JP2021131555A - 表示装置、電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】量産性が高く、可撓性に優れた表示装置を提供する。【解決手段】可撓性を有する基板１１と、基板上の接着層５１と、接着層上の樹脂層１０１と、樹脂層上の無機絶縁層１３１と、無機絶縁層上のトランジスタ１１０と、トランジスタに電気的に接続される表示素子と、を有する表示装置である。トランジスタは、チャネル形成領域に酸化物半導体を有する。樹脂層は、硫黄を有する。【選択図】図１

Description

本発明の一態様は、表示装置、または該表示装置を有する電子機器に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本発明の一態様の技術分野
としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶
装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法を一例として挙げることができる。
エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）素子や
、液晶素子を表示素子として備える表示装置が知られている。また、発光ダイオード（Ｌ
ｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）等の発光素子を有する発光装置や、
電気泳動方式などにより表示を行う表示素子（電子ペーパなど）を有する表示装置も一例
として挙げることができる。
ＥＬ素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の材料を含む層（ＥＬ層）を挟んだ
構成である。この素子の電極間に電圧を印加することにより、発光性の材料から発光を得
ることができる。このようなＥＬ素子が適用された表示装置は、薄型、軽量、高コントラ
ストで且つ低消費電力な表示装置を実現できる。
特許文献１には、ＥＬ素子が適用されたフレキシブルな発光装置が開示されている。
特開２０１４−１９７５２２号公報
フレキシブルディスプレイに代表されるフレキシブルデバイスは、可撓性を有する基板
（フィルム）上に、トランジスタなどの半導体素子、及び表示素子を形成することにより
実現できる。しかしながら、可撓性を有する基板は、ガラス基板などに比べて耐熱性が乏
しいため、可撓性を有する基板上に直接、半導体素子等を形成する方法では、半導体素子
の電気特性及び信頼性を高めることが困難な場合がある。
そこで特許文献１に記載されているように、剥離層を形成したガラス基板上に形成した
半導体素子や発光素子などを剥離して、フレキシブル基板に転置する方法が開発されてい
る。この方法では、半導体素子の形成温度を高めることが可能なため、信頼性の高いフレ
キシブルデバイスを作製することが可能である。
本発明の一態様では、可撓性に優れた表示装置を提供することを課題の一とする。また
は、本発明の一態様では、量産性が高い表示装置を提供することを課題の一とする。また
は、本発明の一態様では、信頼性が高い表示装置を提供することを課題の一とする。また
は、本発明の一態様では、新規な表示装置を提供することを課題の一とする。
なお、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げない。本発明の一態様は、必ずしも
、これらの課題の全てを解決する必要はない。明細書、図面、請求項などの記載から上記
以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様は、可撓性を有する基板と、基板上の接着層と、接着層上の第１の樹脂
層と、第１の樹脂層上の無機絶縁層と、無機絶縁層上のトランジスタと、トランジスタに
電気的に接続される表示素子と、を有する表示装置である。トランジスタは、チャネル形
成領域に酸化物半導体を有する。第１の樹脂層は、硫黄を有する。
また、本発明の他の一態様は、可撓性を有する基板と、基板上の接着層と、接着層上の
第１の樹脂層と、第１の樹脂層上の無機絶縁層と、無機絶縁層上のトランジスタと、トラ
ンジスタに電気的に接続される表示素子と、を有する表示装置である。トランジスタは、
チャネル形成領域に酸化物半導体を有する。第１の樹脂層は、硫黄と窒素とを有する。第
１の樹脂層のエネルギー分散型Ｘ線分析法によって測定される硫黄の強度は、窒素の強度
以上である。
上記各構成において、第１の樹脂層は、第１の化合物を有し、第１の化合物は、スルホ
ニル基を有すると好ましい。また、第１の化合物は、キノンジアジド骨格及びインデンカ
ルボニル骨格のうち一方または双方を有すると好ましい。また、第１の化合物は、光を吸
収する機能を有すると好ましい。
また、上記各構成において、第１の樹脂層は、第２の化合物を有し、第２の化合物は、
イミド骨格を有すると好ましい。
また、上記各構成において、第１の樹脂層は、０．１μｍ以上３μｍ以下の厚さを有す
ると好ましい。
また、上記各構成において、トランジスタ上に、第２の樹脂層を有し、第２の樹脂層は
、硫黄を有すると好ましい。また、表示素子上に、第３の樹脂層を有し、第３の樹脂層は
、硫黄を有すると好ましい。
また、本発明の一態様は、表示装置だけでなく、表示装置を有する電子機器も範疇に含
める。従って、本明細書中における表示装置とは、画像表示デバイスを指す。また、表示
装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ
）、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール
、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または表示装置にＣＯＧ（Ｃｈ
ｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全
て本発明の一態様である。
本発明の一態様により、可撓性に優れた表示装置を提供することができる。または、本
発明の一態様により、量産性が高い表示装置を提供することができる。または、本発明の
一態様により、信頼性が高い表示装置を提供することができる。または、本発明の一態様
により、新規な表示装置を提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げない。本発明の一態様は、必ずし
も、これらの効果の全てを有する必要はない。明細書、図面、請求項などの記載から、こ
れら以外の効果を抽出することが可能である。
本発明の一態様の表示装置の構成を説明する断面図、及びＥＤＸ分析を説明する図。 本発明の一態様の表示装置の構成を説明する上面図及び断面図。 本発明の一態様の表示装置の構成を説明する断面図。 本発明の一態様の表示装置の構成を説明する断面図。 本発明の一態様の表示装置の作製方法を説明する断面図。 本発明の一態様の表示装置の作製方法を説明する断面図。 本発明の一態様の表示装置の作製方法を説明する断面図。 本発明の一態様の表示装置の作製方法を説明する断面図。 本発明の一態様の表示装置の作製方法を説明する断面図。 本発明の一態様の表示装置の作製方法を説明する断面図。 本発明の一態様の表示モジュールを説明する斜視図。 本発明の一態様の電子機器について説明する図。 実施例に係る、試料のＥＤＸ分析結果を説明する図。 実施例に係る、試料の吸収率の測定結果を説明する図。 実施例に係る、トランジスタの電気特性の測定結果を説明する図。
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下
の説明に限定されず、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が可能である。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内
容に限定して解釈されない。
なお、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、
実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、
必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
また、図面において、構成要素を機能ごとに分類し、互いに独立したブロックとして、
ブロック図を示している場合があるが、実際の構成要素は、機能ごとに完全に切り分ける
ことが困難であり、一つの構成要素が複数の機能に係わる場合もある。
また、本明細書等において、第１、第２等として付される序数詞は便宜上用いており、
工程順または積層順を示さない場合がある。そのため、例えば、「第１の」を「第２の」
または「第３の」などと適宜置き換えて説明することができる。また、本明細書等に記載
されている序数詞と、本発明の一態様を特定するために用いられる序数詞は一致しない場
合がある。
また、本明細書等において、図面を用いて発明の構成を説明するにあたり、同じものを
指す符号は異なる図面間でも共通して用いる場合がある。
また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ
替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変
更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」
という用語に変更することが可能な場合がある。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置、及びその作製方法について、図１乃至
図７を用いて以下説明する。
本発明の一態様は、可撓性を有する表示装置である。本実施の形態においては、可撓性
を有する表示装置として、トランジスタ及び発光素子を有する場合を例に挙げて説明する
が、本発明の一態様はこれに限定されず、上記トランジスタと異なる半導体素子及び上記
発光素子と異なる表示素子を有する構成であってもよい。
＜表示装置の構成例＞
まず、本発明の一態様の表示装置の構成について、図１（Ａ）を用いて、以下説明する
。
図１（Ａ）は、本発明の一態様の表示装置１０の断面模式図である。
表示装置１０は、基板１１と、樹脂層１０１と、基板１２と、樹脂層１０２と、を有す
る。また、該一対の基板（基板１１及び基板１２）間にトランジスタ１１０と、発光素子
１２０と、を有する。また、樹脂層１０１は、接着層５１を介して基板１１と貼り合わさ
れており、樹脂層１０２は、接着層５２を介して基板１２と貼り合わされている。
また、樹脂層１０１上には、トランジスタ１１０、発光素子１２０の他に、絶縁層１３
１、絶縁層１３３、絶縁層１３４、絶縁層１３５、及び絶縁層１３７等が設けられている
。また、樹脂層１０２には、絶縁層１４１、着色層１５２、及び遮光層１５３等が設けら
れている。また、樹脂層１０１と貼り合わされている基板１１と、樹脂層１０２と貼り合
わされている基板１２とは、接着層１５１を介して接着されている。なお、表示装置１０
においては、発光素子１２０と、基板１２との間に着色層１５２を設ける構成例を示すが
、本発明の一態様の表示装置としては、これに限定されない。
≪樹脂層≫
樹脂層１０１及び樹脂層１０２の厚さは、薄いことが好ましく、具体的には０．０１μ
ｍ以上１０μｍ未満、好ましくは０．１μｍ以上３μｍ以下であるとよい。樹脂層１０１
及び樹脂層１０２を薄く形成することで、表示装置１０の製造コストを低減することがで
きる。また、表示装置１０の軽量化及び薄膜化が可能となる。また、表示装置１０の可撓
性を高めることができる。また、樹脂層１０２を薄く形成することで、発光素子１２０が
呈する光の吸収を低減し、より高い効率で外部へ光を取り出すことが可能となるため、表
示装置１０の消費電力を低減することができる。
樹脂層１０１及び樹脂層１０２は、例えば以下のように形成することができる。支持基
板上に低粘度の光硬化性の樹脂材料を塗布し、光照射により樹脂層を形成する。このとき
、光照射に加えて熱処理を行ってもよい。そして、樹脂層上に構造物を形成する。その後
、支持基板と樹脂層との間で分離を行うことで、樹脂層の一方の面を露出させる。
支持基板と樹脂層とを分離する際、これらの密着性を低下させる方法として、例えばレ
ーザを照射する方法が挙げられる。レーザとして、線状レーザを用い、これを走査するこ
とにより、レーザを支持基板と樹脂層との界面に照射することが好ましい。これにより支
持基板の面積を大きくした際の工程時間を短縮することができる。レーザとしては、例え
ば波長が３０８ｎｍのエキシマレーザを好適に用いることができる。
また、樹脂層１０１及び樹脂層１０２は、感光性の樹脂材料を用いて形成すると好まし
い。感光性の樹脂材料を用いることで、容易に樹脂層を形成することができる。また、所
望の形状の樹脂層を容易に形成することができる。例えば、開口を有する樹脂層、または
それぞれ厚さが異なる２以上の領域を有する樹脂層等を、容易に形成することができる。
また、感光性の樹脂材料は、例えば平坦化膜等に用いる絶縁膜にも好適に用いることが
できる材料である。そのため、剥離のための樹脂層と、他の絶縁膜等とで、材料や形成装
置を共有することができ、表示装置の製造コストを低減することができる。
樹脂層１０１及び樹脂層１０２に感光性の樹脂材料を用いる場合、樹脂層１０１及び樹
脂層１０２は、光を吸収する機能を有する化合物を有することが好ましい。なお、該光を
吸収する機能を有する化合物は、樹脂材料に添加されていると好ましい。光を吸収する機
能を有する化合物と、樹脂材料を形成する化合物と、を異なる化合物とすることで、材料
設計が容易となり、材料選択の幅を広げることができる。
樹脂層１０１及び樹脂層１０２は、発光素子１２０が呈する光が透過するよう、可視光
を透過する機能を有すると好ましい。そのため、樹脂層１０１及び樹脂層１０２に添加さ
れる、光を吸収する機能を有する化合物としては、紫外光の波長領域の光を吸収する機能
を有する化合物が好ましい。当該波長領域としては、３００ｎｍ以上４５０ｎｍ以下、好
ましくは３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。また、樹脂層１０１及び樹脂層１０２に
は、例えばアクリル、ポリイミド、またはシリコーン（シロキサン結合を有する）など様
々な樹脂を用いることができるが、耐熱性及び不純物の遮蔽性等に優れていることから、
ポリイミドを用いることが好ましい。
ポリイミドは、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物からポリイミド前
駆体を得た後、イミド化反応を用いてイミド化させる方法を用いて合成することができる
。当該イミド化反応として脱水反応を用いる場合、イミド化反応によって生成する水を速
やかに除去するために、水との反応性を有する化合物を添加することが好ましい。また、
光を吸収する機能を有する化合物が、水との反応性をも有すると好ましい。
光を吸収する機能及び水との反応性を有する化合物として、例えば、スルホニル基を有
するキノンジアジド骨格を有する化合物が好ましい。キノンアジド骨格を有する化合物は
、光の吸収及び水との反応によってカルボン酸骨格を形成することができる。
キノンジアジド骨格を有する化合物としては、例えば、フェノール基またはアルコール
基を有する第１の骨格と、キノンジアジドスルホン酸を有する第２の骨格と、がエステル
で結合した化合物を用いることができる。なお、キノンジアジド骨格を有する化合物が、
エステル結合に換えてアミド結合を有してもよい。
該第１の骨格としては、例えば、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベ
ンゾフェノン、ペンタヒドロキシベンゾフェノン、ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、ま
たはポリヒドロキシフェニルアルカン等が挙げられる。
該第２の骨格としては、紫外光を吸収する機能を有する骨格が好ましく、例えば、１，
２−ナフトキノンジアジド−４−スルホン酸骨格、１，２−ナフトキノンジアジド−５−
スルホン酸骨格等が挙げられる。１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホニルエステ
ル化合物はｉ線（波長３６５ｎｍ）に吸収を有し、１，２−ナフトキノンジアジド−４−
スルホニルエステル化合物はｇ線（波長４３６ｎｍ）に吸収を有する。照射する光の波長
によって、該第２の骨格に用いる骨格を適宜選択することができる。第２の骨格として紫
外光の波長領域に光の吸収を有する骨格を用いることで、可視光領域の光を透過する樹脂
層を形成することができる。
スルホニル基は、硫黄を有する置換基である。そのため、スルホニル基を含む化合物を
有する層は、硫黄を含む層である。該層が含有する硫黄は、例えば、エネルギー分散型Ｘ
線分析法（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｏｒｏｓｃｏ
ｐｙ：ＥＤＸ）で確認することができる。ＥＤＸは、試料に電子線を照射して発生する特
性Ｘ線を検出し、当該Ｘ線を分光することで、元素分析を行うことができる手法である。
図１（Ｂ）に、硫黄を含む層のＥＤＸ分析結果の例を示す。図１（Ｂ）のように、ＥＤ
Ｘ分析により、層に含まれる元素を検出することができる。また、ＥＤＸ分析結果より、
層に含まれる元素の含有比を測定することができる。
例えば、樹脂層としてポリイミドを用いた場合、ポリイミドは炭素、酸素、及び窒素を
有する樹脂であるため、これらの元素が検出される。樹脂層に、スルホニル基等の硫黄を
有する化合物が含まれる場合、さらに硫黄が検出される。光を吸収する機能を有する化合
物がスルホニル基を有する場合、ＥＤＸ分析によって測定される硫黄の強度によって、樹
脂層が含む、光を吸収する機能を有する化合物のスルホニル基の比率を推定することが可
能である。樹脂層が効率よく光を吸収するためには、樹脂層が含む化合物のスルホニル基
の比率は多い方が好ましい。また、イミド化反応によって生成する水を速やかに除去する
ためには、樹脂層が含む化合物群において、イミド骨格よりキノンジアジド骨格の比率が
多い方が好ましい。したがって、光を吸収する機能を有する化合物が、キノンジアジドス
ルホニル骨格を有する場合、結果として、窒素より硫黄の比率が多い方が好ましい。すな
わち、ＥＤＸ分析によって測定される硫黄の強度は、窒素の強度以上であると好ましい。
上記で説明したように、ポリイミドは、例えば、以下のスキーム（ａ）及びスキーム（
ｂ）により合成することができる。
Figure 2021131555
Figure 2021131555
スキーム（ａ）に示すように、一般式（Ａ０）で表されるテトラカルボン酸二無水物と
、一般式（Ａ１）で表されるジアミン化合物と、から一般式（Ａ２）で表されるポリイミ
ド前駆体を得る。次に、スキーム（ｂ）に示すように、一般式（Ｂ０）で表されるナフト
キノンジアジドスルホニル骨格を有する化合物を一般式（Ａ２）で表されるポリイミド前
駆体に添加し、光を照射することで、インデンスルホニル骨格を有する化合物のケテン体
が生成する。当該ケテン体は、水と容易に反応する機能を有するため、一般式（Ａ２）で
表されるポリイミド前駆体の脱水剤としての機能を有する。結果として、一般式（Ａ３）
で表されるポリイミドと、一般式（Ｂ２）で表されるスルホニル基を有するインデンカル
ボン酸化合物と、を得ることができる。
スキーム（ａ）及びスキーム（ｂ）において、Ａｒとしては、炭素数６乃至４０のアリ
ーレン基、または炭素数４乃至４０のシクロアルキレン基等を有する基が挙げられる。ま
た、Ｒ１としては、炭素数６乃至４０のアリーレン基、または炭素数６乃至４０のシクロ
アルキレン基等を有する基が挙げられる。また、Ｒ２としては、炭素数６乃至４０のアリ
ール基等を１つまたは複数有する基が挙げられ、当該アリール基がそれぞれエステル結合
によりスルホニル基と結合を有する構造が好ましい。また、当該Ａｒ、Ｒ１、及びＲ２は
、それぞれ置換基を有していてもよい。当該置換基としては、炭素数１乃至２０のアルキ
ル基、炭素数１乃至２０のアルコキシル基、炭素数６乃至２０のアリール基、または炭素
数６乃至２０のシクロアルキル基等が挙げられ、フルオロアルキル基、エステル基、ニト
ロ基、またはシアノ基等であってもよい。
なお、樹脂層１０１及び樹脂層１０２は、キノンジアジド化合物以外の光を吸収する化
合物を有していてもよい。これにより高い吸光度を有することができる。また、増感剤等
を有していてもよい。
≪トランジスタ≫
トランジスタ１１０は、絶縁層１３１上に設けられゲート電極としての機能を有する導
電層１１５と、ゲート絶縁層としての機能を有する絶縁層１３７の一部と、半導体層１１
２と、ゲート絶縁層としての機能を有する絶縁層１３２と、ゲート電極としての機能を有
する導電層１１１と、を有する。また、半導体層１１２の上面及び側端部、絶縁層１３２
の側面、及び導電層１１１を覆って絶縁層１３３を有する。また、絶縁層１３３に設けら
れた開口を介して半導体層１１２の上面と電気的に接続され、ソース電極またはドレイン
電極の一方としての機能を有する導電層１１３ａと、ソース電極またはドレイン電極の他
方としての機能を有する導電層１１３ｂと、を有する。
なお、本発明の一態様の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例
えば、プレーナ型のトランジスタ、スタガ型のトランジスタ、または逆スタガ型のトラン
ジスタであってもよい。また、トップゲート構造またはボトムゲート構造のトランジスタ
であってもよく、チャネルの上下にゲート電極が設けられてもよい。
トランジスタ１１０は、トップゲート型のトランジスタである。そのため、導電層１１
１と導電層１１３ａまたは導電層１１３ｂとの物理的な距離を離すことが容易であり、こ
れらの間の寄生容量を低減することが可能である。したがって、表示のフレーム周波数を
高めることができる。また、例えば表示部が８インチ以上である大型の表示装置に好適に
用いることができる。また、半導体層１１２が、ゲート電極としての機能を有する導電層
１１５と、導電層１１１と、に挟持された構造を有する。そのため、チャネルを誘起させ
るための電界を効果的に半導体層１１２に印加することができる。その結果、トランジス
タ１１０の電流駆動能力が向上し、高いオン電流特性を得ることが可能となる。また、オ
ン電流を高くすることが可能であるため、トランジスタ１１０を微細化することが可能と
なる。また、導電層１１１及び導電層１１５の一方にしきい値電圧を制御するための電位
を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタ１１０のしきい値電圧を
制御することができる。また、トランジスタ１１０は、半導体層１１２が、導電層１１１
及び導電層１１５によって囲まれた構造を有するため、トランジスタ１１０の機械的強度
を高めることができる。
ここで、導電層１１１として、酸化物を含む導電性材料を用いることが好ましい。これ
により、導電層１１１を構成する導電膜の成膜時に、酸素を含む雰囲気下で成膜すること
で、絶縁層１３２に酸素を供給することができる。成膜ガス中の酸素ガスの割合を９０％
以上１００％以下の範囲とすることが好ましい。絶縁層１３２に供給された酸素は、後の
熱処理により半導体層１１２に供給され、半導体層１１２中の酸素欠損の低減を図ること
ができる。
特に、導電層１１１には低抵抗化された酸化物半導体を用いることが好ましい。このと
き、絶縁層１３３に水素を放出する絶縁膜、例えば窒化シリコン膜等を用いることが好ま
しい。絶縁層１３３の成膜中、またはその後の熱処理によって導電層１１１中に水素が供
給され、導電層１１１の電気抵抗を効果的に低減することができる。
なお、ここでは絶縁層１３２が、導電層１１１と重ならない部分に存在しない場合の例
を示しているが、絶縁層１３２が半導体層１１２の上面及び側端部を覆って設けられてい
てもよい。
絶縁層１３１及び絶縁層１４１には、防湿性の高い膜を用いることができる。一対の防
湿性の高い絶縁膜の間に、トランジスタ１１０及び発光素子１２０を形成することで、ト
ランジスタ及び表示素子に水等の不純物が侵入することを抑制することができ、表示装置
の信頼性を高めることができる。防湿性の高い膜の材料としては、窒化シリコン、窒化酸
化シリコン等の窒素とケイ素を含む材料、及び窒化アルミニウム膜等の窒素とアルミニウ
ムを含む材料等が挙げられる。また、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウ
ム等を用いてもよい。防湿性の高い絶縁膜の水蒸気透過量としては、例えば１×１０−５
［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、好ましくは１×１０−６［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下
、より好ましくは１×１０−７［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、さらに好ましくは１×１
０−８［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下であればよい。
また、絶縁層１３３及び絶縁層１３４は、トランジスタ１１０を覆って設けられる。絶
縁層１３４は、平坦化層としての機能を有する。絶縁層１３３及び絶縁層１３４の少なく
とも一には、水または水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。こ
れにより、外部から不純物がトランジスタ１１０に拡散することを抑制することが可能と
なり、表示装置１０の信頼性を高めることが可能となる。
半導体層１１２は、トランジスタ１１０のチャネル形成領域として機能する領域を有す
る。半導体層１１２は、酸化物半導体を有すると好ましい。トランジスタ１１０のチャネ
ル形成領域に酸化物半導体を用いることで、例えば低温ポリシリコン（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐ
ｅｒａｔｕｒｅ Ｐｏｌｙ−Ｓｉｌｉｃｏｎ：ＬＴＰＳ）を用いる場合よりも、プロセス
温度の最高温度を低くすることができる。
チャネル形成領域に酸化物半導体を用いたトランジスタは、低温での形成が可能であり
、具体的には４００℃以下、３５０℃以下、または３００℃以下で形成することが可能で
ある。そのため、樹脂層に高い耐熱性が求められない。したがって、樹脂層の耐熱温度を
低くすることができ、材料の選択の幅が広がる。また、酸化物半導体を用いたトランジス
タは、レーザ結晶化の工程が不要である。また、酸化物半導体のバンドギャップは、２．
５ｅＶ以上３．５ｅＶ以下（好ましくは３．０ｅＶ以上）と大きく、シリコンに比べて光
の吸収が少ない。そのため、剥離工程にレーザを用い、レーザが酸化物半導体に照射され
ても吸収されにくいため、その電気特性への影響を抑制することができる。したがって、
樹脂層の厚さを薄くすることができる。樹脂層１０１に高い耐熱性を必要とせず、薄膜化
できることから、表示装置の作製時のコストを低減することができる。
一方、トランジスタのチャネル形成領域にＬＴＰＳを用いる場合、例えば５００℃以上
または５５０℃以上のプロセス最高温度が必要なため、樹脂層にも同様の温度までの耐熱
性が求められる。そのため、樹脂層に用いることができる材料は極めて限定的となる。ま
た、ＬＴＰＳの作製時におけるレーザ結晶化の工程でのダメージを緩和するため、樹脂層
を厚く（例えば１０μｍ以上、または２０μｍ以上）形成する必要がある。また、シリコ
ンのバンドギャップは１．１ｅＶ程度と小さいため、支持基板からトランジスタ等を剥離
するために剥離層として機能する樹脂層にレーザ光を照射する際に、シリコンがレーザ光
を吸収することを抑制するためにも、樹脂層を厚く形成する必要がある。このように、耐
熱性の高い特殊な材料を厚く形成する必要があるため、表示装置の製造コストが増加して
しまう。
樹脂層１０１の耐熱性は、例えば、加熱による重量減少率、具体的には５％重量減少温
度等で評価することができる。本発明の一態様においては、樹脂層の５％重量減少温度は
、４５０℃以下が好ましく、４００℃以下がより好ましく、４００℃未満がより好ましく
、３５０℃未満がさらに好ましい。
≪発光素子≫
発光素子１２０は、導電層１２１と、ＥＬ層１２２と、導電層１２３と、を有する。導
電層１２１は、可視光を反射する機能を有し、導電層１２３は、可視光を透過する機能を
有する。したがって、発光素子１２０は、被形成面側と反対側に光を射出する上面射出型
（トップエミッション型ともいう）の発光素子である。ただし、本発明の一態様はこれに
限定されず、発光素子の被形成面側に光を射出する下面射出型（ボトムエミッション型と
もいう）の発光素子であってもよく、発光素子の被形成面側及び反対側の双方に取り出す
両面射出型（デュアルエミッション型ともいう）の表示装置であってもよい。
導電層１２１は、絶縁層１３４に設けられた開口を介して導電層１１３ｂと電気的に接
続される。絶縁層１３５は、導電層１２１の端部を覆い、且つ導電層１２１の上面が露出
するよう開口が設けられる。ＥＬ層１２２及び導電層１２３は、絶縁層１３５及び導電層
１２１の露出した領域を覆い、順に設けられる。
着色層１５２は、発光素子１２０と重なる領域を有し、遮光層１５３は、発光素子１２
０と重なる領域に開口を有する。また、当該開口と、トランジスタ、容量素子、及び配線
等を重ねて配置するよう発光素子１２０を形成することで、発光素子１２０の開口率を高
めることができ好ましい。
着色層１５２は、特定の波長領域の光を透過する機能を有する。例えば、赤色、緑色、
青色、または黄色の波長領域の光を透過するカラーフィルタを用いることができる。着色
層１５２に用いる材料としては、金属材料、樹脂材料、または顔料もしくは染料が含まれ
た樹脂材料等が挙げられる。
なお、本発明の一態様に係る表示装置は、着色層１５２を有する構成に限定されない。
表示装置は、着色層を有さない構成であってもよく、色変換層または量子ドットを含む層
を有する構成であってもよい。
遮光層１５３は、隣接する着色層１５２との間に設けられる。遮光層１５３は、隣接す
る発光素子からの光を遮り、隣接する発光素子間における混色を抑制する機能を有する。
着色層１５２の端部を、遮光層１５３と重なるよう形成することにより、発光素子からの
光漏れを抑制することができる。遮光層１５３としては、例えば、金属材料、または顔料
もしくは染料を含む樹脂材料等を用いて形成することができる。
導電層１２１及び導電層１２３の一方は、陽極としての機能を有し、他方は陰極として
の機能を有する。また、ＥＬ層１２２は、発光性の材料を有する層である。導電層１２１
と導電層１２３との間に電圧を印加することで、ＥＬ層１２２に陽極から正孔が、陰極か
ら電子が注入される。注入された正孔及び電子は、ＥＬ層１２２内において再結合し、Ｅ
Ｌ層１２２に含まれる発光性の材料が発光する。なお、ＥＬ層１２２は、少なくとも発光
性の材料を含む発光層を有する。また、発光層以外に、正孔または電子の注入障壁を低減
する、正孔または電子の輸送性を向上する、正孔または電子の輸送性を阻害する、または
電極による消光現象を抑制する、等の機能を有する層を有する構成であってもよい。なお
、各層はそれぞれ単層であっても、複数の層が積層された構成であってもよい。
ＥＬ層１２２は、紫色、青色、青緑色、緑色、黄緑色、黄色、黄橙色、橙色、または赤
色の光を呈する発光性の材料の中から選ばれるいずれか一つまたは複数を有すると好まし
い。ＥＬ層１２２には、有機化合物及び無機化合物を用いることができる。また、有機化
合物として、低分子化合物及び高分子化合物を用いることができる。
＜発光装置の変形例＞
次に、図１（Ａ）に示す表示装置１０と異なる構成例について、図２乃至図４を用いて
、以下説明を行う。なお、図２乃至図４において、図１（Ａ）に示す符号と同様の機能を
有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の
機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
≪変形例１≫
図２（Ａ）は、本発明の一態様の表示装置を示す上面図である。
図２（Ａ）に示す表示装置１０ａは、表示部１６０と駆動回路部１６２を有する。また
、表示装置１０ａには、ＦＰＣ１７７が貼り付けられている。
図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す表示装置１０ａの表示部１６０及びＦＰＣ１７７との
接続部の断面模式図である。
表示装置１０ａは、導電層１１３ｃを有する。導電層１１３ｃは、トランジスタ１１０
が有する導電層と同一の材料及び同一の工程で形成することができる。例えば、導電層１
１３ｃは、導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂと同一の材料及び同一の工程で形成するこ
とができる。導電層１１３ｃは、駆動回路部１６２に外部からの信号または電位を伝達す
る外部入力端子と電気的に接続する。ここでは、外部入力端子としてＦＰＣ１７７を設け
る例を示している。接続体１７６を介してＦＰＣ１７７と導電層１１３ｃは電気的に接続
する。
接続体１７６としては、様々な異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ
Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）及び異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒ
ｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
上述の通り、樹脂層１０１は、感光性の材料を用いて形成することができる。そのため
、樹脂層１０１に開口を設けることが容易であり、樹脂層１０１に設けた開口を介して、
導電層１１３ｃとＦＰＣ１７７とを電気的に接続することができる。このような構成とす
ることで、ＦＰＣ１７７を、表示面とは反対側に配置することができる。そのため、表示
装置を電子機器に組み込む際に、ＦＰＣ１７７を折り曲げるためのスペースを省くことが
でき、より小型化した電子機器を実現できる。
≪変形例２≫
図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、本発明の一態様の表示装置を示す断面模式図である。
図３（Ａ）に示す表示装置１０ｂは、トランジスタ１１０ａ及び発光素子１２０を有す
る。トランジスタ１１０ａは、トップゲート型のトランジスタである。トップゲート型の
トランジスタを用いることにより、寄生容量が低減でき、表示のフレーム周波数を高める
ことができる。また、トランジスタ１１０ａは、導電層１１５（トランジスタ１１０参照
）を有さないため、簡便に作製することができる。そのため、表示装置の製造コストを低
減することができる。
図３（Ｂ）に示す表示装置１０ｃは、トランジスタ１１０ｂ及び発光素子１２０を有す
る。トランジスタ１１０ｂは、ボトムゲート型のトランジスタである。トランジスタ１１
０ｂは、絶縁層１３１上に設けられゲート電極としての機能を有する導電層１１１と、ゲ
ート絶縁層としての機能を有する絶縁層１３２の一部と、半導体層１１２と、ソース電極
またはドレイン電極の一方としての機能を有する導電層１１３ａと、ソース電極またはド
レイン電極の他方としての機能を有する導電層１１３ｂと、保護絶縁層としての機能を有
する絶縁層１３３とを有する。トランジスタ１１０ｂは、チャネルエッチ型のトランジス
タであり、半導体層１１２に導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂそれぞれの一方の端部が
直接接続するため、導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂ間の距離を小さくすることが容易
である。そのため、画素密度が高く高精細な表示装置を作製することができる。
図３（Ｃ）に示す表示装置１０ｄは、トランジスタ１１０ｃ及び発光素子１２０を有す
る。トランジスタ１１０ｃは、ボトムゲート型のトランジスタである。トランジスタ１１
０ｃは、絶縁層１３１上に設けられゲート電極としての機能を有する導電層１１１と、ゲ
ート絶縁層としての機能を有する絶縁層１３２の一部と、半導体層１１２と、ソース電極
またはドレイン電極の一方としての機能を有する導電層１１３ａと、ソース電極またはド
レイン電極の他方としての機能を有する導電層１１３ｂと、ゲート絶縁層としての機能を
有する絶縁層１３３と、ゲート電極としての機能を有する導電層１１４と、保護絶縁層と
しての機能を有する絶縁層１３６と、を有する。トランジスタ１１０ｃは、チャネルエッ
チ型のトランジスタであり、半導体層１１２に導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂそれぞ
れの一方の端部が直接接続するため、導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂ間の距離を小さ
くすることが容易である。また、半導体層１１２が、ゲート電極としての機能を有する導
電層１１１と、導電層１１４と、に挟持された構造を有する。そのため、チャネルを誘起
させるための電界を効果的に半導体層１１２に印加することができる。その結果、トラン
ジスタ１１０ｃの電流駆動能力が向上し、高いオン電流特性を得ることが可能となる。ま
た、オン電流を高くすることが可能であるため、トランジスタ１１０ｃを微細化すること
が可能となる。また、トランジスタ１１０ｃは、半導体層１１２が、導電層１１１及び導
電層１１４によって囲まれた構造を有するため、トランジスタ１１０の機械的強度を高め
ることができる。
≪変形例３≫
図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、本発明の一態様の表示装置を示す断面模式図である。
図４（Ａ）に示す表示装置１０ｅは、トランジスタ１１０及び発光素子１２０ａを有す
る。表示装置１０ｅは、塗り分け方式で発光素子が形成された表示装置である。塗り分け
方式で発光素子を形成することで、発光素子の消費電力を低減することができる。
図４（Ｂ）に示す表示装置１０ｆは、トランジスタ１１０ｃ及び発光素子１２０ｂを有
する。表示装置１０ｆは、着色層１５２が絶縁層１３６と絶縁層１３４との間に挟持され
た構成である。樹脂層１０１上にトランジスタ、発光素子、及び着色層を作製するため、
発光素子と着色層との位置精度を高くすることができる。また、図４（Ｃ）に示す表示装
置１０ｇのように、発光素子を塗り分け方式で形成してもよい。塗り分け方式で発光素子
を形成することで、発光素子の消費電力を低減することができる。
以上のように、本発明の一態様の表示装置は、酸化物半導体をトランジスタに用いるた
め、トランジスタの作製工程を低温で行うことができる。また、樹脂層を、薄膜で耐熱性
が低い層とすることができる。したがって、表示装置の軽量化及び薄型化が可能となる。
また、表示装置の可撓性を高めることができる。また、樹脂層の厚いことに起因して表示
装置が反る問題を抑制できることがある。
＜表示装置の作製方法１＞
以下では、図１（Ａ）で例示した表示装置１０の作製方法の例について、図５乃至図８
を参照して説明する。
表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スパッタリング法、化学
気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真空蒸
着法、パルスレーザ堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）
法、原子層成膜（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を用
いて形成することができる。ＣＶＤ法としては、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ：Ｐ
ｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
）法や、熱ＣＶＤ法でもよい。熱ＣＶＤ法の例として、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶ
Ｄ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ ＣＶＤ）法を使ってもよい。
また、表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スピンコート、デ
ィップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印
刷、ドクターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等
の方法により形成することができる。
また、表示装置を構成する薄膜を加工する際には、フォトリソグラフィ法等を用いて加
工することができる。または、遮蔽マスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を形成し
てもよい。または、ナノインプリント法、サンドブラスト法、リフトオフ法などにより薄
膜を加工してもよい。フォトリソグラフィ法としては、加工したい薄膜上にレジストマス
クを形成して、エッチング等により当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法と
、感光性を有する薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加
工する方法と、がある。
フォトリソグラフィ法において、露光に用いる光は、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、
ｈ線（波長４０５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、またはこれらを混合させた光を用い
ることができる。そのほか、紫外線やＫｒＦレーザ光、またはＡｒＦレーザ光等を用いる
こともできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。また、露光に用いる光と
して、極端紫外光（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ−ｖｉｏｌｅｔ）やＸ線を用い
てもよい。また、露光に用いる光に換えて、電子ビームを用いることもできる。極端紫外
光、Ｘ線または電子ビームを用いると、極めて微細な加工が可能となるため好ましい。な
お、電子ビームなどのビームを走査することにより露光を行う場合には、フォトマスクは
不要である。
薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウエットエッチング法、サンドブラスト
法などを用いることができる。
≪樹脂層の形成≫
まず、支持基板６１を準備する。支持基板６１としては、搬送が容易となる程度に剛性
を有する材料であり、且つ作製工程にかかる温度に対して耐熱性を有する材料を用いるこ
とができる。例えば、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、樹脂、半導体、金属また
は合金などの材料を用いることができる。ガラスとしては、例えば、無アルカリガラス、
バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等を用いることができる。
続いて、支持基板６１上に、樹脂層１０１を形成する（図５（Ａ））。
まず、樹脂層１０１となる材料を支持基板６１上に塗布する。塗布は、スピンコート法
を用いると大型の基板に均一に薄い樹脂層１０１を形成できるため好ましい。
他の塗布方法として、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スク
リーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテ
ンコート、ナイフコート等の方法を用いてもよい。
当該材料は、感光性を有することが好ましい。また当該材料は、粘度を調整するための
溶媒が含まれていることが好ましい。
当該材料には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂
、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂等の樹脂、これらの樹脂
の前駆体、または重合後にこれらの樹脂となる重合性モノマーを含むことが好ましい。す
なわち、形成された樹脂層１０１は、これら樹脂を含む。
塗布に用いる当該材料の粘度は、５ｃＰ以上５００ｃＰ未満、好ましくは粘度が５ｃＰ
以上１００ｃＰ未満、より好ましくは粘度が１０ｃＰ以上５０ｃＰ以下であることが好ま
しい。材料の粘度が低いほど、塗布が容易となる。また、材料の粘度が低いほど、気泡の
混入を抑制でき、良質な膜を形成できる。また材料の粘度が低いほど、薄く均一に塗布す
ることが可能なため、より薄い樹脂層１０１を形成することができる。
続いて、支持基板６１に露光（光照射）し、塗布した材料を硬化させることで樹脂層１
０１を形成する。このとき、光照射に加えて熱処理を行ってもよい。加熱により材料中の
溶媒を除去することができる。また加熱は、後のトランジスタ１１０の作製工程にかかる
最高温度と同じまたはそれよりも高い温度で加熱することが好ましい。例えば３００℃以
上６００℃以下、好ましくは３５０℃以上５５０℃以下、より好ましくは４００℃以上５
００℃以下、代表的には４５０℃で加熱することが好ましい。樹脂層１０１の形成時に、
表面が露出した状態でこのような温度で加熱することにより、樹脂層１０１から脱離しう
るガスを除去することができるため、トランジスタ１１０の作製工程中にガスが脱離する
ことを抑制できる。
樹脂層１０１の厚さは、０．０１μｍ以上１０μｍ未満であることが好ましく、０．１
μｍ以上３μｍ以下であることがより好ましく、０．５μｍ以上１μｍ以下であることが
さらに好ましい。低粘度の溶液を用いることで、樹脂層１０１を薄く均一に形成すること
が容易となる。
また、樹脂層１０１の熱膨張係数は、０．１ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下である
ことが好ましく、０．１ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下であることがより好ましい。
樹脂層１０１の熱膨張係数が低いほど、加熱による膨張または収縮に伴う応力により、ト
ランジスタ等が破損することを抑制できる。
ここで、樹脂層１０１に感光性の材料を用いた場合、フォトリソグラフィ法により、一
部を除去することが可能となる。具体的には、材料を塗布した後に溶媒を除去するための
熱処理（プリベーク処理ともいう）を行い、その後露光を行う。続いて、現像処理を施す
ことで、不要な部分を除去することができる。また、その後に熱処理（ポストベーク処理
ともいう）を行うことが好ましい。２回目の熱処理を、上記で示した温度で行えばよい。
上記方法で樹脂層１０１に開口部を設けることにより、以下のような構成を実現できる
。例えば、開口部を覆うように導電層を配置することで、後述する剥離工程後に、裏面側
に一部が露出した電極（裏面電極、貫通電極ともいう）を形成することができる。当該電
極は、外部接続端子として用いることもできる。また、例えば２つの表示パネルを貼り合
わせるためのマーカー部に樹脂層１０１を設けない構成とすることで、位置合わせ精度を
高めることができる。
≪絶縁層１３１の形成≫
続いて、樹脂層１０１上に絶縁層１３１を形成する（図５（Ｂ））。
絶縁層１３１は、樹脂層１０１に含まれる不純物が、後に形成するトランジスタや発光
素子に拡散することを防ぐバリア層として用いることができる。そのためバリア性の高い
材料を用いることが好ましい。
絶縁層１３１としては、例えば窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜
、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用
いることができる。また、上述の２以上の絶縁膜を積層して用いてもよい。特に、樹脂層
１０１側から窒化シリコン膜と酸化シリコン膜の積層膜を用いることが好ましい。
また、樹脂層１０１の表面に凹凸がある場合、絶縁層１３１は当該凹凸を被覆すること
が好ましい。また、絶縁層１３１が当該凹凸を平坦化する平坦化層としての機能を有して
いてもよい。例えば、絶縁層１３１として、有機絶縁材料と無機絶縁材料を積層して用い
ることが好ましい。有機絶縁材料としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹
脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹
脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等の
樹脂を用いることができる。
絶縁層１３１は、例えば室温以上４００℃以下、好ましくは１００℃以上３５０℃以下
、より好ましくは１５０℃以上３００℃以下の温度で形成することが好ましい。
≪トランジスタの形成≫
続いて、図５（Ｃ）に示すように、絶縁層１３１上にトランジスタ１１０を形成する。
ここではトランジスタ１１０の一例として、トップゲート構造のトランジスタを作製する
場合の例を示している。
まず、絶縁層１３１上に導電層１１５を形成する。導電層１１５は、導電膜を成膜した
後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去す
ることにより形成できる。
表示装置が有する導電層には、それぞれ、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、
銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、もしくはタングステン等
の金属、またはこれを主成分とする合金を単層構造または積層構造として用いることがで
きる。または、酸化インジウム、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、タングステンを含むイ
ンジウム酸化物、タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、チタンを含むインジウム酸
化物、チタンを含むＩＴＯ、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ガリウムを含
むＺｎＯ、またはシリコンを含むＩＴＯ等の透光性を有する導電材料を用いてもよい。ま
た、不純物元素を含有させる等して低抵抗化させた、多結晶シリコンもしくは酸化物半導
体等の半導体、またはニッケルシリサイド等のシリサイドを用いてもよい。また、グラフ
ェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に形成された酸
化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。また、不純物元素を含有させた
酸化物半導体等の半導体を用いてもよい。または、銀、カーボン、もしくは銅等の導電性
ペースト、またはポリチオフェン等の導電性ポリマーを用いて形成してもよい。導電性ペ
ーストは、安価であり、好ましい。導電性ポリマーは、塗布しやすく、好ましい。
続いて、絶縁層１３７を形成する。絶縁層１３７は、絶縁層１３１に用いることのでき
る無機絶縁膜を援用できる。
続いて、半導体層１１２を形成する。半導体層１１２は、半導体膜を成膜した後、レジ
ストマスクを形成し、当該半導体膜をエッチングした後にレジストマスクを除去すること
により形成できる。
半導体膜は、成膜時の基板温度を室温以上３００℃以下、好ましくは室温以上２２０℃
以下、より好ましくは、室温以上２００℃以下、さらに好ましくは室温以上１７０℃以下
の温度で形成する。ここで成膜時の基板温度が室温であるとは、基板を意図的に加熱しな
いことを指す。このとき、成膜時に基板が受けるエネルギーにより、室温よりも高い温度
になる場合も含む。また、室温とは例えば１０℃以上３０℃以下の温度範囲を指し、代表
的には２５℃とする。
半導体膜には、酸化物半導体を用いることが好ましい。特にシリコンよりもバンドギャ
ップの大きな酸化物半導体を適用することが好ましい。シリコンよりもバンドギャップが
広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると、トランジスタのオフ状態におけ
る電流を低減できるため好ましい。
また、酸化物半導体として、バンドギャップが２．５ｅＶ以上、好ましくは２．８ｅＶ
以上、より好ましくは３．０ｅＶ以上の材料を用いることが好ましい。このような酸化物
半導体を用いることにより、後述する剥離工程におけるレーザ光等の光の照射において、
当該光が半導体膜を透過するため、トランジスタの電気特性への悪影響が生じにくくなる
。
特に、本発明の一態様に用いる半導体膜は、不活性ガス（例えばＡｒ）及び酸素ガスの
いずれか一方または両方を含む雰囲気下にて基板を加熱した状態で、スパッタリング法に
よって成膜することが好ましい。
成膜時の基板温度は室温以上２００℃以下、好ましくは室温以上１７０℃以下の温度と
することが好ましい。基板の温度を高めることにより、配向性を有する結晶部がより多く
形成され、電気的な安定性に優れた半導体膜を形成できる。このような半導体膜を用いる
ことで、電気的な安定性に優れたトランジスタを実現できる。また、基板温度を低くする
、または意図的に加熱しない状態で成膜することで、配向性を有する結晶部の割合が小さ
く、キャリア移動度の高い半導体膜を形成できる。このような半導体膜を用いることで、
高い電界効果移動度を示すトランジスタを実現できる。
また、成膜時の酸素の流量比（酸素分圧）は、０％以上１００％未満、好ましくは０％
以上５０％以下、より好ましくは０％以上３３％以下、さらに好ましくは０％以上１５％
以下である。酸素流量を低減することにより、キャリア移動度の高い半導体膜を形成でき
、より高い電界効果移動度を示すトランジスタを実現できる。
成膜時の基板温度と、成膜時の酸素流量を上述の範囲とすることで、配向性を有する結
晶部と、配向性を有さない結晶部とが混在した半導体膜を得ることができる。また、基板
温度と酸素流量を上述の範囲内で最適化することにより、配向性を有する結晶部と配向性
を有さない結晶部の存在割合を制御することが可能となる。
半導体膜の成膜に用いることの可能な酸化物ターゲットとしては、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系
酸化物に限られず、例えば、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物（Ｍは、Ａｌ、Ｙ、またはＳｎ）を
適用することができる。
また、複数の結晶粒を有する多結晶酸化物を含むスパッタリングターゲットを用いて、
結晶部を含む半導体膜を成膜すると、多結晶酸化物を含まないスパッタリングターゲット
を用いた場合に比べて、結晶性を有する半導体膜が得られやすい。
特に、膜の厚さ方向（膜面方向、膜の被形成面、または膜の表面に垂直な方向ともいう
）に配向性を有する結晶部と、このような配向性を有さずに無秩序に配向する結晶部が混
在した半導体膜を適用したトランジスタは、電気特性の安定性を高くできる、チャネル長
を微細にすることが容易となる、などの特徴がある。一方、配向性を有さない結晶部のみ
で構成される半導体膜を適用したトランジスタは、電界効果移動度を高めることができる
。なお、後述するように、酸化物半導体中の酸素欠損を低減することにより、高い電界効
果移動度と高い電気特性の安定性を両立したトランジスタを実現することができる。
このように、酸化物半導体膜を用いることで、ＬＴＰＳで必要であった高い温度での加
熱処理や、レーザ結晶化処理が不要であり、極めて低温で半導体層１１２を形成できる。
そのため、樹脂層１０１を薄く形成することが可能となる。
続いて、絶縁層１３２及び導電層１１１を形成する。絶縁層１３２及び導電層１１１は
、絶縁膜及び導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該絶縁膜及び導電膜をエ
ッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。絶縁層１３２は、絶
縁層１３１に用いることのできる無機絶縁膜を援用できる。導電層１１１は、導電層１１
５に用いることのできる導電膜を援用できる。
次に、半導体層１１２、絶縁層１３２、及び導電層１１１を覆う絶縁層１３３を形成す
る。絶縁層１３３は、絶縁層１３１に用いることのできる無機絶縁膜を援用できる。その
後、半導体層１１２に達する開口を形成する。当該開口は、レジストマスクを形成し、絶
縁層１３３をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。
続いて、導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂを形成する。導電層１１３ａ及び導電層１
１３ｂは、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした
後にレジストマスクを除去することにより形成できる。
以上のようにして、可撓性を有する樹脂層１０１上にトランジスタ１１０を作製できる
。トランジスタ１１０は、チャネルが形成される半導体層１１２に、酸化物半導体を含む
トランジスタである。トランジスタ１１０において、導電層１１５はゲート電極として機
能し、絶縁層１３７の一部はゲート絶縁層として機能し、絶縁層１３２はゲート絶縁層と
して機能し、導電層１１１はゲート電極として機能する。半導体層１１２はチャネル領域
と低抵抗領域とを有する。チャネル領域は絶縁層１３２を介して導電層１１１と重なる。
低抵抗領域は導電層１１３ａと接続される部分と、導電層１１３ｂと接続される部分と、
を有する。また、導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂは、それぞれソースまたはドレイン
のいずれか一方として機能する。
なお、この段階において、後述する方法を用いて樹脂層１０１と支持基板６１とを分離
することで、表示素子を有さないフレキシブルデバイスを作製することもできる。例えば
、トランジスタ１１０や、トランジスタ１１０に加えて容量素子、抵抗素子、及び配線な
どを形成し、樹脂層１０１と支持基板６１とを分離することで、半導体回路を有するフレ
キシブルデバイスを作製することができる。
≪絶縁層１３４の形成≫
続いて、トランジスタ１１０上に絶縁層１３４を形成する。絶縁層１３４は、後に形成
する表示素子の被形成面を有する層であるため、平坦化層として機能する層であることが
好ましい。絶縁層１３４は、絶縁層１３１に用いることのできる有機絶縁膜または無機絶
縁膜を援用できる。
絶縁層１３４は、樹脂層１０１と同様に、感光性を有する樹脂材料を用いることが好ま
しい。特に、絶縁層１３４と樹脂層１０１とに、同じ材料を用いることが好ましい。これ
により、絶縁層１３４と樹脂層１０１の材料や、これらを形成するための装置を共通化す
ることが可能となる。
また、絶縁層１３４は、樹脂層１０１と同様に、０．０１μｍ以上１０μｍ未満である
ことが好ましく、０．１μｍ以上３μｍ以下であることがより好ましく、０．５μｍ以上
１μｍ以下であることがさらに好ましい。低粘度の溶液を用いることで、絶縁層１３４を
薄く均一に形成することが容易となる。
≪発光素子１２０の形成≫
続いて、絶縁層１３４に、導電層１１３ｂ等に達する開口を形成する。
その後、導電層１２１を形成する。導電層１２１は、その一部が画素電極として機能す
る。導電層１２１は、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッ
チングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。
続いて、図５（Ｄ）に示すように、導電層１２１の端部を覆う絶縁層１３５を形成する
。絶縁層１３５は、絶縁層１３１に用いることのできる有機絶縁膜または無機絶縁膜を援
用できる。
絶縁層１３５は、樹脂層１０１と同様に、感光性を有する樹脂材料を用いることが好ま
しい。特に、絶縁層１３５と樹脂層１０１とに、同じ材料を用いることが好ましい。これ
により、絶縁層１３５と樹脂層１０１の材料や、これらを形成するための装置を共通化す
ることが可能となる。
また、絶縁層１３５は、樹脂層１０１と同様に、０．０１μｍ以上１０μｍ未満である
ことが好ましく、０．１μｍ以上３μｍ以下であることがより好ましく、０．５μｍ以上
１μｍ以下であることがさらに好ましい。低粘度の溶液を用いることで、絶縁層１３５を
薄く均一に形成することが容易となる。
続いて、図５（Ｅ）に示すように、ＥＬ層１２２及び導電層１２３を形成する。
ＥＬ層１２２は、蒸着法、塗布法、印刷法、吐出法などの方法で形成することができる
。ＥＬ層１２２を画素毎に作り分ける場合、メタルマスクなどのシャドウマスクを用いた
蒸着法、またはインクジェット法等により形成することができる。ＥＬ層１２２を画素毎
に作り分けない場合には、メタルマスクを用いない蒸着法を用いることができる。ここで
は、メタルマスクを用いない蒸着法により形成した例を示している。
導電層１２３は、蒸着法やスパッタリング法等を用いて形成することができる。
以上のようにして、発光素子１２０を形成することができる。発光素子１２０は、一部
が画素電極として機能する導電層１２１、ＥＬ層１２２、及び一部が共通電極として機能
する導電層１２３が積層された構成を有する。
≪樹脂層１０２の形成≫
支持基板６２を準備する。支持基板６２は、支持基板６１の記載を援用することができ
る。
続いて、支持基板６２上に、樹脂層１０２を形成する（図６（Ａ））。樹脂層１０２の
形成方法及び材料については、樹脂層１０１と同様の方法を用いることができる。
≪絶縁層１４１の形成≫
続いて、樹脂層１０２上に絶縁層１４１を形成する（図６（Ｂ））。絶縁層１４１は、
樹脂層１０２に含まれる不純物が、後に形成するトランジスタや発光素子に拡散すること
を防ぐバリア層として用いることができる。そのためバリア性の高い材料を用いることが
好ましい。
絶縁層１４１の形成方法及び材料については、絶縁層１３１の記載を援用できる。
≪遮光層、着色層の形成≫
続いて、絶縁層１４１上に遮光層１５３及び着色層１５２を形成する（図６（Ｃ））。
遮光層１５３は、金属材料または樹脂材料を用いることができる。金属材料を用いる場
合には、導電膜を成膜した後に、フォトリソグラフィ法等を用いて不要な部分を除去する
ことにより形成できる。また、顔料または染料を含む感光性の樹脂材料を用いる場合は、
フォトリソグラフィ法等により形成することができる。
また、着色層１５２は、感光性の材料を用いることで、フォトリソグラフィ法等により
島状に加工することができる。
以上により、樹脂層１０２上に絶縁層１４１、遮光層１５３、及び着色層１５２を形成
することができる。なお、樹脂層１０１側の作製工程と、樹脂層１０２側の作製工程は、
互いに独立して行うことができるため、その順序は問われない。またはこれら２つの工程
を並行して行ってもよい。
≪貼り合わせ≫
続いて、図６（Ｄ）に示すように、支持基板６１と支持基板６２とを、接着層１５１を
用いて貼り合わせる。そして、接着層１５１を硬化させる。これにより、発光素子１２０
を接着層１５１で封止することができる。
接着層１５１は、硬化型の材料を用いることが好ましい。例えば光硬化性を示す樹脂、
反応硬化性を示す樹脂、熱硬化性を示す樹脂等を用いることができる。特に、溶媒を含ま
ない樹脂材料を用いることが好ましい。
以上の工程により、トランジスタ１１０及び発光素子１２０を作製することができる。
図６（Ｄ）に示す時点では、トランジスタ１１０及び発光素子１２０は、支持基板６１及
び支持基板６２に挟持された状態である。
≪支持基板６１の分離≫
続いて、図７（Ａ）に示すように、トランジスタ１１０及び発光素子１２０が設けられ
ている支持基板６１側から、支持基板６１を介して樹脂層１０１に光７０を照射する。
光７０としては、好適にはレーザ光を用いることができる。特に、線状のレーザを用い
ることが好ましい。
なお、レーザ光と同等のエネルギーを照射可能であれば、フラッシュランプ等を用いて
もよい。
光７０は、少なくともその一部が支持基板６１を透過し、且つ樹脂層１０１に吸収され
る波長の光を選択して用いる。特に、光７０としては、可視光線から紫外線の波長領域の
光を用いることが好ましい。例えば波長が２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の光、好ましく
は波長が２５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の光を用いることが好ましい。特に、波長３０８
ｎｍのエキシマレーザを用いると、生産性に優れるため好ましい。エキシマレーザは、Ｌ
ＴＰＳにおけるレーザ結晶化にも用いるため、既存のＬＴＰＳ製造ラインの装置を流用す
ることができ、新たな設備投資を必要としないため好ましい。また、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ
の第三高調波である波長３５５ｎｍのＵＶレーザなどの固体ＵＶレーザ（半導体ＵＶレー
ザともいう）を用いてもよい。また、ピコ秒レーザ等のパルスレーザを用いてもよい。
光７０として、線状のレーザ光を用いる場合には、支持基板６２と光源とを相対的に移
動させることで光７０を走査し、剥離したい領域に亘って光７０を照射する。この段階で
は、樹脂層１０１の全面に亘って照射すると、樹脂層１０１全体が剥離可能となり、後の
分離の工程で支持基板６２の外周部をスクライブ等により分断する必要がない。または、
樹脂層１０１の外周部に光７０を照射しない領域を設けると、光７０の照射時に樹脂層１
０１と支持基板６１とが分離してしまうことを抑制できるため好ましい。
光７０の照射により、樹脂層１０１の支持基板６１側の表面近傍、または樹脂層１０１
の内部の一部が改質され、支持基板６１と樹脂層１０１との密着性が低下する。一方、光
７０を照射していない領域は、密着性は高いままである。
続いて、支持基板６１と樹脂層１０１とを分離する（図７（Ｂ））。
分離は、支持基板６２をステージに固定した状態で、支持基板６１に垂直方向に引っ張
る力をかけることにより行うことができる。例えば支持基板６１の上面の一部を吸着し、
上方に引っ張ることにより、引き剥がすことができる。ステージは、支持基板６２を固定
できればどのような構成でもよいが、例えば真空吸着、静電吸着などが可能な吸着機構を
有していてもよいし、支持基板６２を物理的に留める機構を有していてもよい。
また、分離は表面に粘着性を有するドラム状の部材を支持基板６１の表面に押し当て、
これを回転させることにより行ってもよい。このとき、剥離方向にステージを動かしても
よい。
また、樹脂層１０１の外周部に光７０を照射しない領域を設けた場合、樹脂層１０１の
光を照射した部分の一部に切欠き部を形成し、剥離のきっかけとしてもよい。切欠き部は
、例えば鋭利な刃物または針状の部材を用いることや、支持基板６１と樹脂層１０１を同
時にスクライブにより切断すること等により形成することができる。
図７（Ｂ）では、支持基板６１側に樹脂層１０１の一部である樹脂層１０１ａが残存し
ている例を示す。光７０の照射条件によっては、樹脂層１０１の内部で分離（破断）が生
じ、このように樹脂層１０１ａが残存する場合がある。または、樹脂層１０１の表面の一
部が融解する場合にも、同様に支持基板６１側に樹脂層１０１ａの一部が残存することが
ある。なお、支持基板６１と樹脂層１０１の界面で剥離する場合、支持基板６１側に樹脂
層１０１ａが残存しないことがある。
支持基板６１側に残存する樹脂層１０１ａの厚さは、例えば、１００ｎｍ以下、具体的
には４０ｎｍ以上７０ｎｍ以下程度とすることができる。残存した樹脂層１０１ａを除去
することで、支持基板６１は再利用が可能である。例えば、支持基板６１にガラスを用い
、樹脂層１０１にポリイミド樹脂を用いた場合は、発煙硝酸を用いて樹脂層１０１ａを除
去することができる。
≪基板１１の貼り合わせ≫
続いて、図７（Ｃ）に示すように、接着層５１を用いて樹脂層１０１と基板１１とを貼
り合わせる。
接着層５１は、上記接着層１５１の記載を援用できる。
基板１１及び後述する基板１２としては、樹脂材料を用いると、同じ厚さであってもガ
ラス等を用いた場合に比べて、表示装置を軽量化できる。また、可撓性を有する程度に薄
い材料を用いると、より軽量化できるため好ましい。また、樹脂材料を用いることで、表
示装置の耐衝撃性を向上させることができ、割れにくい表示装置を実現できる。
また、基板１１は視認側とは反対側に位置する基板であるため、可視光に対して透光性
を有していなくてもよい。そのため、金属材料を用いることもできる。金属材料は熱伝導
性が高く、基板全体に熱を容易に伝導できるため、表示装置の局所的な温度上昇を抑制す
ることができる。
≪支持基板６２の分離≫
続いて、図８（Ａ）に示すように、支持基板６２側から、支持基板６２を介して樹脂層
１０２に光７０を照射する。その後、図８（Ｂ）に示すように支持基板６２と樹脂層１０
２とを分離する。
光７０の照射方法については、上記の記載を援用できる。
分離は、基板１１をステージ等に固定した状態で行うことができる。分離方法について
は、上記の記載を援用できる。
≪基板１２の貼り合わせ≫
続いて、接着層５２を用いて樹脂層１０２と基板１２とを貼り合わせる（図１（Ａ）参
照）。
接着層５２は、上記接着層１５１の記載を援用できる。
基板１２は、視認側に位置する基板であるため、可視光に対して透光性を有する材料を
用いることができる。
以上の工程により、図１（Ａ）に示す表示装置１０を作製することができる。
＜表示装置の作製方法２＞
以下では、図２（Ｂ）で例示した表示装置１０ａの作製方法の例について、図９及び図
１０を参照して説明する。なお、図９及び図１０において、図５乃至図８に示す符号と同
様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。ま
た、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合が
ある。
まず、支持基板６１上に、感光性を有する材料を用いて、樹脂層１０１を形成する（図
９（Ａ））。
具体的には、感光性を有する材料を、厚さ０．１μｍ以上３μｍ以下となるよう成膜す
る。
次に、熱処理を行うことで溶媒を除去し、フォトマスクを用いて露光する。その後、現
像を行うことで、膜を所望の形状に加工する（図９（Ｂ））。
図９（Ｂ）では、樹脂層１０１に、第１の領域と第１の領域よりも厚さの薄い第２の領
域とを設ける例を示す。または、樹脂層１０１に開口を設けてもよい。
次に、所望の形状に加工された膜を加熱し、樹脂層１０１を形成する。特に、樹脂層１
０１上に形成する各層の作製温度と同じまたはそれよりも高い温度で加熱することが好ま
しい。例えば、トランジスタの作製温度が３５０℃までである場合、樹脂層１０１となる
膜を３５０℃以上４５０℃以下で加熱することが好ましく、３５０℃以上４００℃以下が
より好ましく、３５０℃以上４００℃未満がさらに好ましく、３５０℃以上３７５℃未満
がさらに好ましい。これにより、トランジスタの作製工程における、樹脂層１０１からの
脱ガスを大幅に抑制することができる。
次に、樹脂層１０１上に、絶縁層１３１を形成する。次に、絶縁層１３１上に、トラン
ジスタ１１０を形成する。
具体的には、まず、絶縁層１３１上に導電層１１５、絶縁層１３７、半導体層１１２、
絶縁層１３２、導電層１１１、絶縁層１３３を形成する（図９（Ｃ））。
次に、絶縁層１３１、絶縁層１３７、及び絶縁層１３３それぞれの、樹脂層１０１の厚
さの薄い領域（第２の領域）と重なる部分に開口を形成する（図９（Ｄ））。複数の層の
開口を一括で形成してもよいし、単層ごとに開口を形成してもよい。また、絶縁層１３３
には、半導体層１１２に達する開口も形成する。
続いて、導電層１１３ａ、導電層１１３ｂ、及び導電層１１３ｃを形成する（図９（Ｅ
））。導電層１１３ａ、導電層１１３ｂ、及び導電層１１３ｃは、導電膜を成膜した後、
レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去するこ
とにより形成できる。
次に、絶縁層１３３上に絶縁層１３４から発光素子１２０までを形成する。これらの工
程は先の作製方法１を参照できる。
また、先の作製方法１と同様に、支持基板６２上に樹脂層１０２、絶縁層１４１、着色
層１５２、及び遮光層１５３を形成する。
そして、支持基板６１の樹脂層１０１等が形成されている面と、支持基板６２の樹脂層
１０２等が形成されている面とを、接着層１５１を用いて貼り合わせる。この状態の断面
模式図を図１０（Ａ）に示す。
次に、支持基板６１を介して樹脂層１０１にレーザ光を照射する。ここでは、支持基板
６１を支持基板６２よりも先に分離する例を示す。
次に、支持基板６１と樹脂層１０１とを分離する（図１０（Ｂ））。図１０（Ｂ）では
、樹脂層１０１中で分離が生じる例を示す。支持基板６１上には樹脂層の一部（樹脂層１
０１ａ）が残存する。絶縁層１３１側に残存する樹脂層１０１は図１０（Ａ）に比べて薄
膜化されている。また、樹脂層１０１の第２の領域（他の領域よりも厚さが薄い領域）は
、全て支持基板６１側に位置する。そのため、導電層１１３ｃが露出する。
なお、樹脂層１０１が導電層１１３ｃ上に残存した場合は、アッシング等により除去す
ることが好ましい。または、樹脂層１０１を除去しなくても、導電層１１３ｃとＦＰＣと
の電気的な接続が可能である場合などは、樹脂層１０１を除去しなくてもよい。
そして、露出した樹脂層１０１と基板１１とを接着層５１を用いて貼り合わせる（図１
０（Ｃ））。なお、基板１１及び接着層５１は、導電層１１３ｃと重ならないように配置
する。
次に、支持基板６２を介して樹脂層１０２にレーザ光を照射する。次に、支持基板６２
と樹脂層１０２とを分離する。そして、露出した樹脂層１０２と基板１２とを接着層５２
を用いて貼り合わせる（図１０（Ｃ））。
そして、接続体１７６を介して、導電層１１３ｃとＦＰＣ１７７を電気的に接続する（
図１０（Ｃ））。
接続体１７６としては、様々な異方性導電フィルム及び異方性導電ペースト等を用いる
ことができる。
本作製方法では、トップエミッション型の発光素子を用いる例を示した。基板１２側は
表示面側であるため、基板１２側から導電層１１３ｃを露出し、ＦＰＣ１７７と電気的に
接続する場合は、表示領域とＦＰＣ１７７を重ねることができず、ＦＰＣ１７７を表示装
置と重ねる領域に制限がある。一方、本発明の一態様では、樹脂層１０１に感光性の材料
を用いることで、表示面とは反対側の面から導電層１１３ｃを露出することができる。そ
のため、ＦＰＣ１７７を表示領域と重ねて配置することができ、電子機器における省スペ
ース化が可能である。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を有する表示モジュール及び電子機器に
ついて、図１１及び図１２を用いて説明を行う。
＜表示モジュールに関する説明＞
図１１に示す表示モジュール８０００は、上部カバー８００１と下部カバー８００２と
の間に、ＦＰＣ８００３に接続されたタッチセンサ８００４、ＦＰＣ８００５に接続され
た表示装置８００６、フレーム８００９、プリント基板８０１０、バッテリ８０１１を有
する。
本発明の一態様の表示装置は、例えば、表示装置８００６に用いることができる。
上部カバー８００１及び下部カバー８００２は、タッチセンサ８００４及び表示装置８
００６のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
タッチセンサ８００４は、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチセンサを表示装置８
００６に重ねて用いることができる。また、表示装置８００６の対向基板（封止基板）に
、タッチセンサ機能を持たせるようにすることも可能である。また、表示装置８００６の
各画素内に光センサを設け、光学式のタッチセンサとすることも可能である。
フレーム８００９は、表示装置８００６の保護機能の他、プリント基板８０１０の動作
により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレー
ム８００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。
プリント基板８０１０は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信
号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であって
も良いし、別途設けたバッテリ８０１１による電源であってもよい。バッテリ８０１１は
、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
また、表示モジュール８０００は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追
加して設けてもよい。
＜電子機器に関する説明＞
図１２（Ａ）乃至図１２（Ｇ）は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐
体９０００、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、ま
たは操作スイッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（力、変位、位置、速度
、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、
電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定
する機能を含むもの）、マイクロフォン９００８、等を有することができる。また、セン
サ９００７は、脈拍センサや指紋センサ等のように生体情報を測定する機能を有してもよ
い。
図１２（Ａ）乃至図１２（Ｇ）に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。
例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッ
チセンサ機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（
プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々な
コンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信ま
たは受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表
示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図１２（Ａ）乃至図１２（Ｇ）に
示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有すること
ができる。また、図１２（Ａ）乃至図１２（Ｇ）には図示していないが、電子機器には、
複数の表示部を有する構成としてもよい。また、該電子機器にカメラ等を設け、静止画を
撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を記録媒体（外部またはカメラに内蔵
）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有していてもよい。
図１２（Ａ）乃至図１２（Ｇ）に示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図１２（Ａ）は、携帯情報端末９１００を示す斜視図である。携帯情報端末９１００が
有する表示部９００１は、可撓性を有する。そのため、湾曲した筐体９０００の湾曲面に
沿って表示部９００１を組み込むことが可能である。また、表示部９００１はタッチセン
サを備え、指やスタイラスなどで画面に触れることで操作することができる。例えば、表
示部９００１に表示されたアイコンに触れることで、アプリケーションを起動することが
できる。
図１２（Ｂ）は、携帯情報端末９１０１を示す斜視図である。携帯情報端末９１０１は
、例えば電話機、手帳または情報閲覧装置等から選ばれた一つまたは複数の機能を有する
。具体的には、スマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末９１０１
は、スピーカ９００３、接続端子９００６、センサ９００７等を省略して図示しているが
、図１２（Ａ）に示す携帯情報端末９１００と同様の位置に設けることができる。また、
携帯情報端末９１０１は、文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。例え
ば、３つの操作ボタン９０５０（操作アイコンまたは単にアイコンともいう）を表示部９
００１の一の面に表示することができる。また、破線の矩形で示す情報９０５１を表示部
９００１の他の面に表示することができる。なお、情報９０５１の一例としては、電子メ
ールやＳＮＳ（ソーシャル・ネットワーキング・サービス）や電話などの着信を知らせる
表示、電子メールやＳＮＳなどの題名、電子メールやＳＮＳなどの送信者名、日時、時刻
、バッテリの残量、電波等の受信信号の強度を示す表示などがある。または、情報９０５
１が表示されている位置に、情報９０５１の代わりに、操作ボタン９０５０などを表示し
てもよい。
筐体９０００の材料としては、例えば、合金、プラスチック、セラミックス等を用いる
ことができる。プラスチックとしては強化プラスチックを用いることもできる。強化プラ
スチックの一種である炭素繊維強化樹脂複合材（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆ
ｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ：ＣＦＲＰ）は軽量であり、且つ、腐食しない利点がある
。また、他の強化プラスチックとしては、ガラス繊維を用いた強化プラスチック、アラミ
ド繊維を用いた強化プラスチックを挙げることができる。合金としては、アルミニウム合
金やマグネシウム合金が挙げられるが、中でもジルコニウムと銅とニッケルとチタンを含
む非晶質合金（金属ガラスとも呼ばれる）が弾性強度の点で優れている。この非晶質合金
は、室温においてガラス遷移領域を有する非晶質合金であり、バルク凝固非晶質合金とも
呼ばれ、実質的に非晶質原子構造を有する合金である。凝固鋳造法により、少なくとも一
部の筐体の鋳型内に合金材料が鋳込まれ、凝固させて一部の筐体をバルク凝固非晶質合金
で形成する。非晶質合金は、ジルコニウム、銅、ニッケル、チタン以外にもベリリウム、
シリコン、ニオブ、ボロン、ガリウム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、コバ
ルト、イットリウム、バナジウム、リン、炭素などを含んでもよい。また、非晶質合金は
、凝固鋳造法に限定されず、真空蒸着法、スパッタ法、電解めっき法、無電解メッキ法な
どによって形成してもよい。また、非晶質合金は、全体として長距離秩序（周期構造）を
持たない状態を維持するのであれば、微結晶またはナノ結晶を含んでもよい。なお、合金
とは、単一の固体相構造を有する完全固溶体合金と、２つ以上の相を有する部分溶体の両
方を含むこととする。筐体９０００に非晶質合金を用いることで高い弾性を有する筐体を
実現できる。従って、携帯情報端末９１０１を落下させても、筐体９０００が非晶質合金
であれば、衝撃が加えられた瞬間には一時的に変形しても元に戻るため、携帯情報端末９
１０１の耐衝撃性を向上させることができる。
図１２（Ｃ）は、携帯情報端末９１０２を示す斜視図である。携帯情報端末９１０２は
、表示部９００１の３面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報９０５２、
情報９０５３、情報９０５４がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えば、携
帯情報端末９１０２の使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末９１０２を収納した状
態で、その表示（ここでは情報９０５３）を確認することができる。具体的には、着信し
た電話の発信者の電話番号または氏名等を、携帯情報端末９１０２の上方から観察できる
位置に表示する。使用者は、携帯情報端末９１０２をポケットから取り出すことなく、表
示を確認し、電話を受けるか否かを判断できる。
図１２（Ｄ）は、腕時計型の携帯情報端末９２００を示す斜視図である。携帯情報端末
９２００は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信
、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。また、表
示部９００１はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うこと
ができる。また、携帯情報端末９２００は、通信規格された近距離無線通信を実行するこ
とが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハン
ズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末９２００は、接続端子９００６を
有し、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うことができる。ま
た接続端子９００６を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は接続端子９００
６を介さずに無線給電により行ってもよい。
図１２（Ｅ）（Ｆ）（Ｇ）は、折り畳み可能な携帯情報端末９２０１を示す斜視図であ
る。また、図１２（Ｅ）が携帯情報端末９２０１を展開した状態の斜視図であり、図１２
（Ｆ）が携帯情報端末９２０１を展開した状態または折り畳んだ状態の一方から他方に変
化する途中の状態の斜視図であり、図１２（Ｇ）が携帯情報端末９２０１を折り畳んだ状
態の斜視図である。携帯情報端末９２０１は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開し
た状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末９２
０１が有する表示部９００１は、ヒンジ９０５５によって連結された３つの筐体９０００
に支持されている。ヒンジ９０５５を介して２つの筐体９０００間を屈曲させることによ
り、携帯情報端末９２０１を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させるこ
とができる。例えば、携帯情報端末９２０１は、曲率半径１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲
げることができる。
また、電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受
信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ
、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、ゴーグル
型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響
再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
また、本発明の一態様の電子機器は、二次電池を有していてもよく、非接触電力伝送を
用いて、二次電池を充電することができると好ましい。
二次電池としては、例えば、ゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池（リチウムイ
オンポリマー電池）等のリチウムイオン二次電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電
池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜
鉛電池などが挙げられる。
本発明の一態様の電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信す
ることで、表示部で映像や情報等の表示を行うことができる。また、電子機器が二次電池
を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。
本実施の形態において述べた電子機器は、何らかの情報を表示するための表示部を有す
る。ただし、本発明の一態様の発光素子は、表示部を有さない電子機器にも適用すること
ができる。また、本実施の形態において述べた電子機器の表示部においては、可撓性を有
し、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる構成、または折り畳み可能な表示部
の構成について例示したが、これに限定されず、可撓性を有さず、平面部に表示を行う構
成としてもよい。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いること
ができる。
本実施例においては、本発明の一態様の表示装置に用いることができる樹脂層を有する
試料を作製し、当該試料についてＥＤＸを用いて元素分析を行った。また、樹脂層上にト
ランジスタを作製し、当該トランジスタの電気特性を測定した。
＜試料の作製＞
本実施例では、試料Ａと試料Ｂを作製した。試料は、ガラス基板上に樹脂層を形成する
ことで作製した。試料Ａと試料Ｂで、異なる材料を用いて、樹脂層を形成した。
試料Ａでは、感光性を有する材料（感光性の材料）を用いた。具体的には、光を吸収す
る化合物と、重合後にポリイミドとなる樹脂材料とを含む材料を用いて樹脂層を形成した
。まず、当該材料を、スピンコートを用いてガラス基板上に塗布した。続いて、塗布した
材料を加熱し重合させることで、樹脂層を形成した。なお、該樹脂層の厚さは、約２μｍ
であった。
試料Ｂでは、感光性を有さない材料（非感光性の材料）を用いた。具体的には、熱硬化
性であり、重合後にポリイミドとなる樹脂材料を含む材料を用いて樹脂層を作成した。ま
ず、当該材料を、スピンコートを用いてガラス基板上に塗布した。続いて、塗布した材料
を加熱し重合させることで、樹脂層を形成した。なお、該樹脂層の厚さは、約７μｍであ
った。
＜ＥＤＸ分析結果＞
試料Ａ及び試料Ｂについて、ＥＤＸを用いて元素分析を行った。ＥＤＸ分析結果を図１
３（Ａ）（Ｂ）に示す。図１３（Ａ）（Ｂ）において、縦軸は検出強度を表し、横軸はエ
ネルギー［ｋｅＶ］を表す。図１３（Ａ）が試料Ａの測定結果であり、図１３（Ｂ）が試
料Ｂの測定結果である。
図１３（Ａ）に示すように、試料Ａからは、炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）に加えて、硫黄
（Ｓ）が検出された。一方、図１３（Ｂ）に示すように、試料Ｂからは主に炭素（Ｃ）及
び酸素（Ｏ）が検出された。上述の通り、試料Ａでは、感光性の材料を用いて樹脂層を作
製した。一方、試料Ｂでは、非感光性の材料を用いて樹脂層を作製した。本実施例では、
試料ＡのＥＤＸの測定結果において、試料Ｂの結果では見られない硫黄のピークが確認で
きた。このことから、試料Ａにおいては、光を吸収する化合物に由来する硫黄が検出され
ることを確認した。
＜吸収率の測定＞
試料Ａについて、吸収率の測定を行った。吸収率の測定結果を図１４に示す。
図１４に示すように、試料Ａは、２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の波長領域における吸
収率が高いことが分かった。すなわち、試料Ａは、波長が３０８ｎｍのエキシマレーザ等
の光を吸収することができ、剥離層として機能する樹脂層に好適であることが分かった。
＜トランジスタの作製＞
次に、支持基板上に、試料Ａに用いた樹脂層を介してトランジスタを形成し、当該トラ
ンジスタの、支持基板からの剥離前後における電気特性を比較した結果について説明する
。
本実施例で作製したトランジスタの構成は、図１（Ａ）等に示すトランジスタ１１０と
同様である。
支持基板６１としては、厚さ約０．７ｍｍのガラス基板を用いた。樹脂層１０１として
は、厚さ約１．５５μｍのポリイミド樹脂膜を用いた。絶縁層１３１としては、厚さ約２
００ｎｍの酸化窒化シリコン膜を用いた。トランジスタのバックゲート電極として機能す
る導電層１１５としては、厚さ約１００ｎｍのチタン膜を用いた。絶縁層１３７としては
、厚さ約４００ｎｍの窒化シリコン膜及び厚さ約５０ｎｍの酸化窒化シリコン膜の積層を
用いた。半導体層１１２としては、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３の酸化物ターゲットを
用いて形成した厚さ約４０ｎｍのＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物半導体膜を用いた。絶縁層１３
２としては、厚さ約１５０ｎｍの酸化窒化シリコン膜を用いた。トランジスタのゲート電
極として機能する導電層１１１としては、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３の酸化物ターゲ
ットを用いて形成した厚さ約１００ｎｍのＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物膜を用いた。絶縁層１
３３としては、厚さ約１００ｎｍの窒化シリコン膜及び厚さ約３００ｎｍの酸化窒化シリ
コン膜の積層を用いた。導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂとしては、厚さ約１０ｎｍの
チタン膜及び厚さ約１００ｎｍの銅膜を用いた。絶縁層１３４としては、厚さ約１．５μ
ｍのアクリル樹脂膜を用いた。
＜トランジスタの電気特性の測定＞
上記のトランジスタについて、Ｉｄ−Ｖｇ特性（ドレイン電流−ゲート電圧特性）を測
定した。測定条件は、支持基板の剥離の前後で以下のように異なる。剥離前においては、
Ｉｄ−Ｖｇ特性の測定は、ドレイン電圧を０．１Ｖまたは２０Ｖとし、バックゲート電圧
及びゲート電圧を−８Ｖから８Ｖまで０．２５Ｖステップで掃引させた。剥離後において
は、Ｉｄ−Ｖｇ特性の測定は、ドレイン電圧を０．１Ｖまたは１０Ｖとし、バックゲート
電圧及びゲート電圧を−８Ｖから８Ｖまで０．２５Ｖステップで掃引させた。
Ｉｄ−Ｖｇ特性の測定結果を図１５に示す。図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）はそれぞれ
、チャネル長Ｌが６μｍ、チャネル幅Ｗが５０μｍのトランジスタの、剥離前及び剥離後
の測定結果である。図１５では、横軸にゲート電圧Ｖｇ［Ｖ］、左側の縦軸にドレイン電
流Ｉｄ［Ａ］、右側の縦軸に電界効果移動度μＦＥ［ｃｍ２／Ｖｓ］をとる。また、図１
５において、実線はドレイン電圧が１０Ｖまたは２０ＶのＩｄ−Ｖｇ特性を、一点鎖線は
ドレイン電圧が０．１ＶのＩｄ−Ｖｇ特性を、破線はドレイン電圧が１０Ｖまたは２０Ｖ
の電界効果移動度μＦＥを示している。また、剥離前及び剥離後に測定されたトランジス
タは、同一の樹脂層１０１上に形成された異なるトランジスタである。
図１５に示す通り、樹脂層から支持基板を剥離する前後において、樹脂層上に形成され
たトランジスタの電気特性にほとんど差がみられないことが確認できた。
以上、本実施例により、樹脂層上に設けられたトランジスタの電気特性にほとんど影響
を与えることなく、樹脂層から支持基板を剥離できることが示された。
１０ 表示装置
１０ａ 表示装置
１０ｂ 表示装置
１０ｃ 表示装置
１０ｄ 表示装置
１０ｅ 表示装置
１０ｆ 表示装置
１０ｇ 表示装置
１１ 基板
１２ 基板
５１ 接着層
５２ 接着層
６１ 支持基板
６２ 支持基板
７０ 光
１０１ 樹脂層
１０１ａ 樹脂層
１０２ 樹脂層
１１０ トランジスタ
１１０ａ トランジスタ
１１０ｂ トランジスタ
１１０ｃ トランジスタ
１１１ 導電層
１１２ 半導体層
１１３ａ 導電層
１１３ｂ 導電層
１１３ｃ 導電層
１１４ 導電層
１１５ 導電層
１２０ 発光素子
１２０ａ 発光素子
１２０ｂ 発光素子
１２１ 導電層
１２２ ＥＬ層
１２３ 導電層
１３１ 絶縁層
１３２ 絶縁層
１３３ 絶縁層
１３４ 絶縁層
１３５ 絶縁層
１３６ 絶縁層
１３７ 絶縁層
１４１ 絶縁層
１５１ 接着層
１５２ 着色層
１５３ 遮光層
１６０ 表示部
１６２ 駆動回路部
１７６ 接続体
１７７ ＦＰＣ
８０００ 表示モジュール
８００１ 上部カバー
８００２ 下部カバー
８００３ ＦＰＣ
８００４ タッチセンサ
８００５ ＦＰＣ
８００６ 表示装置
８００９ フレーム
８０１０ プリント基板
８０１１ バッテリ
９０００ 筐体
９００１ 表示部
９００３ スピーカ
９００５ 操作キー
９００６ 接続端子
９００７ センサ
９００８ マイクロフォン
９０５０ 操作ボタン
９０５１ 情報
９０５２ 情報
９０５３ 情報
９０５４ 情報
９０５５ ヒンジ
９１００ 携帯情報端末
９１０１ 携帯情報端末
９１０２ 携帯情報端末
９２００ 携帯情報端末
９２０１ 携帯情報端末

Claims (10)

  1. 可撓性を有する基板と、
    前記基板上の接着層と、
    前記接着層上の第１の樹脂層と、
    前記第１の樹脂層上の無機絶縁層と、
    前記無機絶縁層上のトランジスタと、
    前記トランジスタに電気的に接続される発光素子と、を有し、
    前記トランジスタは、チャネル形成領域に酸化物半導体を有し、
    前記無機絶縁層は、窒素及びケイ素を含み、
    前記第１の樹脂層は、硫黄を有する、表示装置。
  2. 可撓性を有する基板と、
    前記基板上の接着層と、
    前記接着層上の第１の樹脂層と、
    前記第１の樹脂層上の無機絶縁層と、
    前記無機絶縁層上のトランジスタと、
    前記トランジスタに電気的に接続される発光素子と、を有し、
    前記トランジスタは、チャネル形成領域に酸化物半導体を有し、
    前記無機絶縁層は、窒素及びケイ素を含み、
    前記第１の樹脂層は、硫黄と窒素とを有し、
    前記第１の樹脂層のエネルギー分散型Ｘ線分析法によって測定される前記硫黄の強度は、前記窒素の強度以上である、表示装置。
  3. 請求項１または２において、
    前記第１の樹脂層は、第１の化合物を有し、
    前記第１の化合物は、スルホニル基を有する、表示装置。
  4. 請求項３において、
    前記第１の化合物は、キノンジアジド骨格及びインデンカルボニル骨格のうち一方または双方を有する、表示装置。
  5. 請求項３または４において、
    前記第１の化合物は、光を吸収する機能を有する、表示装置。
  6. 請求項１乃至５のいずれか一において、
    前記第１の樹脂層は、第２の化合物を有し、
    前記第２の化合物は、イミド骨格を有する、表示装置。
  7. 請求項１乃至６のいずれか一において、
    前記第１の樹脂層は、０．１μｍ以上３μｍ以下の厚さを有する、表示装置。
  8. 請求項１乃至７のいずれか一において、
    前記トランジスタ上に、第２の樹脂層を有し、
    前記第２の樹脂層は、硫黄を有する、表示装置。
  9. 請求項８において、
    前記発光素子上に、第３の樹脂層を有し、
    前記第３の樹脂層は、硫黄を有する、表示装置。
  10. 請求項１乃至９のいずれか一に記載の表示装置と、
    筐体及びタッチセンサのうち一方または双方と、を有する、電子機器。
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