加工区域640位于叠层体56的端部的内侧。由此，由于加工区域640的外侧的区域保持高密接性，所以可以防止在传送时发生剥离。此外，也可以使线性光束610e的宽度相等于或大于叠层体56的宽度。此时，可以对叠层体56的整体照射线性光束610e。
图23B示出线性光束610e照射到叠层体56的加工区域640的情况。叠层体56包括形成用衬底58、第一层57a以及第二层57b。这里，包括形成用衬底58及第二层57b的部分相当于支撑体56b，包括第一层57a的部分相当于被剥离体56a。
例如，第一层57a相当于树脂层23，第二层57b相当于金属氧化物层20。
优选的是，激光610d穿过形成用衬底58，线性光束610e照射到第一层57a与第二层57b的界面或其附近。尤其优选的是，线性光束610e聚焦到第一层57a与第二层57b的界面或其附近。
当线性光束610e聚焦到第一层57a与第二层57b的界面时，有时可能存在于第一层57a与第二层57b的界面的水气化而使水的体积急剧膨胀。此时，可以推测由于水的体积膨胀而在第一层57a与第二层57b的界面或其附近产生剥离。
注意，有通过照射激光而使非晶硅膜晶化的技术。在是该技术的情况下，激光聚焦到非晶硅膜的内部。另一方面，在本发明的一个实施方式中，如图23B所示，激光(这里，线性光束610e)聚焦到第一层57a与第二层57b的界面或其附近。就是说，本发明的一个实施方式的与非晶硅膜晶化的技术不同之处是：激光焦点位置。
此外，当线性光束610e的焦点深度充分大时，有时线性光束610e不仅聚焦到第一层57a与第二层57b的界面或其附近，而且聚焦到厚度方向的第一层57a整体、厚度方向的第二层57b整体或者厚度方向的第一层57a与第二层57b的整体。
作为准分子激光优选使用波长等于或大于308nm的激光。在使用波长等于或大于308nm的激光的情况下，即使作为支撑体56b使用玻璃衬底也可以使加工所需的充分量的激光穿过支撑体56b。
图22所示的衬底反转单元630是将叠层体56上下调换的单元。例如，衬底反转单元630可以包括夹持叠层体56的上下的可旋转传送辊。注意，衬底反转单元630的结构不局限于此，既可以夹持叠层体56的上下的传送辊配置为螺旋状，又可以衬底反转单元630具有能够反转的传送臂部。
如图22所示，经过衬底反转单元630后的叠层体56以被剥离体56a朝上方式位置。
胶带卷筒602能够将卷材状支撑体601抽拉。支撑体601的抽拉速度优选是可调整的。例如，当将该速度设定为比较慢时，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。
胶带卷筒602及收卷卷筒683可以对支撑体601施加张力。
支撑体601连续地或间歇地被抽拉出来。通过连续地抽拉支撑体601，可以以均匀的速度及均匀的力进行剥离，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，当工序的中途停止剥离并从该停止剥离的区域再次开始剥离时，在该区域中会发生变形等。由此，有时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，这会对显示装置的显示造成影响。
作为支撑体601，可以使用由有机树脂、金属、合金或者玻璃等形成的卷材状薄膜。
在图22所示的例子中，支撑体601是与被剥离体56a一起构成所制造的装置(例如，柔性装置)的构件，典型的是柔性衬底。支撑体601也可以为以载带等为典型的不构成所制造的装置的构件。
通过使用方向转变辊604，可以改变支撑体601的传送方向。在图22所示的例子中，方向转变辊604位于胶带卷筒602与压辊606之间。
支撑体601通过压辊606及传送辊645被贴合到叠层体56(被剥离体56a)。
在图22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。
利用未图示的驱动部(发动机等)使压辊606旋转。当压辊606旋转时，剥离被剥离体56a的力被施加到叠层体56，因此被剥离体56a被剥离。此时，叠层体56优选具有剥离起点。被剥离体56a的剥离从剥离起点开始。其结果是，叠层体56分成被剥离体56a和支撑体56b。
从叠层体56剥离被剥离体56a的机构不局限于压辊606，可以使用具有凸面(或凸曲面)的结构体。例如，可以使用圆筒状(例如，圆柱状、直圆柱状、椭圆柱状、抛物柱状等)或球状等的结构体。此外，例如，可以使用圆筒状辊等辊。结构体的形状的例子包括其底面的边界为曲线的柱体(其底面为正圆的圆柱、其底面为椭圆的椭圆柱等)、其底面的边界为直线及曲线的柱体(其底面为半圆或半椭圆的柱体等)。如果结构体的形状为上述柱体中的任一，则凸面相当于该柱体的曲面。
结构体的材料的例子包括金属、合金、有机树脂、橡胶。结构体也可以在其内部具有空间或空洞。橡胶的例子包括天然橡胶、聚氨酯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶等。在使用橡胶的情况下，优选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22所示的压辊606包括使用橡胶或有机树脂形成的中空圆筒606a及位于圆筒606a的内侧并使用金属或合金形成的圆柱606b。
压辊606的旋转速度优选是可调整的。通过调整压辊606的旋转速度，可以进一步提高剥离的成品率。
压辊606和多个传送辊也可以是在至少一个方向(例如，垂直方向、水平方向、深度方向)上可移动的。压辊606的凸面与传送辊的支撑面之间的距离优选为可调整的，这是因为可以进行各种厚度的叠层体的剥离。
对压辊606使支撑体601折转的角度没有特别的限制。图22示出压辊606使支撑体601折转的角度为钝角的例子。
图22所示的叠层体的制造装置还包括辊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是在一个以上的方向上可移动的。
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，可以采用如下结构：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再次将支撑体601的传送方向改变为水平方向。
图22所示的叠层体的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)。
叠层体的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。既可以使用一个导辊，又可以使用多个导辊。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，叠层体的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22示出收卷卷筒613位于胶带卷筒602与压辊606之间的例子。此外，叠层体的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。
叠层体的制造装置也可以包括干燥机构614。包括在被剥离体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被剥离体56a与支撑体56b的界面供应液体或者在对该界面供应液体的同时进行剥离。由于液体存在于产生剥离的部分因此可以降低剥离所需要的力。可以在使用液体供应机构659对该界面供应液体的同时进行剥离。如果附着于被剥离体56a的液体蒸发，就有可能产生水痕，因此优选在剥离之后立即去除液体。因此，优选对包括功能元件的被剥离体56a进行吹干，来去除残留在被剥离体56a上的液滴。由此可以抑制水痕的发生。还可以设置载流子板609以便防止支撑体601的变形。
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，使气体沿着支撑体601的倾斜方向向下方流动，来使液滴下落。
虽然支撑体601的传送方向可以与水平面垂直，但是传送方向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变得稳定而减少振动。
在工序中，优选在有可能发生静电的位置上使用叠层体的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离子发生器、软X射线式离子发生器或紫外线式离子发生器。
例如，优选的是，在叠层体的制造装置中设置离子发生器，从离子发生器对被剥离体56a喷吹空气或氮气体等来进行静电消除处理，来降低静电给功能元件带来的负面影响。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，在利用离子发生器639对被剥离体56a与支撑体56b的界面附近照射离子以去除静电的同时将叠层体56分成被剥离体56a及支撑体56b。
叠层体的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，可以将支撑体56b供应到衬底卸载盒642。
胶带卷筒672可以将卷材状支撑体671抽拉出来。作为支撑体671可以使用与支撑体601相同的材料。
胶带卷筒672及收卷卷筒683可以对支撑体671施加张力。
叠层体的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被剥离体56a与从胶带卷筒672抽拉的支撑体671贴合在一起。由此，可以抑制气泡混入支撑体671与被剥离体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22示出收卷卷筒683将叠层体59收卷的例子。此外，也可以设置导辊665、666等将叠层体59引导至收卷卷筒683的导辊。
在图22所示的叠层体的制造装置中，使用压辊606从叠层体56剥离被剥离体56a，使用压辊675将被剥离体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，通过照射光调整树脂层的相对于金属氧化物层的剥离性。此外，当在金属氧化物层的顶面包括与树脂层接触的部分及与绝缘层接触的部分时，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高成品率制造显示装置等。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。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)
本实施方式中，参照图24A至图24E、图25A至图25E、图26A至图26C、图27A和图27B以及图28A至图28C对本发明的一个实施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，树脂层优选形成得厚。由此，高温工序成为可能，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24A)。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24B)。
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24C)。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中的说明。
在本实施方式中，由于第一层24使用耐热性高的材料形成，所以树脂层23可以具有高耐热性。
在本实施方式中，由于将耐热性高的材料用于第一层24，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。当树脂层23的厚度充分大时，可以缓和激光晶化工序中的损伤。显示装置的刚性可以得到提高。
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24D)。
绝缘层31在树脂层23的上限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所示的材料中的任何材料。
接着，在绝缘层31上形成晶体管140(图24E、图25A至图25E)。
在此，示出作为晶体管140形成在沟道形成区域中包括LTPS的顶栅晶体管的情况。
首先，通过溅射法或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℃以下的温度下对非晶硅膜161进行加热。例如，当非晶硅膜161的含氢量为5atomic％以下时，可以提高晶化工序中的制造成品率。当非晶硅膜161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25A)。
通过从半导体膜的上方照射激光，可以使半导体膜晶化。例如，可以使用其波长为193nm、248nm、308nm或351nm的激光。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。
可以使用湿蚀刻法和/或干蚀刻法对半导体膜进行加工。
接着，在绝缘层31及半导体膜上形成绝缘层163及导电层164。关于绝缘层163，可以参照能够用于绝缘层31的无机绝缘膜的记载。绝缘层163及导电层164可以以如下方式形成：形成将成为绝缘层163的绝缘膜，形成将成为导电层164的导电膜，形成掩模，对该绝缘膜及该导电膜进行蚀刻，然后去除掩模。
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(也称为源区域及漏区域)。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与各低电阻区域162b之间形成轻掺杂漏(Lightly Doped Drain：LDD)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。
在形成n沟道晶体管的情况下，使用对半导体膜赋予n型导电性的杂质元素。例如，可以使用P、As、Sb、S、Te、Se等元素。
当形成p沟道晶体管的情况下，使用对半导体膜赋予p型导电性的杂质元素。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25C)。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元素活化。该加热处理优选在形成绝缘层165之后进行以防止导电层164的氧化。
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元素的活化的加热处理。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25D)。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作为绝缘层166。
接着，进行加热处理。由此，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，因此可以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可以以如下方法形成：形成导电膜，形成抗蚀剂掩模，对该导电膜进行蚀刻，去除抗蚀剂掩模。导电层167a及导电层167b通过形成在绝缘层165及绝缘层166中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25E)。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连接的部分以及与导电层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的构成要素(图26A)。这些工序可以参照实施方式1。
接着，照射激光55(图26B)。激光55的照射方法可以参照实施方式1。
接着，在树脂层23中形成分离起点(图26C)。分离起点的形成方法可以参照实施方式1。
在本实施方式中，金属氧化物层20的顶面包括与树脂层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的密接性(粘着性)比金属氧化物层20与树脂层23的密接性(粘着性)高。因此，可以抑制树脂层23从金属氧化物层20非意图性地剥离。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彼此分离。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27A)。
然后，使用粘合层28将衬底29贴合到露出的树脂层23(图27B)。
可以将衬底29用作显示装置的支撑衬底。衬底29优选为薄膜，特别优选为树脂薄膜。此时，可以实现显示装置的轻量化及薄型化。使用薄膜衬底的显示装置比使用玻璃或金属等的显示装置坚固。另外，显示装置可以具有高柔性。
如上所述，通过使用耐热性高的材料将树脂层形成得较厚，可以制造在晶体管中包括LTPS的显示装置。
[显示装置的结构实例3]
图28A是显示装置10C的俯视图。图28B和图28C各自是示出显示装置10C的显示部381以及与FPC372的连接部的截面图的一个例子。
显示装置10C例如可以保持为弯曲状态或反复弯曲。
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。FPC372贴合到显示装置10C。
通过连接体76导电层43c与FPC372电连接(图28B和图28C)。导电层43c可以使用与晶体管的源极及漏极的形成所使用的材料及工序相同的材料及相同的工序形成。
图28C所示的显示装置包含包括树脂层23a、绝缘层31a、树脂层23b及绝缘层31b的叠层体而不包含树脂层23及绝缘层31。由于是该叠层体，因此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)
本实施方式中，参照图29、图30、图31、图32、图33A和图33B、图34、图35、图36、图37以及图38说明能够适用本发明的一个实施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使用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显示图像的元件。因为这种元件不包括光源(或不需要人工光源)，所以可以使显示图像时的功耗变得极小。
作为第一显示元件的典型例子，可以举出反射型液晶元件。作为第一显示元件，除了快门方式的微电子机械系统(Micro Electro Mechanical System：MEMS)元件、光干涉方式的MEMS元件以外，还可以使用应用微囊方式、电泳方式、电润湿方式、电子粉流体(注册商标)方式等的元件。
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，因此可以显示色彩再现性高(色域宽)且对比度高的鲜明图像。
作为第二显示元件，例如可以使用有机发光二极管(Organic Light EmittingDiode：OLED)、发光二极管(Light Emitting Diode：LED)、量子点发光二极管(Quantum-dotLight Emitting Diode：QLED)等自发光性发光元件。
本实施方式的显示装置具有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。本实施方式的显示装置能够以自动或手动切换这些模式。
在第一模式中，利用第一显示元件和外光显示图像。因为在第一模式中不需要光源，所以该模式中的功耗极低。例如，当充分的外光入射到显示装置时(例如，在明亮的环境等下)，可以使用第一显示元件所反射的光显示图像。例如，第一模式在外光充分强且外光为白色光或近似白色光的光的情况下是有效的。第一模式适合于文字的显示。另外，在第一模式中因使用反射的外光而可以进行护眼显示，这实现眼睛不容易疲累的效果。
在第二模式中，利用第二显示元件所发射的光显示图像。由此，可以与照度及外光的色度无关地显示极鲜明的图像(对比度高且色彩再现性高)。例如，第二模式在夜间及昏暗的室内等照度极低的情况下是有效的。在昏暗环境下显示明亮的图像时，使用者会感到图像过明亮。为了防止发生这种问题，在第二模式中优选显示亮度降低的图像。由此，不仅可以减少眩光，而且可以降低功耗。第二模式适合于鲜明的图像(静态图像及动态图像)等的显示。
在第三模式中，利用第一显示元件所反射的光和第二显示元件所发射的光的双方显示图像。不但可以显示比第一模式鲜明的图像，而且功耗可以比第二模式低。例如，第三模式在室内照明的环境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，可以制造在外光下或室内的可见度高且方便性高的显示装置。
可以将第三模式称为使用混合型显示方法的模式。
可以将本实施方式所示的显示装置及输入/输出装置称为混合型显示器。
混合型显示是指一种在一个面板中一起使用反射光和自发光来显示文字和/或图像的方法，其中彼此补充色调或光强度。此外，混合型显示是指一种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。注意，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记载中的任一个或多个。
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。注意，作为多个显示元件的例子，可以举出反射光的反射元件和发射光的自发光元件。注意，反射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具有第一显示元件的多个第一像素以及具有第二显示元件的多个第二像素。第一像素及第二像素优选配置为矩阵状。
第一像素及第二像素各自可以包括一个以上的子像素。例如，各像素可以具有一个子像素(白色(W)子像素等)、三个子像素(红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)子像素或者黄色(Y)、青色(C)及品红色(M)子像素)、四个子像素(红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)、白色(W)子像素或者红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)、黄色(Y)子像素)。
在本实施方式的显示装置中，可以使用第一像素和第二像素进行全彩色图像的显示。此外，本实施方式的显示装置可以使用第一像素进行黑白图像的显示或灰度图像的显示，并可以使用第二像素进行全彩色图像的显示。可用于黑白图像显示或灰度图像显示的第一像素适用于不需要彩色显示的信息例如显示文件信息的显示。
图29是显示装置300A的透视示意图。在显示装置300A中，衬底351与衬底361彼此贴合。在图29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29示出显示装置300A安装有IC(集成电路)373及FPC372的例子。因此，也可以将图29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29示出通过玻璃覆晶封装(Chip On Glass：COG)方式或薄膜覆晶封装(Chip onFilm：COF)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，也可以利用COF方式等将IC安装于FPC上。
图29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。
如图29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的面积较小时，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的面积充分大，可以抑制发光元件170的发光的损耗。
图30示出图29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30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。偏振片135设置在衬底361的外侧的面上。绝缘层121可以具有平坦化层的功能。绝缘层121可以使电极113的表面大致平坦，由此使液晶层112的取向状态均匀。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具有被用作像素电极的电极311a、液晶层112及电极113的叠层结构。以与电极311a的衬底351一侧的面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使可见光透过。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具有使可见光透过的功能。从衬底361一侧入射的光被偏振片135偏振，透过电极113、液晶层112并被电极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，由于特定的波长范围之外的光被着色层131吸收，因此所发射的光例如是红色光。
如图30所示，在开口451中优选设置有使可见光透过的电极311a。由此，液晶层112的液晶在与开口451重叠的区域中与其他区域同样地取向，从而可以防止因在该区域的境界部产生液晶的取向不良而产生非意图性的漏光。
在连接部207，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的区域的一部分中设置有连接部252。在连接部252中，通过连接体243使对与电极311a同一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。
作为连接体243例如可以使用导电粒子。作为导电粒子，可以采用由金属材料覆盖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，优选使用如由镍覆盖且还由金覆盖的粒子等由两种以上的金属材料的层覆盖的粒子。连接体243优选采用能够弹性变形或塑性变形的材料。如图30所示，有时导电粒子的连接体243具有在纵向上被压扁的形状。通过具有被压扁的形状，可以增大连接体243与电连接于连接体243的导电层的接触面积，从而可以降低接触电阻并抑制断开等问题发生。
连接体243优选以由粘合层141覆盖的方式配置。例如，在进行粘合层141的固化之前，粘合层141中分散连接体243。
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包含使可见光透过的材料。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。
当在像素之间着色层的颜色不同时，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进行彩色图像的显示。显示装置300A可以使用发光元件170进行彩色图像的显示。
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的电路与电连接于发光元件170的电路优选形成在同一面上。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。
当使用在沟道形成区域中包括金属氧化物的关态电流极小的晶体管作为晶体管206的情况或者使用与晶体管206电连接的存储元件时，例如，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图像显示。在本发明的一个实施方式中，可以使帧频极小而能够进行功耗低的驱动。
将晶体管203用于控制是否选择像素(这样的晶体管也被称为开关晶体管或选择晶体管)。晶体管205用于控制流过发光元件170的电流(这样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。这是因为可以将这种绝缘层用作阻挡膜。这种结构可以有效地抑制杂质从外部扩散到晶体管中，从而能够提供一种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各自包括：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，对通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或晶体管206等构成要素以外各自还包括被用作栅极的导电层223。
作为晶体管201及晶体管205的例子，采用在两个栅极之间设置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。两个栅极也可以彼此连接，并且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，这种晶体管可以具有较高的场效应迁移率，而可以具有较大的通态电流。其结果是，可以得到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清晰化而布线数增多，也可以降低各布线的信号延迟，而可以减少显示的不均匀。
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用于导电层223的导电膜，可以对绝缘层212供应氧。优选的是，沉积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中的氧空位的减少。
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，优选将释放氢的绝缘膜，例如氮化硅膜用于绝缘层213。这是因为通过在绝缘层213的形成中或在形成绝缘层213后进行的热处理，氢可以被供应给导电层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的不与衬底361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同一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的外侧的面上的偏振片135，可以使用直线偏振片或圆偏振片。圆偏振片的例子是将直线偏振片和四分之一波相位差板层叠而成的偏振片。这种结构可以抑制外光反射。通过根据偏振片的种类控制被用作液晶元件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的外侧的面上配置各种光学构件。光学构件的例子包括偏振片、相位差板、光扩散层(扩散薄膜等)、防反射层及聚光薄膜(light-condensing film)等。此外，在衬底361的外侧的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造成的硬涂膜等。
衬底351及衬底361各自可以使用玻璃、石英、陶瓷、蓝宝石以及有机树脂等。当使用柔性材料形成衬底351及衬底361时，可以提高显示装置的柔性。
作为液晶元件180，例如可以采用使用垂直取向(Vertical Alignment：VA)模式的元件。垂直取向模式的例子包括使用多象限垂直取向(Multi-Domain VerticalAlignment：MVA)模式、垂直取向构型(Patterned Vertical Alignment：PVA)模式、高级超视觉(Advanced Super View：ASV)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。例如可以利用使用扭曲向列(Twisted Nematic：TN)模式、平面切换(In-Plane-Switching：IPS)模式、边缘电场转换(Fringe Field Switching：FFS)模式、轴对称排列微单元(Axially Symmetric alignedMicro-cell：ASM)模式、光学补偿弯曲(Optically Compensated Birefringence：OCB)模式、铁电性液晶(Ferroelectric Liquid Crystal：FLC)模式、反铁电液晶(AntiFerroelectric Liquid Crystal：AFLC)模式、超扭曲向列(Super Twisted Nematic：STN)模式、横向弯曲取向(Transverse Bend Alignment：TBA)模式、电控双折射(Electrically Controlled Birefringence：ECB)模式、宾主模式等的液晶元件。代替VA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、聚合物分散液晶(PDLC：Polymer Dispersed Liquid Crystal)、高分子网络型液晶(PNLC：Polymer NetworkLiquid 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。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。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及破损。
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，优选在显示面一侧设置光扩散板以提高可见度。
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。优选使用具备LED的前光源以降低功耗。
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>
在本发明的一个实施方式中，可以制造安装有触摸传感器的显示装置(以下称为输入/输出装置或触摸面板)。
对本发明的一个实施方式的输入/输出装置所包括的感测元件没有特别的限制。注意，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，可以利用电容式、电阻式、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。
静电电容式感测元件的例子包括表面型静电电容式感测元件、投影型静电电容式感测元件。投影型静电电容式感测元件的例子包括自电容式感测元件、互电容式感测元件。当使用互电容式感测元件时，可以同时进行多点感测，所以是优选的。
本发明的一个实施方式的输入/输出装置可以采用贴合分别形成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所包括的电极等的结构等各种结构。
以下，对具有贴合分别形成的显示装置与感测元件的结构的输入/输出装置进行说明。图31及图35各自示出本发明的一个实施方式的显示装置的制造方法的流程图。图32、图33A及图33B是制造中的显示装置的截面图。图32对应于图31中的步骤S6。同样地，图33A对应于步骤S7，图33B对应于步骤S8。图36及图37是制造中的显示装置的截面图。图36对应于图35中的步骤S26。同样地，图37对应于步骤S27。
如图31所示，首先在形成用衬底14上形成金属层19(步骤S1)。接着，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并进行烘烤，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32对形成在树脂层23上的各构成要素进行说明。注意，关于已说明的构成要素，可以参照上述记载。
如图32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。氮化硅膜适合用于绝缘层115。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。将透过可见光的导电膜用于电极311a及电极311c。将反射可见光的导电膜用于电极311b。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的源极和漏极中的一个在连接部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的源极和漏极中的一个通过导电层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高。在图32中，示出将阻挡性高的材料用于绝缘层213及绝缘层225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451一侧供应该光的一部分的功能。透镜227具有透过来自发光元件170的光的功能。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。按每个子像素分别着色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。
可以将折射率为1.55或1.55左右的材料、折射率为1.66或1.66左右的材料、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂等用于绝缘层214和绝缘层215中的一个或两个。
可以将金属用于覆盖膜226。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。
透镜227的材料的例子包括包含氧化物或者硫化物的材料以及包含树脂的材料等。具体而言，作为包含氧化物或者硫化物的材料，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。具体而言，作为包含树脂的材料，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，可以使用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形成透镜227。可以将氧化钛或者氧化锆等用于纳米粒子。
接着，将晶体管等从形成用衬底14剥离且转置到衬底351一侧(步骤S7)。这里，经过形成用衬底14对金属氧化物层20与树脂层23的界面或其附近照射激光。因为在金属氧化物层20与树脂层23的界面产生分离，所以使树脂层23露出(图33A)。
接着，通过去除树脂层23，使绝缘层115露出(步骤S8)。注意，也可以通过去除绝缘层115的一部分或全部，使电极311a露出。当阻挡性高的绝缘层115残留时，可以防止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33B)。
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。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34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也可以与发光元件170的发光区域重叠。绝缘层121被用作保护层。作为绝缘层232适合使用阻挡性高的绝缘膜。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，将扩散薄膜233及偏振片135贴合到衬底361的另一个面。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。注意，在图34中，在有的部分中未图示粘合层。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。反射光可以因表面的凹凸而扩散，而降低眩光。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34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31所示的流程图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35为不包括该工序的流程图。
如图35所示，首先在形成用衬底14上形成金属层19(步骤S21)。接着，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并进行烘烤，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无需去除树脂层23。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36对各构成要素进行说明。注意，关于已说明的构成要素，可以参照上述记载。
如图36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。不设置树脂层23的部分包括金属氧化物层20与电极311a接触的区域以及金属氧化物层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。将透过可见光的导电膜用于电极311a及电极311c。将反射可见光的导电膜用于电极311b。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的源极和漏极中的一个在连接部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的源极和漏极中的一个通过导电层228与发光元件170的电极191电连接。各晶体管被绝缘层212至绝缘层215以及绝缘层225覆盖。这些绝缘层中的一个或多个绝缘层的阻挡性优选高。在图36中，示出将阻挡性高的材料用于绝缘层213及绝缘层225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该光的一部分的功能。透镜227具有透过来自发光元件170的光的功能。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。按每个子像素分别着色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，将晶体管等从形成用衬底14剥离且转置到衬底351一侧(步骤S27)。这里，经过形成用衬底14对金属氧化物层20与树脂层23的界面或其附近照射激光。因为在金属氧化物层20与树脂层23的界面产生分离，所以使树脂层23露出(图37)。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，而使电极311a露出(图37)。电极311a优选使用与金属氧化物层20的密接性低的材料形成。电极311a与金属氧化物层20的接触面积优选小，这是因为在界面的分离容易产生。
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。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。这些构成要素与图34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，将扩散薄膜233及偏振片135贴合到衬底361的另一个面。将其一个面设置有触摸传感器的衬底235贴合于偏振片135。这些构成要素与图34同样，所以省略其说明。
通过上述步骤，可以形成图38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，所以能够切换多个显示模式。因此，无论周围的亮度如何，显示装置都可以具有高可见度，这实现高方便性。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式4)
本实施方式中，对可用于在本发明的一个实施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cloud-aligned composite(CAC)-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，作为整体，CAC-OS或CAC metal oxide具有半导体的功能。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，CAC-OS或CAC metal oxide可以具有开关功能(开启/关闭的功能)。在CAC-OS或CAC metal oxide中，通过使各功能分离，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。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。导电性区域和绝缘性区域有时在材料中不均匀地分布。有时导电性区域被观察为其边缘模糊且以云状连接。
此外，在CAC-OS或CAC metal oxide中，有时导电性区域及绝缘性区域以0.5nm以上且10nm以下，优选为0.5nm以上且3nm以下的尺寸分散在材料中。
CAC-OS或CAC metal oxide包括具有不同带隙的成分。例如，CAC-OS或CAC metaloxide包括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。在是该构成的情况下，载流子主要在具有窄隙的成分中流过。具有窄隙的成分与具有宽隙的成分互补作用，还在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例如具有包含在金属氧化物中的元素不均匀地分布的构成。包含不均匀地分布的元素的各材料的尺寸为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。
注意，金属氧化物优选至少包含铟。尤其是，优选包含铟及锌。此外，也可以还包含铝、镓、钇、铜、钒、铍、硼、硅、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁等。
例如，在CAC-OS中，具有CAC构成的In-Ga-Zn氧化物(尤其可以将这种In-Ga-Zn氧化物称为CAC-IGZO)具有材料分成铟氧化物(InOX1，X1为大于0的实数)或铟锌氧化物(InX2ZnY2OZ2，X2、Y2及Z2为大于0的实数)以及镓氧化物(GaOX3，X3为大于0的实数)或镓锌氧化物(GaX4ZnY4OZ4，X4、Y4及Z4为大于0的实数)等而形成马赛克状的构成。而且，形成马赛克状的InOX1或InX2ZnY2OZ2均匀地分布在膜中。该构成也被称为云状构成。
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。注意，在本说明书中，例如，当第一区域的In对元素M的原子个数比大于第二区域的In对元素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也是包含In、Ga、Zn及O的化合物的通称。IGZO的典型例子包括以InGaO3(ZnO)m1(m1为自然数)和以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c轴取向结晶(CAAC)结构。注意，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。在包含In、Ga、Zn及O的CAC-OS的材料构成中，CAC-OS的一部分中观察到以Ga为主要成分的纳米粒子状区域，CAC-OS的一部分中观察到以In为主要成分的纳米粒子状区域。这些纳米粒子状区域无规律地分散而形成马赛克状。因此，在CAC-OS中，结晶结构是次生因素。
CAC-OS不包含原子个数比不同的两种以上的膜的叠层结构。例如，不包含包括以In为主要成分的膜与以Ga为主要成分的膜的两层结构。
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的一部分中观察到以被选择的金属元素为主要成分的纳米粒子状区域，CAC-OS的一部分中观察到以In为主要成分的纳米粒子状区域，并且，在CAC-OS中，这些纳米粒子状区域无规律地分散而形成马赛克状。
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，作为沉积气体，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。沉积时的沉积气体的总流量中的氧气体的流量比越低越好，例如，氧气体的流量比优选为0％以上且低于30％，更优选为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)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。
在通过照射束径为1nm的电子束(也称为纳米电子束)而取得的CAC-OS的电子衍射图案中，观察到亮度高的环状区域以及在该环状区域内的多个亮点。由此，电子衍射图案表示，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nanocrystal(nc)结构。
例如，根据能量分散型X射线分析法(EDX)面分析图像(mapping image)，确认到：具有CAC构成的In-Ga-Zn氧化物具有以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结构。
CAC-OS具有与金属元素均匀地分布的IGZO化合物不同的结构，并具有与IGZO化合物不同的性质。换言之，在CAC-OS中，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以形成马赛克状。
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，因为是起因于GaOX3等的绝缘性及起因于InX2ZnY2OZ2或InOX1的导电性的互补作用所以可以实现大通态电流(Ion)及高场效应迁移率(μ)。
包括CAC-OS的半导体元件具有高可靠性。因此，CAC-OS适用于显示器等各种半导体装置。
本实施方式可以适当地与其它实施方式中的任何组合。
(实施方式5)
在本实施方式中，说明本发明的一个实施方式的显示模块及电子设备。
在图39A所示的显示模块8000中，在上盖8001与下盖8002之间设置有连接于FPC8005的显示面板8006、框架8009、印刷电路板8010以及电池8011。
例如，可以将利用本发明的一个实施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。
触摸面板可以以与显示面板8006重叠的方式设置。触摸面板可以是电阻式触摸面板或电容式触摸面板，并可以被形成为重叠于显示面板8006。显示面板8006也可以具有触摸面板的功能，代替设置触摸面板。
框架8009保护显示面板8006，并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。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。当使用商业电源时，可以省略电池8011。
显示模块8000还可以设置有偏振片、相位差板、棱镜片等构件。
图39B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。由上盖8001及下盖8002围绕的区域中设置有一对导光部(导光部8017a、导光部8017b)。
上盖8001及下盖8002例如可以使用塑料等。上盖8001及下盖8002都可以薄。例如，各盖的厚度可以为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与印刷电路板8010及电池8011重叠。显示面板8006及框架8009固定到导光部8017a、导光部8017b。
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，由手指或触屏笔等检测对象的光8018的遮蔽被检测为触摸操作。
例如，多个发光部8015沿着显示面板8006的相邻的两个边设置。多个受光部8016以与发光部8015对置的方式配置。由此，可以取得触摸操作的位置的信息。
作为发光部8015例如可以使用LED元件等光源。尤其是，作为发光部8015，优选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发射的光并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。
通过本发明的一个实施方式，可以制造具有曲面且可靠性高的电子设备。通过本发明的一个实施方式，可以制造具有柔性且可靠性高的电子设备。
电子设备的例子包括：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。
本发明的一个实施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，可以将本发明的一个实施方式的显示装置适当地应用于便携式电子设备、可穿戴式电子设备(可穿戴式设备)以及电子书阅读器等。
图40A和图40B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40A)如图40B所示地展开。由此，携带时的便携式信息终端800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实施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、静态图像和动态图像等中的至少一个。当在显示部上显示文件时，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大幅度地弯曲。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。跨着外壳801和外壳802连续地配置有像素，从而显示部803的一部分在弯曲的状态下能够显示图像。
显示部803被用作触摸面板并可以用手指或触屏笔等进行操作。
显示部803优选使用一个柔性显示器形成。由此，可以跨着外壳801和外壳802显示连续的图像。注意，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，将外壳801和外壳802处于锁定状态(不能进一步打开)的角度优选为90°以上且小于180°，典型的是，可以为90°、120°、135°、150°或175°等。此时，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具有锁定机构时，过大的力没有施加到显示部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中的任一个设置有无线通信模块，可以通过因特网、局域网(LAN)、Wi-Fi(注册商标)等计算机网络进行数据收发。
图40C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实施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。
便携式信息终端810在显示部812中包括触摸传感器。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。
利用操作按钮813可以将电源打开或关闭。此外，可以切换显示在显示部812上的图像的种类，例如，利用操作按钮813将电子邮件的编写画面切换为主菜单画面。
当在便携式信息终端810内部设置陀螺仪传感器或加速度传感器等检测装置时，通过判断便携式信息终端810的方向(便携式信息终端810配置为纵向还是横向)可以对显示部812的屏面显示方向进行自动切换。另外，屏面显示的方向的切换也可以通过触摸显示部812、利用操作按钮813的操作或者使用麦克风816输入声音来进行。
便携式信息终端810例如被用作电话机、笔记本和信息阅读系统等中的一种或多种。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40D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实施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的镜头826能够从外壳821拆卸下而进行更换，但是镜头826也可以包括在外壳821中。
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，也可以通过触摸具有触摸面板的功能的显示部822，进行摄像。
注意，照相机820可以另外具备闪光灯及取景器等。另外，这些构件也可以包括在外壳821中。
图41A至图41E示出电子设备。这些电子设备都包括外壳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(具有测量如下因素的功能的传感器：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实施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41A至图41E所示的电子设备可以具有各种功能，例如：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41A至图41E所示的电子设备所具有的功能不局限于上述功能，电子设备也可以具有其他的功能。
图41A是手表型的便携式信息终端9200的透视图。图41B是手表型的便携式信息终端9201的透视图。
图41A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显示图像。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，充电操作也可以利用无线供电进行，而不通过连接端子9006。
与图41A所示的便携式信息终端不同，图41B所示的便携式信息终端9201的显示部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41B中为圆形状)。
图41C至图41E是能够折叠的便携式信息终端9202的透视图。图41C是示出将便携式信息终端9202展开的状态的透视图。图41D是示出便携式信息终端9202处于展开状态或折叠状态的透视图。图41E是示出将便携式信息终端9202折叠的状态的透视图。
折叠的便携式信息终端9202的可携带性好，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5A1至图5D以及图6A至图6B2说明本实施例的样品的制造方法。
首先，在形成用衬底14上形成金属氧化物层20(图5A1)。
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，在以580NL/min的流量供应氮气体及氧气体的混合气体(氧浓度20％)的同时在450℃下进行1小时的焙烧，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5B)。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。涂敷该材料时的第一层24的厚度大约为2.0μm。
接着，通过对第一层24进行加热处理，形成树脂层23(图5C)。在N2气氛下以350℃进行1小时的加热处理。
然后，将UV剥离胶带贴合到树脂层23(相当于图5D的粘合层75b及衬底75a)。
从形成用衬底14一侧对本实施例的样品照射激光(图6A)。在俯视时，激光照射到样品的整个面。此外，在照射光时，在样品的外围部设置用于遮光的掩模(未图示)。
作为发射激光的激光器，使用波长为308nm的XeCl准分子激光器。光束的短轴聚光宽度为625μm，能量密度大约为440mJ/cm2。注意，样品分为激光的照射条件不同的四个区域。四个区域的照射次数分别为10次、20次、30次、40次。重复频率为60Hz。扫描速度取决于照射次数。激光的照射次数为10次的区域的扫描速度为3.75mm/秒，照射次数为20次的区域的扫描速度为1.90mm/秒，照射次数为30次的区域的扫描速度为1.25mm/秒，照射次数为40次的区域的扫描速度为0.93mm/秒。
包括形成用衬底14及金属氧化物层20的叠层体的波长为308nm的光的吸收率及透过率分别为75％左右及13％左右。由此，可认为金属氧化物层20与树脂层23的界面、金属氧化物层20中和树脂层23中都被照射激光。
在照射激光之后，从衬底75a一侧使用切割器截切样品的外围部的内侧，由此从样品剥离形成用衬底14(图6B1)。
如图42所示，在激光的照射次数为10次、20次、30次及40次的区域中都可以从形成用衬底14剥离衬底75a。
图43A至图43C示出激光的照射次数为10次的样品的截面扫描透射电子显微镜(Scanning Transmission Electron Microscopy：STEM)观察的结果。
图43A是剥离之前的样品的截面STEM图像。金属氧化物层20的厚度大约为14nm。图43B是剥离后的衬底75a一侧的样品的截面STEM图像。在树脂层23与为观察而形成的覆盖层之间观察不到金属氧化物层20。此外，在能量分散型X射线分析(EDX)中，在树脂层23一侧检测不出钛。图43C是剥离后的形成用衬底14一侧的样品的截面STEM图像。金属氧化物层20的厚度大约为11nm。从上述结果可认为在金属氧化物层20与树脂层23的界面产生分离。
从本实施例的结果可确认到通过本发明的一个实施方式的剥离方法可以在金属氧化物层20与树脂层23的界面处将形成用衬底14剥离。
再者，可确认到在能量密度大约为306mJ/cm2的条件、大约为324mJ/cm2的条件、大约为342mJ/cm2的条件及大约为360mJ/cm2的条件中的任何条件中，可以在金属氧化物层20与树脂层23的界面处将形成用衬底14剥离(照射次数都为10次)。由此，与在激光晶化工序中使用的条件相比能够以更低的能量密度进行处理。由此，可以增加在激光装置中能够处理的衬底个数。此外，可以长期使用激光装置，由此可以降低激光装置的运行成本。
本实施例中的树脂层的光透过率高(尤其是可见光透过率高)，光吸收率比着色的树脂层低。另一方面，本实施例中的包括形成用衬底(玻璃衬底)、金属氧化物层(氧化钛膜)及树脂层(聚酰亚胺膜)的叠层体的波长为308nm的光的吸收率大约为87％。该吸收率高于不设置金属氧化物层(氧化钛膜)的情况的波长为308nm的光的吸收率(81％)。通过在形成用衬底与树脂层之间设置金属氧化物层，可以提高激光吸收率。
图44示出在本发明的一个实施方式的剥离方法中能够使用的激光处理条件的一个例子。区域A可用于使用本实施例中的包括形成用衬底(玻璃衬底)、金属氧化物层(氧化钛膜)及树脂层(聚酰亚胺膜)的叠层体的剥离方法的条件。区域B可用于使用以与形成用衬底(玻璃衬底)接触的方式形成本实施例的树脂层(可见光透过率高的聚酰亚胺膜)的结构的剥离方法的条件。可知，通过设置金属氧化物层，可以降低激光的能量密度及照射次数。具体而言，通过应用本发明的一个实施方式，可以使用与使用着色的树脂层时的激光的能量密度及照射次数相等的条件。
由此可知，在本发明的一个实施方式中不需要特别的激光处理条件，可以防止制造成本的增高。此外，由于可以采用可见光透过率高的树脂层，所以即使树脂层位于显示装置的显示面一侧，也可以实现高显示品质。可以省略为了提高显示品质去除着色的树脂层的工序。可以扩大树脂层的材料的选择范围。
[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。
制造比较例的显示装置，确认显示状态。首先，在形成用衬底(玻璃衬底)上且与其接触地形成树脂层(聚酰亚胺膜)，在树脂层上形成被剥离层(包括晶体管及显示元件)。激光经过形成用衬底照射到树脂层，因此从形成用衬底剥离被剥离层。由此，制造显示装置。
从其结果可知，在激光的能量密度过高时，容易产生煤灰(因过树脂碳化而得的像粉末那样的残渣)。
可知：在能量密度低时，可以抑制煤灰的产生，但是在形成用衬底(玻璃衬底)上产生树脂层(聚酰亚胺膜)的残渣，这导致剥离的成品率的降低。
可认为这是因为如下缘故：当经过形成用衬底进行树脂层的照射时，由于在形成用衬底的光照射面附着尘埃等异物，所以产生光照射的不均匀，在所希望的位置上没有产生剥离。
如此，当在形成用衬底上且与其接触地形成树脂层时，有时激光的照射条件的适当范围窄，因此难以控制光照射。
在本实施例中，制造采用本发明的一个实施方式的叠层体，进行三种评价。在第一个评价中，调查激光的能量密度给样品的剥离性带来的影响。在第二个评价及第三个评价中，调查形成用衬底的照射激光的面上的尘埃等异物给样品的剥离性带来的影响。
<评价1>
参照图5A1至图5D以及图6A至图6B2说明评价1的样品的制造方法。
首先，在形成用衬底14上形成金属氧化物层20(图5A1)。
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10nm的钛膜。接着，对钛膜的表面进行H2O等离子体处理，形成金属氧化物层20的氧化钛膜。在H2O等离子体处理中，偏压功率为4500W，ICP功率为0W，压力为15Pa，处理时间为600sec，工艺气体是流量为250sccm的水蒸气。氧化钛膜的厚度大约为26nm。
接着，在金属氧化物层20上形成第一层24(图5B)。第一层24使用包含聚酰亚胺树脂前体的感光性材料形成。涂敷该材料时的第一层24的厚度大约为2.0μm。
接着，通过对第一层24进行加热处理，形成树脂层23(图5C)。在N2气氛下以450℃进行1小时的加热处理。
然后，使用粘合层75b将衬底75a贴合于树脂层23(图5D)。
从形成用衬底14一侧对本实施例的样品照射激光(图6A)。在俯视时，激光照射到样品的整个面。此外，在照射光时，在样品的外围部设置用于遮光的掩模(未图示)。
作为发射激光的激光器，使用波长为308nm的XeCl准分子激光器。光束的短轴聚光宽度为625μm，照射次数为10次，重复频率为60Hz，扫描速度为3.75mm/秒。注意，样品分为激光的照射条件不同的五个区域。五个区域的能量密度分别为263mJ/cm2左右、306mJ/cm2左右、350mJ/cm2左右、394mJ/cm2左右、438mJ/cm2左右。
在照射激光之后，从衬底75a一侧使用切割器截切样品的外围部的内侧，由此从样品剥离形成用衬底14(图6B1)。
如图45所示，在被照射能量密度为263mJ/cm2左右、306mJ/cm2左右、350mJ/cm2左右、394mJ/cm2左右、438mJ/cm2左右的光的区域中，都可以从形成用衬底14剥离衬底75a。此外，即使能量密度高，也确认不到煤灰。
<评价2>
接着，制造采用本发明的一个实施方式的叠层体(样品A)及比较叠层体(比较样品B)，对从形成用衬底剥离树脂层的结果进行评价。
参照图46A1至图46D2说明样品A及比较样品B的制造方法及剥离方法。样品A包括金属氧化物层20，而比较样品B不包括金属氧化物层20。
首先，在样品A的形成用衬底14上形成金属氧化物层20(图46A1)。在比较样品B的形成用衬底14上不形成金属氧化物层20(图46A2)。
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10nm的钛膜。接着，对钛膜的表面进行H2O等离子体处理，形成金属氧化物层20的氧化钛膜。在H2O等离子体处理中，偏压功率为4500W，ICP功率为0W，压力为15Pa，处理时间为600sec，工艺气体是流量为250sccm的水蒸气。氧化钛膜的厚度大约为26nm。
接着，在样品A中，在金属氧化物层20上形成树脂层23(图46A1)。在比较样品B中，在形成用衬底14上形成树脂层23(图46A2)。树脂层23使用包含聚酰亚胺树脂前体的感光性材料形成。涂敷该材料时的树脂层23的厚度大约为2.0μm。在涂敷该材料之后，在含氮的气氛下在450℃进行1小时的焙烧。
然后，使用粘合层75b将衬底75a贴合于树脂层23(图46A1、图46A2)。作为粘合层75b使用环氧树脂。作为衬底75a使用PET薄膜。
接着，在形成用衬底14的没有形成树脂层23等的面形成多个遮光层15(图46B1、图46B2)。通过溅射法形成厚度大约为300nm的钛膜，形成遮光层15。遮光层15使用掩模形成为岛状。遮光层15的尺寸为五种：220μm×220μm、520μm×520μm、300μm×1100μm、820μm×1000μm、1000μm×2000μm。在形成用衬底14上形成各尺寸的多个遮光层15。
图47A至图47F是遮光层15的显微镜观察照片。在观察中，使用基恩士公司制造的数字显微镜VHX-100。
图47A至图47C示出形成在样品A上的遮光层15的图案。图47A示出300μm×1100μm的图案，图47B示出820μm×1000μm的图案，图47C示出1000μm×2000μm的图案。
图47D至图47F示出形成在比较样品B上的遮光层15的图案。图47D示出300μm×1100μm的图案，图47E示出820μm×1000μm的图案，图47F示出1000μm×2000μm的图案。
接着，从形成用衬底14一侧(遮光层15一侧)对样品A及比较样品B照射激光(图46C1、图46C2)。在俯视时，激光照射到样品的整个面。此外，在照射光时，在样品的外围部设置用于遮光的掩模(未图示)。
作为发射激光的激光器，使用波长为308nm的XeCl准分子激光器。光束的短轴聚光宽度为625μm，能量密度大约为352mJ/cm2，照射次数为10次，重复频率为60Hz，扫描速度为3.75mm/秒。
注意，包括形成用衬底14与金属氧化物层20的叠层体的波长为308nm的光的吸收率大约为82％。另一方面，形成用衬底14本身的波长为308nm的光的吸收率大约为51％。
在各样品中，在照射激光之后，从衬底75a一侧使用切割器截切样品的外围部的内侧，由此从各样品剥离形成用衬底14(图46D1、图46D2)。
图48A至图48F以及图49A至图49D是形成用衬底14一侧的剥离面的显微镜观察照片。图48A至图48F示出使用基恩士公司制造的数字显微镜VHX-100而得的观察结果。图49A至图49D示出使用奥林巴斯公司制造的半导体/FPD检查显微镜的而得的观察结果。
图48A至图48C、图49A及图49B是样品A的形成用衬底14一侧的剥离面的观察照片。图48A对应于设置有具有300μm×1100μm的图案的遮光层15的部分。同样地，图48B对应于设置有具有820μm×1000μm的图案的遮光层15的部分，图48C及图49A对应于设置有具有1000μm×2000μm的图案的遮光层15的部分，图49B对应于设置有具有220μm×220μm的图案的遮光层15的部分。
如图48A至图48C、图49A及图49B所示，在形成用衬底14一侧的样品A的剥离面上观察不到树脂层23的残渣。注意，在样品A中，在照射激光时，根据情况，遮光层15被去除或残留。在图48A至图48C及图49B中，在与形成用衬底14一侧的剥离面相反的的面上观察到残留遮光层15的图案。
图48D至图48F、图49C及图49D是比较样品B的形成用衬底14一侧的剥离面的观察照片。图48D对应于设置有具有300μm×1100μm的图案的遮光层15的部分。同样地，图48E对应于设置有具有820μm×1000μm的图案的遮光层15的部分，图48F及图49C对应于设置有具有1000μm×2000μm的图案的遮光层15的部分，图49D对应于设置有具有220μm×220μm的图案的遮光层15的部分。
如图48D至图48F、图49C及图49D所示，在形成用衬底14一侧的比较样品B的剥离面观察到树脂层23的残渣。树脂层23残留在大致与遮光层15的重叠位置。
图50A至图50F是衬底75a一侧的剥离面的显微镜观察照片。在观察中，使用基恩士公司制造的数字显微镜VHX-100。
图50A至图50C是样品A的衬底75a一侧的剥离面的观察照片。图50A对应于设置有具有300μm×1100μm的图案的遮光层15的部分。同样地，图50B对应于设置有具有820μm×1000μm的图案的遮光层15的部分，图50C对应于设置有具有1000μm×2000μm的图案的遮光层15的部分。
如图50A至图50C所示，在样品A中，树脂层23在剥离面的整个面残留，且在树脂层23中观察不到缺陷。
图50D至图50F是比较样品B的衬底75a一侧的剥离面的观察照片。图50D对应于设置有具有300μm×1100μm的图案的遮光层15的部分。同样地，图50E对应于设置有具有820μm×1000μm的图案的遮光层15的部分，图50F对应于设置有具有1000μm×2000μm的图案的遮光层15的部分。
如图50D至图50F所示，在比较样品B中，在与设置有遮光层15的部分大致重叠的位置观察到树脂层23的缺陷。
通过观察形成用衬底14一侧的剥离面，检查树脂层23的残渣是否存在于与遮光层15重叠的部分。对每一种尺寸的十个遮光层进行检查。表2示出检查的结果。
[表2]
在比较样品B中，关于五种尺寸的每一个，在十个遮光层中都确认到树脂层23的残渣。在比较样品B中，可认为，由于在形成用衬底14的光照射面附着遮光层15，因此在经过形成用衬底14照射光时产生光照射的不均匀，因此不在所希望的位置进行剥离。
对采用本发明的一个实施方式的样品A的形成用衬底14一侧的剥离面同样地进行检查。在具有五种尺寸的十个遮光层中都确认不到树脂层23的残渣。在采用本发明的一个实施方式的样品A中，即使在形成用衬底14的光照射面附着遮光层15，也可以抑制剥离性低的部分的产生。
<评价3>
接着，制造采用本发明的一个实施方式的叠层体(样品C)及比较叠层体(比较样品D)，对从形成用衬底剥离树脂层的结果进行评价。
参照图46A1至图46D2说明样品C及比较样品D的制造方法及剥离方法。样品C包括金属氧化物层20，而比较样品D不包括金属氧化物层20。
首先，在样品C的形成用衬底14上形成金属氧化物层20(图46A1)。在比较样品D的形成用衬底14上不形成金属氧化物层20(图46A2)。
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20nm的钛膜。接着，对钛膜的表面进行H2O等离子体处理，形成金属氧化物层20的氧化钛膜。在H2O等离子体处理中，偏压功率为4500W，ICP功率为0W，压力为15Pa，处理时间为600sec，工艺气体是流量为250sccm的水蒸气。氧化钛膜的厚度大约为30nm。
接着，在样品C中，在金属氧化物层20上形成树脂层23(图46A1)。在比较样品D中，在形成用衬底14上形成树脂层23(图46A2)。树脂层23使用包含聚酰亚胺树脂前体的感光性材料形成。涂敷该材料时的树脂层23的厚度大约为2.0μm。在涂敷该材料之后，在含氮的气氛下在450℃进行1小时的焙烧。
然后，使用粘合层75b将衬底75a贴合于树脂层23(图46A1、图46A2)。
此外，在形成用衬底14的光照射面使用黑色的油性马克笔形成用肉眼能够看到的大小(直径大约为1mm)的遮蔽光的五个区域(以下，被称为遮光区域)。接着，将激光经过形成用衬底14照射到树脂层23。然后，从形成用衬底14剥离树脂层23，确认在形成用衬底14的剥离面上是否残留树脂层23。
如图51B所示，在比较样品D中，在形成用衬底14的剥离面的五个部分观察到树脂层23的残渣(由虚线围绕的部分)。该残渣与遮光区域重叠。另一方面，如图51A所示，在样品C中，观察不到树脂层23的残渣。在图51A中，隐约看到形成用衬底14的背面(与剥离面相反的面)的遮光区域，但是在形成用衬底14的剥离面不残留树脂层23。
从评价1的结果可知，通过采用本发明的一个实施方式，即使激光的能量密度高，也可以抑制煤灰的产生。从评价2及评价3的结果可知，通过采用本发明的一个实施方式，在光照射面存在异物时，没有过度增高激光的能量密度也可以抑制树脂层的残渣的产生。如上所述，在本发明的一个实施方式的剥离方法中，激光的照射条件的范围大，容易控制剥离。通过使用本发明的一个实施方式的剥离方法，可以提高剥离的成品率。
[实施例3]
详细说明本发明的一个实施方式的剥离方法中的表3所示的项目。
[表3]
如实施例1等所示，作为对基底层进行的处理，H2O等离子体处理是优选的。作为树脂层的材料，包含聚酰亚胺树脂前体的感光性材料是优选的。或者，作为树脂层的材料，优选使用包含可溶性聚酰亚胺树脂的非感光性材料。
这里，当将树脂层的材料涂敷到形成用衬底时，有时该材料涂敷到衬底的外周部等的一部分。优选在树脂层的固化之前容易去除不需要的部分。例如，可以使用稀释剂等有机溶剂去除不需要的部分。有时根据树脂层的材料，与稀释剂起反应而产生白浊、凝胶化或凝固等。由于在实施例1等中使用的树脂层的材料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显影，可以对树脂层进行加工。由于不需要抗蚀剂掩模，所以可以缩短制造工序。
当使用非感光性材料时，抗蚀剂掩模以如下方法形成：涂敷材料且通过加热使其固化，在树脂层上涂敷抗蚀剂，进行曝光及显影。然后，通过进行干蚀刻，可以对树脂层进行加工。
优选的是，在树脂层上形成被剥离层(晶体管或显示元件等)的工序及将衬底贴合到树脂层的工序中，制造装置容易读出位置对准用标记。与非感光性材料相比，具有感光性的材料有时有颜色。与有色树脂层相比，可见光的透过性较高的树脂层是优选的，这是因为制造装置容易识别标记，布局自由度得到增高。
当在经过形成用衬底对树脂层的整个面照射激光的工序中，在形成用衬底的背面(与形成树脂层的面相反的面)存在尘埃时，不适当地照射光，这导致剥离不良。在相对于树脂层的激光的功率过大时，有时树脂层变质。例如，有时产生煤灰。在本发明的一个实施方式的剥离方法中，在形成用衬底与树脂层之间形成基底层。即使在形成用衬底的光照射面附着异物，通过对异物的周边的基底层进行加热，有时热也均匀地传导基底层整体。因此，由于不需要使激光的功率过大，所以可以防止树脂层因激光而受伤。因此，本发明的一个实施方式的剥离方法不容易受到形成用衬底的背面的尘埃的影响，不容易产生煤灰。注意，如表2所示，氧化钛的热传导率大约为6.3W/m·K，聚酰亚胺的热传导率大约为0.18W/m·K。
如实施例1等所示，在金属氧化物层与树脂层的界面产生剥离时，在剥离后的形成用衬底上不残留树脂层。根据金属氧化物层的厚度等有时在树脂层中产生剥离。也就是说，有时在剥离后的形成用衬底上残留树脂层。
当剥离后去除树脂层时，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。
当剥离后不去除树脂层时，优选通过剥离使贯通电极露出。在形成树脂层时，在树脂层中形成开口，在开口中形成贯通电极。当使用具有感光性的材料时，可以通过利用曝光技术在树脂层中形成开口。此时，开口具有锥形形状。当使用非感光性材料时，可以使用抗蚀剂掩模在树脂层中形成开口。此时，开口的形状近于垂直形状。并且，通过剥离使树脂层及贯通电极露出。优选将与形成用衬底的密接性低的材料用于贯通电极。另外，与贯通电极和形成用衬底的接触面积越小越好。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。当使用有色树脂时，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。当使用对可见光的透过性高的树脂层时，即使树脂层残留，光提取效率也不容易下降，所以是优选的。
[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5A1至图5D以及图6A至图6B2说明本实施例的样品的制造方法。
首先，在形成用衬底14上形成金属氧化物层20(图5A1)。
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20nm的钛膜。接着，对钛膜的表面进行H2O等离子体处理，形成金属氧化物20的氧化钛膜。在H2O等离子体处理中，偏压功率为4500W，ICP功率为0W，压力为15Pa，处理时间为600sec，工艺气体是流量为250sccm的水蒸气。
接着，在金属氧化物层20上形成第一层24(图5B)。第一层24使用包含感光性丙烯酸树脂的材料形成。涂敷该材料时的第一层24的厚度大约为2μm。
接着，通过对第一层24进行加热处理，形成树脂层23(图5C)。在N2气氛下以300℃进行1小时的加热处理。
图52示出丙烯酸树脂的光透过率。样品以如下方式制造：在玻璃衬底上以厚度大约为2μm的方式涂敷包含感光性丙烯酸树脂的材料；在N2气氛下进行1小时的焙烧。焙烧温度为250℃、300℃、350℃。如图52所示，丙烯酸树脂对可见光具有高透过性。在本实施例中使用的在300℃下进行焙烧来形成的丙烯酸树脂对可见光具有高透过性，因此即使剥离后丙烯酸树脂残留，该丙烯酸树脂也不容易对可见光的透过性造成负面影响。
然后，使用粘合层75b将衬底75a(薄膜)贴合于树脂层23(图5D)。
从形成用衬底14一侧对本实施例的样品照射激光(图6A)。在俯视时，激光照射到样品的整个面。此外，在照射光时，在样品的外围部设置用于遮光的掩模(未图示)。
作为发射激光的激光器，使用波长为308nm的XeCl准分子激光器。光束的短轴聚光宽度为625μm，照射次数为10次，重复频率为60Hz，扫描速度为3.75mm/秒。能量密度为352mJ/cm2左右、396mJ/cm2左右。
在本实施例中制造的包括形成用衬底14、金属氧化物层20及树脂层23的叠层体的波长为308nm的光的吸收率大约为92％。由此，可认为金属氧化物层20与树脂层23的界面、金属氧化物层20中和树脂层23中都被照射激光。
对其他构成要素的波长为308nm的光的吸收率进行说明。用作形成用衬底14的玻璃衬底的波长为308nm的光的吸收率大约为51％。关于包括形成用衬底14与金属氧化物层20(氧化钛膜)的叠层体的波长为308nm的光的吸收率，在金属氧化物层20的厚度大约为10nm时大约为76％，在金属氧化物层20的厚度大约为30nm时大约为85％。确认到金属氧化物层20的厚度越大剥离性越高。这可能是因为金属氧化物层20的激光的吸收率高。
在照射激光之后，从衬底75a一侧使用切割器截切样品的外围部的内侧，由此从样品剥离形成用衬底14(图6B1)。
在本实施例中，在激光的能量密度为352mJ/cm2左右及396mJ/cm2左右的任一个条件中都可以从形成用衬底14剥离衬底75a。
图53是使用能量密度大约为352mJ/cm2的激光制造的样品的照片。
图54A和图54B示出使用能量密度大约为352mJ/cm2的激光制造的样品的利用截面扫描透射电子显微镜(STEM)得到的结果。
图54A是剥离后的衬底75a一侧的样品的截面STEM图像。在树脂层23与为观察而形成的覆盖层30a之间观察不到金属氧化物层20。在图54A中，由虚线围绕树脂层23与覆盖层30a的界面及其附近。另外，可认为，在能量分散型X射线分析(EDX)中，在树脂层23一侧仅检测出噪声水平的峰值，因此不残留钛。图54B是剥离后的形成用衬底14一侧的样品的截面STEM图像。在金属氧化物层20与为观察而形成的覆盖层30b之间观察不到树脂层23。从上述结果可认为可以在金属氧化物层20与树脂层23的界面产生分离。
从本实施例的结果可确认到通过本发明的一个实施方式的剥离方法可以在金属氧化物层20与树脂层23之间的界面处将形成用衬底14剥离。
再者，可确认到不仅是能量密度大约为396mJ/cm2的条件而且是能量密度大约为352mJ/cm2的条件，也可以在金属氧化物层20与树脂层23的界面处将形成用衬底14剥离(照射次数都为10次)。由此，能够以等于或低于在激光晶化工序中使用的条件的能量密度的方式进行处理。此外，可知能够以等于或少于在激光晶化工序中使用的条件的照射次数进行处理。
本实施例中的树脂层的透光性高(尤其是可见光透过率高)，光吸收率比着色的树脂层低。另一方面，本实施例中的包括形成用衬底(玻璃衬底)、金属氧化物层(氧化钛膜)及树脂层(丙烯酸膜)的叠层体的波长为308nm的光的吸收率大约为92％。该吸收率高于不设置金属氧化物层(氧化钛膜)的情况的波长为308nm的光的吸收率(77％)。通过在形成用衬底与树脂层之间设置金属氧化物层，可以提高激光吸收率。
如在实施方式1中参照图7A和图7B进行说明那样，在形成用衬底14的光照射面存在尘埃等异物18时，有时产生光照射的不均匀。在本实施例的结构中，调查形成用衬底的受到激光照射的面上的尘埃等异物给样品的剥离性带来的影响。
在形成用衬底14的光照射面使用黑色的马克笔形成用肉眼能够看到的大小(直径大约为1mm)的遮蔽光的十个区域。其他构成要素与上述同样地制造。激光经过形成用衬底14及金属氧化物层20照射到树脂层23。激光的照射条件也与上述同样，能量密度大约为352mJ/cm2。然后，从形成用衬底14剥离树脂层23，确认在形成用衬底14的剥离面上是否残留树脂层23。其结果是，在本实施例的结构的样品中确认不到树脂层23的残渣。
从上述结果可知，通过采用本发明的一个实施方式，在光照射面存在异物时，没有过度增高激光的能量密度，也可以抑制树脂层23的残渣的产生。
当在形成用衬底14的光照射面附着异物时，通过对异物的周边的基底层进行加热，有时热也均匀地传导至基底层整体。因此，热传导至被基底层的异物遮蔽的部分，因此可以抑制产生剥离性低的部分。因此，作为形成在形成用衬底14与树脂层23之间的基底层，优选使用其热传导性比形成用衬底14高的层。
从本实施例的结果可知，通过使用本发明的一个实施方式的剥离方法，抑制残渣的产生且提高剥离的成品率。
由此可知，在本发明的一个实施方式中不需要特别的激光处理条件及特别的树脂材料，可以防止制造成本的增高。此外，由于可以采用可见光透过率高的树脂层，所以即使树脂层位于显示装置的显示面一侧，也可以实现高显示品质。可以省略为了提高显示品质去除着色的树脂层的工序。可以扩大树脂层的材料的选择范围。
[实施例5]
在本实施例中，对利用本发明的一个实施方式制造的晶体管及柔性OLED显示器的结果进行说明。
<晶体管的制造结果>
参照图5A1至图5D以及图6A至图6B2说明本实施例的样品的制造方法。
首先，在形成用衬底14上形成金属层19及金属氧化物层20(图5A2)。
作为形成用衬底14使用厚度大约为0.7mm的玻璃衬底。说明金属层19及金属氧化物层20的形成方法。首先，在形成用衬底14上通过溅射法形成厚度大约为35nm的钛膜。接着，对钛膜的表面进行H2O等离子体处理，使钛膜的一部分氧化，形成氧化钛膜。由此，可以形成包括对应于金属层19的钛膜以及对应于金属氧化物层20的氧化钛膜的叠层体。在H2O等离子体处理中，偏压功率为4500W，ICP功率为0W，压力为15Pa，处理时间为600sec，工艺气体是流量为250sccm的水蒸气。
接着，在金属氧化物层20上形成树脂层23(图5C)。树脂层23使用包含聚酰亚胺树脂前体的感光性材料形成。以该材料的总厚度大约为4.0μm的方式分两次涂敷材料。在每次涂敷中进行加热处理(一共两次)。作为各加热处理，在N2气氛下以450℃进行1小时的焙烧。
接着，在树脂层23上形成沟道蚀刻结构的底栅型晶体管(对应于图5D的被剥离层25)。在半导体层中使用CAC-OS。沟道长度为4μm，沟道宽度为3μm。
然后，使用粘合层75b将衬底75a贴合于被剥离层25(图5D)。
在本实施例的样品中，从形成用衬底14一侧照射激光(图6A)。从形成用衬底14剥离被剥离层25。在剥离时，对剥离界面供应水。
作为发射激光的激光器，使用波长为308nm的XeCl准分子激光器。光束的短轴聚光宽度为625μm，照射次数为10次，重复频率为60Hz，扫描速度为3.75mm/秒，能量密度大约为440mJ/cm2。
图55示出利用激光照射进行剥离前后的晶体管的Id-Vg特性及场效应迁移率μFE。图55示出Vd＝0.1V的结果及Vd＝20V的结果。在图55中，由粗的实线表示剥离前的Id-Vg特性，由细的实线表示剥离后的Id-Vg特性，由粗的虚线表示剥离前的μFE，由细的虚线表示剥离后的μFE。在图55中，粗的实线与细的实线大致重叠，粗的虚线与细的虚线大致重叠。如图55所示，剥离前后的特性没有明显的变化，即使是沟道长度为4μm的晶体管也呈现常关闭特性。
<柔性OLED显示器的制造结果>
在本实施例中制造的柔性OLED显示器是有源矩阵型有机EL显示器，其中显示区域为对角线8.67英寸，有效像素数为1080×1920，分辨率为254ppi，开口率为46.0％。柔性OLED显示器包括扫描驱动器，使用COF在外部设置源极驱动器。
作为晶体管，使用包括CAC-OS的沟道蚀刻型晶体管。
作为发光元件使用发射白色光的串联(叠层)型有机EL元件。发光元件具有顶部发射结构。来自发光元件的光经过滤色片被取出到显示器的外部。
在本实施例的柔性OLED显示器的制造方法中，将形成有晶体管等的形成用衬底与形成有滤色片等的形成用衬底贴合，进行两次的剥离工序，由此将晶体管及滤色片等转置到薄膜衬底。在本实施例中，在形成有晶体管等的形成用衬底的剥离工序中应用本发明的一个实施方式。具体而言，在形成用衬底上隔着金属氧化物层及树脂层形成晶体管、发光元件等。金属氧化物层及树脂层的结构与制造上述晶体管时的结构同样。另一方面，在形成有滤色片等的形成用衬底的剥离工序中使用无机剥离层(氧化钨膜)。
图56示出在本实施例中制造的柔性OLED显示器的显示结果。如图56所示，确认不到利用激光照射进行的剥离所引起的显示不良，确认到正常的发光。
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，15：遮光层，16：区域，17：区域，18：异物，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：层，26：线性光束，27：加工区域，28：粘合层，29：衬底，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，55：激光，56：叠层体，56a：被剥离体，56b：支撑体，57a：第一层，57b：第二层，58：形成用衬底，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，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，162a：沟道区域，162b：低电阻区域，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，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，610：激光照射单元，610a：激光，610b：激光，610c：激光，610d：激光，610e：线性光束，613：卷筒，614：干燥机构，617：辊，620：离子发生器，630：衬底反转单元，631：导辊，632：导辊，633：导辊，634：导辊，635：光学系统，639：离子发生器，640：加工区域，641：衬底装载盒，642：衬底卸载盒，643：传送辊，644：传送辊，645：传送辊，646：传送辊，650：镜，659：液体供应机构，660：准分子激光装置，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，680：透镜，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。
本申请基于2016年8月31日由日本专利局受理的日本专利申请第2016-170379号、2016年9月6日由日本专利局受理的日本专利申请第2016-173346号、2016年10月7日由日本专利局受理的日本专利申请第2016-198948号以及2016年11月30日由日本专利局受理的日本专利申请第2016-233445号，其全部内容通过引用纳入本文。

Claims (24)

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
将所述第一材料层与所述第二材料层分离，
其中，所述第一材料层包含氢、氧和水中的一种或多种，
所述第二材料层包含树脂，
所述第一材料层与所述第二材料层通过切断氢键来分离，
并且，通过进行光照射来切断所述氢键。
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与所述第二材料层通过切断所述氢键在所述第一材料层与所述第二材料层的界面或其附近分离。
3.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，
其中所述第一材料层与所述第二材料层通过照射激光分离。
4.根据权利要求3所述的半导体装置的制造方法，
其中通过对所述第一材料层与所述第二材料层的界面或其附近照射激光来切断所述氢键。
5.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，
其中以所述光的波长范围为180nm以上且450nm以下的方式进行所述光照射。
6.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，
其中以300mJ/cm2以上且360mJ/cm2以下的能量密度进行所述光照射。
7.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比所述第一材料层与所述衬底的密接性低的方式形成。
8.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包含钛、钼、铝、钨、硅、铟、锌、镓、钽和锡中的一种或多种的方式形成。
9.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以包括厚度为0.1μm以上且5μm以下的区域的方式形成。
10.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以包含由结构式(100)表示的化合物的残基的方式形成。
11.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，
其中在将所述第一材料层与所述第二材料层分离的工序中，对分离界面供应液体。
12.一种半导体装置的制造方法，包括如下步骤：
在衬底上形成第一材料层；
在所述第一材料层上形成第二材料层；
对包括所述第一材料层及所述第二材料层的叠层进行加热；以及
将所述第一材料层与所述第二材料层分离，
其中，所述第一材料层包含氢、氧和水中的一种或多种，
所述第二材料层包含树脂，
在所述对叠层进行加热的工序中，在所述第一材料层与所述第二材料层的界面或界面附近析出水，
并且，在所述分离的工序中，通过对存在于所述界面或所述界面附近的所述水照射光，将所述第一材料层与所述第二材料层分离。
13.根据权利要求12所述的半导体装置的制造方法，
其中以所述光的波长范围为180nm以上且450nm以下的方式进行所述光照射。
14.根据权利要求12所述的半导体装置的制造方法，
其中以300mJ/cm2以上且360mJ/cm2以下的能量密度进行所述光照射。
15.根据权利要求12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比所述第一材料层与所述衬底的密接性低的方式形成。
16.根据权利要求12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、钽和锡中的一种或多种的方式形成。
17.根据权利要求12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。
18.根据权利要求12所述的半导体装置的制造方法，
其中所述第二材料层以包含由结构式(100)表示的化合物的残基的方式形成。
19.根据权利要求12所述的半导体装置的制造方法，
其中在将所述第一材料层与所述第二材料层分离的工序中，对分离界面供应液体。
20.一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以包括厚度为0.1μm以上且5μm以下的区域的方式形成树脂层；
在所述树脂层上形成在沟道形成区域中包含金属氧化物的晶体管；以及
通过进行光照射，将所述金属氧化物层与所述树脂层分离。
21.根据权利要求20所述的半导体装置的制造方法，
其中通过在所述衬底上形成金属层并对所述金属层的表面进行等离子体处理，形成所述金属氧化物层。
22.根据权利要求21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和水蒸气中的一个或两个的气氛。
23.根据权利要求20所述的半导体装置的制造方法，
其中所述树脂层以波长范围为450nm以上且700nm以下的光的平均透过率为70％以上的方式形成。
24.根据权利要求21所述的半导体装置的制造方法，
其中使用线状激光从衬底一侧对所述金属氧化物层与所述树脂层的界面或其附近进行照射。
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