JP2007264609A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device in high yield without damaging a layered product, and a method for manufacturing an entirely thin, light-weight, and flexible semiconductor device in high yield. <P>SOLUTION: The method for manufacturing a semiconductor device includes: forming a photocatalytic layer 102 and an organic compound layer 103 in contact with the photocatalytic layer, on a substrate having 101 a light transmitting property; forming an element forming layer on the substrate having the light transmitting property through the photocatalytic layer and the organic compound layer in contact with the photocatalytic layer; and separating the element forming layer from the substrate having the light transmitting property after the photocatalytic layer is irradiated with light through the substrate having the light transmitting property. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は可撓性を有する半導体装置の作製方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a flexible semiconductor device.

半導体装置は低コストで作製することが要求されており、近年、制御回路や記憶回路等に薄膜トランジスタ、メモリ、太陽電池等の素子の開発が盛んに行われている(例えば特許文献1)。   Semiconductor devices are required to be manufactured at low cost, and in recent years, elements such as thin film transistors, memories, and solar cells have been actively developed for control circuits, memory circuits, and the like (for example, Patent Document 1).

このような薄膜トランジスタ、メモリ、太陽電池等の素子を有する半導体装置を利用したアプリケーションは様々なものが期待されており、小型、軽量化を追及し、可撓性を有するプラスチックフィルムを用いることが試みられている。   Various applications using semiconductor devices having such elements as thin film transistors, memories, and solar cells are expected, and it is attempted to use flexible plastic films in pursuit of miniaturization and weight reduction. It has been.

プラスチックフィルムの耐熱性は低いため、プロセスの最高温度を低くせざるを得ない。このため、半導体素子の作製方法が制限される。この結果、プラスチックフィルムを用いた半導体装置は、メタルマスクを用いた蒸着法やスパッタリング法を用いて作製される。 Since the heat resistance of plastic films is low, the maximum temperature of the process must be lowered. For this reason, the manufacturing method of a semiconductor element is restrict | limited. As a result, a semiconductor device using a plastic film is manufactured using a vapor deposition method or a sputtering method using a metal mask.

また、ガラス基板上にポリイミド層を形成し、ポリイミド層上に微細な素子を有する層を形成した後、ガラス基板からポリイミド層へレーザビームを照射して、ガラス基板からポリイミド層及び微細な素子を有する層を剥離して、可撓性を有する表示装置を作製する技術が提案されている(非特許文献1参照。)。
特開2004−47791号公報 フレンチほか(Ian French,David McCulloch,Ivar Boerefijin,Nico Kooyman)、エスアイディー 05 ダイジェスト(SID 05 Digest)、米国、2005年、p.1634−1637
Moreover, after forming a polyimide layer on a glass substrate and forming a layer having fine elements on the polyimide layer, a laser beam is irradiated from the glass substrate to the polyimide layer, so that the polyimide layer and the fine elements are removed from the glass substrate. A technique for manufacturing a display device having flexibility by peeling a layer including the layer has been proposed (see Non-Patent Document 1).
JP 2004-47791 A French et al. (Ian French, David McCulloch, Ivar Borefijin, Nico Kooyman), SID 05 Digest, USA, 2005, p. 1634-1637

しかしながら、メタルマスクを用いた蒸着法やスパッタリング法を用いて半導体装置を作製する場合、メタルマスクのアライメントの位置合わせ工程が必要である。このため、アライメントの位置あわせの不具合から製品の歩留まりが低下するという問題がある。   However, when a semiconductor device is manufactured using a vapor deposition method or a sputtering method using a metal mask, an alignment process for aligning the metal mask is necessary. For this reason, there is a problem that the yield of the product is lowered due to the alignment defect.

また、メタルマスクを用いた蒸着法やスパッタリング法を用いて半導体装置を作製する場合、アライメントのずれを考慮して素子設計を行う。このため、微細な構造の薄膜トランジスタ、メモリ、太陽電池等を作製することが困難であり、半導体装置の小型化、軽量化、高性能化が困難である。 In addition, when a semiconductor device is manufactured using a vapor deposition method or a sputtering method using a metal mask, element design is performed in consideration of misalignment. For this reason, it is difficult to manufacture a thin film transistor, a memory, a solar cell, or the like having a fine structure, and it is difficult to reduce the size, weight, and performance of the semiconductor device.

また、非特許文献1に示す剥離方法では、ガラス基板からポリイミド層を剥離するためにレーザビームを照射するが、レーザビームのエネルギーは不安定であり変動するため、部分的にガラス基板からポリイミド層が剥離されない現象がある。この結果歩留まりが低下するという問題がある。また、歩留まりを向上させるために強いエネルギーのレーザビームをガラス基板を介してポリイミド層に照射すると、ガラス及び素子を有する層の素子に損傷を与えてしまうという問題がある。   In the peeling method shown in Non-Patent Document 1, a laser beam is irradiated to peel the polyimide layer from the glass substrate. However, since the energy of the laser beam is unstable and fluctuates, the polyimide layer is partially separated from the glass substrate. There is a phenomenon that does not peel off. As a result, there is a problem that the yield decreases. In addition, when a polyimide layer is irradiated with a laser beam with high energy through a glass substrate in order to improve the yield, there is a problem in that elements of the layer having glass and elements are damaged.

本発明は、積層体に損傷を与えず、歩留まり高い半導体装置の作製方法を提供することを課題とする。また、全体の厚さが薄く、軽量、且つ、フレキシブルな半導体装置を歩留まり高く作製する方法を提供する。   An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device with high yield without damaging a stacked body. In addition, a method for manufacturing a thin, lightweight, and flexible semiconductor device with high yield is provided.

本発明は、透光性を有する基板上に、光触媒層及び光触媒層に接する有機化合物層を形成し、光触媒層及び光触媒層に接する有機化合物層を介して透光性を有する基板上に素子形成層を形成し、透光性を有する基板を介して光触媒層に光を照射した後、透光性を有する基板から素子形成層を分離することを特徴とする半導体装置の作製方法である。また、光触媒層及び有機化合物層の界面において分離することで、透光性を有する基板から素子形成層を分離することを特徴とする。   In the present invention, a photocatalyst layer and an organic compound layer in contact with the photocatalyst layer are formed on a light-transmitting substrate, and an element is formed on the light-transmitting substrate through the photocatalyst layer and the organic compound layer in contact with the photocatalyst layer. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a layer; irradiating a photocatalytic layer with light through a light-transmitting substrate; and separating the element formation layer from the light-transmitting substrate. In addition, the element formation layer is separated from the light-transmitting substrate by separation at the interface between the photocatalyst layer and the organic compound layer.

なお、有機化合物層は、光触媒層を介して透光性を有する基板上に形成されてもよい。   Note that the organic compound layer may be formed over a light-transmitting substrate through the photocatalyst layer.

また、光触媒層は、有機化合物層を介して透光性を有する基板上に形成されてもよい。   The photocatalyst layer may be formed on a light-transmitting substrate through the organic compound layer.

また、透光性を有する基板から素子形成層を分離した後、有機化合物層表面に可撓性を有する基板を貼り付けてもよい。   Alternatively, after separating the element formation layer from the light-transmitting substrate, a flexible substrate may be attached to the surface of the organic compound layer.

また、有機化合物層は、無機化合物粒子を含んでもよい。また、有機化合物層は、遮光性を有してもよい。この場合、有機化合物層は、光吸収体または光反射体を含む。   Moreover, the organic compound layer may include inorganic compound particles. The organic compound layer may have a light shielding property. In this case, the organic compound layer includes a light absorber or a light reflector.

また、光の波長は、光触媒層を活性化させる波長であることを特徴とする。   The wavelength of light is a wavelength that activates the photocatalyst layer.

また、素子形成層は、薄膜トランジスタ、ダイオード、または抵抗、発光素子、液晶素子、または電気泳動素子を有することを特徴とする。   The element formation layer includes a thin film transistor, a diode, or a resistor, a light-emitting element, a liquid crystal element, or an electrophoretic element.

また、半導体装置は、発光装置、液晶表示装置、電気泳動表示装置、無線チップ、太陽電池、またはセンサとして機能することを特徴とする。   The semiconductor device functions as a light-emitting device, a liquid crystal display device, an electrophoretic display device, a wireless chip, a solar cell, or a sensor.

本発明は、透光性を有する基板上に光触媒層及び有機化合物層を形成し、この上に半導体プロセスを用いて微細な構造の素子を有する素子形成層を形成した後、透光性を有する基板から光触媒に光を照射する。この結果、エネルギーの高い光を照射せずとも、光触媒層及び有機化合物層の界面において、光触媒反応を生じさせて、光触媒層及び有機化合物層を分離することが可能である。このため、従来の半導体プロセスを用いて形成した微細な構造の素子を有し、且つ可撓性を有する半導体装置を容易に作製することができる。また、従来の半導体プロセスを用いて微細な構造の素子を有する素子形成層を有し、且つ可撓性を有する半導体装置を歩留まり高く作製することができる。   In the present invention, a photocatalyst layer and an organic compound layer are formed on a light-transmitting substrate, and an element formation layer having an element with a fine structure is formed thereon using a semiconductor process. Light is emitted from the substrate to the photocatalyst. As a result, it is possible to cause a photocatalytic reaction at the interface between the photocatalyst layer and the organic compound layer and to separate the photocatalyst layer and the organic compound layer without irradiating light with high energy. Therefore, it is possible to easily manufacture a flexible semiconductor device having a fine structure element formed by using a conventional semiconductor process. In addition, a semiconductor device having an element formation layer having elements with a fine structure and having flexibility using a conventional semiconductor process can be manufactured with high yield.

また、透光性を有する基板上に光触媒層、遮光性を有する有機化合物層、及び素子形成層を順に形成した後、透光性を有する基板から光触媒層に光を照射して、光触媒層及び遮光性を有する有機化合物層を分離する。このとき、光触媒層に照射する光が素子形成層に入射することを回避できるため、光により素子の特性が変化することを防止することが可能であり、信頼性が高く、且つ可撓性を有する半導体装置を作製することができる。また、従来の半導体プロセスを用いて微細な構造の素子を有する素子形成層を且つ可撓性を有する半導体装置を歩留まり高く作製することができる。   Further, after sequentially forming a photocatalyst layer, a light-shielding organic compound layer, and an element formation layer over a light-transmitting substrate, the photocatalyst layer is irradiated with light from the light-transmitting substrate, An organic compound layer having a light shielding property is separated. At this time, it is possible to prevent light irradiating the photocatalyst layer from entering the element formation layer, so that it is possible to prevent the characteristics of the element from being changed by light, and the reliability is high and flexibility is improved. A semiconductor device having the same can be manufactured. In addition, a flexible semiconductor device can be manufactured with high yield by using a conventional semiconductor process and an element formation layer having elements with a fine structure.

また、透光性を有する基板上に光触媒層、無機化合物の粒子が分散される有機化合物層、及び素子形成層を順に形成した後、透光性を有する基板から光触媒層に光を照射して、光触媒層及び無機化合物の粒子が分散される有機化合物層を分離する。このとき、素子形成層には、無機化合物の粒子が分散される有機化合物層が設けられるため、機械的強度が高まり、半導体装置を湾曲させたときに断裂することを回避することができる。また、従来の半導体プロセスを用いて微細な構造の素子を有する素子形成層を且つ可撓性を有する半導体装置を歩留まり高く作製することができる。   In addition, after a photocatalyst layer, an organic compound layer in which inorganic compound particles are dispersed, and an element formation layer are sequentially formed on a light-transmitting substrate, light is irradiated from the light-transmitting substrate to the photocatalyst layer. The organic catalyst layer in which the photocatalyst layer and the inorganic compound particles are dispersed is separated. At this time, since the organic compound layer in which the inorganic compound particles are dispersed is provided in the element formation layer, the mechanical strength is increased and the semiconductor device can be prevented from being torn when being bent. In addition, a flexible semiconductor device can be manufactured with high yield by using a conventional semiconductor process and an element formation layer having elements with a fine structure.

また、光をきっかけとして光触媒層及び有機化合物層の間の結合力を弱めることができる。このため、光触媒層及び有機化合物層の分離のきっかけを制御することが可能であり、意図しない分離を防止することが可能である。このため、従来の半導体プロセスを用いて微細な構造の素子を有する素子形成層を且つ可撓性を有する半導体装置を歩留まり高く作製することができる。   In addition, the bonding force between the photocatalyst layer and the organic compound layer can be weakened by using light as a trigger. For this reason, it is possible to control the separation of the photocatalyst layer and the organic compound layer, and it is possible to prevent unintended separation. Therefore, a flexible semiconductor device can be manufactured with a high yield by using a conventional semiconductor process and an element formation layer having an element with a fine structure.

また、素子形成層の一方の面に残存する有機化合物層を基板として用いることが可能であるため、可撓性を有する基板の枚数を削減することが可能であり、半導体装置のコストダウンが可能である。   In addition, since the organic compound layer remaining on one surface of the element formation layer can be used as the substrate, the number of flexible substrates can be reduced, and the cost of the semiconductor device can be reduced. It is.

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、本発明は多くの異なる形態で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention can be implemented in many different forms, and those skilled in the art can easily understand that the forms and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Is done. Therefore, the present invention is not construed as being limited to the description of this embodiment mode. Note that in all the drawings for describing the embodiments, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals, and repetitive description thereof is omitted.

(実施の形態1)
本実施の形態では、透光性を有する基板から歩留まり高く素子形成層を剥離し、可撓性を有する半導体装置を作製する方法について図1を用いて説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment, a method for manufacturing a flexible semiconductor device by peeling an element formation layer from a light-transmitting substrate with high yield will be described with reference to FIGS.

図1(A)に示すように、透光性を有する基板101上に光触媒層102を形成し、光触媒層102上に有機化合物層103を形成する。次に、有機化合物層103上に素子形成層104を形成する。   As shown in FIG. 1A, a photocatalyst layer 102 is formed over a light-transmitting substrate 101, and an organic compound layer 103 is formed over the photocatalyst layer 102. Next, the element formation layer 104 is formed over the organic compound layer 103.

透光性を有する基板101としては、ガラス基板、石英基板、本工程の処理温度に耐えうる耐熱性があるプラスチック基板等を用いる。上記に挙げた透光性を有する基板101には、大きさや形状に制約がないため、例えば、透光性を有する基板101として、1辺が1メートル以上であって、矩形状のものを用いれば、生産性を格段に向上させることができる。この利点は、円形のシリコン基板を用いる場合と比較すると、大きな優位点である。ここでは、透光性を有する基板101としてガラス基板を用いる。なお、透光性を有する基板101として、プラスチック基板を用いる場合、プラスチック基板表面に透光性を有する絶縁層を形成することが好ましい。絶縁層としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化アルミニウム等がある。プラスチック基板表面に透光性を有する絶縁層を形成することで、後に光触媒層を形成し、光触媒層に光を照射したときに、光触媒層が活性化し、プラスチック基板及び光触媒層の界面が分離されるのを回避することが可能である。   As the light-transmitting substrate 101, a glass substrate, a quartz substrate, a heat-resistant plastic substrate that can withstand the processing temperature in this step, or the like is used. Since the substrate 101 having a light-transmitting property described above is not limited in size or shape, for example, a substrate having a rectangular shape with one side of 1 meter or more is used as the substrate 101 having a light-transmitting property. Thus, productivity can be significantly improved. This advantage is a great advantage compared to the case of using a circular silicon substrate. Here, a glass substrate is used as the light-transmitting substrate 101. Note that in the case where a plastic substrate is used as the light-transmitting substrate 101, an insulating layer having a light-transmitting property is preferably formed on the surface of the plastic substrate. Examples of the insulating layer include silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, and aluminum nitride. By forming a light-transmitting insulating layer on the surface of the plastic substrate, a photocatalyst layer is formed later, and when the photocatalyst layer is irradiated with light, the photocatalyst layer is activated and the interface between the plastic substrate and the photocatalyst layer is separated. Can be avoided.

次に、透光性を有する基板101表面に光触媒層102を形成する。光触媒層102としては、酸化チタン(TiOx)、酸化スズ(SnO)、酸化タングステン(WO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ビスマス(Bi)、チタン酸塩(MTiO)、タンタル酸塩(MTaO)、ニオブ酸塩(MNb17)(いずれもMは金属元素)、CdS、ZnSなどをあげることができる。また、酸化チタンの結晶構造としては、アナターゼ型、ルチル型、またはこれらの混合物を用いることができる。これらを、スパッタリング法、プラズマCVD法、蒸着法、ゾルゲル法、電気泳動法、スプレー法等により形成する。 Next, the photocatalytic layer 102 is formed on the surface of the light-transmitting substrate 101. As the photocatalyst layer 102, titanium oxide (TiOx), tin oxide (SnO 2 ), tungsten oxide (WO 3 ), zinc oxide (ZnO), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), titanate (MTiO 3 ), tantalum Examples thereof include acid salts (MTaO 3 ), niobates (M 4 Nb 6 O 17 ) (M is a metal element), CdS, ZnS, and the like. As the crystal structure of titanium oxide, anatase type, rutile type, or a mixture thereof can be used. These are formed by sputtering, plasma CVD, vapor deposition, sol-gel, electrophoresis, spraying, or the like.

また、光触媒層102として、金属や窒素をドーピングした酸化チタンを用いることができる。金属としては、白金(Pt)、銅(Cu)、クロム(Cr)、銀(Ag)、バナジウム(V)、鉄(Fe)、コバルト(Ni)、亜鉛(Zn)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、金(Au)等がある。金属や窒素をドーピングした酸化チタンを用いて光触媒層102を形成することにより、紫外線ではなく、可視光、代表的は太陽光を用いて光触媒層102を活性化することが可能である。ここでは、酸化チタンを用いて光触媒層102を形成する。   Further, titanium oxide doped with metal or nitrogen can be used as the photocatalyst layer 102. As metals, platinum (Pt), copper (Cu), chromium (Cr), silver (Ag), vanadium (V), iron (Fe), cobalt (Ni), zinc (Zn), rhodium (Rh), palladium (Pd), gold (Au), and the like. By forming the photocatalytic layer 102 using titanium oxide doped with metal or nitrogen, the photocatalytic layer 102 can be activated using visible light, typically sunlight, instead of ultraviolet rays. Here, the photocatalyst layer 102 is formed using titanium oxide.

光触媒層102の膜厚は0.5nm以上150nm以下、さらには1nm以上30nm以下とすることが好ましい。光触媒層102の膜厚が上記膜厚より薄いと、光が照射されても光触媒層102が活性化しない。このため、後に光触媒層102上に形成する有機化合物層103を形成し、光触媒層102に光を照射したとしても、光触媒層102及び有機化合物層103の界面において、光触媒層102及び有機化合物層103を分離することが困難である。一方、光触媒層102の膜厚が上記膜厚より厚いと、光触媒層102に光が照射され活性種が発生したとしても、光触媒層102及び有機化合物層103の界面に活性種が移動する前に失活してしまい、光触媒層102及び有機化合物層103を分離することが困難である。   The film thickness of the photocatalyst layer 102 is preferably 0.5 nm to 150 nm, and more preferably 1 nm to 30 nm. When the film thickness of the photocatalyst layer 102 is smaller than the above film thickness, the photocatalyst layer 102 is not activated even when irradiated with light. Therefore, even if the organic compound layer 103 to be formed later is formed on the photocatalyst layer 102 and the photocatalyst layer 102 is irradiated with light, the photocatalyst layer 102 and the organic compound layer 103 are formed at the interface between the photocatalyst layer 102 and the organic compound layer 103. Is difficult to separate. On the other hand, when the photocatalyst layer 102 is thicker than the above film thickness, even if the photocatalyst layer 102 is irradiated with light and active species are generated, before the active species move to the interface between the photocatalyst layer 102 and the organic compound layer 103, It is deactivated and it is difficult to separate the photocatalyst layer 102 and the organic compound layer 103.

次に、光触媒層102上に有機化合物層103を形成する。有機化合物層103としては、シアノエチルセルロース系樹脂、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ化ビニリデンなどの有機化合物を用いることができる。また、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾールを用いてもよい。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、オキサゾール樹脂(ポリベンゾオキサゾール)等の樹脂材料を用いてもよい。また、ポリイミド、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアセタール、ポリスチレン、AS樹脂、メタクリル樹脂、ポリプロピレン、ポリカーボネート、セルロイド、酢酸繊維素プラスチック、メチルペンテン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ユリア樹脂等ここでは、ポリイミドを用いて有機化合物層103を形成する。   Next, the organic compound layer 103 is formed over the photocatalyst layer 102. As the organic compound layer 103, an organic compound such as cyanoethyl cellulose resin, polyimide, polyethylene, polypropylene, polystyrene resin, silicone resin, epoxy resin, or vinylidene fluoride can be used. Aromatic polyamide and polybenzimidazole may also be used. Moreover, resin materials such as vinyl resins such as polyvinyl alcohol and polyvinyl butyral, phenol resins, novolac resins, acrylic resins, melamine resins, urethane resins, and oxazole resins (polybenzoxazole) may be used. Polyimide, vinyl acetate resin, polyvinyl acetal, polystyrene, AS resin, methacrylic resin, polypropylene, polycarbonate, celluloid, cellulose acetate plastic, methylpentene resin, vinyl chloride resin, polyester resin, urea resin, etc. Thus, the organic compound layer 103 is formed.

有機化合物層103の膜厚は、50nm以上5μm以下とすることが好ましい。有機化合物層103の膜厚を1μm以上5μm以下とすることで、後に形成される半導体装置において、有機化合物層103を基板代わりに用いることができる。この結果、基板の枚数を削減することが可能であり、コストダウンが可能である。   The thickness of the organic compound layer 103 is preferably 50 nm or more and 5 μm or less. By setting the thickness of the organic compound layer 103 to 1 μm or more and 5 μm or less, the organic compound layer 103 can be used instead of the substrate in a semiconductor device to be formed later. As a result, the number of substrates can be reduced and the cost can be reduced.

次に、有機化合物層103上に素子形成層104を形成する。素子形成層104としては、薄膜トランジスタ、フローティングゲート電極を有する薄膜トランジスタ、記憶素子、容量素子、抵抗素子、ダイオード等がある。また、素子形成層104には、EL素子、液晶素子、電子放出素子、電気泳動素子、MEMS(Micro Electro Mechanical System)等、を有してもよい。   Next, the element formation layer 104 is formed over the organic compound layer 103. Examples of the element formation layer 104 include a thin film transistor, a thin film transistor having a floating gate electrode, a memory element, a capacitor element, a resistance element, a diode, and the like. The element formation layer 104 may include an EL element, a liquid crystal element, an electron-emitting element, an electrophoretic element, a MEMS (Micro Electro Mechanical System), or the like.

素子形成層104の表面に、可撓性を有する基板を設けてもよい。可撓性を有する基板としては、代表的には、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PES(ポリエーテルスルホン)、ポリプロピレン、ポリプロピレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリサルフォン、ポリフタールアミド等からなる基板を用いることができる。これらの基板を用いる場合、接着材を用いて素子形成層104上に可撓性を有する基板を設ける。また、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム(ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム等)と接着性有機樹脂フィルム(アクリル系有機樹脂、エポキシ系有機樹脂等)との積層フィルムなどを用いることもできる。これらの積層フィルムを用いる場合、素子形成層104表面に積層フィルムを熱圧着することにより、接着性有機樹脂フィルムが可塑化し接着材として機能する。   A flexible substrate may be provided on the surface of the element formation layer 104. Typical examples of flexible substrates include PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), PES (polyethersulfone), polypropylene, polypropylene sulfide, polycarbonate, polyetherimide, polyphenylene sulfide, and polyphenylene oxide. A substrate made of polysulfone, polyphthalamide or the like can be used. In the case of using these substrates, a flexible substrate is provided over the element formation layer 104 using an adhesive. In addition, a paper made of a fibrous material, a laminated film of a base film (polyester, polyamide, inorganic vapor deposition film, etc.) and an adhesive organic resin film (acrylic organic resin, epoxy organic resin, etc.) may be used. it can. When these laminated films are used, the adhesive organic resin film is plasticized and functions as an adhesive by thermocompression bonding the laminated film to the surface of the element forming layer 104.

次に、図1(B)に示すように、透光性を有する基板101に光105を照射する。光105としては、光触媒層102を活性化させることが可能な波長の光を照射すればよい。また、光触媒層102を活性化させることが可能な波長のレーザ光を照射してもよい。代表的には、光触媒層102が酸化チタンで形成される場合は、光105として紫外線を用いればよい。また、光触媒層がCdSの場合は、光105として可視光を用いればよい。透光性を有する基板101を介して光触媒層102に光105を照射することにより、光触媒層102が活性化される。この結果、光触媒層102と有機化合物層103とが分離する。代表的に、酸化チタンを用いて図1(C)に示すように、光触媒層102を形成すると、光105の照射により酸化チタンの酸化力が高まり、光触媒層102及び有機化合物層103の界面における有機化合物層103の炭素―水素結合を分離する。この結果、有機化合物層103の表面が粗になるとともに、有機化合物層103の一部が二酸化炭素及び水となり脱ガス化が生じる。この結果、光触媒層102と有機化合物層103とが分離する。   Next, as illustrated in FIG. 1B, the light 105 is irradiated to the light-transmitting substrate 101. The light 105 may be irradiated with light having a wavelength that can activate the photocatalytic layer 102. Further, laser light having a wavelength capable of activating the photocatalytic layer 102 may be irradiated. Typically, when the photocatalytic layer 102 is formed of titanium oxide, ultraviolet light may be used as the light 105. Further, when the photocatalytic layer is CdS, visible light may be used as the light 105. By irradiating the photocatalyst layer 102 with light 105 through the light-transmitting substrate 101, the photocatalyst layer 102 is activated. As a result, the photocatalyst layer 102 and the organic compound layer 103 are separated. Typically, when the photocatalyst layer 102 is formed using titanium oxide as illustrated in FIG. 1C, the oxidizing power of titanium oxide is increased by irradiation with the light 105, and at the interface between the photocatalyst layer 102 and the organic compound layer 103. The carbon-hydrogen bond of the organic compound layer 103 is separated. As a result, the surface of the organic compound layer 103 becomes rough, and part of the organic compound layer 103 becomes carbon dioxide and water, thereby causing degassing. As a result, the photocatalyst layer 102 and the organic compound layer 103 are separated.

以上の工程により、図1(D)に示すように、素子形成層104及び有機化合物層103を含む半導体装置を作製することができる。なお、図1(C)に示す剥離工程の後、有機化合物層103の表面に可撓性を有する基板106を設けて、図1(E)に示すような半導体装置を作製してもよい。   Through the above steps, a semiconductor device including the element formation layer 104 and the organic compound layer 103 can be manufactured as illustrated in FIG. Note that after the peeling step shown in FIG. 1C, a flexible substrate 106 may be provided on the surface of the organic compound layer 103 to manufacture a semiconductor device as shown in FIG.

可撓性を有する基板106を用いることで、後に形成される半導体装置の機械的強度を高めることが可能である。また、外部からの汚染物質が半導体装置に混入することを回避することが可能である。   By using the flexible substrate 106, the mechanical strength of a semiconductor device to be formed later can be increased. Further, it is possible to avoid contamination from the outside from entering the semiconductor device.

可撓性を有する基板106としては、素子形成層104の表面に設けることが可能な可撓性を有する基板と同様のものを適宜選択して用いることができる。   As the flexible substrate 106, a substrate similar to the flexible substrate that can be provided on the surface of the element formation layer 104 can be selected as appropriate.

以上の工程により、光触媒層及び有機化合物層の界面において、光触媒反応を生じさせて、光触媒層及び有機化合物層を分離することが可能である。このため、従来の半導体プロセスを用いて形成した微細な構造の素子を有し、且つ可撓性を有する半導体装置を容易に作製することができる。   Through the above steps, it is possible to cause a photocatalytic reaction at the interface between the photocatalyst layer and the organic compound layer to separate the photocatalyst layer and the organic compound layer. Therefore, it is possible to easily manufacture a flexible semiconductor device having a fine structure element formed by using a conventional semiconductor process.

(実施の形態2)
本実施の形態では、実施の形態1と比較して、光触媒層102及び有機化合物層103の作製工程の異なる形態について図2を用いて説明する。
(Embodiment 2)
In this embodiment mode, a different mode of manufacturing steps of the photocatalyst layer 102 and the organic compound layer 103 will be described with reference to FIGS.

図2(A)に示すように、透光性を有する基板101上に有機化合物層103を形成し、有機化合物層103上に光触媒層102を形成し、光触媒層102上に素子形成層104を形成する。   As shown in FIG. 2A, an organic compound layer 103 is formed over a light-transmitting substrate 101, a photocatalyst layer 102 is formed over the organic compound layer 103, and an element formation layer 104 is formed over the photocatalyst layer 102. Form.

本実施の形態では、透光性を有する基板101及び有機化合物層103を介して光触媒層102に光を照射するため、有機化合物層103は後に照射される光を透過することが可能な材料で形成する。代表的には、紫外線、可視光線、又は赤外線、これらのいずれかを透過することが可能な材料で形成する。透光性を有する有機化合物としては、ポリイミド、アクリル、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアセタール、ポリスチレン、AS樹脂、メタクリル樹脂、ポリプロピレン、ポリカーボネート、セルロイド、酢酸繊維素プラスチック、ポリエチレン、メチルペンテン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ユリア樹脂等がある。   In this embodiment mode, since the photocatalyst layer 102 is irradiated with light through the light-transmitting substrate 101 and the organic compound layer 103, the organic compound layer 103 is a material that can transmit light that is irradiated later. Form. Typically, an ultraviolet ray, a visible ray, or an infrared ray is formed using a material that can transmit any of these. As an organic compound having translucency, polyimide, acrylic, vinyl acetate resin, polyvinyl acetal, polystyrene, AS resin, methacrylic resin, polypropylene, polycarbonate, celluloid, cellulose acetate plastic, polyethylene, methylpentene resin, vinyl chloride resin, Examples include polyester resin and urea resin.

次に、図2(B)に示すように、透光性を有する基板101及び有機化合物層103を介して、光触媒層102に光105を照射する。この結果、光触媒層102が活性化される。この結果、図2(C)に示すように、光触媒層102と有機化合物層103とが分離する。   Next, as illustrated in FIG. 2B, the photocatalyst layer 102 is irradiated with light 105 through the light-transmitting substrate 101 and the organic compound layer 103. As a result, the photocatalytic layer 102 is activated. As a result, as shown in FIG. 2C, the photocatalyst layer 102 and the organic compound layer 103 are separated.

以上の工程により、図2(D)に示すように、素子形成層104及び光触媒層102を含む半導体装置を作製することができる。なお、図2(C)に示す剥離工程の後、光触媒層102の表面に可撓性を有する基板106を設けて、図2(E)に示すような半導体装置を作製してもよい。   Through the above steps, a semiconductor device including the element formation layer 104 and the photocatalyst layer 102 can be manufactured as illustrated in FIG. Note that after the peeling step illustrated in FIG. 2C, a flexible substrate 106 may be provided on the surface of the photocatalyst layer 102 to manufacture a semiconductor device as illustrated in FIG.

以上の工程により、光触媒層及び有機化合物層の界面において、光触媒反応を生じさせて、光触媒層及び有機化合物層を分離することが可能である。このため、従来の半導体プロセスを用いて形成した微細な構造の素子を有し、且つ可撓性を有する半導体装置を容易に作製することができる。   Through the above steps, it is possible to cause a photocatalytic reaction at the interface between the photocatalyst layer and the organic compound layer to separate the photocatalyst layer and the organic compound layer. Therefore, it is possible to easily manufacture a flexible semiconductor device having a fine structure element formed by using a conventional semiconductor process.

(実施の形態3)
本実施の形態では、実施の形態1及び2において、有機化合物層103の代わりに無機化合物の粒子が分散された有機化合物層112を用いて半導体装置を作製する形態について、図3を用いて説明する。なお、本実施の形態では、実施の形態1を用いて説明するが、実施の形態2を適用することもできる。
(Embodiment 3)
In this embodiment, a mode in which a semiconductor device is manufactured using the organic compound layer 112 in which particles of an inorganic compound are dispersed instead of the organic compound layer 103 in Embodiments 1 and 2 is described with reference to FIGS. To do. Note that in this embodiment, the first embodiment is described, but the second embodiment can also be applied.

図3(A)に示すように、透光性を有する基板101上に光触媒層102を形成し、光触媒層102上に有機化合物層112を形成し、有機化合物層112上に素子形成層104を形成する。なお、有機化合物層112は、有機化合物110に無機化合物の粒子111が分散される。   As shown in FIG. 3A, a photocatalyst layer 102 is formed over a light-transmitting substrate 101, an organic compound layer 112 is formed over the photocatalyst layer 102, and an element formation layer 104 is formed over the organic compound layer 112. Form. Note that in the organic compound layer 112, inorganic compound particles 111 are dispersed in the organic compound 110.

無機化合物の粒子111としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、フッ化バリウムマグネシウム等を用いることができる。有機化合物層103に無機化合物の粒子111が分散されることにより、有機化合物層114の機械的強度が高まるため、後に作製される半導体装置を湾曲させたときに断裂することを回避することができる。   As the inorganic compound particles 111, silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, tantalum oxide, barium magnesium fluoride, or the like can be used. Dispersion of the inorganic compound particles 111 in the organic compound layer 103 increases the mechanical strength of the organic compound layer 114, so that the semiconductor device to be manufactured later can be prevented from being torn when being bent. .

次に、図3(B)に示すように、透光性を有する基板101を介して、光触媒層102に光105を照射する。この結果、光触媒層102が活性化される。この結果、図3(C)に示すように、光触媒層102と、有機化合物110に無機化合物の粒子111が分散された有機化合物層112とが分離する。   Next, as illustrated in FIG. 3B, the photocatalyst layer 102 is irradiated with light 105 through the light-transmitting substrate 101. As a result, the photocatalytic layer 102 is activated. As a result, as shown in FIG. 3C, the photocatalytic layer 102 and the organic compound layer 112 in which the inorganic compound particles 111 are dispersed in the organic compound 110 are separated.

以上の工程により、図3(D)に示すように、素子形成層104及び有機化合物110に無機化合物の粒子111が分散された有機化合物層112を含む半導体装置を作製することができる。なお、図3(C)に示す剥離工程の後、有機化合物層112の表面に可撓性を有する基板106を設けて、図3(E)に示すような半導体装置を作製してもよい。   Through the above steps, as illustrated in FIG. 3D, a semiconductor device including the element formation layer 104 and the organic compound layer 112 in which the inorganic compound particles 111 are dispersed in the organic compound 110 can be manufactured. Note that after the peeling step illustrated in FIG. 3C, a flexible substrate 106 may be provided on the surface of the organic compound layer 112 to manufacture a semiconductor device illustrated in FIG.

有機化合物層として、無機化合物の粒子が分散される有機化合物層を用いることで、光触媒層から分離された素子形成層は無機化合物の粒子が分散される有機化合物層を有する。このため、機械的強度の高い半導体装置を作製することができる。   By using an organic compound layer in which inorganic compound particles are dispersed as the organic compound layer, the element forming layer separated from the photocatalyst layer has an organic compound layer in which the inorganic compound particles are dispersed. Therefore, a semiconductor device with high mechanical strength can be manufactured.

(実施の形態4)
本実施の形態では、実施の形態1乃至3において、有機化合物層103や、有機化合物110に無機化合物の粒子111が分散された有機化合物層112の代わりに、有機化合物110に遮光性を有する粒子113が分散された有機化合物層114を用いて半導体装置を作製する形態について、図4を用いて説明する。なお、本実施の形態では、実施の形態1を用いて説明するが、実施の形態2及び3を適用することもできる。
(Embodiment 4)
In this embodiment, instead of the organic compound layer 103 or the organic compound layer 112 in which the inorganic compound particles 111 are dispersed in the organic compound 110 in Embodiments 1 to 3, the organic compound 110 has light shielding properties. A mode of manufacturing a semiconductor device using the organic compound layer 114 in which 113 is dispersed will be described with reference to FIGS. Although this embodiment mode is described using Embodiment Mode 1, Embodiments 2 and 3 can also be applied.

図4(A)に示すように、透光性を有する基板101上に光触媒層102を形成し、光触媒層102上に有機化合物層114を形成し、有機化合物層114上に素子形成層104を形成する。有機化合物層114は、有機化合物110に遮光性を有する粒子113が分散される。   As shown in FIG. 4A, a photocatalyst layer 102 is formed over a light-transmitting substrate 101, an organic compound layer 114 is formed over the photocatalyst layer 102, and an element formation layer 104 is formed over the organic compound layer 114. Form. In the organic compound layer 114, light-shielding particles 113 are dispersed in the organic compound 110.

遮光性を有する粒子113としては、280〜780nmの波長の範囲の光を吸収する粒子(光吸収体)や光を反射する粒子(光反射体)が好ましい。光を吸収する粒子としては、色素または紫外線吸収剤を用いることができる。色素の代表例としては、アゾ系、アントラキノン系、ナフトキノン系、イソインドリノン系、ペリレン系、インジゴ系、フルオレノン系、フェナジン系、フェノチアジン系、ポリメチン系、ポリエン系、ジフェニルメタン系、トリフェニルメタン系、キナクリドン系、アクリジン系、フタロシアニン系、キノフタロシアニン系、カーボンブラック等がある。紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系化合物、ヒドロキシベンゾフェノン系化合物、サリチレート系化合物等がある。光を反射する粒子としては、代表的には、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、銅(Cu)、クロム(Cr)、ネオジム(Nd)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、オスミウム(Os)、イリジウム(Ir)、銀(Ag)、金(Au)、白金(Pt)、カドミウム(Cd)、亜鉛(Zn)、珪素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、ジルコニウム(Zr)、バリウム(Ba)から選ばれた元素、または該元素を主成分とする合金材料、窒素化合物、酸素化合物、炭素化合物、ハロゲン化合物の単層、またはこれらの積層された粒子等がある。遮光性を有する粒子113は、有機化合物110に対して均一に分散されていてもよい。また、光触媒層102に接しない領域において特に濃度高く分散されていても良い。   As the light-shielding particles 113, particles that absorb light in the wavelength range of 280 to 780 nm (light absorbers) and particles that reflect light (light reflectors) are preferable. As the particles that absorb light, a dye or an ultraviolet absorber can be used. Representative examples of dyes include azo, anthraquinone, naphthoquinone, isoindolinone, perylene, indigo, fluorenone, phenazine, phenothiazine, polymethine, polyene, diphenylmethane, triphenylmethane, There are quinacridone, acridine, phthalocyanine, quinophthalocyanine, carbon black and the like. Examples of ultraviolet absorbers include benzotriazole compounds, hydroxybenzophenone compounds, salicylate compounds, and the like. As the particles that reflect light, typically, titanium (Ti), aluminum (Al), tantalum (Ta), tungsten (W), molybdenum (Mo), copper (Cu), chromium (Cr), neodymium ( Nd), iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), osmium (Os), iridium (Ir), silver (Ag), gold ( An element selected from Au), platinum (Pt), cadmium (Cd), zinc (Zn), silicon (Si), germanium (Ge), zirconium (Zr), and barium (Ba); Alloy materials, nitrogen compounds, oxygen compounds, carbon compounds, halogen compound single layers, or stacked particles thereof. The light-shielding particles 113 may be uniformly dispersed in the organic compound 110. Further, it may be dispersed at a particularly high concentration in a region not in contact with the photocatalyst layer 102.

有機化合物層114に遮光性を有する粒子111が分散されることにより、光触媒層102で吸収されずに透過した光を、有機化合物層114で吸収することができる。このため、光105が素子形成層104中の素子に照射されることを回避することが可能であり、光の照射による素子の破壊を防止することが可能である。   By dispersing the light-shielding particles 111 in the organic compound layer 114, light that is transmitted without being absorbed by the photocatalyst layer 102 can be absorbed by the organic compound layer 114. For this reason, it is possible to avoid the light 105 from being applied to the elements in the element formation layer 104, and it is possible to prevent destruction of the elements due to light irradiation.

次に、図4(B)に示すように、透光性を有する基板101を介して、光触媒層102に光105を照射する。この結果、光触媒層102が活性化される。この結果、図4(C)に示すように、光触媒層102と遮光性を有する粒子113を含む有機化合物層114とが分離する。   Next, as illustrated in FIG. 4B, the photocatalyst layer 102 is irradiated with light 105 through the light-transmitting substrate 101. As a result, the photocatalytic layer 102 is activated. As a result, as shown in FIG. 4C, the photocatalyst layer 102 and the organic compound layer 114 including the light-shielding particles 113 are separated.

以上の工程により、図4(D)に示すように、素子形成層104及び遮光性を有する粒子113を含む有機化合物層114を含む半導体装置を作製することができる。なお、図4(C)に示す剥離工程の後、遮光性を有する粒子113を含む有機化合物層114の表面に可撓性を有する基板106を設けて、図4(E)に示すような半導体装置を作製してもよい。   Through the above steps, as illustrated in FIG. 4D, a semiconductor device including the element formation layer 104 and the organic compound layer 114 including the light-shielding particles 113 can be manufactured. Note that after the peeling step illustrated in FIG. 4C, a flexible substrate 106 is provided on the surface of the organic compound layer 114 including the light-shielding particles 113 so that the semiconductor as illustrated in FIG. A device may be made.

以上の工程により、透光性を有する基板から光触媒層に光を照射して、光触媒層及び遮光性を有する有機化合物層を分離する際に、光触媒層に照射する光が素子形成層に入射することを回避することが可能である。この結果、光触媒層に照射する光により素子の特性が変化することを防止することが可能であり、信頼性が高く、且つ可撓性を有する半導体装置を作製することができる。   Through the above steps, when the photocatalyst layer is irradiated with light from the light-transmitting substrate to separate the photocatalyst layer and the light-shielding organic compound layer, the light applied to the photocatalyst layer is incident on the element formation layer. It is possible to avoid this. As a result, it is possible to prevent the element characteristics from being changed by light irradiated to the photocatalyst layer, and it is possible to manufacture a highly reliable and flexible semiconductor device.

(実施の形態5)
本実施の形態では、実施の形態1乃至4において、素子形成層104の構成の代表例を、図5を用いて説明する。なお、本実施の形態では、実施の形態1を用いて説明するが、実施の形態2乃至4のいずれを適用することもできる。本実施の形態では、素子形成層104に、第1の導電層、機能層123、及び第2の導電層で構成される素子126を有する形態について示す。
(Embodiment 5)
In this embodiment, a typical example of the structure of the element formation layer 104 in Embodiments 1 to 4 will be described with reference to FIGS. Note that although this embodiment mode is described using Embodiment Mode 1, any of Embodiment Modes 2 to 4 can be applied. In this embodiment mode, a mode in which the element formation layer 104 includes an element 126 including a first conductive layer, a functional layer 123, and a second conductive layer is described.

実施の形態1と同様に、図5(A)に示すように、透光性を有する基板101上に光触媒層102を形成し、光触媒層102上に有機化合物層103を形成する。次に、有機化合物層103上に素子形成層を形成する。   As in Embodiment 1, a photocatalyst layer 102 is formed over a light-transmitting substrate 101 and an organic compound layer 103 is formed over the photocatalyst layer 102 as shown in FIG. Next, an element formation layer is formed over the organic compound layer 103.

次に、有機化合物層103上に絶縁層120を形成してもよい。絶縁層120は、有機化合物層103、光触媒層102、または透光性を有する基板101からの不純物や気体が素子形成層内に侵入するのを防止するために設ける。絶縁層120は、窒化珪素、酸化珪素、窒化アルミニウム等の単層又は積層構造で形成する。   Next, the insulating layer 120 may be formed over the organic compound layer 103. The insulating layer 120 is provided to prevent impurities or gas from the organic compound layer 103, the photocatalyst layer 102, or the light-transmitting substrate 101 from entering the element formation layer. The insulating layer 120 is formed with a single layer or a stacked structure of silicon nitride, silicon oxide, aluminum nitride, or the like.

絶縁層120上に第1の導電層121を形成する。次に、第1の導電層121の端部を覆うように絶縁層122を形成してもよい。次に、第1の導電層121上に機能層123を形成し、機能層123上に第2の導電層124を形成する。次に、第2の導電層124上に絶縁層125を形成してもよい。また、絶縁層125上に接着材127を介して可撓性を有する基板128を設けてもよい。ここでは、第1の導電層121、機能層123、及び第2の導電層124により、素子126を形成することができる。   A first conductive layer 121 is formed over the insulating layer 120. Next, the insulating layer 122 may be formed so as to cover an end portion of the first conductive layer 121. Next, the functional layer 123 is formed over the first conductive layer 121, and the second conductive layer 124 is formed over the functional layer 123. Next, the insulating layer 125 may be formed over the second conductive layer 124. Further, a flexible substrate 128 may be provided over the insulating layer 125 with an adhesive 127 interposed therebetween. Here, the element 126 can be formed using the first conductive layer 121, the functional layer 123, and the second conductive layer 124.

素子126としては、機能層123に発光材料を有するEL(Electro Luminescence)素子、電圧の印加や光の照射により結晶状態や導電性や形状等が変化する材料を用いて形成した機能層123を有するメモリ素子、光の照射により電気特性が変化する半導体材料を用いて形成した機能層123を有するダイオードや光電変換素子、機能層123に誘電体層を有するキャパシタ等がある。   The element 126 includes an EL (Electro Luminescence) element having a light-emitting material in the functional layer 123, and a functional layer 123 formed using a material whose crystal state, conductivity, shape, or the like is changed by voltage application or light irradiation. There are a memory element, a diode or a photoelectric conversion element having a functional layer 123 formed using a semiconductor material whose electrical characteristics change by light irradiation, a capacitor having a dielectric layer in the functional layer 123, and the like.

第1の導電層121及び第2の導電層124は、スパッタリング法、プラズマCVD法、塗布法、印刷法、電解メッキ法、無電解メッキ法等を用い、導電性の高い金属、合金、化合物等からなる単層または積層構造を用いて形成することができる。代表的には、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物や、仕事関数の小さい(具体的には3.8eV以下)金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが可能である。   The first conductive layer 121 and the second conductive layer 124 are formed using a sputtering method, a plasma CVD method, a coating method, a printing method, an electrolytic plating method, an electroless plating method, or the like, and a highly conductive metal, alloy, compound, or the like. It can be formed using a single layer or a laminated structure. Typically, a metal, an alloy, a conductive compound, or a mixture thereof having a large work function (specifically, 4.0 eV or more), or a metal, an alloy having a small work function (specifically, 3.8 eV or less). , Conductive compounds, and mixtures thereof can be used.

仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合金、導電性化合物の代表例としては、インジウム錫酸化物(以下、ITOと示す)、または珪素を含有したインジウム錫酸化物、2〜20atomic%の酸化亜鉛(ZnO)を含む酸化インジウム等が挙げられる。また、チタン(Ti)、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、または金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン(TiN)、窒化タングステン(WN)、窒化モリブデン(MoN)等を用いることも可能である。 As typical examples of metals, alloys, and conductive compounds having a high work function (specifically, 4.0 eV or more), indium tin oxide (hereinafter referred to as ITO), silicon-containing indium tin oxide, 2 Examples thereof include indium oxide containing -20 atomic% of zinc oxide (ZnO). Also, titanium (Ti), gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), tungsten (W), chromium (Cr), molybdenum (Mo), iron (Fe), cobalt (Co), copper (Cu ), Palladium (Pd), or a nitride of a metal material (eg, titanium nitride (TiN), tungsten nitride (WN), molybdenum nitride (MoN), or the like can be used.

仕事関数の小さい(具体的には3.8eV以下)金属、合金、導電性化合物の代表例としては、元素周期表の1族または2族に属する金属、即ちリチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、およびマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、アルミニウム(Al)およびこれらのいずれかを含む合金(MgAg、AlLi)、ユーロピウム(Er)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。 Typical examples of metals, alloys, and conductive compounds having a small work function (specifically, 3.8 eV or less) include metals belonging to Group 1 or 2 of the periodic table of elements, that is, lithium (Li) or cesium (Cs). Alkali metals such as magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), aluminum (Al) and alloys containing any of these (MgAg, AlLi), europium (Er), And rare earth metals such as ytterbium (Yb) and alloys containing these.

なお、素子126がEL素子、メモリ素子、ダイオード、または光電変換素子である場合、第1の導電層121または第2の導電層124は、ITO、または珪素を含有したインジウム錫酸化物、2〜20atomic%の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム−酸化スズ等の透光性を有する材料で形成される。また、第1の導電層121または第2の導電層124を可視光の透過率の低い材料(代表的には、上記に示すアルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム、及びこれらいずれかを含む合金)で形成するとしても、1nm〜50nm、好ましくは5nm〜20nm程度の厚さで成膜することで、透光性を持たせることができる。   Note that in the case where the element 126 is an EL element, a memory element, a diode, or a photoelectric conversion element, the first conductive layer 121 or the second conductive layer 124 is made of indium tin oxide containing ITO or silicon, 2 to 2 It is formed of a light-transmitting material such as indium oxide containing 20 atomic% zinc oxide, tungsten oxide, and indium oxide-tin oxide containing zinc oxide. The first conductive layer 121 or the second conductive layer 124 is formed using a material having low visible light transmittance (typically, an alkali metal, an alkaline earth metal, aluminum, or an alloy including any of the above-described materials) ), A light-transmitting property can be imparted by forming a film with a thickness of about 1 nm to 50 nm, preferably about 5 nm to 20 nm.

機能層123は、素子126の構成にあわせて適宜選択する。   The functional layer 123 is appropriately selected according to the configuration of the element 126.

絶縁層122としては、第1の導電層121の段差により生じる機能層123の段切れや各素子間における横方向への電界の影響を防止するために設ける。なお、絶縁層122の断面において、絶縁層122の側面は、第1の導電層121の表面に対して10度以上60度未満、好ましくは25度以上45度以下の傾斜角度を有することが好ましい。さらには、絶縁層122の上端部が湾曲していることが好ましい。   The insulating layer 122 is provided to prevent the step of the functional layer 123 caused by the step of the first conductive layer 121 and the influence of the electric field in the lateral direction between the elements. Note that in the cross section of the insulating layer 122, the side surface of the insulating layer 122 preferably has an inclination angle of 10 degrees to less than 60 degrees, preferably 25 degrees to 45 degrees with respect to the surface of the first conductive layer 121. . Furthermore, the upper end portion of the insulating layer 122 is preferably curved.

絶縁層122は、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化アルミニウム等の無機絶縁物を用い、CVD法、スパッタリング法等の薄膜形成方法を用いて形成すことができる。また、ポリイミド、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シロキサンポリマー等の高分子材料や有機樹脂等を用い、塗布法、印刷法、インクジェット法等により形成することができる。さらには、絶縁層122を、上記無機絶縁物、高分子材料、または有機樹脂のいずれかを用いて、単層または積層で形成することができる。   The insulating layer 122 can be formed using an inorganic insulator such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or aluminum nitride by a thin film formation method such as a CVD method or a sputtering method. Alternatively, a high molecular material such as polyimide, polyamide, benzocyclobutene, acrylic resin, epoxy resin, or siloxane polymer, or an organic resin can be used, and a coating method, a printing method, an inkjet method, or the like can be used. Further, the insulating layer 122 can be formed as a single layer or a stacked layer using any of the above inorganic insulators, polymer materials, and organic resins.

絶縁層125としては、保護膜として機能するものであり、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)、窒化アルミニウム等を用い、CVD法、スパッタリング法等の薄膜形成方法を用いて形成すことができる。   The insulating layer 125 functions as a protective film, and silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, DLC (diamond-like carbon), aluminum nitride, or the like is used, and a thin film formation method such as a CVD method or a sputtering method is used. Can be formed.

接着材127としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等を用いることができる。   As the adhesive 127, an acrylic resin, an epoxy resin, a silicone resin, or the like can be used.

可撓性を有する基板128としては、実施の形態1で示した素子形成層104の表面に設けることが可能な可撓性を有する基板と同様のものを適宜選択して用いることができる。   As the flexible substrate 128, a substrate similar to the flexible substrate that can be provided on the surface of the element formation layer 104 described in Embodiment 1 can be selected as appropriate.

次に、図5(B)に示すように、透光性を有する基板101を介して、光触媒層102に光105を照射する。この結果、光触媒層102が活性化される。この結果、図5(C)に示すように、光触媒層102と有機化合物層103とが分離する。   Next, as illustrated in FIG. 5B, the photocatalyst layer 102 is irradiated with light 105 through the light-transmitting substrate 101. As a result, the photocatalytic layer 102 is activated. As a result, as shown in FIG. 5C, the photocatalyst layer 102 and the organic compound layer 103 are separated.

以上の工程により、図5(C)に示すように、素子126及び有機化合物層103を含む半導体装置129を作製することができる。なお、図5(C)に示す剥離工程の後、有機化合物層103の表面に可撓性を有する基板130を設けて、図5(D)に示すような半導体装置131を作製してもよい。   Through the above steps, a semiconductor device 129 including the element 126 and the organic compound layer 103 can be manufactured as illustrated in FIG. Note that a flexible substrate 130 may be provided on the surface of the organic compound layer 103 after the peeling step illustrated in FIG. 5C to manufacture the semiconductor device 131 as illustrated in FIG. .

また、図6(A)に示すように、素子126にスイッチング素子が接続されていてもよい。スイッチング素子としては、薄膜トランジスタ、MIM(Metal−Insulator−Metal)、ダイオード等がある。ここでは、スイッチング素子として薄膜トランジスタ141を用いる形態を示す。   In addition, as illustrated in FIG. 6A, a switching element may be connected to the element 126. Examples of the switching element include a thin film transistor, a MIM (Metal-Insulator-Metal), and a diode. Here, a mode in which a thin film transistor 141 is used as a switching element is shown.

即ち、図6(A)に示すように、透光性を有する基板101上に光触媒層102を形成し、光触媒層102上に有機化合物層103を形成する。次に、有機化合物層103上にスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ141を形成する。次に、薄膜トランジスタ141の配線1405に接続する第1の導電層142を絶縁層140を介して形成する。なお、薄膜トランジスタ141の配線と第1の導電層142は絶縁層140を介して接続されているが、この構造に限定されず、薄膜トランジスタ141の配線によって第1の導電層142を形成してもよい。   That is, as illustrated in FIG. 6A, the photocatalyst layer 102 is formed over the light-transmitting substrate 101, and the organic compound layer 103 is formed over the photocatalyst layer 102. Next, a thin film transistor 141 functioning as a switching element is formed over the organic compound layer 103. Next, a first conductive layer 142 connected to the wiring 1405 of the thin film transistor 141 is formed with the insulating layer 140 interposed therebetween. Note that the wiring of the thin film transistor 141 and the first conductive layer 142 are connected to each other through the insulating layer 140; however, the structure is not limited thereto, and the first conductive layer 142 may be formed by the wiring of the thin film transistor 141. .

ここで、薄膜トランジスタの構造について、図16(A)、(B)を参照して説明する。図16(A)は、スタガ型の薄膜トランジスタを適用する一例を示している。基板101上に光触媒層102及び有機化合物層103が設けられ、有機化合物層103上に薄膜トランジスタ141が設けられている。薄膜トランジスタ141は、ゲート電極1402、ゲート絶縁膜として機能する絶縁層1403、ゲート電極及びゲート絶縁膜として機能する絶縁層1403と重畳する半導体層1404、半導体層1404に接続する配線1405が形成されている。なお、半導体層1404の一部は、ゲート絶縁膜として機能する絶縁層1403と配線1405に挟持される。   Here, the structure of the thin film transistor is described with reference to FIGS. FIG. 16A illustrates an example in which a staggered thin film transistor is applied. A photocatalyst layer 102 and an organic compound layer 103 are provided over the substrate 101, and a thin film transistor 141 is provided over the organic compound layer 103. The thin film transistor 141 includes a gate electrode 1402, an insulating layer 1403 functioning as a gate insulating film, a semiconductor layer 1404 overlapping with the insulating layer 1403 functioning as the gate electrode and the gate insulating film, and a wiring 1405 connected to the semiconductor layer 1404. . Note that part of the semiconductor layer 1404 is sandwiched between the insulating layer 1403 functioning as a gate insulating film and the wiring 1405.

ゲート電極1402は、第1の導電層121と同様の材料及び手法により、形成することができる。また、液滴吐出法を用い、乾燥・焼成してゲート電極1402を形成することができる。また、有機化合物層103上に、微粒子を含むペーストを印刷法により印刷し、乾燥・焼成してゲート電極1402を形成することができる。微粒子の代表例としては、金、銅、金と銀の合金、金と銅の合金、銀と銅の合金、金と銀と銅の合金のいずれかを主成分とする微粒子でもよい。また、ITOなどの導電性酸化物を主成分とする微粒子でもよい。 The gate electrode 1402 can be formed using a material and a method similar to those of the first conductive layer 121. Alternatively, the gate electrode 1402 can be formed by drying and baking using a droplet discharge method. Alternatively, the gate electrode 1402 can be formed by printing a paste containing fine particles over the organic compound layer 103 by a printing method, followed by drying and baking. As typical examples of the fine particles, fine particles mainly containing any of gold, copper, an alloy of gold and silver, an alloy of gold and copper, an alloy of silver and copper, and an alloy of gold, silver, and copper may be used. Further, fine particles mainly composed of a conductive oxide such as ITO may be used.

ゲート絶縁膜として機能する絶縁層1403は、絶縁層120と同様の材料及び手法により形成することができる。また、有機化合物110に示した有機化合物層を適宜用いて形成することができる。 The insulating layer 1403 functioning as a gate insulating film can be formed using a material and a method similar to those of the insulating layer 120. Further, an organic compound layer shown as the organic compound 110 can be used as appropriate.

薄膜トランジスタの半導体層1404の材料としては、半導体材料を用いることが可能であり、シリコン、及びゲルマニウムの一つ以上を含む非晶質半導体層をスパッタリング法、CVD法等の薄膜形成方法を用いて形成することができる。また、有機化合物層103を耐熱性の高い材料を用いることにより、上記非晶質半導体層にレーザ光を照射して、結晶化した結晶性半導体層を用いることができる。さらには、半導体層1404として有機半導体を用いて形成することができる。 As a material of the semiconductor layer 1404 of the thin film transistor, a semiconductor material can be used, and an amorphous semiconductor layer containing one or more of silicon and germanium is formed using a thin film formation method such as a sputtering method or a CVD method. can do. In addition, by using a material having high heat resistance for the organic compound layer 103, a crystalline semiconductor layer that is crystallized by irradiating the amorphous semiconductor layer with laser light can be used. Further, the semiconductor layer 1404 can be formed using an organic semiconductor.

有機半導体としては多環芳香族化合物、共役二重結合系化合物、フタロシアニン、電荷移動型錯体等が挙げられる。例えばアントラセン、テトラセン、ペンタセン、6T(ヘキサチオフェン)、TCNQ(テトラシアノキノジメタン)、PTCDA(ペリレンカルボン酸無水化物)、NTCDA(ナフタレンカルボン酸無水化物)などを用いることができる。また、有機半導体トランジスタの半導体層1404の材料としては、有機高分子化合物等のπ共役系高分子、カーボンナノチューブ、ポリビニルピリジン、フタロシアニン金属錯体等が挙げられる。特に骨格が共役二重結合から構成されるπ共役系高分子である、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチエニレン、ポリチオフェン誘導体、ポリ(3アルキルチオフェン)、ポリパラフェニレン誘導体又はポリパラフェニレンビニレン誘導体を用いると好ましい。   Examples of the organic semiconductor include polycyclic aromatic compounds, conjugated double bond compounds, phthalocyanines, charge transfer complexes, and the like. For example, anthracene, tetracene, pentacene, 6T (hexathiophene), TCNQ (tetracyanoquinodimethane), PTCDA (perylene carboxylic acid anhydride), NTCDA (naphthalene carboxylic acid anhydride) and the like can be used. Examples of the material for the semiconductor layer 1404 of the organic semiconductor transistor include π-conjugated polymers such as organic polymer compounds, carbon nanotubes, polyvinyl pyridine, and phthalocyanine metal complexes. In particular, when polyacetylene, polyaniline, polypyrrole, polythienylene, polythiophene derivative, poly (3-alkylthiophene), polyparaphenylene derivative or polyparaphenylene vinylene derivative is used, which is a π-conjugated polymer whose skeleton is composed of conjugated double bonds preferable.

また、有機半導体トランジスタの半導体層1404の形成方法としては、基板に膜厚の均一な膜が形成できる方法を用いればよい。厚さは1nm以上1000nm以下、好ましくは10nm以上100nm以下が望ましい。具体的な方法としては、蒸着法、電子ビーム蒸着法、塗布法等を用いることができる。   As a method for forming the semiconductor layer 1404 of the organic semiconductor transistor, a method capable of forming a film with a uniform thickness over the substrate may be used. The thickness is 1 nm to 1000 nm, preferably 10 nm to 100 nm. As a specific method, an evaporation method, an electron beam evaporation method, a coating method, or the like can be used.

また、図16(B)に示すように、ゲート電極1402、ゲート絶縁膜として機能する絶縁層1403、配線1405、ゲート電極及びゲート絶縁層として機能する絶縁層に重畳する半導体層1404が形成されていてもよい。また、配線1405の一部は、ゲート絶縁層として機能する絶縁層及び半導体層1404に挟持される。 As shown in FIG. 16B, a gate electrode 1402, an insulating layer 1403 functioning as a gate insulating film, a wiring 1405, and a semiconductor layer 1404 overlapping with the insulating layer functioning as the gate electrode and the gate insulating layer are formed. May be. Further, part of the wiring 1405 is sandwiched between an insulating layer functioning as a gate insulating layer and the semiconductor layer 1404.

図16(C)はトップゲート型の薄膜トランジスタの一例を示している。基板101上に光触媒層102及び有機化合物層103が設けられ、有機化合物層103上に薄膜トランジスタ141が設けられている。薄膜トランジスタ141は、有機化合物層103上に半導体層1302、無機絶縁物で形成されるゲート絶縁層1113が設けられている。ゲート絶縁層1113の上には、半導体層1302に対応してゲート電極1304が形成され、その上層に保護層として機能する絶縁層(図示しない)、層間絶縁層として機能する無機絶縁物層1114が設けられている。また、半導体層のソース領域及びドレイン領域1310それぞれに接続する配線1405が形成される。さらにその上層に、保護層として機能する絶縁層を形成しても良い。   FIG. 16C illustrates an example of a top-gate thin film transistor. A photocatalyst layer 102 and an organic compound layer 103 are provided over the substrate 101, and a thin film transistor 141 is provided over the organic compound layer 103. In the thin film transistor 141, a semiconductor layer 1302 and a gate insulating layer 1113 formed using an inorganic insulator are provided over the organic compound layer 103. A gate electrode 1304 is formed on the gate insulating layer 1113 so as to correspond to the semiconductor layer 1302, and an insulating layer (not shown) that functions as a protective layer and an inorganic insulating layer 1114 that functions as an interlayer insulating layer are formed thereover. Is provided. In addition, wirings 1405 connected to the source region and the drain region 1310 of the semiconductor layer are formed. Further, an insulating layer functioning as a protective layer may be formed thereon.

半導体層1302は、結晶構造を有する半導体で形成される層であり、非単結晶半導体若しくは単結晶半導体を用いることができる。特に、非晶質珪素膜にレーザ光を照射して形成した結晶性半導体を適用することが好ましい。レーザ光を照射して結晶化する場合には、連続発振レーザ光の照射若しくは繰り返し周波数が10MHz以上であって、パルス幅が1ナノ秒以下、好ましくは1乃至100ピコ秒である高繰返周波数超短パルス光を照射することによって、結晶性半導体が溶融した溶融帯を、当該レーザ光の照射方向に連続的に移動させながら結晶化を行うことができる。このような結晶化法により、大粒径であって、結晶粒界が一方向に延びる結晶性半導体を得ることができる。キャリアのドリフト方向を、この結晶粒界が延びる方向に合わせることで、トランジスタにおける電界効果移動度を高めることができる。例えば、400cm/V・sec以上を実現することができる。 The semiconductor layer 1302 is a layer formed of a semiconductor having a crystal structure, and a non-single-crystal semiconductor or a single-crystal semiconductor can be used. In particular, a crystalline semiconductor formed by irradiating an amorphous silicon film with laser light is preferably used. In the case of crystallization by irradiating with laser light, high repetition frequency with continuous wave laser light irradiation or repetition frequency of 10 MHz or more and pulse width of 1 nanosecond or less, preferably 1 to 100 picoseconds. By irradiating with ultrashort pulse light, crystallization can be performed while continuously moving the molten zone in which the crystalline semiconductor is melted in the irradiation direction of the laser light. By such a crystallization method, a crystalline semiconductor having a large particle diameter and a crystal grain boundary extending in one direction can be obtained. By adjusting the carrier drift direction to the direction in which the crystal grain boundary extends, the field-effect mobility in the transistor can be increased. For example, it is possible to realize the above 400cm 2 / V · sec.

なお、結晶性半導体層を有する薄膜トランジスタ141を形成する場合は、有機化合物層103は耐熱性の高い化合物で形成することが好ましい。耐熱性の高い有機化合物としては、ポリイミド、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリアミドイミド等がある。   Note that in the case of forming the thin film transistor 141 having a crystalline semiconductor layer, the organic compound layer 103 is preferably formed using a compound having high heat resistance. Examples of the organic compound having high heat resistance include polyimide, polycarbonate, epoxy resin, polyester, and polyamideimide.

ゲート電極1304は金属又は一導電型の不純物を添加した多結晶半導体で形成することができる。金属を用いる場合は、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、アルミニウム(Al)などを用いることができる。また、金属を窒化させた金属窒化物を用いることができる。或いは、当該金属窒化物からなる第1層と当該金属から成る第2層とを積層させた構造としても良い。積層構造とする場合には、第1層の端部が第2層の端部より外側に突き出した形状としても良い。このとき第1層を金属窒化物とすることで、バリアメタルとすることができる。すなわち、第2層の金属が、ゲート絶縁層1113やその下層の半導体層1302に拡散することを防ぐことができる。   The gate electrode 1304 can be formed using a metal or a polycrystalline semiconductor to which an impurity of one conductivity type is added. In the case of using a metal, tungsten (W), molybdenum (Mo), titanium (Ti), tantalum (Ta), aluminum (Al), or the like can be used. Alternatively, a metal nitride obtained by nitriding a metal can be used. Or it is good also as a structure which laminated | stacked the 1st layer which consists of the said metal nitride, and the 2nd layer which consists of the said metal. In the case of a laminated structure, the end portion of the first layer may have a shape protruding outward from the end portion of the second layer. At this time, a barrier metal can be formed by using a metal nitride for the first layer. That is, the second layer metal can be prevented from diffusing into the gate insulating layer 1113 and the semiconductor layer 1302 below the gate insulating layer 1113.

半導体層1302、ゲート絶縁層1113、ゲート電極1304などを組み合わせて構成される薄膜トランジスタは、シングルドレイン構造、LDD(低濃度ドレイン)構造、ゲートオーバーラップドレイン構造など各種構造を適用することができる。ここでは、シングルドレイン構造の薄膜トランジスタを示す。さらには、等価的には同電位のゲート電圧が印加されるトランジスタが直列に接続された形となるマルチゲート構造、半導体層の上下をゲート電極で挟むデュアルゲート構造を適用することができる。   Various structures such as a single drain structure, an LDD (low concentration drain) structure, and a gate overlap drain structure can be applied to the thin film transistor formed by combining the semiconductor layer 1302, the gate insulating layer 1113, the gate electrode 1304, and the like. Here, a thin film transistor having a single drain structure is shown. Furthermore, it is possible to apply a multi-gate structure in which transistors to which a gate voltage of the same potential is applied are connected in series, or a dual gate structure in which a semiconductor layer is sandwiched between gate electrodes.

本実施の形態においては、無機絶縁物層1114を、酸化シリコン及び酸化窒化シリコンなどの無機絶縁物で形成する。   In this embodiment, the inorganic insulating layer 1114 is formed using an inorganic insulating material such as silicon oxide or silicon oxynitride.

無機絶縁物層1114の上に形成される配線1405は、ゲート電極1304と同じ層で形成される配線と交差して設けることが可能であり、多層配線構造を形成している。無機絶縁物層1114と同様に機能を有する絶縁層を複数積層して、その層上に配線を形成することで多層配線構造を形成することができる。配線1405はチタン(Ti)とアルミニウム(Al)の積層構造、モリブデン(Mo)とアルミニウム(Al)との積層構造など、アルミニウム(Al)のような低抵抗材料と、チタン(Ti)やモリブデン(Mo)などの高融点金属材料を用いたバリアメタルとの組み合わせで形成することが好ましい。   The wiring 1405 formed over the inorganic insulating layer 1114 can be provided so as to intersect with a wiring formed in the same layer as the gate electrode 1304, and forms a multilayer wiring structure. A multilayer wiring structure can be formed by stacking a plurality of insulating layers having the same function as the inorganic insulating layer 1114 and forming wirings on the insulating layers. The wiring 1405 includes a low resistance material such as aluminum (Al) such as a laminated structure of titanium (Ti) and aluminum (Al), a laminated structure of molybdenum (Mo) and aluminum (Al), and titanium (Ti) or molybdenum ( It is preferably formed in combination with a barrier metal using a refractory metal material such as Mo).

次に、図6(A)の第1の導電層142の端部を覆う絶縁層143を形成する。次に、第1の導電層142及び絶縁層143に機能層144を形成し、機能層144上に第2の導電層145を形成する。第1の導電層142、絶縁層143、第2の導電層145はそれぞれ、図5の第1の導電層121、絶縁層122、第2の導電層124と同様に形成することができる。次に、第2の導電層145上に絶縁層を形成してもよい。また、第2の導電層145及び絶縁層143上に接着材146を介して可撓性を有する基板147を設けてもよい。ここでは、第1の導電層142、機能層123、及び第2の導電層145により、素子126を形成することができる。   Next, the insulating layer 143 which covers the end portion of the first conductive layer 142 in FIG. 6A is formed. Next, the functional layer 144 is formed over the first conductive layer 142 and the insulating layer 143, and the second conductive layer 145 is formed over the functional layer 144. The first conductive layer 142, the insulating layer 143, and the second conductive layer 145 can be formed in a manner similar to that of the first conductive layer 121, the insulating layer 122, and the second conductive layer 124 in FIG. Next, an insulating layer may be formed over the second conductive layer 145. Further, a flexible substrate 147 may be provided over the second conductive layer 145 and the insulating layer 143 with an adhesive 146 interposed therebetween. Here, the element 126 can be formed using the first conductive layer 142, the functional layer 123, and the second conductive layer 145.

次に、図6(B)に示すように、透光性を有する基板101を介して、光触媒層102に光105を照射する。この結果、光触媒層102が活性化される。この結果、図6(C)に示すように、光触媒層102と有機化合物層103とが分離する。   Next, as illustrated in FIG. 6B, the photocatalyst layer 102 is irradiated with light 105 through the light-transmitting substrate 101. As a result, the photocatalytic layer 102 is activated. As a result, as shown in FIG. 6C, the photocatalyst layer 102 and the organic compound layer 103 are separated.

以上の工程により、図6(C)に示すように、素子形成層及び有機化合物層103を含む半導体装置148を作製することができる。なお、図6(C)に示す剥離工程の後、有機化合物層103の表面に可撓性を有する基板130を設けて、図6(D)に示すような半導体装置149を作製してもよい。   Through the above steps, a semiconductor device 148 including an element formation layer and an organic compound layer 103 can be manufactured as illustrated in FIG. Note that after the peeling step illustrated in FIG. 6C, a flexible substrate 130 may be provided on the surface of the organic compound layer 103, whereby the semiconductor device 149 illustrated in FIG. 6D may be manufactured. .

ここで、本実施の形態で適用可能な素子126の構造について、以下に示す。 Here, a structure of the element 126 applicable in this embodiment is described below.

素子126がメモリ素子の場合、機能層123は電圧の印加や光の照射により、結晶状態や導電性、形状等が変化する材料を用いる。ここで、メモリ素子の構造について、図13を用いて以下に示す。   In the case where the element 126 is a memory element, the functional layer 123 is formed using a material whose crystal state, conductivity, shape, or the like is changed by voltage application or light irradiation. Here, the structure of the memory element is described below with reference to FIGS.

図13(A)に示すように、機能層123が有機化合物を含む層300で形成される。なお、有機化合物を含む層300は、単層で設けてもよいし、異なる有機化合物で形成された層複数を積層させて設けてもよい。   As shown in FIG. 13A, the functional layer 123 is formed using a layer 300 containing an organic compound. Note that the layer 300 including an organic compound may be provided as a single layer or a plurality of layers formed using different organic compounds may be stacked.

有機化合物を含む層300の厚さは、第1の導電層121及び第2の導電層124への電圧印加により記憶素子の電気抵抗が変化する厚さが好ましい。有機化合物を含む層の代表的な膜厚は、5nmから100nm、好ましくは10nmから60nmである。 The thickness of the layer 300 containing an organic compound is preferably such that the electric resistance of the memory element changes due to voltage application to the first conductive layer 121 and the second conductive layer 124. A typical film thickness of the layer containing an organic compound is 5 nm to 100 nm, preferably 10 nm to 60 nm.

有機化合物を含む層300は、正孔輸送性を有する有機化合物又は電子輸送性を有する有機化合物を用いて形成することができる。 The layer 300 including an organic compound can be formed using an organic compound having a hole-transport property or an organic compound having an electron-transport property.

正孔輸送性の有機化合物としては、例えば、フタロシアニン(略称:HPc)、銅フタロシアニン(略称:CuPc)、バナジルフタロシアニン(略称:VOPc)の他、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、1,3,5−トリス[N,N−ジ(m−トリル)アミノ]ベンゼン(略称:m−MTDAB)、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)、4,4’−ビス{N−[4−ジ(m−トリル)アミノ]フェニル−N−フェニルアミノ}ビフェニル(略称:DNTPD)、4,4’−ビス[N−(4−ビフェニリル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BBPB)、4,4’,4’’−トリ(N−カルバゾリル)トリフェニルアミン(略称:TCTA)などが挙げられるが、これらに限定されることはない。また、上述した化合物の中でも、TDATA、MTDATA、m−MTDAB、TPD、NPB、DNTPD、BBPB、TCTAなどに代表される芳香族アミン化合物は、正孔を発生しやすく、有機化合物として好適な化合物群である。ここに述べた物質は、主に10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質である。 Examples of the hole-transporting organic compound include phthalocyanine (abbreviation: H 2 Pc), copper phthalocyanine (abbreviation: CuPc), vanadyl phthalocyanine (abbreviation: VOPc), and 4,4 ′, 4 ″ -tris ( N, N-diphenylamino) triphenylamine (abbreviation: TDATA), 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine (abbreviation: MTDATA), 1,3,5-tris [N, N-di (m-tolyl) amino] benzene (abbreviation: m-MTDAB), N, N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl) -1 , 1′-biphenyl-4,4′-diamine (abbreviation: TPD), 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB), 4,4′- Screw {N- [4- (M-Tolyl) amino] phenyl-N-phenylamino} biphenyl (abbreviation: DNTPD), 4,4′-bis [N- (4-biphenylyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: BBPB), 4, Examples thereof include, but are not limited to, 4 ′, 4 ″ -tri (N-carbazolyl) triphenylamine (abbreviation: TCTA). Among the above-mentioned compounds, aromatic amine compounds typified by TDATA, MTDATA, m-MTDAB, TPD, NPB, DNTPD, BBPB, TCTA, etc. easily generate holes, and are a compound group suitable as an organic compound. It is. The substances described here are mainly substances having a hole mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or higher.

電子輸送性を有する有機化合物としては、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]−キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)−4−フェニルフェノラト−アルミニウム(略称:BAlq)等キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる材料を用いることができる。また、この他、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn(BOX))、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾチアゾラト]亜鉛(略称:Zn(BTZ))などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体などの材料も用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−(4−エチルフェニル)−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:p−EtTAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm/Vs以上の電子移動度を有する物質である。 As the organic compound having an electron transporting property, tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ), tris (4-methyl-8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Almq 3 ), bis (10-hydroxybenzo [h ] -Quinolinato) beryllium (abbreviation: BeBq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) -4-phenylphenolato-aluminum (abbreviation: BAlq), etc. Can be used. In addition, bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzoxazolate] zinc (abbreviation: Zn (BOX) 2 ), bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzothiazolate] zinc (abbreviation: Zn (BTZ) A material such as a metal complex having an oxazole-based or thiazole-based ligand such as 2 ) can also be used. In addition to metal complexes, 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (abbreviation: PBD), 1,3-bis [5- (P-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazol-2-yl] benzene (abbreviation: OXD-7), 3- (4-tert-butylphenyl) -4-phenyl-5- ( 4-biphenylyl) -1,2,4-triazole (abbreviation: TAZ), 3- (4-tert-butylphenyl) -4- (4-ethylphenyl) -5- (4-biphenylyl) -1,2, 4-triazole (abbreviation: p-EtTAZ), bathophenanthroline (abbreviation: BPhen), bathocuproin (abbreviation: BCP), and the like can be used. The substances mentioned here are mainly substances having an electron mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or higher.

また、図13(B)に示すように、有機化合物を含む層300と、第1の導電層121及び有機化合物を含む層300の間に形成される絶縁層301によって、機能層123を形成してもよい。   In addition, as illustrated in FIG. 13B, a functional layer 123 is formed using the layer 300 containing an organic compound and the insulating layer 301 formed between the first conductive layer 121 and the layer 300 containing an organic compound. May be.

絶縁層301は、トンネル効果により第1の導電層または第2の導電層から有機化合物を含む層へ、正孔又は電子の電荷を注入する層である。絶縁層301は、所定の電圧において、トンネル効果により有機化合物を含む層300へ電荷を注入することが可能な厚さで形成する。絶縁層301の代表的な厚さは、1nm以上4nm以下、好ましくは1nm以上2nm以下の絶縁層である。絶縁層301の膜厚は、1nm以上4nm以下と極めて薄いため、絶縁層301においてトンネル効果が生じ、有機化合物を含む層300への電荷注入性が高まる。このため、絶縁層301は、厚さが4nmより厚くなると、絶縁層301におけるトンネル効果が生じず、有機化合物を含む層300への電荷注入が困難となり、記憶素子の書き込み時の印加電圧が上昇する。また、絶縁層301の膜厚は、1nm以上4nm以下と極めて薄いため、スループットが向上する。 The insulating layer 301 is a layer that injects holes or electrons from the first conductive layer or the second conductive layer into the layer containing an organic compound by a tunnel effect. The insulating layer 301 is formed to have a thickness with which a charge can be injected into the layer 300 containing an organic compound by a tunnel effect at a predetermined voltage. A typical thickness of the insulating layer 301 is 1 nm to 4 nm, preferably 1 nm to 2 nm. Since the insulating layer 301 is extremely thin with a thickness of 1 nm to 4 nm, a tunneling effect is generated in the insulating layer 301 and charge injection into the layer 300 containing an organic compound is increased. Therefore, when the thickness of the insulating layer 301 is greater than 4 nm, the tunnel effect in the insulating layer 301 does not occur, charge injection into the layer 300 containing an organic compound becomes difficult, and the applied voltage during writing to the memory element increases. To do. In addition, the thickness of the insulating layer 301 is as thin as 1 nm to 4 nm, so that throughput is improved.

絶縁層301は、熱的及び化学的に安定な無機化合物または有機化合物で形成する。 The insulating layer 301 is formed using a thermally and chemically stable inorganic compound or organic compound.

絶縁層301を形成する無機化合物の代表例としては、LiO、NaO、KO、RbO、BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、Sc、ZrO、HfO、RfO、TaO、TcO、MnO、Fe、CoO、PdO、AgO、Al、Ga、Bi等に代表される絶縁性を有する酸化物が挙げられる。 Representative examples of the inorganic compound forming the insulating layer 301, Li 2 O, Na 2 O , K 2 O, Rb 2 O, BeO, MgO, CaO, SrO, BaO, Sc 2 O 3, ZrO 2, HfO 2 RfO 2 , TaO 2 , TcO 2 , MnO 2 , Fe 2 O 3 , CoO, PdO, Ag 2 O, Al 2 O 3 , Ga 2 O 3 , Bi 2 O 3, etc. Things.

また、絶縁層301を形成する無機化合物の代表例としては、LiF、NaF、KF、RbF、CsF、BeF、MgF、CaF、SrF、BaF、AlF、NF、SF、AgF 、MnF等に代表される絶縁性を有するフッ化物、LiCl、NaCl、KCl、BeCl、CaCl、BaCl、AlCl、SiCl、GeCl、SnCl、AgCl、ZnCl、TiCl、TiCl、ZrCl、FeCl、PdCl、SbCl、SbCl、SrCl、TlCl、CuCl、CuCl、MnCl、RuCl等に代表される絶縁性を有する塩化物、KBr、CsBr、AgBr、BaBr、SiBr、LiBr等に代表される絶縁性を有する臭化物、NaI、KI、BaI、TlI、AgI、TiI、CaI、SiI、CsI等に代表される絶縁性を有するヨウ化物が挙げられる。 Further, as a representative example of the inorganic compound forming the insulating layer 301, LiF, NaF, KF, RbF , CsF, BeF 2, MgF 2, CaF 2, SrF 2, BaF 2, AlF 3, NF 3, SF 6, Fluoride having insulating properties typified by AgF 3 , MnF 3 , LiCl, NaCl, KCl, BeCl 2 , CaCl 2 , BaCl 2 , AlCl 3 , SiCl 4 , GeCl 4 , SnCl 4 , AgCl, ZnCl 2 , TiCl 4 , TiCl 3 , ZrCl 4 , FeCl 3 , PdCl 2 , SbCl 3 , SbCl 2 , SrCl 2 , TlCl 3 , CuCl, CuCl 2 , MnCl 2 , RuCl 2, etc., an insulating chloride, KBr, CsBr , AgBr, BaBr 2 , SiBr 4 , LiBr, etc. Bromides with, NaI, KI, BaI 2, TlI 3, AgI, TiI 4, CaI 2, SiI 4, include iodides having an insulating property typified by CsI or the like.

また、絶縁層301を形成する無機化合物の代表例としては、LiCO、KCO、NaCO、MgCO、CaCO、SrCO、BaCO、MnCO、FeCO、CoCO 、NiCO、CuCO、AgCO、ZnCO等に代表される絶縁性を有する炭酸塩、LiSO、KSO、NaSO、MgSO、CaSO、SrSO、BaSO、Ti(SO、Zr(SO、MnSO、FeSO、Fe(SO、CoSO、Co(SO、NiSO、CuSO、AgSO、ZnSO、Al(SO、In(SO、SnSO、Sn(SO、Sb(SO、Bi(SO等に代表される絶縁性を有する硫酸塩、LiNO、KNO、NaNO、Mg(NO、Ca(NO、Sr(NO、Ba(NO、Ti(NO、Sr(NO、Ba(NO、Ti(NO、Zr(NO、Mn(NO、Fe(NO、Fe(NO、Co(NO、Ni(NO、Cu(NO、AgNO、Zn(NO、Al(NO、In(NO、Sn(NO等に代表される絶縁性を有する硝酸塩、AlN、SiN等に代表される絶縁性を有する窒化物が挙げられる。なお、これらの無機化合物の組成は、厳密な整数比である必要はなく、ずれていても良い。 As typical examples of the inorganic compound forming the insulating layer 301, Li 2 CO 3 , K 2 CO 3 , Na 2 CO 3 , MgCO 3 , CaCO 3 , SrCO 3 , BaCO 3 , MnCO 3 , FeCO 3 , CoCO 3 , NiCO 3 , CuCO 3 , Ag 2 CO 3 , ZnCO 3, etc., insulating carbonates, Li 2 SO 4 , K 2 SO 4 , Na 2 SO 4 , MgSO 4 , CaSO 4 , SrSO 4 , BaSO 4 , Ti 2 (SO 4 ) 3 , Zr (SO 4 ) 2 , MnSO 4 , FeSO 4 , Fe 2 (SO 4 ) 3 , CoSO 4 , Co 2 (SO 4 ) 3 , NiSO 4 , CuSO 4 , Ag 2 SO 4 , ZnSO 4 , Al 2 (SO 4 ) 3 , In 2 (SO 4 ) 3 , SnSO 4 , Sn (SO 4 ) 2 , Sb 2 (SO 4 ) 3 , Bi 2 (SO 4 ) 3 and the like, insulating sulfates such as LiNO 3 , KNO 3 , NaNO 3 , Mg (NO 3 ) 2 , Ca (NO 3 ) 2 , Sr ( NO 3 ) 2 , Ba (NO 3 ) 2 , Ti (NO 3 ) 4 , Sr (NO 3 ) 2 , Ba (NO 3 ) 2 , Ti (NO 3 ) 4 , Zr (NO 3 ) 4 , Mn (NO 3) 2, Fe (NO 3 ) 2, Fe (NO 3) 3, Co (NO 3) 2, Ni (NO 3) 2, Cu (NO 3) 2, AgNO 3, Zn (NO 3) 2, Al Nitrate having insulation properties typified by (NO 3 ) 3 , In (NO 3 ) 3 , Sn (NO 3 ) 2, etc., and nitrides having insulation properties typified by AlN, SiN and the like. In addition, the composition of these inorganic compounds does not need to be a strict integer ratio, and may deviate.

なお、絶縁層301を無機化合物で形成する場合、絶縁層の膜厚は、1nm以上2nm以下が好ましい。絶縁層の膜厚が3nm以上になると、書き込み時の印加電圧が上昇する。 Note that in the case where the insulating layer 301 is formed using an inorganic compound, the thickness of the insulating layer is preferably greater than or equal to 1 nm and less than or equal to 2 nm. When the thickness of the insulating layer is 3 nm or more, the applied voltage at the time of writing increases.

絶縁層301を形成する有機化合物の代表例としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、ポリエステル、ノボラック樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、珪素樹脂、フラン樹脂、ジアリルフタレート樹脂等に代表される有機化合物が挙げられる。 Representative examples of the organic compound forming the insulating layer 301 include polyimide, acrylic, polyamide, benzocyclobutene, polyester, novolac resin, melamine resin, phenol resin, epoxy resin, silicon resin, furan resin, diallyl phthalate resin, and the like. Organic compounds to be used.

絶縁層301の形成方法としては、蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、CVD法等を用いることができる。スピンコート法、ゾル−ゲル法、印刷法または液滴吐出法等を用いることができる。 As a formation method of the insulating layer 301, an evaporation method, an electron beam evaporation method, a sputtering method, a CVD method, or the like can be used. A spin coating method, a sol-gel method, a printing method, a droplet discharge method, or the like can be used.

また、図13(C)に示すように、機能層123を、絶縁層301の代わりに、凹凸を有する連続的な絶縁層302を用いてもよい。但し、この場合、絶縁層の凸部における厚さは1nm以上4nm以下、凹部における厚さは、1nm以上2nm未満であることが好ましい。   In addition, as illustrated in FIG. 13C, a continuous insulating layer 302 having unevenness may be used as the functional layer 123 instead of the insulating layer 301. However, in this case, it is preferable that the thickness of the convex portion of the insulating layer is 1 nm or more and 4 nm or less, and the thickness of the concave portion is 1 nm or more and less than 2 nm.

また、図13(D)に示すように、絶縁層301、302の代わりに、第1の導電層121上に分散された非連続な絶縁層303であってもよい。非連続な絶縁層303は、島状、縞状、網目状等の形状を有してもよい。 In addition, as illustrated in FIG. 13D, a discontinuous insulating layer 303 dispersed over the first conductive layer 121 may be used instead of the insulating layers 301 and 302. The discontinuous insulating layer 303 may have an island shape, a stripe shape, a mesh shape, or the like.

さらには、絶縁層301〜303の代わりに、絶縁性粒子を設けてもよい。このときの絶縁性粒子は、粒径は1nm以上4nm以下であることが好ましい。 Furthermore, insulating particles may be provided instead of the insulating layers 301 to 303. The insulating particles at this time preferably have a particle size of 1 nm to 4 nm.

さらには、有機化合物を含む層300及び第2の導電層124の間に、上記絶縁層301〜303または絶縁性粒子を設けてもよい。 Furthermore, the insulating layers 301 to 303 or the insulating particles may be provided between the layer 300 containing an organic compound and the second conductive layer 124.

第1の導電層及び有機化合物を含む層の間、または有機化合物を含む層及び第2の導電層の間に、厚さが4nm以下、好ましくは2nm以下の絶縁層を設けることにより、当該絶縁層にトンネル電流が流れるため、記憶素子の書き込み時の印加電圧及び電流値のばらつきを低減することが可能である。また、第1の導電層及び有機化合物を含む層の間、または有機化合物を含む層及び第2の導電層の間に、厚さが4nm以下、好ましくは2nm以下の絶縁層を設けることにより、トンネル効果による電荷注入性が上昇し、有機化合物を含む層の膜厚を厚くすることが可能であり、初期状態でのショートを防止することが可能である。この結果、記憶装置及び半導体装置の信頼性を向上させることが可能である。 By providing an insulating layer having a thickness of 4 nm or less, preferably 2 nm or less, between the first conductive layer and the layer containing an organic compound, or between the layer containing an organic compound and the second conductive layer, the insulation is performed. Since a tunnel current flows through the layer, variation in applied voltage and current value at the time of writing to the memory element can be reduced. Further, by providing an insulating layer having a thickness of 4 nm or less, preferably 2 nm or less, between the first conductive layer and the layer containing an organic compound, or between the layer containing an organic compound and the second conductive layer, Charge injection due to the tunnel effect is increased, the thickness of the layer containing an organic compound can be increased, and a short circuit in the initial state can be prevented. As a result, the reliability of the memory device and the semiconductor device can be improved.

また、上記構成とは異なる構成として、機能層123として、有機化合物を含む層300と、第1の導電層121及び有機化合物を含む層300の間もしくは第2の導電層124と有機化合物を含む層300の間に形成される整流作用を有する素子306によって、形成してもよい(図13(E))。整流作用を有する素子306とは、代表的には、ショットキーダイオード、PN接合を有するダイオード、PIN接合を有するダイオード、あるいはゲート電極とドレイン電極を接続したトランジスタである。もちろん、他の構成のダイオードでも構わない。ここでは、第1の導電層121と有機化合物を含む層300の間に、半導体層304、305を含むPN接合ダイオードを設けた場合を示す。半導体層304、305のうち、一方は一方はN型半導体であり、他方はP型半導体である。このように整流作用を有する素子を設けることにより、メモリ素子の選択性を向上させ、読み出しや書き込みのマージンを向上させることができる。 Further, as a structure different from the above structure, the functional layer 123 includes the layer 300 containing an organic compound and the first conductive layer 121 and the layer 300 containing an organic compound or the second conductive layer 124 and an organic compound. It may be formed by the element 306 having a rectifying action formed between the layers 300 (FIG. 13E). The element 306 having a rectifying action is typically a Schottky diode, a diode having a PN junction, a diode having a PIN junction, or a transistor in which a gate electrode and a drain electrode are connected. Of course, other configurations of diodes may be used. Here, a case where a PN junction diode including the semiconductor layers 304 and 305 is provided between the first conductive layer 121 and the layer 300 including an organic compound is shown. One of the semiconductor layers 304 and 305 is an N-type semiconductor and the other is a P-type semiconductor. By providing an element having a rectifying action in this manner, the selectivity of the memory element can be improved and the margin for reading and writing can be improved.

素子126がEL素子の場合、機能層123には発光材料を用いる。ここで、EL素子の構造について、図14を用いて以下に示す。   In the case where the element 126 is an EL element, a light emitting material is used for the functional layer 123. Here, a structure of the EL element is described below with reference to FIGS.

また、機能層123に、有機化合物を用いた発光機能を担う層(以下、発光層313と示す。)を形成することで、素子126は有機EL素子として機能する。 In addition, by forming a layer having a light emitting function using an organic compound (hereinafter referred to as a light emitting layer 313) in the functional layer 123, the element 126 functions as an organic EL element.

発光性の有機化合物としては、例えば、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、4,4’−ビス(2,2−ジフェニルビニル)ビフェニル(略称:DPVBi)、クマリン30、クマリン6、クマリン545、クマリン545T、ペリレン、ルブレン、ペリフランテン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブチル)ペリレン(略称:TBP)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPA)、5,12−ジフェニルテトラセン、4−(ジシアノメチレン)−2−メチル−6−[p−(ジメチルアミノ)スチリル]−4H−ピラン(略称:DCM1)、4−(ジシアノメチレン)−2−メチル−6−[2−(ジュロリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン(略称:DCM2)、4−(ジシアノメチレン)−2,6−ビス[p−(ジメチルアミノ)スチリル]−4H−ピラン(略称:BisDCM)等が挙げられる。また、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C](ピコリナト)イリジウム(略称:FIrpic)、ビス{2−[3’,5’−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ピリジナト−N,C}(ピコリナト)イリジウム(略称:Ir(CFppy)(pic))、トリス(2−フェニルピリジナト−N,C)イリジウム(略称:Ir(ppy))、(アセチルアセトナト)ビス(2−フェニルピリジナト−N,C)イリジウム(略称:Ir(ppy)(acac))、(アセチルアセトナト)ビス[2−(2’−チエニル)ピリジナト−N,C]イリジウム(略称:Ir(thp)(acac))、(アセチルアセトナト)ビス(2−フェニルキノリナト−N,C)イリジウム(略称:Ir(pq)(acac))、(アセチルアセトナト)ビス[2−(2’−ベンゾチエニル)ピリジナト−N,C]イリジウム(略称:Ir(btp)(acac))などの燐光を放出できる化合物用いることもできる。 Examples of the light-emitting organic compound include 9,10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: DNA) and 2-tert-butyl-9,10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: t-BuDNA). ), 4,4′-bis (2,2-diphenylvinyl) biphenyl (abbreviation: DPVBi), coumarin 30, coumarin 6, coumarin 545, coumarin 545T, perylene, rubrene, periflanthene, 2,5,8,11-tetra (Tert-butyl) perylene (abbreviation: TBP), 9,10-diphenylanthracene (abbreviation: DPA), 5,12-diphenyltetracene, 4- (dicyanomethylene) -2-methyl-6- [p- (dimethylamino) ) Styryl] -4H-pyran (abbreviation: DCM1), 4- (dicyanomethylene) -2-methyl-6- [2- Loridin-9-yl) ethenyl] -4H-pyran (abbreviation: DCM2), 4- (dicyanomethylene) -2,6-bis [p- (dimethylamino) styryl] -4H-pyran (abbreviation: BisDCM) and the like. Can be mentioned. In addition, bis [2- (4 ′, 6′-difluorophenyl) pyridinato-N, C 2 ] (picolinato) iridium (abbreviation: FIrpic), bis {2- [3 ′, 5′-bis (trifluoromethyl) Phenyl] pyridinato-N, C 2 } (picolinato) iridium (abbreviation: Ir (CF 3 ppy) 2 (pic)), Tris (2-phenylpyridinato-N, C 2 ) iridium (abbreviation: Ir (ppy)) 3), (acetylacetonato) bis (2-phenylpyridinato--N, C 2) iridium (abbreviation: Ir (ppy) 2 (acac)), (acetylacetonato) bis [2- (2'-thienyl ) pyridinato -N, C 3] iridium (abbreviation: Ir (thp) 2 (acac )), ( acetylacetonato) bis (2-phenylquinolinato--N, C 2) iridium ( Aka: such as 2 (acac)): Ir ( pq) 2 (acac)), (Ir (btp acetylacetonato) bis [2- (2'-benzothienyl) pyridinato -N, C 3] iridium (abbreviation) A compound capable of emitting phosphorescence can also be used.

また、図14(A)に示すように、第1の導電層121上に正孔注入材料で形成される正孔注入層311、正孔輸送性材料で形成される正孔輸送層312、発光性の有機化合物で形成される発光層313、電子輸送性材料で形成される電子輸送層314、電子注入性材料で形成される電子注入層315、及び第2の導電層124で発光素子として機能する素子126を形成してもよい。   As shown in FIG. 14A, a hole injection layer 311 formed of a hole injection material, a hole transport layer 312 formed of a hole transport material, and light emission on the first conductive layer 121. A light-emitting element including a light-emitting layer 313 formed using an organic compound, an electron transport layer 314 formed using an electron-transport material, an electron injection layer 315 formed using an electron-inject material, and a second conductive layer 124 The element 126 to be formed may be formed.

正孔輸送性材料は、図13(A)の有機化合物を含む層300で列挙した正孔輸送性材料を適宜用いることが出来る。   As the hole-transporting material, the hole-transporting materials listed for the layer 300 containing an organic compound in FIG. 13A can be used as appropriate.

正孔注入性材料は、上記正孔輸送性材料の他、導電性高分子化合物に化学ドーピングを施した材料もあり、ポリスチレンスルホン酸(略称:PSS)をドープしたポリエチレンジオキシチオフェン(略称:PEDOT)やポリアニリン(略称:PAni)などを用いることもできる。また、酸化モリブデン(MoO)、酸化バナジウム(VO)、酸化ニッケル(NiO)などの無機半導体の薄膜や、酸化アルミニウム(Al)などの無機絶縁体の超薄膜も有効である。 As the hole injecting material, there is a material obtained by chemically doping a conductive polymer compound in addition to the above hole transporting material. Polyethylenedioxythiophene (abbreviation: PEDOT) doped with polystyrene sulfonic acid (abbreviation: PSS). ) And polyaniline (abbreviation: PAni) can also be used. Also effective are inorganic semiconductor thin films such as molybdenum oxide (MoO x ), vanadium oxide (VO x ), nickel oxide (NiO x ), and ultra-thin films of inorganic insulators such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ). .

ここで、電子輸送性材料は、図13(A)の有機化合物を含む層300で列挙した電子輸送性材料を適宜用いることが出来る。 Here, as the electron-transporting material, the electron-transporting materials listed in the layer 300 including the organic compound in FIG. 13A can be used as appropriate.

電子注入材料としては、上述した電子輸送性材料の他に、LiF、CsFなどのアルカリ金属ハロゲン化物や、CaFのようなアルカリ土類ハロゲン化物、LiOなどのアルカリ金属酸化物のような絶縁体の超薄膜がよく用いられる。また、リチウムアセチルアセトネート(略称:Li(acac)や8−キノリノラト−リチウム(略称:Liq)などのアルカリ金属錯体も有効である。さらに、上述した電子輸送性材料と、Mg、Li、Cs等の仕事関数の小さい金属とを共蒸着等により混合した材料を使用することもできる。 As the electron injection material, in addition to the above-described electron transporting materials, alkali metal halides such as LiF and CsF, alkaline earth halides such as CaF 2 , and alkali metal oxides such as Li 2 O are used. Insulator ultrathin films are often used. In addition, alkali metal complexes such as lithium acetylacetonate (abbreviation: Li (acac) and 8-quinolinolato-lithium (abbreviation: Liq) are also effective. It is also possible to use a material in which a metal having a small work function is mixed by co-evaporation.

また、図14(B)に示すように、第1の導電層121、有機化合物及び有機化合物に対して電子受容性を有する無機化合物で形成される正孔輸送層316、発光層313、有機化合物及び有機化合物に対して電子供与性を有する無機化合物で形成される電子輸送層317、並びに第2の導電層124で発光素子として機能する素子126を形成してもよい。 As shown in FIG. 14B, the first conductive layer 121, a hole transport layer 316 formed of an organic compound and an inorganic compound having an electron accepting property with respect to the organic compound, a light emitting layer 313, an organic compound Alternatively, the electron transport layer 317 formed using an inorganic compound having an electron donating property with respect to the organic compound, and the element 126 functioning as a light-emitting element may be formed using the second conductive layer 124.

有機化合物及び有機化合物に対して電子受容性を有する無機化合物で形成される正孔輸送層316は、有機化合物としては上記した正孔輸送性の有機化合物を適宜用いて形成する。また、無機化合物としては、有機化合物から電子を受け取りやすいものであれば何であってもよく、種々の金属酸化物または金属窒化物が可能であるが、周期表第4族乃至第12族のいずれかの遷移金属酸化物が電子受容性を示しやすく好適である。具体的には、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化レニウム、酸化ルテニウム、酸化亜鉛などが挙げられる。また、上述した金属酸化物の中でも、周期表第4族乃至第8族のいずれかの遷移金属酸化物は電子受容性の高いものが多く、好ましい一群である。特に酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化レニウムは真空蒸着が可能で扱いやすいため、好適である。 The hole transport layer 316 formed of an organic compound and an inorganic compound having an electron accepting property with respect to the organic compound is formed using the above-described hole transporting organic compound as appropriate as the organic compound. The inorganic compound may be anything as long as it can easily receive electrons from the organic compound, and various metal oxides or metal nitrides can be used. Such transition metal oxides are preferable because they easily exhibit electron accepting properties. Specific examples include titanium oxide, zirconium oxide, vanadium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, rhenium oxide, ruthenium oxide, and zinc oxide. Among the metal oxides described above, any of the transition metal oxides in Groups 4 to 8 of the periodic table has a high electron accepting property and is a preferred group. Vanadium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, and rhenium oxide are particularly preferable because they can be vacuum-deposited and are easy to handle.

有機化合物及び有機化合物に対して電子供与性を有する無機化合物で形成される電子輸送層317は、有機化合物としては上記した電子輸送性の有機化合物を適宜用いて形成する。また、無機化合物としては、有機化合物に電子を与えやすいものであれば何であってもよく、種々の金属酸化物または金属窒化物が可能であるが、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、希土類金属酸化物、アルカリ金属窒化物、アルカリ土類金属窒化物、希土類金属窒化物が電子供与性を示しやすく好適である。具体的には、酸化リチウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化エルビウム、窒化リチウム、窒化マグネシウム、窒化カルシウム、窒化イットリウム、窒化ランタンなどが挙げられる。特に酸化リチウム、酸化バリウム、窒化リチウム、窒化マグネシウム、窒化カルシウムは真空蒸着が可能で扱いやすいため、好適である。 The electron transport layer 317 formed of an organic compound and an inorganic compound having an electron donating property with respect to the organic compound is formed using the above-described electron transport organic compound as appropriate as the organic compound. The inorganic compound may be anything as long as it easily gives an electron to the organic compound, and various metal oxides or metal nitrides can be used. Alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides can be used. Rare earth metal oxides, alkali metal nitrides, alkaline earth metal nitrides, and rare earth metal nitrides are preferred because they easily exhibit electron donating properties. Specific examples include lithium oxide, strontium oxide, barium oxide, erbium oxide, lithium nitride, magnesium nitride, calcium nitride, yttrium nitride, and lanthanum nitride. In particular, lithium oxide, barium oxide, lithium nitride, magnesium nitride, and calcium nitride are preferable because they can be vacuum-deposited and are easy to handle.

有機化合物及び無機化合物で形成される電子輸送層317又は正孔輸送層316は、電子注入・輸送特性が優れているため、第1の導電層121、第2の導電層124共に、ほとんど仕事関数の制限を受けることなく、種々の材料を用いることができる。また駆動電圧を低減することが可能である。 Since the electron transport layer 317 or the hole transport layer 316 formed of an organic compound and an inorganic compound has excellent electron injection / transport characteristics, both the first conductive layer 121 and the second conductive layer 124 have almost a work function. Various materials can be used without being restricted. In addition, the driving voltage can be reduced.

また、機能層123として、無機化合物を用いた発光機能を担う層(以下、発光層319という。)を有することで、素子126は無機EL素子として機能する。無機EL素子は、その素子構成により、分散型無機EL素子と薄膜型無機EL素子とに分類される。前者は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた電界発光層を有し、後者は、発光材料の薄膜からなる電界発光層を有している点に違いはあるが、高電界で加速された電子を必要とする点では共通である。なお、得られる発光のメカニズムとしては、ドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー−アクセプター再結合型発光と、金属イオンの内殻電子遷移を利用する局在型発光とがある。一般的に、分散型無機ELではドナー−アクセプター再結合型発光、薄膜型無機EL素子では局在型発光である場合が多い。以下に、無機EL素子の構造について示す。 In addition, since the functional layer 123 includes a layer having a light emitting function using an inorganic compound (hereinafter referred to as a light emitting layer 319), the element 126 functions as an inorganic EL element. Inorganic EL elements are classified into a dispersion-type inorganic EL element and a thin-film inorganic EL element depending on the element structure. The former has an electroluminescent layer in which particles of a luminescent material are dispersed in a binder, and the latter has an electroluminescent layer made of a thin film of luminescent material, but is accelerated by a high electric field. This is common in that it requires more electrons. Note that the obtained light emission mechanism includes donor-acceptor recombination light emission using a donor level and an acceptor level, and localized light emission using inner-shell electron transition of a metal ion. In general, the dispersion-type inorganic EL often has donor-acceptor recombination light emission, and the thin-film inorganic EL element often has localized light emission. The structure of the inorganic EL element is shown below.

本発明で用いることのできる発光材料は、母体材料と発光中心となる不純物元素とで構成される。含有させる不純物元素を変化させることで、様々な色の発光を得ることができる。発光材料の作製方法としては、固相法や液相法(共沈法)などの様々な方法を用いることができる。また、噴霧熱分解法、複分解法、プレカーサーの熱分解反応による方法、逆ミセル法やこれらの方法と高温焼成を組み合わせた方法、凍結乾燥法などの液相法なども用いることができる。 A light-emitting material that can be used in the present invention includes a base material and an impurity element serving as a light emission center. By changing the impurity element to be contained, light emission of various colors can be obtained. As a method for manufacturing the light-emitting material, various methods such as a solid phase method and a liquid phase method (coprecipitation method) can be used. Also, spray pyrolysis method, metathesis method, precursor thermal decomposition method, reverse micelle method, method combining these methods with high temperature firing, liquid phase method such as freeze-drying method, etc. can be used.

固相法は、母体材料と、不純物元素又は不純物元素を含む化合物を秤量し、乳鉢で混合、電気炉で加熱、焼成を行い反応させ、母体材料に不純物元素を含有させる方法である。焼成温度は、700〜1500℃が好ましい。温度が低すぎる場合は固相反応が進まず、温度が高すぎる場合は母体材料が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。比較的高温での焼成を必要とするが、簡単な方法であるため、生産性がよく大量生産に適している。 The solid phase method is a method in which a base material and an impurity element or a compound containing the impurity element are weighed, mixed in a mortar, heated and fired in an electric furnace, reacted, and the base material contains the impurity element. The firing temperature is preferably 700 to 1500 ° C. This is because the solid phase reaction does not proceed when the temperature is too low, and the base material is decomposed when the temperature is too high. In addition, although baking may be performed in a powder state, it is preferable to perform baking in a pellet state. Although firing at a relatively high temperature is required, it is a simple method, so it has high productivity and is suitable for mass production.

液相法(共沈法)は、母体材料又は母体材料を含む化合物と、不純物元素又は不純物元素を含む化合物を溶液中で反応させ、乾燥させた後、焼成を行う方法である。発光材料の粒子が均一に分布し、粒径が小さく低い焼成温度でも反応が進むことができる。 The liquid phase method (coprecipitation method) is a method in which a base material or a compound containing the base material and an impurity element or a compound containing the impurity element are reacted in a solution, dried, and then fired. The particles of the luminescent material are uniformly distributed, and the reaction can proceed even at a low firing temperature with a small particle size.

発光材料に用いる母体材料としては、硫化物、酸化物、窒化物を用いることができる。硫化物としては、例えば、硫化亜鉛(ZnS)、硫化カドミウム(CdS)、硫化カルシウム(CaS)、硫化イットリウム(Y)、硫化ガリウム(Ga)、硫化ストロンチウム(SrS)、硫化バリウム(BaS)等を用いることができる。また、酸化物としては、例えば、酸化亜鉛(ZnO)、酸化イットリウム(Y)等を用いることができる。また、窒化物としては、例えば、窒化アルミニウム(AlN)、窒化ガリウム(GaN)、窒化インジウム(InN)等を用いることができる。さらに、セレン化亜鉛(ZnSe)、テルル化亜鉛(ZnTe)等も用いることができ、硫化カルシウム−ガリウム(CaGa)、硫化ストロンチウム−ガリウム(SrGa)、硫化バリウム−ガリウム(BaGa)等の3元系の混晶であってもよい。 As a base material used for the light-emitting material, sulfide, oxide, or nitride can be used. Examples of the sulfide include zinc sulfide (ZnS), cadmium sulfide (CdS), calcium sulfide (CaS), yttrium sulfide (Y 2 S 3 ), gallium sulfide (Ga 2 S 3 ), strontium sulfide (SrS), sulfide. Barium (BaS) or the like can be used. As the oxide, for example, zinc oxide (ZnO), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), or the like can be used. As the nitride, for example, aluminum nitride (AlN), gallium nitride (GaN), indium nitride (InN), or the like can be used. Furthermore, zinc selenide (ZnSe), zinc telluride (ZnTe), and the like can also be used. Calcium sulfide-gallium sulfide (CaGa 2 S 4 ), strontium sulfide-gallium sulfide (SrGa 2 S 4 ), barium sulfide-gallium (BaGa). It may be a ternary mixed crystal such as 2 S 4 ).

局在型発光の発光中心として、マンガン(Mn)、銅(Cu)、サマリウム(Sm)、テルビウム(Tb)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、ユーロピウム(Eu)、セリウム(Ce)、プラセオジウム(Pr)などを用いることができる。なお、電荷補償として、フッ素(F)、塩素(Cl)などのハロゲン元素が添加されていてもよい。 As emission centers of localized emission, manganese (Mn), copper (Cu), samarium (Sm), terbium (Tb), erbium (Er), thulium (Tm), europium (Eu), cerium (Ce), praseodymium (Pr) or the like can be used. Note that a halogen element such as fluorine (F) or chlorine (Cl) may be added as charge compensation.

一方、ドナー−アクセプター再結合型発光の発光中心として、ドナー準位を形成する第1の不純物元素及びアクセプター準位を形成する第2の不純物元素を含む発光材料を用いることができる。第1の不純物元素は、例えば、フッ素(F)、塩素(Cl)、アルミニウム(Al)等を用いることができる。第2の不純物元素としては、例えば、銅(Cu)、銀(Ag)等を用いることができる。 On the other hand, a light-emitting material containing a first impurity element that forms a donor level and a second impurity element that forms an acceptor level can be used as the emission center of donor-acceptor recombination light emission. As the first impurity element, for example, fluorine (F), chlorine (Cl), aluminum (Al), or the like can be used. For example, copper (Cu), silver (Ag), or the like can be used as the second impurity element.

ドナー−アクセプター再結合型発光の発光材料を固相法を用いて合成する場合、母体材料と、第1の不純物元素又は第1の不純物元素を含む化合物と、第2の不純物元素又は第2の不純物元素を含む化合物をそれぞれ秤量し、乳鉢で混合した後、電気炉で加熱、焼成を行う。母体材料としては、上述した母体材料を用いることができ、第1の不純物元素又は第1の不純物元素を含む化合物としては、例えば、フッ素(F)、塩素(Cl)、硫化アルミニウム(Al)等を用いることができる。また、第2の不純物元素又は第2の不純物元素を含む化合物としては、例えば、銅(Cu)、銀(Ag)、硫化銅(CuS)、硫化銀(AgS)等を用いることができる。焼成温度は、700〜1500℃が好ましい。温度が低すぎる場合は固相反応が進まず、温度が高すぎる場合は母体材料が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。 In the case where a light-emitting material for donor-acceptor recombination light emission is synthesized using a solid-phase method, a base material, a first impurity element or a compound containing the first impurity element, a second impurity element, or a second impurity element Each compound containing an impurity element is weighed and mixed in a mortar, and then heated and fired in an electric furnace. As the base material, the above-described base material can be used, and examples of the first impurity element or the compound containing the first impurity element include fluorine (F), chlorine (Cl), and aluminum sulfide (Al 2 S). 3 ) etc. can be used. In addition, as the second impurity element or the compound containing the second impurity element, for example, copper (Cu), silver (Ag), copper sulfide (Cu 2 S), silver sulfide (Ag 2 S), or the like is used. Can do. The firing temperature is preferably 700 to 1500 ° C. This is because the solid phase reaction does not proceed when the temperature is too low, and the base material is decomposed when the temperature is too high. In addition, although baking may be performed in a powder state, it is preferable to perform baking in a pellet state.

また、固相反応を利用する場合の不純物元素として、第1の不純物元素と第2の不純物元素で構成される化合物を組み合わせて用いてもよい。この場合、不純物元素が拡散されやすく、固相反応が進みやすくなるため、均一な発光材料を得ることができる。さらに、余分な不純物元素が入らないため、純度の高い発光材料が得ることができる。第1の不純物元素と第2の不純物元素で構成される化合物としては、例えば、塩化銅(CuCl)、塩化銀(AgCl)等を用いることができる。 In addition, as an impurity element in the case of using a solid phase reaction, a compound including a first impurity element and a second impurity element may be used in combination. In this case, since the impurity element is easily diffused and the solid-phase reaction easily proceeds, a uniform light emitting material can be obtained. Further, since no extra impurity element is contained, a light-emitting material with high purity can be obtained. As the compound including the first impurity element and the second impurity element, for example, copper chloride (CuCl), silver chloride (AgCl), or the like can be used.

なお、これらの不純物元素の濃度は、母体材料に対して0.01〜10atom%であればよく、好ましくは0.05〜5atom%の範囲である。 Note that the concentration of these impurity elements may be 0.01 to 10 atom% with respect to the base material, and is preferably in the range of 0.05 to 5 atom%.

図14(C)は、機能層123が第1の絶縁層318、発光層319、及び第2の絶縁層320で構成される無機EL素子の断面を示す。   FIG. 14C illustrates a cross section of an inorganic EL element in which the functional layer 123 includes a first insulating layer 318, a light-emitting layer 319, and a second insulating layer 320.

薄膜型無機ELの場合、発光層319は、上記発光材料を含む層であり、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着(EB蒸着)法等の真空蒸着法、スパッタリング法等の物理気相成長法(PVD)、有機金属CVD法、ハイドライド輸送減圧CVD法等の化学気相成長法(CVD)、原子層エピタキシ法(ALE)等を用いて形成することができる。 In the case of a thin-film inorganic EL, the light emitting layer 319 is a layer containing the above light emitting material, and a physical vapor deposition method (such as a resistance heating vapor deposition method, a vacuum vapor deposition method such as an electron beam vapor deposition (EB vapor deposition) method, or a sputtering method ( PVD), metal organic chemical vapor deposition (CVD), chemical vapor deposition (CVD) such as hydride transport low pressure CVD, atomic layer epitaxy (ALE), or the like.

第1の絶縁層318及び第2の絶縁層320は、特に限定されることはないが、絶縁耐圧が高く、緻密な膜質であることが好ましく、さらには、誘電率が高いことが好ましい。例えば、酸化シリコン(SiO)、酸化イットリウム(Y)、酸化チタン(TiO)、酸化アルミニウム(Al)、酸化ハフニウム(HfO)、酸化タンタル(Ta)、チタン酸バリウム(BaTiO)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO)、チタン酸鉛(PbTiO)、窒化シリコン(Si)、酸化ジルコニウム(ZrO)等やこれらの混合膜又は2種以上の積層膜を用いることができる。第1の絶縁層318及び第2の絶縁層320は、スパッタリング、蒸着、CVD等により成膜することができる。膜厚は特に限定されることはないが、好ましくは10〜1000nmの範囲である。なお、本実施の形態の発光素子は、必ずしもホットエレクトロンを必要とはしないため、薄膜にすることもでき、駆動電圧を低下できる長所を有する。好ましくは、500nm以下の膜厚、より好ましくは100nm以下の膜厚であることが好ましい。 The first insulating layer 318 and the second insulating layer 320 are not particularly limited. However, the first insulating layer 318 and the second insulating layer 320 preferably have a high withstand voltage, a dense film quality, and a high dielectric constant. For example, silicon oxide (SiO 2 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), hafnium oxide (HfO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), Barium titanate (BaTiO 3 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), lead titanate (PbTiO 3 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), etc., a mixed film thereof, or two or more kinds thereof A laminated film can be used. The first insulating layer 318 and the second insulating layer 320 can be formed by sputtering, vapor deposition, CVD, or the like. The film thickness is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 1000 nm. Note that the light-emitting element of this embodiment mode does not necessarily require hot electrons, and thus can be formed into a thin film and has an advantage that a driving voltage can be reduced. The film thickness is preferably 500 nm or less, more preferably 100 nm or less.

なお、図示しないが、発光層と絶縁層、又は発光層と電極の間にバッファー層を設けても良い。このバッファー層はキャリアの注入を容易にし、かつ両層の混合を抑制する役割をもつ。バッファー層としては、特に限定されることはないが、例えば、発光層の母体材料であるZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、SrS、BaS、CuS、CuS、LiF、CaF、BaF、MgF等を用いることができる。 Note that although not illustrated, a buffer layer may be provided between the light-emitting layer and the insulating layer, or between the light-emitting layer and the electrode. This buffer layer has a role of facilitating carrier injection and suppressing mixing of both layers. The buffer layer, but is no particular limitation, for example, ZnS is the host material of the luminescent layer, ZnSe, ZnTe, CdS, SrS , BaS, CuS, Cu 2 S, LiF, CaF 2, BaF 2, MgF 2 etc. can be used.

また、図14(D)に示すように、機能層123が発光層319及び第1の絶縁層318で構成されてもよい。この場合、図14(D)においては、第1の絶縁層318は第2の導電層124及び発光層319の間に設けられている形態を示す。なお、第1の絶縁層318は第1の導電層121及び発光層319の間に設けられていてもよい。   In addition, as illustrated in FIG. 14D, the functional layer 123 may include a light-emitting layer 319 and a first insulating layer 318. In this case, FIG. 14D illustrates a mode in which the first insulating layer 318 is provided between the second conductive layer 124 and the light-emitting layer 319. Note that the first insulating layer 318 may be provided between the first conductive layer 121 and the light-emitting layer 319.

さらには、機能層123が、発光層319のみで構成されてもよい。即ち、第1の導電層121、機能層123、第2の導電層124で素子126を構成してもよい。   Furthermore, the functional layer 123 may be composed of only the light emitting layer 319. That is, the element 126 may be formed using the first conductive layer 121, the functional layer 123, and the second conductive layer 124.

分散型無機ELの場合、粒子状の発光材料をバインダ中に分散させ膜状の電界発光層を形成する。発光材料の作製方法によって、十分に所望の大きさの粒子が得られない場合は、乳鉢等で粉砕などによって粒子状に加工すればよい。バインダとは、粒子状の発光材料を分散した状態で固定し、電界発光層としての形状に保持するための物質である。発光材料は、バインダによって電界発光層中に均一に分散し固定される。   In the case of a dispersion-type inorganic EL, a particulate luminescent material is dispersed in a binder to form a film-like electroluminescent layer. When particles having a desired size cannot be obtained sufficiently by the method for manufacturing a light emitting material, the particles may be processed into particles by pulverization or the like in a mortar or the like. The binder is a substance for fixing the particulate light emitting material in a dispersed state and maintaining the shape as an electroluminescent layer. The light emitting material is uniformly dispersed and fixed in the electroluminescent layer by the binder.

分散型無機ELの場合、電界発光層の形成方法は、選択的に電界発光層を形成できる液滴吐出法や、印刷法(スクリーン印刷やオフセット印刷など)、スピンコート法などの塗布法、ディッピング法、ディスペンサ法などを用いることもできる。膜厚は特に限定されることはないが、好ましくは、10〜1000nmの範囲である。また、発光材料及びバインダを含む電界発光層において、発光材料の割合は50wt%以上80wt%以下とするよい。 In the case of a dispersion-type inorganic EL, the electroluminescent layer can be formed by a droplet discharge method capable of selectively forming an electroluminescent layer, a printing method (screen printing, offset printing, etc.), a coating method such as a spin coating method, dipping, etc. It is also possible to use a method or a dispenser method. The film thickness is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 1000 nm. In the electroluminescent layer including the light emitting material and the binder, the ratio of the light emitting material may be 50 wt% or more and 80 wt% or less.

図14(E)における素子は、第1の導電層121、機能層123、第2の導電層124を有し、機能層123が、発光材料326がバインダ325に分散された発光層及び絶縁層318で構成される。なお、絶縁層318は、図14(E)においては、第2の導電層124に接する構造となっているが、第1の導電層121に接する構造でもよい。また、素子は、第1の導電層121及び第2の導電層124それぞれに接する絶縁層を有してもよい。さらには、素子は、第1の導電層121及び第2の導電層124に接する絶縁層を有さなくてもよい。 The element in FIG. 14E includes a first conductive layer 121, a functional layer 123, and a second conductive layer 124. The functional layer 123 includes a light-emitting layer and an insulating layer in which a light-emitting material 326 is dispersed in a binder 325. 318. Note that although the insulating layer 318 is in contact with the second conductive layer 124 in FIG. 14E, the insulating layer 318 may be in contact with the first conductive layer 121. The element may include an insulating layer in contact with each of the first conductive layer 121 and the second conductive layer 124. Further, the element does not need to have an insulating layer in contact with the first conductive layer 121 and the second conductive layer 124.

本実施の形態に用いることのできるバインダとしては、有機材料や無機材料を用いることができる。また、有機材料及び無機材料の混合材料を用いてもよい。有機材料としては、シアノエチルセルロース系樹脂のように、比較的誘電率の高いポリマーや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ化ビニリデンなどの有機樹脂を用いることができる。また、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール(polybenzimidazole)などの耐熱性高分子、又はシロキサン樹脂を用いてもよい。なお、シロキサン樹脂とは、Si−O−Si結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、アリール基)が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、オキサゾール樹脂(ポリベンゾオキサゾール)等の樹脂材料を用いてもよい。また光硬化型などを用いることができる。これらの樹脂に、チタン酸バリウム(BaTiO)やチタン酸ストロンチウム(SrTiO)などの高誘電率の微粒子を適度に混合して誘電率を調整することもできる。 As a binder that can be used in this embodiment mode, an organic material or an inorganic material can be used. Further, a mixed material of an organic material and an inorganic material may be used. As the organic material, a polymer having a relatively high dielectric constant such as a cyanoethyl cellulose resin, or an organic resin such as polyethylene, polypropylene, polystyrene resin, silicone resin, epoxy resin, or vinylidene fluoride can be used. Alternatively, a heat-resistant polymer such as aromatic polyamide, polybenzimidazole, or siloxane resin may be used. Note that a siloxane resin corresponds to a resin including a Si—O—Si bond. Siloxane has a skeleton structure formed of a bond of silicon (Si) and oxygen (O). As a substituent, an organic group containing at least hydrogen (for example, an alkyl group or an aryl group) is used. A fluoro group may be used as a substituent. Alternatively, an organic group containing at least hydrogen and a fluoro group may be used as a substituent. Moreover, resin materials such as vinyl resins such as polyvinyl alcohol and polyvinyl butyral, phenol resins, novolac resins, acrylic resins, melamine resins, urethane resins, and oxazole resins (polybenzoxazole) may be used. Moreover, a photocuring type etc. can be used. The dielectric constant can be adjusted by appropriately mixing fine particles of high dielectric constant such as barium titanate (BaTiO 3 ) and strontium titanate (SrTiO 3 ) with these resins.

また、バインダに用いる無機材料としては、酸化珪素(SiO)、窒化珪素(SiN)、酸素及び窒素を含む珪素、窒化アルミニウム(AlN)、酸素及び窒素を含むアルミニウムまたは酸化アルミニウム(Al)、酸化チタン(TiO)、BaTiO、SrTiO、チタン酸鉛(PbTiO)、ニオブ酸カリウム(KNbO)、ニオブ酸鉛(PbNbO)、酸化タンタル(Ta)、タンタル酸バリウム(BaTa)、タンタル酸リチウム(LiTaO)、酸化イットリウム(Y)、酸化ジルコニウム(ZrO)、ZnSその他の無機材料を含む物質から選ばれた材料を用いることができる。有機材料に、誘電率の高い無機材料を含ませる(添加等によって)ことによって、発光材料及びバインダよりなる電界発光層の誘電率をより制御することができ、より誘電率を大きくすることができる。 The inorganic material used for the binder, silicon oxide (SiO x), silicon nitride (SiN x), silicon containing oxygen and nitrogen, aluminum nitride (AlN), aluminum or aluminum oxide containing oxygen and nitrogen (Al 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), BaTiO 3 , SrTiO 3 , lead titanate (PbTiO 3 ), potassium niobate (KNbO 3 ), lead niobate (PbNbO 3 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), tantalum It is possible to use a material selected from substances including barium oxide (BaTa 2 O 6 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), ZnS, and other inorganic materials. it can. By including an organic material with an inorganic material having a high dielectric constant (by addition or the like), the dielectric constant of the electroluminescent layer made of the light emitting material and the binder can be further controlled, and the dielectric constant can be further increased. .

作製工程において、発光材料はバインダを含む溶液中に分散されるが、本実施の形態に用いることのできるバインダを含む溶液の溶媒としては、バインダ材料が溶解し、発光層を形成する方法(各種ウエットプロセス)及び所望の膜厚に適した粘度の溶液を作製できるような溶媒を適宜選択すればよい。有機溶媒等を用いることができ、例えばバインダとしてシロキサン樹脂を用いる場合は、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEAともいう)、3−メトシキ−3メチル−1−ブタノール(MMBともいう)などを用いることができる。 In the manufacturing process, a light-emitting material is dispersed in a solution containing a binder. As a solvent for a solution containing a binder that can be used in this embodiment, a method for forming a light-emitting layer by dissolving the binder material (various types) A solvent capable of producing a solution having a viscosity suitable for a wet process) and a desired film thickness may be appropriately selected. For example, when a siloxane resin is used as a binder, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate (also referred to as PGMEA), 3-methoxy-3-methyl-1-butanol (also referred to as MMB). Etc. can be used.

無機EL発光素子は、発光層を挟持する一対の電極層間に電圧を印加することで発光が得られるが、直流駆動又は交流駆動のいずれにおいても動作することができる。 An inorganic EL light emitting element can emit light by applying a voltage between a pair of electrode layers sandwiching a light emitting layer, but can operate in either direct current drive or alternating current drive.

素子126がダイオードや光電変換素子の場合、機能層123には光の照射により電気特性が変化する材料を用いる。光の照射により電気特性が変化する材料としては、無機半導体材料や、有機化合物等で形成することができる。   In the case where the element 126 is a diode or a photoelectric conversion element, a material whose electrical characteristics change due to light irradiation is used for the functional layer 123. As a material whose electrical characteristics change by light irradiation, an inorganic semiconductor material, an organic compound, or the like can be used.

無機半導体としては、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンゲルマニウム、微結晶シリコン、または微結晶シリコンゲルマニウム等をCVD法、スパッタリング法等により形成することができる。また、有機化合物としては、有機半導体材料を用いることが好ましく、代表的には、骨格が共役二重結合から構成されるπ電子共役系の高分子材料が望ましい。代表的には、ポリチオフェン、ポリ(3−アルキルチオフェン)、ポリチオフェン誘導体等の可溶性の高分子材料を用いることができる。また、可溶性の前駆体を成膜した後で処理することにより半導体層を形成することができる。なお、このような前駆体を経由する有機半導体材料としては、ポリチエニレンビニレン、ポリ(2,5−チエニレンビニレン)、ポリアセチレン、ポリアセチレン誘導体、ポリアリレンビニレンなどがある。前駆体を有機半導体に変換する際には、加熱処理だけではなく塩化水素ガスなどの反応触媒を添加することがなされる。また、これらの可溶性有機半導体材料を溶解させる代表的な溶媒としては、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソール、クロロホルム、ジクロロメタン、γブチルラクトン、ブチルセルソルブ、シクロヘキサン、NMP(N−メチル−2−ピロリドン)、シクロヘキサノン、2−ブタノン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド(DMF)または、THF(テトラヒドロフラン)等がある。さらには、機能層123を有機化合物で形成される電荷発生層及び電荷受容層の接合層とすることができる。   As the inorganic semiconductor, amorphous silicon, amorphous silicon germanium, microcrystalline silicon, microcrystalline silicon germanium, or the like can be formed by a CVD method, a sputtering method, or the like. As the organic compound, an organic semiconductor material is preferably used. Typically, a π-electron conjugated polymer material whose skeleton includes a conjugated double bond is desirable. Typically, a soluble polymer material such as polythiophene, poly (3-alkylthiophene), or a polythiophene derivative can be used. In addition, a semiconductor layer can be formed by processing after forming a soluble precursor. Examples of the organic semiconductor material that passes through such a precursor include polythienylene vinylene, poly (2,5-thienylene vinylene), polyacetylene, a polyacetylene derivative, and polyarylene vinylene. When converting the precursor into an organic semiconductor, a reaction catalyst such as hydrogen chloride gas is added as well as heat treatment. Typical solvents for dissolving these soluble organic semiconductor materials include toluene, xylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, anisole, chloroform, dichloromethane, γ-butyllactone, butyl cellosolve, cyclohexane, NMP (N-methyl-2 -Pyrrolidone), cyclohexanone, 2-butanone, dioxane, dimethylformamide (DMF) or THF (tetrahydrofuran). Furthermore, the functional layer 123 can be a bonding layer of a charge generation layer and a charge reception layer formed of an organic compound.

ここでは、機能層123を電荷発生層及び電荷受容層の接合層で形成する形態について図15を用いて説明する。   Here, a mode in which the functional layer 123 is formed using a bonding layer of a charge generation layer and a charge reception layer will be described with reference to FIGS.

図15(A)に示すように、光電変換素子およびダイオードは、第1の導電層121と、電荷発生層321と、電荷受容層322と、第2の導電層124とを順次設けてなる積層構造である。   As shown in FIG. 15A, the photoelectric conversion element and the diode are stacked by sequentially providing a first conductive layer 121, a charge generation layer 321, a charge receiving layer 322, and a second conductive layer 124. It is a structure.

第1の導電層121又は第2の導電層124は、透光性を有する導電層で形成する。また、電荷発生層321及び電荷受容層322は、それぞれ図13(A)の有機化合物を含む層300で上記した正孔輸送性を有する有機化合物及び電子輸送性を有する有機化合物を適宜選択して形成すればよい。また、電子輸送性の有機化合物として、ペリレン誘導体、ナフタレン誘導体、キノン類、メチルビオロゲン、フラーレン、或いはルテニウムや白金、チタン等を含む有機金属化合物等を用いても良い。ここでは、電荷発生層321として正孔輸送性を有する化合物を用いて形成し、電荷受容層322として、電子輸送性を有する化合物を用いて形成する。   The first conductive layer 121 or the second conductive layer 124 is formed using a light-transmitting conductive layer. For the charge generation layer 321 and the charge reception layer 322, the above-described organic compound having a hole-transport property and an organic compound having an electron-transport property in the layer 300 containing an organic compound in FIG. What is necessary is just to form. As the electron-transporting organic compound, a perylene derivative, a naphthalene derivative, a quinone, methyl viologen, fullerene, an organometallic compound containing ruthenium, platinum, titanium, or the like may be used. Here, the charge generation layer 321 is formed using a compound having a hole-transport property, and the charge-accepting layer 322 is formed using a compound having an electron-transport property.

また、図15(B)に示すように、電荷受容層322の代わりに、電子輸送性を有する有機化合物及び有機化合物に対して電子供与性を有する無機化合物で形成される電子輸送層323を用いて形成してもよい。電子輸送層323は、図14(B)で示す電子輸送性の有機化合物及び有機化合物に対して電子供与性を有する無機化合物で形成される電子輸送層317に示す化合物を適宜選択して形成することができる。 As shown in FIG. 15B, an electron transport layer 323 formed of an organic compound having an electron transporting property and an inorganic compound having an electron donating property with respect to the organic compound is used instead of the charge receiving layer 322. May be formed. The electron-transport layer 323 is formed by appropriately selecting a compound shown in the electron-transport layer 317 formed of the electron-transport organic compound shown in FIG. 14B and an inorganic compound having an electron-donating property with respect to the organic compound. be able to.

また、図15(C)に示すように、電荷発生層321の代わりに、電子輸送性を有する有機化合物及び有機化合物に対して電子受容性を有する無機化合物で形成される電子発生層324を用いて形成してもよい。電子発生層324は、図14(B)で示す電子輸送性の有機化合物及び有機化合物に対して電子受容性を有する無機化合物で形成される正孔輸送層316に示す化合物を適宜選択して形成することができる。 As shown in FIG. 15C, instead of the charge generation layer 321, an electron generation layer 324 formed of an organic compound having an electron transporting property and an inorganic compound having an electron accepting property with respect to the organic compound is used. May be formed. The electron-generating layer 324 is formed by appropriately selecting a compound shown in the hole-transporting layer 316 formed of an electron-transporting organic compound shown in FIG. 14B and an inorganic compound having an electron-accepting property with respect to the organic compound. can do.

さらには、図15(D)に示すように、正孔輸送性を有する有機化合物及び有機化合物に対して電子受容性を有する無機化合物で形成される電子発生層324、及び電子輸送性を有する有機化合物及び有機化合物に対して電子供与性を有する無機化合物で形成される電子輸送層323を形成してもよい。 Further, as shown in FIG. 15D, an electron generating layer 324 formed of an organic compound having a hole transporting property and an inorganic compound having an electron accepting property with respect to the organic compound, and an organic material having an electron transporting property You may form the electron carrying layer 323 formed with the inorganic compound which has an electron donating property with respect to a compound and an organic compound.

接合された電荷発生層及び電荷受容層により有機化合物を含む層を形成することにより、電荷発生層で生じた電子及び正孔を、光電流となる電子キャリア及び正孔キャリアとすることが可能である。この結果、光エネルギーから電気エネルギーへの変換することが可能な太陽電池及び光電変換装置を作製することが可能である。 By forming a layer containing an organic compound with the bonded charge generation layer and charge reception layer, electrons and holes generated in the charge generation layer can be converted into electron carriers and hole carriers that become photocurrents. is there. As a result, a solar cell and a photoelectric conversion device that can convert light energy into electrical energy can be manufactured.

また、電荷発生層又は電荷受容層に有機化合物と無機化合物を用いて形成すると、電子及び正孔の生成効率を向上させることが可能である。この結果、エネルギー変換効率の高い光電変換素子および太陽電池を実現することができる。 In addition, when the charge generation layer or the charge reception layer is formed using an organic compound and an inorganic compound, generation efficiency of electrons and holes can be improved. As a result, a photoelectric conversion element and a solar cell with high energy conversion efficiency can be realized.

(実施の形態6)
本実施の形態では、実施の形態1乃至4において、素子形成層104の構成の代表例を、図7及び8を用いて説明する。図7においては、パッシブマトリクス型液晶表示装置を作製する工程を示し、図8においては、アクティブマトリクス型液晶表示装置を作製する工程を示す。なお、本実施の形態では、実施の形態1を用いて説明するが、実施の形態2乃至4のいずれかを適用することもできる。本実施の形態では、素子形成層104が、第1の導電層、液晶層、及び第2の導電層で構成される液晶素子を有する形態について示す。
(Embodiment 6)
In this embodiment, a typical example of the structure of the element formation layer 104 in Embodiments 1 to 4 will be described with reference to FIGS. 7 shows a process for manufacturing a passive matrix liquid crystal display device, and FIG. 8 shows a process for manufacturing an active matrix liquid crystal display device. Note that although this embodiment mode is described using Embodiment Mode 1, any of Embodiment Modes 2 to 4 can be applied. In this embodiment mode, a mode in which the element formation layer 104 includes a liquid crystal element including a first conductive layer, a liquid crystal layer, and a second conductive layer is described.

実施の形態1と同様に、図7(A)に示すように、透光性を有する基板101上に光触媒層102を形成し、光触媒層102上に有機化合物層103を形成する。次に、有機化合物層103上に絶縁層120を形成してもよい。絶縁層120上に第1の導電層151を形成する。第1の導電層151は、平行に形成することが好ましい。次に、第1の導電層151上に配向膜として機能する絶縁層152を形成する。   As in Embodiment 1, a photocatalyst layer 102 is formed over a light-transmitting substrate 101 and an organic compound layer 103 is formed over the photocatalyst layer 102 as shown in FIG. Next, the insulating layer 120 may be formed over the organic compound layer 103. A first conductive layer 151 is formed over the insulating layer 120. The first conductive layers 151 are preferably formed in parallel. Next, the insulating layer 152 functioning as an alignment film is formed over the first conductive layer 151.

また、上記と同様の工程により、可撓性を有する基板153上に第2の導電層154を形成し、第2の導電層上に配向膜として機能する絶縁層155を形成する。第2の導電層154も第1の導電層151と同様に、平行に形成することが好ましい。   Further, through the same process as described above, the second conductive layer 154 is formed over the flexible substrate 153, and the insulating layer 155 functioning as an alignment film is formed over the second conductive layer. Similarly to the first conductive layer 151, the second conductive layer 154 is preferably formed in parallel.

配向膜として機能する絶縁層152、155は、ポリイミドやポリビニルアルコール等の高分子化合物層を印刷法、ロールコート法等で形成した後、ラビングすることにより形成することができる。また、SiOを基板に対して斜めから蒸着して形成することができる。また、光反応型の高分子化合物に偏光したUV光を照射し光反応型の高分子化合物を重合させて形成することができる。   The insulating layers 152 and 155 functioning as alignment films can be formed by forming a polymer compound layer such as polyimide or polyvinyl alcohol by a printing method, a roll coating method, or the like, and then rubbing. Moreover, SiO can be formed by vapor deposition with respect to the substrate. Further, it can be formed by irradiating a photoreactive polymer compound with polarized UV light and polymerizing the photoreactive polymer compound.

第1の導電層151及び第2の導電層154は、実施の形態5に示す第1の導電層121及び第2の導電層124の材料及び作製方法を適宜用いることができる。なお、液晶表示装置が透光型液晶表示装置の場合は、第1の導電層151及び第2の導電層154を透光性を有する導電層で形成する。また、液晶表示装置が反射型液晶表示装置の場合は、第1の導電層151または第2の導電層154の一方を透光性を有する導電層で形成し、第1の導電層151または第2の導電層154の他方を、反射性を有する導電層で形成する。 For the first conductive layer 151 and the second conductive layer 154, the materials and manufacturing methods of the first conductive layer 121 and the second conductive layer 124 described in Embodiment 5 can be used as appropriate. Note that in the case where the liquid crystal display device is a light-transmitting liquid crystal display device, the first conductive layer 151 and the second conductive layer 154 are formed using a light-transmitting conductive layer. In the case where the liquid crystal display device is a reflective liquid crystal display device, one of the first conductive layer 151 and the second conductive layer 154 is formed using a light-transmitting conductive layer, and the first conductive layer 151 or the second conductive layer 154 is formed. The other of the two conductive layers 154 is formed using a reflective conductive layer.

また、透光性を有する基板101及び可撓性を有する基板153の間隔を保つために、絶縁層152、155の間にスペーサを設けてもよい。また、絶縁層120上または可撓性を有する基板153上にスペーサを形成した後、絶縁層152または絶縁層155を形成してもよい。スペーサとしては、有機樹脂を塗布し、該有機樹脂を所望の形状、代表的には柱状又は円柱状にエッチングして形成する。また、スペーサとしてビーズスペーサを用いてもよい。   Further, a spacer may be provided between the insulating layers 152 and 155 in order to maintain a distance between the light-transmitting substrate 101 and the flexible substrate 153. Alternatively, after the spacer is formed over the insulating layer 120 or the flexible substrate 153, the insulating layer 152 or the insulating layer 155 may be formed. The spacer is formed by applying an organic resin and etching the organic resin into a desired shape, typically a columnar shape or a cylindrical shape. Further, a bead spacer may be used as the spacer.

なお、第2の導電層154及び可撓性を有する基板153の間に着色層を設けてもよい。着色層は、カラー表示を行う場合に必要であり、RGB方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した着色層が各画素に対応して設けられている。   Note that a colored layer may be provided between the second conductive layer 154 and the flexible substrate 153. The colored layer is necessary for color display. In the case of the RGB system, a colored layer corresponding to each color of red, green, and blue is provided corresponding to each pixel.

次に、透光性を有する基板101及び可撓性を有する基板153をシール材157で貼り合わせる。また、透光性を有する基板101及び可撓性を有する基板153の間に液晶層156を形成する。透光性を有する基板101及び可撓性を有する基板153は、第1の導電層151及び第2の導電層154が交差するように、シール材を用いて貼りあわせる。また、液晶層156は、毛細管現象を利用した真空注入法により、透光性を有する基板101、可撓性を有する基板153、及びシール材157で囲まれた領域に液晶材料を注入することにより形成することができる。また、透光性を有する基板101または可撓性を有する基板153の一方にシール材157を形成し、シール材に囲まれる領域に液晶材料を滴下した後、透光性を有する基板と可撓性を有する基板を、減圧下においてシール材で圧着することで液晶層156を形成することができる。   Next, the light-transmitting substrate 101 and the flexible substrate 153 are attached to each other with a sealant 157. In addition, a liquid crystal layer 156 is formed between the light-transmitting substrate 101 and the flexible substrate 153. The light-transmitting substrate 101 and the flexible substrate 153 are attached to each other with a sealant so that the first conductive layer 151 and the second conductive layer 154 intersect each other. The liquid crystal layer 156 is formed by injecting a liquid crystal material into a region surrounded by the light-transmitting substrate 101, the flexible substrate 153, and the sealant 157 by a vacuum injection method using a capillary phenomenon. Can be formed. In addition, a sealing material 157 is formed on one of the light-transmitting substrate 101 and the flexible substrate 153, and a liquid crystal material is dropped on a region surrounded by the sealing material, and then the light-transmitting substrate and the flexible substrate 153 are flexible. The liquid crystal layer 156 can be formed by pressure-bonding a substrate having a property with a sealant under reduced pressure.

シール材157としては、熱硬化型のエポキシ樹脂、UV硬化型のアクリル樹脂、熱可塑方のナイロン、ポリエステル等を、ディスペンサ法、印刷法、熱圧着法等を用いて形成することができる。なお、シール材157には、フィラーが散布されることにより、透光性を有する基板101及び可撓性を有する基板153の間隔を保つことができる。 As the sealing material 157, a thermosetting epoxy resin, a UV curable acrylic resin, thermoplastic nylon, polyester, or the like can be formed using a dispenser method, a printing method, a thermocompression bonding method, or the like. Note that a space between the light-transmitting substrate 101 and the flexible substrate 153 can be maintained by spraying a filler on the sealant 157.

可撓性を有する基板153としては、実施の形態1で示した素子形成層104の表面に設けることが可能な可撓性を有する基板と同様のものを適宜選択して用いることができる。   As the flexible substrate 153, a substrate similar to the flexible substrate that can be provided on the surface of the element formation layer 104 described in Embodiment 1 can be selected as appropriate.

次に、図7(B)に示すように、透光性を有する基板101を介して、光触媒層102に光105を照射する。この結果、光触媒層102が活性化される。この結果、図7(C)に示すように、光触媒層102と有機化合物層103とが分離する。   Next, as illustrated in FIG. 7B, the photocatalyst layer 102 is irradiated with light 105 through the light-transmitting substrate 101. As a result, the photocatalytic layer 102 is activated. As a result, as shown in FIG. 7C, the photocatalyst layer 102 and the organic compound layer 103 are separated.

以上の工程により、図7(C)に示すように、液晶素子150及び有機化合物層103を含み、液晶表示装置として機能する半導体装置158を作製することができる。なお、図7(C)に示す剥離工程の後、有機化合物層103の表面に可撓性を有する基板130を設けて、図7(D)に示すような半導体装置159を作製してもよい。   Through the above steps, as illustrated in FIG. 7C, a semiconductor device 158 including the liquid crystal element 150 and the organic compound layer 103 and functioning as a liquid crystal display device can be manufactured. Note that after the peeling step illustrated in FIG. 7C, a flexible substrate 130 may be provided on the surface of the organic compound layer 103 to manufacture the semiconductor device 159 as illustrated in FIG. .

また、図8(A)に示すように、素子形成層において、液晶素子162にスイッチング素子を接続してもよい。スイッチング素子としては、薄膜トランジスタ、MIM(Metal−Insulator−Metal)、ダイオード等がある。ここでは、スイッチング素子として薄膜トランジスタ141を用いる形態を示す。   As shown in FIG. 8A, a switching element may be connected to the liquid crystal element 162 in the element formation layer. Examples of the switching element include a thin film transistor, a MIM (Metal-Insulator-Metal), and a diode. Here, a mode in which a thin film transistor 141 is used as a switching element is shown.

即ち、図8(A)に示すように、透光性を有する基板101上に光触媒層102を形成し、光触媒層102上に有機化合物層103を形成する。次に、有機化合物層103上にスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ141を形成する。次に、薄膜トランジスタ141の配線に接続する第1の導電層161を絶縁層160を介して形成する。なお、薄膜トランジスタ141の配線1405と第1の導電層161は絶縁層160を介して接続されているが、この構造に限定されず、薄膜トランジスタ141の配線によって第1の導電層161を形成してもよい。なお、第1の導電層161は、画素ごとに形成する。   That is, as illustrated in FIG. 8A, the photocatalyst layer 102 is formed over the light-transmitting substrate 101, and the organic compound layer 103 is formed over the photocatalyst layer 102. Next, a thin film transistor 141 functioning as a switching element is formed over the organic compound layer 103. Next, a first conductive layer 161 connected to the wiring of the thin film transistor 141 is formed with the insulating layer 160 interposed therebetween. Note that the wiring 1405 of the thin film transistor 141 and the first conductive layer 161 are connected to each other through the insulating layer 160; however, the present invention is not limited to this structure, and the first conductive layer 161 may be formed using the wiring of the thin film transistor 141. Good. Note that the first conductive layer 161 is formed for each pixel.

また、可撓性を有する基板153上に第2の導電層154及び配向膜として機能する絶縁層155を形成する。第2の導電層154は、各画素の共通電極となるように、画素部全面に形成してもよい。   In addition, the second conductive layer 154 and the insulating layer 155 functioning as an alignment film are formed over the flexible substrate 153. The second conductive layer 154 may be formed over the entire pixel portion so as to be a common electrode of each pixel.

次に、透光性を有する基板101及び可撓性を有する基板153をシール材157で貼り合わせる。また、透光性を有する基板101及び可撓性を有する基板153の間に液晶層156を形成する。   Next, the light-transmitting substrate 101 and the flexible substrate 153 are attached to each other with a sealant 157. In addition, a liquid crystal layer 156 is formed between the light-transmitting substrate 101 and the flexible substrate 153.

次に、図8(B)に示すように、透光性を有する基板101を介して、光触媒層102に光105を照射する。この結果、光触媒層102が活性化される。この結果、図8(C)に示すように、光触媒層102と有機化合物層103とが分離する。   Next, as illustrated in FIG. 8B, the photocatalyst layer 102 is irradiated with light 105 through the light-transmitting substrate 101. As a result, the photocatalytic layer 102 is activated. As a result, as shown in FIG. 8C, the photocatalyst layer 102 and the organic compound layer 103 are separated.

以上の工程により、図8(C)に示すように、液晶素子162及び有機化合物層103を含む半導体装置163を作製することができる。なお、図8(C)に示す剥離工程の後、有機化合物層103の表面に可撓性を有する基板130を設けて、図8(D)に示すような半導体装置164を作製してもよい。   Through the above steps, a semiconductor device 163 including a liquid crystal element 162 and an organic compound layer 103 can be manufactured as illustrated in FIG. Note that after the peeling step illustrated in FIG. 8C, a flexible substrate 130 may be provided on the surface of the organic compound layer 103, whereby the semiconductor device 164 illustrated in FIG. 8D may be manufactured. .

以上の工程により、可撓性を有する半導体装置を作製することが可能である。   Through the above steps, a flexible semiconductor device can be manufactured.

(実施の形態7)
本実施の形態では、実施の形態1乃至4において、素子形成層104の構成の代表例を、図9及び10を用いて説明する。図9においては、電気泳動素子を有するパッシブマトリクス型電気泳動表示装置を作製する工程を示し、図10においては、電気泳動素子を有するアクティブマトリクス型電気泳動表示装置を作製する工程を示す。なお、本実施の形態では、実施の形態1を用いて説明するが、実施の形態2乃至4のいずれかを適用することもできる。電気泳動素子とは、マイクロカプセルの中にプラスとマイナスに帯電した黒と白の粒子を閉じ込めた物を第1の導電層及び第2の導電層の間に配置し、第1の導電層及び第2の導電層に電位差を生じさせて黒と白の粒子を電極間で移動させて表示を行う素子である。
(Embodiment 7)
In this embodiment, a typical example of the structure of the element formation layer 104 in Embodiments 1 to 4 will be described with reference to FIGS. 9 shows a process for manufacturing a passive matrix electrophoretic display device having an electrophoretic element, and FIG. 10 shows a process for manufacturing an active matrix electrophoretic display device having an electrophoretic element. Note that although this embodiment mode is described using Embodiment Mode 1, any of Embodiment Modes 2 to 4 can be applied. An electrophoretic element is a microcapsule in which a positive and negative charged black and white particle is confined between a first conductive layer and a second conductive layer. This is an element that performs display by generating a potential difference in the second conductive layer and moving black and white particles between the electrodes.

実施の形態1と同様に、図9(A)に示すように、透光性を有する基板101上に光触媒層102を形成し、光触媒層102上に有機化合物層103を形成する。次に、有機化合物層103上に絶縁層120を形成してもよい。次に、絶縁層120上に第1の導電層171を形成する。第1の導電層171は、平行に形成することが好ましい。   As in Embodiment 1, a photocatalyst layer 102 is formed over a light-transmitting substrate 101 and an organic compound layer 103 is formed over the photocatalyst layer 102 as shown in FIG. 9A. Next, the insulating layer 120 may be formed over the organic compound layer 103. Next, the first conductive layer 171 is formed over the insulating layer 120. The first conductive layers 171 are preferably formed in parallel.

また、上記と同様の工程により、可撓性を有する基板172上に第2の導電層173を形成する。第2の導電層173も平行に形成することが好ましい。   Further, the second conductive layer 173 is formed over the flexible substrate 172 by a process similar to the above. The second conductive layer 173 is also preferably formed in parallel.

第1の導電層171及び第2の導電層173は、実施の形態5に示す第1の導電層121及び第2の導電層124の材料及び作製方法を適宜用いることができる。 For the first conductive layer 171 and the second conductive layer 173, the materials and manufacturing methods of the first conductive layer 121 and the second conductive layer 124 described in Embodiment 5 can be used as appropriate.

次に、透光性を有する基板101及び可撓性を有する基板172をシール材で貼り合わせる。また、透光性を有する基板101及び可撓性を有する基板172の間に電気泳動素子を形成する。透光性を有する基板101及び可撓性を有する基板172は、第1の導電層171及び第2の導電層173が交差するように、シール材を用いて貼りあわせる。また、電気泳動素子は、第1の導電層171、マイクロカプセル170、第2の導電層173で構成される。また、マイクロカプセル170はバインダにより第1の導電層171及び第2の導電層173の間に固定される。   Next, the light-transmitting substrate 101 and the flexible substrate 172 are attached to each other with a sealant. An electrophoretic element is formed between the light-transmitting substrate 101 and the flexible substrate 172. The light-transmitting substrate 101 and the flexible substrate 172 are attached to each other with a sealant so that the first conductive layer 171 and the second conductive layer 173 intersect with each other. In addition, the electrophoretic element includes a first conductive layer 171, microcapsules 170, and a second conductive layer 173. Further, the microcapsule 170 is fixed between the first conductive layer 171 and the second conductive layer 173 by a binder.

次に、マイクロカプセルの構造について、図17を用いて示す。図17(A)、及び(B)に示すように、マイクロカプセル170は微細な透明容器174内に透明の分散媒176及び帯電した黒色粒子175a及び白色粒子175bが分散される。なお、黒色粒子175aの代わりに、青色粒子、赤色粒子、緑色粒子、黄色粒子、青緑粒子、赤紫粒子を用いても良い。さらには、図17(C)及び(D)に示すように、微細な透明容器331内に着色した分散媒333及び白色粒子332が分散されるマイクロカプセル330を用いてもよい。なお、着色した分散媒333は、黒色、青色、赤色、緑色、黄色、青緑色、赤紫色のいずれかに着色している。また、一画素に青色粒子、赤色粒子、緑色粒子が分散されるマイクロカプセルをそれぞれ設けることで、カラー表示することができる。また、黄色粒子、青緑粒子、赤紫粒子が分散されるマイクロカプセルをそれぞれ設けることで、カラー表示することができる。また、一画素に青色、赤色、または緑色の分散媒に白色粒子または黒色粒子が分散されるマイクロカプセルを配列して設けることで、カラー表示することができる。また、一画素に黄色、青緑色、赤紫色の分散媒を有するマイクロカプセルを配列して設けることで、カラー表示することができる。   Next, the structure of the microcapsule will be described with reference to FIG. As shown in FIGS. 17A and 17B, in the microcapsule 170, a transparent dispersion medium 176, charged black particles 175a, and white particles 175b are dispersed in a fine transparent container 174. In place of the black particles 175a, blue particles, red particles, green particles, yellow particles, blue-green particles, and red-violet particles may be used. Further, as shown in FIGS. 17C and 17D, a microcapsule 330 in which a colored dispersion medium 333 and white particles 332 are dispersed in a fine transparent container 331 may be used. Note that the colored dispersion medium 333 is colored in black, blue, red, green, yellow, blue-green, or reddish purple. Further, by providing each pixel with microcapsules in which blue particles, red particles, and green particles are dispersed, color display can be performed. In addition, by providing microcapsules in which yellow particles, blue-green particles, and red-violet particles are dispersed, color display can be performed. In addition, color display can be performed by arranging microcapsules in which white particles or black particles are dispersed in a blue, red, or green dispersion medium in one pixel. In addition, color display can be performed by arranging microcapsules having yellow, blue-green, and magenta dispersion media in one pixel.

次に、電気泳動素子を用いた表示方法を示す。具体的には、図17(A)及び(B)を用いて、二色の粒子を有するマイクロカプセル170の表示方法について示す。ここでは、二色の粒子として白色粒子及び黒色粒子を用い、また透明な分散媒を有するマイクロカプセルについて示す。なお、二色の粒子の黒色粒子の代わりに他の色の粒子を用いてもよい。   Next, a display method using an electrophoretic element will be described. Specifically, a display method of the microcapsule 170 having two-color particles is described with reference to FIGS. Here, a microcapsule using white particles and black particles as two-color particles and having a transparent dispersion medium is shown. Note that particles of other colors may be used instead of the black particles of the two colors.

マイクロカプセル170において、黒色粒子175aがプラスに帯電されているものとし、白色粒子175bがマイナスに帯電されているものとし、第1の導電層171及び第2の導電層173に電圧を印加する。ここでは、第2の導電層から第1の導電層の方向へ電界を生じさせると、図17(A)に示すように、第2の導電層173側に黒色粒子175aが泳動し、第1の導電層171側に白色粒子175bが泳動する。この結果、マイクロカプセルを第1の導電層171側から見た場合には、白色に観察され、第2の導電層173側から見た場合には黒色に観察される。   In the microcapsule 170, it is assumed that the black particles 175a are positively charged and the white particles 175b are negatively charged, and a voltage is applied to the first conductive layer 171 and the second conductive layer 173. Here, when an electric field is generated in the direction from the second conductive layer to the first conductive layer, the black particles 175a migrate to the second conductive layer 173 side as shown in FIG. The white particles 175b migrate to the conductive layer 171 side. As a result, when the microcapsule is viewed from the first conductive layer 171 side, it is observed as white, and when viewed from the second conductive layer 173 side, it is observed as black.

一方、第1の導電層171から第2の導電層173の方向へ電圧が印加されると、図17(B)に示すように、第1の導電層171側に黒色粒子175aが泳動し、第2の導電層173側に白色粒子175bが泳動する。この結果、マイクロカプセルを第1の導電層171側から見た場合には、白色に観察され、第2の導電層173側から見た場合には黒色に観察される。   On the other hand, when a voltage is applied in the direction from the first conductive layer 171 to the second conductive layer 173, the black particles 175a migrate to the first conductive layer 171 side as shown in FIG. White particles 175b migrate to the second conductive layer 173 side. As a result, when the microcapsule is viewed from the first conductive layer 171 side, it is observed as white, and when viewed from the second conductive layer 173 side, it is observed as black.

次に、白色粒子を有し、且つ着色された分散媒を有するマイクロカプセル330の表示方法について示す。ここでは、分散媒が黒色に着色された例を示すが、他の色に着色された分散媒を用いても同様である。   Next, a display method of the microcapsule 330 including white particles and a colored dispersion medium is described. Here, an example in which the dispersion medium is colored in black is shown, but the same applies even when a dispersion medium colored in another color is used.

マイクロカプセル330において、白色粒子332がマイナスに帯電されているものとし、第1の導電層171及び第2の導電層173に電圧を印加する。ここでは、第2の導電層から第1の導電層の方向へ電界を生じさせると、図17(C)に示すように、第1の導電層171側に白色粒子175bが泳動する。この結果、マイクロカプセルを第1の導電層171側から見た場合には、白色に観察され、第2の導電層173側から見た場合には黒色に観察される。   In the microcapsule 330, it is assumed that the white particles 332 are negatively charged, and a voltage is applied to the first conductive layer 171 and the second conductive layer 173. Here, when an electric field is generated in the direction from the second conductive layer to the first conductive layer, the white particles 175b migrate to the first conductive layer 171 side as illustrated in FIG. As a result, when the microcapsule is viewed from the first conductive layer 171 side, it is observed as white, and when viewed from the second conductive layer 173 side, it is observed as black.

一方、第1の導電層から第2の導電層の方向へ電界を生じさせると、図17(D)に示すように、第2の導電層173側に白色粒子175bが泳動する。この結果、マイクロカプセルを第1の導電層171側から見た場合には、白色に観察され、第2の導電層173側から見た場合には黒色に観察される。   On the other hand, when an electric field is generated in the direction from the first conductive layer to the second conductive layer, white particles 175b migrate to the second conductive layer 173 side as illustrated in FIG. As a result, when the microcapsule is viewed from the first conductive layer 171 side, it is observed as white, and when viewed from the second conductive layer 173 side, it is observed as black.

ここで、電気泳動素子を用いて説明したが、この代わりにツイストボール表示方式を用いた表示装置を用いてもよい。ツイストボール表示方式とは、白と黒に塗り分けられた球形粒子を第1の導電層及び第2の導電層の間に配置し、第1の導電層及び第2の導電層に電位差を生じさせての球形粒子の向きを制御することにより、表示を行う方法である。 Here, the electrophoretic element has been described, but a display device using a twisting ball display method may be used instead. In the twisting ball display method, spherical particles that are separately painted in white and black are arranged between the first conductive layer and the second conductive layer, and a potential difference is generated between the first conductive layer and the second conductive layer. In this method, display is performed by controlling the orientation of the spherical particles.

可撓性を有する基板172としては、実施の形態1で示した素子形成層104の表面に設けることが可能な可撓性を有する基板と同様のものを適宜選択して用いることができる。   As the flexible substrate 172, a substrate similar to the flexible substrate that can be provided on the surface of the element formation layer 104 described in Embodiment 1 can be selected as appropriate.

次に、図9(B)に示すように、透光性を有する基板101を介して、光触媒層102に光105を照射する。この結果、光触媒層102が活性化される。この結果、図9(C)に示すように、光触媒層102と有機化合物層103とが分離する。   Next, as illustrated in FIG. 9B, the photocatalyst layer 102 is irradiated with light 105 through the light-transmitting substrate 101. As a result, the photocatalytic layer 102 is activated. As a result, as shown in FIG. 9C, the photocatalyst layer 102 and the organic compound layer 103 are separated.

以上の工程により、図9(C)に示すように、電気泳動素子及び有機化合物層103を含む半導体装置177を作製することができる。なお、図9(C)に示す剥離工程の後、有機化合物層103の表面に可撓性を有する基板130を設けて、図9(D)に示すような半導体装置178を作製してもよい。   Through the above steps, a semiconductor device 177 including an electrophoretic element and the organic compound layer 103 can be manufactured as illustrated in FIG. Note that after the peeling step illustrated in FIG. 9C, a flexible substrate 130 may be provided on the surface of the organic compound layer 103, whereby the semiconductor device 178 illustrated in FIG. 9D may be manufactured. .

また、図10(A)に示すように、電気泳動素子にスイッチング素子を接続してもよい。スイッチング素子としては、薄膜トランジスタ、MIM(Metal−Insulator−Metal)、ダイオード等がある。ここでは、スイッチング素子として薄膜トランジスタ141を用いる形態を示す。   Further, as shown in FIG. 10A, a switching element may be connected to the electrophoretic element. Examples of the switching element include a thin film transistor, a MIM (Metal-Insulator-Metal), and a diode. Here, a mode in which a thin film transistor 141 is used as a switching element is shown.

即ち、図8(A)に示すように、透光性を有する基板101上に光触媒層102を形成し、光触媒層102上に有機化合物層103を形成する。次に、有機化合物層103上に絶縁層120を形成し、絶縁層120上にスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ141を形成する。次に、薄膜トランジスタ141の配線に接続する第1の導電層181を絶縁層180を介して形成する。なお、薄膜トランジスタ141の配線と第1の導電層181は絶縁層180を介して接続されているが、この構造に限定されず、薄膜トランジスタ141の配線によって第1の導電層181を形成してもよい。なお、第1の導電層181は、画素ごとに形成する。   That is, as illustrated in FIG. 8A, the photocatalyst layer 102 is formed over the light-transmitting substrate 101, and the organic compound layer 103 is formed over the photocatalyst layer 102. Next, the insulating layer 120 is formed over the organic compound layer 103, and the thin film transistor 141 functioning as a switching element is formed over the insulating layer 120. Next, a first conductive layer 181 connected to the wiring of the thin film transistor 141 is formed with the insulating layer 180 interposed therebetween. Note that the wiring of the thin film transistor 141 and the first conductive layer 181 are connected to each other through the insulating layer 180; however, the structure is not limited thereto, and the first conductive layer 181 may be formed by the wiring of the thin film transistor 141. . Note that the first conductive layer 181 is formed for each pixel.

また、可撓性を有する基板172上に第2の導電層173を形成する。第2の導電層173は、各画素の共通電極となるように、画素部全面に形成してもよい。   In addition, the second conductive layer 173 is formed over the flexible substrate 172. The second conductive layer 173 may be formed over the entire pixel portion so as to be a common electrode of each pixel.

次に、透光性を有する基板101及び可撓性を有する基板172をシール材で貼り合わせる。また、透光性を有する基板101及び可撓性を有する基板172の間に電気泳動素子を形成する。   Next, the light-transmitting substrate 101 and the flexible substrate 172 are attached to each other with a sealant. An electrophoretic element is formed between the light-transmitting substrate 101 and the flexible substrate 172.

次に、図10(B)に示すように、透光性を有する基板101を介して、光触媒層102に光105を照射する。この結果、光触媒層102が活性化される。この結果、図10(C)に示すように、光触媒層102と有機化合物層103とが分離する。   Next, as illustrated in FIG. 10B, the photocatalyst layer 102 is irradiated with light 105 through the light-transmitting substrate 101. As a result, the photocatalytic layer 102 is activated. As a result, as shown in FIG. 10C, the photocatalyst layer 102 and the organic compound layer 103 are separated.

電気泳動素子を有する表示装置やツイストボール表示方式の表示装置は、電界効果トランジスタを取り去った後も長期にわたって、電界印加時と同様の状態を保持する。よって、電源を切っても表示状態を維持することが可能である。このため低消費電力が可能で有る。   A display device having an electrophoretic element or a display device using a twisting ball display system maintains the same state as when an electric field is applied for a long time after the field effect transistor is removed. Thus, the display state can be maintained even when the power is turned off. For this reason, low power consumption is possible.

以上の工程により、電気泳動素子及び有機化合物層103を含む半導体装置182を作製することができる。なお、図10(C)に示す剥離工程の後、有機化合物層103の表面に可撓性を有する基板130を設けて、図10(D)に示すような半導体装置183を作製してもよい。   Through the above steps, the semiconductor device 182 including the electrophoretic element and the organic compound layer 103 can be manufactured. Note that after the peeling step illustrated in FIG. 10C, a flexible substrate 130 may be provided on the surface of the organic compound layer 103 to manufacture the semiconductor device 183 as illustrated in FIG. .

(実施の形態8)
本実施の形態では、実施の形態1乃至4において、素子形成層104の構成の代表例を、図11を用いて説明する。図11においては、薄膜トランジスタを有する半導体装置を作製する工程を示す。なお、本実施の形態では、実施の形態1を用いて説明するが、実施の形態2乃至4のいずれかを適用することもできる。
(Embodiment 8)
In this embodiment, a typical example of the structure of the element formation layer 104 in Embodiments 1 to 4 will be described with reference to FIGS. FIG. 11 shows a step of manufacturing a semiconductor device having a thin film transistor. Note that although this embodiment mode is described using Embodiment Mode 1, any of Embodiment Modes 2 to 4 can be applied.

実施の形態1と同様に、図11(A)に示すように、透光性を有する基板101上に光触媒層102を形成し、光触媒層102上に有機化合物層103を形成する。次に、有機化合物層103上に絶縁層120を形成してもよい。有機化合物層103上に薄膜トランジスタ141を形成する。ここで191は層間絶縁膜、192は可撓性を有する基板、193は接着剤をそれぞれ示す。   As in Embodiment 1, a photocatalyst layer 102 is formed over a light-transmitting substrate 101 and an organic compound layer 103 is formed over the photocatalyst layer 102 as shown in FIG. Next, the insulating layer 120 may be formed over the organic compound layer 103. A thin film transistor 141 is formed over the organic compound layer 103. Here, 191 indicates an interlayer insulating film, 192 indicates a flexible substrate, and 193 indicates an adhesive.

次に、図11(B)に示すように、透光性を有する基板101を介して、光触媒層102に光105を照射する。この結果、光触媒層102が活性化される。この結果、図11(C)に示すように、光触媒層102と有機化合物層103とが分離する。   Next, as illustrated in FIG. 11B, the photocatalyst layer 102 is irradiated with light 105 through the light-transmitting substrate 101. As a result, the photocatalytic layer 102 is activated. As a result, as shown in FIG. 11C, the photocatalyst layer 102 and the organic compound layer 103 are separated.

以上の工程により、薄膜トランジスタ141及び有機化合物層103を含む半導体装置194を作製することができる。なお、図11(C)に示す剥離工程の後、有機化合物層103の表面に可撓性を有する基板130を設けて、図11(D)に示すような半導体装置195を作製してもよい。   Through the above steps, the semiconductor device 194 including the thin film transistor 141 and the organic compound layer 103 can be manufactured. Note that after the peeling step illustrated in FIG. 11C, a flexible substrate 130 may be provided on the surface of the organic compound layer 103 so that the semiconductor device 195 illustrated in FIG. 11D is manufactured. .

(実施の形態9)
本実施の形態では、実施の形態1乃至4において、素子形成層104の構成の代表例を、図12を用いて説明する。図12においては、太陽電池として機能する半導体装置を作製する工程を示す。なお、本実施の形態では、実施の形態1を用いて説明するが、実施の形態2乃至4のいずれかを適用することもできる。
(Embodiment 9)
In this embodiment, a typical example of the structure of the element formation layer 104 in Embodiments 1 to 4 will be described with reference to FIGS. FIG. 12 shows a process for manufacturing a semiconductor device functioning as a solar cell. Note that although this embodiment mode is described using Embodiment Mode 1, any of Embodiment Modes 2 to 4 can be applied.

実施の形態1と同様に、図12(A)に示すように、透光性を有する基板101上に光触媒層102を形成し、光触媒層102上に有機化合物層103を形成する。次に、有機化合物層103上に絶縁層120を形成してもよい。   As in Embodiment 1, a photocatalyst layer 102 is formed over a light-transmitting substrate 101 and an organic compound layer 103 is formed over the photocatalyst layer 102 as shown in FIG. Next, the insulating layer 120 may be formed over the organic compound layer 103.

次に、絶縁層120上に第一の導電層202a〜202cを形成する。次に、第1の導電層202a〜202cの一部を露出させるように光電変換層203a〜203cを形成する。次に、光電変換層203a〜203c上であり、且つ第1の導電層202a〜202cの露出部の一部に第2の導電層204a〜204cを形成する。ここでは、第1の導電層202a、光電変換層203a、及び第2の導電層204aにより光電変換素子201aを構成する。また、第1の導電層202b、光電変換層203b、及び第2の導電層204bにより光電変換素子201bを構成する。また、第1の導電層202c、光電変換層203c、及び第2の導電層204cにより光電変換素子201cを構成する。なお、光電変換素子201a〜201cが直列接続となるように、光電変換素子201aの第2の導電層204aは、第2の光電変換素子201bの第1の導電層202bと接するように形成する。また、光電変換素子201bの第2の導電層204bは、第3の光電変換素子201cの第1の導電層202cと接するように形成する。光電変換素子201cの第2の導電層204cは、第4の光電変換素子の第1の導電層と接するように形成する。   Next, first conductive layers 202 a to 202 c are formed over the insulating layer 120. Next, photoelectric conversion layers 203a to 203c are formed so as to expose part of the first conductive layers 202a to 202c. Next, second conductive layers 204a to 204c are formed on the photoelectric conversion layers 203a to 203c and part of exposed portions of the first conductive layers 202a to 202c. Here, the photoelectric conversion element 201a includes the first conductive layer 202a, the photoelectric conversion layer 203a, and the second conductive layer 204a. The first conductive layer 202b, the photoelectric conversion layer 203b, and the second conductive layer 204b constitute a photoelectric conversion element 201b. The first conductive layer 202c, the photoelectric conversion layer 203c, and the second conductive layer 204c constitute a photoelectric conversion element 201c. Note that the second conductive layer 204a of the photoelectric conversion element 201a is formed in contact with the first conductive layer 202b of the second photoelectric conversion element 201b so that the photoelectric conversion elements 201a to 201c are connected in series. Further, the second conductive layer 204b of the photoelectric conversion element 201b is formed so as to be in contact with the first conductive layer 202c of the third photoelectric conversion element 201c. The second conductive layer 204c of the photoelectric conversion element 201c is formed so as to be in contact with the first conductive layer of the fourth photoelectric conversion element.

第1の導電層202a〜202c、光電変換層203a〜203c、第2の導電層204a〜204cはそれぞれ、実施の形態5で示す光電変換素子またはダイオードの第1の導電層、機能層、及び第2の導電層を適宜用いることができる。 The first conductive layers 202a to 202c, the photoelectric conversion layers 203a to 203c, and the second conductive layers 204a to 204c are respectively the first conductive layer, the functional layer, and the first conductive layer of the photoelectric conversion element or diode described in Embodiment 5. Two conductive layers can be used as appropriate.

第2の導電層204a〜204c上に接着材206を用いて可撓性を有する基板205を貼り付けても良い。接着材206は、実施の形態5に示す接着材127を適宜用いることができる。また、可撓性を有する基板205としては、実施の形態1で示した素子形成層104の表面に設けることが可能な可撓性を有する基板と同様のものを適宜選択して用いることができる。 A flexible substrate 205 may be attached to the second conductive layers 204a to 204c using an adhesive 206. As the adhesive 206, the adhesive 127 described in Embodiment 5 can be used as appropriate. As the flexible substrate 205, a substrate similar to the flexible substrate that can be provided on the surface of the element formation layer 104 described in Embodiment 1 can be selected as appropriate. .

次に、図12(B)に示すように、透光性を有する基板101を介して、光触媒層102に光105を照射する。この結果、光触媒層102が活性化される。この結果、図12(C)に示すように、光触媒層102と有機化合物層103とが分離する。   Next, as illustrated in FIG. 12B, the photocatalyst layer 102 is irradiated with light 105 through the light-transmitting substrate 101. As a result, the photocatalytic layer 102 is activated. As a result, as shown in FIG. 12C, the photocatalyst layer 102 and the organic compound layer 103 are separated.

以上の工程により、太陽電池として機能する半導体装置207を作製することができる。なお、図12(C)に示す剥離工程の後、有機化合物層103の表面に可撓性を有する基板130を設けて、図12(D)に示すような半導体装置208を作製してもよい。   Through the above steps, the semiconductor device 207 functioning as a solar cell can be manufactured. Note that after the peeling step illustrated in FIG. 12C, a flexible substrate 130 may be provided on the surface of the organic compound layer 103 to manufacture the semiconductor device 208 as illustrated in FIG. .

本実施例では、本発明を用いて作製した液晶表示パネルについて図18を用いて説明する。液晶表示パネルは、第1の可撓性を有する基板600、第2の可撓性を有する基板664、及び液晶層674がシール材650で封止されている。シール材650には基板間隔を保持する保持材、代表的にはフィラーを含有していることが好ましい。また、第1の可撓性を有する基板600は有機化合物層103に接着材(図示せず。)を用いて接着されている。   In this example, a liquid crystal display panel manufactured using the present invention will be described with reference to FIGS. In the liquid crystal display panel, a first flexible substrate 600, a second flexible substrate 664, and a liquid crystal layer 674 are sealed with a sealant 650. It is preferable that the sealing material 650 contains a holding material that holds the distance between the substrates, typically a filler. Further, the first flexible substrate 600 is bonded to the organic compound layer 103 using an adhesive (not shown).

シール材650、第1の可撓性を有する基板600、第2の可撓性を有する基板664の内側において、駆動回路部662、画素部663を有する。また、シール材650の外側に端子部661を有する。 A driver circuit portion 662 and a pixel portion 663 are provided inside the sealant 650, the first flexible substrate 600, and the second flexible substrate 664. Further, a terminal portion 661 is provided outside the sealing material 650.

第2の可撓性を有する基板664には、カラーフィルタやブラックマトリックスとして機能する着色層665、第2の画素電極666、配向膜として機能する絶縁層667が形成されている。また、第1の可撓性を有する基板600、第2の可撓性を有する基板664の一方又は両方に偏光板が設けられている。   A colored layer 665 that functions as a color filter or a black matrix, a second pixel electrode 666, and an insulating layer 667 that functions as an alignment film are formed over the second flexible substrate 664. In addition, a polarizing plate is provided on one or both of the first flexible substrate 600 and the second flexible substrate 664.

端子部661においては、各TFTのゲート配線、ソース配線に接続される接続端子(図18(A)においては、ゲート配線に接続される接続端子654を示す。)が形成されている。また、接続端子は、異方性導電膜656を介して入力端子となるFPC(フレキシブルプリント配線)655に接続されており、異方性導電膜656を介してビデオ信号やクロック信号を受け取る。 In the terminal portion 661, connection terminals connected to the gate wiring and source wiring of each TFT (in FIG. 18A, connection terminals 654 connected to the gate wiring are shown) are formed. The connection terminal is connected to an FPC (flexible printed wiring) 655 serving as an input terminal via an anisotropic conductive film 656, and receives a video signal and a clock signal via the anisotropic conductive film 656.

駆動回路部662においては、ソースドライバやゲートドライバ等の画素を駆動する回路が形成される。ここでは、nチャネル型のTFT651、pチャネル型のTFT652が配置されている。なお、nチャネル型のTFT651及びpチャネル型のTFT652によりCMOS回路が形成されている。   In the driver circuit portion 662, a circuit for driving pixels such as a source driver and a gate driver is formed. Here, an n-channel TFT 651 and a p-channel TFT 652 are provided. Note that the n-channel TFT 651 and the p-channel TFT 652 form a CMOS circuit.

画素部663には、複数の画素が形成されており、各画素には液晶素子668が形成されている。液晶素子668は、第1の画素電極672、第2の画素電極666及びその間に充填されている液晶層674が重なっている部分である。液晶素子668が有する第1の画素電極672は、TFT602と電気的に接続されている。液晶素子668の第2の画素電極666は、第2の基板664側に形成される。また、第1の画素電極672と液晶層674の間に、配向膜として機能する絶縁層673が形成され、第2の画素電極666と液晶層674の間に配向膜として機能する絶縁層667が形成される。   A plurality of pixels are formed in the pixel portion 663, and a liquid crystal element 668 is formed in each pixel. The liquid crystal element 668 is a portion where the first pixel electrode 672, the second pixel electrode 666, and the liquid crystal layer 674 filled therebetween overlap. A first pixel electrode 672 included in the liquid crystal element 668 is electrically connected to the TFT 602. The second pixel electrode 666 of the liquid crystal element 668 is formed on the second substrate 664 side. In addition, an insulating layer 673 functioning as an alignment film is formed between the first pixel electrode 672 and the liquid crystal layer 674, and an insulating layer 667 functioning as an alignment film is formed between the second pixel electrode 666 and the liquid crystal layer 674. It is formed.

第1の基板600及び第2の基板664の間隔は、表示ムラを低減するため、一定の間隔で保たれることが好ましい。よって、間隔保持材であるスペーサ675が第1の基板600及び第2の基板664の間に形成されている。なお、ここでは、TFT651、652を覆う絶縁層上に形成され、スペーサ675及び第1の画素電極上に配向膜が形成されている。また、スペーサ675の形状は、柱状であり、稜の部分において曲率を有する。即ち、柱状スペーサの頭頂部における端部の曲率半径Rを2μm以下、好ましくは1μm以下とするが望ましい。このような形状を有することで均等な圧力がかかり、一点に過剰な圧力がかかることを防止することができる。なお、スペーサの下端とは、柱状スペーサにおける第1の可撓性を有する基板側の端部を指す。また、上端とは、柱状スペーサの頭頂部を指す。また、柱状スペーサの高さ方向における中央部の幅をL1とし、柱状スペーサの第2の可撓性を有する基板側の端部の幅をL2としたとき、0.8≦L2/L1≦3を満たす。また、柱状スペーサの側面中央における接平面と第1の可撓性を有する基板面との角度、または柱状スペーサの側面中央における接平面と第2の可撓性を有する基板面との角度が、65°〜115°の範囲であることが好ましい。また、スペーサの高さは0.5μm〜10μm、または1.2μm〜5μmであることが好ましい。 The distance between the first substrate 600 and the second substrate 664 is preferably maintained at a constant interval in order to reduce display unevenness. Therefore, a spacer 675 that is a spacing member is formed between the first substrate 600 and the second substrate 664. Note that here, an alignment layer is formed over the insulating layer covering the TFTs 651 and 652, and over the spacer 675 and the first pixel electrode. The spacer 675 has a columnar shape and has a curvature at the edge. That is, it is desirable that the radius of curvature R at the end of the top of the columnar spacer is 2 μm or less, preferably 1 μm or less. By having such a shape, uniform pressure is applied, and it is possible to prevent an excessive pressure from being applied to one point. Note that the lower end of the spacer refers to the first flexible substrate side end portion of the columnar spacer. The upper end refers to the top of the columnar spacer. Further, when the width of the central portion in the height direction of the columnar spacer is L1, and the width of the end portion of the columnar spacer on the second flexible substrate side is L2, 0.8 ≦ L2 / L1 ≦ 3. Meet. Further, the angle between the tangential plane at the center of the side surface of the columnar spacer and the first flexible substrate surface, or the angle between the tangential plane at the center of the side surface of the columnar spacer and the second flexible substrate surface, The range of 65 ° to 115 ° is preferable. Further, the height of the spacer is preferably 0.5 μm to 10 μm, or 1.2 μm to 5 μm.

また、第1の可撓性を有する基板600及び第2の可撓性を有する基板664それぞれには、偏光板676、677が設けられている。また、偏光板676、677に位相差板が設けられていてもよい。   In addition, polarizing plates 676 and 677 are provided on the first flexible substrate 600 and the second flexible substrate 664, respectively. In addition, retardation plates may be provided on the polarizing plates 676 and 677.

また、液晶表示パネルは、バックライト678を有する。バックライトは、発光部材により形成することが可能であり、代表的には冷陰極管、LED、EL発光装置等を用いることができる。本実施例のバックライトは可撓性を有することが好ましい。更には、バックライトに反射板、及び光学フィルムを設けてもよい。   Further, the liquid crystal display panel includes a backlight 678. The backlight can be formed using a light-emitting member, and typically, a cold cathode tube, an LED, an EL light-emitting device, or the like can be used. The backlight of this embodiment preferably has flexibility. Furthermore, you may provide a reflecting plate and an optical film in a backlight.

本実施例では、上記実施例で用いることが可能なバックライトについて、以下に示す。   In this embodiment, backlights that can be used in the above embodiment are described below.

図18(B)に示すバックライト678として、上記実施の形態で示した有機EL素子、無機EL素子の一方または両方を有するEL発光装置を用いることができる。また、本発明を用いずとも、第3の可撓性を有する基板681に第1の導電層、発光層、及び第2の導電層で構成される発光素子を有する層682を形成し、さらに第3の可撓性を有する基板681及び発光素子を有する層682を第4の可撓性を有する基板683で封止したEL発光装置を用いることができる。なお、第1の導電層、発光層、及び第2の導電層をIJ法、蒸着法、スパッタリング法、印刷法等の作製方法を適宜用いて発光素子を形成することができる。   As the backlight 678 illustrated in FIG. 18B, an EL light-emitting device including one or both of the organic EL elements and the inorganic EL elements described in the above embodiment can be used. Further, without using the present invention, a layer 682 having a light-emitting element including a first conductive layer, a light-emitting layer, and a second conductive layer is formed over a third flexible substrate 681, and An EL light-emitting device in which the third flexible substrate 681 and the layer 682 having a light-emitting element are sealed with a fourth flexible substrate 683 can be used. Note that a light-emitting element can be formed by appropriately using the first conductive layer, the light-emitting layer, and the second conductive layer by a manufacturing method such as an IJ method, an evaporation method, a sputtering method, or a printing method.

なお、バックライト678に用いることが可能なEL発光装置の第4の可撓性を有する基板683として、図18(A)に示す偏光板676を用いても良い。この場合、第3の可撓性を有する基板681上に発光素子を有する層を形成し、第3の可撓性を有する基板681及び発光素子を有する層682を偏光板676で封止する。この後、偏光板676と第1の可撓性を有する基板600とを透光性を有する接着材で貼り合わせることができる。この結果、バックライトを構成する可撓性を有する基板の枚数を削減することが可能である。   Note that a polarizing plate 676 illustrated in FIG. 18A may be used as the fourth flexible substrate 683 of the EL light-emitting device that can be used for the backlight 678. In that case, a layer having a light-emitting element is formed over the third flexible substrate 681, and the third flexible substrate 681 and the layer 682 having the light-emitting element are sealed with a polarizing plate 676. After that, the polarizing plate 676 and the first flexible substrate 600 can be attached to each other with a light-transmitting adhesive. As a result, the number of flexible substrates constituting the backlight can be reduced.

また、第3の可撓性を有する基板681上に発光素子を有する層682形成した後、第1の可撓性を有する基板600に設けられた偏光板676に発光素子を有する層682及び第3の可撓性を有する基板681を接着材で貼りあわせることができる。この結果、バックライトを構成する可撓性を有する基板の枚数を削減することが可能である。   In addition, after the light-emitting element layer 682 is formed over the third flexible substrate 681, the light-emitting element layer 682 and the first light-emitting element layer 682 provided on the first flexible substrate 600 are provided. 3 flexible substrate 681 can be attached with an adhesive. As a result, the number of flexible substrates constituting the backlight can be reduced.

また、偏光板676の一方の面に発光素子を有する層682を形成した後、発光素子を有する層682及び偏光板676の一方の面に接着材を用いて第3の可撓性を有する基板681を貼りつけた後、偏光板676の他方の面と第1の可撓性を有する基板600とを接着材を用いて貼り付けても良い。また、偏光板676の一方の面に発光素子を有する層682を形成した後、偏光板676の他方の面と第1の可撓性を有する基板600とを接着材を用いて貼りつけた後、偏光板676の一方の面に接着材を用いて第3の可撓性を有する基板681を貼り付けても良い。この結果、バックライトを構成する可撓性を有する基板の枚数を削減することが可能である。   Further, after a layer 682 having a light-emitting element is formed on one surface of the polarizing plate 676, a third flexible substrate is formed using an adhesive on one surface of the layer 682 having the light-emitting element and the polarizing plate 676. After the 681 is attached, the other surface of the polarizing plate 676 and the first flexible substrate 600 may be attached using an adhesive. Further, after the layer 682 having a light-emitting element is formed on one surface of the polarizing plate 676, the other surface of the polarizing plate 676 and the first flexible substrate 600 are attached to each other with an adhesive. Alternatively, a third flexible substrate 681 may be attached to one surface of the polarizing plate 676 using an adhesive. As a result, the number of flexible substrates constituting the backlight can be reduced.

さらには、第1の可撓性を有する基板600の代わりに偏光板676を用いても良い。即ち、第3の可撓性を有する基板681及び発光素子を有する層682を封止する偏光板676が、図18(A)に示す有機化合物層103に接着剤を用いて貼り合わせられていても良い。この結果、液晶表示パネルを構成する可撓性を有する基板の枚数を削減することが可能である。   Further, a polarizing plate 676 may be used instead of the first flexible substrate 600. That is, the polarizing plate 676 that seals the third flexible substrate 681 and the light-emitting element layer 682 is attached to the organic compound layer 103 illustrated in FIG. 18A with an adhesive. Also good. As a result, the number of flexible substrates constituting the liquid crystal display panel can be reduced.

本実施例の発光素子を有する層682に形成される発光素子として、画素部を覆うような大面積の発光素子を用いて形成することができる。このような発光素子としては、白色に発光する素子を用いることが好ましい。   As the light-emitting element formed in the layer 682 having the light-emitting element of this embodiment, a light-emitting element having a large area that covers the pixel portion can be used. As such a light-emitting element, an element that emits white light is preferably used.

また、発光素子を有する層682に形成される発光素子として、ライン状の発光素子を形成してもよい。発光素子として白色に発光する素子を用いることができる。また、青色の発光素子、赤色の発光素子、及び緑色の発光素子が各画素に設けられるように発光素子を配列することが好ましい。この場合、図18(A)に示す着色層665を設けなくとも良い。なお、着色層665を設けると色純度が高まり、鮮やかな表示が可能な液晶表示パネルとなる。 Alternatively, a linear light-emitting element may be formed as the light-emitting element formed in the layer 682 having a light-emitting element. An element that emits white light can be used as the light-emitting element. In addition, the light emitting elements are preferably arranged so that a blue light emitting element, a red light emitting element, and a green light emitting element are provided in each pixel. In this case, the coloring layer 665 illustrated in FIG. 18A is not necessarily provided. Note that when the colored layer 665 is provided, color purity is increased and a liquid crystal display panel capable of vivid display is obtained.

また、発光素子を有する層682に形成される発光素子として、各画素ごとに白色に発光する素子を用いることができる。また、各画素ごとに青色の発光素子、赤色の発光素子、及び緑色の発光素子のサブ画素を設けてもよい。この結果、高精細な表示が可能な液晶表示パネルとなる。 As the light-emitting element formed in the layer 682 having a light-emitting element, an element that emits white light can be used for each pixel. Further, a sub pixel of a blue light emitting element, a red light emitting element, and a green light emitting element may be provided for each pixel. As a result, a liquid crystal display panel capable of high-definition display is obtained.

なお、上記バックライトの構造は、本発明以外の液晶表示パネルにも用いることができる。   The structure of the backlight can also be used for liquid crystal display panels other than the present invention.

本実施例では、上記実施例で用いることが可能なバックライトとして、可撓性を有する基板にLEDを配置したバックライトについて、以下に示す。   In this example, as a backlight that can be used in the above example, a backlight in which LEDs are arranged on a flexible substrate is described below.

図19(A)はバックライトの上面図であり、図19(B)は図19(A)の線H−Gの断面図である。図19において、可撓性を有する基板6000上に反射性を有する共通電極層6001が設けられ、絶縁層6006上に陽極として機能する配線層6002a及び配線層6002bが形成されている。配線層6002a及び配線層6002b上にはそれぞれ発光ダイオード6003a、発光ダイオード6003bが設けられている。発光ダイオード6003aの接続端子6012aは異方性導電フィルム中の導電性粒子6008によって配線層6002aと電気的に接続する。また、発光ダイオード6003aの接続端子6013aは絶縁層6006に形成された開口(コンタクトホール)6004bにおいて、共通電極層6001と異方性導電フィルム中の導電性粒子6008によって電気的に接続している。同様に、発光ダイオード6003bの接続端子6012bも異方性導電フィルム中の導電性粒子6008によって配線層6002aと電気的に接続し、発光ダイオード6003bの接続端子6013bは絶縁層6006に形成された開口(コンタクトホール)6004aで共通電極層6001と電気的に接続している。 FIG. 19A is a top view of the backlight, and FIG. 19B is a cross-sectional view taken along line HG in FIG. 19A. In FIG. 19, a reflective common electrode layer 6001 is provided over a flexible substrate 6000, and a wiring layer 6002a and a wiring layer 6002b functioning as an anode are formed over an insulating layer 6006. A light emitting diode 6003a and a light emitting diode 6003b are provided over the wiring layer 6002a and the wiring layer 6002b, respectively. The connection terminal 6012a of the light emitting diode 6003a is electrically connected to the wiring layer 6002a by the conductive particles 6008 in the anisotropic conductive film. Further, the connection terminal 6013a of the light emitting diode 6003a is electrically connected to the common electrode layer 6001 and the conductive particles 6008 in the anisotropic conductive film in an opening (contact hole) 6004b formed in the insulating layer 6006. Similarly, the connection terminal 6012b of the light-emitting diode 6003b is also electrically connected to the wiring layer 6002a by the conductive particles 6008 in the anisotropic conductive film, and the connection terminal 6013b of the light-emitting diode 6003b is an opening formed in the insulating layer 6006 ( Contact hole) 6004a is electrically connected to common electrode layer 6001.

なお、異方性導電フィルムは有機樹脂6012中に導電性粒子6008が分散されており、一方方向の圧着により有機樹脂中の導電性粒子6008が接続される。また、ここでは異方性導電フィルムを可撓性を有する基板全面に設けているが、発光ダイオード及び配線層の接続部分のみ選択的に設けてもよい。更には異方性導電フィルムの代わりに、異方性導電樹脂を用いてもよい。 Note that in the anisotropic conductive film, conductive particles 6008 are dispersed in an organic resin 6012, and the conductive particles 6008 in the organic resin are connected by pressure bonding in one direction. Here, the anisotropic conductive film is provided over the entire surface of the flexible substrate, but only the connection portion between the light emitting diode and the wiring layer may be selectively provided. Furthermore, an anisotropic conductive resin may be used instead of the anisotropic conductive film.

共通電極層6001は、入射する光を反射する反射電極としての機能を兼ねている。このため、発光ダイオード6003a、6003bが発光した光を効率よく液晶表示装置へ照射することができる。 The common electrode layer 6001 also functions as a reflective electrode that reflects incident light. Therefore, the light emitted from the light-emitting diodes 6003a and 6003b can be efficiently applied to the liquid crystal display device.

図20(A)はバックライトの上面図であり、図20(B)は図20(A)の線I−Jの断面図である。図20のバックライトは発光ダイオードと共通電極層や配線層との接続をバンプや導電性の金属ペースト(例えば銀(Ag)ペースト)で接続する例である。図20(A)では紙面上下にわたって配線層6002a、配線層6002b、配線層6002cが形成されている。配線層6002aに接続する発光ダイオード(発光ダイオード6003aなど)を赤色発光ダイオード(R)、配線層6002bに接続する発光ダイオード(発光ダイオード6003bなど)を緑色発光ダイオード(G)、配線層6002cに接続する発光ダイオード(発光ダイオード6003cなど)を青色発光ダイオード(B)というように、配線層ごとに同色の発光ダイオードを並べると配線層に印加する電圧の制御が行いやすい。発光ダイオード6003aは導電性ペースト6018によって共通電極層6001及び配線層6002aと電気的に接続し、発光ダイオード6003bは導電性ペースト6018によって共通電極層6001及び配線層6002aと電気的に接続する。 20A is a top view of the backlight, and FIG. 20B is a cross-sectional view taken along line I-J in FIG. 20A. The backlight of FIG. 20 is an example in which the connection between the light emitting diode and the common electrode layer or the wiring layer is connected by a bump or a conductive metal paste (for example, silver (Ag) paste). In FIG. 20A, a wiring layer 6002a, a wiring layer 6002b, and a wiring layer 6002c are formed over the top and bottom of the drawing. A light emitting diode (such as light emitting diode 6003a) connected to the wiring layer 6002a is connected to a red light emitting diode (R), and a light emitting diode (such as light emitting diode 6003b) connected to the wiring layer 6002b is connected to a green light emitting diode (G) and wiring layer 6002c. When the light emitting diodes (light emitting diode 6003c and the like) are arranged in the same color for each wiring layer, such as a blue light emitting diode (B), the voltage applied to the wiring layer can be easily controlled. The light emitting diode 6003a is electrically connected to the common electrode layer 6001 and the wiring layer 6002a with a conductive paste 6018, and the light emitting diode 6003b is electrically connected to the common electrode layer 6001 and the wiring layer 6002a with a conductive paste 6018.

図21(A)はバックライトの上面図であり、図21(B)及び(C)は図21(A)の線K−Lの断面図である。図21(A)乃至(C)のバックライトは反射電極層と共通電極層とを分けた構造である。 21A is a top view of the backlight, and FIGS. 21B and 21C are cross-sectional views taken along line KL in FIG. 21A. The backlights in FIGS. 21A to 21C have a structure in which a reflective electrode layer and a common electrode layer are separated.

図21(B)において、可撓性を有する基板6000上に反射電極層6021を形成し、反射電極層6021上に絶縁層6006を形成し、絶縁層6006上に配線層6022a、6022b、及び共通電極層6023a、6023bを形成する。また、配線層6022a及び共通電極層6023a上に発光ダイオード6003aを設ける。また、配線層6022b及び共通電極層6023b上に発光ダイオード6003bを設ける。発光ダイオード6003aの接続端子6014aは、配線層6022aと導電性ペースト6018aを介して電気的に接続し、発光ダイオード6003aの接続端子6015aは、共通電極層6023aと導電性ペースト6001bを介して電気的に接続する。発光ダイオード6003bの接続端子6014bは、配線層6022bと導電性ペースト6018cを介して電気的に接続し、発光ダイオード6003bの接続端子6015bは、共通電極層6023bと導電性ペースト6018dを介して電気的に接続する。 In FIG. 21B, a reflective electrode layer 6021 is formed over a flexible substrate 6000, an insulating layer 6006 is formed over the reflective electrode layer 6021, wiring layers 6022a and 6022b are formed over the insulating layer 6006, and Electrode layers 6023a and 6023b are formed. In addition, a light-emitting diode 6003a is provided over the wiring layer 6022a and the common electrode layer 6023a. Further, the light-emitting diode 6003b is provided over the wiring layer 6022b and the common electrode layer 6023b. The connection terminal 6014a of the light-emitting diode 6003a is electrically connected to the wiring layer 6022a through the conductive paste 6018a, and the connection terminal 6015a of the light-emitting diode 6003a is electrically connected to the common electrode layer 6023a and the conductive paste 6001b. Connecting. The connection terminal 6014b of the light-emitting diode 6003b is electrically connected to the wiring layer 6022b through the conductive paste 6018c, and the connection terminal 6015b of the light-emitting diode 6003b is electrically connected to the common electrode layer 6023b and the conductive paste 6018d. Connecting.

入射する光を反射する反射電極層6021が可撓性を有する基板上に形成されるため、発光ダイオード6003a、6003bが発光した光を効率よく液晶表示装置へ照射することができる。   Since the reflective electrode layer 6021 that reflects incident light is formed over a flexible substrate, light emitted from the light-emitting diodes 6003a and 6003b can be efficiently applied to the liquid crystal display device.

図21(C)は反射電極層6021上に光散乱粒子6011を含む絶縁層6010を設ける構造である。光散乱粒子6011は入射する光及び反射電極層6021によって反射される光を散乱する効果を有する。本実施例において、反射電極層は鏡面状態として鏡面反射を行ってもよい。また、表面に凹凸を有し白色化させた反射電極層とし、拡散反射を行ってもよい。 FIG. 21C illustrates a structure in which an insulating layer 6010 including light scattering particles 6011 is provided over the reflective electrode layer 6021. The light scattering particles 6011 have an effect of scattering incident light and light reflected by the reflective electrode layer 6021. In this embodiment, the reflective electrode layer may be mirror-reflected in a mirror state. Alternatively, the reflective electrode layer may have a rough surface and be whitened, and diffuse reflection may be performed.

可撓性を有する基板上に複数の発光ダイオードを設ける例を図22(A)及び(B)を用いて説明する。可撓性を有するバックライトを備えた製品によっては曲げる頻度が多い方向がある。図22(A)におけるバックライトは上面より見ると横長の長方形をしており、長辺側を矢印6105a及び矢印6105b方向に曲げる頻度が高いとする。可撓性を有する基板6100上に設けられた複数の発光ダイオードの上面形状が長方形である場合、発光ダイオード6101a及び6101bの短辺が、可撓性を有する基板6100の曲げる頻度の高い辺と平行となるように発光ダイオード6101a及び6101bを配置する。 An example in which a plurality of light emitting diodes are provided over a flexible substrate will be described with reference to FIGS. There is a direction where bending frequency is high depending on a product including a backlight having flexibility. The backlight in FIG. 22A has a horizontally long rectangle when viewed from above, and the frequency of bending the long side in the directions of arrows 6105a and 6105b is high. In the case where the top surface shape of the plurality of light-emitting diodes provided over the flexible substrate 6100 is a rectangle, the short sides of the light-emitting diodes 6101a and 6101b are parallel to the frequently bent side of the flexible substrate 6100. The light emitting diodes 6101a and 6101b are arranged so that

図22(B)に示すバックライトは、縦長の可撓性を有する基板6200を用いて、矢印6205a及び矢印6205bの方向に曲げる頻度が高いとする。この場合、可撓性を有する基板6200上に設けられた複数の発光ダイオードは、上面より見ると長方形である。発光ダイオード6201a及び6201bの短辺が、可撓性を有する基板6200の曲げる頻度の高い辺と平行となるように発光ダイオード6201a及び6201bを配置する。このように具備する表示装置の使用目的及び形状によって曲げる頻度に高低がある場合、あらかじめ曲げやすいように曲げる辺と発光ダイオードの短辺とが平行となるように配置するとより曲げやすく、破損もしにくいため信頼性を高めることができる。 It is assumed that the backlight illustrated in FIG. 22B is bent frequently in the directions of the arrow 6205a and the arrow 6205b using the vertically flexible substrate 6200. In this case, the plurality of light-emitting diodes provided over the flexible substrate 6200 are rectangular when viewed from above. The light emitting diodes 6201a and 6201b are arranged so that the short sides of the light emitting diodes 6201a and 6201b are parallel to the frequently bent side of the flexible substrate 6200. When the frequency of bending is high or low depending on the purpose and shape of the display device provided as described above, it is easier to bend and damage less if it is arranged so that the side to be bent and the short side of the light emitting diode are parallel to each other in advance. Therefore, reliability can be improved.

図23(A)及び(B)に可撓性を有する基板6400上に間隔bで隣接して設けられる発光ダイオード6401a及び発光ダイオード6401bを示す。発光ダイオード6401a及び発光ダイオード6401bは厚さaである。この発光ダイオード6401a及び発光ダイオード6401bを有する可撓性を有する基板6400を矢印6405a及び矢印6405bの方向に曲げた図が図23(B)である。図23のように、隣接する発光ダイオードの間隔bが厚さaの2倍より大きい、b>2aを満たすようにすると、発光ダイオード6401a及び発光ダイオード6401bが接触することなく可撓性を有する基板6400を容易に曲げることができる。 FIGS. 23A and 23B illustrate a light-emitting diode 6401a and a light-emitting diode 6401b which are provided adjacent to each other with a distance b over a flexible substrate 6400. FIG. The light emitting diode 6401a and the light emitting diode 6401b have a thickness a. FIG. 23B is a diagram in which the flexible substrate 6400 including the light-emitting diodes 6401a and 6401b is bent in the directions of arrows 6405a and 6405b. As shown in FIG. 23, when the distance b between adjacent light emitting diodes is larger than twice the thickness a and b> 2a is satisfied, the light emitting diode 6401a and the light emitting diode 6401b are not in contact with each other and have flexibility. 6400 can be bent easily.

図24(A)及び(B)は発光ダイオードを樹脂層で覆った構造とした例である。図24(A)に示すように可撓性を有する基板6150上に、樹脂層6152aに覆われた発光ダイオード6151aと、樹脂層6152bに覆われた発光ダイオード6151bとが形成されている。また、樹脂層6152a及び樹脂層6152bの間隔が、間隔bとなるように設置されている。樹脂層6152a及び樹脂層6152bの最大膜厚は膜厚aである。この発光ダイオード6151a及び樹脂層6152aと発光ダイオード6151b及び樹脂層6152bを有する可撓性を有する基板6150を矢印6154a及び矢印6154bの方向に曲げた図を図24(B)に示す。図24のように、隣接する樹脂層及び樹脂層に覆われた発光ダイオードの樹脂層の間隔bが発光ダイオードを覆う樹脂層の最大膜厚aの2倍より大きい、b>2aを満たすようにすると、樹脂層6152aに覆われた発光ダイオード6151a及び樹脂層6152bに覆われた発光ダイオード6151bが接触することなく可撓性を有する基板6150を容易に曲げることができる。 24A and 24B show an example in which a light emitting diode is covered with a resin layer. As shown in FIG. 24A, a light-emitting diode 6151a covered with a resin layer 6152a and a light-emitting diode 6151b covered with a resin layer 6152b are formed over a flexible substrate 6150. In addition, the resin layer 6152a and the resin layer 6152b are installed so that the interval is the interval b. The maximum film thickness of the resin layer 6152a and the resin layer 6152b is the film thickness a. FIG. 24B illustrates a flexible substrate 6150 including the light-emitting diode 6151a and the resin layer 6152a and the light-emitting diode 6151b and the resin layer 6152b bent in the directions of the arrows 6154a and 6154b. As shown in FIG. 24, the interval b between the resin layers of the light emitting diodes covered with the adjacent resin layers and the resin layers is larger than twice the maximum film thickness a of the resin layers covering the light emitting diodes, and satisfies b> 2a. Then, the flexible substrate 6150 can be easily bent without contact between the light emitting diode 6151a covered with the resin layer 6152a and the light emitting diode 6151b covered with the resin layer 6152b.

図25に示すサイドライト型の可撓性を有するバックライトは、可撓性を有する導光板6300、可撓性を有する基板6301上に設けられた発光ダイオード6302、発光ダイオード6302より射出する光を反射する反射シート6303a、6303bを有する。反射シート6303a、6303bは、光を効率よく導光板に導くようにするために配置されるものである。従来の反射板に代表される筒状に曲げて配置されている反射板は、曲げることが容易でない。しかし、本実施の形態で示す図25の反射シート6303a及び反射シート6303bのような筒状に固定されていない形状であると容易に曲げることができる。 The sidelight-type flexible backlight illustrated in FIG. 25 includes a flexible light guide plate 6300, a light-emitting diode 6302 provided over a flexible substrate 6301, and light emitted from the light-emitting diode 6302. Reflecting sheets 6303a and 6303b are provided. The reflection sheets 6303a and 6303b are arranged to guide light to the light guide plate efficiently. It is not easy to bend a reflector that is bent and arranged in a cylindrical shape typified by a conventional reflector. However, it can be easily bent when the shape is not fixed in a cylindrical shape such as the reflective sheet 6303a and the reflective sheet 6303b in FIG. 25 shown in this embodiment mode.

上記構成の可撓性を有するバックライトを本発明の転置工程を用いて作製した可撓性を有する表示装置に用いると、可撓性を有する電子機器を作製することができる。 When a flexible backlight having the above structure is used for a flexible display device manufactured using the transfer process of the present invention, a flexible electronic device can be manufactured.

なお、上記バックライトの構造は、本発明以外の液晶表示パネルにも用いることができる。   The structure of the backlight can also be used for liquid crystal display panels other than the present invention.

次に、EL表示パネルについて、図26を用いて説明する。 Next, an EL display panel will be described with reference to FIG.

図26は、EL表示パネルの断面図を示す。EL表示パネルは、第1の可撓性を有する基板600に形成される絶縁層608と第2の可撓性を有する基板640とがシール材650で封止されている。シール材650としては、フィラーを含む粘性の高いエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。シール材はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、第1の可撓性を有する基板600は有機化合物層103に設けられている。 FIG. 26 is a cross-sectional view of an EL display panel. In the EL display panel, an insulating layer 608 formed over the first flexible substrate 600 and a second flexible substrate 640 are sealed with a sealant 650. As the sealing material 650, it is preferable to use a highly viscous epoxy resin containing a filler. It is desirable that the sealing material is a material that does not transmit moisture and oxygen as much as possible. In addition, the first flexible substrate 600 is provided in the organic compound layer 103.

シール材650、第1の可撓性を有する基板600、第2の可撓性を有する基板640の内側において、駆動回路部644、画素部645を有する。また、シール材650の外側に端子部643を有する。 A driver circuit portion 644 and a pixel portion 645 are provided inside the sealant 650, the first flexible substrate 600, and the second flexible substrate 640. Further, a terminal portion 643 is provided outside the sealing material 650.

端子部643においては、各TFTのゲート配線、ソース配線に接続される接続端子(図26においては、ソース配線に接続される接続端子654を示す。)が形成されている。また、接続端子は、異方性導電膜656を介して入力端子となるFPC(フレキシブルプリント配線)655に接続されており、異方性導電膜656を介してビデオ信号やクロック信号を受け取る。 In the terminal portion 643, connection terminals connected to the gate wiring and source wiring of each TFT (in FIG. 26, connection terminals 654 connected to the source wiring are shown) are formed. The connection terminal is connected to an FPC (flexible printed wiring) 655 serving as an input terminal via an anisotropic conductive film 656, and receives a video signal and a clock signal via the anisotropic conductive film 656.

駆動回路部644においては、ソースドライバやゲートドライバ等の画素を駆動する回路が形成される。ここでは、画素部のスイッチング用のTFT602と同様に形成されるnチャネル型のTFT651、画素部の駆動用のTFT603と同様に形成されるpチャネル型のTFT652が配置されている。なお、nチャネル型のTFT651及びpチャネル型のTFT652によりCMOS回路が形成されている。ここで、607は層間絶縁層、615は第1電極、622は発光層、623は第2電極をそれぞれ示す。 In the driver circuit portion 644, a circuit for driving pixels such as a source driver and a gate driver is formed. Here, an n-channel TFT 651 formed in the same manner as the switching TFT 602 in the pixel portion and a p-channel TFT 652 formed in the same manner as the driving TFT 603 in the pixel portion are provided. Note that the n-channel TFT 651 and the p-channel TFT 652 form a CMOS circuit. Here, reference numeral 607 denotes an interlayer insulating layer, 615 denotes a first electrode, 622 denotes a light emitting layer, and 623 denotes a second electrode.

画素部645においてスイッチング用のTFT602、駆動用のTFT603、発光素子624で構成させる画素がマトリクス状に配置されている。発光素子624は、上記実施の形態で示す有機EL素子または無機EL素子を適宜用いることができる。 In the pixel portion 645, pixels each including a switching TFT 602, a driving TFT 603, and a light-emitting element 624 are arranged in a matrix. As the light-emitting element 624, the organic EL element or the inorganic EL element described in any of the above embodiments can be used as appropriate.

ここで本実施例において、有機EL素子を有する発光表示装置において、フルカラー表示する場合の画素における等価回路図を図31に示す。図31において、破線で囲まれるTFT638が図26のスイッチング用のTFT602に対応しており、破線で囲まれるTFT639が駆動用のTFT603に対応している。 Here, in this embodiment, FIG. 31 shows an equivalent circuit diagram of a pixel in a full-color display in a light emitting display device having an organic EL element. In FIG. 31, a TFT 638 surrounded by a broken line corresponds to the switching TFT 602 in FIG. 26, and a TFT 639 surrounded by a broken line corresponds to the driving TFT 603.

赤色を表示する画素は、駆動用のTFT639のドレイン領域に赤色を発光するOLED703Rが接続され、ソース領域にはアノード側電源線(R)706Rが設けられている。また、OLED703Rには、カソード側電源線700が設けられている。また、スイッチング用のTFT638はゲート配線705に接続され、駆動用のTFT639のゲート電極は、スイッチング用のTFT638のドレイン領域に接続される。なお、スイッチング用のTFT638のドレイン領域は、アノード側電源線(R)706Rに接続された容量素子707と接続している。 In the pixel displaying red, an OLED 703R that emits red light is connected to the drain region of the driving TFT 639, and an anode-side power supply line (R) 706R is provided in the source region. The OLED 703R is provided with a cathode side power supply line 700. The switching TFT 638 is connected to the gate wiring 705, and the gate electrode of the driving TFT 639 is connected to the drain region of the switching TFT 638. Note that the drain region of the switching TFT 638 is connected to the capacitor element 707 connected to the anode side power supply line (R) 706R.

また、緑色を表示する画素は、駆動用のTFTのドレイン領域に緑色を発光するOLED703Gが接続され、ソース領域にはアノード側電源線(G)706Gが設けられている。また、スイッチング用のTFT638はゲート配線705に接続され、駆動用のTFT639のゲート電極は、スイッチング用のTFT638のドレイン領域に接続される。なお、スイッチング用のTFT638のドレイン領域は、アノード側電源線(G)706Gに接続された容量素子707と接続している。 In the pixel displaying green, an OLED 703G that emits green light is connected to the drain region of the driving TFT, and an anode power supply line (G) 706G is provided in the source region. The switching TFT 638 is connected to the gate wiring 705, and the gate electrode of the driving TFT 639 is connected to the drain region of the switching TFT 638. Note that the drain region of the switching TFT 638 is connected to the capacitor 707 connected to the anode power supply line (G) 706G.

また、青色を表示する画素は、駆動用のTFTのドレイン領域に青色を発光するOLED703Bが接続され、ソース領域にはアノード側電源線(B)706Bが設けられている。また、スイッチング用のTFT638はゲート配線705に接続され、駆動用のTFT639のゲート電極は、スイッチング用のTFT638のドレイン領域に接続される。なお、スイッチング用のTFT638のドレイン領域は、アノード側電源線(B)706Bに接続された容量素子707と接続している。   In the pixel displaying blue, an OLED 703B that emits blue light is connected to a drain region of a driving TFT, and an anode power supply line (B) 706B is provided in a source region. The switching TFT 638 is connected to the gate wiring 705, and the gate electrode of the driving TFT 639 is connected to the drain region of the switching TFT 638. Note that the drain region of the switching TFT 638 is connected to the capacitor 707 connected to the anode power supply line (B) 706B.

それぞれ色の異なる画素にはEL材料に応じて異なる電圧をそれぞれ印加する。 Different voltages are applied to the pixels of different colors depending on the EL material.

なお、ここでは、ソース配線704とアノード側電源線706R、706G、706Bとを平行に形成しているが、これに限られず、ゲート配線705とアノード側電源線706R、706G、706Bとを平行に形成してもよい。更には、駆動用のTFT639をマルチゲート電極構造としてもよい。 Here, the source wiring 704 and the anode side power supply lines 706R, 706G, and 706B are formed in parallel. However, the present invention is not limited to this, and the gate wiring 705 and the anode side power supply lines 706R, 706G, and 706B are parallel. It may be formed. Furthermore, the driving TFT 639 may have a multi-gate electrode structure.

また、発光装置において、画面表示の駆動方法は特に限定されず、例えば、点順次駆動方法や線順次駆動方法や面順次駆動方法などを用いればよい。代表的には、線順次駆動方法とし、時分割階調駆動方法や面積階調駆動方法を適宜用いればよい。また、発光装置のソース線に入力する映像信号は、アナログ信号であってもよいし、デジタル信号であってもよく、適宜、映像信号に合わせて駆動回路などを設計すればよい。 In the light emitting device, a driving method for screen display is not particularly limited, and for example, a dot sequential driving method, a line sequential driving method, a surface sequential driving method, or the like may be used. Typically, a line sequential driving method is used, and a time-division gray scale driving method or an area gray scale driving method may be used as appropriate. The video signal input to the source line of the light-emitting device may be an analog signal or a digital signal, and a drive circuit or the like may be designed in accordance with the video signal as appropriate.

さらに、ビデオ信号がデジタルの発光装置において、画素に入力されるビデオ信号が定電圧(CV)のものと、定電流(CC)のものとがある。ビデオ信号が定電圧のもの(CV)には、発光素子に印加される信号の電圧が一定のもの(CVCV)と、発光素子に印加される信号の電流が一定のもの(CVCC)とがある。また、ビデオ信号が定電流のもの(CC)には、発光素子に印加される信号の電圧が一定のもの(CCCV)と、発光素子に印加される信号の電流が一定のもの(CCCC)とがある。 Further, in a light emitting device in which a video signal is digital, there are a video signal input to a pixel having a constant voltage (CV) and a constant current (CC). A video signal having a constant voltage (CV) includes a signal having a constant voltage applied to the light emitting element (CVCV) and a signal having a constant current applied to the light emitting element (CVCC). . In addition, when the video signal has a constant current (CC), the signal voltage applied to the light emitting element is constant (CCCV), and the signal applied to the light emitting element has a constant current (CCCC). There is.

また、発光装置において、静電破壊防止のための保護回路(保護ダイオードなど)を設けてもよい。   In the light emitting device, a protection circuit (such as a protection diode) for preventing electrostatic breakdown may be provided.

画素部の発光素子624及び絶縁層621上に、保護層653が形成される。保護層は、発光素子624や絶縁層621に水分や酸素等が侵入することを防ぐためのものである。保護層653は、プラズマCVD法又はスパッタリング法などの薄膜形成法を用い、窒化珪素、酸化珪素、窒化酸化珪素、酸化窒化珪素、酸化窒化アルミニウム、または酸化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)、窒素含有炭素(CN)、その他の絶縁性材料を用いて形成することが好ましい。 A protective layer 653 is formed over the light-emitting element 624 and the insulating layer 621 in the pixel portion. The protective layer is for preventing moisture, oxygen, and the like from entering the light-emitting element 624 and the insulating layer 621. The protective layer 653 is formed using a thin film formation method such as a plasma CVD method or a sputtering method, and contains silicon nitride, silicon oxide, silicon nitride oxide, silicon oxynitride, aluminum oxynitride, or aluminum oxide, diamond-like carbon (DLC), and nitrogen It is preferable to use carbon (CN) or another insulating material.

本実施例においては、同一基板上にソースドライバ、ゲートドライバ、及び画素部のTFTが形成されている。このため、発光表示パネルを薄くすることができる。   In this embodiment, a source driver, a gate driver, and a TFT of a pixel portion are formed on the same substrate. For this reason, a light emitting display panel can be made thin.

なお、第2の基板640と、保護層653との間の領域642に、不活性ガス、例えば窒素ガスを充填した空間を有してもよい。発光素子や絶縁層に水分や酸素が侵入することを低減することができる。   Note that a region 642 between the second substrate 640 and the protective layer 653 may have a space filled with an inert gas such as nitrogen gas. Intrusion of moisture and oxygen into the light-emitting element and the insulating layer can be reduced.

また、第2の基板640に着色層を設けることができる。この場合、各画素に白色発光が可能な発光素子を設け、RGBを示す着色層を別途設けることでフルカラー表示することができる。また、各画素に青色発光が可能な発光素子を設け、色変換層などを別途設けることによってフルカラー表示することができる。このようなEL表示モジュールは、各RBGの色純度が高く、高精細な表示が可能となる。さらには、各画素において、赤色、緑色、青色の発光を示す発光素子を形成し、且つ着色層を用いることもできる。 In addition, a colored layer can be provided over the second substrate 640. In this case, full color display can be performed by providing each pixel with a light emitting element capable of emitting white light and separately providing a colored layer showing RGB. Further, full color display can be performed by providing each pixel with a light emitting element capable of emitting blue light and separately providing a color conversion layer or the like. Such an EL display module has a high color purity of each RBG and enables high-definition display. Furthermore, in each pixel, a light-emitting element that emits red, green, and blue light can be formed, and a colored layer can be used.

また、発光素子624が発光する光が第1の基板600側へ射出される場合、第1の基板600の表面に、偏光板及び位相差板を設けても良い。また、発光素子624が発光する光が第2の基板640側へ射出される場合、第2の基板640の表面に、偏光板及び位相差板を設けても良い。さらには、発光素子624が発光する光が第1の可撓性を有する基板600及び第2の可撓性を有する基板640側へ射出される場合、第1の可撓性を有する基板600及び第2の可撓性を有する基板640の表面に、偏光板及び位相差板を設けても良い。   In addition, in the case where light emitted from the light-emitting element 624 is emitted to the first substrate 600 side, a polarizing plate and a retardation plate may be provided on the surface of the first substrate 600. In addition, when light emitted from the light-emitting element 624 is emitted to the second substrate 640 side, a polarizing plate and a retardation plate may be provided on the surface of the second substrate 640. Further, when light emitted from the light-emitting element 624 is emitted to the first flexible substrate 600 and the second flexible substrate 640 side, the first flexible substrate 600 and A polarizing plate and a retardation plate may be provided on the surface of the second flexible substrate 640.

更には、発光表示パネルに電源回路、コントローラ等の外部回路を接続して、発光表示モジュールを形成することが可能である。   Furthermore, a light emitting display module can be formed by connecting an external circuit such as a power supply circuit and a controller to the light emitting display panel.

次に、上記に示す液晶表示パネルやEL表示パネルにFPCや、駆動用の駆動ICを実装する例について説明する。ここでは、TFTで形成されるチップ状の駆動用回路を駆動ICという。 Next, an example in which an FPC or a driving IC for driving is mounted on the above-described liquid crystal display panel or EL display panel will be described. Here, a chip-like driving circuit formed of TFTs is referred to as a driving IC.

図27に示した構造は、狭額縁化させた小型サイズ(例えば対角1.5インチ)で好適なCOG方式を採用した例である。 The structure shown in FIG. 27 is an example in which a COG system suitable for a small size (for example, a diagonal of 1.5 inches) with a narrow frame is adopted.

図27において、基板1010上に駆動IC1011が実装され、駆動ICの先に配置された端子部1018にFPC1019を実装している。実装される駆動IC1011は、生産性を向上させる観点から、一辺が300mmから1000mm以上の矩形状の基板上に複数個作り込むとよい。つまり、基板上に駆動回路部と入出力端子を一つのユニットとする回路パターンを複数個形成し、最後に分割して駆動ICを個別に取り出せばよい。駆動ICの長辺の長さは、画素部の一辺の長さや画素ピッチを考慮して、長辺が15〜80mm、短辺が1〜6mmの矩形状に形成してもよい。 In FIG. 27, a driving IC 1011 is mounted on a substrate 1010, and an FPC 1019 is mounted on a terminal portion 1018 disposed at the tip of the driving IC. A plurality of driver ICs 1011 to be mounted are preferably formed on a rectangular substrate having a side of 300 mm to 1000 mm or more from the viewpoint of improving productivity. That is, a plurality of circuit patterns having a drive circuit portion and an input / output terminal as one unit are formed on the substrate, and finally, the drive ICs may be taken out by dividing them. The length of the long side of the driving IC may be formed in a rectangular shape having a long side of 15 to 80 mm and a short side of 1 to 6 mm in consideration of the length of one side of the pixel portion and the pixel pitch.

駆動ICのICチップに対する外形寸法の優位性は長辺の長さにあり、長辺が15〜80mmで形成された駆動ICを用いると、ICチップを用いる場合と比較して実装するチップ数を削減することが可能であり、製造上の歩留まりを向上させることができる。また、ガラス基板上に駆動ICを形成すると、母体として用いる基板の形状に限定されないので生産性を損なうことが少ない。これは、円形のシリコンウエハからICチップを取り出す場合と比較すると、大きな優位点である。 The advantage of the external dimensions of the driving IC over the IC chip is the length of the long side. When a driving IC formed with a long side of 15 to 80 mm is used, the number of chips to be mounted is smaller than when an IC chip is used. This can be reduced and the manufacturing yield can be improved. In addition, when a driving IC is formed over a glass substrate, the shape of the substrate used as a base is not limited, and thus productivity is hardly impaired. This is a great advantage compared with the case where the IC chip is taken out from the circular silicon wafer.

また、TAB方式を採用してもよく、その場合は、複数のテープを貼り付けて、該テープに駆動ICを実装すればよい。COG方式の場合と同様に、単数のテープに単数の駆動ICを実装してもよく、この場合には、機械的強度の問題から、駆動ICを固定するための金属片等を一緒に貼り付けるとよい。 Alternatively, a TAB method may be employed. In that case, a plurality of tapes may be attached and a driving IC may be mounted on the tapes. As in the case of the COG method, a single drive IC may be mounted on a single tape. In this case, a metal piece or the like for fixing the drive IC is pasted together due to the problem of mechanical strength. Good.

また、画素部1102と駆動IC1011の間に設けられた接続領域1017は、発光素子の第2の導電層を下層の配線とコンタクトさせるために設けている。 In addition, a connection region 1017 provided between the pixel portion 1102 and the driver IC 1011 is provided in order to contact the second conductive layer of the light-emitting element with a lower wiring.

また、封止基板1014は、画素部1012を囲むシール材1015、およびシール材に囲まれた充填材料によって基板1010に固定されている。 Further, the sealing substrate 1014 is fixed to the substrate 1010 with a sealing material 1015 surrounding the pixel portion 1012 and a filling material surrounded by the sealing material.

なお、駆動ICの代わりに、Siチップで形成されるICチップを用いてもよい。 Note that an IC chip formed of a Si chip may be used instead of the driving IC.

本実施例では、無線で情報を送受信することが可能なRFIDタグに代表される半導体装置の構成について、図28を参照して説明する。図28(A)に示すように、本実施例の半導体装置20は、非接触でデータを交信する機能を有し、電源回路11、クロック発生回路12、データ復調/変調回路13、他の回路を制御する制御回路14、インターフェース回路15、記憶回路16、バス17、アンテナ18を有する。 In this embodiment, a structure of a semiconductor device typified by an RFID tag capable of transmitting and receiving information wirelessly will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 28A, the semiconductor device 20 of this embodiment has a function of communicating data without contact, and includes a power supply circuit 11, a clock generation circuit 12, a data demodulation / modulation circuit 13, and other circuits. A control circuit 14, an interface circuit 15, a memory circuit 16, a bus 17, and an antenna 18.

また、図28(B)に示すように、本実施例の半導体装置20は、非接触でデータを交信する機能を有し、電源回路11、クロック発生回路12、データ復調/変調回路13、他の回路を制御する制御回路14、インターフェース回路15、記憶回路16、バス17、アンテナ18の他、中央処理ユニット21を有しても良い。 As shown in FIG. 28B, the semiconductor device 20 of this embodiment has a function of communicating data without contact, and includes a power supply circuit 11, a clock generation circuit 12, a data demodulation / modulation circuit 13, and the like. In addition to the control circuit 14, the interface circuit 15, the memory circuit 16, the bus 17, and the antenna 18, the central processing unit 21 may be included.

また、図28(C)に示すように、本実施例の半導体装置20は、非接触でデータを交信する機能を有し、電源回路11、クロック発生回路12、データ復調/変調回路13、他の回路を制御する制御回路14、インターフェース回路15、記憶回路16、バス17、アンテナ18、中央処理ユニット21の他、検出素子23、検出制御回路24からなる検出部22を有しても良い。 As shown in FIG. 28C, the semiconductor device 20 of this embodiment has a function of communicating data without contact, and includes a power supply circuit 11, a clock generation circuit 12, a data demodulation / modulation circuit 13, and the like. In addition to the control circuit 14, interface circuit 15, storage circuit 16, bus 17, antenna 18, central processing unit 21, the detection unit 22 including the detection element 23 and the detection control circuit 24 may be provided.

本実施例の半導体装置は、電源回路11、クロック発生回路12、データ復調/変調回路13、他の回路を制御する制御回路14、インターフェース回路15、記憶回路16、バス17、アンテナ18、中央処理ユニット21の他、検出素子23、検出制御回路24からなる検出部22等を構成することで、小型で多機能を有する半導体装置を形成することが可能である。 The semiconductor device of this embodiment includes a power supply circuit 11, a clock generation circuit 12, a data demodulation / modulation circuit 13, a control circuit 14 for controlling other circuits, an interface circuit 15, a storage circuit 16, a bus 17, an antenna 18, a central processing unit. By configuring the detection unit 22 including the detection element 23 and the detection control circuit 24 in addition to the unit 21, it is possible to form a small and multifunctional semiconductor device.

電源回路11は、アンテナ18から入力された交流信号を基に、半導体装置20の内部の各回路に供給する各種電源を生成する回路である。また、電源回路11に実施の形態1乃至実施の形態5に示す太陽電池から選択される1つ又は複数を有してもよい。クロック発生回路12は、アンテナ18から入力された交流信号を基に、半導体装置20の内部の各回路に供給する各種クロック信号を生成する回路である。データ復調/変調回路13は、リーダライタ19と交信するデータを復調/変調する機能を有する。制御回路14は、記憶回路16を制御する機能を有する。アンテナ18は、電磁界波或いは電波の送受信を行う機能を有する。リーダライタ19は、半導体装置との交信、制御及びそのデータに関する処理を制御する。なお、半導体装置は上記構成に制約されず、例えば、電源電圧のリミッタ回路や暗号処理専用ハードウエアといった他の要素を追加した構成であってもよい。   The power supply circuit 11 is a circuit that generates various power supplies to be supplied to each circuit inside the semiconductor device 20 based on the AC signal input from the antenna 18. Further, the power supply circuit 11 may include one or more selected from the solar cells described in Embodiments 1 to 5. The clock generation circuit 12 is a circuit that generates various clock signals to be supplied to each circuit inside the semiconductor device 20 based on the AC signal input from the antenna 18. The data demodulation / modulation circuit 13 has a function of demodulating / modulating data communicated with the reader / writer 19. The control circuit 14 has a function of controlling the memory circuit 16. The antenna 18 has a function of transmitting and receiving electromagnetic field waves or radio waves. The reader / writer 19 controls communication and control with the semiconductor device and processing related to the data. The semiconductor device is not limited to the above-described configuration, and may be a configuration in which other elements such as a power supply voltage limiter circuit and hardware dedicated to cryptographic processing are added.

記憶回路16は、上記実施の形態に示す記憶素子を用いることができる。機能層に有機化合物を含む層を有する記憶素子は、小型化、薄膜化および大容量化を同時に実現することができるため、記憶回路16を有機化合物を含む層を有する記憶素子で設けることにより、半導体装置の小型化、軽量化を達成することができる。   As the memory circuit 16, the memory element described in any of the above embodiments can be used. Since a memory element having a layer containing an organic compound in the functional layer can simultaneously realize downsizing, thinning, and large capacity, by providing the memory circuit 16 with a memory element having a layer containing an organic compound, A reduction in size and weight of the semiconductor device can be achieved.

検出部22は、温度、圧力、流量、光、磁気、音波、加速度、湿度、気体に含まれる成分、液体に含まれる成分、その他の特性を物理的又は化学的手段により検出することができる。また、検出部22は、物理量または化学量を検出する検出素子23と当該検出素子23で検出された物理量または化学量を電気信号等の適切な信号に変換する検出制御回路24とを有している。検出素子23としては、抵抗素子、容量結合素子、誘導結合素子、光起電力素子、光電変換素子、熱起電力素子、トランジスタ、サーミスタ、ダイオード等で形成することができ、上記実施の形態に示す光電変換素子、ダイオード、トランジスタから選択される1つ又は複数を有する。なお、検出部22は複数設けてもよく、この場合、複数の物理量または化学量を同時に検出することが可能である。 The detection unit 22 can detect temperature, pressure, flow rate, light, magnetism, sound wave, acceleration, humidity, components contained in gas, components contained in liquid, and other characteristics by physical or chemical means. The detection unit 22 includes a detection element 23 that detects a physical quantity or a chemical quantity, and a detection control circuit 24 that converts the physical quantity or chemical quantity detected by the detection element 23 into an appropriate signal such as an electrical signal. Yes. The detection element 23 can be formed of a resistance element, a capacitive coupling element, an inductive coupling element, a photovoltaic element, a photoelectric conversion element, a thermoelectric element, a transistor, a thermistor, a diode, or the like. One or more selected from a photoelectric conversion element, a diode, and a transistor are included. A plurality of detection units 22 may be provided. In this case, a plurality of physical quantities or chemical quantities can be detected simultaneously.

また、ここでいう物理量とは、温度、圧力、流量、光、磁気、音波、加速度、湿度等を指し、化学量とは、ガス等の気体成分やイオン等の液体に含まれる成分等の化学物質等を指す。化学量としては、他にも、血液、汗、尿等に含まれる特定の生体物質(例えば、血液中に含まれる血糖値等)等の有機化合物も含まれる。特に、化学量を検出しようとする場合には、必然的にある特定の物質を選択的に検出することになるため、あらかじめ検出素子23に検出したい物質と選択的に反応する物質を設けておく。例えば、生体物質の検出を行う場合には、検出素子23に検出させたい生体物質と選択的に反応する酵素、抗体分子または微生物細胞等を高分子等に固定化して設けておくことが好ましい。 The physical quantity here refers to temperature, pressure, flow rate, light, magnetism, sound wave, acceleration, humidity, etc., and the chemical quantity refers to chemicals such as components contained in gas components such as gases and liquids such as ions. It refers to substances. In addition, the chemical amount includes organic compounds such as specific biological substances contained in blood, sweat, urine and the like (for example, blood glucose level contained in blood). In particular, when a chemical quantity is to be detected, a specific substance is necessarily selectively detected. Therefore, a substance that selectively reacts with a substance to be detected is provided in advance in the detection element 23. . For example, when detecting a biological substance, it is preferable that an enzyme, an antibody molecule, a microbial cell, or the like that selectively reacts with the biological substance to be detected by the detection element 23 is fixed to a polymer or the like.

本実施例によりRFIDタグとして機能する半導体装置を形成することができる。RFIDタグの用途は広範にわたるが、例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類(運転免許証や住民票等、図29(A)参照)、包装用容器類(包装紙やボトル等、図29(C)参照)、記録媒体(DVDソフトやビデオテープ等、図29(B)参照)、乗物類(自転車等、図29(D)参照)、身の回り品(鞄や眼鏡等)、食品類、植物類、動物類、人体、衣類、生活用品類、電子機器等の商品や荷物の荷札(図29(E)、図29(F)参照)等の物品に設けて使用することができる。電子機器とは、液晶表示装置、EL表示装置、テレビジョン装置(単にテレビ、テレビ受像機、テレビジョン受像機とも呼ぶ)及び携帯電話等を指す。   According to this embodiment, a semiconductor device functioning as an RFID tag can be formed. The RFID tag has a wide range of uses. For example, banknotes, coins, securities, bearer bonds, certificates (driver's license, resident's card, etc., see FIG. 29A), packaging containers (wrapping paper, Bottle, etc., see FIG. 29C), recording medium (DVD software, video tape, etc., see FIG. 29B), vehicles (bicycle, etc., see FIG. 29D), personal items (bags, glasses, etc.) ), Used on goods such as foods, plants, animals, human bodies, clothing, daily necessities, electronic devices, etc. and luggage tags (see FIGS. 29E and 29F). be able to. Electronic devices refer to liquid crystal display devices, EL display devices, television devices (also simply referred to as televisions, television receivers, television receivers), mobile phones, and the like.

本実施例の半導体装置20は、プリント基板への実装、表面への貼り付け、埋め込み等により、物品に固定される。例えば、本なら紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込んだりして、各物品に固定される。本実施例の半導体装置20は、小型、薄型、軽量を実現するため、物品に固定した後も、その物品自体のデザイン性を損なうことがない。また、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類等に本実施例の半導体装置20を設けることにより、認証機能を設けることができ、この認証機能を活用すれば、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等に本実施例の半導体装置を設けることにより、検品システム等のシステムの効率化を図ることができる。 The semiconductor device 20 of this embodiment is fixed to an article by mounting on a printed circuit board, pasting on a surface, embedding, or the like. For example, a book is embedded in paper, and a package made of an organic resin is embedded in the organic resin, and is fixed to each article. Since the semiconductor device 20 of the present embodiment realizes small size, thinness, and light weight, the design of the article itself is not impaired even after being fixed to the article. Further, by providing the semiconductor device 20 of the present embodiment on bills, coins, securities, bearer bonds, certificates, etc., an authentication function can be provided, and forgery can be prevented by utilizing this authentication function. be able to. Also, by providing the semiconductor device of this embodiment in packaging containers, recording media, personal items, foods, clothing, daily necessities, electronic devices, etc., it is possible to improve the efficiency of systems such as inspection systems. .

次に、本発明の半導体装置を実装した電子機器の一態様について図30を参照して説明する。ここで例示する電子機器は携帯電話機であり、筐体2700、2706、パネル2701、ハウジング2702、プリント配線基板2703、操作ボタン2704、バッテリ2705を有する(図30参照)。パネル2701はハウジング2702に脱着自在に組み込まれ、ハウジング2702はプリント配線基板2703に嵌着される。ハウジング2702はパネル2701が組み込まれる電子機器に合わせて、形状や寸法が適宜変更される。プリント配線基板2703には、パッケージングされた複数の半導体装置が実装されており、このうちの1つの半導体装置2710として、上記実施の形態及び実施例で示す半導体装置を用いることができる。プリント配線基板2703に実装される複数の半導体装置は、コントローラ、中央処理ユニット(CPU、Central Processing Unit)、メモリ、電源回路、音声処理回路、送受信回路等のいずれかの機能を有する。 Next, one mode of an electronic device in which the semiconductor device of the present invention is mounted is described with reference to FIG. The electronic device illustrated here is a mobile phone, and includes housings 2700 and 2706, a panel 2701, a housing 2702, a printed wiring board 2703, operation buttons 2704, and a battery 2705 (see FIG. 30). The panel 2701 is detachably incorporated in the housing 2702, and the housing 2702 is fitted on the printed wiring board 2703. The shape and dimensions of the housing 2702 are changed as appropriate in accordance with the electronic device in which the panel 2701 is incorporated. A plurality of packaged semiconductor devices are mounted on the printed wiring board 2703, and the semiconductor device described in any of the above embodiments and examples can be used as one of the semiconductor devices 2710 among them. The plurality of semiconductor devices mounted on the printed wiring board 2703 have any one function of a controller, a central processing unit (CPU), a memory, a power supply circuit, a sound processing circuit, a transmission / reception circuit, and the like.

パネル2701は、接続フィルム2708を介して、プリント配線基板2703と接続される。上記のパネル2701、ハウジング2702、プリント配線基板2703は、操作ボタン2704やバッテリ2705と共に、筐体2700、2706の内部に収納される。パネル2701が含む画素領域2709は、筐体2700に設けられた開口窓から視認できるように配置されている。パネル2701に実施例5及び6で示すような半導体装置を用いることができる。 The panel 2701 is connected to the printed wiring board 2703 through the connection film 2708. The panel 2701, the housing 2702, and the printed wiring board 2703 are housed in the housings 2700 and 2706 together with the operation buttons 2704 and the battery 2705. A pixel region 2709 included in the panel 2701 is arranged so as to be visible from an opening window provided in the housing 2700. A semiconductor device as described in Embodiments 5 and 6 can be used for the panel 2701.

上記の通り、本発明の半導体装置は、小型、薄型、軽量であることを特徴としており、上記特徴により、電子機器の筐体2700、2706内部の限られた空間を有効に利用することができる。 As described above, the semiconductor device of the present invention is characterized in that it is small, thin, and lightweight, and the limited space inside the housings 2700 and 2706 of the electronic device can be effectively used due to the above characteristics. .

なお、筐体2700、2706は、携帯電話機の外観形状を一例として示したものであり、本実施例に係る電子機器は、その機能や用途に応じて様々な態様に変容しうる。 Note that the housings 2700 and 2706 are examples of the appearance of a mobile phone, and the electronic device according to the present embodiment can be transformed into various modes depending on the function and application.

実施の形態や実施例に示される半導体装置を有する電子機器として、テレビジョン装置(単にテレビ、又はテレビジョン受信機ともよぶ)、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話装置(単に携帯電話機、携帯電話ともよぶ)、PDA等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コンピュータ用のモニター、コンピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等の記録媒体を備えた画像再生装置等が挙げられる。その具体例について、図32を参照して説明する。   As electronic devices including the semiconductor device described in any of Embodiments and Examples, a television device (also simply referred to as a television or a television receiver), a digital camera, a digital video camera, a mobile phone device (simply a mobile phone or a mobile phone) Also, a portable information terminal such as a PDA, a portable game machine, a computer monitor, a computer, an audio reproduction device such as a car audio, and an image reproduction device including a recording medium such as a home game machine. A specific example thereof will be described with reference to FIG.

図32(A)に示す携帯情報端末は、本体9201、表示部9202等を含んでいる。表示部9202は、上記実施の形態、及び上記実施例で示す液晶表示装置や発光表示装置を用いることにより、薄型で軽量で携帯に便利な携帯情報端末を安価に提供することができる。   A portable information terminal illustrated in FIG. 32A includes a main body 9201, a display portion 9202, and the like. By using the liquid crystal display device or the light-emitting display device described in the above embodiment modes and examples, the display portion 9202 can provide a portable information terminal that is thin, lightweight, and convenient to carry at low cost.

図32(B)に示すデジタルビデオカメラは、表示部9701、表示部9702等を含んでいる。表示部9701は、上記実施の形態、及び上記実施例で示す液晶表示装置や発光表示装置を用いることにより、薄型で軽量で携帯に便利なデジタルビデオカメラを安価に提供することができる。   A digital video camera shown in FIG. 32B includes a display portion 9701, a display portion 9702, and the like. By using the liquid crystal display device or the light-emitting display device described in the above embodiment modes and examples, the display portion 9701 can provide a low-profile digital video camera that is lightweight and portable.

図32(C)に示す携帯端末は、本体9101、表示部9102等を含んでいる。表示部9102は、上記実施の形態、及び上記実施例で示す液晶表示装置や発光表示装置を用いることにより、薄型で軽量で携帯に便利な携帯端末を安価に提供することができる。   A portable terminal illustrated in FIG. 32C includes a main body 9101, a display portion 9102, and the like. By using the liquid crystal display device or the light-emitting display device described in the above embodiment modes and examples, the display portion 9102 can provide a portable terminal that is thin, lightweight, and portable and inexpensive.

図32(D)に示す携帯型のテレビジョン装置は、本体9301、表示部9302等を含んでいる。表示部9302は、上記実施の形態、及び上記実施例で示す液晶表示装置や発光表示装置を用いることにより、薄型で軽量の携帯型のテレビジョン装置を安価に提供することができる。このようなテレビジョン装置は携帯電話などの携帯端末に搭載する小型のものから、持ち運びをすることができる中型のもの、また、大型のもの(例えば40インチ以上)まで、幅広く適用することができる。   A portable television device illustrated in FIG. 32D includes a main body 9301, a display portion 9302, and the like. The display portion 9302 can provide a thin and lightweight portable television device at low cost by using the liquid crystal display device or the light-emitting display device described in the above embodiment modes and examples. Such a television device can be widely applied from a small one mounted on a portable terminal such as a cellular phone to a medium-sized one that can be carried and a large one (for example, 40 inches or more). .

図32(E)に示す携帯型のコンピュータは、本体9401、表示部9402等を含んでいる。表示部9402は、上記実施の形態、及び上記実施例で示す液晶表示装置や発光表示装置を用いることにより、薄型で軽量で携帯に便利な携帯型のコンピュータを安価に提供することができる。   A portable computer shown in FIG. 32E includes a main body 9401, a display portion 9402, and the like. By using the liquid crystal display device or the light-emitting display device described in the above embodiment modes and examples, the display portion 9402 can provide a thin, light-weight portable computer that is convenient to carry at low cost.

図32(F)に示すテレビジョン装置は、本体9501、表示部9502等を含んでいる。表示部9502は、上記実施の形態、及び上記実施例で示す液晶表示装置や発光表示装置を用いることにより、薄型で軽量のテレビジョン装置を安価に提供することができる。このため、壁掛けテレビジョン装置や電光掲示板として用いることができる。   A television device illustrated in FIG. 32F includes a main body 9501, a display portion 9502, and the like. The display portion 9502 can provide a thin and light television device at low cost by using the liquid crystal display device or the light-emitting display device described in the above embodiment modes and examples. For this reason, it can be used as a wall-mounted television device or an electric bulletin board.

本実施例では、実施の形態1で示す方法を用いて作製した可撓性を有する半導体装置に含まれる有機半導体トランジスタの電気特性を示す。   In this example, electrical characteristics of an organic semiconductor transistor included in a flexible semiconductor device manufactured using the method described in Embodiment Mode 1 are shown.

図1を用いて本実施例の半導体装置の作製工程を示す。 A manufacturing process of the semiconductor device of this embodiment will be described with reference to FIGS.

図1(A)に示すように、基板101上に光触媒層102、有機化合物層103を順に形成した。基板101としてガラス基板を用いた。光触媒層102は、基板101上に酸化チタン及び酢酸ブチルを含む組成物(商品名:Ti−03、株式会社 高純度化学研究所製)をスピンコーターにて塗布し、横型拡散炉にて600℃15分間焼成して、薄膜状の酸化チタン膜を形成した。有機化合物層103は、光触媒層102上に組成物(商品名:サンエバー SE−5291、日産化学株式会社製)をスピンコートした後、オーブンにて180℃30分間焼成を行い、ポリイミドからなる有機化合物層103を形成した。 As shown in FIG. 1A, a photocatalyst layer 102 and an organic compound layer 103 were formed in this order over a substrate 101. A glass substrate was used as the substrate 101. The photocatalyst layer 102 was coated on a substrate 101 with a composition containing titanium oxide and butyl acetate (trade name: Ti-03, manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.) with a spin coater, and 600 ° C. in a horizontal diffusion furnace. A thin titanium oxide film was formed by baking for 15 minutes. The organic compound layer 103 is obtained by spin-coating a composition (trade name: Sunever SE-5291, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) on the photocatalyst layer 102, followed by baking in an oven at 180 ° C. for 30 minutes to form an organic compound made of polyimide. Layer 103 was formed.

次に、有機化合物層103上に素子形成層104を形成した。素子形成層としては、有機半導体トランジスタを有する層を形成した。有機半導体トランジスタの形成方法を以下に示す。インクジェット法を用いて銀粒子を含む組成物(ハリマ化成株式会社製)を所定位置に吐出し、オーブンで180℃60分焼成することで銀を含むゲート電極を形成した。 Next, the element formation layer 104 was formed over the organic compound layer 103. As the element formation layer, a layer having an organic semiconductor transistor was formed. A method for forming the organic semiconductor transistor is described below. A composition containing silver particles (manufactured by Harima Chemicals Co., Ltd.) was discharged to a predetermined position using an inkjet method, and baked in an oven at 180 ° C. for 60 minutes to form a gate electrode containing silver.

次に、組成物(商品名:サンエバー SE−5291、日産化学株式会社製)をスピンコーターで塗布した後、オーブンにて180℃30分焼成を行った。さらにポリビニルシンナメート(Aldrich社製)をメチルエチルケトンに1重量%溶解させた溶液をスピンコーターにて塗布し、ホットプレートで80℃10分焼成することで、ゲート絶縁膜を形成した。 Next, the composition (trade name: Sunever SE-5291, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied with a spin coater, and then baked at 180 ° C. for 30 minutes in an oven. Furthermore, a solution obtained by dissolving 1% by weight of polyvinyl cinnamate (manufactured by Aldrich) in methyl ethyl ketone was applied by a spin coater and baked on a hot plate at 80 ° C. for 10 minutes to form a gate insulating film.

次に、インクジェット法を用いて銀粒子を含む組成物(ハリマ化成株式会社製)を所定位置に吐出し、オーブンで180℃60分焼成することで銀を含むソース電極及びドレイン電極を形成した。 Next, a composition containing silver particles (manufactured by Harima Chemicals Co., Ltd.) was discharged to a predetermined position using an ink jet method, and baked in an oven at 180 ° C. for 60 minutes to form a source electrode and a drain electrode containing silver.

次に、精製したペンタセンをメタルマスクを用いて蒸着して半導体層を形成し、有機半導体トランジスタを作製した。   Next, purified pentacene was deposited using a metal mask to form a semiconductor layer, and an organic semiconductor transistor was manufactured.

次に、図1(B)に示すように、基板101の裏面(ガラス側)からメタルハライドランプ(160W)の光105を15分照射し、光触媒層102を活性化させた。   Next, as shown in FIG. 1B, light 105 of a metal halide lamp (160 W) was irradiated for 15 minutes from the back surface (glass side) of the substrate 101 to activate the photocatalyst layer 102.

次に、接着剤付きフィルムを有機半導体トランジスタの上層に貼り付けた。   Next, a film with an adhesive was attached to the upper layer of the organic semiconductor transistor.

次に、図1(C)に示すように固定された基板101からフィルムの端部を持ち上げ、光触媒層102及び有機化合物層103の界面で剥離し、基板からフィルムへ素子形成層を転置した。有機半導体トランジスタサイズは、チャネル長L/チャネル幅W=1600/165μmである。ドレイン電圧Vdを−10Vとして、フィルム上に転置された有機半導体トランジスタの電気特性の測定を行った結果を図33に示す。実線がドレイン電流であり、点線がゲート電流である。 Next, as shown in FIG. 1C, the edge of the film was lifted from the fixed substrate 101, peeled off at the interface between the photocatalyst layer 102 and the organic compound layer 103, and the element formation layer was transferred from the substrate to the film. The organic semiconductor transistor size is channel length L / channel width W = 1600/165 μm. FIG. 33 shows the result of measuring the electrical characteristics of the organic semiconductor transistor transferred on the film with the drain voltage Vd set to −10V. The solid line is the drain current and the dotted line is the gate current.

以上のことから、基板上に形成した素子形成層を接着材付フィルムに転置することで可撓性を有する半導体装置を作製することができた。   From the above, a flexible semiconductor device could be manufactured by transferring an element formation layer formed on a substrate to a film with an adhesive.

本発明の半導体装置の作製工程を説明する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製工程を説明する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製工程を説明する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製工程を説明する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製工程を説明する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製工程を説明する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製工程を説明する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製工程を説明する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製工程を説明する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製工程を説明する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製工程を説明する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製工程を説明する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention. 本発明に適用可能な記憶素子の構造を説明する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a structure of a memory element that can be applied to the present invention. 本発明に適用可能な発光素子の構造を説明する断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a structure of a light-emitting element applicable to the present invention. 本発明に適用可能な光電変換素子またはダイオードの構造を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the structure of the photoelectric conversion element or diode applicable to this invention. 本発明に適用可能な薄膜トランジスタの構造を説明する断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a structure of a thin film transistor applicable to the present invention. 本発明に適用可能な電気泳動素子の構造を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the structure of the electrophoretic element applicable to this invention. 本発明の半導体装置の構造を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the structure of the semiconductor device of this invention. 本発明に適用可能なバックライトの構造を説明する断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a structure of a backlight applicable to the present invention. 本発明に適用可能なバックライトの構造を説明する断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a structure of a backlight applicable to the present invention. 本発明に適用可能なバックライトの構造を説明する断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a structure of a backlight applicable to the present invention. 本発明に適用可能なバックライトの構造を説明する断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a structure of a backlight applicable to the present invention. 本発明に適用可能なバックライトの構造を説明する断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a structure of a backlight applicable to the present invention. 本発明に適用可能なバックライトの構造を説明する断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a structure of a backlight applicable to the present invention. 本発明に適用可能なバックライトの構造を説明する断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a structure of a backlight applicable to the present invention. 本発明の半導体装置の構造を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the structure of the semiconductor device of this invention. 本発明の半導体装置の構造を説明する上面図である。It is a top view explaining the structure of the semiconductor device of this invention. 本発明の半導体装置の構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the semiconductor device of this invention. 本発明の半導体装置の応用例を説明する図である。It is a figure explaining the application example of the semiconductor device of this invention. 本発明の半導体装置を有する電気機器を説明する斜視図である。FIG. 11 is a perspective view illustrating an electric device having the semiconductor device of the invention. 本発明の半導体装置に適応可能な等価回路を説明する図である。It is a figure explaining the equivalent circuit applicable to the semiconductor device of this invention. 本発明の半導体装置を有する電気機器を説明する斜視図である。FIG. 11 is a perspective view illustrating an electric device having the semiconductor device of the invention. 本発明の半導体装置の電気特性を説明する図である。It is a figure explaining the electrical property of the semiconductor device of this invention.

Claims (12)

透光性を有する基板上に、光触媒層及び前記光触媒層に接する有機化合物層を形成し、
光触媒層及び前記光触媒層に接する有機化合物層を介して前記透光性を有する基板上に素子形成層を形成し、
前記透光性を有する基板を介して前記光触媒層に光を照射した後、前記透光性を有する基板から前記素子形成層を分離することを特徴とする半導体装置の作製方法。
Forming a photocatalyst layer and an organic compound layer in contact with the photocatalyst layer on a substrate having translucency;
An element forming layer is formed on the light-transmitting substrate through a photocatalyst layer and an organic compound layer in contact with the photocatalyst layer;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: irradiating the photocatalyst layer with light through the light-transmitting substrate; and separating the element formation layer from the light-transmitting substrate.
請求項1において、前記有機化合物層は、前記光触媒層を介して前記透光性を有する基板上に形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。   2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the organic compound layer is formed over the light-transmitting substrate with the photocatalyst layer interposed therebetween. 請求項1において、前記光触媒層は、前記有機化合物層を介して前記透光性を有する基板上に形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。   2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the photocatalyst layer is formed over the light-transmitting substrate through the organic compound layer. 請求項1乃至3のいずれか一項において、前記透光性を有する基板から前記素子形成層を分離した後、前記有機化合物層の表面に可撓性を有する基板を貼り付けることを特徴とする半導体装置の作製方法。   4. The method according to claim 1, wherein the element formation layer is separated from the light-transmitting substrate, and then a flexible substrate is attached to a surface of the organic compound layer. A method for manufacturing a semiconductor device. 請求項1乃至4のいずれか一項において、前記光触媒層及び前記有機化合物層の界面において分離することで、前記透光性を有する基板から前記素子形成層を分離することを特徴とする半導体装置の作製方法。   5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the element formation layer is separated from the light-transmitting substrate by separation at an interface between the photocatalyst layer and the organic compound layer. Manufacturing method. 請求項1乃至5のいずれか一項において、前記有機化合物層は、無機化合物粒子を含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the organic compound layer includes inorganic compound particles. 請求項1乃至6のいずれか一項において、前記有機化合物層は、遮光性を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the organic compound layer has a light shielding property. 請求項1乃至7のいずれか一項において、前記有機化合物層は、光吸収体または光反射体を含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。   8. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the organic compound layer includes a light absorber or a light reflector. 請求項1乃至8のいずれか一項において、前記光の波長は、前記光触媒層を活性化させる波長であることを特徴とする半導体装置の作製方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the wavelength of the light is a wavelength that activates the photocatalytic layer. 請求項1乃至9のいずれか一項において、前記素子形成層は、薄膜トランジスタ、ダイオード、または抵抗を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。   10. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the element formation layer includes a thin film transistor, a diode, or a resistor. 請求項1乃至10のいずれか一項において、前記素子形成層は、発光素子、液晶素子、または電気泳動素子を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。   11. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the element formation layer includes a light-emitting element, a liquid crystal element, or an electrophoretic element. 請求項1乃至11のいずれか一項において、前記半導体装置は、発光装置、液晶表示装置、電気泳動表示装置、無線チップ、太陽電池、またはセンサとして機能することを特徴とする半導体装置の作製方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device functions as a light-emitting device, a liquid crystal display device, an electrophoretic display device, a wireless chip, a solar cell, or a sensor. .
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