CN109891551A - 半导体装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

以低成本且高生产率制造半导体装置。提高半导体装置的制造工序的成品率。在衬底上形成岛状金属氧化物层，以覆盖金属氧化物层的端部的方式在金属氧化物层上形成树脂层，照射光，由此使金属氧化物层与树脂层分离。在形成树脂层之后且照射光之前在树脂层上形成绝缘层。例如，将树脂层形成为岛状，将绝缘层以覆盖树脂层的端部的方式形成。在树脂层上形成粘合层的情况下，优选以位于金属氧化物层的端部的内侧的方式形成粘合层。

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分离方法、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)、上述装置的驱动方法以及上述装置的制造方法。
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元件基本上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。当对该元件施加电压时，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，可以得到柔性显示装置。
在专利文献1中公开了的柔性显示装置的制造方法中，经过牺牲层对依次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分离。
[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分离方法、新颖的半导体装置的制造方法或新颖的显示装置的制造方法。本发明的一个实施方式的另一目的是提供一种成本低且生产率高的分离方法、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另一目的是提供一种成品率高的分离方法。本发明的一个实施方式的另一目的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另一目的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另一目的是提供一种功耗低的显示装置。本发明的一个实施方式的另一目的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另一目的是显示装置的薄型化或轻量化。本发明的一个实施方式的另一目的是提供一种具有柔性或曲面的显示装置。本发明的一个实施方式的另一目的是提供一种不容易损坏的显示装置。本发明的一个实施方式的另一目的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其他目的。
本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法包括：在衬底上形成岛状金属氧化物层的工序；以覆盖金属氧化物层的端部的方式在金属氧化物层上形成树脂层的工序；以及通过照射光，来使金属氧化物层与树脂层相互分离的工序。另外，半导体装置的制造方法也可以包括在形成树脂层之后且照射光之前在树脂层上形成绝缘层的工序。树脂层被形成为岛状。绝缘层以覆盖树脂层的端部的方式形成。
本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法包括：在衬底上形成岛状金属氧化物层的工序；以覆盖金属氧化物层的端部的方式在金属氧化物层上形成树脂层的工序；以与金属氧化物层及树脂层重叠的方式形成粘合层的工序；以及通过照射光，来使金属氧化物层与树脂层相互分离的工序。粘合层以其端部位于金属氧化物层的端部的内侧的方式形成。另外，半导体装置的制造方法也可以包括在形成树脂层之后且形成粘合层之前在树脂层上形成绝缘层的工序。树脂层被形成为岛状。绝缘层以覆盖树脂层的端部的方式形成。另外，半导体装置的制造方法也可以包括在形成粘合层之前在树脂层上形成框状的隔壁的工序。此时，粘合层形成在隔壁的内侧。
树脂层也可以以包括厚度为0.1μm以上且5μm以下的区域的方式形成。
作为光也可以使用激光。通过对金属氧化物层与树脂层的界面或者其附近照射激光，来使金属氧化物层与树脂层相互分离。
上述照射的光的波长也可以为180nm以上且450nm以下。或者，上述光的波长也可以为308nm或其附近。上述光也可以使用线性激光装置照射。上述光的能量密度也可以为250mJ/cm2以上且360mJ/cm2以下。
金属氧化物层也可以以包括钛、钼、铝、钨、硅、铟、锌、镓、钽和锡中的一个或多个的方式形成。或者，金属氧化物层也可以以包括钛和氧化钛中的一个或两个的方式形成。
根据本发明的一个实施方式，可以提供一种新颖的分离方法、新颖的半导体装置的制造方法或新颖的显示装置的制造方法。根据本发明的一个实施方式，可以提供一种成本低且生产率高的分离方法、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分离方法。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，可以提供一种不容易损坏的显示装置。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其他效果。
附图说明
图1A和图1B是说明包括金属氧化物层及树脂层的叠层结构的俯视图及截面图。
图2A和图2B是说明包括金属氧化物层及树脂层的叠层结构的俯视图及截面图。
图3A和图3B是说明包括金属氧化物层及树脂层的叠层结构的俯视图及截面图。
图4A和图4B是说明包括金属氧化物层及树脂层的叠层结构的俯视图及截面图。
图5A1、图5A2、图5B、图5C、图5D1和图5D2是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图6A和图6B是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图7A至图7C是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和图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和图11B是示出显示装置的制造方法的例子的截面图。
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例子的截面图。
图14A、图14B、图14C1和图14C2是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图15A和图15B是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图16A和图16B是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图17A和图17B是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图18A和图18B是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图19A是示出显示装置的一个例子的俯视图，图19B和图19C是示出显示装置的一个例子的截面图。
图20是示出显示装置的一个例子的立体图。
图21是示出显示装置的一个例子的截面图。
图22是示出显示装置的制造方法的一个例子的流程图。
图23是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图24A和图24B是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图25是示出输入/输出装置的一个例子的截面图。
图26A至图26D示出电子设备的例子。
图27A至图27E示出电子设备的例子。
图28A是实施例中制造的装置的外观照片，图28B是该装置的截面观察照片。
图29是实施例中制造的装置的截面观察照片。
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很容易地理解一个事实就是在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以进行各种改变和变更。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的记载中。
注意，在以下说明的发明的结构中，在不同的附图中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，而省略这种部分的重复说明。此外，将相同的阴影线用于具有相同功能的部分，而有时该部分不使用附图标记来表示。
为了便于理解，有时附图中示出的各构成要素的位置、大小或范围等并不表示其实际的位置、大小或范围等。因此，所公开的发明不一定局限于附图所公开的位置、大小或范围等。
注意，根据情况或状况，可以互相替换用语“膜”和“层”。例如，有时可以将用语“导电层”变换为用语“导电膜”，有时可以将用语“绝缘膜”变换为用语“绝缘层”。
在本说明书等中，金属氧化物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(也可以简称为OS)等。例如，有时将用于晶体管的半导体层的金属氧化物称为氧化物半导体。换言之，OS FET为包含金属氧化物或氧化物半导体的晶体管。
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。此外，也可以将包含氮的金属氧化物称为金属氧氮化物。
(实施方式1)
在本实施方式中，参照图1A和图1B、图2A和图2B、图3A和图3B、图4A和图4B、图5A1和图5A2、图5B、图5C、图5D1和图5D2、图6A和图6B、图7A至图7C、图8A至图8E、图9A和图9B1至图9B4、图10A至图10C、图11A和图11B、图12A至图12C、图13A至图13C、图14A和图14B和图14C1和图14C2、图15A和图15B、图16A和图16B、图17A和图17B、图18A和图18B、以及图19A至图19C对本发明的一个实施方式的分离方法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，可以使该显示装置具有柔性。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)，还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，在衬底上形成金属氧化物层。接着，在该金属氧化物层上形成树脂层。然后，通过照射光，使金属氧化物层与树脂层相互分离。
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)。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此例子。
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，也可以使光照射到金属氧化物层中。另外，也可以使光照射到树脂层中。注意，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”至少各包括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(还加热金属氧化物层中及树脂层中)，可以降低金属氧化物层与树脂层的密接性(或粘着性)。再者，可以将金属氧化物层与树脂层相互分离。
在此，图1A和图1B、图2A和图2B、图3A和图3B、以及图4A和图4B示出本发明的一个实施方式的包括金属氧化物层及树脂层的叠层结构。
图1A、图2A、图3A和图4A是本发明的一个实施方式的叠层结构的俯视图。图1B是沿着图1A所示的俯视图中的点划线X1-Y1的截面图。图2B是沿着图2A所示的俯视图中的点划线X2-Y2的截面图。图3B是沿着图3A所示的俯视图中的点划线X3-Y3的截面图。图4B是沿着图4A所示的俯视图中的点划线X4-Y4的截面图。注意，在各俯视图中，省略后述的绝缘层31。
在图1A和图1B中，形成用衬底14上设置有岛状金属氧化物层20。金属氧化物层20上设置有岛状树脂层23。树脂层23覆盖金属氧化物层20的端部。在金属氧化物层20的四边的任一个上，树脂层23的端部位于金属氧化物层20的端部的外侧。换言之，在树脂层23的四边的任一个上，金属氧化物层20的端部位于树脂层23的端部的内侧。如图1B所示，树脂层23上设置有绝缘层31。绝缘层31具有与形成用衬底14接触的部分及与树脂层23接触的部分。
在图2A中，形成用衬底14上设置有四个岛状金属氧化物层20。金属氧化物层20上设置有岛状树脂层23。一个金属氧化物层20上设置有一个树脂层23。树脂层23覆盖金属氧化物层20的端部。在金属氧化物层20的四边的任一个上，树脂层23的端部位于金属氧化物层20的端部的外侧。如图2B所示，树脂层23上设置有绝缘层31。绝缘层31具有与形成用衬底14接触的部分及与树脂层23接触的部分。
在图3A中，形成用衬底14上设置有四个岛状金属氧化物层20。四个金属氧化物层20上设置有一个岛状树脂层23。树脂层23覆盖四个金属氧化物层20的端部。换言之，多个岛状金属氧化物层20上设置有一个岛状树脂层23。四个金属氧化物层20的端部位于树脂层23的端部的内侧。如图3B所示，树脂层23上设置有绝缘层31。绝缘层31具有与形成用衬底14接触的部分及与树脂层23接触的部分。
在图4A中，形成用衬底14上设置有四个岛状金属氧化物层20。金属氧化物层20上设置有岛状树脂层23。在一个金属氧化物层20上设置有一个树脂层23。树脂层23的端部位于金属氧化物层20的端部的内侧。如图4B所示，树脂层23上设置有绝缘层31。绝缘层31具有与形成用衬底14接触的部分、与树脂层23接触的部分及与金属氧化物层20接触的部分。
在图4B中，绝缘层31包括与金属氧化物层20接触的部分。如果金属氧化物层20与绝缘层31的密接性低，则有在装置的制造工序中非意图性地发生膜分离(也称为peeling)而导致成品率降低的问题。例如，在作为金属氧化物层20使用氧化钛膜并作为绝缘层31使用氧化硅膜或氧氮化硅膜等无机绝缘膜的情况下，有时观察到膜分离。
注意，在本说明书等中“氧氮化硅”的氧含量比氮含量多。在本说明书等中，“氮氧化硅”的氮含量比氧含量多。
因此，在图4A和图4B所示的叠层结构中，优选尽可能使绝缘层31与金属氧化物层20接触的区域窄。由此，可以抑制在叠层结构中形成密接性低的部分，从而可以抑制非意图的膜分离。
另外，在图1A和图1B、图2A和图2B、以及图3A和图3B所示的叠层结构中，以覆盖金属氧化物层20的端部的方式设置树脂层23。通过减少或甚至去掉金属氧化物层20没有被树脂层23覆盖的部分，可以减少或甚至去掉金属氧化物层20与绝缘层31相互接触的部分。由此，可以抑制叠层结构中形成密接性低的部分，从而可以防止非意图的膜分离。其结果，可以提高装置的制造工序的成品率。另外，不需要考虑金属氧化物层20与绝缘层31的密接性等，所以能够扩大用于金属氧化物层20及绝缘层31的材料的选择范围。
注意，在本发明的一个实施方式的叠层结构中，对形成在形成用衬底14上的金属氧化物层20的个数及形成在形成用衬底14上的树脂层23的个数没有限制。
如图1A所示，也可以在形成用衬底14上形成一个金属氧化物层20及一个树脂层23。例如，可以在一个金属氧化物层20上制造一个或多个装置。通过采用这种结构，即使在制造多个装置的情况下，也可以通过一次的分离工序将多个装置从形成用衬底14分离。在将该多个装置从形成用衬底14分离之后，可以通过分割将该多个装置分割为单个装置。在进行分离工序之后将多个装置分割为单个装置的情况下，不需要切断形成用衬底14，因此可以容易地对形成用衬底14进行再次利用。
另外，如图2A、图3A及图4A所示，也可以在形成用衬底14上形成多个金属氧化物层20。例如，可以在一个金属氧化物层20上制造一个装置。在一个金属氧化物层20上制造多个装置的情况下，如果在分离工序中发生不良，多个装置一次都发生不良，而有时导致成品率降低。通过在各装置中形成金属氧化物层20，可以将各装置从一个形成用衬底14分离，因此可以提高分离工序的成品率。另外，可以在不同的时序将各装置从形成用衬底14分离。另外，通过在切断形成用衬底14而将多个装置分割为单个装置之后进行分离工序，有时可以使分离装置小型化。
当在形成用衬底14上形成多个金属氧化物层20时，可以形成一个或多个树脂层23。图2A及图4A示出设置与金属氧化物层20相同个数的树脂层23的例子。图3A示出设置一个树脂层23的例子。
当树脂层23覆盖切割线或各种标记时，有时发生切割不良以及对准错误。因此，优选通过设置多个树脂层23来防止树脂层23覆盖切割线或各种标记。由此，可以提高各种工序的成品率。具体而言，优选在一个金属氧化物层20上设置一个树脂层23。注意，根据布局，也可以设置一个树脂层23。
如上所述，本发明的一个实施方式可以抑制密接性低的界面的形成，并且可以在所希望的时序使金属氧化物层与树脂层相互分离。由此，可以抑制工序中的非意图的膜分离，从而可以提高成品率。
接着，对光照射进行说明。
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)等的生产线的激光装置，所以可以有效利用这些装置。将线性激光聚成长矩形状(将激光成形为线性激光束)，由此对金属氧化物层与树脂层的界面照射被聚成的光。
在照射时，优选使用波长为180nm以上且450nm以下的光。更优选使用波长为308nm或其附近的光。
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，可以使对一个部分照射激光的次数为1次以上且50次以下，优选多于1次且10次以下，更优选多于1次且5次以下。
光束的短轴方向的两端存在光强度低的部分。因此，优选一次照射与下一次照射以上述光的强度低的部分的宽度以上的宽度相互重叠。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)被照射激光的照射次数，该照射次数取决于光束宽度、扫描速度、频率或重叠率等。当向某个扫描方向移动线性光束时，脉冲与脉冲之间的部分(即，一次照射与下一次照射之间的部分)有相互重叠的部分，将其重叠比率称为重叠率。注意，重叠率越近于100％，照射次数越多，并且重叠率越远于100％，照射次数越少。扫描速度越快，照射次数越少。
上述表现“激光的照射次数为1.1”是指连续的两次照射之间存在相等于光束的十分之一左右的重叠，可以说重叠率为10％。同样地，上述表现“激光的照射次数为1.25”是指连续的两次照射之间存在相等于光束的四分之一左右的重叠，可以说重叠率为25％。
这里，用于LTPS的激光晶化工序中的照射的光的能量密度高，例如，350mJ/cm2以上且400mJ/cm2以下。此外，需要照射激光的次数较多，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相互分离的光照射。因此，可以增加使用激光装置能够处理的衬底个数。例如，通过降低激光装置的维修频率，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受到的损伤。因此，在衬底被使用过一次之后，其强度不容易降低，而可以进行再次利用。因此，可以抑制成本。
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。由于金属氧化物层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低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分离性低的部分，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，也可以边使用气刀喷射气体边照射光。由此，可以降低光照射的不均匀，可以提高分离的成品率。
对通过利用本发明的一个实施方式的分离方法、本发明的一个实施方式的显示装置的制造方法制造的显示装置没有特别的限制。下面，示出可以通过利用本发明的一个实施方式制造的显示装置的一个例子。
本实施方式的显示装置优选在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。
当作为晶体管的沟道形成区域使用低温多晶硅(LTPS)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，沟道形成区域中包括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，可以降低树脂层的上限温度，而能够扩大材料的选择范围。
此外，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。如此，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，由此可以大幅降低装置的制造成本。优选使用金属氧化物，此时与使用LTPS的情况相比，可以简化工序。
注意，本发明的一个实施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，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。
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，可以提高显示装置的柔性。
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。当被着色的树脂层23位于显示装置的表面一侧时，可能出现如光提取效率的降低、被提取之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之间设置有金属氧化物层20。由于金属氧化物层20具有吸收光的功能，所以即使在树脂层23的光吸收率低时，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，即使在树脂层23位于显示装置的显示面一侧时，也可以实现高显示品质。此外，可以省略为了提高显示品质而去除着色的(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的波长范围为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，在树脂层的上限温度以下的温度下形成晶体管等。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。在本实施方式的分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，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。注意，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。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，有时使树脂层23与金属氧化物层20之间的键合变弱或切断。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之间存在氢键的情况下，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。在此情况下，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，可以进行均匀的分离。
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，对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对被分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分离层的表面的静电。
在对分离界面供应液体的情况下，也可以对由于分离而露出的被分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。
注意，显示装置所包括的薄膜(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)法、真空蒸镀法、脉冲激光沉积(PLD)法、原子层沉积(ALD)法等中的任何方法形成。作为CVD法，也可以利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)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)法。
或者，显示装置所包括的薄膜(绝缘膜、半导体膜、导电膜等)可以利用旋涂、浸渍、喷涂、喷墨、分配、丝网印刷、胶版印刷等方法、或者使用刮刀、狭缝式涂布机、辊涂机、帘式涂布机、刮刀式涂布机形成。
当对显示装置所包括的薄膜进行加工时，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。可以利用纳米压印法、喷砂法、分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，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，作为曝光，可以使用i线(波长365nm的光)、g线(波长436nm的光)、h线(波长405nm的光)中的任一个或将这些任何光混合了的光。此外，还可以使用紫外光、KrF激光或ArF激光等。曝光也可以利用液浸曝光技术进行。作为用于曝光的光，也可以使用极紫外(EUV)光或X射线。代替用于曝光的光，也可以使用电子束。优选使用EUV、X射线或电子束，因为可以进行极其精细的加工。注意，在通过利用电子束等光束进行扫描而进行曝光时，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。
[分离方法]
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)。将金属氧化物层20(金属层19及金属氧化物层20)形成为岛状。
形成用衬底14具有容易传送的程度的刚性，且对制造工序时被施加的温度具有耐热性。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、金属及合金。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。
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。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，但是本发明的一个实施方式不局限于此例子。
具体而言，基底层可以为包含钛、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。
金属层19可以使用各种任何金属和合金等形成。
金属氧化物层20可以使用各种任何金属的氧化物。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。
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，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金属氧化物层20。
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，仅使金属层的表面或者整个金属层氧化。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所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，可以以被降低的成本制造显示装置。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。
通过将氢、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的表面或者将它们包含在金属氧化物层20中，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，也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这种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，也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。
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。水等离子体处理由于可以使大量的水分存在于金属氧化物层20的表面或者金属氧化物层20中，所以是尤其优选的。
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。优选将氩气体用于等离子体处理，因为在该等离子体处理的同时对金属层或金属氧化物层20造成损伤。
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。
此外，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引入氧、氢、水等。
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的厚度有时厚于最初形成的金属层的厚度。
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。
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，因为与使用氧化钨的情况相比可以降低成本。
接着，以覆盖岛状金属氧化物层20的方式形成岛状树脂层23(图5B)。
树脂层23可以使用各种任何树脂材料(包括树脂前体)形成。
树脂层23优选使用热固化性材料形成。
树脂层23可以使用具有感光性的材料或者不具有感光性的材料(也被称为非感光性材料)形成。
在使用感光性材料时，可以利用光刻法形成具有所希望的形状的树脂层23。例如，树脂层23可以包括开口或者具有凹凸形状。
树脂层23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。树脂层23可以使用包含聚酰亚胺树脂和溶剂的材料或包含聚酰胺酸和溶剂的材料等形成。由于聚酰亚胺是适用于显示装置的平坦化膜等的材料，所以可以共享成膜装置及材料。因此，不需要为了得到本发明的一个实施方式的结构而准备新的装置及材料。
能够用来形成树脂层23的树脂材料的例子包括丙烯酸树脂、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。
树脂层23优选使用旋涂机形成。通过利用旋涂法，可以在大型衬底上均匀地形成薄膜。
树脂层23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，树脂层23可以利用浸渍、喷涂、喷墨印刷、分配、丝网印刷、胶版印刷、或者使用刮刀、狭缝式涂布机、辊涂机、帘式涂布机、刮刀式涂布机等形成。
通过在形成将成为树脂层23的膜(也称为第一层)之后对该膜进行加热处理，可以形成树脂层23。
例如可以边对加热装置的处理室的内部供应包含氧、氮和稀有气体(氩等)中的一个或多个的气体边进行加热处理。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。
当在大气气氛下或者在边供应包含氧的气体边进行加热时，有时树脂层23因氧化而着色导致对可见光的透过性降低。
因此，优选的是，边导入氮气体边进行加热。在此情况下，可以使加热气氛包含比大气气氛少的氧，从而可以抑制树脂层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、水等)。尤其是，优选在形成在树脂层23上的各层的制造温度以上的温度下进行加热处理。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450℃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，可以大幅度地减少晶体管的制造工序中的来自树脂层23的脱气。
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所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，可以以被降低的成本制造显示装置。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。
优选使制造晶体管时的最高温度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。
即使在加热温度较低时，有时通过延长处理时间也可以实现与以更高的加热温度得到的分离性相同的分离性。因此，在因为加热装置的结构而不能将加热温度设定得高时，优选将处理时间设定得长。
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，加热处理的时间不特别局限于这些例子。例如，利用快速热退火(RTA)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对被处理物进行加热的任何装置。例如，可以使用气体快速热退火(GRTA)装置、灯快速热退火(LRTA)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。因为通过使用这种RTA装置可以缩短处理时间，所以RTA装置适合于量产。此外，也可以使用串列式加热装置进行加热处理。
在进行加热处理之前，也可以进行用来去除包含在将成为树脂层23的膜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。加热处理也可以兼做预烤处理，即，也可以通过进行加热处理去除上述溶剂。
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。可以实现显示装置的轻量化及薄型化。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。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，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晶体管等所包括的层中产生裂缝以及晶体管等损伤。
接着，在树脂层23上形成绝缘层31(图5C)。金属氧化物层20被树脂层23覆盖。因此，可以减少或甚至去掉金属氧化物层20与绝缘层31相互接触的部分。由此可以抑制显示装置的制造工序中的膜分离。根据本发明的一个实施方式，由于金属氧化物层20被树脂层23覆盖，所以对绝缘层31与金属氧化物层20的密接性没有限制。因此，绝缘层31的材料的选择范围宽。
绝缘层31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。
绝缘层31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)气体的沉积气体的等离子体增强CVD法形成氮化硅膜。对绝缘层31的厚度没有特别的限制。例如，该厚度可以为50nm以上且600nm以下，优选为100nm以上且300nm以下。
接着，在树脂层23上形成被分离层25(图5D1或图5D2)。
作为被分离层25，例如可以设置绝缘层、功能元件(晶体管、显示元件等)。注意，也可以将绝缘层31视为被分离层25之一部分。
接着，在被分离层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。保护层优选具有有机绝缘膜，因为可以抑制显示装置的表面受到损伤或产生裂缝。
图5D1和图5D2各示出使用粘合层75b将衬底75a贴合到被分离层25的例子。
图5D1示出粘合层75b的端部位于金属氧化物层20的端部的内侧的例子。
当粘合层75b包括不与金属氧化物层20重叠的区域时，根据该区域的大小及粘合层75b和与其接触的层的密接性，有时容易产生分离不良。因此，优选以不位于金属氧化物层20的端部的外侧的方式形成粘合层75b。由此，通过在后面的工序中照射光，可以容易地使金属氧化物层20与树脂层23互相分离。注意，粘合层75b的端部和金属氧化物层20的端部也可以互相对齐。
图5D2示出粘合层75b的端部位于金属氧化物层20的端部的外侧的例子。
图5D2所示的叠层结构包括形成用衬底14和衬底75a以中间不夹着金属氧化物层20的方式被粘合层75b贴合在一起的区域。该区域中不设置金属氧化物层20，因此即使当在后面的工序中照射光时，该区域的密接性也不会大幅度地降低。因此，可以抑制在照射光之后树脂层23从形成用衬底14非意图性地分离。例如，可以抑制从激光装置向其他地方传送形成用衬底14时树脂层23分离。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相互分离。换言之，不仅分离所需要的力小，而且可以控制金属氧化物层20与树脂层23的分离时序。由此，可以提高金属氧化物层20与树脂层23互相分离的工序及显示装置的制造工序的成品率。
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、厌氧粘合剂等各种任何固化粘合剂。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树脂或者纤维素纳米纤维等。衬底75a还可以使用其中每一个的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任何材料形成。
接着，照射激光55。图6A示出对图5D1的叠层结构照射激光55的例子。图7A示出对图5D2的叠层结构照射激光55的例子。
激光55例如在图6A和图7A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)的上侧对叠层体照射激光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和图7A的加工区域640)。激光55可以照射到金属氧化物层20的内部，还可以照射到树脂层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。通过使该叠层吸收大部分激光55，可以确实地在金属氧化物层20与树脂层23的界面分离。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。通过激光55的照射，有时使树脂层23脆化。
作为激光55，选择激光55的至少一部分透过形成用衬底14且被金属氧化物层20吸收的波长的光。激光55优选为可见光线至紫外线的波长区域的光。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。当作为金属氧化物层20使用氧化钛时，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，因为可以提高生产率。准分子激光能够还被用于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的光能量大约为4.0eV。也就是说，当作为金属氧化物层20使用氧化钛时，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进行扫描并对想要分离的整个区域照射激光55。
接着，使形成用衬底14与树脂层23相互分离。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。有时在脆化的树脂层23中产生分离。
图6B示出使图5D1的叠层结构分离的例子。由于在该叠层结构中粘合层75b的端部位于金属氧化物层20的端部的内侧，因此在不设置金属氧化物层20的部分中不容易产生密接性高的部分。因此，通过照射激光55，可以容易地使金属氧化物层20与树脂层23相互分离。在此示出被分离层25等中的没有设置金属氧化物层20的部分残留在形成用衬底14上的例子，但是本发明的一个实施方式不局限于此。有时被分离层25中的没有设置金属氧化物层20的部分残留在衬底75a一侧。
注意，根据激光55的照射条件等，也可以形成分离起点。例如，可以将刀具等锐利的形状的器具插入形成用衬底14与衬底75a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。
图7B和图7C示出使图5D2的叠层结构分离的例子。
图7B所示的叠层结构中的以中间不夹着金属氧化物层20的方式使形成用衬底14和衬底75a相互贴合的区域的密接性即使在光照射时也不会大幅度地降低。因此，可以抑制在照射激光55之后树脂层23从形成用衬底14非意图性地分离。另外，通过形成分离起点(图7B)，可以在所希望的时序使金属氧化物层20与树脂层23相互分离(图7C)。
例如，将刀具等锐利的形状的器具65从衬底75a一侧插入金属氧化物层20的端部的内侧，以形成框状的切口64。或者，也可以以框状对衬底75a照射激光。
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相互分离。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分离。
在此，若以对分离界面添加水或水溶液等含有水的液体且将该液体渗透到分离界面的方式进行分离，则可以容易地进行分离。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)。
所供应的液体例如可以是水(优选为纯水)、中性、碱性或酸性的水溶液、溶解有盐的水溶液。液体的其他例子包括乙醇和丙酮。另外，还可以使用各种任何有机溶剂。
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，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，可以容易地使形成用衬底14与树脂层23相互分离。
另外，通过由树脂层23覆盖金属氧化物层20来减少金属氧化物层20与绝缘层31彼此接触的部分，可以抑制膜分离，从而可以提高装置的制造工序的成品率。
另外，通过控制金属氧化物层20与粘合层75b的配置，可以容易地形成边照射光边进行分离的结构以及在光照射之后的所希望的时序进行分离的结构。
通过使用本实施方式的分离方法，可以各提供成本低且生产率高的分离方法或者半导体装置的制造方法。例如，在本实施方式的分离方法中，可以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。有时省略与上述分离方法同样的部分的说明。
首先，在形成用衬底14上形成岛状金属氧化物层20(图8A)。关于金属氧化物层20，可以参照上述分离方法中的记载。
接着，在金属氧化物层20上形成第一层24(图8B)。
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。注意，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，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8C)。在图8C中，以覆盖岛状金属氧化物层20的方式形成岛状树脂层23。
注意，树脂层23不局限于一个岛状的形状，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。
优选以极薄的厚度形成掩模且与进行蚀刻同时去除掩模，此时可以省略去除掩模的工序。
关于加热处理的详细内容，可以参照上述分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被树脂层23覆盖。因此，可以减少或甚至去掉金属氧化物层20与绝缘层31彼此接触的部分。由此，可以抑制显示装置的制造工序中的膜分离。
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和显示元件的阻挡层。例如，绝缘层31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和显示元件。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、氧化铈膜或氧化钕膜等。此外，也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。
无机绝缘膜由于沉积温度越高越可以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，可以采用平面型晶体管、交错型晶体管或反交错型晶体管。可以采用顶栅晶体管或底栅晶体管。可以在沟道的上下设置有栅电极。
在这例子中，作为晶体管40形成包括金属氧化物层44的底栅晶体管。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，因为可以降低晶体管的关态电流。
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分别可以具有包含铝、钛、铬、镍、铜、钇、锆、钼、银、钽及钨等任何金属或者以这些任何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，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，该导电层也可以使用银、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。
金属氧化物膜的形成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一个或两个形成。注意，对金属氧化物膜的形成工序中的氧的流量比(氧分压)没有特别的限制。在得到场效应迁移率高的晶体管时，金属氧化物膜的形成工序中的氧的流量比(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。通过使用这种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，在形成导电层43a及导电层43b的加工时，有时金属氧化物层44在没有被抗蚀剂掩模覆盖的区域中被部分蚀刻而减薄。
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。
在上述步骤中，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可以使用与绝缘层31同样的方法形成。
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并透过氧的绝缘膜。在包含氧的气氛下形成的氧化物绝缘膜可以通过加热容易释放出较多的氧。通过对包括这种释放氧的氧化物绝缘膜及这种不容易扩散并透过氧的绝缘膜的叠层进行加热时，可以使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中的氧空位并可以修复金属氧化物层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)。
在此阶段，若使用后面说明的方法将形成用衬底14与晶体管40相互分离，则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)。由于后面在绝缘层34上形成显示元件，所以绝缘层34优选被用作平坦化层。作为绝缘层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。
在作为绝缘层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。
在作为绝缘层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优选在比加热处理的温度低的温度下形成。
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。
接着，以覆盖导电层61的端部的方式形成绝缘层35。作为绝缘层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。
在作为绝缘层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。
在作为绝缘层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遮蔽掩模的蒸镀法或喷墨法等形成。当有的像素共享EL层62时，可以利用不使用金属掩模的蒸镀法。
作为EL层62可以使用低分子化合物或高分子化合物，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。
在上述步骤中，可以形成发光元件60(图9A)。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。
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，但是本发明的一个实施方式不局限于此。
发光元件可以为顶部发射、底部发射或双面发射的发光元件。作为提取光一侧的电极使用透过可见光的导电膜。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9A)。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。
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。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9A)。如图5D1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)的上侧对叠层体照射激光55。
关于激光的照射工序可以参照上述分离方法中的记载。
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，也可以对应多个显示装置形成多个树脂层23。图9B2是在形成用衬底上设置一个树脂层23的例子。图9B3及图9B4是在形成用衬底上设置四个树脂层23的例子。
激光装置有时难以对大型衬底进行处理或者为昂贵。因此，根据形成用衬底的尺寸，如图9B4所示，也可以分割形成用衬底对分割了的各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，以形成框状的切口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。在此情况下，可以一次性地使多个显示装置与形成用衬底分离。
或者，也可以对应多个显示装置形成多个树脂层23。在图10C所示的例子中，形成用衬底上形成有四个树脂层23。通过在四个树脂层23的每一个中形成框状的切口64，可以在不同的时序从形成用衬底分离各显示装置。
在制造方法例子1中，形成用衬底14上设置有形成用衬底14与金属氧化物层20彼此接触的部分及形成用衬底14与绝缘层31彼此接触的部分。在形成用衬底14与绝缘层31彼此接触的部分中，以中间不夹着金属氧化物层20的方式使形成用衬底14与衬底75a相互贴合，而其密接性即使在光照射时也不会大幅度降低。因此，可以抑制树脂层23从金属氧化物层20非意图性地分离。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相互分离。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，使金属氧化物层20与树脂层23相互分离(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优选是薄膜，特别优选是树脂薄膜。在此情况下，可以实现显示装置的轻量化、薄型化。使用薄膜衬底的显示装置与使用玻璃或金属等的显示装置相比不容易破损。显示装置可以具有更高的柔性。
通过利用本实施方式所说明的分离方法，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分离，并将其转置到衬底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。
在制造方法例子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，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，可以容易地使形成用衬底14与树脂层23相互分离。
另外，通过由树脂层23覆盖金属氧化物层20来减少金属氧化物层20与绝缘层31彼此接触的部分，可以抑制膜分离，从而可以提高装置的制造工序的成品率。
[显示装置的结构实例1]
图12A是显示装置10A的俯视图。图12B及图12C各是示出显示装置10A的显示部381及与FPC372连接的部分的截面图的例子。
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例如可以保持为弯曲状态并可以反复弯曲。
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。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12B和图12C)。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，可以使用各种任何各向异性导电膜(ACF)及各向异性导电膏(ACP)等。
图12C所示的显示装置与图12B所示的结构不同之处在于：在图12C所示的显示装置中设置有晶体管49而不设置有晶体管40；以及在绝缘层33上设置有着色层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29一侧设置有着色层97。在上述制造方法例子1中，可以对树脂层23使用可见光透过率高的材料。因此，即使经过树脂层23提取发光元件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具有在两个栅极间设置有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。两个栅极也可以互相连接并被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，即使在因大型化或高分辨率化而布线数增多的显示装置中，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，与上述分离方法同样地，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)。如图13A所述，金属氧化物层20被树脂层23覆盖。因此，可以减少或甚至去掉金属氧化物层20与绝缘层31彼此接触的部分。由此可以抑制显示装置的制造工序中的膜分离。
接着，在绝缘层31上形成晶体管80(图13B)。
在这例子中，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。作为绝缘层82可以援用能够用于绝缘层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。作为用于金属氧化物层83的材料可以援用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。作为绝缘层84可以应用能够用于绝缘层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可以使用与绝缘层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，由此金属氧化物层83的一部分低电阻化。由于金属氧化物层83的一部分用作低电阻区域，所以可以增大晶体管80的通态电流及场效应迁移率。
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通过在绝缘层33中形成的开口与金属氧化物层83电连接。
在上述步骤中，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。沟道区域与导电层85隔着绝缘层84彼此重叠。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的构成要素(图13C)。关于这些工序可以参照制造方法例子1。
此外，与图13A至图13C的工序独立地进行图14A和图14B的工序。首先，与在形成用衬底14上形成岛状金属氧化物层20的工序同样地在形成用衬底91上形成岛状金属氧化物层92。接着，与在岛状金属氧化物层20上形成岛状树脂层23的工序同样地在岛状金属氧化物层92上形成覆盖金属氧化物层92的端部的岛状树脂层93。接着，与在树脂层23上形成绝缘层31的工序同样地在树脂层93上形成绝缘层95(图14A)。金属氧化物层92被树脂层93覆盖。因此，可以减少或甚至去掉金属氧化物层92与绝缘层95彼此接触的部分。由此可以抑制显示装置的制造工序中的膜分离。
接着，在绝缘层95上形成着色层97及遮光层98(图14B)。
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，通过使用粘合层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等的面相对的方式使形成用衬底14与形成用衬底91相互贴合(图14C1和图14C2)。
当粘合层99不与金属氧化物层20及金属氧化物层92重叠的区域存在时，根据该区域的面积及粘合层99和与其接触的层的密接性，有时容易产生分离不良。
因此，如图14C1和图14C2所示，优选使粘合层99仅与设置有金属氧化物层20及金属氧化物层92的双方的部分重叠。换言之，在不设置金属氧化物层20及金属氧化物层92的双方的部分中，不设置粘合层99。
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，可以容易将粘合层99形成为岛状(图14C1)。
或者，也可以形成框状的隔壁96，在由隔壁96围绕的空间填充粘合层99(图14C2)。
在隔壁96重叠于不设置金属氧化物层20及金属氧化物层92的部分的情况下，隔壁96优选使用未固化或半固化的树脂形成。由此，可以抑制不设置金属氧化物层20及金属氧化物层92的部分的密接性变高，从而可以容易进行分离。
当将隔壁96用作显示装置的构成要素时，隔壁96优选使用固化的树脂形成。此时，隔壁96优选仅与设置有金属氧化物层20及金属氧化物层92的部分重叠。
注意，在粘合层99包括不重叠于金属氧化物层20或金属氧化物层92的区域的情况下，通过形成分离起点，可以在所希望的时序进行分离。
关于此后的工序，参照图14C1所示的叠层结构进行说明。
接着，照射激光55(图15A)。激光55例如在图15A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)的上侧对叠层体照射激光55。
可以先分离形成用衬底14，也可以先分离形成用衬底91。在这例子中，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可以照射到金属氧化物层20的内部，还可以照射到树脂层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。通过激光55的照射，有时使树脂层23脆化。
关于激光的照射工序可以参照上述分离方法中的记载。
然后，使形成用衬底14与晶体管80相互分离(图15B)。由于粘合层99的端部位于金属氧化物层20的端部的内侧，因此，可以提高分离工序的成品率。在此示出被分离层中的没有设置金属氧化物层20的部分残留在形成用衬底14上的例子，但是本发明的一个实施方式不局限于此。有时被分离层的一部分残留在形成用衬底91一侧。
在制造方法例子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，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，可以容易地使形成用衬底14与树脂层23相互分离。
接着，使用粘合层28将衬底29与从形成用衬底14分离而露出的树脂层23相互贴合(图16A)。可以将衬底29用作显示装置的支撑衬底。
接着，照射激光55(图16B)。激光55例如在图16B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可以照射到金属氧化物层92的内部，还可以照射到树脂层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。通过激光55的照射，有时使树脂层93脆化。
关于激光的照射工序可以参照上述分离方法中的记载。
接着，在树脂层93中形成分离起点(图17A)。
在图17A所示的例子中，将刀具等锐利的形状的器具65从衬底29一侧插入树脂层93的端部的内侧，以形成框状的切口。该方法适用于作为衬底29使用树脂的情况。
或者，也可以以框状对衬底29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相互分离。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相互分离(图17B)。在这例子中，使形成用衬底91与形成框状的切口的内侧的部分相互分离。
在制造方法例子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，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，可以容易地使形成用衬底91与树脂层93相互分离。
接着，使用粘合层13将衬底22与从形成用衬底91分离而露出的树脂层93相互贴合(图18A)。衬底22可以被用作显示装置的支撑衬底。
在图18A所示的例子中，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的可见光透过率优选高。在本发明的一个实施方式中，树脂层93可以具有薄厚度。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，即使在树脂层93的光吸收率低时，也可以容易地使金属氧化物层92与树脂层93相互分离。因此，作为树脂层93可以使用可见光透过率高的材料。由此，可以抑制发光元件60的光提取效率的降低。
可以去除树脂层93。在此情况下，可以进一步提高发光元件60的光提取效率。图18B示出去除树脂层93，使用粘合层13将衬底22贴合于绝缘层95的例子。
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。
在制造方法例子2中，两次进行本发明的一个实施方式的分离方法以制造显示装置。在本发明的一个实施方式中，由于显示装置所包括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也不需要柔性衬底的高对准精度。因此，容易地贴合柔性衬底。
[显示装置的结构实例2]
图19A是显示装置10B的俯视图。图19B是示出显示装置10B的显示部381及与FPC372连接的部分的截面图的例子。
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例如可以保持为弯曲状态并可以反复弯曲。
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。在显示装置10B贴合有FPC372。
衬底22及衬底29的每一个优选为薄膜，特别优选为树脂薄膜。在此情况下，可以实现显示装置的轻量化、薄型化。使用薄膜衬底的显示装置与使用玻璃或金属等的显示装置相比不容易破损。另外，显示装置可以具有更高的柔性。
导电层86c通过连接体76与FPC372电连接(图19B)。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。
对本实施方式的显示装置所包括的晶体管的结构没有限制。例如，如图19C所示，显示装置也可以包括顶栅结构的晶体管140。
在本实施方式中，在形成用衬底上形成岛状金属氧化物层，由树脂层覆盖金属氧化物层来减少金属氧化物层与无机绝缘层彼此接触的部分。由此，可以抑制膜分离，从而可以提高装置的制造工序的成品率。另外，通过对金属氧化物层与树脂层的界面或者其附近照射光，可以降低金属氧化物层与树脂层的密接性或粘着性。因此，可以容易在所希望的时序使金属氧化物层与树脂层相互分离。
本实施方式可以与其他任何实施方式适当地组合。在本说明书中，当在一个实施方式中示出多个结构实例时，可以适当地组合该多个结构实例。
(实施方式2)
在本实施方式中，参照图20、图21、图22、图23、图24A和图24B、以及图25说明能够应用本发明的一个实施方式来制造的显示装置。
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(MEMS)元件、光干涉方式的MEMS元件之外，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)且对比度高的鲜明的图像。
作为第二显示元件，可以使用有机发光二极管(OLED)、发光二极管(LED)、量子点发光二极管(QLED)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的双方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。因为第一模式不需要光源，所以本模式的功耗极低。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显示图像。例如，第一模式在外光为白色光或近似的光且充分强的情况下是有效的。第一模式适于显示文字。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，第二模式在夜间环境或昏暗的室内等的照度极低的情况等下是有效的。当在昏暗环境下显示明亮的图像时，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。在此情况下，可以抑制刺眼，还可以降低功耗。第二模式适合显示鲜明的(静态及动态的)图像等。
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显示图像。在第三模式中显示的图像不但可以比在第一模式中显示的图像鲜明，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的环境等照度较低的情况、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，可以制造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，可以制造在外光下及室内具有高可见度且高方便性的显示装置。
注意，可以将第三模式称为采用混合型显示方法的模式。
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装置。
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。注意，当局部性地观察进行混合型显示的混合型显示装置时，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，混合型显示装置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，可以举出使光反射的反射型元件和发射光的自发光元件。注意，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，各像素可以具有一个子像素(白色(W)的子像素等)、三个子像素(红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)的子像素或黄色(Y)、青色(C)及品红色(M)的子像素等)、四个子像素(红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)、白色(W)的子像素或者红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)、黄色(Y)的子像素等)。
在本实施方式的显示装置中，第一像素可以显示全彩色图像且第二像素可以显示全彩色图像。此外，本实施方式的显示装置可以显示使用第一像素显示黑白图像或灰度级图像，且可以使用第二像素显示全彩色图像。能够用于显示黑白图像或灰度级图像的第一像素适用于显示不需要彩色显示的信息例如显示文件信息。
图20是显示装置300A的立体示意图。在显示装置300A中，衬底351与衬底361相互贴合。在图20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20示出在显示装置300A中安装有集成电路(IC)373及FPC372的例子。因此，也可以将图20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20示出通过玻璃覆晶封装(COG)方式或薄膜覆晶封装(COF)方式等在衬底351上设置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及显示模块不一定必须设置有IC。另外，也可以将IC利用COF方式等安装于FPC。
图20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20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，来自发光元件170的光的一部分有时被电极311b遮断而不能取出到外部。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21示出图20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21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相互粘合。衬底351与绝缘层220通过粘合层142相互粘合。
衬底361设置有着色层131、遮光层132、绝缘层121、被用作液晶元件180的公共电极的电极113、取向膜133b及绝缘层117等。在衬底361的外侧的面设置有偏振片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也可以以与液晶元件180的显示区域重叠的方式配置。
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及液晶层112，被电极311b反射。并且，该光再次透过液晶层112及电极113，以到达偏振片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。由于特定的波长区域之外的光被着色层131吸收，因此被射出的光例如是红色光。
如图21所示，优选经过开口451设置有透过可见光的电极311a。由此，液晶层112中的液晶在与开口451重叠的区域中也与其他区域同样地取向，此时可以抑制因在这些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，作为连接体243可以使用导电粒子。作为导电粒子，可以使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，优选使用如覆盖有镍且还覆盖有金的粒子等覆盖有两种以上的金属材料的层的粒子。作为连接体243优选采用能够弹性变形或塑性变形的材料。如图21所示那样，有时作为导电粒子的连接体243具有在纵向上被压扁的形状。通过具有该被压扁的形状，可以增大连接体243与电连接于该连接体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，在对粘合层141进行固化之前的粘合层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通过设置在绝缘层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显示彩色图像。显示装置300A可以使用发光元件170显示彩色图像。
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。在此情况下，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形成两个晶体管，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所包括的栅极绝缘层与发光元件170的像素电极对置的位置上。
例如，在作为晶体管206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的情况下或者在使用与晶体管206电连接的存储元件的情况下，在使用液晶元件180显示静态图像时，即使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的显示。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。
晶体管203用来控制像素的选择或非选择状态(这种晶体管也被称为开关晶体管或选择晶体管)。晶体管205用来控制流过发光元件170的电流(这种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。这是因为这种绝缘层可以被用作阻挡膜。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，从而能够提供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的每一个包括：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或晶体管206的构成要素以外还各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，采用在两个栅极间设置有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。两个栅极也可以互相连接并被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，即使在因大型化或高分辨率化而布线数增多的显示装置中，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所包括的晶体管可以具有相同的结构，也可以具有不同的结构。电路364所包括的多个晶体管可以都具有相同的结构，也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可以都具有相同的结构，也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，其结果可以降低半导体层231中的氧空位。
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，因为在绝缘层213的形成中或通过绝缘层213的形成之后进行的热处理，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，所以优选作为绝缘层213使用释放氢的绝缘膜，例如氮化硅膜等。
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彼此电连接。
作为设置在衬底361的外侧的面的偏振片135，可以使用直线偏振片，也可以使用圆偏振片。圆偏振片的例子是包括直线偏振片和四分之一波相位差板的叠层。这种结构可以抑制外光反射。通过根据偏振片的种类控制用作液晶元件180的液晶元件的单元间隙、取向、驱动电压等来得到所希望的对比度。
注意，可以在衬底361的外侧的表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。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、抑制污垢的附着的拒水膜、抑制使用时引起的损伤的产生的硬涂膜等。
作为衬底351及衬底361的每一个可以使用玻璃、石英、陶瓷、蓝宝石或者有机树脂等。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，例如可以使用具有垂直取向(VA)模式的液晶元件。垂直取向模式的例子包括多象限垂直取向(MVA)模式、垂直取向构型(PVA)模式、高级超视觉(ASV)模式。
作为液晶元件180，可以使用具有各种模式的液晶元件。例如，除了VA模式以外，可以采用使用扭曲向列(TN)模式、平面切换(IPS)模式、边缘电场转换(FFS)模式、轴对称排列微单元(ASM)模式、光学补偿弯曲(OCB)模式、铁电性液晶(FLC)模式、反铁电液晶(AFLC)模式、超扭曲向列(STN)模式、横向弯曲取向(TBA)模式、电控双折射(ECB)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、纵向电场及倾斜方向电场)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)、高分子网络型液晶(PNLC)、铁电液晶、反铁电液晶等。这种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可以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，也可以使用不需要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时间短，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、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，为了提高可见度，优选在显示面一侧设置光扩散板。
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。为了降低功耗，优选使用具备LED的前光源。
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(以下也称为输入/输出装置、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，可以将能够感测出手指或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，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。
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。优选使用互电容式感测元件，因为可以同时进行多点感测。
本发明的一个实施方式的输入/输出装置可以具有各种任何结构，包括将分别形成的显示装置与感测元件彼此贴合的结构、在显示面板所具有的一对衬底中的一个或两个上安装有感测元件所包括的电极等的结构。
以下，对具有将分别形成的显示装置与感测元件彼此贴合的结构的输入/输出装置进行说明。图22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23及图24A、图24B示出制造中的显示装置的截面图。图23对应于图22所示的步骤S6。同样地，图24A和图24B分别对应于步骤S7和步骤S8-2。
如图22所示，首先准备形成用衬底14(步骤S1)。然后，在形成用衬底14上形成金属氧化物层20(步骤S2)。在此，通过在形成金属膜之后进行H2O等离子体处理，使金属膜氧化，由此形成金属氧化物层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上形成树脂层23(步骤S3)。关于树脂层23的形成方法，可以参照实施方式1。
在本发明的一个实施方式中，以覆盖金属氧化物层20的端部的方式形成树脂层23。由此，由树脂层23覆盖金属氧化物层20来减少或者甚至去掉不被金属氧化物层20覆盖的部分。因此，即使在树脂层23上形成与金属氧化物层20的密接性低的膜，也可以减少或者甚至去掉该膜与金属氧化物层20彼此接触的部分。因此，可以抑制工序中发生的膜分离，而可以提高显示装置的制造的成品率。
接着，在树脂层23上形成晶体管等(步骤S4)。然后，形成与晶体管电连接的发光元件(步骤S5)，对发光元件进行密封(步骤S6)。参照图23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23所示，在形成用衬底14上形成有金属氧化物层20，在金属氧化物层20上形成有树脂层23。在树脂层23上形成有绝缘层115。因此，绝缘层115优选具有高阻挡性。作为绝缘层115优选使用氮化硅膜。在绝缘层115上依次层叠有电极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。作为电极311a及电极311c使用透过可见光的导电膜。作为电极311b使用反射可见光的导电膜。电极311b具有开口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至绝缘层215及绝缘层225覆盖。这些绝缘层中的一个或多个的阻挡性优选为高。图23示出作为绝缘层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的发光的一部分的功能以对开口451一侧供应该光的一部分。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。在每个子像素中分别涂布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相互贴合发光元件170与衬底351。
接着，从形成用衬底14分离晶体管等，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。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24A)。
在步骤S8-1中，判断是否去除树脂层23。分离之后，在去除树脂层23的情况下，工序进入步骤S8-2。在不去除树脂层23的情况下，工序进入步骤9。在此，对去除树脂层23的情况进行说明。
接着，通过去除树脂层23，使绝缘层115露出(步骤S8-2)。注意，也可以去除绝缘层115的一部分或全部使电极311a露出。当使阻挡性高的绝缘层115残留时，可以抑制水分进入晶体管或发光元件170，而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24B)。
然后，形成液晶元件180(步骤S9)。在绝缘层115(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。图25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优选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，在衬底361的另一个面贴合扩散薄膜233及偏振片135。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25中，在有的部分中省略粘合层。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。通过利用表面的凹凸，可以扩散反射光，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25所示的输入/输出装置310A。然后，在该装置中安装FPC、IC等(步骤S10)。
如上所述，因为本实施方式的显示装置包括两种显示元件，所以该显示装置能够切换多个显示模式。因此，该显示装置无论周围的亮度如何都能够具有高可见度以实现高方便性。
本实施方式可以与其他任何实施方式适当地组合。
(实施方式3)
在本实施方式中，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，作为材料的整体，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，可以使CAC-OS或CAC metaloxide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。
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。有时在材料中导电性区域和绝缘性区域以纳米粒子级分离。有时导电性区域和绝缘性区域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。
另外，在CAC-OS或CAC metal oxide中，有时导电性区域及绝缘性区域各以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包含具有不同带隙的成分。例如，CAC-OS或CAC metaloxide包含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。在该构成中，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，载流子与具有窄隙的成分联动地在具有宽隙的成分中也流过。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，可以得到晶体管的导通状态中的高电流驱动力，即大通态电流及高场效应迁移率。
就是说，可以将CAC-OS或CAC metal oxide称为基质复合材料或金属基质复合材料。
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材料的尺寸各为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，在下面的金属氧化物的说明中，将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状或补丁状。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。除此之外，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-OS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)而形成马赛克状的构成。并且，形成马赛克状的InOX1或InX2ZnY2OZ2均匀地分布在膜中。这构成也称为云状构成。
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，包含In、Ga、Zn及O的化合物作为IGZO也已知的。IGZO的典型例子包括以InGaO3(ZnO)m1(m1为自然数)表示的结晶性化合物及以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CAAC(c-axis aligned crystal)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，以及其一部分中观察到以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以形成马赛克状。因此，在CAC-OS中，结晶结构是次生因素。
注意，CAC-OS不包含包括原子个数比不同的两种以上的膜的叠层结构。例如，不包含以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该所选择的金属元素为主要成分的纳米粒子状区域，以及其一部分中观察到以In为主要成分的纳米粒子状区域，而在CAC-OS中这些纳米粒子状区域无规律地分散以形成马赛克状。
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，X射线衍射在测定区域中不示出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(也称为纳米尺寸电子束)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纳米晶(nc)结构。
例如，根据能量分散型X射线分析法(EDX)的面分析图像，可确认到：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，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，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)。
包含CAC-OS的半导体元件具有高可靠性。因此，CAC-OS适合于以显示器为典型的各种半导体装置。
本实施方式可以与其他任何实施方式适当地组合。
(实施方式4)
在本实施方式中，说明本发明的一个实施方式的电子设备。
通过本发明的一个实施方式，可以制造具有平面且可靠性高的电子设备。此外，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。此外，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；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。
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。因此，本发明的一个实施方式的显示装置能够适用于便携式电子设备、穿戴式电子设备(穿戴式设备)或者电子书阅读器等。
图26A和图26B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26A)如图26B所示那样展开。由此，便携式信息终端800的携带时的可携带性高，并且由于其大显示区域而使用时的可见度高。
在便携式信息终端800中，跨着由铰链部805相互连接的外壳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大幅度被弯曲。例如，可以在包括以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同时保持显示部803。由于从外壳801到外壳802连续地配置有像素，所以显示部803的一部分能够在被弯曲时显示图像。
显示部803被用作触摸面板，可以用手指或触屏笔等进行控制。
显示部803优选使用一个柔性显示器形成。由此，可以在外壳801和外壳802之间显示连续的图像。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，外壳801和外壳802被锁定的角度(它们不再继续打开)优选为90°以上且小于180°，典型的是，可以为90°、120°、135°、150°或175°等。在此情况下，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，过大的力不施加到显示部803，从而可以防止显示部803的损坏。由此，可以提供可靠性高的便携式信息终端。
作为外壳801和外壳802也可以设置电源按钮、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26C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可以进行打电话及输入文字等操作。
通过操作按钮813，电源可以成为ON、OFF。此外，可以切换显示在显示部812上的图像的种类，例如可以通过操作按钮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，可以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)，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输入声音来切换。
便携式信息终端810例如具有电话机、笔记本和信息阅读系统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26D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，可装卸的镜头826安装于照相机820。
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拆卸下而交换，但是镜头826也可以组装在外壳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拍摄图像。
注意，闪光灯装置或取景器等还可以安装于照相机820。另外，这些构件也可以组装在外壳821中。
图27A至图27E示出电子设备。这些电子设备各包括外壳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(传感器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实施方式制造的显示装置适合地用于显示部9001。由此，可以以高成品率制造电子设备。
图27A至图27E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)显示在显示部上的功能；触摸面板的功能；显示日历、日期及时刻等的功能；通过利用各种软件(程序)控制处理的功能；无线通信的功能；通过利用无线通信功能来连接到各种计算机网络的功能；通过利用无线通信功能，进行各种数据的发送及接收的功能；读出储存在记录媒体中的程序或数据来将程序或数据显示在显示部上的功能等。注意，图27A至图27E所示的电子设备的功能不局限于上述功能，而电子设备也可以具有其他的功能。
图27A是手表型便携式信息终端9200的立体图。图27B是手表型便携式信息终端9201的立体图。
图27A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。显示部9001的显示面弯曲，可在其弯曲的显示面显示图像。便携式信息终端9200可以采用基于通信标准的近距离无线通信。在此情况下，例如，可以进行便携式信息终端9200与可无线通信的耳麦之间的相互通信，由此可以进行免提通话。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发送及接收。另外，也可以通过连接端子9006进行充电。注意，充电动作也可以利用无线供电进行，而不使用连接端子9006。
与图27A所示的便携式信息终端不同，图27B所示的便携式信息终端9201中的显示部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27B中为圆形状)。
图27C至图27E是能够折叠的便携式信息终端9202的立体图。图27C是将便携式信息终端9202展开的立体图。图27D是将便携式信息终端9202从展开和折叠中的一个转换成另一个时的中途的立体图。图27E是将便携式信息终端9202折叠的立体图。
被折叠的便携式信息终端9202的可携带性高，而被展开的便携式信息终端9202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的显示部9001被由铰链9055相互连结的三个外壳9000支撑。通过铰链9055在两个外壳9000之间的连接部使便携式信息终端9202弯曲，可以使便携式信息终端9202从展开可逆性地变为折叠。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任何实施方式适当地组合。
[实施例1]
在本实施例中，对应用本发明的一个实施方式的装置及对比例子的装置的实际制造结果进行说明。
图28A示出对比例子的装置的外观照片。被白色框线围绕的区域38为金属氧化物层20与树脂层23相互接触的区域。区域38的外侧的区域为金属氧化物层20与绝缘层31相互接触的区域。对比例子的装置具有广泛地设置有金属氧化物层20与绝缘层31相互接触的区域的特征。在该区域中的由虚线围绕的区域37中发生膜分离。
在区域38中不发生膜分离，但是在区域37中发生膜分离。由此可知，由于金属氧化物层20与绝缘层31的密接性低而发生膜分离。
图28B示出对比例子的装置的截面观察照片。
在图28B所示的叠层结构中，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上设置有岛状树脂层23。在金属氧化物层20及树脂层23上设置有绝缘层31。在绝缘层31上设置有绝缘层32及绝缘层33，在绝缘层33上设置有截面观察用保护膜39。
从图28B确认到在金属氧化物层20与绝缘层31的界面处发生绝缘层31的分离。另外，绝缘层31在与树脂层23接触的部分中不发生分离。
在此，金属氧化物层20为氧化钛膜，树脂层23为聚酰亚胺树脂膜，绝缘层31为氧氮化硅膜。由此可知氧化钛膜与氧氮化硅膜的密接性低于聚酰亚胺树脂膜与氧氮化硅膜的密接性。
由上述结果可知，在广泛地设置有金属氧化物层20与绝缘层31相互接触的区域时，由于金属氧化物层20与绝缘层31的密接性低而发生膜分离，因此成品率降低。
接着，对制造包括本发明的一个实施方式的图2A和图2B所示的叠层结构的装置的结果进行说明。该装置具有在图2A和图2B所示的叠层结构上形成有晶体管等的结构。
图29示出应用本发明的一个实施方式的装置的截面观察照片。
在应用本发明的一个实施方式的装置中，与对比例子的装置同样，在形成用衬底14上设置有岛状金属氧化物层及岛状树脂层23。树脂层23以覆盖金属氧化物层的端部的方式设置。图29为树脂层23的端部及其附近的截面观察照片。树脂层23的端部位于离金属氧化物层的端部相当远的外侧，因此在图29中确认不到该金属氧化物层。另外，在应用本发明的一个实施方式的装置中，与对比例子的装置同样，树脂层23上设置有绝缘层31。绝缘层31上设置有绝缘层32及绝缘层33，绝缘层33上设置有截面观察用保护膜39。
在制造应用本发明的一个实施方式的装置时，即使在对比例子的装置的制造中发生膜分离的工序中，也不发生膜分离，而正常地完成工序。
在本发明的一个实施方式中，通过由树脂层23覆盖金属氧化物层20的端部，可以减小金属氧化物层20与绝缘层31接触的区域。由此可知，这可以防止密接性低的界面的产生和膜分离。因此可知，可以以高成品率制造装置。
符号说明
10A：显示装置、10B：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、22：衬底、23：树脂层、24：第一层、25：被分离层、28：粘合层、29：衬底、31：绝缘层、32：绝缘层、33：绝缘层、34：绝缘层、35：绝缘层、37：区域、38：区域、39：保护膜、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、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：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、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、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、640：加工区域、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、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11月3日提交到日本专利局的日本专利申请No.2016-215737，通过引用将其完整内容并入在此。

Claims (29)

1.一种半导体装置的制造方法，包括如下步骤：
在衬底上形成金属氧化物层；
以覆盖所述金属氧化物层的端部的方式在所述金属氧化物层上形成树脂层；
以覆盖所述树脂层的端部的方式在所述树脂层上形成绝缘层；以及
通过进行光照射，来将包括所述树脂层及所述绝缘层的叠层从所述金属氧化物层分离。
2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，还包括如下步骤：
以与所述金属氧化物层及所述树脂层重叠的方式在所述绝缘层上形成粘合层，该粘合层的端部位于所述金属氧化物层的所述端部的内侧，其中在形成所述粘合层之后将所述树脂层从所述金属氧化物层分离。
3.根据权利要求2所述的半导体装置的制造方法，还包括如下步骤：
在形成所述粘合层之前在所述树脂层上形成框状的隔壁，
其中所述粘合层形成在所述隔壁的内侧。
4.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中所述树脂层包括厚度为0.1μm以上且5μm以下的区域。
5.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，
其中所述光为激光，并且
其中通过对所述金属氧化物层与所述树脂层的界面或者所述界面的附近照射所述激光，来将所述树脂层从所述金属氧化物层分离。
6.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中所述光的波长为180nm以上且450nm以下。
7.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中所述光的波长为308nm。
8.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中使用线性激光装置进行所述光照射。
9.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中以250mJ/cm2以上且360mJ/cm2以下的能量密度进行所述光照射。
10.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中所述金属氧化物层包括钛、钼、铝、钨、硅、铟、锌、镓、钽和锡中的一个或多个。
11.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中所述金属氧化物层包括钛和氧化钛中的一个或两个。
12.一种半导体装置的制造方法，包括如下步骤：
在衬底上形成第一金属氧化物层及第二金属氧化物层；
以覆盖所述第一金属氧化物层的端部的方式在所述第一金属氧化物层上形成第一树脂层并且以覆盖所述第二金属氧化物层的端部的方式在所述第二金属氧化物层上形成第二树脂层；
以覆盖所述第一树脂层的端部及所述第二树脂层的端部的方式在所述第一树脂层及所述第二树脂层上形成绝缘层；以及
通过进行光照射，来将包括所述第一树脂层、所述第二树脂层及所述绝缘层的叠层从所述第一金属氧化物层及所述第二金属氧化物层分离。
13.根据权利要求12所述的半导体装置的制造方法，其中所述第一树脂层及所述第二树脂层的每一个包括厚度为0.1μm以上且5μm以下的区域。
14.根据权利要求12所述的半导体装置的制造方法，
其中所述光为激光，并且
其中通过对所述第一金属氧化物层与所述第一树脂层的界面或者所述界面的附近照射所述激光，来将所述第一树脂层从所述第一金属氧化物层分离。
15.根据权利要求12所述的半导体装置的制造方法，其中所述光的波长为180nm以上且450nm以下。
16.根据权利要求12所述的半导体装置的制造方法，其中所述光的波长为308nm。
17.根据权利要求12所述的半导体装置的制造方法，其中使用线性激光装置进行所述光照射。
18.根据权利要求12所述的半导体装置的制造方法，其中以250mJ/cm2以上且360mJ/cm2以下的能量密度进行所述光照射。
19.根据权利要求12所述的半导体装置的制造方法，其中所述第一金属氧化物层及所述第二金属氧化物层的每一个包括钛、钼、铝、钨、硅、铟、锌、镓、钽和锡中的一个或多个。
20.根据权利要求12所述的半导体装置的制造方法，其中所述第一金属氧化物层及所述第二金属氧化物层的每一个包括钛和氧化钛中的一个或两个。
21.一种半导体装置的制造方法，包括如下步骤：
在衬底上形成第一金属氧化物层及第二金属氧化物层；
以覆盖所述第一金属氧化物层的端部及所述第二金属氧化物层的端部的方式在所述第一金属氧化物层及所述第二金属氧化物层上形成树脂层；
以覆盖所述树脂层的端部的方式在所述树脂层上形成绝缘层；以及
通过进行光照射，来将包括所述树脂层及所述绝缘层的叠层从所述第一金属氧化物层及所述第二金属氧化物层分离。
22.根据权利要求21所述的半导体装置的制造方法，其中所述树脂层包括厚度为0.1μm以上且5μm以下的区域。
23.根据权利要求21所述的半导体装置的制造方法，
其中所述光为激光，并且
其中通过对所述第一金属氧化物层与所述树脂层的界面或者所述界面的附近照射所述激光，来将所述树脂层从所述第一金属氧化物层及所述第二金属氧化物层分离。
24.根据权利要求21所述的半导体装置的制造方法，其中所述光的波长为180nm以上且450nm以下。
25.根据权利要求21所述的半导体装置的制造方法，其中所述光的波长为308nm。
26.根据权利要求21所述的半导体装置的制造方法，其中使用线性激光装置进行所述光照射。
27.根据权利要求21所述的半导体装置的制造方法，其中以250mJ/cm2以上且360mJ/cm2以下的能量密度进行所述光照射。
28.根据权利要求21所述的半导体装置的制造方法，其中所述第一金属氧化物层及所述第二金属氧化物层的每一个包括钛、钼、铝、钨、硅、铟、锌、镓、钽和锡中的一个或多个。
29.根据权利要求21所述的半导体装置的制造方法，其中所述第一金属氧化物层及所述第二金属氧化物层的每一个包括钛和氧化钛中的一个或两个。
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