JP6047007B2 - Preparation method of evaluation sample and evaluation method of film - Google Patents

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Description

本発明は、物(プロダクト。機械(マシン)、製品(マニュファクチャ)、組成物(コンポジション・オブ・マター)を含む。)及び方法(プロセス。単純方法及び生産方法を含む。)に関する。特に、本発明の一態様は、半導体装置、発光装置、表示装置、それらの駆動方法、またはそれらの製造方法に関する。また、本発明の一態様は、半導体装置、発光装置、または表示装置に用いる膜の評価方法に関する。   The present invention relates to products (products, including machines, products, manufactures, compositions (compositions of matter)) and methods (processes, including simple methods and production methods). In particular, one embodiment of the present invention relates to a semiconductor device, a light-emitting device, a display device, a driving method thereof, or a manufacturing method thereof. Another embodiment of the present invention relates to a method for evaluating a film used for a semiconductor device, a light-emitting device, or a display device.

なお、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指し、トランジスタ、半導体回路、記憶装置、撮像装置、電気光学装置、発電装置(薄膜太陽電池、有機薄膜太陽電池等を含む)及び電子機器等は、全て半導体装置ともいえる。   Note that in this specification and the like, a semiconductor device refers to all devices that can function by utilizing semiconductor characteristics, and includes a transistor, a semiconductor circuit, a memory device, an imaging device, an electro-optical device, a power generation device (thin film solar cell, It can be said that all of the electronic devices and the like (including organic thin film solar cells) are semiconductor devices.

有機エレクトロルミネッセンス(EL:Electroluminescence)現象を利用した発光素子(有機EL素子とも記す)の研究開発が盛んに行われている。有機EL素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層を挟んだものである。この素子に電圧を印加することにより、発光性の有機化合物からの発光を得ることができる。有機EL素子は膜状に形成することが可能であるため、大面積の素子を容易に形成することができ、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。   Research and development of a light-emitting element (also referred to as an organic EL element) using an organic electroluminescence (EL) phenomenon has been actively conducted. The basic structure of the organic EL element is such that a layer containing a light-emitting organic compound is sandwiched between a pair of electrodes. By applying voltage to this element, light emission from the light-emitting organic compound can be obtained. Since the organic EL element can be formed in a film shape, a large-area element can be easily formed, and the utility value as a surface light source applicable to illumination or the like is high.

また、半導体薄膜を用いてトランジスタを構成する技術が注目されている。該トランジスタは集積回路(IC)や表示装置のような電子デバイスに広く応用されている。トランジスタに適用可能な半導体薄膜としてシリコン系半導体材料が広く知られているが、その他の材料として酸化物半導体が注目されている。   Further, a technique for forming a transistor using a semiconductor thin film has attracted attention. The transistor is widely applied to an electronic device such as an integrated circuit (IC) or a display device. A silicon-based semiconductor material is widely known as a semiconductor thin film applicable to a transistor, but an oxide semiconductor has attracted attention as another material.

例えば、トランジスタの活性層として、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、及び亜鉛(Zn)を含む非晶質酸化物を用いたトランジスタが特許文献1に開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a transistor using an amorphous oxide containing indium (In), gallium (Ga), and zinc (Zn) as an active layer of the transistor.

特開2006−165528号公報JP 2006-165528 A

有機EL素子は、外部から侵入する水分や不純物により信頼性が損なわれてしまうという課題がある。有機EL素子を構成する有機化合物や金属材料に、外部から水分や不純物が侵入することで、有機EL素子の寿命は大幅に低減されてしまう場合がある。有機EL素子に用いる有機化合物や金属材料が水分や不純物と反応し、劣化してしまうためである。   The organic EL element has a problem that reliability is impaired by moisture and impurities entering from the outside. In some cases, moisture or impurities enter the organic compound or metal material constituting the organic EL element from the outside, so that the lifetime of the organic EL element may be significantly reduced. This is because an organic compound or a metal material used for the organic EL element reacts with moisture or impurities and deteriorates.

また、酸化物半導体は、酸素の不足などによる化学量論的組成からのずれや、デバイス作製工程において電子供与体を形成する水素や水の混入などが生じると、その電気伝導率が変化する恐れがある。このような現象は、酸化物半導体を用いたトランジスタなどの半導体素子にとって、電気的特性の変動要因となる。   In addition, the electrical conductivity of an oxide semiconductor may change if it deviates from the stoichiometric composition due to lack of oxygen or the like, or hydrogen or water that forms an electron donor in the device manufacturing process occurs. There is. Such a phenomenon becomes a variation factor of electrical characteristics for a semiconductor element such as a transistor including an oxide semiconductor.

このように、半導体装置や発光装置、表示装置などのデバイスにおいて、半導体素子や発光素子などは、大気中に含まれる成分によりその電気的特性が劣化してしまう場合がある。   As described above, in a device such as a semiconductor device, a light-emitting device, or a display device, the electrical characteristics of the semiconductor element, the light-emitting element, and the like may be deteriorated due to components contained in the atmosphere.

デバイスに含まれる素子を保護するためには、大気中の成分の、デバイスの内部への混入を可能な限り抑制する保護層と、当該保護層を形成する適切な方法が求められる。   In order to protect the elements included in the device, a protective layer that suppresses mixing of components in the atmosphere into the device as much as possible and an appropriate method for forming the protective layer are required.

本発明の一態様は、半導体装置、発光装置、表示装置等のデバイスの信頼性を向上させることを目的の一とする。または、本発明の一態様は、保護層としての機能を評価する方法を提供することを目的の一とする。   An object of one embodiment of the present invention is to improve the reliability of a device such as a semiconductor device, a light-emitting device, or a display device. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a method for evaluating a function as a protective layer.

そこで、本発明の一態様は、新規な半導体装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、新規な発光装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、新規な表示装置を提供することを目的の一とする。   Thus, an object of one embodiment of the present invention is to provide a novel semiconductor device. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a novel light-emitting device. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a novel display device.

または、本発明の一態様は、割れにくい発光装置または表示装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、曲げやすい発光装置または表示装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、重量が軽い発光装置または表示装置を提供することを目的の一とする。   Another object of one embodiment of the present invention is to provide a light-emitting device or a display device that is difficult to break. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a light-emitting device or a display device that can be bent easily. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a light-emitting device or a display device that is light in weight.

または、本発明の一態様は、信頼性が高く安定した電気特性を有する半導体装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、電気特性が良好な半導体装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、電気特性のばらつきが小さい半導体装置を提供することを目的の一とする。   Another object of one embodiment of the present invention is to provide a semiconductor device with high reliability and stable electrical characteristics. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a semiconductor device with favorable electrical characteristics. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a semiconductor device with little variation in electrical characteristics.

なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。   Note that the description of these problems does not disturb the existence of other problems. Note that one embodiment of the present invention does not have to solve all of these problems. Issues other than these will be apparent from the description of the specification, drawings, claims, etc., and other issues can be extracted from the descriptions of the specification, drawings, claims, etc. It is.

本発明の一態様は、第1の基板上に剥離層を形成し、剥離層上に被評価膜を形成し、被評価膜上に検出層を形成し、検出層を覆うバリア層を形成し、バリア層上に接着層を介して第1の基板と対向する第2の基板を設け、剥離層と被評価膜との間で剥離して第1の基板を除去する、評価サンプルの作製方法である。   In one embodiment of the present invention, a separation layer is formed over a first substrate, an evaluation film is formed over the separation layer, a detection layer is formed over the evaluation film, and a barrier layer that covers the detection layer is formed A method for producing an evaluation sample, wherein a second substrate facing the first substrate is provided on the barrier layer via an adhesive layer, and the first substrate is removed by peeling between the peeling layer and the film to be evaluated. It is.

また、本発明の他の一態様は、第1の基板上に島状の剥離層を形成し、剥離層を覆って被評価膜を形成し、被評価膜上に検出層を形成し、検出層を覆うバリア層を形成し、バリア層上に接着層を介して第1の基板と対向する第2の基板を設け、剥離層を分断するように第1の基板及び第2の基板の外周部を切断し、剥離層と被評価膜との間で剥離して第1の基板を除去する、評価サンプルの作製方法である。   In another embodiment of the present invention, an island-shaped release layer is formed over a first substrate, an evaluation film is formed to cover the release layer, a detection layer is formed over the evaluation film, and detection is performed. Forming a barrier layer covering the layer, providing a second substrate opposite to the first substrate on the barrier layer with an adhesive layer interposed therebetween, and outer peripheries of the first substrate and the second substrate so as to divide the release layer This is a method for producing an evaluation sample, in which a part is cut and peeled between the peeling layer and the film to be evaluated to remove the first substrate.

また、本発明の他の一態様は、上記本発明の一態様の評価サンプルの作製方法により評価サンプルを作製し、評価サンプルを試験環境に暴露し、評価サンプル内の検出層を光学的に観察して、検出層の光学特性が変化した領域の面積を測定し、該面積及び暴露時間に基づいて、被評価膜の気体透過量(ガス透過量)を算出する、膜の評価方法である。   In another embodiment of the present invention, an evaluation sample is produced by the method for producing an evaluation sample of the above-described embodiment of the present invention, the evaluation sample is exposed to a test environment, and the detection layer in the evaluation sample is optically observed. Then, the area of the region where the optical characteristics of the detection layer are changed is measured, and the gas permeation amount (gas permeation amount) of the film to be evaluated is calculated based on the area and the exposure time.

本発明の一態様を適用することで、半導体装置、発光装置、表示装置等のデバイスの信頼性を向上させることができる。または、保護層としての機能を評価する方法を提供できる。   By applying one embodiment of the present invention, reliability of a device such as a semiconductor device, a light-emitting device, or a display device can be improved. Alternatively, a method for evaluating the function as a protective layer can be provided.

本発明の一態様の表示装置の一例を示す図。FIG. 14 illustrates an example of a display device of one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の表示装置の一例を示す図。FIG. 14 illustrates an example of a display device of one embodiment of the present invention. 実施の形態に係る、評価サンプルの作製方法を説明する図。8A and 8B illustrate a method for manufacturing an evaluation sample according to Embodiment. 実施の形態に係る、評価サンプルの作製方法及び膜の評価方法を説明する図。8A and 8B illustrate an evaluation sample manufacturing method and a film evaluation method according to an embodiment. 本発明の一態様の半導体装置の一例を示す図。FIG. 6 illustrates an example of a semiconductor device of one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の発光装置の一例を示す図。FIG. 6 illustrates an example of a light-emitting device of one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の電子機器の一例を示す図。FIG. 14 illustrates an example of an electronic device of one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の電子機器の一例を示す図。FIG. 14 illustrates an example of an electronic device of one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の電子機器の一例を示す図。FIG. 14 illustrates an example of an electronic device of one embodiment of the present invention.

実施の形態について、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は当業者であれば容易に理解される。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るものではない。   Embodiments will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description, and it is easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below.

なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。   Note that in structures of the invention described below, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals in different drawings, and description thereof is not repeated. In addition, in the case where the same function is indicated, the hatch pattern is the same, and there is a case where no reference numeral is given.

また、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。   In addition, the position, size, range, and the like of each component illustrated in the drawings and the like may not represent the actual position, size, range, or the like for easy understanding. Therefore, the disclosed invention is not necessarily limited to the position, size, range, or the like disclosed in the drawings and the like.

(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について図1を用いて説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment, a display device of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

本発明の一態様の表示装置は、トランジスタ、発光素子、及びガスバリア性の高い(ガス透過性の低い)絶縁層を有する。ガスバリア性の高い絶縁層は、例えば、下地膜、トランジスタのゲート絶縁層や保護層、発光素子の保護層等に適用される。例えば、ガスバリア性の高い絶縁層の水蒸気透過量は、高温高湿環境(例えば温度65℃、湿度95%、1気圧)に保持した場合において、1×10−4[g/m・day]以下、好ましくは1×10−5[g/m・day]以下、より好ましくは1×10−6[g/m・day]以下、より好ましくは1×10−7[g/m・day]以下、より好ましくは1×10−8[g/m・day]以下とする。このような絶縁層を有することで、信頼性の高い表示装置を実現できる。 The display device of one embodiment of the present invention includes a transistor, a light-emitting element, and an insulating layer with high gas barrier properties (low gas permeability). The insulating layer having a high gas barrier property is applied to, for example, a base film, a gate insulating layer or a protective layer of a transistor, or a protective layer of a light-emitting element. For example, the water vapor permeation amount of the insulating layer having a high gas barrier property is 1 × 10 −4 [g / m 2 · day] in a high temperature and high humidity environment (for example, temperature 65 ° C., humidity 95%, 1 atm). Or less, preferably 1 × 10 −5 [g / m 2 · day] or less, more preferably 1 × 10 −6 [g / m 2 · day] or less, more preferably 1 × 10 −7 [g / m 2 · Day] or less, more preferably 1 × 10 −8 [g / m 2 · day] or less. With such an insulating layer, a highly reliable display device can be realized.

膜のガスバリア性(ガス透過性)を評価する方法の一例を、実施の形態2にて詳述する。本発明の一態様の表示装置は、構成要素に、本発明の一態様の膜の評価方法を用いてガスバリア性(ガス透過性)を評価した材料を用いた絶縁層を有する。ガスバリア性が十分に高い(ガス透過性が十分に低い)と評価した材料を用いることで、本発明の一態様では、信頼性の高い表示装置を実現できる。   An example of a method for evaluating the gas barrier property (gas permeability) of the membrane will be described in detail in Embodiment 2. The display device of one embodiment of the present invention includes an insulating layer using a material whose gas barrier property (gas permeability) is evaluated using the film evaluation method of one embodiment of the present invention as a component. By using a material that is evaluated to have sufficiently high gas barrier properties (gas permeability is sufficiently low), in one embodiment of the present invention, a highly reliable display device can be realized.

[表示装置の構成例1]
図1(A)に、上面射出(トップエミッション)方式が採用された表示装置200の上面概略図を示す。
[Configuration Example 1 of Display Device]
FIG. 1A shows a schematic top view of a display device 200 that employs a top emission method.

表示装置200は、可撓性基板254の上面に、表示部201、走査線駆動回路202、及び信号線駆動回路203を有する。また、表示装置200は、表示部201を覆う接着層252と、接着層252上の可撓性基板253を有する。また、表示装置200は、走査線駆動回路202及び信号線駆動回路203と電気的に接続する外部接続端子204を可撓性基板254上に有し、当該外部接続端子204に電気的に接続されたFPC205により、走査線駆動回路202、信号線駆動回路203等を駆動する電源電位や駆動信号などの信号を外部から入力することができる。   The display device 200 includes a display portion 201, a scan line driver circuit 202, and a signal line driver circuit 203 on the upper surface of the flexible substrate 254. In addition, the display device 200 includes an adhesive layer 252 that covers the display portion 201 and a flexible substrate 253 over the adhesive layer 252. In addition, the display device 200 includes an external connection terminal 204 over the flexible substrate 254 that is electrically connected to the scan line driver circuit 202 and the signal line driver circuit 203, and is electrically connected to the external connection terminal 204. The FPC 205 can input signals such as a power supply potential and a driving signal for driving the scanning line driving circuit 202, the signal line driving circuit 203, and the like from the outside.

図1(B)は、外部接続端子204、走査線駆動回路202、及び表示部201を含む領域を切断する切断線A−B及びC−Dにおける断面概略図である。   FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along cutting lines AB and CD for cutting a region including the external connection terminal 204, the scanning line driver circuit 202, and the display portion 201.

表示装置200は、可撓性基板254上に、接着層251を介して絶縁層255を有する。表示装置200は、絶縁層255上に、発光素子240及び走査線駆動回路202(及び信号線駆動回路203)を含む素子層270、及び外部接続端子204を有する。   The display device 200 includes an insulating layer 255 over a flexible substrate 254 with an adhesive layer 251 interposed therebetween. The display device 200 includes an element layer 270 including a light emitting element 240 and a scan line driver circuit 202 (and a signal line driver circuit 203) and an external connection terminal 204 over an insulating layer 255.

外部接続端子204は、表示装置200内のトランジスタまたは発光素子を構成する導電層で構成される。本構成例では、トランジスタのゲートを構成する導電層及び電極を構成する導電層を積層して用いる。このように、複数の導電層を積層して外部接続端子204を構成することにより強度を高められるため好ましい。また、外部接続端子204に接して接続体206が設けられ、当該接続体206を介してFPC205と外部接続端子204とが電気的に接続している。接続体206としては、熱硬化性の樹脂に金属粒子を混ぜ合わせたペースト状またはシート状の材料を用い、熱圧着によって異方性の導電性を示す材料を用いることができる。金属粒子としては、例えばニッケル粒子を金で被覆したものなど、2種類以上の金属が層状となった粒子を用いることが好ましい。   The external connection terminal 204 is composed of a conductive layer constituting a transistor or a light emitting element in the display device 200. In this structural example, a conductive layer that forms a gate of a transistor and a conductive layer that forms an electrode are stacked. As described above, the external connection terminal 204 is formed by stacking a plurality of conductive layers, which is preferable because the strength can be increased. In addition, a connection body 206 is provided in contact with the external connection terminal 204, and the FPC 205 and the external connection terminal 204 are electrically connected through the connection body 206. As the connection body 206, a paste-like or sheet-like material in which metal particles are mixed with a thermosetting resin can be used, and a material that exhibits anisotropic conductivity by thermocompression bonding can be used. As the metal particles, it is preferable to use particles in which two or more kinds of metals are layered, for example, nickel particles coated with gold.

図1(B)には走査線駆動回路202として、いずれもnチャネル型のトランジスタ211とトランジスタ212を組み合わせたNMOS回路を有する例を示している。なお、走査線駆動回路202はNMOS回路に限られず、nチャネル型のトランジスタとpチャネル型のトランジスタを組み合わせた種々のCMOS回路や、pチャネル型のトランジスタを組み合わせたPMOS回路を有する構成としてもよい。なお、信号線駆動回路203についても同様である。また、本構成例では、表示部201が形成される絶縁表面状に走査線駆動回路202及び信号線駆動回路203が形成されたドライバ一体型の構成を示すが、表示部201が形成される絶縁表面とは別に走査線駆動回路202、信号線駆動回路203の一方または両方を設ける構成としてもよい。   FIG. 1B illustrates an example in which the scan line driver circuit 202 includes an NMOS circuit in which an n-channel transistor 211 and a transistor 212 are combined. Note that the scan line driver circuit 202 is not limited to an NMOS circuit, and may include a variety of CMOS circuits in which n-channel transistors and p-channel transistors are combined, or a PMOS circuit in which p-channel transistors are combined. . The same applies to the signal line driver circuit 203. Further, although this configuration example shows a driver-integrated configuration in which the scanning line driver circuit 202 and the signal line driver circuit 203 are formed on the insulating surface on which the display portion 201 is formed, the insulating portion on which the display portion 201 is formed is shown. In addition to the surface, one or both of the scan line driver circuit 202 and the signal line driver circuit 203 may be provided.

図1(B)には、表示部201の一例として、一画素分の断面構造を示している。画素は、スイッチング用のトランジスタ213と、電流制御用のトランジスタ214と、電流制御用のトランジスタ214の電極(ソース電極またはドレイン電極)に電気的に接続された第1の電極233を含む。また、第1の電極233の端部を覆う絶縁層219が設けられている。   FIG. 1B illustrates a cross-sectional structure of one pixel as an example of the display portion 201. The pixel includes a switching transistor 213, a current control transistor 214, and a first electrode 233 electrically connected to an electrode (source electrode or drain electrode) of the current control transistor 214. In addition, an insulating layer 219 that covers an end portion of the first electrode 233 is provided.

発光素子240は、絶縁層217上に第1の電極233、EL層235、第2の電極237が順に積層された積層体である。本構成例で例示する表示装置200は上面発光型の表示装置であるため、第2の電極237には透光性の材料を用いる。第1の電極233には反射性の材料を用いることが好ましい。EL層235は少なくとも発光性の有機化合物を含む。   The light-emitting element 240 is a stacked body in which a first electrode 233, an EL layer 235, and a second electrode 237 are stacked in this order over an insulating layer 217. Since the display device 200 illustrated in this structural example is a top emission display device, a light-transmitting material is used for the second electrode 237. A reflective material is preferably used for the first electrode 233. The EL layer 235 includes at least a light-emitting organic compound.

EL層235を挟持する第1の電極233と第2の電極237の間に電圧を印加することにより、発光素子を発光させることができる。   When a voltage is applied between the first electrode 233 and the second electrode 237 that sandwich the EL layer 235, the light-emitting element can emit light.

発光素子240は保護層239に覆われている。   The light emitting element 240 is covered with a protective layer 239.

ここで、発光素子240を含む層を素子層270とする。素子層270は少なくとも発光素子240を含み、発光素子240以外の構成要素(例えばトランジスタや配線など)を含んでいてもよい。本実施の形態では、トランジスタ、発光素子240、及び保護層239を含む層が、素子層270に相当する。具体的には、本構成例では、絶縁層255の上面から保護層239までの積層を素子層270とする。   Here, a layer including the light emitting element 240 is referred to as an element layer 270. The element layer 270 includes at least the light-emitting element 240 and may include components (eg, a transistor and a wiring) other than the light-emitting element 240. In this embodiment, the layer including the transistor, the light-emitting element 240, and the protective layer 239 corresponds to the element layer 270. Specifically, in this configuration example, a stack from the upper surface of the insulating layer 255 to the protective layer 239 is referred to as an element layer 270.

表示装置200は、可撓性基板253の発光素子240と対向する面に絶縁層223を有し、絶縁層223の発光素子240と対向する面における発光素子240と重なる位置にカラーフィルタ221を有し、絶縁層219と重なる位置にブラックマトリクス222を有する。   The display device 200 includes an insulating layer 223 on a surface of the flexible substrate 253 facing the light emitting element 240, and a color filter 221 at a position overlapping the light emitting element 240 on the surface of the insulating layer 223 facing the light emitting element 240. The black matrix 222 is provided at a position overlapping the insulating layer 219.

絶縁層223や絶縁層255は、それぞれ可撓性基板253や可撓性基板254に含まれる不純物が拡散することを抑制する。また、トランジスタの半導体層に接する絶縁層216、絶縁層218は、半導体層への不純物の拡散を抑制することが好ましい。これら絶縁層には、例えばシリコンなどの半導体、アルミニウムなどの金属の酸化物または窒化物を用いることができる。また、このような無機絶縁材料の積層膜、または無機絶縁材料と有機絶縁材料の積層膜を用いてもよい。   The insulating layer 223 and the insulating layer 255 suppress diffusion of impurities contained in the flexible substrate 253 and the flexible substrate 254, respectively. The insulating layers 216 and 218 in contact with the semiconductor layer of the transistor preferably suppress diffusion of impurities into the semiconductor layer. For these insulating layers, for example, a semiconductor such as silicon or a metal oxide or nitride such as aluminum can be used. Alternatively, a stacked film of such an inorganic insulating material or a stacked film of an inorganic insulating material and an organic insulating material may be used.

表示装置200では、絶縁層216、絶縁層217、絶縁層218、絶縁層219、絶縁層223、絶縁層255、または保護層239の少なくともいずれか一に、ガスバリア性の高い絶縁層を用いる。これにより、信頼性の高い発光装置を実現できる。なお、本発明はこれに限られず、例えば、可撓性基板の一部や、オーバーコート層として、ガスバリア性の高い絶縁層を有していてもよい。   In the display device 200, an insulating layer having a high gas barrier property is used as at least one of the insulating layer 216, the insulating layer 217, the insulating layer 218, the insulating layer 219, the insulating layer 223, the insulating layer 255, and the protective layer 239. Thereby, a highly reliable light-emitting device can be realized. Note that the present invention is not limited thereto, and for example, an insulating layer having a high gas barrier property may be provided as a part of a flexible substrate or an overcoat layer.

表示装置200が有する各絶縁層は、例えば、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ガリウム、窒化シリコン、酸化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化ゲルマニウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化タンタル等から選ばれた材料を、単層で又は積層して形成する。なお、本明細書中において、窒化酸化とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多いものであって、酸化窒化とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多いものを示す。なお、各元素の含有量は、例えば、RBS等を用いて測定することができる。   Each insulating layer included in the display device 200 includes, for example, aluminum nitride, aluminum oxide, aluminum nitride oxide, aluminum oxynitride, magnesium oxide, gallium oxide, silicon nitride, silicon oxide, silicon nitride oxide, silicon oxynitride, germanium oxide, and oxide. A material selected from zirconium, lanthanum oxide, neodymium oxide, tantalum oxide, or the like is formed as a single layer or a stacked layer. Note that in this specification, nitridation oxidation is a composition whose nitrogen content is higher than oxygen, and oxynitridation is a composition whose oxygen content is higher than nitrogen. Indicates. In addition, content of each element can be measured using RBS etc., for example.

また、絶縁層には、ハフニウムシリケート(HfSiO)、窒素が添加されたハフニウムシリケート(HfSi)、窒素が添加されたハフニウムアルミネート(HfAl)、酸化ハフニウム、酸化イットリウム等のhigh−k材料を用いてもよい。 The insulating layer includes hafnium silicate (HfSiO x ), hafnium silicate added with nitrogen (HfSi x O y N z ), hafnium aluminate added with nitrogen (HfAl x O y N z ), hafnium oxide, A high-k material such as yttrium oxide may be used.

[表示装置の構成例2]
本構成例では下面射出(ボトムエミッション)方式が採用された表示装置について説明する。なお、上記構成例1と重複する部分については、説明を省略するか簡略化して説明する。
[Configuration Example 2 of Display Device]
In this configuration example, a display device employing a bottom emission method will be described. In addition, about the part which overlaps with the said structural example 1, description is abbreviate | omitted or simplified.

図2は、本構成例で例示する表示装置250の断面概略図である。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the display device 250 exemplified in this configuration example.

表示装置250は、発光素子240よりも素子層270の被形成面側にカラーフィルタ221を有する点で、構成例1で例示した表示装置200と相違している。   The display device 250 is different from the display device 200 exemplified in the configuration example 1 in that the color filter 221 is provided on the surface where the element layer 270 is formed with respect to the light emitting element 240.

発光素子240において、第1の電極233には透光性の材料を用い、第2の電極237には反射性の材料を用いる。したがって、EL層235からの発光は、可撓性基板254側に射出される。   In the light-emitting element 240, a light-transmitting material is used for the first electrode 233 and a reflective material is used for the second electrode 237. Therefore, light emission from the EL layer 235 is emitted to the flexible substrate 254 side.

また、トランジスタを覆う絶縁層218上の、発光素子240と重なる位置にカラーフィルタ221が設けられている。さらに、カラーフィルタ221を覆って絶縁層217が設けられている。   In addition, a color filter 221 is provided on the insulating layer 218 covering the transistor so as to overlap with the light-emitting element 240. Further, an insulating layer 217 is provided so as to cover the color filter 221.

ここで、絶縁層217、絶縁層218、絶縁層216、絶縁層255、接着層251及び可撓性基板254には、EL層235からの発光に対して透光性を有する材料を用いる。   Here, the insulating layer 217, the insulating layer 218, the insulating layer 216, the insulating layer 255, the adhesive layer 251, and the flexible substrate 254 are formed using a material that transmits light from the EL layer 235.

表示装置250では、絶縁層216、絶縁層217、絶縁層218、絶縁層219、絶縁層223、絶縁層255、または保護層239の少なくともいずれか一に、ガスバリア性の高い絶縁層を用いる。これにより、信頼性の高い発光装置を実現できる。   In the display device 250, an insulating layer having a high gas barrier property is used as at least one of the insulating layer 216, the insulating layer 217, the insulating layer 218, the insulating layer 219, the insulating layer 223, the insulating layer 255, and the protective layer 239. Thereby, a highly reliable light-emitting device can be realized.

[素子層の形成方法]
以下では、可撓性を有する絶縁表面上に発光素子を含む素子層を形成する方法について説明する。
[Method for forming element layer]
Hereinafter, a method for forming an element layer including a light-emitting element over a flexible insulating surface will be described.

素子層は少なくとも発光素子を含み、発光素子の他に発光素子と電気的に接続する配線や、発光素子の発光を制御する回路に用いるトランジスタなどの素子を備えていてもよい。   The element layer includes at least a light-emitting element, and may include an element such as a wiring electrically connected to the light-emitting element or a transistor used for a circuit for controlling light emission of the light-emitting element in addition to the light-emitting element.

ここでは、素子層が形成される絶縁表面を備える支持体のことを、基材と呼ぶこととする。例えば上記の構成例では、可撓性基板254が基材に相当する。   Here, the support having an insulating surface on which the element layer is formed is referred to as a base material. For example, in the above configuration example, the flexible substrate 254 corresponds to the base material.

可撓性を有する絶縁表面を備える基材上に素子層を形成する方法としては、基材上に直接素子層を形成する方法と、基材とは異なる剛性を有する支持基材上に素子層(の少なくとも一部)を形成した後、素子層と支持基材とを剥離して素子層を基材に転置する方法と、がある。   As a method of forming an element layer on a base material having a flexible insulating surface, a method of forming an element layer directly on the base material, and an element layer on a supporting base material having rigidity different from that of the base material After forming (at least a part of), there is a method of peeling the element layer and the supporting base material and transferring the element layer to the base material.

基材を構成する材料が、素子層の形成工程にかかる熱に対して耐熱性を有する場合には、基材上に直接素子層を形成すると、工程が簡略化されるため好ましい。このとき、基材を支持基材に固定した状態で素子層を形成すると、装置内、及び装置間における搬送が容易になるため好ましい。   When the material which comprises a base material has heat resistance with respect to the heat concerning the formation process of an element layer, when an element layer is directly formed on a base material, since a process is simplified, it is preferable. At this time, it is preferable to form the element layer in a state in which the base material is fixed to the support base material, because it is easy to transport the device inside and between the devices.

また、素子層を支持基材上に形成した後に、基材に転置する方法を用いる場合、まず支持基材上に剥離層と絶縁層を積層し、当該絶縁層上に素子層を形成する。続いて、支持基材と素子層を剥離し、基材に転置する。このとき、支持基材と剥離層の界面、剥離層と絶縁層の界面、または剥離層中で剥離が生じるような材料を選択すればよい。   In the case of using a method in which an element layer is formed on a supporting substrate and then transferred to the substrate, a peeling layer and an insulating layer are first stacked on the supporting substrate, and an element layer is formed on the insulating layer. Then, a support base material and an element layer are peeled and it transfers to a base material. At this time, a material that causes peeling in the interface between the support base and the release layer, the interface between the release layer and the insulating layer, or the release layer may be selected.

例えば剥離層としてタングステンなどの高融点金属材料を含む層と当該金属材料の酸化物を含む層を積層して用い、剥離層上に窒化シリコンや酸窒化シリコンを複数積層した層を用いることが好ましい。高融点金属材料を用いると、素子層の形成工程の自由度が高まるため好ましい。   For example, a layer including a high-melting-point metal material such as tungsten and a layer including an oxide of the metal material are stacked as the separation layer, and a layer in which a plurality of layers of silicon nitride or silicon oxynitride are stacked is preferably used. . It is preferable to use a refractory metal material because the degree of freedom in forming the element layer is increased.

剥離は、機械的な力を加えることや、剥離層をエッチングすること、または剥離界面の一部に液体を滴下して剥離界面全体に浸透させることなどにより剥離を行ってもよい。または、熱膨張の違いを利用して剥離界面に熱を加えることにより剥離を行ってもよい。   Peeling may be performed by applying a mechanical force, etching the peeling layer, or dropping a liquid on a part of the peeling interface to permeate the entire peeling interface. Alternatively, peeling may be performed by applying heat to the peeling interface using a difference in thermal expansion.

また、支持基材と絶縁層の界面で剥離が可能な場合には、剥離層を設けなくてもよい。例えば、支持基材としてガラスを用い、絶縁層としてポリイミドなどの有機樹脂を用いて、有機樹脂を加熱することにより、剥離を行ってもよい。または、支持基材と有機樹脂からなる絶縁層の間に金属層を設け、当該金属層に電流を流すことにより当該金属層を加熱することにより、当該金属層と絶縁層の界面で剥離を行ってもよい。   In the case where peeling is possible at the interface between the support base and the insulating layer, the peeling layer may not be provided. For example, separation may be performed by heating the organic resin using glass as the supporting base and using an organic resin such as polyimide as the insulating layer. Alternatively, a metal layer is provided between the support base and the insulating layer made of an organic resin, and the metal layer is heated by passing an electric current through the metal layer, whereby peeling is performed at the interface between the metal layer and the insulating layer. May be.

なお、後の実施の形態で例示するように、可撓性を有する基材上にカラーフィルタなどを形成する場合にも、同様の方法を適用することができる。   Note that the same method can be applied to a case where a color filter or the like is formed over a flexible substrate, as exemplified in the following embodiment.

また、素子層が形成された基材とカラーフィルタが形成された基材を貼り合わせる場合には、接着層として硬化性の材料を用いてこれらを接着することが好ましい。または、接着層が設けられる領域よりも外側の領域で、硬化性の材料によりこれらを接着すればよい。   Moreover, when bonding the base material in which the element layer was formed, and the base material in which the color filter was formed, it is preferable to adhere these using a curable material as an adhesive layer. Or what is necessary is just to adhere | attach these with a curable material in the area | region outside the area | region in which an contact bonding layer is provided.

また、素子層が形成された支持基材とカラーフィルタが形成された支持基材とをあらかじめ貼り合わせた後に、素子層またはカラーフィルタと支持基材を剥離して、それぞれを基材に転置してもよい。素子層とカラーフィルタがそれぞれ支持基材上に形成された状態で貼り合わせを行うことで、貼り合わせの位置合わせ精度を向上させることができる。   Also, after pasting together the support base material on which the element layer is formed and the support base material on which the color filter is formed, the element layer or the color filter and the support base material are peeled off, and each is transferred to the base material. May be. By performing the bonding in a state where the element layer and the color filter are formed on the support base material, the alignment accuracy of the bonding can be improved.

[材料及び形成方法について]
以下では、上述した各要素に用いることのできる材料と、形成方法について説明する。
[Material and forming method]
Below, the material which can be used for each element mentioned above, and a formation method are demonstrated.

<可撓性基板>
本明細書中では、可撓性を有する基板を可撓性基板という。可撓性基板の材料としては、有機樹脂や可撓性を有する程度の厚さのガラス材料などを用いることができる。
<Flexible substrate>
In this specification, a flexible substrate is referred to as a flexible substrate. As a material for the flexible substrate, an organic resin, a glass material having a thickness enough to be flexible, or the like can be used.

例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂、ポリアクリルニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等が挙げられる。特に、熱膨張係数の低い材料を用いることが好ましく、例えば、熱膨張係数が30×10−6/K以下であるポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、PET等を好適に用いることができる。また、繊維体に樹脂を含浸した基板(プリプレグとも記す)や、無機フィラーを有機樹脂に混ぜて熱膨張係数を下げた基板を使用することもできる。 For example, polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyacrylonitrile resin, polyimide resin, polymethyl methacrylate resin, polycarbonate (PC) resin, polyethersulfone (PES) resin, polyamide resin, cyclohexane Examples include olefin resins, polystyrene resins, polyamideimide resins, polyvinyl chloride resins, and the like. In particular, a material having a low thermal expansion coefficient is preferably used. For example, a polyamideimide resin, a polyimide resin, PET, or the like having a thermal expansion coefficient of 30 × 10 −6 / K or less can be suitably used. In addition, a substrate in which a fibrous body is impregnated with a resin (also referred to as a prepreg) or a substrate in which an inorganic filler is mixed with an organic resin to reduce the thermal expansion coefficient can be used.

上記材料中に繊維体が含まれている場合、繊維体は有機化合物または無機化合物の高強度繊維を用いる。高強度繊維とは、具体的には引張弾性率またはヤング率の高い繊維のことを言い、代表例としては、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエチレン系繊維、アラミド系繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維が挙げられる。ガラス繊維としては、Eガラス、Sガラス、Dガラス、Qガラス等を用いたガラス繊維が挙げられる。これらは、織布または不織布の状態で用い、この繊維体に樹脂を含浸させ樹脂を硬化させた構造物を可撓性基板として用いても良い。可撓性基板として、繊維体と樹脂からなる構造物を用いると、曲げや局所的押圧による破損に対する信頼性が向上するため、好ましい。   When a fibrous body is included in the material, a high-strength fiber of an organic compound or an inorganic compound is used for the fibrous body. The high-strength fiber specifically refers to a fiber having a high tensile modulus or Young's modulus, and representative examples include polyvinyl alcohol fiber, polyester fiber, polyamide fiber, polyethylene fiber, aramid fiber, Examples include polyparaphenylene benzobisoxazole fibers, glass fibers, and carbon fibers. Examples of the glass fiber include glass fibers using E glass, S glass, D glass, Q glass, and the like. These may be used in the form of a woven fabric or a non-woven fabric, and a structure obtained by impregnating the fibrous body with a resin and curing the resin may be used as the flexible substrate. When a structure made of a fibrous body and a resin is used as the flexible substrate, it is preferable because reliability against breakage due to bending or local pressing is improved.

発光素子240からの光を取り出す側の可撓性基板には、EL層235からの発光に対して透光性を有する材料を用いる。光射出側に設ける材料において、光の取り出し効率向上のためには、可撓性及び透光性を有する材料の屈折率は高い方が好ましい。例えば、有機樹脂に屈折率の高い無機フィラーを分散させることで、該有機樹脂のみからなる基板よりも屈折率の高い基板を実現できる。特に粒子径40nm以下の小さな無機フィラーを使用すると、光学的な透明性を失わないため、好ましい。   For the flexible substrate on the side from which light from the light-emitting element 240 is extracted, a material that transmits light from the EL layer 235 is used. In the material provided on the light emitting side, in order to improve the light extraction efficiency, it is preferable that the refractive index of the material having flexibility and translucency is high. For example, by dispersing an inorganic filler having a high refractive index in an organic resin, a substrate having a higher refractive index than a substrate made of only the organic resin can be realized. In particular, it is preferable to use a small inorganic filler having a particle diameter of 40 nm or less because optical transparency is not lost.

また、光射出側とは反対側に設ける材料は、透光性を有していなくても良いため、上記に挙げた基板の他に、金属基板等を用いることもできる。金属基板の厚さは、可撓性や曲げ性を得るために、10μm以上200μm以下、好ましくは20μm以上50μm以下であることが好ましい金属基板を構成する材料としては、特に限定はないが、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、または、アルミニウム合金もしくはステンレス等の金属の合金などを好適に用いることができる。光を取り出さない側の可撓性基板に、金属または合金材料を含む導電性の基板を用いると、発光素子240からの発熱に対する放熱性が高まるため好ましい。   In addition, since the material provided on the side opposite to the light emission side does not have to be translucent, a metal substrate or the like can be used in addition to the above-described substrate. The thickness of the metal substrate is not particularly limited as a material constituting the metal substrate, preferably 10 μm or more and 200 μm or less, preferably 20 μm or more and 50 μm or less in order to obtain flexibility and bendability. Aluminum, copper, nickel, or an alloy of metals such as an aluminum alloy or stainless steel can be preferably used. It is preferable to use a conductive substrate containing a metal or alloy material for the flexible substrate on the side from which light is not extracted because heat dissipation against heat generated from the light-emitting element 240 is increased.

また、可撓性基板254には、導電性の基板の表面を酸化する、または表面に絶縁膜を形成するなどし、絶縁処理が施された基板を用いることが好ましい。例えば、電着法、スピンコート方やディップ方などの塗布法、スクリーン印刷法などの印刷法、蒸着法やスパッタリング法など堆積法などの方法を用いて導電性の基板表面に絶縁膜を形成してもよいし、酸素雰囲気下で放置または加熱する方法や、陽極酸化法などの方法により、可撓性基板254の表面を酸化してもよい。   The flexible substrate 254 is preferably a substrate that has been subjected to an insulating treatment by oxidizing the surface of a conductive substrate or forming an insulating film on the surface. For example, an insulating film is formed on the surface of a conductive substrate by using an electrodeposition method, a coating method such as a spin coating method or a dipping method, a printing method such as a screen printing method, or a deposition method such as a vapor deposition method or a sputtering method. Alternatively, the surface of the flexible substrate 254 may be oxidized by a method of leaving or heating in an oxygen atmosphere or a method such as an anodic oxidation method.

また、可撓性基板の表面に凹凸形状を有する場合、当該凹凸形状を被覆して平坦化した絶縁表面を形成するために平坦化層を設けてもよい。平坦化層としては絶縁性の材料を用いることができ、有機材料または無機材料で形成することができる。例えば、平坦化層は、スパッタリング法などの堆積法、スピンコート法やディップ法などの塗布法、インクジェット法やディスペンス法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法等を用いて形成することができる。   In the case where the surface of the flexible substrate has an uneven shape, a planarization layer may be provided to form an insulating surface that is flattened by covering the uneven shape. As the planarization layer, an insulating material can be used, and it can be formed of an organic material or an inorganic material. For example, the planarization layer may be formed using a deposition method such as a sputtering method, a coating method such as a spin coating method or a dip method, a discharge method such as an ink jet method or a dispensing method, a printing method such as a screen printing method, or the like. it can.

また、可撓性基板として、複数の層を積層した材料を用いることもできる。例えば有機樹脂からなる層を2種類以上積層した材料、有機樹脂からなる層と無機材料からなる層を積層した材料、無機材料からなる層を2種類以上積層した材料などを用いる。無機材料からなる層を設けることにより、水分等の内部への浸入が抑制されるため、発光装置の信頼性を向上させることができる。   Alternatively, a material obtained by stacking a plurality of layers can be used as the flexible substrate. For example, a material in which two or more types of layers made of an organic resin are laminated, a material in which a layer made of an organic resin and a layer made of an inorganic material are laminated, a material in which two or more layers made of an inorganic material are laminated, and the like are used. By providing the layer made of an inorganic material, intrusion of moisture or the like into the inside is suppressed, so that the reliability of the light-emitting device can be improved.

上記無機材料としては、金属や半導体の酸化物材料や窒化物材料、酸窒化材料などを用いることができる。例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウムなどを用いればよい。   As the inorganic material, a metal or semiconductor oxide material, nitride material, oxynitride material, or the like can be used. For example, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum oxynitride, or the like may be used.

例えば、有機樹脂からなる層と無機材料からなる層を積層する場合、有機樹脂からなる層の上層または下層に、スパッタリング法、CVD法または塗布法などにより、上記無機材料からなる層を形成することができる。   For example, when laminating a layer made of an organic resin and a layer made of an inorganic material, the layer made of the inorganic material is formed on the upper layer or the lower layer of the layer made of an organic resin by a sputtering method, a CVD method, a coating method, or the like. Can do.

また、可撓性基板として、可撓性を有する程度に薄いガラス基板を用いてもよい。特に発光素子240に近い側から有機樹脂層、接着層、及びガラス層を積層したシートを用いることが好ましい。当該ガラス層の厚さとしては20μm以上200μm以下、好ましくは25μm以上100μm以下の厚さとする。このような厚さのガラス層は、水や酸素に対する高いバリア性と可撓性を同時に実現できる。また、有機樹脂層の厚さとしては、10μm以上200μm以下、好ましくは20μm以上50μm以下とする。このような有機樹脂層をガラス層と接して設けることにより、ガラス層の割れやクラックを抑制し、機械的強度を向上させることができる。このようなガラス材料と有機樹脂の複合材料を可撓性基板に適用することにより、極めて信頼性が高く、且つフレキシブルな発光装置とすることができる。   Further, a glass substrate that is thin enough to have flexibility may be used as the flexible substrate. In particular, it is preferable to use a sheet in which an organic resin layer, an adhesive layer, and a glass layer are stacked from the side close to the light emitting element 240. The thickness of the glass layer is 20 μm or more and 200 μm or less, preferably 25 μm or more and 100 μm or less. The glass layer having such a thickness can simultaneously realize a high barrier property and flexibility against water and oxygen. The thickness of the organic resin layer is 10 μm or more and 200 μm or less, preferably 20 μm or more and 50 μm or less. By providing such an organic resin layer in contact with the glass layer, it is possible to suppress breakage and cracking of the glass layer and improve mechanical strength. By applying such a composite material of a glass material and an organic resin to a flexible substrate, a highly reliable and flexible light-emitting device can be obtained.

<発光素子>
発光素子240において、光射出側に設ける電極にはEL層235からの発光に対して透光性を有する材料を用いる。
<Light emitting element>
In the light-emitting element 240, a material that transmits light emitted from the EL layer 235 is used for an electrode provided on the light emission side.

透光性を有する材料としては、酸化インジウム、酸化インジウム酸化スズ、酸化インジウム酸化亜鉛、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを用いることができる。または、グラフェンを用いても良い。また、上記導電層として、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、またはチタンなどの金属材料や、これらを含む合金を用いることができる。または、これら金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)などを用いても良い。なお、金属材料(またはその窒化物)を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすればよい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金と酸化インジウム酸化スズの積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。   As the light-transmitting material, indium oxide, indium tin oxide, indium zinc oxide, zinc oxide, zinc oxide to which gallium is added, or the like can be used. Alternatively, graphene may be used. As the conductive layer, a metal material such as gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, or titanium, or an alloy containing any of these materials can be used. Alternatively, nitrides of these metal materials (for example, titanium nitride) may be used. Note that in the case where a metal material (or a nitride thereof) is used, it may be thinned so as to have translucency. In addition, a stacked film of the above materials can be used as a conductive layer. For example, it is preferable to use a laminated film of an alloy of silver and magnesium and indium tin oxide because the conductivity can be increased.

このような電極は、蒸着法や、スパッタリング法などにより形成する。そのほか、インクジェット法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法、またはメッキ法を用いて形成することができる。   Such an electrode is formed by vapor deposition or sputtering. In addition, it can be formed using a discharge method such as an inkjet method, a printing method such as a screen printing method, or a plating method.

なお、透光性を有する上述の導電性酸化物をスパッタリング法によって形成する場合、当該導電性酸化物を、アルゴン及び酸素を含む雰囲気下で成膜すると、透光性を向上させることができる。   Note that in the case where the above-described conductive oxide having a light-transmitting property is formed by a sputtering method, the light-transmitting property can be improved by forming the conductive oxide in an atmosphere containing argon and oxygen.

また導電性酸化物膜をEL層上に形成する場合、酸素濃度が低減されたアルゴンを含む雰囲気下で成膜した第1の導電性酸化物膜と、アルゴン及び酸素を含む雰囲気下で成膜した第2の導電性酸化物膜の積層膜とすると、EL層への成膜ダメージを低減させることができるため好ましい。ここで特に第1の導電性酸化物膜を成膜する際に用いるアルゴンガスの純度が高いことが好ましく、例えば露点が−70℃以下、好ましくは−100℃以下のアルゴンガスを用いることが好ましい。   In the case where the conductive oxide film is formed over the EL layer, the first conductive oxide film formed in an atmosphere containing argon with a reduced oxygen concentration and the atmosphere containing argon and oxygen are formed. A stacked film of the second conductive oxide film is preferable because film formation damage to the EL layer can be reduced. Here, it is particularly preferable that the purity of the argon gas used when forming the first conductive oxide film is high. For example, an argon gas having a dew point of −70 ° C. or lower, preferably −100 ° C. or lower is preferably used. .

光射出側とは反対側に設ける電極には、EL層235からの発光に対して反射性を有する材料を用いることが好ましい。   For the electrode provided on the side opposite to the light emitting side, a material having reflectivity with respect to light emission from the EL layer 235 is preferably used.

光反射性を有する材料としては、例えばアルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、またはパラジウム等の金属、またはこれらを含む合金を用いることができる。またこれら金属材料を含む金属または合金にランタンやネオジム、ゲルマニウムなどを添加してもよい。そのほか、アルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金などのアルミニウムを含む合金(アルミニウム合金)や、銀と銅の合金、銀とパラジウムと銅の合金、銀とマグネシウムの合金などの銀を含む合金を用いることもできる。銀と銅を含む合金は耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム合金膜に接する金属膜、または金属酸化物膜を積層することで、アルミニウム合金膜の酸化を抑制することができる。該金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタン、酸化チタンなどが挙げられる。また、上記透光性を有する材料からなる膜と金属材料からなる膜とを積層しても良い。例えば、銀と酸化インジウム酸化スズの積層膜、銀とマグネシウムの合金と酸化インジウム酸化スズの積層膜などを用いることができる。   As the material having light reflectivity, for example, a metal such as aluminum, gold, platinum, silver, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, or palladium, or an alloy containing these metals can be used. Further, lanthanum, neodymium, germanium, or the like may be added to a metal or alloy containing these metal materials. In addition, alloys containing aluminum such as aluminum and titanium alloys, aluminum and nickel alloys, aluminum and neodymium alloys (aluminum alloys), silver and copper alloys, silver and palladium and copper alloys, and silver and magnesium alloys An alloy containing silver such as can also be used. An alloy containing silver and copper is preferable because of its high heat resistance. Furthermore, by stacking a metal film or a metal oxide film in contact with the aluminum alloy film, oxidation of the aluminum alloy film can be suppressed. Examples of the material for the metal film and metal oxide film include titanium and titanium oxide. Alternatively, a film formed using the light-transmitting material and a film formed using a metal material may be stacked. For example, a laminated film of silver and indium tin oxide, a laminated film of an alloy of silver and magnesium and indium tin oxide, or the like can be used.

このような電極は、蒸着法や、スパッタリング法などにより形成する。そのほか、インクジェット法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法、またはメッキ法を用いて形成することができる。   Such an electrode is formed by vapor deposition or sputtering. In addition, it can be formed using a discharge method such as an inkjet method, a printing method such as a screen printing method, or a plating method.

EL層235は、少なくとも発光性の有機化合物を含む層(以下、発光層ともいう)を含めば良く、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されていてもよい。複数の層で構成されている構成としては、陽極側から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、並びに電子注入層が積層された構成を例に挙げることができる。なお、発光層を除くこれらの層はEL層235中に必ずしも全て設ける必要はない。また、これらの層は重複して設けることもできる。具体的にはEL層235中に複数の発光層を重ねて設けてもよく、電子注入層に重ねて正孔注入層を設けてもよい。また、中間層として電荷発生層の他、電子リレー層など他の構成を適宜加えることができる。また、例えば、異なる発光色を呈する発光層を複数積層する構成としてもよい。例えば補色の関係にある2以上の発光層を積層することにより白色発光を得ることができる。   The EL layer 235 may include at least a layer containing a light-emitting organic compound (hereinafter also referred to as a light-emitting layer), and may be a single layer or a plurality of layers. As an example of a configuration composed of a plurality of layers, a configuration in which a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer are stacked from the anode side can be given as an example. Note that these layers other than the light-emitting layer are not necessarily provided in the EL layer 235. Further, these layers can be provided in an overlapping manner. Specifically, a plurality of light emitting layers may be provided to overlap with the EL layer 235, or a hole injection layer may be provided to overlap with the electron injection layer. In addition to the charge generation layer, other configurations such as an electronic relay layer can be added as appropriate as an intermediate layer. For example, it is good also as a structure which laminates | stacks the light emitting layer which exhibits a different luminescent color. For example, white light emission can be obtained by laminating two or more light emitting layers having a complementary color relationship.

EL層235は、真空蒸着法、またはインクジェット法やディスペンス法などの吐出法、スピンコート法などの塗布法を用いて形成できる。   The EL layer 235 can be formed by a vacuum evaporation method, a discharge method such as an inkjet method or a dispense method, or a coating method such as a spin coat method.

<接着層>
接着層としては、例えば、二液混合型樹脂などの常温で硬化する樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂などの硬化性材料や、ゲルなどを用いることができる。例えば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド、ポリビニルクロライド(PVC)、ポリビニルブチラル(PVB)、エチレンビニルアセテート(EVA)などを用いることができる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。
<Adhesive layer>
As the adhesive layer, for example, a curable material such as a resin that cures at room temperature such as a two-component mixed resin, a thermosetting resin, a photocurable resin, or a gel can be used. For example, epoxy resin, acrylic resin, silicone resin, phenol resin, polyimide, polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA), or the like can be used. In particular, a material with low moisture permeability such as an epoxy resin is preferable.

また接着層には乾燥剤が含まれていても良い。例えば、アルカリ土類金属の酸化物(酸化カルシウムや酸化バリウム等)のように、化学吸着によって水分を吸収する物質を用いることができる。その他の乾燥剤として、ゼオライトやシリカゲル等のように、物理吸着によって水分を吸着する物質を用いてもよい。また、粒状の乾燥剤を設けることにより、当該乾燥剤により発光素子240からの発光が乱反射されるため、信頼性が高く、且つ視野角依存性が改善した発光装置(特に照明用途等に有用)を実現できる。   The adhesive layer may contain a desiccant. For example, a substance that absorbs moisture by chemical adsorption, such as an alkaline earth metal oxide (such as calcium oxide or barium oxide), can be used. As another desiccant, a substance that adsorbs moisture by physical adsorption, such as zeolite or silica gel, may be used. In addition, by providing a granular desiccant, light emitted from the light emitting element 240 is diffusely reflected by the desiccant, so that the light emitting device has high reliability and improved viewing angle dependency (especially useful for lighting applications). Can be realized.

<トランジスタ>
表示部201、走査線駆動回路202、信号線駆動回路203を構成するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型またはボトムゲート型のトランジスタのいずれのトランジスタ構造としてもよい。また、トランジスタに用いる半導体材料としては、例えばシリコンやゲルマニウムなどの半導体材料を用いても良いし、インジウム、ガリウム、及び亜鉛のうち少なくともひとつを含む酸化物半導体を用いても良い。酸化物半導体としては、インジウム、ガリウム、及び亜鉛のうち少なくともひとつを含む酸化物半導体としては、代表的にはIn−Ga−Zn系金属酸化物などが挙げられる。シリコンよりもバンドギャップが広く、かつキャリア密度の小さい酸化物半導体を用いると、オフ電流の低いトランジスタを実現でき、後に形成される発光素子のオフ時のリーク電流を抑制できるため好ましい。また、トランジスタに用いる半導体の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、または結晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体)のいずれを用いても良い。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化が抑制されるため好ましい。
<Transistor>
There is no particular limitation on the structure of the transistors included in the display portion 201, the scan line driver circuit 202, and the signal line driver circuit 203. For example, a staggered transistor or an inverted staggered transistor may be used. Further, any transistor structure of a top gate type transistor or a bottom gate type transistor may be employed. As a semiconductor material used for the transistor, a semiconductor material such as silicon or germanium may be used, or an oxide semiconductor containing at least one of indium, gallium, and zinc may be used. As an oxide semiconductor, an oxide semiconductor containing at least one of indium, gallium, and zinc typically includes an In—Ga—Zn-based metal oxide. The use of an oxide semiconductor with a wider band gap and lower carrier density than silicon is preferable because a transistor with low off-state current can be realized and leakage current when a light-emitting element to be formed later can be suppressed. There is no particular limitation on the crystallinity of a semiconductor used for the transistor, and either an amorphous semiconductor or a semiconductor having crystallinity (a microcrystalline semiconductor, a polycrystalline semiconductor, or a semiconductor partially including a crystal region) is used. May be. The use of a semiconductor having crystallinity is preferable because deterioration of transistor characteristics is suppressed.

<カラーフィルタ及びブラックマトリクス>
カラーフィルタ221は、発光素子240からの発光色を調色し、色純度を高める目的で設けられている。例えば、白色発光の発光素子を用いてフルカラーの表示装置とする場合には、異なる色のカラーフィルタを設けた複数の画素を用いる。その場合、赤色(R)、緑色(G)、青色(G)の3色のカラーフィルタを用いてもよいし、これに黄色(Y)を加えた4色とすることもできる。また、R、G、B、(及びY)に加えて白色(W)の画素を用い、4色(または5色)としてもよい。
<Color filter and black matrix>
The color filter 221 is provided for the purpose of adjusting the emission color from the light emitting element 240 and increasing the color purity. For example, when a full-color display device is formed using a light-emitting element that emits white light, a plurality of pixels provided with different color filters are used. In that case, three color filters of red (R), green (G), and blue (G) may be used, or four colors including yellow (Y) may be used. Further, in addition to R, G, B, (and Y), white (W) pixels may be used to obtain four colors (or five colors).

また、隣接するカラーフィルタ221の間には、ブラックマトリクス222が設けられている。ブラックマトリクス222は隣接する画素の発光素子240から回り込む光を遮光し、隣接画素間における混色を抑制する。ここで、カラーフィルタ221の端部を、ブラックマトリクス222と重なるように設けることにより、光漏れを抑制することができる。ブラックマトリクス222は、発光素子240からの発光を遮光する材料を用いることができ、金属や、顔料を含む有機樹脂などを用いて形成することができる。なお、ブラックマトリクス222は、走査線駆動回路202などの表示部201以外の領域に設けてもよい。   A black matrix 222 is provided between the adjacent color filters 221. The black matrix 222 blocks light coming from the light emitting elements 240 of adjacent pixels and suppresses color mixing between adjacent pixels. Here, by providing the end portion of the color filter 221 so as to overlap the black matrix 222, light leakage can be suppressed. The black matrix 222 can be formed using a material that blocks light emitted from the light-emitting element 240 and can be formed using a metal, an organic resin containing a pigment, or the like. Note that the black matrix 222 may be provided in a region other than the display portion 201 such as the scanning line driver circuit 202.

また、カラーフィルタ221及びブラックマトリクス222を覆うオーバーコートを設けてもよい。オーバーコートは、カラーフィルタ221やブラックマトリクス222を保護するほか、これらに含まれる不純物が拡散することを抑制する。オーバーコートは発光素子240からの発光を透過する材料から構成され、無機絶縁膜や有機絶縁膜を用いることができる。   Further, an overcoat covering the color filter 221 and the black matrix 222 may be provided. The overcoat protects the color filter 221 and the black matrix 222 and suppresses diffusion of impurities contained therein. The overcoat is made of a material that transmits light emitted from the light emitting element 240, and an inorganic insulating film or an organic insulating film can be used.

本実施の形態で例示した表示装置は、高いフレキシブル性と高い信頼性を兼ね備えた表示装置である。   The display device exemplified in this embodiment is a display device having both high flexibility and high reliability.

本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。   This embodiment can be implemented in appropriate combination with any of the other embodiments described in this specification.

(実施の形態2)
以下では、本発明の一態様の膜の評価方法について説明する。ここでは、被評価膜のガスバリア性(ガス透過性)を評価する方法と、該評価に用いることのできる評価サンプルの作製方法について、図面を参照して説明する。
(Embodiment 2)
The film evaluation method of one embodiment of the present invention is described below. Here, a method for evaluating gas barrier properties (gas permeability) of a film to be evaluated and a method for producing an evaluation sample that can be used for the evaluation will be described with reference to the drawings.

[評価サンプルの作製方法]
以下では、被評価膜のガスバリア性(ガス透過性)の評価に用いることのできる評価サンプルの作製方法の例について説明する。
[Production method of evaluation sample]
Below, the example of the production method of the evaluation sample which can be used for evaluation of the gas barrier property (gas permeability) of a to-be-evaluated film | membrane is demonstrated.

まず、基板101上に島状の剥離層102を形成する(図3(A))。このとき、剥離層102を基板101の被形成面の端部よりも内側に設けることが好ましい。剥離層102は、例えば剥離層102となる膜を成膜した後にフォトリソグラフィ法等を用いて形成してもよいし、スクリーン印刷法等の印刷法などを用いて、島状の剥離層102を直接形成してもよい。   First, the island-shaped peeling layer 102 is formed over the substrate 101 (FIG. 3A). At this time, the release layer 102 is preferably provided on the inner side than the end portion of the formation surface of the substrate 101. The release layer 102 may be formed using a photolithography method or the like after forming a film to be the release layer 102, or the island-like release layer 102 may be formed using a printing method such as a screen printing method. You may form directly.

基板101には比較的平坦な表面を有する基板を用いる。基板101としては、ガラス基板または樹脂基板のほか、半導体基板、金属基板、セラミック基板などの基板を用いることもできる。   As the substrate 101, a substrate having a relatively flat surface is used. As the substrate 101, in addition to a glass substrate or a resin substrate, a substrate such as a semiconductor substrate, a metal substrate, or a ceramic substrate can be used.

続いて、剥離層102を覆う被評価膜104を形成する(図3(B))。   Subsequently, an evaluation target film 104 that covers the peeling layer 102 is formed (FIG. 3B).

被評価膜104は、後にガスバリア性(ガス透過性)を評価するべき膜である。被評価膜104として用いることのできる材料は、金属、合金、半導体、またはこれらの酸化膜及び窒化膜の他、そのほかの無機材料、樹脂などの有機材料などが挙げられる。また、被評価膜104は上述の材料を含む膜の積層膜を用いてもよい。   The target film 104 is a film whose gas barrier property (gas permeability) should be evaluated later. Examples of the material that can be used for the film to be evaluated 104 include metals, alloys, semiconductors, oxide films and nitride films thereof, other inorganic materials, and organic materials such as resins. Further, the evaluation target film 104 may be a stacked film of films containing the above materials.

ここで、後の工程で剥離層102と被評価膜104との間で剥離を行うため、剥離層102は、被評価膜104の材料に応じて、これらの間で剥離可能な材料を用いる。   Here, in order to perform peeling between the peeling layer 102 and the film to be evaluated 104 in a later step, the peeling layer 102 uses a material that can be peeled between them depending on the material of the film to be evaluated 104.

例えば、剥離層102としてタングステンなどの金属を用い、被評価膜104として酸化シリコンなどの酸化物を用いる。このとき、金属の表面が酸化物との接触により酸化され、該金属の酸化物(例えば酸化タングステン)が形成される。なお、被評価膜104を形成した後に熱処理を施し、酸化反応を促進させてもよい。または、被評価膜104の形成前に、プラズマ処理を施すことや酸化性の液体またはガスに曝すこと等によって剥離層102の表面を酸化してもよい。ここで、剥離層102を物理的に剥離する外力を加えることにより、剥離層102と被評価膜104との間で剥離が生じる。   For example, a metal such as tungsten is used for the peeling layer 102, and an oxide such as silicon oxide is used for the evaluated film 104. At this time, the surface of the metal is oxidized by contact with the oxide, and an oxide of the metal (for example, tungsten oxide) is formed. Note that heat treatment may be performed after the film to be evaluated 104 is formed to promote the oxidation reaction. Alternatively, the surface of the peeling layer 102 may be oxidized by performing plasma treatment, exposing to an oxidizing liquid or gas, or the like before forming the target film 104. Here, when an external force for physically peeling the peeling layer 102 is applied, peeling occurs between the peeling layer 102 and the target film 104.

このほか、剥離層102として金属を、被評価膜104としてポリイミドなどの樹脂を用いて、両者の密着性の大きさを制御することで剥離可能な構成としてもよい。また、極めて平坦性の高い面を有する剥離層102及び被評価膜104を用い、これらの平坦面を密着させることで接合した構成を用いてもよい。   In addition, by using a metal as the peeling layer 102 and a resin such as polyimide as the film to be evaluated 104, the peelable layer 102 may be peelable by controlling the adhesion between them. Alternatively, a structure may be used in which the peeling layer 102 and the evaluation target film 104 having surfaces with extremely high flatness are used, and these flat surfaces are bonded to each other so as to adhere to each other.

なお、基板101の表面を剥離層102として用い、基板101上に接して被評価膜104を形成してもよい。例えば、基板101として金属基板を用い、被評価膜104として樹脂を用いることもできる。   Note that the evaluation target film 104 may be formed in contact with the surface of the substrate 101 as the peeling layer 102. For example, a metal substrate can be used as the substrate 101, and a resin can be used as the film to be evaluated 104.

剥離層102に用いる材料と、被評価膜104に用いる材料は、これらの密着性が低いなど、これらの間で剥離可能であるような組み合わせであれば、上記以外にも様々な材料を選択することができる。例えば、金属材料または合金材料と有機材料の組み合わせ、金属材料または合金材料と無機絶縁材料の組み合わせ、無機絶縁材料と有機材料の組み合わせ、半導体材料と有機材料の組み合わせなどを用いることができる。なおこれらの組み合わせのうち、一方を剥離層102に、他方を被評価膜104に適用すればよい。また、剥離層102と被評価膜104に、それぞれ応力の異なる材料を用い、応力の差を利用して剥離することもできる。   The material used for the peeling layer 102 and the material used for the film to be evaluated 104 may be selected from various materials other than the above as long as the material can be peeled between them, such as low adhesion. be able to. For example, a combination of a metal material or an alloy material and an organic material, a combination of a metal material or an alloy material and an inorganic insulating material, a combination of an inorganic insulating material and an organic material, a combination of a semiconductor material and an organic material, or the like can be used. Note that one of these combinations may be applied to the separation layer 102 and the other to the film to be evaluated 104. Alternatively, the release layer 102 and the target film 104 may be made of materials having different stresses and peeled using the difference in stress.

このように、島状の剥離層102よりも外側に延在するように、被評価膜104を形成することにより、その後の工程で意図せずに被評価膜104が剥離層102から剥離してしまうことを防止できるため好ましい。   In this way, by forming the film to be evaluated 104 so as to extend outward from the island-shaped peeling layer 102, the film to be evaluated 104 peels off from the peeling layer 102 unintentionally in a subsequent process. It is preferable because it can be prevented.

続いて、剥離層102と重なる領域における被評価膜104上に検出層105を形成する。検出層105はメタルマスク等のシャドウマスクを用いたスパッタリング法や蒸着法などを用いて形成することができる。   Subsequently, the detection layer 105 is formed on the target film 104 in a region overlapping with the peeling layer 102. The detection layer 105 can be formed by a sputtering method or a vapor deposition method using a shadow mask such as a metal mask.

検出層105は、被評価膜104を透過したガスと反応し、その光学的特性(反射率、透過率、屈折率など)が変化する材料を用いる。したがって検出層105に用いる材料は、評価対象となるガスに応じて適宜選択すればよい。   The detection layer 105 is made of a material that reacts with the gas that has passed through the target film 104 and whose optical characteristics (reflectance, transmittance, refractive index, etc.) change. Therefore, the material used for the detection layer 105 may be appropriately selected according to the gas to be evaluated.

代表的には、検出層105にカルシウム膜を用いることにより、水蒸気に対するバリア性を評価することができる。カルシウム膜は水と反応し水酸化カルシウムが生成される。水酸化カルシウムはカルシウムと比較して透光性が高いため、光学的な観察により反応の進行を確認することができる。またこのような材料としては、カルシウムの他にマグネシウムやバリウムなどの第2族元素が挙げられる。   Typically, by using a calcium film for the detection layer 105, the barrier property against water vapor can be evaluated. The calcium membrane reacts with water to produce calcium hydroxide. Since calcium hydroxide has higher translucency than calcium, the progress of the reaction can be confirmed by optical observation. Examples of such materials include group 2 elements such as magnesium and barium in addition to calcium.

検出層105の厚さは、10nm以上500nm未満、好ましくは20nm以上200nm未満とすることができる。検出層105が10nmよりも薄い場合には、光学特性の変化を検出することが困難であるほか、均一な厚さで形成することが難しい。一方、500nmよりも厚い場合には、検出層105とガスとが反応して形成される領域が、深さ方向に不均一となってしまう恐れがあり、光学的な評価では測定誤差が大きくなってしまう。   The thickness of the detection layer 105 can be 10 nm or more and less than 500 nm, preferably 20 nm or more and less than 200 nm. When the detection layer 105 is thinner than 10 nm, it is difficult to detect a change in optical characteristics and it is difficult to form the detection layer 105 with a uniform thickness. On the other hand, if it is thicker than 500 nm, the region formed by the reaction between the detection layer 105 and the gas may be non-uniform in the depth direction, and the measurement error increases in the optical evaluation. End up.

続いて、検出層105を覆うように、バリア層106を形成する(図3(C))。バリア層106は検出層105が検出するガスに対してバリア性の高い(ガス透過性の低い)材料からなる膜を用いることができる。例えば、透湿性の低い材料を用いる。例えば、金属、合金、無機絶縁膜等を用いることができる。バリア層106としては、検出層105と接して設けられるため、検出層105に用いる材料との接触に対して化学的に安定な材料を用いることが好ましい。また、バリア層106は後に形成される接着層107に含まれる不純物が検出層105に拡散することを防ぐ必要がある。したがってバリア層106はこれら不純物が透過する、またはピンホール等を介して侵入することを抑制するために十分に厚く形成することが好ましく、50nm以上20μm未満、好ましくは500nm以上10μm未満の厚さとする。またこのとき、バリア層106にピンホールが形成されないような形成方法を用いることが好ましい。   Subsequently, a barrier layer 106 is formed so as to cover the detection layer 105 (FIG. 3C). As the barrier layer 106, a film made of a material having a high barrier property (low gas permeability) against the gas detected by the detection layer 105 can be used. For example, a material with low moisture permeability is used. For example, a metal, an alloy, an inorganic insulating film, or the like can be used. Since the barrier layer 106 is provided in contact with the detection layer 105, it is preferable to use a material that is chemically stable with respect to contact with the material used for the detection layer 105. Further, the barrier layer 106 needs to prevent impurities contained in the adhesive layer 107 to be formed later from diffusing into the detection layer 105. Therefore, the barrier layer 106 is preferably formed to be sufficiently thick in order to prevent these impurities from penetrating or entering through a pinhole or the like, and has a thickness of 50 nm to 20 μm, preferably 500 nm to less than 10 μm. . At this time, it is preferable to use a formation method in which no pinhole is formed in the barrier layer 106.

バリア層106は、メタルマスク等のシャドウマスクを用いたスパッタリング法や蒸着法などを用いて形成することができる。または、CVD法などにより形成した後に、フォトリソグラフィ法により不要な部分をエッチングし、島状に加工してもよい。   The barrier layer 106 can be formed by a sputtering method or a vapor deposition method using a shadow mask such as a metal mask. Alternatively, after forming by a CVD method or the like, unnecessary portions may be etched by a photolithography method and processed into an island shape.

その後、基板101と基板108とを接着層107により接着する(図3(D))。このとき、基板101上に設けられた上記構造物を基板101と基板108の間に挟持させるように基板108を配置する。   After that, the substrate 101 and the substrate 108 are bonded to each other with the adhesive layer 107 (FIG. 3D). At this time, the substrate 108 is disposed so that the structure provided on the substrate 101 is sandwiched between the substrate 101 and the substrate 108.

基板108としては、検出層105が検出するガスに対してバリア性の高い(ガス透過性の低い)材料を用いることができる。例えば、透湿性の低い材料を用いる。例えば、半導体基板、ガラス基板、金属基板、セラミック基板等を用いることができる。   As the substrate 108, a material having a high barrier property (low gas permeability) with respect to a gas detected by the detection layer 105 can be used. For example, a material with low moisture permeability is used. For example, a semiconductor substrate, a glass substrate, a metal substrate, a ceramic substrate, or the like can be used.

接着層107は硬化性の樹脂などを用いることができる。例えば、二液混合型樹脂などの常温で硬化する樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂などを用いることができる。また、接着層は、検出層105が検出するガスに対してバリア性の高い(ガス透過性の低い)材料を用いることが好ましい。例えば、透湿性の低い材料を用いる。   The adhesive layer 107 can be formed using a curable resin or the like. For example, a resin that cures at room temperature, such as a two-component mixed resin, a thermosetting resin, a photocurable resin, or the like can be used. The adhesive layer is preferably made of a material having a high barrier property (low gas permeability) against the gas detected by the detection layer 105. For example, a material with low moisture permeability is used.

なお、被評価膜として透光性の乏しい、または光を透過しない材料を用いる場合には、基板108、接着層107、及びバリア層106を介して検出層105を光学的に観察する必要があるため、これらとして透光性の材料を用いる。   Note that in the case where a material with low translucency or a material that does not transmit light is used as the film to be evaluated, the detection layer 105 needs to be optically observed through the substrate 108, the adhesive layer 107, and the barrier layer 106. Therefore, a translucent material is used as these.

次に、基板101及び基板108の外周部を切断する(図4(A))。このとき、島状の剥離層102の一部を切断するように、基板101及び基板108を切断する。このように剥離層102の端面を露出するように、基板101及び基板108を切断することにより、後の剥離工程をより容易に行うことができる。   Next, the outer peripheral portions of the substrate 101 and the substrate 108 are cut (FIG. 4A). At this time, the substrate 101 and the substrate 108 are cut so that a part of the island-shaped release layer 102 is cut. Thus, the subsequent peeling step can be performed more easily by cutting the substrate 101 and the substrate 108 so that the end face of the peeling layer 102 is exposed.

続いて、剥離層102と被評価膜104とを剥離し、剥離層102が形成された基板101を除去する(図4(B))。   Subsequently, the separation layer 102 and the target film 104 are separated, and the substrate 101 over which the separation layer 102 is formed is removed (FIG. 4B).

剥離の方法としては、例えば基板101または基板108を吸着ステージに固定し、剥離層102と被評価膜104の境界に剥離の起点を形成する。例えば、これらの境界に刃物などの鋭利な形状の器具を差し込むことで剥離の起点を形成してもよい。また、表面張力の低い液体(例えばアルコールや水、二酸化炭素を含む水など)を該端部に滴下し、毛細管現象を利用して該液体を剥離層102と被評価膜104の境界に浸透させることにより、剥離の起点を形成してもよい。   As a peeling method, for example, the substrate 101 or the substrate 108 is fixed to the suction stage, and a starting point of peeling is formed at the boundary between the peeling layer 102 and the evaluation target film 104. For example, the peeling starting point may be formed by inserting a sharply shaped tool such as a blade into these boundaries. Further, a liquid having a low surface tension (for example, alcohol, water, water containing carbon dioxide, or the like) is dropped on the end portion, and the liquid is allowed to permeate the boundary between the peeling layer 102 and the target film 104 using a capillary phenomenon. Thus, a starting point of peeling may be formed.

次いで、剥離の起点から密着面に対して略垂直方向に、緩やかに物理的な力を加えることにより、検出層105やバリア層106を破損することなく剥離することができる。このとき、基板101または基板108にテープ等を貼り付け、当該テープを上記方向に引っ張ることで剥離を行ってもよいし、鉤状の部材を基板101または基板108の端部に引っかけて剥離を行ってもよい。また、真空吸着が可能な部材を基板101または基板108の裏面に吸着させて引っ張ることにより、剥離を行ってもよい。   Next, the detection layer 105 and the barrier layer 106 can be peeled without being damaged by gently applying a physical force in a direction substantially perpendicular to the adhesion surface from the peeling starting point. At this time, peeling may be performed by attaching a tape or the like to the substrate 101 or the substrate 108 and pulling the tape in the above direction, or by peeling a hook-shaped member to the end of the substrate 101 or the substrate 108. You may go. Further, peeling may be performed by adsorbing a member capable of vacuum suction to the back surface of the substrate 101 or the substrate 108 and pulling the member.

以上の工程により、評価サンプル100を作製することができる。   Through the above steps, the evaluation sample 100 can be manufactured.

なお、評価サンプル100を作製した直後、より具体的には剥離を行った直後から、評価サンプル100の周囲の雰囲気から影響を受ける恐れがあるため、剥離は評価直前に行うことが好ましい。または、剥離を行った後、評価対象となるガス及び検出層が反応しうるガスの濃度が十分に低減された環境で保管しておくことが好ましい。   Note that it is preferable to perform the peeling immediately before the evaluation because the evaluation sample 100 may be affected by the atmosphere around the evaluation sample 100 immediately after the evaluation sample 100 is manufactured, more specifically, immediately after the peeling. Or after peeling, it is preferable to store in the environment where the density | concentration of the gas used as evaluation object and the gas which a detection layer can react is fully reduced.

上記で例示した評価サンプルの作製方法によれば、被評価膜を、さまざまな形成方法により形成できるため、被評価膜の種類や形成方法の自由度を高めることができる。   According to the method for preparing the evaluation sample exemplified above, the film to be evaluated can be formed by various forming methods, so that the type of film to be evaluated and the degree of freedom of the forming method can be increased.

ここで、例えばガス透過性(例えば透湿性)の高いプラスチック基板等に直接、被評価膜、検出層、及びバリア層を順に積層することにより評価サンプルを作製する場合においては、被評価膜の種類や形成方法は、用いるプラスチック基板の耐熱性や、反応性を有するガスや液体に対する耐性などにより制限される。例えばこのような方法では、成膜温度を高めたプラズマCVD法を用いて形成することのできる緻密でガスバリア性の高い膜を評価することができない。   Here, for example, in the case where an evaluation sample is prepared by sequentially laminating a film to be evaluated, a detection layer, and a barrier layer directly on a plastic substrate having high gas permeability (for example, moisture permeability), the type of film to be evaluated The forming method is limited by the heat resistance of the plastic substrate used and the resistance to reactive gases and liquids. For example, such a method cannot evaluate a dense film having a high gas barrier property that can be formed using a plasma CVD method with an increased film formation temperature.

一方、本発明の一態様の評価サンプルの作製方法を用いることにより、このような高温で形成される膜や、反応性の高いガスなどを用いて形成される膜の評価を行うことができる。例えば、基板101としてガラス基板を用いた場合には、作製工程中に200℃以上基板の軟化点以下、好ましくは300℃以上700℃以下の温度で成膜された膜、または当該温度での熱処理を経た膜であっても評価が可能である。また、基板101として単結晶シリコン基板を用いた場合では、さらに1000℃を越える温度で成膜された、またはこのような温度での熱処理を経た膜を評価することができる。   On the other hand, by using the method for manufacturing an evaluation sample of one embodiment of the present invention, a film formed at such a high temperature or a film formed using a highly reactive gas can be evaluated. For example, in the case where a glass substrate is used as the substrate 101, a film formed at a temperature of 200 ° C. or higher and lower than the softening point of the substrate, preferably 300 ° C. or higher and 700 ° C. or lower, or heat treatment at the temperature during the manufacturing process. Evaluation is possible even for a film that has undergone the above. In the case where a single crystal silicon substrate is used as the substrate 101, a film formed at a temperature exceeding 1000 ° C. or subjected to heat treatment at such a temperature can be evaluated.

また、本発明の一態様の評価サンプルの作製方法によれば、被評価膜が最表面に露出した形態の評価サンプルを作製することができる。したがって、被評価膜本来のガスバリア性をより正確に評価することが可能となる。   Further, according to the evaluation sample manufacturing method of one embodiment of the present invention, an evaluation sample in a form in which the film to be evaluated is exposed on the outermost surface can be manufactured. Therefore, it is possible to more accurately evaluate the inherent gas barrier properties of the film to be evaluated.

[被評価膜の透湿性の評価方法]
以下では、上述の方法により作製した評価サンプル100を用い、被評価膜104のガスバリア性を評価する方法について説明する。
[Method for evaluating moisture permeability of film to be evaluated]
Hereinafter, a method for evaluating the gas barrier property of the film 104 to be evaluated using the evaluation sample 100 manufactured by the above-described method will be described.

図4(C)は、評価系の概略図である。   FIG. 4C is a schematic diagram of the evaluation system.

評価サンプル100は、被評価膜104側が上面になるようにステージ111上に支持される。評価は、被評価膜104を介して検出層105を光学的に観察し、検出層105がガスと反応して変質した領域の面積を光学的に観察することにより、行うことができる。ここで、被評価膜104として透光性の乏しい材料、または光を透過しない材料を用いた場合には、評価サンプル100を基板108側が上面になるようにステージ111上に配置し、基板108、接着層107及びバリア層106を介して検出層105を光学的に観察する。   The evaluation sample 100 is supported on the stage 111 so that the evaluation target film 104 side is an upper surface. The evaluation can be performed by optically observing the detection layer 105 through the film to be evaluated 104 and optically observing the area of the region where the detection layer 105 has changed due to reaction with gas. Here, in the case where a material with poor translucency or a material that does not transmit light is used as the film 104 to be evaluated, the evaluation sample 100 is placed on the stage 111 so that the substrate 108 side is the upper surface, The detection layer 105 is optically observed through the adhesive layer 107 and the barrier layer 106.

図4(C)に示す評価系では、カメラ112によって撮像した検出層105の像を、演算装置113によって画像解析することにより、被評価膜104のガスバリア性を評価する。   In the evaluation system illustrated in FIG. 4C, the gas barrier property of the film 104 to be evaluated is evaluated by performing image analysis on the image of the detection layer 105 captured by the camera 112 using the arithmetic device 113.

より具体的には、試験環境で一定時間保持した後の評価サンプル100について検出層105の観察を行い、観察領域の面積と、観察領域内の検出層105がガスと反応して変質した領域の面積と、を測定することにより、試験環境に保持された期間における被評価膜104を透過したガスの重量を算出することができる。   More specifically, the detection layer 105 is observed with respect to the evaluation sample 100 after being held for a certain time in the test environment, and the area of the observation region and the region in which the detection layer 105 in the observation region has been altered by reacting with gas are changed. By measuring the area, it is possible to calculate the weight of the gas that has permeated the film to be evaluated 104 during the period maintained in the test environment.

以下では、検出層105としてカルシウム膜を用い、被評価膜104の水蒸気透過量を評価する方法について説明する。   Hereinafter, a method of using a calcium film as the detection layer 105 and evaluating the water vapor transmission amount of the evaluation target film 104 will be described.

まず、試験環境に評価サンプル100を一定期間保持する。試験環境は適宜設定すればよいが、例えば大気雰囲気、高温または低温雰囲気、高湿または低湿雰囲気などから適宜選択すればよい。その後、検出層105であるカルシウム膜をカメラ112で撮像し、撮像した画像を演算装置113によって画像解析することにより、上述した2つの面積を算出する。   First, the evaluation sample 100 is held for a certain period in the test environment. The test environment may be set as appropriate, and may be selected as appropriate from, for example, an air atmosphere, a high or low temperature atmosphere, a high or low humidity atmosphere, and the like. Thereafter, the calcium film that is the detection layer 105 is imaged by the camera 112, and the captured image is analyzed by the arithmetic device 113, thereby calculating the two areas described above.

ここで、1molのカルシウムは2molの水と反応し、1molの水酸化カルシウムと1molの水素が生成される。このときの反応式は数式(1)のようになる。   Here, 1 mol of calcium reacts with 2 mol of water to produce 1 mol of calcium hydroxide and 1 mol of hydrogen. The reaction formula at this time is as shown in Formula (1).

ここで、カルシウム膜の観察領域の面積をA[m]、観察領域内におけるカルシウムの変質が確認された領域(水酸化カルシウム)の面積をA[m]、カルシウム膜の厚さをt[m]、水酸化カルシウムの密度をd[g/m]、水の分子量をMH2O、水酸化カルシウムの分子量をMCa(OH)2、試験環境保持時間をT[day]としたとき、水蒸気透過量WVTR[g/m・day]は、数式(2)のように算出できる。 Here, the area of the observation area of the calcium film is A 0 [m 2 ], the area of the area where the alteration of calcium is confirmed in the observation area (calcium hydroxide) is A [m 2 ], and the thickness of the calcium film is t [m], calcium hydroxide density d [g / m 2 ], water molecular weight M H2O , calcium hydroxide molecular weight M Ca (OH) 2 , test environment retention time T [day] In this case, the water vapor transmission amount WVTR [g / m 2 · day] can be calculated as in Expression (2).

このような方法により、被評価膜の透湿性の指標である水蒸気透過量を評価することができる。   By such a method, it is possible to evaluate the water vapor transmission amount which is an index of moisture permeability of the film to be evaluated.

上記では、カルシウムと水との反応式に基づいた水蒸気透過量の算出式を例示したが、検出層105に用いる材料及び対象とするガスの種類に応じて、実施者が算出式を適宜変更して用いることができる。   In the above, the calculation formula of the water vapor permeation amount based on the reaction formula of calcium and water is exemplified, but the practitioner appropriately changes the calculation formula depending on the material used for the detection layer 105 and the type of target gas. Can be used.

本実施の形態で例示した評価サンプルの作製方法、及び膜の評価方法によれば、様々な方法により形成した膜のガスバリア性(ガス透過性)をより精密に評価することができる。   According to the evaluation sample manufacturing method and the film evaluation method exemplified in this embodiment, the gas barrier properties (gas permeability) of the films formed by various methods can be more accurately evaluated.

例えば、上述した評価方法で算出した水蒸気透過量が、高温高湿環境(例えば温度65℃、湿度95%、1気圧)に保持した場合において、1×10−4[g/m・day]以下、好ましくは1×10−5[g/m・day]以下、より好ましくは1×10−6[g/m・day]以下、より好ましくは1×10−7[g/m・day]以下、より好ましくは1×10−8[g/m・day]以下となるような膜をトランジスタや発光素子の保護層として用いることが好ましい。 For example, when the water vapor transmission amount calculated by the above-described evaluation method is maintained in a high-temperature and high-humidity environment (for example, temperature 65 ° C., humidity 95%, 1 atm), 1 × 10 −4 [g / m 2 · day] Or less, preferably 1 × 10 −5 [g / m 2 · day] or less, more preferably 1 × 10 −6 [g / m 2 · day] or less, more preferably 1 × 10 −7 [g / m 2 · Day] or less, more preferably 1 × 10 −8 [g / m 2 · day] or less is preferably used as a protective layer of a transistor or a light-emitting element.

本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。   This embodiment can be implemented in appropriate combination with any of the other embodiments described in this specification.

(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置について図5を用いて説明する。
(Embodiment 3)
In this embodiment, a semiconductor device of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

本発明の一態様では、半導体装置が有する絶縁層の少なくともいずれか一に、ガスバリア性の高い(ガス透過性の低い)絶縁層を用いる。ガスバリア性の高い絶縁層は、例えば、下地膜、トランジスタのゲート絶縁層や保護層等に適用できる。例えば、ガスバリア性の高い絶縁層の水蒸気透過量は、高温高湿環境(例えば温度65℃、湿度95%、1気圧)に保持した場合において、1×10−4[g/m・day]以下、好ましくは1×10−5[g/m・day]以下、より好ましくは1×10−6[g/m・day]以下、より好ましくは1×10−7[g/m・day]以下、より好ましくは1×10−8[g/m・day]以下とする。このような絶縁層を有することで、信頼性の高い半導体装置を実現できる。 In one embodiment of the present invention, an insulating layer with high gas barrier properties (low gas permeability) is used as at least one of the insulating layers included in the semiconductor device. An insulating layer having a high gas barrier property can be applied to, for example, a base film, a gate insulating layer of a transistor, a protective layer, or the like. For example, the water vapor permeation amount of the insulating layer having a high gas barrier property is 1 × 10 −4 [g / m 2 · day] in a high temperature and high humidity environment (for example, temperature 65 ° C., humidity 95%, 1 atm). Or less, preferably 1 × 10 −5 [g / m 2 · day] or less, more preferably 1 × 10 −6 [g / m 2 · day] or less, more preferably 1 × 10 −7 [g / m 2 · Day] or less, more preferably 1 × 10 −8 [g / m 2 · day] or less. With such an insulating layer, a highly reliable semiconductor device can be realized.

本発明の一態様の半導体装置は、構成要素に、実施の形態2にて詳述した本発明の一態様の膜の評価方法を用いてガスバリア性(ガス透過性)を評価した材料を用いた絶縁層を有する。ガスバリア性が十分に高い(ガス透過性が十分に低い)と評価した材料を用いることで、本発明の一態様では、信頼性の高い半導体装置を実現できる。   In the semiconductor device of one embodiment of the present invention, a material whose gas barrier property (gas permeability) is evaluated using the film evaluation method of one embodiment of the present invention described in detail in Embodiment 2 is used as a component. It has an insulating layer. With the use of a material that is evaluated to have sufficiently high gas barrier properties (gas permeability is sufficiently low), in one embodiment of the present invention, a highly reliable semiconductor device can be realized.

[半導体装置の構成例]
図5に、絶縁表面を有する基板330上に設けられたトランジスタの断面概略図を示す。
[Configuration example of semiconductor device]
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a transistor provided over a substrate 330 having an insulating surface.

図5(A)は、ボトムゲート型のトランジスタ300の断面概略図である。   FIG. 5A is a schematic cross-sectional view of a bottom-gate transistor 300. FIG.

トランジスタ300は、ゲート電極301と、ゲート電極301を覆うゲート絶縁層302と、ゲート絶縁層302を介してゲート電極301と重なる半導体層303と、半導体層303にそれぞれ電気的に接続されるソース電極304a及びドレイン電極304bと、を有する。また、トランジスタ300を覆う保護層305が設けられている。   The transistor 300 includes a gate electrode 301, a gate insulating layer 302 that covers the gate electrode 301, a semiconductor layer 303 that overlaps with the gate electrode 301 through the gate insulating layer 302, and a source electrode that is electrically connected to the semiconductor layer 303. 304a and a drain electrode 304b. In addition, a protective layer 305 is provided to cover the transistor 300.

トランジスタ300では、ゲート絶縁層302または保護層305の少なくとも一方に、ガスバリア性の高い絶縁層を用いる。これにより、信頼性の高い半導体装置を実現できる。ゲート絶縁層302や保護層305は、実施の形態1にて例示した絶縁層に用いることができる材料を用いて形成できる。   In the transistor 300, an insulating layer having a high gas barrier property is used for at least one of the gate insulating layer 302 and the protective layer 305. Thereby, a highly reliable semiconductor device can be realized. The gate insulating layer 302 and the protective layer 305 can be formed using a material that can be used for the insulating layer described in Embodiment 1.

ここでトランジスタ300は、ソース電極304a及びドレイン電極304bが、半導体層303の上面の一部、及び側面の一部を覆って形成されている。ここで図5(A)に示すように、ソース電極304a及びドレイン電極304bのエッチングによる加工の際に、半導体層303の上面の一部がエッチングされ薄膜化している場合もある。   Here, in the transistor 300, the source electrode 304 a and the drain electrode 304 b are formed so as to cover part of the upper surface and part of the side surface of the semiconductor layer 303. Here, as illustrated in FIG. 5A, when processing the source electrode 304 a and the drain electrode 304 b by etching, part of the upper surface of the semiconductor layer 303 may be etched and thinned.

なお、半導体層303の、ソース電極304a及びドレイン電極304bと接する領域は、不純物をドーピングするなどして低抵抗化されていてもよい。また半導体としてシリコンを用いる場合には、金属とのシリサイドが形成されていてもよい。半導体層303のソース電極304a及びドレイン電極304bと接する領域を低抵抗化させることにより、当該電極と半導体層303の接触抵抗を低減させることができる。ソース電極304a及びドレイン電極304b間の抵抗を下げることができるため、オン電流などのトランジスタ特性を向上させることができるため好ましい。   Note that the region of the semiconductor layer 303 that is in contact with the source electrode 304a and the drain electrode 304b may have a low resistance by doping impurities or the like. In the case where silicon is used as the semiconductor, silicide with a metal may be formed. By reducing the resistance of the region in contact with the source electrode 304a and the drain electrode 304b of the semiconductor layer 303, the contact resistance between the electrode and the semiconductor layer 303 can be reduced. Since resistance between the source electrode 304a and the drain electrode 304b can be reduced, transistor characteristics such as on-state current can be improved, which is preferable.

このような構成のトランジスタ300は、形成に要するフォトマスクを低減できるため、作製工程を簡略化できる。   The transistor 300 having such a structure can reduce a photomask required for formation, so that a manufacturing process can be simplified.

図5(B)に示すトランジスタ310は、半導体層303上に絶縁層306を有する点で、図5(A)に示すトランジスタ300と相違している。   A transistor 310 illustrated in FIG. 5B is different from the transistor 300 illustrated in FIG. 5A in that an insulating layer 306 is provided over the semiconductor layer 303.

絶縁層306は、ソース電極304a及びドレイン電極304bのエッチングによる加工の際に、半導体層303を保護するために設けられる。また、絶縁層306を設けることにより、絶縁層306の形成工程以降において、半導体層303の少なくともチャネルが形成される領域の上面が露出することがないため、これ以降の工程での汚染(金属汚染、有機汚染)の影響を排除することができ、信頼性の高いトランジスタとすることができる。   The insulating layer 306 is provided to protect the semiconductor layer 303 when the source electrode 304a and the drain electrode 304b are processed by etching. In addition, since the insulating layer 306 is provided, at least the upper surface of the region where the channel is formed in the semiconductor layer 303 is not exposed after the insulating layer 306 is formed. , Organic contamination) can be eliminated, and a highly reliable transistor can be obtained.

トランジスタ310では、ゲート絶縁層302、保護層305、または絶縁層306の少なくとも一方に、ガスバリア性の高い絶縁層を用いる。これにより、信頼性の高い半導体装置を実現できる。絶縁層306は、実施の形態1にて例示した絶縁層に用いることができる材料を用いて形成できる。   In the transistor 310, an insulating layer with high gas barrier properties is used for at least one of the gate insulating layer 302, the protective layer 305, and the insulating layer 306. Thereby, a highly reliable semiconductor device can be realized. The insulating layer 306 can be formed using a material that can be used for the insulating layer described in Embodiment 1.

図5(C)に示すトランジスタ320は、ソース電極304a及びドレイン電極304bと半導体層303との接続のための開口部以外の半導体層303上に絶縁層306が形成されている点で、図5(B)に示すトランジスタ310と相違している。   In the transistor 320 illustrated in FIG. 5C, an insulating layer 306 is formed over the semiconductor layer 303 other than an opening for connecting the source electrode 304a and the drain electrode 304b to the semiconductor layer 303. This is different from the transistor 310 shown in FIG.

ソース電極304a及びドレイン電極304bはそれぞれ、絶縁層306に設けられた開口部を介して、半導体層303と電気的に接続されている。   The source electrode 304 a and the drain electrode 304 b are electrically connected to the semiconductor layer 303 through openings provided in the insulating layer 306.

ここで、図5(C)に示すように、絶縁層306が半導体層303の端部を覆って形成されることにより、上記開口部以外の領域が露出することがなく、その後の工程における汚染を効果的に抑制できるため、信頼性の高いトランジスタとすることができる。   Here, as shown in FIG. 5C, the insulating layer 306 is formed so as to cover the end portion of the semiconductor layer 303, so that a region other than the opening is not exposed, and contamination in the subsequent steps is performed. Thus, a highly reliable transistor can be obtained.

トランジスタ320では、ゲート絶縁層302、保護層305、または絶縁層306の少なくとも一方に、ガスバリア性の高い絶縁層を用いる。これにより、信頼性の高い半導体装置を実現できる。   In the transistor 320, an insulating layer having a high gas barrier property is used for at least one of the gate insulating layer 302, the protective layer 305, and the insulating layer 306. Thereby, a highly reliable semiconductor device can be realized.

[電極]
半導体装置が有する電極(ゲート電極や、ソース電極及びドレイン電極)を形成するための導電性材料としては、アルミニウム、クロム、銅、銀、金、白金、タンタル、ニッケル、チタン、モリブデン、タングステン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、マンガン、マグネシウム、ジルコニウム、ベリリウム等から選ばれた金属元素、上述した金属元素を成分とする合金、又は上述した金属元素を組み合わせた合金等を用いることができる。また、リン等の不純物元素を含有させた多結晶シリコンに代表される半導体、ニッケルシリサイド等のシリサイドを用いてもよい。導電層の形成方法は特に限定されず、蒸着法、CVD法、スパッタリング法、スピンコート法等の各種形成方法を用いることができる。
[electrode]
As a conductive material for forming an electrode (a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode) included in a semiconductor device, aluminum, chromium, copper, silver, gold, platinum, tantalum, nickel, titanium, molybdenum, tungsten, hafnium Further, a metal element selected from vanadium, niobium, manganese, magnesium, zirconium, beryllium and the like, an alloy containing the above metal element as a component, or an alloy combining the above metal elements can be used. Alternatively, a semiconductor typified by polycrystalline silicon containing an impurity element such as phosphorus, or silicide such as nickel silicide may be used. The formation method of the conductive layer is not particularly limited, and various formation methods such as an evaporation method, a CVD method, a sputtering method, and a spin coating method can be used.

また、半導体装置が有する電極は、インジウム錫酸化物(ITO)、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物等の酸素を含む導電性材料を適用することもできる。また、上記酸素を含む導電性材料と、上記金属元素を含む材料の積層構造とすることもできる。   The electrodes of the semiconductor device include indium tin oxide (ITO), indium oxide including tungsten oxide, indium zinc oxide including tungsten oxide, indium oxide including titanium oxide, and indium tin oxide including titanium oxide. Alternatively, a conductive material containing oxygen such as indium zinc oxide or indium tin oxide to which silicon oxide is added can be used. Alternatively, a stacked structure of the conductive material containing oxygen and the material containing the metal element can be employed.

また、半導体装置が有する電極としては、例えば、シリコンを含むアルミニウム層の単層構造、アルミニウム層上にチタン層を積層する二層構造、窒化チタン層上にチタン層を積層する二層構造、窒化チタン層上にタングステン層を積層する二層構造、窒化タンタル層上にタングステン層を積層する二層構造、チタン層と、そのチタン層上にアルミニウム層を積層し、さらにその上にチタン層を形成する三層構造等が挙げられる。また、アルミニウムに、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウムから選ばれた元素の層、又は複数組み合わせた合金層、もしくは窒化物層を用いてもよい。   In addition, as an electrode of a semiconductor device, for example, a single layer structure of an aluminum layer containing silicon, a two layer structure in which a titanium layer is stacked on an aluminum layer, a two layer structure in which a titanium layer is stacked on a titanium nitride layer, or nitriding A two-layer structure in which a tungsten layer is stacked on a titanium layer, a two-layer structure in which a tungsten layer is stacked on a tantalum nitride layer, a titanium layer, an aluminum layer is stacked on the titanium layer, and a titanium layer is further formed thereon A three-layer structure. Alternatively, aluminum may be a layer of an element selected from titanium, tantalum, tungsten, molybdenum, chromium, neodymium, and scandium, or an alloy layer or nitride layer that is a combination of a plurality of elements.

[半導体層]
本発明の一態様の半導体装置は、半導体層303に酸化物半導体を用いることが好ましい。酸化物半導体は、エネルギーギャップが2eV以上、好ましくは2.5eV以上、より好ましくは3eV以上であるため、トランジスタのオフ電流を低減することができる。本実施の形態では、半導体層303として酸化物半導体層を適用する場合について説明する。
[Semiconductor layer]
In the semiconductor device of one embodiment of the present invention, an oxide semiconductor is preferably used for the semiconductor layer 303. An oxide semiconductor has an energy gap of 2 eV or more, preferably 2.5 eV or more, more preferably 3 eV or more, so that off-state current of the transistor can be reduced. In this embodiment, the case where an oxide semiconductor layer is used as the semiconductor layer 303 is described.

酸化物半導体層は、InもしくはGaの一方、または両方を含む。代表的には、In−Ga酸化物(InとGaを含む酸化物)、In−Zn酸化物(InとZnを含む酸化物)、In−M−Zn酸化物(Inと、元素Mと、Znを含む酸化物。元素Mは、Al、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、NdまたはHfから選ばれた1種類以上の元素。)がある。また、Sn、Sc、またはGd等を含んでいてもよい。   The oxide semiconductor layer contains one or both of In and Ga. Typically, an In—Ga oxide (an oxide containing In and Ga), an In—Zn oxide (an oxide containing In and Zn), an In—M—Zn oxide (In, the element M, An oxide containing Zn. The element M is one or more elements selected from Al, Ti, Ga, Y, Zr, La, Ce, Nd, and Hf. Moreover, Sn, Sc, Gd, etc. may be included.

酸化物半導体層中のインジウムやガリウム等の含有量は、飛行時間型二次イオン質量分析法(ToF−SIMS)や、X線電子分光法(XPS)で比較できる。   The contents of indium, gallium, and the like in the oxide semiconductor layer can be compared by time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) or X-ray electron spectroscopy (XPS).

酸化物半導体層を用いたトランジスタに安定した電気特性を付与するためには、酸化物半導体層中の酸素欠損及び不純物濃度を低減し、酸化物半導体層を真性または実質的に真性と見なせる半導体層とすることが好ましい。また、酸化物半導体層中のチャネル形成領域が真性または実質的に真性と見なせることが好ましい。具体的には、酸化物半導体層のキャリア密度を、1×1017/cm未満、1×1015/cm未満、または1×1013/cm未満とする。 In order to impart stable electrical characteristics to a transistor including an oxide semiconductor layer, a semiconductor layer in which the oxygen vacancy and impurity concentration in the oxide semiconductor layer are reduced and the oxide semiconductor layer can be regarded as intrinsic or substantially intrinsic It is preferable that In addition, it is preferable that the channel formation region in the oxide semiconductor layer be regarded as intrinsic or substantially intrinsic. Specifically, the carrier density of the oxide semiconductor layer is less than 1 × 10 17 / cm 3, less than 1 × 10 15 / cm 3 , or less than 1 × 10 13 / cm 3 .

また、酸化物半導体層において、水素、窒素、炭素、シリコン、及び主成分以外の金属元素は不純物となる。特に、酸化物半導体層にシリコンが高い濃度で含まれることにより、酸化物半導体層にシリコンに起因する不純物準位が形成される。該不純物準位は、トラップとなり、トランジスタの電気特性を劣化させることがある。トランジスタの電気特性の劣化を小さくするためには、酸化物半導体層のシリコン濃度を1×1019atoms/cm未満、好ましくは5×1018atoms/cm未満、さらに好ましくは1×1018atoms/cm未満とすればよい。 In the oxide semiconductor layer, hydrogen, nitrogen, carbon, silicon, and metal elements other than main components are impurities. In particular, when the oxide semiconductor layer contains silicon at a high concentration, impurity levels due to silicon are formed in the oxide semiconductor layer. The impurity level becomes a trap and may deteriorate the electrical characteristics of the transistor. In order to reduce deterioration in electric characteristics of the transistor, the silicon concentration of the oxide semiconductor layer is less than 1 × 10 19 atoms / cm 3 , preferably less than 5 × 10 18 atoms / cm 3 , more preferably 1 × 10 18. It may be less than atoms / cm 3 .

また、酸化物半導体層中で水素及び窒素は、ドナー準位を形成し、キャリア密度を増大させてしまう。酸化物半導体層を真性または実質的に真性とするためには、酸化物半導体層中の水素濃度は、二次イオン分析法(SIMS:Secondary Ion Mass Spectrometry)において、2×1020atoms/cm以下、好ましくは5×1019atoms/cm以下、より好ましくは1×1019atoms/cm以下、さらに好ましくは5×1018atoms/cm以下とする。また、窒素濃度は、SIMSにおいて、5×1019atoms/cm未満、好ましくは5×1018atoms/cm以下、より好ましくは1×1018atoms/cm以下、さらに好ましくは5×1017atoms/cm以下とする。 In addition, hydrogen and nitrogen in the oxide semiconductor layer form donor levels and increase the carrier density. In order to make the oxide semiconductor layer intrinsic or substantially intrinsic, the hydrogen concentration in the oxide semiconductor layer is set to 2 × 10 20 atoms / cm 3 in a secondary ion analysis method (SIMS: Secondary Ion Mass Spectrometry). Hereinafter, it is preferably 5 × 10 19 atoms / cm 3 or less, more preferably 1 × 10 19 atoms / cm 3 or less, and further preferably 5 × 10 18 atoms / cm 3 or less. Further, the nitrogen concentration in SIMS is less than 5 × 10 19 atoms / cm 3 , preferably 5 × 10 18 atoms / cm 3 or less, more preferably 1 × 10 18 atoms / cm 3 or less, and even more preferably 5 × 10. 17 atoms / cm 3 or less.

なお、酸化物半導体層にシリコン及び炭素が高い濃度で含まれることにより、酸化物半導体層の結晶性を低下させることがある。酸化物半導体層の結晶性を低下させないためには、酸化物半導体層のシリコン濃度を上記の値(トランジスタの電気特性の劣化を小さくするために適した値と同様の値)とすればよい。また、酸化物半導体層の結晶性を低下させないためには、酸化物半導体層の炭素濃度を1×1019atoms/cm未満、好ましくは5×1018atoms/cm未満、さらに好ましくは1×1018atoms/cm未満とすればよい。 Note that when the oxide semiconductor layer contains silicon and carbon at high concentrations, the crystallinity of the oxide semiconductor layer may be reduced. In order not to lower the crystallinity of the oxide semiconductor layer, the silicon concentration of the oxide semiconductor layer may be set to the above value (a value similar to a value suitable for reducing deterioration in electric characteristics of the transistor). In order not to decrease the crystallinity of the oxide semiconductor layer, the carbon concentration of the oxide semiconductor layer is less than 1 × 10 19 atoms / cm 3 , preferably less than 5 × 10 18 atoms / cm 3 , more preferably 1 What is necessary is just to set it as less than * 10 < 18 > atoms / cm < 3 >.

ここで、酸化物半導体層の結晶性について説明する。   Here, crystallinity of the oxide semiconductor layer is described.

酸化物半導体層は、例えば非単結晶を有してもよい。非単結晶は、例えば、CAAC(C Axis Aligned Crystal)、多結晶、微結晶、非晶質部を有する。非晶質部は、微結晶、CAACよりも欠陥準位密度が高い。また、微結晶は、CAACよりも欠陥準位密度が高い。なお、CAACを有する酸化物半導体を、CAAC−OS(C Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor)と呼ぶ。   The oxide semiconductor layer may include a non-single crystal, for example. The non-single crystal includes, for example, CAAC (C Axis Aligned Crystal), polycrystal, microcrystal, and amorphous part. The amorphous part has a higher density of defect states than microcrystals and CAAC. In addition, microcrystals have a higher density of defect states than CAAC. Note that an oxide semiconductor including CAAC is referred to as a CAAC-OS (C Axis Crystallized Oxide Semiconductor).

酸化物半導体層は、例えばCAACを有してもよい。CAACは、例えば、c軸配向し、a軸または/及びb軸はマクロに揃っていない。   The oxide semiconductor layer may include, for example, CAAC. For example, the CAAC is c-axis oriented, and the a-axis and / or the b-axis are not aligned with the macro.

酸化物半導体層は、例えば微結晶を有してもよい。微結晶を有する酸化物(微結晶酸化物とも記す)層は、例えば、1nm以上10nm未満のサイズの微結晶(ナノ結晶ともいう)を膜中に含む酸化物を有している。または、微結晶酸化物層は、例えば、1nm以上10nm未満の結晶部を有する結晶−非晶質混相構造の酸化物を有している。   The oxide semiconductor layer may include microcrystal, for example. The oxide layer (also referred to as a microcrystalline oxide) layer having microcrystals includes, for example, an oxide including microcrystals (also referred to as nanocrystals) having a size of 1 nm to less than 10 nm in the film. Alternatively, the microcrystalline oxide layer includes, for example, an oxide having a crystal-amorphous mixed phase structure having a crystal part of 1 nm to less than 10 nm.

酸化物半導体層は、例えば非晶質部を有してもよい。非晶質部を有する酸化物(非晶質酸化物とも記す)層は、例えば、原子配列が無秩序であり、結晶成分を有さない。または、非晶質酸化物層は、例えば、完全な非晶質であり、結晶部を有さない。   The oxide semiconductor layer may have an amorphous part, for example. An oxide layer (also referred to as an amorphous oxide) layer having an amorphous part has, for example, disordered atomic arrangement and no crystal component. Alternatively, the amorphous oxide layer is, for example, completely amorphous and has no crystal part.

なお、酸化物半導体層が、CAAC、微結晶酸化物、非晶質酸化物の混合膜であってもよい。混合膜は、例えば、非晶質酸化物の領域と、微結晶酸化物の領域と、CAACの領域と、を有する。また、混合膜は、例えば、非晶質酸化物の領域と、微結晶酸化物の領域と、CAACの領域と、の積層構造を有してもよい。   Note that the oxide semiconductor layer may be a mixed film of CAAC, microcrystalline oxide, and amorphous oxide. The mixed film includes, for example, an amorphous oxide region, a microcrystalline oxide region, and a CAAC region. The mixed film may have a stacked structure of an amorphous oxide region, a microcrystalline oxide region, and a CAAC region, for example.

なお、酸化物半導体層は、例えば、単結晶を有してもよい。   Note that the oxide semiconductor layer may include a single crystal, for example.

酸化物半導体層は、複数の結晶部を有し、当該結晶部のc軸が被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向に揃っていることが好ましい。なお、異なる結晶部間で、それぞれa軸及びb軸の向きが異なっていてもよい。そのような酸化物層(または酸化物半導体層)の一例としては、CAAC−OS膜がある。   The oxide semiconductor layer preferably includes a plurality of crystal parts, and the c-axis of the crystal parts is aligned in a direction parallel to the normal vector of the surface to be formed or the normal vector of the surface. Note that the directions of the a-axis and the b-axis may be different between different crystal parts. An example of such an oxide layer (or oxide semiconductor layer) is a CAAC-OS film.

CAAC−OS膜は、完全な非晶質ではない。CAAC−OS膜は、例えば、結晶部及び非晶質部を有する結晶−非晶質混相構造の酸化物半導体を有している。なお、当該結晶部は、一辺が100nm未満の立方体内に収まる大きさであることが多い。また、透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)による観察像では、CAAC−OS膜に含まれる非晶質部と結晶部との境界、結晶部と結晶部との境界は明確ではない。また、TEMによってCAAC−OS膜には明確な粒界(グレインバウンダリーともいう)は確認できない。そのため、CAAC−OS膜は、粒界に起因する電子移動度の低下が抑制される。   The CAAC-OS film is not completely amorphous. The CAAC-OS film includes, for example, an oxide semiconductor with a crystal-amorphous mixed phase structure including a crystal part and an amorphous part. Note that the crystal part is often large enough to fit in a cube whose one side is less than 100 nm. Further, in the observation image obtained by a transmission electron microscope (TEM), the boundary between the amorphous part and the crystal part included in the CAAC-OS film and the boundary between the crystal part and the crystal part are not clear. In addition, a clear grain boundary (also referred to as a grain boundary) cannot be confirmed in the CAAC-OS film by TEM. Therefore, in the CAAC-OS film, reduction in electron mobility due to grain boundaries is suppressed.

CAAC−OS膜に含まれる結晶部は、例えば、c軸がCAAC−OS膜の被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向になるように揃い、かつab面に垂直な方向から見て金属原子が三角形状または六角形状に配列し、c軸に垂直な方向から見て金属原子が層状または金属原子と酸素原子とが層状に配列している。なお、異なる結晶部間で、それぞれa軸及びb軸の向きが異なっていてもよい。本明細書において、単に垂直と記載する場合、80°以上100°以下、好ましくは85°以上95°以下の範囲も含まれることとする。また、単に平行と記載する場合、−10°以上10°以下、好ましくは−5°以上5°以下の範囲も含まれることとする。   The crystal part included in the CAAC-OS film is aligned so that, for example, the c-axis is in a direction parallel to the normal vector of the formation surface of the CAAC-OS film or the normal vector of the surface, and is perpendicular to the ab plane. When viewed from the direction, the metal atoms are arranged in a triangular shape or a hexagonal shape, and when viewed from the direction perpendicular to the c-axis, the metal atoms are arranged in layers, or the metal atoms and oxygen atoms are arranged in layers. Note that the directions of the a-axis and the b-axis may be different between different crystal parts. In this specification, the term “perpendicular” includes a range of 80 ° to 100 °, preferably 85 ° to 95 °. In addition, a simple term “parallel” includes a range of −10 ° to 10 °, preferably −5 ° to 5 °.

なお、CAAC−OS膜において、結晶部の分布が一様でなくてもよい。例えば、CAAC−OS膜の形成過程において、酸化物半導体膜の表面側から結晶成長させる場合、被形成面の近傍に対し表面の近傍では結晶部の占める割合が高くなることがある。また、CAAC−OS膜へ不純物を添加することにより、当該不純物添加領域において結晶部が非晶質化することもある。   Note that the distribution of crystal parts in the CAAC-OS film is not necessarily uniform. For example, in the formation process of the CAAC-OS film, when crystal growth is performed from the surface side of the oxide semiconductor film, the ratio of crystal parts in the vicinity of the surface of the oxide semiconductor film is higher in the vicinity of the surface. In addition, when an impurity is added to the CAAC-OS film, the crystal part in a region to which the impurity is added becomes amorphous in some cases.

CAAC−OS膜に含まれる結晶部のc軸は、CAAC−OS膜の被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向になるように揃うため、CAAC−OS膜の形状(被形成面の断面形状または表面の断面形状)によっては互いに異なる方向を向くことがある。また、結晶部は、成膜したとき、または成膜後に加熱処理等の結晶化処理を行ったときに形成される。従って、結晶部のc軸は、CAAC−OS膜が形成されたときの被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向になるように揃う。   Since the c-axis of the crystal part included in the CAAC-OS film is aligned in a direction parallel to the normal vector of the formation surface of the CAAC-OS film or the normal vector of the surface, the shape of the CAAC-OS film ( Depending on the cross-sectional shape of the surface to be formed or the cross-sectional shape of the surface, the directions may be different from each other. The crystal part is formed when a film is formed or when a crystallization process such as a heat treatment is performed after the film formation. Therefore, the c-axes of the crystal parts are aligned in a direction parallel to the normal vector of the surface where the CAAC-OS film is formed or the normal vector of the surface.

CAAC−OS膜を用いたトランジスタは、可視光や紫外光の照射による電気特性の変動が小さい。よって、当該トランジスタは、信頼性が高い。   In a transistor using a CAAC-OS film, change in electrical characteristics due to irradiation with visible light or ultraviolet light is small. Therefore, the transistor has high reliability.

酸化物半導体層をCAAC−OS膜とするためには、酸化物半導体層が形成される表面が非晶質であると好ましい。酸化物半導体層が形成される表面が結晶質であると、酸化物半導体層の結晶性が乱れやすく、CAAC−OS膜が形成されにくい。   In order to use the oxide semiconductor layer as a CAAC-OS film, the surface over which the oxide semiconductor layer is formed is preferably amorphous. When the surface over which the oxide semiconductor layer is formed is crystalline, the crystallinity of the oxide semiconductor layer is easily disturbed, and the CAAC-OS film is hardly formed.

また、酸化物半導体層が形成される表面はCAAC−OS膜と同様の結晶質を有していてもよい。酸化物半導体層が形成される表面がCAAC−OS膜と同様の結晶質を有している場合は、酸化物半導体層もCAAC−OS膜になりやすい。   Further, the surface over which the oxide semiconductor layer is formed may have a crystallinity similar to that of the CAAC-OS film. In the case where the surface over which the oxide semiconductor layer is formed has the same crystallinity as the CAAC-OS film, the oxide semiconductor layer is likely to be a CAAC-OS film.

酸化物半導体層はチャネルが形成される層であるため、酸化物半導体層が高い結晶性を有すると、トランジスタに安定した電気特性を付与できるため好ましい。   Since the oxide semiconductor layer is a layer in which a channel is formed, it is preferable that the oxide semiconductor layer have high crystallinity because stable electrical characteristics can be imparted to the transistor.

本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。   This embodiment can be implemented in appropriate combination with any of the other embodiments described in this specification.

(実施の形態4)
本実施の形態では本発明の一態様の発光装置について図6を用いて説明する。
(Embodiment 4)
In this embodiment, a light-emitting device of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

本発明の一態様では、発光装置が有する絶縁層の少なくともいずれか一に、ガスバリア性の高い(ガス透過性の低い)絶縁層を用いる。ガスバリア性の高い絶縁層は、例えば、下地膜や発光装置の保護層等に適用できる。例えば、ガスバリア性の高い絶縁層の水蒸気透過量は、高温高湿環境(例えば温度65℃、湿度95%、1気圧)に保持した場合において、1×10−4[g/m・day]以下、好ましくは1×10−5[g/m・day]以下、より好ましくは1×10−6[g/m・day]以下、より好ましくは1×10−7[g/m・day]以下、より好ましくは1×10−8[g/m・day]以下とする。このような絶縁層を有することで、信頼性の高い発光装置を実現できる。 In one embodiment of the present invention, an insulating layer with high gas barrier properties (low gas permeability) is used as at least one of the insulating layers included in the light-emitting device. An insulating layer having a high gas barrier property can be applied to, for example, a base film or a protective layer of a light-emitting device. For example, the water vapor permeation amount of the insulating layer having a high gas barrier property is 1 × 10 −4 [g / m 2 · day] in a high temperature and high humidity environment (for example, temperature 65 ° C., humidity 95%, 1 atm). Or less, preferably 1 × 10 −5 [g / m 2 · day] or less, more preferably 1 × 10 −6 [g / m 2 · day] or less, more preferably 1 × 10 −7 [g / m 2 · Day] or less, more preferably 1 × 10 −8 [g / m 2 · day] or less. With such an insulating layer, a highly reliable light-emitting device can be realized.

本発明の一態様の発光装置は、構成要素に、実施の形態2にて詳述した本発明の一態様の膜の評価方法を用いてガスバリア性(ガス透過性)を評価した材料を用いた絶縁層を有する。ガスバリア性が十分に高い(ガス透過性が十分に低い)と評価した材料を用いることで、本発明の一態様では、信頼性の高い発光装置を実現できる。   In the light-emitting device of one embodiment of the present invention, a material whose gas barrier property (gas permeability) is evaluated using the film evaluation method of one embodiment of the present invention described in detail in Embodiment 2 is used as a component. It has an insulating layer. By using a material that has been evaluated to have sufficiently high gas barrier properties (gas permeability is sufficiently low), in one embodiment of the present invention, a highly reliable light-emitting device can be realized.

図6(A)は、発光装置400の上面概略図である。また、図6(B)は、図6(A)中の切断線E−Fに沿って切断した断面概略図である。発光装置400は、上面射出方式が採用された照明装置である。なお、実施の形態1に示した表示装置200と重複する構成要素については、説明を省略するか簡略化して説明する。   FIG. 6A is a schematic top view of the light emitting device 400. FIG. 6B is a schematic cross-sectional view taken along a cutting line EF in FIG. The light emitting device 400 is an illumination device that employs a top emission method. Note that description of components that are the same as those of the display device 200 described in Embodiment 1 is omitted or simplified.

発光装置400は、可撓性基板254上に、接着層251を介して絶縁層255を有する。発光装置400は、絶縁層255上に発光素子240を有する。発光素子240は、保護層239に覆われている。発光装置400は、保護層239上に、接着層252を介して可撓性基板253を有する。   The light-emitting device 400 includes an insulating layer 255 over a flexible substrate 254 with an adhesive layer 251 interposed therebetween. The light emitting device 400 includes the light emitting element 240 over the insulating layer 255. The light emitting element 240 is covered with a protective layer 239. The light-emitting device 400 includes a flexible substrate 253 on the protective layer 239 with an adhesive layer 252 interposed therebetween.

可撓性基板254及び可撓性基板253が重ならない領域に、発光素子240の第1の電極233と電気的に接続する取り出し電極403と、第2の電極237と電気的に接続する取り出し電極407が設けられている。   In the region where the flexible substrate 254 and the flexible substrate 253 do not overlap, the extraction electrode 403 electrically connected to the first electrode 233 of the light-emitting element 240 and the extraction electrode electrically connected to the second electrode 237 407 is provided.

ここで、発光素子240及び保護層239を含む構成が素子層270に相当する。   Here, the structure including the light-emitting element 240 and the protective layer 239 corresponds to the element layer 270.

保護層239、可撓性基板253及び接着層252には、EL層235からの発光に対して透光性を有する材料を用いる。   For the protective layer 239, the flexible substrate 253, and the adhesive layer 252, a material that transmits light from the EL layer 235 is used.

図6(B)には、取り出し電極403と取り出し電極407が同一平面上に形成され、且つ、第1の電極233と同一の層から構成される例を示している。ここで第1の電極233の一部が取り出し電極403を構成している。   FIG. 6B illustrates an example in which the extraction electrode 403 and the extraction electrode 407 are formed on the same plane and include the same layer as the first electrode 233. Here, a part of the first electrode 233 constitutes the extraction electrode 403.

第2の電極237は、第1の電極233と取り出し電極407の各々の段部を覆う絶縁層409を越えて取り出し電極407と接するように設けられ、これと電気的に接続している。   The second electrode 237 is provided so as to be in contact with the extraction electrode 407 across the insulating layer 409 covering the step portions of the first electrode 233 and the extraction electrode 407, and is electrically connected thereto.

なお取り出し電極403や取り出し電極407を、第1の電極233とは異なる導電膜で別途形成してもよい。このとき、当該導電膜に銅を含む導電膜を用いると、導電性を高めることができるため好ましい。   Note that the extraction electrode 403 and the extraction electrode 407 may be separately formed using a conductive film different from that of the first electrode 233. At this time, it is preferable to use a conductive film containing copper for the conductive film because conductivity can be increased.

絶縁層409は、第2の電極237が第1の電極233とショートしないように、第1の電極233の端部を覆って設けられる。また、絶縁層409の上層に形成される第2の電極237の被覆性を良好なものとするため、絶縁層409の上端部または下端部に曲率半径(0.2μm〜3μm)を有する曲面を持たせるのが好ましい。また、絶縁層409の材料としては、光の照射によってエッチャントに不溶解性となるネガ型の感光性樹脂、あるいは光の照射によってエッチャントに溶解性となるポジ型の感光性樹脂などの有機化合物や、酸化シリコン、酸窒化シリコン等の無機化合物を用いることができる。   The insulating layer 409 is provided so as to cover the end portion of the first electrode 233 so that the second electrode 237 does not short-circuit with the first electrode 233. In addition, in order to improve the coverage of the second electrode 237 formed on the insulating layer 409, a curved surface having a curvature radius (0.2 μm to 3 μm) is formed at the upper end or the lower end of the insulating layer 409. It is preferable to have it. As a material for the insulating layer 409, an organic compound such as a negative photosensitive resin that becomes insoluble in an etchant by light irradiation, or a positive photosensitive resin that becomes soluble in an etchant by light irradiation, Inorganic compounds such as silicon oxide and silicon oxynitride can be used.

また、図6(A)、(B)に示すように、可撓性基板253の発光素子240と対向しない面には、レンズ状の凹凸形状が形成されていることが好ましい。当該凹凸形状は、可撓性基板253と外部(空気)との界面で、発光素子240からの発光の全反射が生じることを抑制する目的で設けられる。可撓性基板253としては、光屈折材料からなるレンズアレイ、マイクロレンズアレイ、または拡散シート、拡散フィルムなどを用いることもできる。特にマイクロレンズアレイを用いると、効率的に光り取り出し効率を向上させ、さらに視野角依存性を改善できるため、均一な発光輝度の照明装置を実現できる。   Further, as shown in FIGS. 6A and 6B, it is preferable that a lens-like uneven shape is formed on the surface of the flexible substrate 253 that does not face the light emitting element 240. The uneven shape is provided for the purpose of suppressing total reflection of light emission from the light emitting element 240 at the interface between the flexible substrate 253 and the outside (air). As the flexible substrate 253, a lens array made of a photorefractive material, a microlens array, a diffusion sheet, a diffusion film, or the like can be used. In particular, when a microlens array is used, the light extraction efficiency can be improved efficiently and the viewing angle dependency can be further improved, so that an illumination device with uniform light emission luminance can be realized.

また、可撓性基板253の表面に凹凸形状を形成する方法としては、フォトリソグラフィ法、ナノインプリント法、サンドブラスト法などを適宜用いることができる。   In addition, as a method for forming an uneven shape on the surface of the flexible substrate 253, a photolithography method, a nanoimprint method, a sand blast method, or the like can be used as appropriate.

ここで、可撓性基板253の屈折率が、接着層252の屈折率以上であることが好ましい。すなわち、発光素子240から遠い位置にある膜ほど、屈折率が大きくなるように設定することが好ましい。このような構成とすることで、それぞれの層の界面での全反射が抑制され、実質的に発光素子240からの発光を全て取り出すことができる。   Here, the refractive index of the flexible substrate 253 is preferably equal to or higher than the refractive index of the adhesive layer 252. That is, it is preferable to set the refractive index to be higher as the film is farther from the light emitting element 240. With such a configuration, total reflection at the interface of each layer is suppressed, and substantially all light emitted from the light emitting element 240 can be extracted.

発光装置400では、絶縁層255、絶縁層409、または保護層239の少なくともいずれか一に、ガスバリア性の高い絶縁層を用いる。これにより、信頼性の高い発光装置を実現できる。絶縁層255、絶縁層409、または保護層239は、実施の形態1にて例示した絶縁層に用いることができる材料を用いて形成できる。   In the light-emitting device 400, an insulating layer having a high gas barrier property is used as at least one of the insulating layer 255, the insulating layer 409, and the protective layer 239. Thereby, a highly reliable light-emitting device can be realized. The insulating layer 255, the insulating layer 409, or the protective layer 239 can be formed using a material that can be used for the insulating layer described in Embodiment 1.

本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。   This embodiment can be implemented in appropriate combination with any of the other embodiments described in this specification.

(実施の形態5)
本実施の形態では電子機器及び照明装置の一例、並びに表示装置の応用例について説明する。
(Embodiment 5)
In this embodiment, examples of an electronic device and a lighting device, and an application example of a display device will be described.

本実施の形態の電子機器は、本発明の一態様の表示装置、半導体装置、または発光装置の少なくとも一つを有する。本実施の形態の照明装置は、本発明の一態様の発光装置を有する。   The electronic device of this embodiment includes at least one of the display device, the semiconductor device, and the light-emitting device of one embodiment of the present invention. The lighting device of this embodiment includes the light-emitting device of one embodiment of the present invention.

本発明の一態様の表示装置や半導体装置、発光装置は、ガスバリア性が十分に高い(ガス透過性が十分に低い)膜を構成要素に含む。したがって、信頼性の高い電子機器や照明装置を実現できる。   The display device, the semiconductor device, and the light-emitting device of one embodiment of the present invention include a film having a sufficiently high gas barrier property (a sufficiently low gas permeability) as a component. Therefore, a highly reliable electronic device or lighting device can be realized.

本発明の一態様では、表示装置や半導体装置、発光装置が有する絶縁層の少なくともいずれか一に、ガスバリア性の高い(ガス透過性の低い)絶縁層を用いる。ガスバリア性の高い絶縁層は、例えば、下地膜、トランジスタのゲート絶縁層や保護層、発光素子の保護層等に適用される。例えば、ガスバリア性の高い絶縁層の水蒸気透過量は、高温高湿環境(例えば温度65℃、湿度95%、1気圧)に保持した場合において、1×10−4[g/m・day]以下、好ましくは1×10−5[g/m・day]以下、より好ましくは1×10−6[g/m・day]以下、より好ましくは1×10−7[g/m・day]以下、より好ましくは1×10−8[g/m・day]以下とする。このような絶縁層を有する表示装置や半導体装置、発光装置を適用することで、信頼性の高い電子機器や照明装置を実現できる。 In one embodiment of the present invention, an insulating layer with high gas barrier properties (low gas permeability) is used for at least one of insulating layers of a display device, a semiconductor device, and a light-emitting device. The insulating layer having a high gas barrier property is applied to, for example, a base film, a gate insulating layer or a protective layer of a transistor, or a protective layer of a light-emitting element. For example, the water vapor permeation amount of the insulating layer having a high gas barrier property is 1 × 10 −4 [g / m 2 · day] in a high temperature and high humidity environment (for example, temperature 65 ° C., humidity 95%, 1 atm). Or less, preferably 1 × 10 −5 [g / m 2 · day] or less, more preferably 1 × 10 −6 [g / m 2 · day] or less, more preferably 1 × 10 −7 [g / m 2 · Day] or less, more preferably 1 × 10 −8 [g / m 2 · day] or less. By using a display device, a semiconductor device, or a light-emitting device having such an insulating layer, a highly reliable electronic device or lighting device can be realized.

本発明の一態様では、構成要素に、実施の形態2にて詳述した本発明の一態様の膜の評価方法を用いてガスバリア性(ガス透過性)を評価した材料を用いた絶縁層を有する。ガスバリア性が十分に高い(ガス透過性が十分に低い)と評価した材料を用いることで、本発明の一態様では、信頼性の高い電子機器や照明装置を実現できる。   In one embodiment of the present invention, an insulating layer using a material whose gas barrier property (gas permeability) is evaluated using the film evaluation method of one embodiment of the present invention described in detail in Embodiment 2 is used as a component. Have. With the use of a material that has been evaluated to have sufficiently high gas barrier properties (gas permeability is sufficiently low), in one embodiment of the present invention, a highly reliable electronic device or lighting device can be realized.

図7(A)乃至図7(H)、図8(A)乃至図8(D)は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐体5000、表示部5001、スピーカ5003、LEDランプ5004、操作キー5005(電源スイッチ、または操作スイッチを含む)、接続端子5006、センサ5007(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5008、等を有することができる。   7A to 7H and FIGS. 8A to 8D illustrate electronic devices. These electronic devices include a housing 5000, a display portion 5001, a speaker 5003, an LED lamp 5004, operation keys 5005 (including a power switch or operation switch), a connection terminal 5006, and a sensor 5007 (force, displacement, position, speed, Measure acceleration, angular velocity, number of revolutions, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical, voice, time, hardness, electric field, current, voltage, power, radiation, flow rate, humidity, gradient, vibration, smell or infrared A microphone 5008, and the like.

図7(A)はモバイルコンピュータであり、上述したものの他に、スイッチ5009、赤外線ポート5010、等を有することができる。図7(B)は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置(たとえば、DVD再生装置)であり、上述したものの他に、第2表示部5002、記録媒体読込部5011、等を有することができる。図7(C)はゴーグル型ディスプレイであり、上述したものの他に、第2表示部5002、支持部5012、イヤホン5013、等を有することができる。図7(D)は携帯型遊技機であり、上述したものの他に、記録媒体読込部5011、等を有することができる。図7(E)はテレビ受像機能付きデジタルカメラであり、上述したものの他に、アンテナ5014、シャッターボタン5015、受像部5016、等を有することができる。図7(F)は携帯型遊技機であり、上述したものの他に、第2表示部5002、記録媒体読込部5011、等を有することができる。図7(G)はテレビ受像器であり、上述したものの他に、チューナ、画像処理部、等を有することができる。図7(H)は持ち運び型テレビ受像機であり、上述したものの他に、信号の送受信が可能な充電器5017、等を有することができる。図8(A)はディスプレイであり、上述したものの他に、支持台5018、等を有することができる。図8(B)はカメラであり、上述したものの他に、外部接続ポート5019、シャッターボタン5015、受像部5016、等を有することができる。図8(C)はコンピュータであり、上述したものの他に、ポインティングデバイス5020、外部接続ポート5019、リーダ/ライタ5021、等を有することができる。図8(D)は携帯電話機であり、上述したものの他に、送信部、受信部、携帯電話・移動端末向けの1セグメント部分受信サービス用チューナ、等を有することができる。   FIG. 7A illustrates a mobile computer which can include a switch 5009, an infrared port 5010, and the like in addition to the above components. FIG. 7B illustrates a portable image reproducing device (eg, a DVD reproducing device) provided with a recording medium, which includes a second display portion 5002, a recording medium reading portion 5011, and the like in addition to the above-described components. it can. FIG. 7C illustrates a goggle type display which can include a second display portion 5002, a support portion 5012, an earphone 5013, and the like in addition to the above components. FIG. 7D illustrates a portable game machine which can include the memory medium reading portion 5011 and the like in addition to the above objects. FIG. 7E illustrates a digital camera with a television receiving function, which can include an antenna 5014, a shutter button 5015, an image receiving portion 5016, and the like in addition to the above objects. FIG. 7F illustrates a portable game machine that can include the second display portion 5002, the recording medium reading portion 5011, and the like in addition to the above objects. FIG. 7G illustrates a television receiver that can include a tuner, an image processing portion, and the like in addition to the above components. FIG. 7H illustrates a portable television receiver that can include a charger 5017 that can transmit and receive signals in addition to the above components. FIG. 8A illustrates a display which can include a support base 5018 and the like in addition to the above objects. FIG. 8B illustrates a camera which can include an external connection port 5019, a shutter button 5015, an image receiving portion 5016, and the like in addition to the above components. FIG. 8C illustrates a computer which can include a pointing device 5020, an external connection port 5019, a reader / writer 5021, and the like in addition to the above components. FIG. 8D illustrates a mobile phone, which can include a transmission unit, a reception unit, a one-segment partial reception service tuner for a mobile phone / mobile terminal, and the like in addition to the above-described components.

図7(A)乃至図7(H)、図8(A)乃至図8(D)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、タッチパネル機能、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。さらに、複数の表示部を有する電子機器においては、一つの表示部を主として画像情報を表示し、別の一つの表示部を主として文字情報を表示する機能、または、複数の表示部に視差を考慮した画像を表示することで立体的な画像を表示する機能、等を有することができる。さらに、受像部を有する電子機器においては、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を自動または手動で補正する機能、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、等を有することができる。なお、図7(A)乃至図7(H)、図8(A)乃至図8(D)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。   The electronic devices illustrated in FIGS. 7A to 7H and FIGS. 8A to 8D can have a variety of functions. For example, a function for displaying various information (still images, moving images, text images, etc.) on the display unit, a touch panel function, a function for displaying a calendar, date or time, a function for controlling processing by various software (programs), Wireless communication function, function for connecting to various computer networks using the wireless communication function, function for transmitting or receiving various data using the wireless communication function, and reading and displaying the program or data recorded on the recording medium It can have a function of displaying on the section. Further, in an electronic device having a plurality of display units, one display unit mainly displays image information and another one display unit mainly displays character information, or the plurality of display units consider parallax. It is possible to have a function of displaying a three-dimensional image, etc. by displaying the obtained image. Furthermore, in an electronic device having an image receiving unit, a function for capturing a still image, a function for capturing a moving image, a function for automatically or manually correcting a captured image, and a captured image on a recording medium (externally or incorporated in a camera) A function of saving, a function of displaying a captured image on a display portion, and the like can be provided. Note that the functions of the electronic devices illustrated in FIGS. 7A to 7H and 8A to 8D are not limited to these, and can include various functions. .

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ことを特徴とする。   The electronic device described in this embodiment includes a display portion for displaying some information.

次に、表示装置の応用例を説明する。   Next, application examples of the display device will be described.

図8(E)に、表示装置を、建造物と一体にして設けた例について示す。図8(E)は、筐体5022、表示部5023、操作部であるリモコン装置5024、スピーカ5025等を含む。表示装置は、壁かけ型として建物と一体となっており、設置するスペースを広く必要とすることなく設置可能である。   FIG. 8E illustrates an example in which the display device is provided so as to be integrated with a building. FIG. 8E includes a housing 5022, a display portion 5023, a remote control device 5024 which is an operation portion, a speaker 5025, and the like. The display device is integrated with the building as a wall-hanging type, and can be installed without requiring a large installation space.

図8(F)に、建造物内に表示装置を、建造物と一体にして設けた別の例について示す。表示モジュール5026は、ユニットバス5027と一体に取り付けられており、入浴者は表示モジュール5026の視聴が可能になる。   FIG. 8F illustrates another example in which the display device is provided so as to be integrated with the building. The display module 5026 is attached to the unit bath 5027 so that the bather can view the display module 5026.

なお、本実施の形態において、建造物として壁、ユニットバスを例としたが、本実施の形態はこれに限定されず、様々な建造物に表示装置を設置することができる。   Note that in this embodiment, a wall and a unit bus are used as buildings as examples, but this embodiment is not limited to this, and display devices can be installed in various buildings.

次に、表示装置を、移動体と一体にして設けた例について示す。   Next, an example in which the display device is provided integrally with the moving body is described.

図8(G)は、表示装置を、自動車に設けた例について示した図である。表示モジュール5028は、自動車の車体5029に取り付けられており、車体の動作または車体内外から入力される情報をオンデマンドに表示することができる。なお、ナビゲーション機能を有していてもよい。   FIG. 8G illustrates an example in which the display device is provided in a car. The display module 5028 is attached to the vehicle body 5029 of the automobile, and can display the operation of the vehicle body or information input from inside and outside the vehicle body on demand. Note that a navigation function may be provided.

図8(H)は、表示装置を、旅客用飛行機と一体にして設けた例について示した図である。図8(H)は、旅客用飛行機の座席上部の天井5030に表示モジュール5031を設けたときの、使用時の形状について示した図である。表示モジュール5031は、天井5030とヒンジ部5032を介して一体に取り付けられており、ヒンジ部5032の伸縮により乗客は表示モジュール5031の視聴が可能になる。表示モジュール5031は乗客が操作することで情報を表示する機能を有する。   FIG. 8H is a diagram illustrating an example in which the display device is provided integrally with a passenger airplane. FIG. 8H is a diagram showing a shape in use when the display module 5031 is provided on the ceiling 5030 above the seat of the passenger airplane. The display module 5031 is integrally attached via a ceiling 5030 and a hinge portion 5032, and passengers can view the display module 5031 by extension and contraction of the hinge portion 5032. The display module 5031 has a function of displaying information when operated by a passenger.

なお、本実施の形態において、移動体としては自動車車体、飛行機機体について例示したがこれに限定されず、自動二輪車、自動四輪車(自動車、バス等を含む)、電車(モノレール、鉄道等を含む)、船舶等、様々なものに設置することができる。   In this embodiment, examples of the moving body include an automobile body and an airplane body. However, the present invention is not limited to this, and motorcycles, automobiles (including automobiles, buses, etc.), trains (monorails, railways, etc.) can be used. It can be installed on various things such as ships).

次に、フレキシブルな形状を備える発光装置を適用した電子機器や照明装置の例を示す。このような電子機器として、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)、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、照明や表示装置を、家屋やビルの内壁または外壁や、自動車の内装または外装の曲面に沿って組み込むことも可能である。   Next, examples of an electronic device or a lighting device to which a light-emitting device having a flexible shape is applied are shown. Examples of such electronic devices include a television device (also referred to as a television or a television receiver), a monitor for a computer, a digital camera, a digital video camera, a digital photo frame, a mobile phone (a mobile phone, a mobile phone device). Also, a large game machine such as a portable game machine, a portable information terminal, a sound reproduction device, and a pachinko machine can be given. It is also possible to incorporate lighting and display devices along the inner or outer wall of a house or building, or along the curved surface of the interior or exterior of an automobile.

図9(A)は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機7400は、筐体7401に組み込まれた表示部7402の他、操作ボタン7403、外部接続ポート7404、スピーカ7405、マイク7406などを備えている。なお、携帯電話機7400は、発光装置を表示部7402に用いることにより作製される。   FIG. 9A illustrates an example of a mobile phone. A mobile phone 7400 is provided with a display portion 7402 incorporated in a housing 7401, operation buttons 7403, an external connection port 7404, a speaker 7405, a microphone 7406, and the like. Note that the cellular phone 7400 is manufactured using the light-emitting device for the display portion 7402.

図9(A)に示す携帯電話機7400は、表示部7402を指などで触れることで、情報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いは文字を入力するなどのあらゆる操作は、表示部7402を指などで触れることにより行うことができる。   Information can be input to the cellular phone 7400 illustrated in FIG. 9A by touching the display portion 7402 with a finger or the like. In addition, any operation such as making a call or inputting characters can be performed by touching the display portion 7402 with a finger or the like.

また操作ボタン7403の操作により、電源のON、OFFや、表示部7402に表示される画像の種類を切り替えることができる。例えば、メール作成画面から、メインメニュー画面に切り替えることができる。   Further, by operating the operation button 7403, the power can be turned on and off, and the type of image displayed on the display portion 7402 can be switched. For example, the mail creation screen can be switched to the main menu screen.

ここで、表示部7402には、本発明の一態様の発光装置が組み込まれている。したがって、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い携帯電話機とすることができる。   Here, the display portion 7402 incorporates the light-emitting device of one embodiment of the present invention. Therefore, a highly reliable mobile phone including a curved display portion can be provided.

図9(B)は、リストバンド型の表示装置の一例を示している。携帯表示装置7100は、筐体7101、表示部7102、操作ボタン7103、及び送受信装置7104を備える。   FIG. 9B illustrates an example of a wristband display device. A portable display device 7100 includes a housing 7101, a display portion 7102, operation buttons 7103, and a transmission / reception device 7104.

携帯表示装置7100は、送受信装置7104によって映像信号を受信可能で、受信した映像を表示部7102に表示することができる。また、音声信号を他の受信機器に送信することもできる。   The portable display device 7100 can receive a video signal by the transmission / reception device 7104 and can display the received video on the display portion 7102. Also, the audio signal can be transmitted to another receiving device.

また、操作ボタン7103によって、電源のON、OFF動作や表示する映像の切り替え、または音声のボリュームの調整などを行うことができる。   Further, the operation button 7103 can be used to perform power ON / OFF operation, switching of a video to be displayed, or adjusting an audio volume.

ここで、表示部7102には、本発明の一態様の発光装置が組み込まれている。したがって、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い携帯表示装置とすることができる。   Here, the display portion 7102 incorporates the light-emitting device of one embodiment of the present invention. Therefore, the portable display device can be provided with a curved display portion and high reliability.

図9(C)〜(E)は、照明装置の一例を示している。照明装置7200、7210、7220はそれぞれ、操作スイッチ7203を備える台部7201と、台部7201に支持される発光部を有する。   9C to 9E illustrate an example of a lighting device. Each of the lighting devices 7200, 7210, and 7220 includes a base portion 7201 including an operation switch 7203 and a light-emitting portion supported by the base portion 7201.

図9(C)に示す照明装置7200は、波状の発光面を有する発光部7202を備える。したがってデザイン性の高い照明装置となっている。   A lighting device 7200 illustrated in FIG. 9C includes a light-emitting portion 7202 having a wavy light-emitting surface. Therefore, the lighting device has high design.

図9(D)に示す照明装置7210の備える発光部7212は、凸状に湾曲した2つの発光部が対称的に配置された構成となっている。したがって照明装置7210を中心に全方位を照らすことができる。   A light emitting portion 7212 included in the lighting device 7210 illustrated in FIG. 9D has a structure in which two light emitting portions curved in a convex shape are arranged symmetrically. Accordingly, all directions can be illuminated with the lighting device 7210 as the center.

図9(E)に示す照明装置7220は、凹状に湾曲した発光部7222を備える。したがって、発光部7222からの発光を、照明装置7220の前面に集光するため、特定の範囲を明るく照らす場合に適している。   A lighting device 7220 illustrated in FIG. 9E includes a light-emitting portion 7222 that is curved in a concave shape. Therefore, since the light emitted from the light emitting unit 7222 is condensed on the front surface of the lighting device 7220, it is suitable for brightly illuminating a specific range.

また、照明装置7200、照明装置7210及び照明装置7220の備える各々の発光部はフレキシブル性を有しているため、発光部を可塑性の部材や可動なフレームなどの部材で固定し、用途に合わせて発光部の発光面を自在に湾曲可能な構成としてもよい。   In addition, since each light emitting unit included in the lighting device 7200, the lighting device 7210, and the lighting device 7220 has flexibility, the light emitting unit is fixed with a member such as a plastic member or a movable frame, and is adapted to the use. It is good also as a structure which can bend the light emission surface of a light emission part freely.

なおここでは、台部によって発光部が支持された照明装置について例示したが、発光部を備える筐体を天井に固定する、または天井からつり下げるように用いることもできる。発光面を湾曲させて用いることができるため、発光面を凹状に湾曲させて特定の領域を明るく照らす、または発光面を凸状に湾曲させて部屋全体を明るく照らすこともできる。   Note that although the lighting device in which the light emitting unit is supported by the base is illustrated here, the housing including the light emitting unit may be fixed to the ceiling or used so as to be suspended from the ceiling. Since the light emitting surface can be curved and used, a specific area can be illuminated brightly by curving the light emitting surface, or the entire room can be illuminated brightly by curving the light emitting surface convexly.

ここで、各発光部には、本発明の一態様の発光装置が組み込まれている。したがって、湾曲した発光面を備え、且つ信頼性の高い照明装置とすることができる。   Here, the light-emitting device of one embodiment of the present invention is incorporated in each light-emitting portion. Therefore, a lighting device having a curved light emitting surface and high reliability can be obtained.

本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。   This embodiment can be implemented in appropriate combination with any of the other embodiments described in this specification.

本実施例では、本発明の一態様の評価サンプルの作製方法を用いて、評価サンプルを作製した。   In this example, an evaluation sample was manufactured using the method for manufacturing an evaluation sample of one embodiment of the present invention.

[評価サンプルの作製]
まず、第1のガラス基板上に厚さ約100nmの酸化窒化シリコン膜をプラズマCVD法により形成した。次いで、剥離層として厚さ約30nmのタングステン膜をスパッタリング法により成膜した。次いで、タングステン膜の表面にNOプラズマ処理を施した後、連続して第1の被評価膜として厚さ約600nmの酸化窒化シリコン膜をプラズマCVD法により成膜した。その後、剥離層と第1の被評価膜の外周部をエッチングにより除去し、島状に加工した。次いで、第2の被評価膜として、厚さ約200nmの窒化シリコン膜、厚さ約200nmの酸化窒化シリコン膜、厚さ約140nmの窒化酸化シリコン膜、及び厚さ約100nmの酸化窒化シリコン膜を連続してプラズマCVD法により成膜した。その後480℃1時間の加熱処理を施した。
[Production of evaluation samples]
First, a silicon oxynitride film having a thickness of about 100 nm was formed on the first glass substrate by a plasma CVD method. Next, a tungsten film having a thickness of about 30 nm was formed as a release layer by a sputtering method. Next, after the surface of the tungsten film was subjected to N 2 O plasma treatment, a silicon oxynitride film having a thickness of about 600 nm was continuously formed as a first film to be evaluated by a plasma CVD method. Then, the outer peripheral part of the peeling layer and the first film to be evaluated was removed by etching and processed into an island shape. Next, as a second film to be evaluated, a silicon nitride film having a thickness of about 200 nm, a silicon oxynitride film having a thickness of about 200 nm, a silicon nitride oxide film having a thickness of about 140 nm, and a silicon oxynitride film having a thickness of about 100 nm are used. Films were continuously formed by a plasma CVD method. Thereafter, a heat treatment was performed at 480 ° C. for 1 hour.

続いて、第2の被評価膜上に、厚さ約100nmのチタン膜、厚さ約400nmのアルミニウム膜、厚さ約100nmのチタン膜を連続してスパッタリング法により成膜し、フォトリソグラフィ法を用いて加工し、ストライプ状の配線を形成した。該配線は、剥離工程におけるクラックなどの不具合を防止するために設けた。   Subsequently, a titanium film having a thickness of about 100 nm, an aluminum film having a thickness of about 400 nm, and a titanium film having a thickness of about 100 nm are successively formed on the second film to be evaluated by a sputtering method. Processing was performed to form a stripe-shaped wiring. The wiring was provided to prevent defects such as cracks in the peeling process.

続いて、第2の被評価膜及び配線上に検出層として厚さ約100nmのカルシウム膜を、シャドウマスクを用いた真空蒸着法により形成した。次いでカルシウム膜を覆ってバリア層として厚さ約800nmのアルミニウム膜を、シャドウマスクを用いた真空蒸着法により形成した。   Subsequently, a calcium film having a thickness of about 100 nm was formed as a detection layer on the second film to be evaluated and the wiring by a vacuum deposition method using a shadow mask. Next, an aluminum film having a thickness of about 800 nm was formed as a barrier layer so as to cover the calcium film by a vacuum deposition method using a shadow mask.

その後、アルミニウム膜上に接着層として紫外線硬化型のアクリル樹脂を塗布し、第2のガラス基板を張り付けた後、アクリル樹脂に対し紫外線を照射して硬化させた。   Thereafter, an ultraviolet curable acrylic resin was applied as an adhesive layer on the aluminum film, a second glass substrate was attached, and then the acrylic resin was irradiated with ultraviolet rays to be cured.

その後、タングステン膜及び第1の被評価膜の側面が露出するように、2枚のガラスの外周部を切断し、タングステン膜と第1の被評価膜との間で剥離させ、タングステン膜が形成された第1のガラス基板を除去した。   Thereafter, the outer peripheral portions of the two glasses are cut so that the side surfaces of the tungsten film and the first film to be evaluated are exposed, and the tungsten film and the first film to be evaluated are peeled to form a tungsten film. The first glass substrate thus formed was removed.

このようにして、第2の基板上に接着層、バリア層、検出層、第1の被評価膜、及び第2の被評価膜が順に積層された評価サンプルを得た。   In this way, an evaluation sample was obtained in which the adhesive layer, the barrier layer, the detection layer, the first film to be evaluated, and the second film to be evaluated were sequentially stacked on the second substrate.

以上のように、本発明の一態様の評価サンプルの作製方法により、評価サンプルが作製できた。   As described above, an evaluation sample can be manufactured by the method for manufacturing an evaluation sample of one embodiment of the present invention.

本実施例は、本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。   This example can be implemented in combination with any of the other embodiments described in this specification as appropriate.

100 評価サンプル
101 基板
102 剥離層
104 被評価膜
105 検出層
106 バリア層
107 接着層
108 基板
111 ステージ
112 カメラ
113 演算装置
200 表示装置
201 表示部
202 走査線駆動回路
203 信号線駆動回路
204 外部接続端子
205 FPC
206 接続体
211 トランジスタ
212 トランジスタ
213 トランジスタ
214 トランジスタ
216 絶縁層
217 絶縁層
218 絶縁層
219 絶縁層
221 カラーフィルタ
222 ブラックマトリクス
223 絶縁層
233 第1の電極
235 EL層
237 第2の電極
239 保護層
240 発光素子
250 表示装置
251 接着層
252 接着層
253 可撓性基板
254 可撓性基板
255 絶縁層
270 素子層
300 トランジスタ
301 ゲート電極
302 ゲート絶縁層
303 半導体層
304a ソース電極
304b ドレイン電極
305 保護層
306 絶縁層
310 トランジスタ
320 トランジスタ
330 基板
400 発光装置
403 取り出し電極
407 取り出し電極
409 絶縁層
5000 筐体
5001 表示部
5002 表示部
5003 スピーカ
5004 LEDランプ
5005 操作キー
5006 接続端子
5007 センサ
5008 マイクロフォン
5009 スイッチ
5010 赤外線ポート
5011 記録媒体読込部
5012 支持部
5013 イヤホン
5014 アンテナ
5015 シャッターボタン
5016 受像部
5017 充電器
5018 支持台
5019 外部接続ポート
5020 ポインティングデバイス
5021 リーダ/ライタ
5022 筐体
5023 表示部
5024 リモコン装置
5025 スピーカ
5026 表示モジュール
5027 ユニットバス
5028 表示モジュール
5029 車体
5030 天井
5031 表示モジュール
5032 ヒンジ部
7100 携帯表示装置
7101 筐体
7102 表示部
7103 操作ボタン
7104 送受信装置
7200 照明装置
7201 台部
7202 発光部
7203 操作スイッチ
7210 照明装置
7212 発光部
7220 照明装置
7222 発光部
7400 携帯電話機
7401 筐体
7402 表示部
7403 操作ボタン
7404 外部接続ポート
7405 スピーカ
7406 マイク
100 Evaluation Sample 101 Substrate 102 Peeling Layer 104 Target Film 105 Detection Layer 106 Barrier Layer 107 Adhesive Layer 108 Substrate 111 Stage 112 Camera 113 Arithmetic Device 200 Display Device 201 Display Unit 202 Scan Line Driver Circuit 203 Signal Line Driver Circuit 204 External Connection Terminal 205 FPC
206 connector 211 transistor 212 transistor 213 transistor 214 transistor 216 insulating layer 217 insulating layer 218 insulating layer 219 insulating layer 221 color filter 222 black matrix 223 insulating layer 233 first electrode 235 EL layer 237 second electrode 239 protective layer 240 light emission Element 250 Display device 251 Adhesive layer 252 Adhesive layer 253 Flexible substrate 254 Flexible substrate 255 Insulating layer 270 Element layer 300 Transistor 301 Gate electrode 302 Gate insulating layer 303 Semiconductor layer 304a Source electrode 304b Drain electrode 305 Protective layer 306 Insulating layer 310 Transistor 320 Transistor 330 Substrate 400 Light-emitting device 403 Extraction electrode 407 Extraction electrode 409 Insulating layer 5000 Housing 5001 Display portion 5002 Display portion 5003 Peaker 5004 LED lamp 5005 Operation key 5006 Connection terminal 5007 Sensor 5008 Microphone 5009 Switch 5010 Infrared port 5011 Recording medium reading unit 5012 Support unit 5013 Earphone 5014 Antenna 5015 Shutter button 5016 Image receiving unit 5017 Charger 5018 Support base 5019 External connection port 5020 Pointing device 5021 Reader / Writer 5022 Housing 5023 Display unit 5024 Remote control device 5025 Speaker 5026 Display module 5027 Unit bus 5028 Display module 5029 Car body 5030 Ceiling 5031 Display module 5032 Hinge unit 7100 Portable display device 7101 Housing 7102 Display unit 7103 Operation button 7104 Transmission / reception device 7200 Illuminating device 7201 Stand 720 Emitting portion 7203 operation switches 7210 lighting device 7212 emitting portion 7220 lighting device 7222 emitting unit 7400 cellular telephone 7401 housing 7402 display unit 7403 operation button 7404 an external connection port 7405 speaker 7406 microphone

Claims (3)

第1の基板上に剥離層を形成し、
前記剥離層上に被評価膜を形成し、
前記被評価膜上に検出層を形成し、
前記検出層を覆うバリア層を形成し、
前記バリア層上に接着層を介して前記第1の基板と対向する第2の基板を設け、
前記剥離層と前記被評価膜との間で剥離して前記第1の基板を除去する、
評価サンプルの作製方法。
Forming a release layer on the first substrate;
Forming a film to be evaluated on the release layer;
Forming a detection layer on the film to be evaluated;
Forming a barrier layer covering the detection layer;
A second substrate facing the first substrate is provided on the barrier layer via an adhesive layer,
Peeling between the peeling layer and the film to be evaluated to remove the first substrate;
A method for producing an evaluation sample.
第1の基板上に島状の剥離層を形成し、
前記剥離層を覆って被評価膜を形成し、
前記被評価膜上に検出層を形成し、
前記検出層を覆うバリア層を形成し、
前記バリア層上に接着層を介して前記第1の基板と対向する第2の基板を設け、
前記剥離層を分断するように前記第1の基板及び前記第2の基板の外周部を切断し、
前記剥離層と前記被評価膜との間で剥離して前記第1の基板を除去する、
評価サンプルの作製方法。
Forming an island-shaped release layer on the first substrate;
Forming an evaluation film covering the release layer;
Forming a detection layer on the film to be evaluated;
Forming a barrier layer covering the detection layer;
A second substrate facing the first substrate is provided on the barrier layer via an adhesive layer,
Cutting the outer periphery of the first substrate and the second substrate so as to divide the release layer;
Peeling between the peeling layer and the film to be evaluated to remove the first substrate;
A method for producing an evaluation sample.
請求項1または請求項2に記載の、評価サンプルの作製方法により評価サンプルを作製し、
前記評価サンプルを試験環境に暴露した後、
前記評価サンプル内の前記検出層を光学的に観察して、前記検出層の光学特性が変化した領域の面積を測定し、
前記面積及び暴露時間に基づいて、前記被評価膜の気体透過量を算出する、
膜の評価方法。
An evaluation sample is produced by the method for producing an evaluation sample according to claim 1 or 2,
After exposing the evaluation sample to a test environment,
Optically observing the detection layer in the evaluation sample, measuring the area of the region where the optical properties of the detection layer have changed,
Based on the area and exposure time, calculate the gas permeation amount of the film to be evaluated.
Evaluation method of membrane.
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US10205008B2 (en) * 2016-08-03 2019-02-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Manufacturing method of semiconductor device
CN109728181B (en) * 2017-10-30 2021-01-08 上海和辉光电股份有限公司 Preparation method of organic light-emitting diode OLED display

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3958235B2 (en) * 2002-04-05 2007-08-15 住友ベークライト株式会社 Water vapor barrier evaluation cell and water vapor barrier evaluation method
CN1946998B (en) * 2004-03-31 2012-06-20 新加坡科技研究局 Sensor for measuring gas permeability of a test material
TWI419091B (en) * 2009-02-10 2013-12-11 Ind Tech Res Inst Appratus for a transferrable flexible electronic device and method for fabricating a flexible electronic device
JP5359575B2 (en) * 2009-06-09 2013-12-04 東洋製罐株式会社 Water vapor barrier property evaluation unit and water vapor barrier property evaluation method

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