JP6823745B2 - 表示装置の作製方法 - Google Patents
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Description
基板の洗浄方法に関する。本発明の一態様は、剥離方法、半導体装置の作製方法、及び表
示装置の作製方法に関する。
しては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、
入力装置(例えば、タッチセンサなど)、入出力装置(例えば、タッチパネルなど)、そ
れらの駆動方法、またはそれらの製造方法を一例として挙げることができる。
置全般を指す。トランジスタ、半導体回路、表示装置、発光装置、入力装置、入出力装置
、演算装置、記憶装置等は半導体装置の一態様である。また、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)、及び電子機器は半導体装置を有
している場合がある。
表示装置が知られている。そのほか、発光ダイオード(LED:Light Emitt
ing Diode)等の発光素子を備える発光装置、電気泳動方式などにより表示を行
う電子ペーパなども、表示装置の一例として挙げることができる。
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発光を得る
ことができる。このような有機EL素子が適用された表示装置は、薄型、軽量、高コント
ラストで且つ低消費電力な表示装置を実現できる。
L素子などの表示素子を形成することによりフレキシブルな表示装置が実現できる。
ス基板)にレーザ光を照射して、耐熱性樹脂層をガラス基板から剥離することで、フレキ
シブルな表示装置を作製する方法が開示されている。
方法、半導体装置の作製方法、または表示装置の作製方法を提供することを課題の一つと
する。本発明の一態様は、ガラス基板の再利用を課題の一つとする。本発明の一態様は、
低コストで量産性の高い剥離方法、半導体装置の作製方法、または表示装置の作製方法を
提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、歩留まりの高い剥離方法を提供す
ることを課題の一つとする。本発明の一態様は、大判基板を用いて半導体装置または表示
装置を作製することを課題の一つとする。本発明の一態様は、半導体装置または表示装置
を低温で作製することを課題の一つとする。
、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。明細書、図面、請求
項の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
材料の少なくとも一部を除去する工程と、を有するガラス基板の洗浄方法である。第1の
材料は、金属及び金属酸化物のうち一方または双方を有する。第1の材料の少なくとも一
部を除去する工程では、ウエットエッチング、ドライエッチング、アッシング、洗浄、及
び研磨のうち一つ以上が行われることが好ましい。
工程と、第2の材料の少なくとも一部を除去し、第1の材料を露出させる工程と、を有す
るガラス基板の洗浄方法である。第1の材料は、金属及び金属酸化物のうち一方または双
方を有する。第2の材料は、樹脂及び樹脂の分解物のうち一方または双方を有する。第1
の材料を露出させる工程では、ウエットエッチング、ドライエッチング、アッシング、洗
浄、及び研磨のうち一つ以上が行われることが好ましい。
の材料層を形成する工程、第2の材料層上に第1の被剥離層を形成する工程、第1の材料
層と第2の材料層を用いて、ガラス基板と第1の被剥離層とを分離する工程、及び、ガラ
ス基板に残存した第1の材料層の少なくとも一部を除去する工程を有する、半導体装置の
作製方法である。第1の材料層の少なくとも一部を除去する工程の後に、さらに、ガラス
基板上に、第3の材料層を形成する工程、第3の材料層上に、第4の材料層を形成する工
程、第4の材料層上に、第2の被剥離層を形成する工程、及び、第3の材料層と第4の材
料層を用いて、ガラス基板と第2の被剥離層とを分離する工程を有していてもよい。第1
の材料層及び第3の材料層は、それぞれ、金属及び金属酸化物のうち一方または双方を有
する。第2の材料層及び第4の材料層は、それぞれ、樹脂を有する。第1の材料層の少な
くとも一部を除去する工程では、ウエットエッチング、ドライエッチング、アッシング、
洗浄、及び研磨のうち一つ以上が行われることが好ましい。
の材料層を形成する工程、第2の材料層上に第1の被剥離層を形成する工程、第1の材料
層と第2の材料層を用いて、ガラス基板と第1の被剥離層とを分離する工程、及び、ガラ
ス基板に残存した第2の材料層の少なくとも一部を除去し、第1の材料層を露出させる工
程を有する、半導体装置の作製方法である。第1の材料層を露出させる工程の後に、さら
に、第1の材料層上に、第3の材料層を形成する工程、第3の材料層上に、第2の被剥離
層を形成する工程、及び、第1の材料層と第3の材料層を用いて、ガラス基板と第2の被
剥離層とを分離する工程を有していてもよい。第1の材料層は、金属及び金属酸化物のう
ち一方または双方を有する。第2の材料層及び第3の材料層は、それぞれ、樹脂を有する
。第1の材料層を露出させる工程では、ウエットエッチング、ドライエッチング、アッシ
ング、洗浄、及び研磨のうち一つ以上が行われることが好ましい。
工程、第2の材料の少なくとも一部を除去し、第1の材料を露出させる工程、露出した第
1の材料上に第3の材料を形成する工程、第1の材料と第3の材料とが積層された状態で
加熱される工程、及び、第1の材料と第3の材料とを分離する工程を有するガラス基板の
洗浄方法である。第1の材料は、金属及び金属酸化物のうち一方または双方を有する。第
1の材料は、水素、酸素、及び水のうち一つまたは複数を有する。第2の材料及び第3の
材料は、それぞれ、樹脂を有する。加熱される工程では、第1の材料と第3の材料との界
面または界面近傍に水が析出する。分離する工程では、界面または界面近傍に存在する水
に光が照射されることにより、第1の材料と第3の材料とが分離する。第1の材料を露出
させる工程の後に、露出した第1の材料上に第4の材料を形成する工程を有していてもよ
い。その場合、第3の材料を形成する工程では、第4の材料上に、第3の材料を形成する
。第4の材料は、第1の材料と共通の金属を有する。
、洗浄、及び研磨のうち一つ以上が行われることが好ましい。
い。
とが好ましい。
るガラス基板である。第1の材料は、金属及び金属酸化物のうち一方または双方を有する
。第1の材料は、チタン及び酸化チタンのうち一方または双方を有することが好ましい。
第2の材料は、樹脂を有する。第2の材料は、構造式(100)で表される化合物の残基
を有することが好ましい。
製方法、または表示装置の作製方法を提供することができる。本発明の一態様により、ガ
ラス基板の再利用が可能となる。本発明の一態様により、低コストで量産性の高い剥離方
法、半導体装置の作製方法、または表示装置の作製方法を提供することができる。本発明
の一態様により、歩留まりの高い剥離方法を提供することができる。本発明の一態様によ
り、大判基板を用いて半導体装置または表示装置を作製することができる。本発明の一態
様により、半導体装置または表示装置を低温で作製することができる。
、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。明細書、図面、請求項の記載から
、これら以外の効果を抽出することが可能である。
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。
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。
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、図面に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
て、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」
という用語に変更することが可能である。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「
絶縁層」という用語に変更することが可能である。
酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体(透明酸化物導電体を含む)
、酸化物半導体(Oxide Semiconductorまたは単にOSともいう)な
どに分類される。例えば、トランジスタの半導体層に金属酸化物を用いた場合、当該金属
酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、OS FETと記載する場合にお
いては、金属酸化物または酸化物半導体を有するトランジスタと換言することができる。
de)と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物を、金属酸窒化物(met
al oxynitride)と呼称してもよい。
本実施の形態では、本発明の一態様の剥離方法、表示装置の作製方法、及び基板の洗浄方
法について図1〜図27を用いて説明する。
クス型の有機EL表示装置ともいう)を例に挙げて説明する。当該表示装置は、基板に可
撓性を有する材料を用いることで、フレキシブルデバイスとすることができる。なお、本
発明の一態様は、有機EL素子を用いた発光装置、表示装置、及び入出力装置(タッチパ
ネルなど)に限られず、他の機能素子を用いた半導体装置、発光装置、表示装置、及び入
出力装置等の各種装置に適用することができる。
に、金属酸化物層上に、第2の材料層、ここでは樹脂層を形成する。そして、光を照射す
ることで、金属酸化物層と樹脂層とを分離する。
の下地層は、樹脂層との密着性(接着性)が、基板よりも低い層である。本実施の形態で
は、下地層として金属酸化物層を用いる場合を例に挙げて説明するが、これに限られない
。
樹脂層との界面またはその近傍(界面または界面近傍とも記す)に照射されることが好ま
しい。また、光は、金属酸化物層中に照射されてもよい。また、光は、樹脂層中に照射さ
れてもよい。なお、本明細書等において、「AとBとの界面またはその近傍」、「AとB
との界面または界面近傍」とは、少なくともAとBとの界面を含み、AとBとの界面から
、AまたはBのいずれか一方の厚さの20%以内の範囲を含むものとする。
層中)を加熱し、金属酸化物層と樹脂層との密着性(接着性)を低くすることができる。
さらには金属酸化物層と樹脂層とを分離することができる。
と、第1の材料の少なくとも一部を除去する工程と、を有する。第1の材料は、金属及び
金属酸化物のうち一方または双方を有する。第1の材料の少なくとも一部を除去する工程
では、ウエットエッチング、ドライエッチング、アッシング、洗浄、及び研磨のうち一つ
以上が行われることが好ましい。
を準備する工程と、第2の材料の少なくとも一部を除去する工程と、を有する。第1の材
料は、金属及び金属酸化物のうち一方または双方を有する。第2の材料は、樹脂及び樹脂
の分解物のうち一方または双方を有する。第2の材料の少なくとも一部を除去する工程で
は、ウエットエッチング、ドライエッチング、アッシング、洗浄、及び研磨のうち一つ以
上が行われることが好ましい。第2の材料の少なくとも一部を除去することで、第1の材
料が露出する。第2の材料の少なくとも一部を除去する工程において、第1の材料の少な
くとも一部が除去される場合がある。
板を用いて、半導体装置、表示装置等の各種装置を作製することができる。基板を再利用
することで、コストの大幅な削減を図ることができる。
ができる。
ている基板を採用する場合について説明する。本発明の一態様の基板の洗浄方法を適用す
ることで、第1の材料が露出している基板を得ることができる。このような基板を用いる
ことで、基板上に第1の材料を形成する工程を省略することができる。第1の材料が一方
の面に形成された基板を準備し、第1の材料上に第2の材料を形成することができる。ま
たは、第1の材料上に、さらに、第1の材料(または第1の材料と同じ金属を含む第4の
材料)を形成してもよい。例えば、基板に残存する第1の材料の厚さが薄すぎる場合など
は、第1の材料上にさらに第1の材料または第4の材料を形成してもよい。
に含まれる金属がガラス基板上に残存していても、当該金属は、各種装置の作製に悪影響
を及ぼしにくい(不純物となりにくい)。そのため、本発明の一態様の基板の洗浄方法に
より処理された基板に、第1の材料が一部残存していても、当該基板を様々な用途で再利
用することができる。本発明の一態様の表示装置の作製方法以外(例えば、第1の材料を
用いない方法)で用いる基板に採用することもできる。
洗浄される基板は、本実施の形態で例示する剥離方法、表示装置の作製方法等で用いた基
板に限定されない。また、本発明の一態様の基板の洗浄方法を用いて処理された基板は、
様々な用途で利用することができる。つまり、洗浄された基板の用途は、本実施の形態で
例示する剥離方法、表示装置の作製方法等で用いるのみに限定されない。
害する作用(以下、阻害作用)について説明する。
脂層23が設けられている。
方には、H2O、水素(H)、酸素(O)、水酸基(OH)、水素ラジカル(H*)、酸
素ラジカル(O*)、ヒドロキシラジカル(OH*)のうち一つまたは複数が存在する。
これらは、金属酸化物層20の成膜工程、金属酸化物層20成膜後の添加(dope)工
程等によって供給することができる。図1のステップ(i)では、金属酸化物層20と樹
脂層23との界面、及び、金属酸化物層20中に、それぞれ、H2O、H、O等を有する
例を示す。
、H2Oなどは、樹脂層23(例えば、ポリイミドなど)を固体化(固化、硬化)させる
工程(例えば、350℃での加熱)で当該界面にH2Oとして析出する場合がある。この
場合、金属酸化物層20と樹脂層23との界面に析出したH2Oが、金属酸化物層20と
、樹脂層23との密着性を阻害する可能性がある。つまり、金属酸化物層20と樹脂層2
3との界面に析出したH2Oは、密着性を阻害する作用(阻害作用)を有する。図1のス
テップ(ii)では、金属酸化物層20中のH2Oが金属酸化物層20と樹脂層23との
界面に析出する例を示す。また、図1のステップ(ii)では、金属酸化物層20中の水
素と水酸基(OH)とが、金属酸化物層20と樹脂層23との界面にH2Oとして析出す
る例を示す。
。図2のステップ(iii)では、作製基板14が上側に位置する状態で積層体を配置す
る例を示す。図2のステップ(iii)では、搬送機構(図示しない)を用いて、図中の
矢印方向に積層体を移動させることで、図の右側から左側に向かって光が照射される。光
は、作製基板14を介して、金属酸化物層20と樹脂層23との界面またはその近傍に照
射される。ここでは、線状のレーザ光を用いる例を示す。図2のステップ(iii)、(
iv)では、線状ビーム26が、作製基板14を介して、加工領域27に照射される例を
示す。光照射により、金属酸化物層20と樹脂層23との界面(さらには金属酸化物層2
0中及び樹脂層23中)が加熱される。また、光照射により、金属酸化物層20と樹脂層
23との界面に存在するH2Oが、高エネルギーで瞬間的に気化(蒸発)してアブレーシ
ョンする(爆発する、ともいう)。
では、金属酸化物層20と樹脂層23とが分離されている例を示す。光照射により、H2
Oが水蒸気となり、体積が膨張する。これにより、金属酸化物層20と樹脂層23の密着
性が弱くなり、金属酸化物層20と樹脂層23の間を分離することができる。
共有結合、イオン結合、水素結合等の化学結合が、金属酸化物層20と樹脂層23との間
に生じている。
素Cとが、酸素Oによって結合されている例を示す。
ここでは、線状のレーザ光を用いる例を示す。基板と光源とを相対的に移動させることで
レーザ光55を走査し、剥離したい領域に亘ってレーザ光55を照射する。
び樹脂層23中)が加熱され、式(1)(下記及び図3参照)の反応が生じる。光を照射
することで、H2O(水蒸気)が、金属M−酸素O−炭素Cの結合を切断する。そして、
金属酸化物層20と樹脂層23との間の結合を、水素結合にする。
層23が有する炭素Cと別の酸素Oが結合している例を示す。2つの酸素は、それぞれ、
別の水素と共有結合を形成している。また、2つの酸素は、それぞれ、他方の酸素と結合
している水素と水素結合を形成している。
。また、光照射のエネルギーにより、水は蒸発して水蒸気になる。このとき膨張する力に
よって、金属酸化物層20と樹脂層23の間の水素結合を切断することができる場合があ
る。したがって、金属酸化物層20と樹脂層23とを容易に分離することができる。
物層20と樹脂層23とが分離されている例を示す。金属酸化物層20が有する金属Mと
酸素Oが結合し、樹脂層23が有する炭素Cと別の酸素Oが結合している。2つの酸素は
、それぞれ、別の水素と共有結合を形成している。
が、金属酸化物層20と樹脂層23の間の強固な結合を、弱い結合である水素結合に変え
る。これにより、金属酸化物層20と樹脂層23の間の分離に要する力を低減させること
ができる。また、光照射のエネルギーにより、H2Oが膨張することで、金属酸化物層2
0と樹脂層23とを分離することができる。
界面などに存在する場合がある。
などに存在していた水素(H)、酸素(O)、水酸基(OH)、水素ラジカル(H*)、
酸素ラジカル(O*)、ヒドロキシラジカル(OH*)等は、加熱されてH2Oとなる場
合がある。
属酸化物層20と樹脂層23の界面に、H2O、水素(H)、酸素(O)、水酸基(OH
)、水素ラジカル(H*)、酸素ラジカル(O*)、ヒドロキシラジカル(OH*)のう
ち一つまたは複数を添加することが好ましい。
同時に生じる場合がある。この場合、金属酸化物層20と樹脂層23との密着性をさらに
低下させる、別言すると金属酸化物層20と樹脂層23との剥離性をさらに高めることが
できると推定される。
、H2O、水素(H)、酸素(O)、水酸基(OH)、水素ラジカル(H*)、酸素ラジ
カル(O*)、ヒドロキシラジカル(OH*)等を多く有することが好ましい。反応に寄
与するH2Oを多くすることで、反応を促進し、分離に要する力をより低減させることが
できる。
0表面に、H2O、水素、酸素、水酸基、水素ラジカル(H*)、酸素ラジカル(O*)
、ヒドロキシラジカル(OH*)等を多く含ませることが好ましい。
0を形成することが好ましい。ラジカル処理では、酸素ラジカル及びヒドロキシラジカル
のうち少なくとも一方を含む雰囲気に、金属層の表面を曝すことが好ましい。例えば、酸
素または水蒸気(H2O)のうち一方または双方を含む雰囲気でプラズマ処理を行うこと
が好ましい。
が好ましい。ラジカル処理では、酸素ラジカル、水素ラジカル、及びヒドロキシラジカル
のうち少なくとも1種を含む雰囲気に、金属酸化物層20の表面を曝すことが好ましい。
例えば、酸素、水素、または水蒸気(H2O)のうち一つまたは複数を含む雰囲気でプラ
ズマ処理を行うことが好ましい。
とができる。酸素プラズマ処理は、酸素を含む雰囲気下でプラズマを生成して行うことが
できる。水素プラズマ処理は、水素を含む雰囲気下でプラズマを生成して行うことができ
る。水プラズマ処理は、水蒸気(H2O)を含む雰囲気下でプラズマを生成して行うこと
ができる。特に水プラズマ処理を行うことで、金属酸化物層20の表面または内部に水分
を多く含ませることができ好ましい。
む雰囲気下でのプラズマ処理を行ってもよい。当該プラズマ処理としては、例えば、酸素
と水素とを含む雰囲気下でのプラズマ処理、酸素と水とを含む雰囲気下でのプラズマ処理
、水とアルゴンとを含む雰囲気下でのプラズマ処理、酸素とアルゴンとを含む雰囲気下で
のプラズマ処理、または酸素と水とアルゴンとを含む雰囲気下でのプラズマ処理などが挙
げられる。プラズマ処理のガスの一つとして、アルゴンガスを用いることで金属層または
金属酸化物層20にダメージを与えながら、プラズマ処理を行うことが可能となるため好
適である。
ンプラズマ処理を行った後に、水プラズマ処理を行ってもよい。
素ラジカル(H*)、酸素ラジカル(O*)、ヒドロキシラジカル(OH*)等を含ませ
ることができる。また、図4では、樹脂層23に、炭素Cと結合した水素H、水酸基OH
が含まれる例を示す。これらが、加熱処理や光照射により加熱され、H2Oとなることが
考えられる。
S(Low Temperature Poly−Silicon))等の製造ラインの
レーザ装置を使用することができるため、これらの装置の有効利用が可能である。線状レ
ーザは、矩形長尺状に集光(線状レーザビームに成形)して、金属酸化物層と樹脂層との
界面に光を照射する。
い。光は、波長領域が308nm又はその近傍を有するように照射されることがより好ま
しい。
50mJ/cm2以上360mJ/cm2以下がより好ましい。
1ショット以上50ショット以下とすることができ、1ショットより多く10ショット以
下が好ましく、1ショットより多く5ショット以下がより好ましい。
が低い部分の幅以上、一つのショットと次のショットの間にオーバーラップする部分を設
けることが好ましい。そのため、レーザ光のショット数は、1.1ショット以上とするこ
とが好ましく、1.25ショット以上とすることがより好ましい。
照射回数を指し、ビーム幅、スキャン速度、周波数、またはオーバーラップ率などで決定
される。また、線状のビームをあるスキャン方向に移動させているパルスとパルスの間、
即ち、一つのショットと次のショットの間にオーバーラップする部分があり、その重なる
比率がオーバーラップ率である。なお、オーバーラップ率が100%に近ければ近いほど
ショット数は多く、離れれば離れるほどショット数は少なくなり、スキャン速度が速けれ
ば速いほどショット数は少なくなる。
ムの10分の1程度の幅のオーバーラップを有することを示し、オーバーラップ率10%
といえる。同様に、1.25ショットとは、連続する2つのショットの間にビームの4分
の1程度の幅のオーバーラップを有することを示し、オーバーラップ率25%といえる。
50mJ/cm2以上400mJ/cm2以下が挙げられる。また、レーザのショット数
も多く必要であり、例えば10ショット以上100ショット以下が挙げられる。
の照射は、レーザ結晶化の工程で用いる条件よりも低いエネルギー密度、または少ないシ
ョット数で行うことができる。そのため、レーザ装置での処理可能な基板枚数を増やすこ
とができる。また、レーザ装置のメンテナンスの頻度の低減など、レーザ装置のランニン
グコストの低減が可能となる。したがって、表示装置などの作製コストを低減することが
できる。
少ないショット数で行われることから、基板がレーザ光の照射により受けるダメージを低
減できる。そのため、基板を一度使用しても、強度が低下しにくく、基板を再利用できる
。したがって、コストを抑えることが可能となる。
る。金属酸化物層20を用いることで、金属酸化物層20を用いない場合に比べて、光の
照射を、低いエネルギー密度、または少ないショット数で行うことができることがある。
と、光の照射ムラが生じ、剥離性が低い部分が形成され、金属酸化物層と樹脂層とを分離
する工程の歩留まりが低下することがある。そのため、光を照射する前、または光を照射
している間に、光照射面を洗浄することが好ましい。例えば、アセトンなどの有機溶剤、
水等を用いて作製基板の光照射面を洗浄することができる。また、エアナイフを用いて気
体を噴きつけながら光を照射してもよい。これにより、光の照射ムラを低減し、分離の歩
留まりを向上させることができる。
層上に樹脂層を形成する。次に、基板上及び樹脂層上に、樹脂層の端部を覆う絶縁層を形
成する。次に、樹脂層上に、絶縁層を介して、チャネル形成領域に金属酸化物を有するト
ランジスタを形成する。次に、金属酸化物層と樹脂層との界面またはその近傍に光を照射
する。次に、樹脂層の少なくとも一部を金属酸化物層から分離することで、分離の起点を
形成する。そして、金属酸化物層と樹脂層とを分離する。
樹脂層の端部を覆って設けられる。絶縁層は、樹脂層に比べて、金属酸化物層に対する密
着性もしくは接着性が高い。樹脂層の端部を覆って絶縁層を設けることで、光を照射した
後に、樹脂層が基板から意図せず剥がれることを抑制できる。例えば、レーザ装置から別
の場所に基板を搬送する時などに樹脂層が剥がれることを抑制できる。そして、分離の起
点を形成することで、所望のタイミングで、金属酸化物層と樹脂層とを分離することがで
きる。つまり、本実施の形態では、金属酸化物層と樹脂層の分離のタイミングを制御でき
、かつ、分離に要する力が小さい。これにより、金属酸化物層と樹脂層の分離工程、及び
表示装置の作製工程の歩留まりを高めることができる。
とが好ましい。金属酸化物は、酸化物半導体として機能することができる。
ature Poly−Silicon))を用いる場合、500℃から550℃程度の
温度をかける必要があるため、樹脂層に耐熱性が求められる。また、レーザ結晶化の工程
でのダメージを緩和するため、樹脂層の厚膜化が必要となることがある。
300℃以下で形成することができる。そのため、樹脂層に高い耐熱性は求められない。
したがって、樹脂層の耐熱温度を低くすることができ、材料の選択の幅が広がる。
要である。そして、本実施の形態では、レーザ結晶化の工程で用いる条件よりも、低いエ
ネルギー密度または少ないショット数で光を照射することができる。また、レーザ結晶化
の工程では、レーザ光が基板を介さずに樹脂層に照射されるが、本実施の形態では、作製
基板と金属酸化物層とを介して樹脂層に照射される。このように、樹脂層が受けるダメー
ジが少ないため、樹脂層の厚さを薄くすることができる。樹脂層に高耐熱性が要求されず
、薄膜化できることで、デバイス作製の大幅なコストダウンが期待できる。また、LTP
Sを用いる場合に比べて、工程が簡略化でき好ましい。
を有する構成に限定されない。例えば、本実施の形態の表示装置は、トランジスタのチャ
ネル形成領域に、シリコンを用いることができる。シリコンとしては、アモルファスシリ
コンまたは結晶性シリコンを用いることができる。結晶性シリコンとしては、微結晶シリ
コン、多結晶シリコン、単結晶シリコン等が挙げられる。
ンは、単結晶シリコンに比べて低温で形成でき、かつアモルファスシリコンに比べて高い
電界効果移動度と高い信頼性を備える。
ることで、低コストで表示装置を作製できる。また、表示装置の軽量化及び薄型化が可能
となる。また、表示装置の可撓性を高めることができる。
明の層であってもよい。ここで、表示装置の表示面側に樹脂層23が位置する場合、樹脂
層23が着色している(有色である)と、光取り出し効率が低下する、取り出される光の
色味が変わる、表示品位が低下する等の不具合が生じることがある。
いて除去することができる。特に、酸素プラズマを用いたアッシングを行って樹脂層23
を除去することが好適である。
酸化物層20が光を吸収する機能を有するため、樹脂層23の光の吸収率が低くても、光
照射による効果が得られる。したがって、可視光の透過率が高い樹脂層23を用いること
ができる。そのため、表示装置の表示面側に樹脂層23が位置していても、高い表示品位
を実現できる。また、表示品位を高めるために、着色している(有色の)樹脂層23を除
去する工程を削減できる。また、樹脂層23の材料の選択の幅が広がる。
以上100%以下が好ましく、80%以上100%以下が好ましく、90%以上100%
以下がより好ましい。
の耐熱性は、例えば、加熱による重量減少率、具体的には5%重量減少温度等で評価でき
る。本実施の形態の剥離方法及び表示装置の作製方法では、工程中の最高温度を低くする
ことができる。例えば、本実施の形態では、樹脂層の5%重量減少温度を、200℃以上
650℃以下、200℃以上500℃以下、200℃以上400℃以下、または200℃
以上350℃以下とすることができる。そのため、材料の選択の幅が広がる。なお、樹脂
層の5%重量減少温度は、650℃より高くてもよい。
水が存在することで、樹脂層23と金属酸化物層20との密着性もしくは接着性をより低
下させ、分離に要する力を低減させることができる。また、分離界面に水を含む液体を供
給することで、樹脂層23と金属酸化物層20との間の結合を弱めるもしくは切断する効
果を奏することがある。液体との化学結合を利用して、樹脂層23と金属酸化物層20の
間の結合を切って分離を進行させることができる。例えば、樹脂層23と金属酸化物層2
0との間に水素結合が形成されている場合、水を含む液体が供給されることで、水と、樹
脂層23または金属酸化物層20との間に水素結合が形成され、樹脂層23と金属酸化物
層20との間の水素結合が切れることが考えられる。
しい。これにより、金属酸化物層20の表面全体に水を含む液体を行き渡らせ、分離界面
に水を含む液体を容易に供給できる。金属酸化物層20全体に水が広がることで、均一な
剥離ができる。
0°より大きく50°以下がより好ましい。なお、水を含む液体に対する濡れ性が極めて
高い場合(例えば接触角が約20°以下の場合)には、接触角の正確な値の取得が困難な
ことがある。金属酸化物層20は、水を含む液体に対する濡れ性が高いほど好適であるた
め、上記接触角の正確な値が取得できないほど、水を含む液体に対する濡れ性が高くても
よい。
る機能素子に悪影響を及ぼすこと(半導体素子が静電気により破壊されるなど)を抑制で
きる。また、イオナイザなどを用いて、分離により露出した被剥離層の表面を除電しても
よい。
。
化学気相堆積(CVD:Chemical Vapor Deposition)法、真
空蒸着法、パルスレーザ堆積(PLD:Pulsed Laser Depositio
n)法、原子層成膜(ALD:Atomic Layer Deposition)法等
を用いて形成することができる。CVD法としては、プラズマ化学気相堆積(PECVD
:Plasma Enhanced Chemical Vapor Depositi
on)法や、熱CVD法でもよい。熱CVD法の例として、有機金属化学気相堆積(MO
CVD:Metal Organic CVD)法を使ってもよい。
スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドク
ターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等の方法に
より形成することができる。
きる。または、遮蔽マスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を形成してもよい。また
は、ナノインプリント法、サンドブラスト法、リフトオフ法などにより薄膜を加工しても
よい。フォトリソグラフィ法としては、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、
エッチング等により当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法と、感光性を有す
る薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法と、
がある。
m)、g線(波長436nm)、h線(波長405nm)、またはこれらを混合させた光
を用いることができる。そのほか、紫外線やKrFレーザ光、またはArFレーザ光等を
用いることもできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。また、露光に用い
る光として、極端紫外光(EUV:Extreme Ultra−violet)やX線
を用いてもよい。また、露光に用いる光に換えて、電子ビームを用いることもできる。極
端紫外光、X線または電子ビームを用いると、極めて微細な加工が可能となるため好まし
い。なお、電子ビームなどのビームを走査することにより露光を行う場合には、フォトマ
スクは不要である。
などを用いることができる。
まず、作製基板14上に、金属酸化物層20を形成する(図5(A1))。または、作製
基板14上に、金属層19と金属酸化物層20とを積層する(図5(A2))。
て耐熱性を有する。作製基板14に用いることができる材料としては、例えば、ガラス、
石英、セラミック、サファイヤ、樹脂、半導体、金属または合金などが挙げられる。ガラ
スとしては、例えば、無アルカリガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ
酸ガラス等が挙げられる。
地層は、樹脂層23との密着性(接着性)が、作製基板14よりも低い層である。本実施
の形態では、金属酸化物層20を用いる場合を例に挙げて説明するが、これに限られない
。
、インジウム、亜鉛、ガリウム、タンタル、錫、ハフニウム、イットリウム、ジルコニウ
ム、マグネシウム、ランタン、セリウム、ネオジム、ビスマス、及びニオブのうち一つま
たは複数を有する層を用いることができる。下地層には、金属、合金、及びそれらの化合
物(金属酸化物など)を含むことができる。下地層は、チタン、モリブデン、アルミニウ
ム、タングステン、シリコン、インジウム、亜鉛、ガリウム、タンタル、及び錫のうち一
つまたは複数を有することが好ましい。
L素子のEL層に用いることができる各種有機材料を用いてもよい。下地層として、これ
ら有機材料の蒸着膜を用いることができる。これにより、密着性の低い膜を形成できる。
例えば、酸化チタン(TiOx)、酸化モリブデン、酸化アルミニウム、酸化タングステ
ン、シリコンを含むインジウム錫酸化物(ITSO)、インジウム亜鉛酸化物、In−G
a−Zn酸化物等が挙げられる。
グステンを含むインジウム酸化物、インジウム錫酸化物(ITO)、チタンを含むITO
、タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛(ZnO)、ガリウムを含むZn
O、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ガリウム、酸化タンタ
ル、酸化マグネシウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化ネオジム、酸化スズ、酸化ビ
スマス、チタン酸塩、タンタル酸塩、ニオブ酸塩等が挙げられる。
VD法、蒸着法、ゾルゲル法、電気泳動法、スプレー法等を用いて形成することができる
。
ることができる。このとき、金属層の表面のみ、または金属層全体を酸化させる。前者の
場合、金属層に酸素を導入することで、金属層19と金属酸化物層20との積層構造が形
成される(図5(A2))。
る。酸素を含むガスを流しながら金属層を加熱することが好ましい。金属層を加熱する温
度は、100℃以上500℃以下が好ましく、100℃以上450℃以下がより好ましく
、100℃以上400℃以下がより好ましく、100℃以上350℃以下がさらに好まし
い。
。これにより、表示装置の作製における最高温度が高くなることを防止できる。トランジ
スタの作製における最高温度以下とすることで、トランジスタの作製工程における製造装
置などを流用することが可能となるため、追加の設備投資などを抑制することができる。
したがって、生産コストが抑制された表示装置とすることができる。例えば、トランジス
タの作製温度が350℃までである場合、加熱処理の温度は350℃以下とすることが好
ましい。
ジカル処理では、酸素ラジカル及びヒドロキシラジカルのうち少なくとも一方を含む雰囲
気に、金属層の表面を曝すことが好ましい。例えば、酸素または水蒸気(H2O)のうち
一方または双方を含む雰囲気でプラズマ処理を行うことが好ましい。
、酸素ラジカル(O*)、ヒドロキシラジカル(OH*)等を含ませることで、金属酸化
物層20と樹脂層23との分離に要する力を低減できる。このことからも、金属酸化物層
20の形成に、ラジカル処理もしくはプラズマ処理を行うことは好適である。
、金属層を高温で加熱する工程が不要となる。そのため、表示装置の作製における最高温
度が高くなることを防止できる。
むガスを流しながら、スパッタリング法を用いて金属酸化物膜を成膜することで、金属酸
化物層20を形成できる。この場合も、金属酸化物層20の表面にラジカル処理を行うこ
とが好ましい。ラジカル処理では、酸素ラジカル、水素ラジカル、及びヒドロキシラジカ
ルのうち少なくとも1種を含む雰囲気に、金属酸化物層20の表面を曝すことが好ましい
。例えば、酸素、水素、または水蒸気(H2O)のうち一つまたは複数を含む雰囲気でプ
ラズマ処理を行うことが好ましい。
プラズマイマージョンイオン注入法等を用いることができる。
より好ましく、1nm以上20nm以下がより好ましい。
100nm以下がより好ましく、5nm以上50nm以下がより好ましい。なお、金属層
を用いて金属酸化物層20を形成する場合、最終的に形成される金属酸化物層20の厚さ
は、成膜した金属層の厚さよりも厚くなることがある。
ることで、分離に要する力を低減させることができる。金属酸化物層20と当該液体との
接触角が小さいほど、液体供給による効果を高めることができる。具体的には、金属酸化
物層20の水を含む液体との接触角は、0°より大きく60°以下が好ましく、0°より
大きく50°以下がより好ましい。
いると、酸化タングステンよりもコストを低減でき、好ましい。
を示す。これに限られず、印刷法等を用いて第1の層24を形成してもよい。金属酸化物
層20上に、島状の第1の層24、開口または凹凸形状を有する第1の層24等を形成し
てもよい。
非感光性の材料ともいう)を用いて形成してもよい。
を除去し、所望の形状の樹脂層23を形成することができる。
れることが好ましい。第1の層24は、例えば、ポリイミド樹脂と溶媒を含む材料、また
はポリアミック酸と溶媒を含む材料等を用いて形成できる。ポリイミドは、表示装置の平
坦化膜等に好適に用いられる材料であるため、成膜装置や材料を共有することができる。
そのため本発明の一態様の構成を実現するために新たな装置や材料を必要としない。
残基を有することが好ましい。
族アミンまたは芳香族アミン誘導体を含むアミン成分と、を用いて得られるポリイミド樹
脂が好適である。オキシジフタル酸誘導体としては、例えば、オキシジフタル酸無水物が
挙げられる。また、樹脂層23は、フッ素を含んでいてもよい。樹脂層23中にフッ素を
含む場合、当該フッ素を用いて、金属酸化物層20と樹脂層23の間の水素結合が形成さ
れることがある。
ル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベン
ゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等が挙げられる。
ることで、大判基板に薄い膜を均一に形成することができる。
満、より好ましくは10cP以上50cP以下の溶液を用いて形成することが好ましい。
溶液の粘度が低いほど、塗布が容易となる。また、溶液の粘度が低いほど、気泡の混入を
抑制でき、良質な膜を形成できる。
、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ、スリットコート、
ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等が挙げられる。
)。
ンなど)のうち一つまたは複数を含むガスを流しながら行うことができる。または、加熱
処理は、大気雰囲気下で加熱装置のチャンバー、ホットプレート等を用いて行うことがで
きる。
し、可視光に対する透過性が低下することがある。
の可視光に対する透過性を高めることができる。
きる。特に、樹脂層23上に形成する各層の作製温度以上の温度で加熱することが好まし
い。これにより、トランジスタの作製工程における、樹脂層23からの脱ガスを大幅に抑
制することができる。
0℃以上450℃以下で加熱することが好ましく、400℃以下がより好ましく、375
℃以下がさらに好ましい。これにより、トランジスタの作製工程における、樹脂層23か
らの脱ガスを大幅に抑制することができる。
い。トランジスタの作製における最高温度以下とすることで、トランジスタの作製工程に
おける製造装置などを流用することが可能となるため、追加の設備投資などを抑制するこ
とができる。したがって、生産コストが抑制された表示装置とすることができる。例えば
、トランジスタの作製温度が350℃までである場合、加熱処理の温度は350℃以下と
することが好ましい。
うことで表示装置の作製における最高温度が高くなることを防止でき、かつ樹脂層23の
脱ガス成分を低減できるため、好ましい。
条件の場合と同等の剥離性を実現できる場合がある。そのため、加熱装置の構成により加
熱温度を高められない場合には、処理時間を長くすることが好ましい。
がより好ましく、1時間以上6時間以下がさらに好ましい。なお、加熱処理の時間はこれ
に限定されない。例えば、加熱処理を、RTA(Rapid Thermal Anne
aling)法を用いて行う場合などは、5分未満としてもよい。
て被処理物を加熱する装置等、様々な装置を用いることができる。例えば、GRTA(G
as Rapid Thermal Anneal)装置、LRTA(Lamp Rap
id Thermal Anneal)装置等のRTA装置を用いることができる。LR
TA装置は、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボン
アークランプ、高圧ナトリウムランプ、高圧水銀ランプなどのランプから発する光(電磁
波)の輻射により、被処理物を加熱する装置である。GRTA装置は、高温のガスを用い
て加熱処理を行う装置である。RTA装置を用いることによって、処理時間を短縮するこ
とができるので、量産する上で好ましい。また、加熱処理はインライン型の加熱装置を用
いて行ってもよい。
る。例えば、第1の層24に含まれていた溶媒が除去されることや、硬化が進行し密度が
増大することにより、体積が減少し、第1の層24よりも樹脂層23が薄くなる場合があ
る。
処理ともいう)を行ってもよい。プリベーク処理の温度は用いる材料に応じて適宜決定す
ることができる。例えば、50℃以上180℃以下、80℃以上150℃以下、または9
0℃以上120℃以下で行うことができる。または、加熱処理がプリベーク処理を兼ねて
もよく、加熱処理によって、第1の層24に含まれる溶媒を除去してもよい。
以上5μm以下であることがより好ましく、0.5μm以上3μm以下であることがさら
に好ましい。樹脂層を薄く形成することで、低コストで表示装置を作製できる。また、表
示装置の軽量化及び薄型化が可能となる。また、表示装置の可撓性を高めることができる
。低粘度の溶液を用いることで、樹脂層23を薄く形成することが容易となる。ただし、
これに限定されず、樹脂層23の厚さは、10μm以上としてもよい。例えば、樹脂層2
3の厚さを10μm以上200μm以下としてもよい。樹脂層23の厚さを10μm以上
とすることで、表示装置の剛性を高めることができるため好適である。
しく、0.1ppm/℃以上20ppm/℃以下であることがより好ましく、0.1pp
m/℃以上10ppm/℃以下であることがさらに好ましい。樹脂層23の熱膨張係数が
低いほど、加熱により、トランジスタ等を構成する層にクラックが生じることや、トラン
ジスタ等が破損することを抑制できる。
ることができる。
、金属酸化物層20及び樹脂層23などから放出される水素、酸素、及び水をブロックす
る機能を有することが好ましい。
を有することが好ましい。例えば、窒化シリコン膜を、シランガス、水素ガス、及びアン
モニア(NH3)ガスを含む成膜ガスを用いたプラズマCVD法により成膜する。絶縁層
の厚さは特に限定されない。例えば、50nm以上600nm以下、好ましくは100n
m以上300nm以下の厚さとすることができる。
の含有量が多いものをいう。また、本明細書等において、「窒化酸化シリコン」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をいう。
である。保護層は、可視光に対する透過性が高いことが好ましい。保護層が、有機絶縁膜
を有すると、表示装置の表面に傷がつくことや、クラックが生じてしまうことを抑制でき
るため好ましい。
示す。
剤、嫌気型接着剤等の各種硬化型接着剤を用いることができる。また、接着シート等を用
いてもよい。
レート(PEN)等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、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(ナイロン、アラミド等)、ポリシロキ
サン樹脂、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、ポリウレ
タン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテ
トラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、ABS樹脂、セルロースナノファイバー等を用
いることができる。基板75aには、可撓性を有する程度の厚さのガラス、石英、樹脂、
金属、合金、半導体等の各種材料を用いてもよい。
おいては、左側から右側に走査される線状レーザビームで、その長軸は、その走査方向及
びその入射方向(上から下)に垂直である。レーザ装置において、作製基板14が上側に
くるように積層体を配置する。積層体には、積層体(作製基板14)の上側からレーザ光
55が照射される。
の近傍に照射されることが好ましい(図6(A)の加工領域640参照)。また、レーザ
光55は、金属酸化物層20中に照射されてもよく、樹脂層23中に照射されてもよい。
もよい。
上100%以下が好ましく、75%以上100%以下がより好ましく、80%以上100
%以下がさらに好ましい。当該積層構造が、レーザ光55の大半を吸収することで、金属
酸化物層と樹脂層23との界面で確実に剥離することが可能となる。また、樹脂層23が
光から受けるダメージを低減できる。
下する。レーザ光55の照射により、樹脂層23が脆弱化されることがある。
20に吸収される波長の光を選択して用いる。レーザ光55は、可視光線から紫外線の波
長領域の光であることが好ましい。例えば波長が180nm以上450nm以下の光、好
ましくは200nm以上400nm以下の光、より好ましくは波長が250nm以上35
0nm以下の光を用いることができる。
ことが好ましい。例えば、酸化チタンのエネルギーギャップは、約3.2eVである。し
たがって、金属酸化物層20に酸化チタンを用いる場合、光は、3.2eVより高いエネ
ルギーを有することが好ましい。
シマレーザは、LTPSにおけるレーザ結晶化にも用いるため、既存のLTPS製造ライ
ンの装置を流用することができ、新たな設備投資を必要としないため好ましい。波長30
8nmの光のエネルギーは、約4.0eVである。つまり、金属酸化物層20に酸化チタ
ンを用いる場合、波長308nmのエキシマレーザは好適である。また、Nd:YAGレ
ーザの第三高調波である波長355nmのUVレーザなどの固体UVレーザ(半導体UV
レーザともいう)を用いてもよい。固体レーザはガスを用いないため、エキシマレーザに
比べて、ランニングコストを低減でき、好ましい。また、ピコ秒レーザ等のパルスレーザ
を用いてもよい。
に移動させることでレーザ光55を走査し、剥離したい領域に亘ってレーザ光55を照射
する。
が生じることがある。図7(A)では、作製基板14上に接して樹脂層23が形成されて
いる比較例である。図7(A)では、作製基板14と樹脂層23の界面またはその近傍に
おいて、異物18の真下に、光の照射された領域16が途切れている部分を有する。この
部分は、他の部分に比べて剥離性が低く、作製基板14と樹脂層23とを分離する工程の
歩留まりが低下することが懸念される。
としては、金属層19、金属酸化物層20、または、図7(B)に示すように、金属層1
9と金属酸化物層20の積層等が挙げられる。下地層は熱伝導性が高い層を有することが
好ましい。例えば、図7(B)に示す金属層19の熱伝導性が高いと、作製基板14の光
照射面に異物18が付着していても、異物18の周辺の金属層19が加熱されることで、
金属層19全体にムラなく熱が伝導する。金属層19の異物18の陰になる部分にも熱が
伝わることで、剥離性の低い部分が生じることを抑制できる。図7(B)に示すように、
金属層19と金属酸化物層20の界面またはその近傍において、異物18の真下を含んで
一面全体に、加熱された領域17が形成される。
一箇所または複数箇所設けられていてもよい。光が当たらない領域の面積は、特に限定は
無く、例えば、それぞれ、1μm2以上1cm2以下である。場合によっては、光が当た
らない領域の面積は、1μm2以下、または1cm2以上であってもよい。
性もしくは接着性が低いため、金属酸化物層20と樹脂層23との界面で分離が生じる(
図6(B1))。また、脆弱化された樹脂層23中で分離が生じる場合もある。
23とを分離することができる。具体的には、基板75aの上面の一部を吸着し、上方に
引っ張ることにより、作製基板14から樹脂層23を引き剥がすことができる。
面に浸透するように分離を行うことで、分離を容易に行うことができる。また、分離時に
生じる静電気が、トランジスタなどの機能素子に悪影響を及ぼすこと(半導体素子が静電
気により破壊されるなど)を抑制できる。図6(B2)では、液体供給機構21を用いて
、分離界面に液体を供給する例を示す。
液や、塩が溶けている水溶液が挙げられる。また、エタノール、アセトン等が挙げられる
。また、各種有機溶剤を用いてもよい。
もよい。例えば、作製基板14と樹脂層23との間に、刃物などの鋭利な形状の器具を差
し込むことで分離の起点を形成してもよい。または、基板75a側から鋭利な形状の器具
で樹脂層23を切り込み、分離の起点を形成してもよい。または、レーザアブレーション
法等のレーザを用いた方法で、分離の起点を形成してもよい。
り、金属酸化物層20と樹脂層23との密着性もしくは接着性を低下させることができる
。そのため、作製基板14と樹脂層23とを容易に分離することができる。
体装置の作製方法を提供することができる。また、本実施の形態の基板の洗浄方法を用い
ることで、分離後の作製基板14を洗浄または再生することができる。例えば、本実施の
形態の剥離方法では、作製基板14(例えば、ガラス基板)、または作製基板14と金属
酸化物層20との積層体を、複数回繰り返し使うことが可能となるため、生産コストを抑
制することができる。
次に、基板の洗浄方法及び洗浄装置の一例について、図8及び図9を用いて説明する。こ
こでは、上記剥離方法で用いた作製基板14の洗浄方法を例に挙げて説明する。
作製基板14上には、金属酸化物層20が残存している。さらに、金属酸化物層20上に
は、樹脂層23が残存していることがある。図8(A1)では、樹脂層23が金属酸化物
層20上に部分的に残存している例を示す。図8(A2)では、樹脂層23が金属酸化物
層20に膜状に残存している例を示す。
は、酸素プラズマ50を用いたアッシングを行い、樹脂層23を除去する例を示す。なお
、金属酸化物層20の少なくとも一部を除去してもよい。
としては、例えば、エッチング、アッシング、洗浄、及び研磨が挙げられる。そのほか、
プラズマ処理、光照射処理等を行ってもよい。
などが挙げられる。
ve IonEtching)法、ICPエッチング法、ECR(Electron C
yclotron Resonance)エッチング法、平行平板型(容量結合型)エッ
チング法、マグネトロンプラズマエッチング法、2周波プラズマエッチング法、又はヘリ
コン波プラズマエッチング法等が挙げられる。
。また、フッ酸、アルカリ、純水、オゾン水等を用いて洗浄することができる。
ishing:CMP)を用いて行うことができる。
えば、紫外光を照射することができる。
8(C2)に示すように、金属酸化物層20の一部が除去され、薄膜化する場合がある。
また、処理によっては、金属酸化物層20が除去され、作製基板14の表面が露出する場
合がある。
製基板14、さらには金属酸化物層20の再利用が可能である。これにより、コストの削
減を図ることができる。例えば、上記の剥離方法において、当該積層体を用いることがで
きる。具体的には、図5(A1)の金属酸化物層20を形成する工程を行うことなく、図
5(B)において、図8(C1)または図8(C2)に示す積層体上に、第1の層24を
形成することができる。これにより、工程の削減を図ることができる。
、アッシング装置を有する設備について説明するが、本発明の一態様はこれに限定されな
い。例えばアッシング装置にかえて、エッチング装置、洗浄装置、または研磨装置等を有
していてもよい。
備160の一例を示す。図9(C)に、アッシング装置151の一例を示す。マルチチャ
ンバー設備150及びインライン設備160は、それぞれ、アッシング装置151を1つ
以上有する。
153、及び基板供給室155等を有する。図9(A)のマルチチャンバー設備150は
、アッシング装置151を3つ有する例を示すが、アッシング装置の数は限定されない。
基板供給室155は、被処理基板を収容するカセットポート154を1つ以上有する。図
9(A)では、基板供給室155が、カセットポート154を3つ有する例を示す。基板
供給室155に供給された基板は、ロードロック室153と搬送室152を介してアッシ
ング装置151内の真空チャンバー171に搬送されてアッシングが行われる。アッシン
グが終了した基板は、アッシング装置からロードロック室153と搬送室152を介して
基板供給室155に搬送される。なお、基板供給室155及び搬送室152には、被処理
基板を搬送するための搬送ロボットがそれぞれ配置されている。
理室164、後処理部165、及びアッシング装置151等を有する。
気圧で搬入される複数の基板を蓄え、図示されない排気手段により所望の圧力まで減圧す
るための部屋である。前処理室161bでは、前処理により基板に付着した不純物を除去
する。前処理としては、例えば真空加熱処理やUV照射処理などをその例に挙げることが
できる。
3と処理室164の間に、1以上の処理室をさらに有していてもよい。処理室では、それ
ぞれ、成膜、加工、分離等の各処理を行うことができる。各処理室は、搬送機構及び排気
機構をそれぞれ有する。また、各処理室間には、緩衝部169が設けられている。緩衝部
169を介することで、基板を圧力が異なる処理室に搬送することができる。
施の形態では、予め金属酸化物層20が形成されている作製基板14を搬入する場合につ
いて説明する。まず、金属酸化物層20が形成されている作製基板14が、前処理部16
1に搬入される。前処理部161にて、当該作製基板14に前処理が施された後、作製基
板14が処理室162に搬入される。次に、作製基板14が、処理室162から処理室1
64の前まで搬送される間に、金属酸化物層20上に樹脂層23、被剥離層25、基板7
5a等が形成される。そして、処理室164で、金属酸化物層20と樹脂層23とが分離
される。基板75aを含む積層体は、後処理部165に搬入される。また、金属酸化物層
20及び樹脂層23が残存する作製基板14は、アッシング装置151に搬入される。ア
ッシング装置151では、アッシングにより、樹脂層23を除去することができる。樹脂
層23が除去され、金属酸化物層20が残存する作製基板14は、アッシング装置151
から処理室162に搬入される。処理室162以降で処理が繰り返される。これにより、
作製基板14及び金属酸化物層20の繰り返しの使用が可能となる。
aでは、基板75aを含む積層体の、分離により露出した面に、フィルム等の基板を貼り
合わせることができる。そして、アンローダ部165bより、積層体を搬出することがで
きる。
Pコイル172(誘導結合プラズマコイル)が配置されている。
173を介して接続されている。ガス供給源は、マスフローコントローラ等を備え、所望
の流量(0より多く1000sccm以下)でガス流路173に対して酸素ガスを供給す
ることができる。ガス供給源から供給される酸素ガスは、ガス流路173からガス吹き出
し口を介して真空チャンバー171内に供給される。
インピーダンス調整のためのマッチング回路を介して高周波電源174(例えば13.5
6MHz)に電気的に接続され、他端は接地されている。
れている。基板ステージ175に設けられた静電チャックなどにより、基板ステージ17
5上に被処理基板176が着脱可能に保持される。基板ステージ175は、加熱機構とし
てヒータ、冷却機構としてHeガス流路を備えている。基板ステージ175は、基板バイ
アス電圧印加用の高周波電源177(例えば3.2MHz)に接続されている。
ic pressure control valve、APCとも呼ぶ)が備えられる
。APCはターボ分子ポンプ179aに接続され、さらにターボ分子ポンプ179aを介
してドライポンプ179bに接続される。APCは真空チャンバー内の圧力制御を行い、
ターボ分子ポンプ179a及びドライポンプ179bは、真空チャンバー171内を減圧
する。
板176に設けられている樹脂層23に酸素プラズマを照射することで、樹脂層23を除
去することができる。
次に、本実施の形態の表示装置の作製方法例について説明する。先に説明した剥離方法と
同様の部分について、説明を省略することがある。
20については、上記剥離方法における記載を参照できる。
については、上記剥離方法における記載を参照できる。
なお、第1の層24は、非感光性の材料を用いて形成してもよい。
の後フォトマスクを用いて露光を行う。続いて、現像処理を施すことで、不要な部分を除
去することができる。次に、所望の形状に加工された第1の層24に対して加熱処理を行
うことで、樹脂層23を形成する(図10(C))。図10(C)では、島状の樹脂層2
3を形成する例を示す。
状などでもよい。また、ハーフトーンマスクもしくはグレートーンマスクを用いた露光技
術、または多重露光技術などを用い、樹脂層23の表面に凹凸形状を形成してもよい。
エッチングすることで、所望の形状の樹脂層23を形成することができる。この方法は、
非感光性の材料を用いる場合に特に好適である。
トマスクを用いて、無機膜をエッチングした後、無機膜をハードマスクに用いて、樹脂層
23をエッチングすることができる。
いることができる金属膜及び合金膜などが挙げられる。
、マスクを除去する工程を削減でき、好ましい。
23の端部を覆って形成される。金属酸化物層20上には、樹脂層23が設けられていな
い部分が存在する。そのため、金属酸化物層20上に接して絶縁層31を形成することが
できる。
度で形成することが好ましい。
拡散することを防ぐバリア層として用いることができる。例えば、絶縁層31は、樹脂層
23を加熱した際に、樹脂層23に含まれる水分等がトランジスタや表示素子に拡散する
ことを防ぐことが好ましい。そのため、絶縁層31は、バリア性が高いことが好ましい。
窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用い
ることができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、
酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム
膜、及び酸化ネオジム膜等を用いてもよい。また、上述の絶縁膜を2以上積層して用いて
もよい。特に、樹脂層23上に窒化シリコン膜を形成し、窒化シリコン膜上に酸化シリコ
ン膜を形成することが好ましい。
ことが好ましい。
℃以上300℃以下がさらに好ましい。
ジスタとしてもよいし、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、トップゲート構造またはボトムゲート構造のいずれのトランジ
スタ構造としてもよい。または、チャネルの上下にゲート電極が設けられていてもよい。
ンジスタを作製する場合を示す。金属酸化物層44は、トランジスタ40の半導体層とし
て機能することができる。金属酸化物は、酸化物半導体として機能することができる。
りもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると、トランジ
スタのオフ状態における電流を低減できるため好ましい。
、加熱処理の温度より低い温度で形成することが好ましい。
した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除
去することで形成できる。
がさらに好ましい。
、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、もしくはタングステン等の
金属、またはこれを主成分とする合金を単層構造または積層構造として用いることができ
る。または、酸化インジウム、インジウム錫酸化物(ITO)、タングステンを含むイン
ジウム酸化物、タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、チタンを含むインジウム酸化
物、チタンを含むITO、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛(ZnO)、ガリウムを含む
ZnO、またはシリコンを含むITO等の透光性を有する導電性材料を用いてもよい。ま
た、不純物元素を含有させる等して低抵抗化させた、多結晶シリコンもしくは酸化物半導
体等の半導体、またはニッケルシリサイド等のシリサイドを用いてもよい。また、グラフ
ェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば酸化グラフェンを含
む膜を還元して形成することができる。また、不純物元素を含有させた酸化物半導体等の
半導体を用いてもよい。または、銀、カーボン、もしくは銅等の導電性ペースト、または
ポリチオフェン等の導電性ポリマーを用いて形成してもよい。導電性ペーストは、安価で
あり、好ましい。導電性ポリマーは、塗布しやすく、好ましい。
縁膜を援用できる。
、レジストマスクを形成し、当該金属酸化物膜をエッチングした後にレジストマスクを除
去することで形成できる。
より好ましく、室温以上130℃以下がさらに好ましい。
とができる。なお、金属酸化物膜の成膜時における酸素の流量比(酸素分圧)に、特に限
定はない。ただし、電界効果移動度が高いトランジスタを得る場合においては、金属酸化
物膜の成膜時における酸素の流量比(酸素分圧)は、0%以上30%以下が好ましく、5
%以上30%以下がより好ましく、7%以上15%以下がさらに好ましい。
ム及び亜鉛を含むことが好ましい。
であることがより好ましく、3eV以上であることがさらに好ましい。このように、エネ
ルギーギャップの広い金属酸化物を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減するこ
とができる。
PECVD法、熱CVD法、ALD法、真空蒸着法などを用いてもよい。
導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジス
トマスクを除去することにより形成できる。導電層43a及び導電層43bは、それぞれ
、金属酸化物層44と接続される。
属酸化物層44の一部がエッチングにより薄膜化する場合がある。
がさらに好ましい。
において、導電層41の一部はゲートとして機能し、絶縁層32の一部はゲート絶縁層と
して機能し、導電層43a及び導電層43bは、それぞれソースまたはドレインのいずれ
か一方として機能する。
絶縁層31と同様の方法により形成することができる。
コン膜等の酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。さらに、当該酸化シリコン膜や酸化窒
化シリコン膜上に窒化シリコン膜などの酸素を拡散、透過しにくい絶縁膜を積層すること
が好ましい。酸素を含む雰囲気下で形成した酸化物絶縁膜は、加熱により多くの酸素を放
出しやすい絶縁膜とすることができる。このような酸素を放出する酸化物絶縁膜と、酸素
を拡散、透過しにくい絶縁膜を積層した状態で、加熱処理を行うことにより、金属酸化物
層44に酸素を供給することができる。その結果、金属酸化物層44中の酸素欠損、及び
金属酸化物層44と絶縁層33の界面の欠陥を修復し、欠陥準位を低減することができる
。これにより、極めて信頼性の高い表示装置を実現できる。
成することができる(図11(A))。
ことで、表示素子を有さないデバイスを作製することができる。例えば、トランジスタ4
0や、トランジスタ40に加えて容量素子、抵抗素子、及び配線などを形成することで、
半導体装置を作製することができる。
する表示素子の被形成面を有する層であるため、平坦化層として機能することが好ましい
。絶縁層34は、絶縁層31に用いることのできる有機絶縁膜または無機絶縁膜を援用で
きる。
温度より低い温度で形成することが好ましい。
、室温以上350℃以下が好ましく、室温以上300℃以下がさらに好ましい。
ましく、100℃以上300℃以下がさらに好ましい。
て機能する。導電層61は、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜
をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。
温度より低い温度で形成することが好ましい。
がさらに好ましい。
ることのできる有機絶縁膜または無機絶縁膜を援用できる。
温度より低い温度で形成することが好ましい。
、室温以上350℃以下が好ましく、室温以上300℃以下がさらに好ましい。
ましく、100℃以上300℃以下がさらに好ましい。
共通電極として機能する。
L層62を画素毎に作り分ける場合、メタルマスクなどのシャドウマスクを用いた蒸着法
、またはインクジェット法等により形成することができる。EL層62を画素毎に作り分
けない場合には、メタルマスクを用いない蒸着法を用いることができる。
化合物を含んでいてもよい。
形成する。また、加熱処理の温度より低い温度で形成することが好ましい。
0は、一部が画素電極として機能する導電層61、EL層62、及び一部が共通電極とし
て機能する導電層63が積層された構成を有する。
が、本発明の一態様はこれに限られない。
いずれであってもよい。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。
また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい
。
素子60に水などの不純物が拡散することを抑制する保護層として機能する。発光素子6
0は、絶縁層74によって封止される。導電層63を形成した後、大気に曝すことなく、
絶縁層74を形成することが好ましい。
で形成する。絶縁層74は、加熱処理の温度より低い温度で形成することが好ましい。
縁膜が含まれる構成とすることが好ましい。また、無機絶縁膜と有機絶縁膜を積層して用
いてもよい。
及びスパッタリング法は低温成膜が可能であるため好ましい。ALD法を用いると絶縁層
74のカバレッジが良好となり好ましい。
5(D)に示すように、接着層75b及び基板75aを用いてもよい。
B1)においては、左側から右側に走査される線状レーザビームで、その長軸は、その走
査方向及びその入射方向(上から下)に垂直である。レーザ装置において、作製基板14
が上側にくるように積層体を配置する。積層体には、積層体(作製基板14)の上側から
レーザ光55が照射される。
23を用いて、複数の表示装置を形成することができる。または、複数の樹脂層23を用
いて、表示装置ごとに樹脂層23を作り分けてもよい。図11(B2)は作製基板に1つ
の樹脂層23を有する例である。図11(B3)、(B4)は作製基板に4つの樹脂層2
3を有する例である。
のため、作製基板のサイズによっては、図11(B4)に示すように、作製基板を分断し
た後に、分断した作製基板それぞれに対してレーザ光を照射してもよい。
65を差し込み、枠状に切れ目64を入れる。
とができる。例えば、図12(B)の切れ目64の内側に、複数の表示装置が配置される
。これにより、複数の表示装置を一度にまとめて作製基板と分離することができる。
12(C)では、作製基板上に、4つの樹脂層23を形成する例を示す。4つの樹脂層2
3それぞれに、枠状に切れ目64を入れることで、各表示装置を異なるタイミングで作製
基板と分離することができる。
する部分と、を設ける。金属酸化物層20と絶縁層31との密着性(接着性)は、金属酸
化物層20と樹脂層23との密着性(接着性)よりも高い。そのため、樹脂層23が金属
酸化物層20から意図せず剥がれることを抑制できる。そして、分離の起点を形成するこ
とで、所望のタイミングで、金属酸化物層20と樹脂層23とを分離することができる。
したがって、分離のタイミングを制御でき、かつ、分離に要する力が小さい。これにより
、分離工程、及び表示装置の作製工程の歩留まりを高めることができる。
(B))。
用いることが好ましく、特に樹脂フィルムを用いることが好ましい。これにより表示装置
の軽量化、薄型化が可能となる。また、フィルム基板を用いた表示装置は、ガラスや金属
などを用いる場合に比べて、破損しにくい。また、表示装置の可撓性を高めることができ
る。
び発光素子60等を、作製基板14から剥離し、基板29に転置することができる。
29には、基板75aに用いることができる材料を適用することができる。
り、金属酸化物層20と樹脂層23との密着性もしくは接着性を低下させることができる
。そのため、作製基板14と樹脂層23とを容易に分離することができる。
図14(A)は、表示装置10Aの上面図である。図14(B)、(C)は、それぞれ、
表示装置10Aの表示部381の断面図及びFPC372との接続部の断面図の一例であ
る。
は、曲がった状態に保持することや、繰り返し曲げることなどが可能である。
側である。表示装置10Aは、表示部381及び駆動回路部382を有する。表示装置1
0AにはFPC372が貼り付けられている。
(B)、(C))。導電層43cは、トランジスタのソース及びドレインと同一の材料及
び同一の工程で形成することができる。
onductive Film)及び異方性導電ペースト(ACP:Anisotrop
ic Conductive Paste)等を用いることができる。
いる点、及び、絶縁層33上に着色層97を有する点で、図14(B)の構成と異なる。
ボトムエミッション型の発光素子60を用いる場合、発光素子60よりも基板29側に着
色層97を有していてもよい。上記の作製方法例1では、樹脂層23に可視光の透過率が
高い材料を用いることができる。そのため、樹脂層23を介して発光素子60の光を取り
出す表示装置であっても、高い表示品位を実現できる。
加えて、ゲートとして機能する導電層45を有する。
適用されている。このような構成とすることで、トランジスタの閾値電圧を制御すること
ができる。2つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジス
タを駆動してもよい。このようなトランジスタは他のトランジスタと比較して電界効果移
動度を高めることが可能であり、オン電流を増大させることができる。その結果、高速駆
動が可能な回路を作製することができる。さらには、回路部の占有面積を縮小することが
可能となる。オン電流の大きなトランジスタを適用することで、表示装置を大型化、また
は高精細化したときに配線数が増大したとしても、各配線における信号遅延を低減するこ
とが可能であり、表示ムラを抑制することができる。
のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御することができる。
まず、上記剥離方法と同様に、作製基板14上に、金属酸化物層20から絶縁層31まで
を形成する(図15(A))。
タを作製する場合を示す。
低い温度で形成することが好ましい。
した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除
去することで形成できる。
縁膜を援用できる。
、レジストマスクを形成し、当該金属酸化物膜をエッチングした後にレジストマスクを除
去することで形成できる。金属酸化物層83は、金属酸化物層44に用いることのできる
材料を援用できる。
のできる無機絶縁膜を援用できる。絶縁層84及び導電層85は、絶縁層84となる絶縁
膜と、導電層85となる導電膜とを成膜した後、レジストマスクを形成し、当該絶縁膜及
び当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。
縁層33は、絶縁層31と同様の方法により形成することができる。
接する金属酸化物層83に拡散し、金属酸化物層83の一部が低抵抗化する。金属酸化物
層83の一部が低抵抗領域として機能するため、トランジスタ80のオン電流の増大及び
電界効果移動度の向上が可能である。
導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジス
トマスクを除去することにより形成できる。導電層86a及び導電層86bは、それぞれ
、絶縁層33の開口を介して金属酸化物層83と電気的に接続される。
において、導電層81の一部はゲートとして機能し、絶縁層84の一部はゲート絶縁層と
して機能し、絶縁層82の一部はゲート絶縁層として機能し、導電層85の一部はゲート
として機能する。金属酸化物層83はチャネル領域と低抵抗領域とを有する。チャネル領
域は絶縁層84を介して導電層85と重なる。低抵抗領域は導電層86aと接続される部
分と、導電層86bと接続される部分と、を有する。
れらの工程は作製方法例1を参照できる。
う。まず、作製基板14上に金属酸化物層20を形成する工程と同様に、作製基板91上
に、金属酸化物層92を形成する(図16(A))。次に、金属酸化物層20上に樹脂層
23を形成する工程と同様に、金属酸化物層92上に第1の層を形成し、加熱処理を行う
ことで、樹脂層93を形成する(図16(B))。そして、樹脂層23上に絶縁層31を
形成する工程と同様に、樹脂層93上に、樹脂層93の端部を覆う絶縁層95を形成する
(図16(B))。
の表示領域と重なるように配置する。
35と重なるように配置する。
93等が形成されている面とを、接着層99を用いて貼り合わせる(図16(D))。
、左側から右側に走査される線状レーザビームで、その長軸は、その走査方向及びその入
射方向(上から下)に垂直である。レーザ装置において、作製基板14が上側にくるよう
に積層体を配置する。積層体には、積層体(作製基板14)の上側からレーザ光55が照
射される。
りも先に作製基板14を分離する例を示す。
の近傍に照射されることが好ましい。また、レーザ光55は、金属酸化物層20中に照射
されてもよく、樹脂層23中に照射されてもよい。
もよい。
下する。レーザ光55の照射により、樹脂層23が脆弱化されることがある。
B)に示すレーザ光の照射領域67参照)。作製基板14及び作製基板91にガラスなど
の硬質基板を用いる場合に好適である。
ーザやパルス発振型のレーザを用いることができる。レーザ光の照射条件(周波数、パワ
ー密度、エネルギー密度、ビームプロファイル等)は、作製基板や樹脂層の厚さ、材料等
を考慮して適宜制御する。
する部分と、を設ける。金属酸化物層20と絶縁層31との密着性(接着性)は、金属酸
化物層20と樹脂層23との密着性(接着性)よりも高い。そのため、樹脂層23が金属
酸化物層20から意図せず剥がれることを抑制できる。同様に、金属酸化物層92上には
、樹脂層93が接する部分と、絶縁層95が接する部分と、を設ける。金属酸化物層92
と絶縁層95との密着性(接着性)は、金属酸化物層92と樹脂層93との密着性(接着
性)よりも高い。そのため、樹脂層93が金属酸化物層92から意図せず剥がれることを
抑制できる。
樹脂層93とで、分離の起点を形成するタイミングを変えることができるため、作製基板
14と作製基板91をそれぞれ別工程で分離することができる。これにより、分離工程、
及び表示装置の作製工程の歩留まりを高めることができる。
ため、高価かつランニングコストの高いレーザ装置は不要である。
にレーザ光66を照射した内側の部分(図18(B)に示すレーザ光の照射領域67の内
側の部分ともいえる。)と、作製基板14とを分離する例を示す。また、図19(A)で
は、枠状にレーザ光66を照射した外側の部分において、接着層99中で分離が生じる(
接着層99が凝集破壊する)例を示すが、これに限られない。例えば、照射領域67の外
側において、接着層99は絶縁層95または絶縁層33との間で分離が生じる(界面破壊
または接着破壊が生じるともいう)場合がある。
り、金属酸化物層20と樹脂層23との密着性もしくは接着性を低下させることができる
。そのため、作製基板14と樹脂層23とを容易に分離することができる。
8を用いて貼り合わせる(図19(B))。基板29は、表示装置の支持基板として機能
することができる。
、左側から右側に走査される線状レーザビームで、その長軸は、その走査方向及びその入
射方向(上から下)に垂直である。レーザ装置において、作製基板91が上側にくるよう
に積層体を配置する。積層体には、積層体(作製基板91)の上側からレーザ光55が照
射される。
の近傍に照射されることが好ましい。また、レーザ光55は、金属酸化物層92中に照射
されてもよく、樹脂層93中に照射されてもよい。
もよい。
下する。レーザ光55の照射により、樹脂層93が脆弱化されることがある。
状の器具65を差し込み、枠状に切れ目を入れる。基板29に樹脂を用いる場合に好適で
ある。
3に、枠状にレーザ光を照射してもよい。
することができる。したがって、分離のタイミングを制御でき、かつ、分離に要する力が
小さい。これにより、分離工程、及び表示装置の作製工程の歩留まりを高めることができ
る。
に切れ目を入れた内側の部分と作製基板91とを分離する例を示す。
り、金属酸化物層92と樹脂層93との密着性もしくは接着性を低下させることができる
。そのため、作製基板91と樹脂層93とを容易に分離することができる。
3を用いて貼り合わせる(図22(A))。基板22は、表示装置の支持基板として機能
することができる。
3を通して、表示装置の外部に取り出される。そのため、樹脂層93の可視光の透過率は
高いことが好ましい。本発明の一態様では、樹脂層93の厚さを薄くすることができる。
そのため、樹脂層93の可視光の透過率を高め、発光素子60の光取り出し効率の低下を
抑制できる。
を照射し、金属酸化物層92が光の一部を吸収する。そのため、樹脂層93の光の吸収率
が低くても、金属酸化物層92と樹脂層93とを容易に分離することができる。よって、
樹脂層93に可視光の透過率が高い材料を用いることができる。したがって、発光素子6
0の光取り出し効率の低下を抑制できる。
ることができる。図22(B)では、樹脂層93を除去し、接着層13を用いて絶縁層9
5に基板22を貼り合わせた例を示す。
本発明の一態様では、表示装置を構成する機能素子等は、全て作製基板上で形成するため
、精細度の高い表示装置を作製する場合においても、可撓性を有する基板には、高い位置
合わせ精度が要求されない。よって、簡便に可撓性を有する基板を貼り付けることができ
る。
板91をそれぞれ洗浄または再生することができる。例えば、本実施の形態の剥離方法で
は、作製基板14及び作製基板91(例えば、それぞれガラス基板)、または作製基板1
4と金属酸化物層20との積層体及び作製基板91と金属酸化物層92との積層体を、複
数回繰り返し使うことが可能となるため、生産コストを抑制することができる。
作製方法例2(図16(D))では、接着層99が、金属酸化物層20と絶縁層31とが
接している部分、及び金属酸化物層92と絶縁層95とが接している部分の双方と重ねて
設けられる場合を示した。
の密着性(接着性)は、それぞれ、金属酸化物層20と樹脂層23の密着性(接着性)、
及び金属酸化物層92と樹脂層93の密着性(接着性)よりも高い。
を行うと、剥離不良が生じるなど、剥離の歩留まりが低下することがある。そのため、樹
脂層に分離の起点を枠状に形成した後、樹脂層と重なる部分のみを作製基板と分離する工
程が好適である。
1とが接している部分、及び金属酸化物層92と絶縁層95とが接している部分とは重ね
ない構成とすることができる。
9を島状に形成することが容易である(図23(A))。
てもよい(図23(B))。
ことが好ましい。このとき、隔壁96も、金属酸化物層20と絶縁層31とが接している
部分、及び金属酸化物層92と絶縁層95とが接している部分とは重ねないことが好まし
い。
の樹脂を用いることが好ましい。このとき、隔壁96を金属酸化物層20と絶縁層31と
が接している部分、及び金属酸化物層92と絶縁層95とが接している部分の一方または
双方と重ねてもよい。
縁層31とが接している部分、及び金属酸化物層92と絶縁層95とが接している部分と
重ならない例を示す。
2と絶縁層95とが接している部分と重ならない構成における分離の起点の形成方法につ
いて説明する。以下では、作製基板91を剥離する例を示す。作製基板14を剥離する場
合にも同様の方法を用いることができる。
の照射位置を説明する。
に、レーザ光66を照射することで、分離の起点を形成できる。
接着層99の中央部よりも端部近傍に分離の起点を形成することが好ましい。特に、端部
近傍の中でも、辺部近傍に比べて、角部近傍に分離の起点を形成することが好ましい。
を形成することができる。図24(C)では、接着層99の角部に3か所、レーザ光の照
射領域67を示す。図24(D)では、レーザ光の照射領域67が、接着層99の一辺に
接し、かつ接着層99の一辺に沿って伸びている例を示す。図24(E)に示すように、
レーザ光の照射領域67が、接着層99と樹脂層93とが重なる領域だけでなく、硬化状
態でない隔壁96と樹脂層93とが重なる領域に位置してもよい。
隔壁96の一部が残存することがある。隔壁96は、除去してもよいし、除去せず、次の
工程に進んでもよい。
図25(A)は、表示装置10Bの上面図である。図25(B)は、表示装置10Bの表
示部381の断面図及びFPC372との接続部の断面図の一例である。
は、曲がった状態に保持することや、繰り返し曲げることなどが可能である。
面側である。表示装置10Bは、表示部381及び駆動回路部382を有する。表示装置
10BにはFPC372が貼り付けられている。
ことが好ましい。これにより表示装置の軽量化、薄型化が可能となる。また、フィルム基
板を用いた表示装置は、ガラスや金属などを用いる場合に比べて、破損しにくい。また、
表示装置の可撓性を高めることができる。
(B))。導電層86cは、トランジスタのソース及びドレインと同一の材料及び同一の
工程で形成することができる。
次に、図26を用いて、積層体の作製装置の一例を説明する。図26に示す積層体の作製
装置は、本実施の形態の剥離方法を用いて作製基板から被剥離層を剥離し、被剥離層を別
の基板に転置することができる。図26に示す積層体の作製装置を用いて、半導体装置、
表示装置等の積層体を作製することができる。
、複数の搬送ローラ(搬送ローラ643、644、645、646等)、テープリール6
02、巻き取りリール683、方向転換ローラ604、及び押圧ローラ606を有する。
体56bが積層された構成を有する。積層体56は、被剥離体56aと支持体56bとの
間で剥離が生じる。被剥離体56aは例えば樹脂層を有し、支持体56bは例えば作製基
板を有する。
を引っ張ることで被剥離体56aを積層体56から剥離する。支持体601を用いて、積
層体56を自動的に分離することができ、作業時間の短縮及び製品の製造歩留まりを向上
させることができる。
れる。これにより、支持体601、被剥離体56a、及び支持体671がこの順で積層さ
れた積層体59を作製することができる。
構は、搬送ローラに限られず、ベルトコンベア、または搬送ロボット等を用いてもよい。
また、搬送機構上のステージに、積層体56を配置してもよい。
並べられた搬送ローラの1つであり、所定の間隔で設けられ、積層体56、被剥離体56
a、または支持体56bの送出方向(実線矢印で示す右回転する方向)に回転駆動される
。複数に並べられた搬送ローラは、それぞれ図示しない駆動部(モータ等)により回転駆
動される。
しては、例えば波長308nmの紫外光を出力するエキシマレーザなどを用いることがで
きる。また、高圧水銀ランプやUV−LEDなどを用いてもよい。
ユニット610に搬送される。
ができる。線状ビームのレーザ光の照射位置において基板を移動させることで基板全体ま
たは必要箇所にレーザ光を照射することができる。なお、線状ビームは、用いる基板の一
辺と同等以上の長さとすれば、基板を一方向に移動するのみで基板全体にレーザ光を照射
することができる。パルスレーザの発振周波数は、1Hz以上300Hz以下が好ましく
、60Hz近傍がより好ましい。
器を搭載する装置を用いることもできる。複数のレーザ発振器を搭載する装置においては
、それぞれのレーザ発振器から同期されて出力されたレーザ光を光学系にて合成する(重
ね合わす)ことで高エネルギー密度のレーザ光を得ることができる。したがって、本実施
の形態の用途においては、第3.5世代(600mm×720mm)以上、第6世代(1
500mm×1850mm)以上、第7世代(1870mm×2200mm)以上、また
は第8世代(2160mm×2460mm)以上のサイズのガラス基板の処理を行うこと
もできる。また、複数のレーザ発振器を搭載する装置では、それぞれのレーザ発振器から
出力されるレーザ光が互いに出力ばらつきを補完するため、1パルス毎の強度ばらつきが
少なくなり、歩留りの高い処理を行うことができる。なお、複数の発振器に替えて、複数
のエキシマレーザ装置を用いてもよい。
レーザ発振器を有するエキシマレーザ装置660から出力されたレーザ光610a、61
0bは光学系635にて合成される。さらに光学系635にて横長に伸張されたレーザ光
610cは、ミラー650を介してレンズ680に入射する。レンズ680を透過したレ
ーザ光610dはレーザ光610cに比べて縮小される。このとき、レーザ光610dが
、積層体56が有する加工領域640に支持体56b(例えばガラス基板)を介して照射
されるようにする。以下では、レーザ光610dのうち、加工領域640に照射される部
分を、線状ビーム610eと記す。
構成としてもよく、これにより、装置を簡略化できる。また、三つ以上のレーザ発振器を
有する構成としてもよく、これにより線状ビーム610eの強度を高めることができる。
領域640に線状ビーム610eを照射することができる。
がら線状ビーム610eを照射することにより、プロセス時間を短縮することが可能とな
る。なお、積層体56を少なくとも一方向に移動可能なステージに配置し、ステージを動
かしながら線状ビーム610eを照射してもよい。なお、ステージを用いる場合には、進
行方向に対して横方向、及び高さ方向に移動可能なステージを用い、線状ビーム610e
の焦点の位置や深さを調整できる構成とすることが好ましい。なお、図27(A)では、
積層体56を移動させることで、線状ビーム610eを照射する構成について例示したが
これに限定されない。例えば、積層体56を固定し、エキシマレーザ装置660などを移
動させて、積層体56に線状ビーム610eを照射してもよい。
部よりも内側に位置する例を示している。これにより、加工領域640の外側の領域は密
着性が高い状態を維持するため、搬送時に剥離が生じてしまうことを抑制できる。なお、
線状ビーム610eの幅が積層体56の幅と等しい、または積層体56の幅よりも大きく
てもよい。その場合、積層体56全体に線状ビーム610eが照射することができる。
示す。積層体56は、作製基板58と、第1の層57aと、第2の層57bとを有する。
ここで、作製基板58と第2の層57bを含む部分が支持体56bに相当し、第1の層5
7aを含む部分が被剥離体56aに相当する。
20に相当する。
第2の層57bの界面、またはその近傍に照射されることが好ましい。特に、線状ビーム
610eは、第1の層57aと第2の層57bの界面、またはその近傍に焦点が位置する
ことが好ましい。
ことで、第1の層57aと第2の層57bとの界面に存在しうる水が気化し、水の体積が
急激に膨張する場合がある。この場合、水の体積の膨張に伴い、第1の層57aと第2の
層57bとの界面、またはその近傍で剥離現象が生じると推定される。
させる技術がある。当該技術の場合、アモルファスシリコン膜の内部にレーザ光の焦点を
合わせる。しかしながら、本発明の一態様においては、図27(B)に示すように、レー
ザ光(ここでは、線状ビーム610e)の焦点は、第1の層57aと、第2の層57bと
の界面またはその近傍である。このように本発明の一態様は、レーザ光の焦点位置がアモ
ルファスシリコン膜を結晶化させる技術と相違している。
2の層57bの界面またはその近傍だけでなく、第1の層57aの厚さ方向全体、第2の
層57bの厚さ方向全体、または第1の層57aと第2の層57bの両方の厚さ方向全体
に亘って、線状ビーム610eの焦点が位置する場合がある。
ることが好ましい。波長308nm以上であれば、支持体56bにガラス基板を用いた場
合においても加工に必要なレーザ光を十分に透過させることができる。
。例えば積層体56の上下を挟む搬送ローラを有し、当該搬送ローラが回転する機構を有
する構成とすることができる。なお、基板反転ユニット630の構成はこれに限られず、
積層体56の上下を挟む搬送ローラが、らせん状に配置された構成としてもよいし、反転
可能な搬送アームを有する構成としてもよい。
が上側に位置する状態となる。
601を繰り出す速度は可変であることが好ましい。例えば、該速度を比較的遅くするこ
とで、積層体の剥離不良、または剥離した部材におけるクラックの発生を抑制できる。
とができる。
と、均一な速度、均一な力で剥離を行うことができるため、好ましい。剥離工程において
は、剥離の進行が途中で停止することなく連続することが好ましく、等速で剥離を進行さ
せることがより好ましい。剥離の進行を途中で停止し再び当該領域から剥離を始めると、
剥離の進行が連続した場合とは異なり、当該領域に歪等がかかる。そのため、当該領域の
微細構造の変化、または当該領域にある電子デバイス等の特性変化が起こり、例えば表示
装置などでは、その影響が表示に現れることがある。
フィルムを用いることができる。
イス)を被剥離体56aとともに構成する部材を用いる。支持体601は、キャリアテー
プなど、作製する装置を構成しない部材であってもよい。
では、方向転換ローラ604は、テープリール602と押圧ローラ606の間に位置する
例を示す。
体56a)に貼り付けられる。
することを抑制できる。そのため、支持体601と積層体56の間に気泡が混入すること
を抑制できる。
606が回転することで、積層体56に被剥離体56aを引き剥がす力がかかり、被剥離
体56aが剥がれる。このとき、積層体56に剥離の起点が形成されていることが好まし
い。被剥離体56aは、剥離の起点から剥がれ始める。そして、積層体56は、被剥離体
56aと支持体56bに分離される。
(凸曲面、凸状の曲面ともいえる)を有する構造体を適用することができる。例えば、円
筒状(円柱状、直円柱状、楕円柱状、放物柱状、なども含む)、球状等の構造物を用いる
ことができる。例えば、ドラム状のローラ等のローラを用いることができる。構造体の形
状の一例として、底面が曲線で構成される柱体(底面が正円である円柱や、底面が楕円で
ある楕円柱など)や、底面が直線及び曲線で構成される柱体(底面が半円、半楕円である
柱体など)が挙げられる。構造体の形状がこれらの柱体のいずれかであるとき、凸面は、
該柱体の曲面の部分にあたる。
間または空洞を有してもよい。ゴムとしては、天然ゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、
ネオプレンゴム等が挙げられる。ゴムを用いる場合には、摩擦または剥離による帯電が生
じにくい材料を用いる、または静電気を防止する対策を行うことが好ましい。例えば、図
26に示す押圧ローラ606は、ゴムまたは有機樹脂を用いた中空の円筒606aと、円
筒606aの内側に位置する、金属または合金を用いた円柱606bと、を有する。
を制御することで、剥離の歩留まりをより高めることができる。
は前後等)に移動可能であってもよい。押圧ローラ606の凸面と搬送ローラの支持面の
間の距離が可変であると、様々な厚みの積層体の剥離が行えるため好ましい。
ーラ606が支持体601を折り返す角度が鈍角である例を示す。
面に沿って、支持体601を押圧ローラ606から巻き取りリール683に送ることがで
きる。
ができる。つまり、ローラ617は、テンションローラということができる。具体的には
、支持体601を、押圧ローラ606によって変えられた送り方向に引っ張ることができ
る。
を折り返す角度を制御することができる。
る。例えば、支持体601の送り方向を水平方向に変えてもよい。または、ローラ617
が、支持体601を折り返し、支持体601の送り方向を変えた後、ローラ617と巻き
取りリール683の間に位置する方向転換ローラ607によって、さらに支持体601の
送り方向を変え、支持体601の送り方向を水平方向にしてもよい。
、633等)、巻き取りリール613、液体供給機構659、乾燥機構614、及び、イ
オナイザ(イオナイザ639、620)を有する。
有していてもよい。ガイドローラは単数であっても複数であってもよい。ガイドローラ6
32のように、ガイドローラは、支持体601に張力を加えることができてもよい。
り合わされていてもよい。このとき、積層体の作製装置は、支持体601の一方の面に貼
り合わされたテープ600を巻き取ることができるリールを有していることが好ましい。
図26では、巻き取りリール613が、テープリール602と押圧ローラ606の間に位
置する例を示す。さらに、積層体の作製装置は、ガイドローラ634を有していてもよい
。ガイドローラ634は、テープ600を巻き取りリール613まで案内することができ
る。
能素子(例えば、トランジスタや薄膜集積回路)は静電気に弱いため、剥離を行う前に被
剥離体56aと支持体56bの界面に液体を供給するか、当該界面に液体を供給しながら
剥離を行うことが好ましい。また、剥離の進行部に液体が存在することで剥離に要する力
を低下させることができる。液体供給機構659を用いて、当該界面に液体を供給しなが
ら剥離を行うことができる。被剥離体56aに付着したまま液体が揮発するとウォーター
マークが形成されることがあるため、剥離直後に液体を除去することが好ましい。したが
って、機能素子を含む被剥離体56aに対してブローを行い、被剥離体56a上に残った
液滴を除去することが好ましい。これにより、ウォーターマークの発生を抑えることがで
きる。また、支持体601の撓みを防止するためにキャリアプレート609を有していて
もよい。
方向に気流を流し、液滴を下に落とすことが好ましい。
斜め方向である方が、搬送中の支持体601が安定となり、振動を抑制できる。
を用いることが好ましい。静電気除去器としては、特に限定はないが、例えば、コロナ放
電方式、軟X線方式、紫外線方式等のイオナイザを用いることができる。
、被剥離体56aに吹き付けて除電処理を行い、静電気による機能素子への影響を低減す
ることが好ましい。特に、2つの部材を貼り合わせる工程及び1つの部材を分離する工程
では、それぞれ、イオナイザを用いることが好ましい。
を照射し、静電気を取り除きながら、積層体56を被剥離体56aと支持体56bに分離
することが好ましい。
していてもよい。例えば、積層体56を基板ロードカセット641に供給することができ
る。基板ロードカセット641は、積層体56を搬送機構等に供給することができる。ま
た、支持体56bを基板アンロードカセット642に供給することができる。
671には、支持体601と同様の材料を用いることができる。
とができる。
77、678、679を有していてもよい。
加圧しながら貼り合わせることができる。これにより、支持体671と被剥離体56aの
間に気泡が混入することを抑制できる。
ール673は、分離テープ670を巻き取ることができる。ガイドローラ674は、分離
テープ670をリール673まで案内することができる。
取りリール683が積層体59を巻き取る例を示す。ガイドローラ665、666のよう
に、積層体59を巻き取りリール683に案内するガイドローラを有していてもよい。
体56aを剥離し、押圧ローラ675を用いて被剥離体56aを支持体671に転置する
ことができる。
積層し、光を照射することによって樹脂層の金属酸化物層に対する剥離性を制御する。ま
た、金属酸化物層上に樹脂層が接する部分と、絶縁層が接する部分とを設けることで、所
望のタイミングで、作製基板から樹脂層を剥離することができる。したがって、本実施の
形態の剥離方法を用いて、高い歩留まりで表示装置等を作製できる。
いて、1つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わ
せることが可能である。
本実施の形態では、本発明の一態様を適用して作製することができる表示装置について図
28及び図29を用いて説明する。
表示素子とを有する。
のうち、いずれか一方、または両方により、画像を表示する機能を有する。
子は光源を持たない(人工光源を使用しない)ため、表示の際の消費電力を極めて小さく
することが可能となる。
の表示素子として、シャッター方式のMEMS(Micro Electro Mech
anical System)素子、光干渉方式のMEMS素子の他、マイクロカプセル
方式、電気泳動方式、エレクトロウェッティング方式、電子粉流体(登録商標)方式等を
適用した素子などを用いることができる。
光は、その輝度や色度が外光に左右されることがないため、色再現性が高く(色域が広く
)、コントラストの高い、鮮やかな表示を行うことができる。
Diode)、LED(Light Emitting Diode)、QLED(Q
uantum−dot Light Emitting Diode)などの自発光性の
発光素子を用いることができる。
第2の表示素子のみを用いて画像を表示する第2のモード、並びに、第1の表示素子及び
第2の表示素子を用いて画像を表示する第3のモードを有し、これらのモードを自動また
は手動で切り替えて使用することができる。
が不要であるため、極めて低消費電力なモードである。例えば、表示装置に外光が十分に
入射されるとき(明るい環境下など)は、第1の表示素子が反射した光を用いて表示を行
うことができる。例えば、外光が十分に強く、かつ外光が白色光またはその近傍の光であ
る場合に有効である。第1のモードは、文字を表示することに適したモードである。また
、第1のモードは、外光を反射した光を用いるため、目に優しい表示を行うことができ、
目が疲れにくいという効果を奏する。
度や外光の色度によらず、極めて鮮やかな(コントラストが高く、且つ色再現性の高い)
表示を行うことができる。例えば、夜間や暗い室内など、照度が極めて低い場合などに有
効である。また周囲が暗い場合、明るい表示を行うと使用者が眩しく感じてしまう場合が
ある。これを防ぐために、第2のモードでは輝度を抑えた表示を行うことが好ましい。こ
れにより、眩しさを抑えることに加え、消費電力も低減することができる。第2のモード
は、鮮やかな画像(静止画及び動画)などを表示することに適したモードである。
利用して表示を行う。第1のモードよりも鮮やかな表示をしつつ、第2のモードよりも消
費電力を抑えることができる。例えば、室内照明下や、朝方や夕方の時間帯など、照度が
比較的低い場合、外光の色度が白色ではない場合などに有効である。
置を実現できる。具体的には、外光下でも、室内でも、視認性が高く利便性の高い表示装
置を実現できる。
とができる。
は光強度を互いに補完して、文字及び/または画像を表示する方法である。または、ハイ
ブリッド表示とは、同一画素または同一副画素において、複数の表示素子からそれぞれの
光を用いて、文字及び/または画像を表示する方法である。ただし、ハイブリッド表示を
行っているハイブリッドディスプレイを局所的にみると、複数の表示素子のいずれか一を
用いて表示される画素または副画素と、複数の表示素子の二以上を用いて表示される画素
または副画素と、を有する場合がある。
ハイブリッド表示という。
る。なお、複数の表示素子としては、例えば、光を反射する反射型素子と、光を射出する
自発光素子とが挙げられる。なお、反射型素子と、自発光素子とは、それぞれ独立に制御
することができる。ハイブリッドディスプレイは、表示部において、反射光、及び自発光
のいずれか一方または双方を用いて、文字及び/または画像を表示する機能を有する。
する第2の画素とをそれぞれ複数有する。第1の画素と第2の画素は、それぞれ、マトリ
クス状に配置されることが好ましい。
きる。例えば、画素には、副画素を1つ有する構成(白色(W)など)、副画素を3つ有
する構成(赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)の3色、または、黄色(Y)、シア
ン(C)、及びマゼンタ(M)の3色など)、または、副画素を4つ有する構成(赤色(
R)、緑色(G)、青色(B)、白色(W)の4色、または、赤色(R)、緑色(G)、
青色(B)、黄色(Y)の4色など)を適用できる。
ー表示を行う構成とすることができる。または、本実施の形態の表示装置は、第1の画素
では白黒表示またはグレースケールでの表示を行い、第2の画素ではフルカラー表示を行
う構成とすることができる。第1の画素を用いた白黒表示またはグレースケールでの表示
は、文書情報など、カラー表示を必要としない情報を表示することに適している。
板361とが貼り合わされた構成を有する。図28では、基板361を破線で明示してい
る。
示装置300AにIC(集積回路)373及びFPC372が実装されている例を示して
いる。そのため、図28に示す構成は、表示装置300A、IC、及びFPCを有する表
示モジュールということもできる。
該信号及び電力は、FPC372を介して外部から、またはIC373から配線365に
入力される。
Film)方式等により、基板351にIC373が設けられている例を示す。IC3
73は、例えば走査線駆動回路または信号線駆動回路などを有するICを適用できる。な
お、表示装置300A及び表示モジュールは、ICを設けない構成としてもよい。また、
ICを、COF方式等により、FPCに実装してもよい。
素子が有する電極311bがマトリクス状に配置されている。電極311bは、可視光を
反射する機能を有し、液晶素子180の反射電極として機能する。
、電極311bよりも基板351側に、発光素子170を有する。発光素子170からの
光は、電極311bの開口451を介して基板361側に射出される。発光素子170の
発光領域の面積と開口451の面積とは等しくてもよい。発光素子170の発光領域の面
積と開口451の面積のうち一方が他方よりも大きいと、位置ずれに対するマージンが大
きくなるため好ましい。特に、開口451の面積は、発光素子170の発光領域の面積に
比べて大きいことが好ましい。開口451が小さいと、発光素子170からの光の一部が
電極311bによって遮られ、外部に取り出せないことがある。開口451を十分に大き
くすることで、発光素子170の発光が無駄になることを抑制できる。
64を含む領域の一部、及び表示部362を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断
面の一例を示す。
、トランジスタ203、トランジスタ205、トランジスタ206、液晶素子180、発
光素子170、絶縁層220、着色層131、着色層134等を有する。基板361と絶
縁層220は接着層141を介して接着されている。基板351と絶縁層220は接着層
142を介して接着されている。
通電極として機能する電極113、配向膜133b、絶縁層117等が設けられている。
基板361の外側の面には、偏光板135を有する。絶縁層121は、平坦化層としての
機能を有していてもよい。絶縁層121により、電極113の表面を概略平坦にできるた
め、液晶層112の配向状態を均一にできる。絶縁層117は、液晶素子180のセルギ
ャップを保持するためのスペーサとして機能する。絶縁層117が可視光を透過する場合
は、絶縁層117を液晶素子180の表示領域と重ねて配置してもよい。
電極311a、液晶層112、電極113が積層された積層構造を有する。電極311a
の基板351側に接して、可視光を反射する電極311bが設けられている。電極311
bは開口451を有する。電極311a及び電極113は可視光を透過する。液晶層11
2と電極311aの間に配向膜133aが設けられている。液晶層112と電極113の
間に配向膜133bが設けられている。
視光を透過する機能を有する。基板361側から入射した光は、偏光板135により偏光
され、電極113、液晶層112を透過し、電極311bで反射する。そして液晶層11
2及び電極113を再度透過して、偏光板135に達する。このとき、電極311bと電
極113の間に与える電圧によって液晶の配向を制御し、光の光学変調を制御することが
できる。すなわち、偏光板135を介して射出される光の強度を制御することができる。
また光は着色層131によって特定の波長領域以外の光が吸収されることにより、取り出
される光は、例えば赤色を呈する光となる。
とが好ましい。これにより、開口451と重なる領域においてもそれ以外の領域と同様に
液晶層112が配向するため、これらの領域の境界部で液晶の配向不良が生じ、意図しな
い光が漏れてしまうことを抑制できる。
が有する導電層222aと電気的に接続されている。トランジスタ206は、液晶素子1
80の駆動を制御する機能を有する。
2において、電極311aと同一の導電膜を加工して得られた導電層と、電極113の一
部が、接続体243により電気的に接続されている。したがって、基板361側に形成さ
れた電極113に、基板351側に接続されたFPC372から入力される信号または電
位を、接続部252を介して供給することができる。
は、有機樹脂またはシリカなどの粒子の表面を金属材料で被覆したものを用いることがで
きる。金属材料としてニッケルや金を用いると接触抵抗を低減できるため好ましい。また
ニッケルをさらに金で被覆するなど、2種類以上の金属材料を層状に被覆させた粒子を用
いることが好ましい。また接続体243として、弾性変形、または塑性変形する材料を用
いることが好ましい。このとき導電性の粒子である接続体243は、図29に示すように
上下方向に潰れた形状となる場合がある。こうすることで、接続体243と、これと電気
的に接続する導電層との接触面積が増大し、接触抵抗を低減できるほか、接続不良などの
不具合の発生を抑制することができる。
の接着層141に、接続体243を分散させておけばよい。
220側から画素電極として機能する電極191、EL層192、及び共通電極として機
能する電極193の順に積層された積層構造を有する。電極191は、絶縁層214に設
けられた開口を介して、トランジスタ205が有する導電層222bと接続されている。
トランジスタ205は、発光素子170の駆動を制御する機能を有する。絶縁層216が
電極191の端部を覆っている。電極193は可視光を反射する材料を含み、電極191
は可視光を透過する材料を含む。電極193を覆って絶縁層194が設けられている。発
光素子170が発する光は、着色層134、絶縁層220、開口451、電極311a等
を介して、基板361側に射出される。
色を呈することができる。表示装置300Aは、液晶素子180を用いて、カラー表示を
行うことができる。表示装置300Aは、発光素子170を用いて、カラー表示を行うこ
とができる。
6は、いずれも絶縁層220の基板351側の面上に形成されている。これらのトランジ
スタは、同一の工程を用いて作製することができる。
と同一面上に形成されることが好ましい。これにより、2つの回路を別々の面上に形成す
る場合に比べて、表示装置の厚さを薄くすることができる。また、2つのトランジスタを
同一の工程で作製できるため、2つのトランジスタを別々の面上に形成する場合に比べて
、作製工程を簡略化することができる。
70の画素電極とは反対に位置する。
6を適用した場合や、トランジスタ206と電気的に接続される記憶素子を適用した場合
などでは、液晶素子180を用いて静止画を表示する際に画素への書き込み動作を停止し
ても、階調を維持させることが可能となる。すなわち、フレームレートを極めて小さくし
ても表示を保つことができる。本発明の一態様では、フレームレートを極めて小さくでき
、消費電力の低い駆動を行うことができる。
トランジスタ、または選択トランジスタともいう)である。トランジスタ205は、発光
素子170に流れる電流を制御するトランジスタ(駆動トランジスタともいう)である。
214等の絶縁層が設けられている。絶縁層211は、その一部が各トランジスタのゲー
ト絶縁層として機能する。絶縁層212は、トランジスタ206等を覆って設けられる。
絶縁層213は、トランジスタ205等を覆って設けられている。絶縁層214は、平坦
化層としての機能を有する。なお、トランジスタを覆う絶縁層の数は限定されず、単層で
あっても2層以上であってもよい。
材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層をバリア膜として機能させることがで
きる。このような構成とすることで、トランジスタに対して外部から不純物が拡散するこ
とを効果的に抑制することが可能となり、信頼性の高い表示装置を実現できる。
6は、ゲートとして機能する導電層221a、ゲート絶縁層として機能する絶縁層211
、ソース及びドレインとして機能する導電層222a及び導電層222b、並びに、半導
体層231を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッ
チングパターンを付している。
06の構成に加えて、ゲートとして機能する導電層223を有する。
のゲートで挟持する構成が適用されている。このような構成とすることで、トランジスタ
の閾値電圧を制御することができる。2つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給
することによりトランジスタを駆動してもよい。このようなトランジスタは他のトランジ
スタと比較して電界効果移動度を高めることが可能であり、オン電流を増大させることが
できる。その結果、高速駆動が可能な回路を作製することができる。さらには、回路部の
占有面積を縮小することが可能となる。オン電流の大きなトランジスタを適用することで
、表示装置を大型化、または高精細化したときに配線数が増大したとしても、各配線にお
ける信号遅延を低減することが可能であり、表示ムラを抑制することができる。
のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御することができる。
、表示部362が有するトランジスタは、同じ構造であってもよく、異なる構造であって
もよい。回路364が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、2種
類以上の構造が組み合わせて用いられていてもよい。同様に、表示部362が有する複数
のトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、2種類以上の構造が組み合わせて用い
られていてもよい。
成する導電膜の成膜時に、酸素を含む雰囲気下で成膜することで、絶縁層212に酸素を
供給することができる。成膜ガス中の酸素ガスの割合を90%以上100%以下の範囲と
することが好ましい。絶縁層212に供給された酸素は、後の熱処理により半導体層23
1に供給され、半導体層231中の酸素欠損の低減を図ることができる。
、絶縁層213に水素を放出する絶縁膜、例えば窒化シリコン膜等を用いることが好まし
い。絶縁層213の成膜中、またはその後の熱処理によって導電層223中に水素が供給
され、導電層223の電気抵抗を効果的に低減することができる。
覆われている。
部204では、配線365が接続層242を介してFPC372と電気的に接続されてい
る。接続部204は接続部207と同様の構成を有している。接続部204の上面は、電
極311aと同一の導電膜を加工して得られた導電層が露出している。これにより、接続
部204とFPC372とを接続層242を介して電気的に接続することができる。
光板を用いることもできる。円偏光板としては、例えば直線偏光板と1/4波長位相差板
を積層したものを用いることができる。これにより、外光反射を抑制することができる。
また、偏光板の種類に応じて、液晶素子180に用いる液晶素子のセルギャップ、配向、
駆動電圧等を調整することで、所望のコントラストが実現されるようにする。
偏光板、位相差板、光拡散層(拡散フィルムなど)、反射防止層、及び集光フィルム等が
挙げられる。また、基板361の外側には、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付
着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜等を配置して
もよい。
機樹脂などを用いることができる。基板351及び基板361に可撓性を有する材料を用
いると、表示装置の可撓性を高めることができる。
t)モードが適用された液晶素子を用いることができる。垂直配向モードとしては、MV
A(Multi−Domain Vertical Alignment)モード、PV
A(Patterned Vertical Alignment)モード、ASV(A
dvanced Super View)モードなどを用いることができる。
VAモードのほかに、TN(Twisted Nematic)モード、IPS(In−
Plane−Switching)モード、FFS(Fringe Field Swi
tching)モード、ASM(Axially Symmetric aligned
Micro−cell)モード、OCB(Optically Compensate
d Birefringence)モード、FLC(Ferroelectric Li
quid Crystal)モード、AFLC(AntiFerroelectric
Liquid Crystal)モード、STN(Super Twisted Nem
atic)モード、TBA(Transverse Bend Alignment)モ
ード、ECB(Electrically Controlled Birefring
ence)モード、ゲストホストモード等が適用された液晶素子を用いることができる。
。液晶の光学的変調作用は、液晶にかかる電界(横方向の電界、縦方向の電界または斜め
方向の電界を含む)によって制御される。液晶素子に用いる液晶としては、サーモトロピ
ック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶(PDLC:Polymer D
ispersed Liquid Crystal)、高分子ネットワーク型液晶(PN
LC:Polymer Network Liquid Crystal)、強誘電性液
晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。これらの液晶材料は、条件により、コレス
テリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す
。
るモードや設計に応じて最適な液晶材料を用いることができる。
場合、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つで
あり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直
前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善
するために数重量%以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を液晶に用いる。ブルー相
を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が短く、光学的等方性である。
また、ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、配向処理が不要であり、
視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となるた
め、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の
液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる。
に、表示面側に光拡散板を配置すると、視認性を向上させられるため好ましい。
エッジライト型のフロントライトを用いることが好ましい。LEDを備えるフロントライ
トを用いると、消費電力を低減できるため好ましい。
については、それぞれ、実施の形態1の説明を参照できる。
を切り替えて使用することができるため、周囲の明るさによらず、視認性が高く利便性の
高い。
本実施の形態では、本発明の一態様で開示されるトランジスタに用いることができる金属
酸化物について説明する。以下では特に、金属酸化物とCAC(Cloud−Align
ed Composite)−OSの詳細について説明する。
、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。
なお、CAC−OSまたはCAC−metal oxideを、トランジスタのチャネル
形成領域に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子(またはホール)を流す機
能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能である。導電性の機能と
、絶縁性の機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能(O
n/Offさせる機能)をCAC−OSまたはCAC−metal oxideに付与す
ることができる。CAC−OSまたはCAC−metal oxideにおいて、それぞ
れの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。
領域を有する。導電性領域は、上述の導電性の機能を有し、絶縁性領域は、上述の絶縁性
の機能を有する。また、材料中において、導電性領域と、絶縁性領域とは、ナノ粒子レベ
ルで分離している場合がある。また、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ材料中に
偏在する場合がある。また、導電性領域は、周辺がぼけてクラウド状に連結して観察され
る場合がある。
縁性領域とは、それぞれ0.5nm以上10nm以下、好ましくは0.5nm以上3nm
以下のサイズで材料中に分散している場合がある。
有する成分により構成される。例えば、CAC−OSまたはCAC−metal oxi
deは、絶縁性領域に起因するワイドギャップを有する成分と、導電性領域に起因するナ
ローギャップを有する成分と、により構成される。当該構成の場合、キャリアを流す際に
、ナローギャップを有する成分において、主にキャリアが流れる。また、ナローギャップ
を有する成分が、ワイドギャップを有する成分に相補的に作用し、ナローギャップを有す
る成分に連動してワイドギャップを有する成分にもキャリアが流れる。このため、上記C
AC−OSまたはCAC−metal oxideをトランジスタのチャネル形成領域に
用いる場合、トランジスタのオン状態において高い電流駆動力、つまり大きなオン電流、
及び高い電界効果移動度を得ることができる。
(matrix composite)、または金属マトリックス複合材(metal
matrix composite)と呼称することもできる。
好ましくは、1nm以上2nm以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成で
ある。なお、以下では、金属酸化物において、一つあるいはそれ以上の金属元素が偏在し
、該金属元素を有する領域が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは、1nm以上2
nm以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともい
う。
亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリ
ウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマ
ニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タン
タル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれ
ていてもよい。
a−Zn酸化物を、特にCAC−IGZOと呼称してもよい。)とは、インジウム酸化物
(以下、InOX1(X1は0よりも大きい実数)とする。)、またはインジウム亜鉛酸
化物(以下、InX2ZnY2OZ2(X2、Y2、及びZ2は0よりも大きい実数)と
する。)と、ガリウム酸化物(以下、GaOX3(X3は0よりも大きい実数)とする。
)、またはガリウム亜鉛酸化物(以下、GaX4ZnY4OZ4(X4、Y4、及びZ4
は0よりも大きい実数)とする。)などと、に材料が分離することでモザイク状となり、
モザイク状のInOX1、またはInX2ZnY2OZ2が、膜中に均一に分布した構成
(以下、クラウド状ともいう。)である。
またはInOX1が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物で
ある。なお、本明細書において、例えば、第1の領域の元素Mに対するInの原子数比が
、第2の領域の元素Mに対するInの原子数比よりも大きいことを、第1の領域は、第2
の領域と比較して、Inの濃度が高いとする。
がある。代表例として、InGaO3(ZnO)m1(m1は自然数)、またはIn(1
+x0)Ga(1−x0)O3(ZnO)m0(−1≦x0≦1、m0は任意数)で表さ
れる結晶性の化合物が挙げられる。
igned crystal)構造を有する。なお、CAAC構造とは、複数のIGZO
のナノ結晶がc軸配向を有し、かつa−b面においては配向せずに連結した結晶構造であ
る。
、Zn、及びOを含む材料構成において、一部にGaを主成分とするナノ粒子状に観察さ
れる領域と、一部にInを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザ
イク状にランダムに分散している構成をいう。従って、CAC−OSにおいて、結晶構造
は副次的な要素である。
例えば、Inを主成分とする膜と、Gaを主成分とする膜との2層からなる構造は、含ま
ない。
主成分である領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。
、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン
、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネ
シウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれている場合、CAC−OSは、一部
に該金属元素を主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にInを主成分とする
ナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成を
いう。
することができる。また、CAC−OSをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスと
して、不活性ガス(代表的にはアルゴン)、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたい
ずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガ
スの流量比は低いほど好ましく、例えば酸素ガスの流量比を0%以上30%未満、好まし
くは0%以上10%以下とすることが好ましい。
とつであるOut−of−plane法によるθ/2θスキャンを用いて測定したときに
、明確なピークが観察されないという特徴を有する。すなわち、X線回折から、測定領域
のa−b面方向、及びc軸方向の配向は見られないことが分かる。
射することで得られる電子線回折パターンにおいて、リング状に輝度の高い領域と、該リ
ング領域に複数の輝点が観測される。従って、電子線回折パターンから、CAC−OSの
結晶構造が、平面方向、及び断面方向において、配向性を有さないnc(nano−cr
ystal)構造を有することがわかる。
分光法(EDX:Energy Dispersive X−ray spectros
copy)を用いて取得したEDXマッピングにより、GaOX3が主成分である領域と
、InX2ZnY2OZ2、またはInOX1が主成分である領域とが、偏在し、混合し
ている構造を有することが確認できる。
ZO化合物と異なる性質を有する。つまり、CAC−OSは、GaOX3などが主成分で
ある領域と、InX2ZnY2OZ2、またはInOX1が主成分である領域と、に互い
に相分離し、各元素を主成分とする領域がモザイク状である構造を有する。
などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、InX2ZnY
2OZ2、またはInOX1が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、酸化
物半導体としての導電性が発現する。従って、InX2ZnY2OZ2、またはInOX
1が主成分である領域が、酸化物半導体中にクラウド状に分布することで、高い電界効果
移動度(μ)が実現できる。
1が主成分である領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、GaOX3などが
主成分である領域が、酸化物半導体中に分布することで、リーク電流を抑制し、良好なス
イッチング動作を実現できる。
InX2ZnY2OZ2、またはInOX1に起因する導電性とが、相補的に作用するこ
とにより、高いオン電流(Ion)、及び高い電界効果移動度(μ)を実現することがで
きる。
ィスプレイをはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示モジュール及び電子機器について説明する。
2との間に、FPC8005に接続された表示パネル8006、フレーム8009、プリ
ント基板8010、及びバッテリ8011を有する。
とができる。これにより、高い歩留まりで表示モジュールを作製することができる。
、形状や寸法を適宜変更することができる。
、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルを表示パネル8006に重畳して用いる
ことができる。また、タッチパネルを設けず、表示パネル8006に、タッチパネル機能
を持たせるようにすることも可能である。
により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレー
ム8009は、放熱板としての機能を有していてもよい。
処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても
良いし、別途設けたバッテリ8011による電源であってもよい。バッテリ8011は、
商用電源を用いる場合には、省略可能である。
して設けてもよい。
ある。
部8016を有する。また、上部カバー8001と下部カバー8002により囲まれた領
域に一対の導光部(導光部8017a、導光部8017b)を有する。
きる。また、上部カバー8001と下部カバー8002とは、それぞれ薄くすることがで
きる。例えば各カバーの厚さを0.5mm以上5mm以下とすることができる。そのため
、表示モジュール8000を極めて軽量にすることができる。少ない材料で上部カバー8
001と下部カバー8002を作製できるため、作製コストを低減できる。
8011と重ねて設けられている。表示パネル8006とフレーム8009は、導光部8
017a、導光部8017bに固定されている。
6の上部を経由し、導光部8017bを通って受光部8016に達する。例えば指やスタ
イラスなどの被検知体により、光8018が遮られることにより、タッチ操作を検出する
ことができる。
受光部8016は、発光部8015と対向する位置に複数設けられる。これにより、タッ
チ操作がなされた位置の情報を取得することができる。
015として、使用者に視認されず、且つ使用者にとって無害である赤外線を発する光源
を用いることが好ましい。
用いることができる。好適には、赤外線を受光可能なフォトダイオードを用いることがで
きる。
用いることができる。導光部8017a及び導光部8017bを用いることで、発光部8
015と受光部8016とを表示パネル8006の下側に配置することができ、外光が受
光部8016に到達してタッチセンサが誤動作することを抑制できる。特に、可視光を吸
収し、赤外線を透過する樹脂を用いることが好ましい。これにより、タッチセンサの誤動
作をより効果的に抑制できる。
の一態様により、可撓性を有し、信頼性の高い電子機器を作製できる。
ソナルコンピュータ、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。
できる。そのため、携帯型の電子機器、装着型の電子機器(ウェアラブル機器)、及び電
子書籍端末などに好適に用いることができる。
03、及びヒンジ部805等を有する。
折り畳んだ状態(図31(A))から、図31(B)に示すように展開させることができ
る。これにより、持ち運ぶ際には可搬性に優れ、使用するときには大きな表示領域により
、視認性に優れる。
って、フレキシブルな表示部803が設けられている。
れにより、高い歩留まりで携帯情報端末を作製することができる。
とができる。表示部に文書情報を表示させる場合、携帯情報端末800を電子書籍端末と
して用いることができる。
えば、曲率半径1mm以上50mm以下、好ましくは5mm以上30mm以下に湾曲した
部分を含んで、表示部803が保持される。表示部803の一部は、筐体801から筐体
802にかけて、連続的に画素が配置され、曲面状の表示を行うことができる。
できる。
れにより、筐体801と筐体802の間で途切れることのない連続した表示を行うことが
できる。なお、筐体801と筐体802のそれぞれに、ディスプレイが設けられる構成と
してもよい。
角度が所定の角度よりも大きい角度にならないように、ロック機構を有することが好まし
い。例えば、ロックがかかる(それ以上に開かない)角度は、90度以上180度未満で
あることが好ましく、代表的には、90度、120度、135度、150度、または17
5度などとすることができる。これにより、携帯情報端末800の利便性、安全性、及び
信頼性を高めることができる。
示部803が破損することを防ぐことができる。そのため、信頼性の高い携帯情報端末を
実現できる。
イク等を有していてもよい。
ターネットやLAN(Local Area Network)、Wi−Fi(登録商標
)などのコンピュータネットワークを介して、データを送受信することが可能である。
3、外部接続ポート814、スピーカ815、マイク816、カメラ817等を有する。
れにより、高い歩留まりで携帯情報端末を作製することができる。
字を入力するなどのあらゆる操作は、指やスタイラスなどで表示部812に触れることで
行うことができる。
される画像の種類の切り替えを行うことができる。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。
設けることで、携帯情報端末810の向き(縦か横か)を判断して、表示部812の画面
表示の向きを自動的に切り替えることができる。また、画面表示の向きの切り替えは、表
示部812に触れること、操作ボタン813の操作、またはマイク816を用いた音声入
力等により行うこともできる。
たは複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとして用いることができる。携帯
情報端末810は、例えば、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、動画
再生、インターネット通信、ゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができ
る。
ャッターボタン824等を有する。またカメラ820には、着脱可能なレンズ826が取
り付けられている。
れにより、高い歩留まりでカメラを作製することができる。
な構成としたが、レンズ826と筐体821とが一体となっていてもよい。
することができる。また、表示部822はタッチパネルとしての機能を有し、表示部82
2をタッチすることにより撮像することも可能である。
できる。または、これらが筐体821に組み込まれていてもよい。
、表示部9001、スピーカ9003、操作キー9005(電源スイッチ、または操作ス
イッチを含む)、接続端子9006、センサ9007(力、変位、位置、速度、加速度、
角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流
、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を
含むもの)、マイクロフォン9008等を有する。
きる。これにより、高い歩留まりで電子機器を作製することができる。
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。なお、図32(A)〜(E)に示す電子機器が有す
る機能はこれらに限定されず、その他の機能を有していてもよい。
端末9201を、それぞれ示す斜視図である。
、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを
実行することができる。また、表示部9001はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲し
た表示面に沿って表示を行うことができる。また、携帯情報端末9200は、通信規格さ
れた近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと
相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末
9200は、接続端子9006を有し、他の情報端末とコネクターを介して直接データの
やりとりを行うことができる。また接続端子9006を介して充電を行うこともできる。
なお、充電動作は接続端子9006を介さずに無線給電により行ってもよい。
、表示部9001の表示面が湾曲していない。また、携帯情報端末9201の表示部の外
形が非矩形状(図32(B)においては円形状)である。
お、図32(C)が携帯情報端末9202を展開した状態の斜視図であり、図32(D)
が携帯情報端末9202を展開した状態または折り畳んだ状態の一方から他方に変化する
途中の状態の斜視図であり、図32(E)が携帯情報端末9202を折り畳んだ状態の斜
視図である。
のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末9202が有する表示部
9001は、ヒンジ9055によって連結された3つの筐体9000に支持されている。
ヒンジ9055を介して2つの筐体9000間を屈曲させることにより、携帯情報端末9
202を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。例えば
、携帯情報端末9202は、曲率半径1mm以上150mm以下で曲げることができる。
酸化チタン膜を形成した。具体的には、まず、スパッタリング法を用いて、厚さ約5nm
のチタン膜を成膜した。その後、窒素ガスと酸素ガスの混合ガス(580NL/min、
酸素濃度20%)を流しながら、450℃で1時間のベークを行うことで、酸化チタン膜
を形成した。
、非感光性の可溶性ポリイミド樹脂を含む材料を用いて形成した。当該材料を塗布した際
の膜厚は約2.0μmであった。
熱処理としては、N2雰囲気下、350℃で1時間のベークを行った。
75aに相当)。
ザ光は上面視において試料の全面に照射した。なお、照射時には試料の外周部に遮光用の
マスク(図示しない)を設けた。
ーム短軸集光幅は625μm、エネルギー密度は約440mJ/cm2とした。なお、試
料を、レーザ光の照射条件が異なる4つの領域に分けた。4つの領域のショット数は、そ
れぞれ10ショット、20ショット、30ショット、40ショットとした。繰り返し周波
数は60Hzとした。スキャン速度はショット数によって異なる。10ショットの領域は
3.75mm/秒、20ショットの領域は1.90mm/秒、30ショットの領域は1.
25mm/秒、40ショットの領域は0.93mm/秒とした。
約75%であり、透過率は約13%であった。このことから、金属酸化物層20と樹脂層
23の界面、金属酸化物層20中、及び樹脂層23中のいずれにも、レーザ光が照射され
たと考えられる。
入れることで、試料から作製基板14を剥離した(図6(B1))。
ても、作製基板14から基板75aを剥離することができた。
Transmission Electron Microscopy)観察を行った結
果を示す。
約14nmであった。図34(B)に剥離した基板75a側の断面STEM写真を示す。
樹脂層23と観察用に形成したコート層との間に金属酸化物層20は観察されなかった。
また、エネルギー分散型X線分光法(EDX:Energy Dispersive X
−ray spectroscopy)を用いた分析では、樹脂層23側にチタンが検出
されなかった。図34(C)に剥離した作製基板14側の断面STEM写真を示す。金属
酸化物層20の厚さは、約11nmであった。以上の結果から、金属酸化物層20と樹脂
層23との界面で分離させることができたと考えられる。
3との間を界面として作製基板14を剥離できることが確認できた。作製基板14と金属
酸化物層20の積層体を、本発明の一態様の基板の洗浄方法を用いて洗浄することができ
る。これにより、作製基板14単体または作製基板14と金属酸化物層20の積層体の再
利用を図ることができる。
約342mJ/cm2の条件、及び約360mJ/cm2の条件であっても、金属酸化物
層20と樹脂層23との間を界面として作製基板14を剥離できることが確認できた(シ
ョット数はそれぞれ10ショット)。このことから、レーザ結晶化の工程で用いる条件よ
りも低いエネルギー密度で処理が可能であることがわかった。このことから、レーザ装置
での処理可能な基板枚数を増やすことができる。また、レーザ装置の長期使用が可能にな
り、レーザ装置のランニングコストが低減できる。
16 領域
17 領域
18 異物
19 金属層
20 金属酸化物層
21 液体供給機構
23 樹脂層
24 第1の層
25 被剥離層
26 線状ビーム
27 加工領域
50 酸素プラズマ
55 レーザ光
75a 基板
75b 接着層
150 マルチチャンバー設備
151 アッシング装置
152 搬送室
153 ロードロック室
154 カセットポート
155 基板供給室
160 インライン設備
161 前処理部
161a ローダ部
161b 前処理室
162 処理室
163 処理室
164 処理室
165 後処理部
165a 後処理室
165b アンローダ部
170 発光素子
171 真空チャンバー
172 ICPコイル
173 ガス流路
174 高周波電源
175 基板ステージ
176 被処理基板
177 高周波電源
178 自動圧力制御弁
179a ターボ分子ポンプ
179b ドライポンプ
Claims (16)
- 第1の作製基板に積層体を形成する工程と、
前記第1の作製基板を介して前記積層体にレーザ光を照射する工程と、
前記積層体と前記第1の作製基板とを分離する工程と、
前記分離する工程の後に、前記積層体の前記第1の作製基板が分離された側に可撓性を有する材料を用いた第1の基板を貼り合わせる工程と、を有し、
前記形成する工程において、前記積層体は、トランジスタ及び発光素子を有する層と、前記層と前記第1の作製基板との間の樹脂層と、を有し、
前記照射する工程において、前記レーザ光は、前記トランジスタの半導体膜を結晶化させる工程で照射するレーザ光のエネルギー密度より低いエネルギー密度を有する表示装置の作製方法。 - 第1の作製基板に積層体を形成する工程と、
前記第1の作製基板を介して前記積層体にレーザ光を照射する工程と、
前記積層体と前記第1の作製基板とを分離する工程と、
前記分離する工程の後に、前記積層体の第1の作製基板が分離された側に可撓性を有する材料を用いた第1の基板を貼り合わせる工程と、を有し、
前記形成する工程において、前記積層体は、可撓性を有する材料を用いた第2の基板と、前記第1の作製基板と前記第2の基板との間のトランジスタ及び発光素子を有する層と、前記層と前記第1の作製基板との間の樹脂層と、を有し、
前記照射する工程において、前記レーザ光は、前記トランジスタの半導体膜を結晶化させる工程で照射するレーザ光のエネルギー密度より低いエネルギー密度を有する表示装置の作製方法。 - 第1の作製基板に積層体を形成する工程と、
前記第1の作製基板を介して前記積層体にレーザ光を照射する工程と、
前記積層体と前記第1の作製基板とを分離する工程と、
前記分離する工程の後に、前記積層体の前記第1の作製基板が分離された側に可撓性を有する材料を用いた第1の基板を貼り合わせる工程と、を有し、
前記形成する工程において、前記積層体は、第2の作製基板と、前記第1の作製基板と前記第2の作製基板との間のトランジスタ及び発光素子を有する層と、前記層と前記第1の作製基板との間の樹脂層と、を有し、
前記照射する工程において、前記レーザ光は、前記トランジスタの半導体膜を結晶化させる工程で照射するレーザ光のエネルギー密度より低いエネルギー密度を有する表示装置の作製方法。 - 第1の作製基板に積層体を形成する工程と、
前記第1の作製基板を介して前記積層体にレーザ光を照射する工程と、
前記積層体と前記第1の作製基板とを分離する工程と、
前記分離する工程の後に、前記積層体の前記第1の作製基板が分離された側に可撓性を有する材料を用いた第1の基板を貼り合わせる工程と、を有し、
前記形成する工程において、前記積層体は、トランジスタ及び発光素子を有する層と、前記層と前記第1の作製基板との間の樹脂層と、を有し、
前記照射する工程において、前記レーザ光は、前記トランジスタの半導体膜を結晶化させる工程で照射するレーザ光のエネルギー密度より低いエネルギー密度を有し、
前記照射する工程において、前記レーザ光を前記樹脂層中に照射する表示装置の作製方法。 - 第1の作製基板に積層体を形成する工程と、
前記第1の作製基板を介して前記積層体にレーザ光を照射する工程と、
前記積層体と前記第1の作製基板とを分離する工程と、
前記分離する工程の後に、前記積層体の前記第1の作製基板が分離された側に可撓性を有する材料を用いた第1の基板を貼り合わせる工程と、を有し、
前記形成する工程において、前記積層体は、可撓性を有する材料を用いた第2の基板と、前記第1の作製基板と前記第2の基板との間のトランジスタ及び発光素子を有する層と、前記層と前記第1の作製基板との間の樹脂層と、を有し、
前記照射する工程において、前記レーザ光は、前記トランジスタの半導体膜を結晶化させる工程で照射するレーザ光のエネルギー密度より低いエネルギー密度を有し、
前記照射する工程において、前記レーザ光を前記樹脂層中に照射する表示装置の作製方法。 - 第1の作製基板に積層体を形成する工程と、
前記第1の作製基板を介して前記積層体にレーザ光を照射する工程と、
前記積層体と前記第1の作製基板とを分離する工程と、
前記分離する工程の後に、前記積層体の前記第1の作製基板が分離された側に可撓性を有する材料を用いた第1の基板を貼り合わせる工程と、を有し、
前記形成する工程において、前記積層体は、第2の作製基板と、前記第1の作製基板と前記第2の作製基板との間のトランジスタ及び発光素子を有する層と、前記層と前記第1の作製基板との間の樹脂層と、を有し、
前記照射する工程において、前記レーザ光は、前記トランジスタの半導体膜を結晶化させる工程で照射するレーザ光のエネルギー密度より低いエネルギー密度を有し、
前記照射する工程において、前記レーザ光を前記樹脂層中に照射する表示装置の作製方法。 - 第1の作製基板に積層体を形成する工程と、
前記第1の作製基板を介して前記積層体にレーザ光を照射する工程と、
前記積層体と前記第1の作製基板とを分離する工程と、
前記分離する工程の後に、前記積層体の前記第1の作製基板が分離された側に可撓性を有する材料を用いた第1の基板を貼り合わせる工程と、を有し、
前記形成する工程において、前記積層体は、トランジスタ及び発光素子を有する層と、前記層と前記第1の作製基板との間の樹脂層と、を有し、
前記照射する工程において、前記レーザ光は、前記トランジスタの半導体膜を結晶化させる工程で照射するレーザ光のエネルギー密度より低いエネルギー密度を有し、
前記照射する工程において、1つのショットと次のショットとの間にオーバーラップする部分を設ける表示装置の作製方法。 - 第1の作製基板に積層体を形成する工程と、
前記第1の作製基板を介して前記積層体にレーザ光を照射する工程と、
前記積層体と前記第1の作製基板とを分離する工程と、
前記分離する工程の後に、前記積層体の前記第1の作製基板が分離された側に可撓性を有する材料を用いた第1の基板を貼り合わせる工程と、を有し、
前記形成する工程において、前記積層体は、可撓性を有する材料を用いた第2の基板と、前記第1の作製基板と前記第2の基板との間のトランジスタ及び発光素子を有する層と、前記層と前記第1の作製基板との間の樹脂層と、を有し、
前記照射する工程において、前記レーザ光は、前記トランジスタの半導体膜を結晶化させる工程で照射するレーザ光のエネルギー密度より低いエネルギー密度を有し、
前記照射する工程において、1つのショットと次のショットとの間にオーバーラップする部分を設ける表示装置の作製方法。 - 第1の作製基板に積層体を形成する工程と、
前記第1の作製基板を介して前記積層体にレーザ光を照射する工程と、
前記積層体と前記第1の作製基板とを分離する工程と、
前記分離する工程の後に、前記積層体の前記第1の作製基板が分離された側に可撓性を有する材料を用いた第1の基板を貼り合わせる工程と、を有し、
前記形成する工程において、前記積層体は、第2の作製基板と、前記第1の作製基板と前記第2の作製基板との間のトランジスタ及び発光素子を有する層と、前記層と前記第1の作製基板との間の樹脂層と、を有し、
前記照射する工程において、前記レーザ光は、前記トランジスタの半導体膜を結晶化させる工程で照射するレーザ光のエネルギー密度より低いエネルギー密度を有し、
前記照射する工程において、1つのショットと次のショットとの間にオーバーラップする部分を設ける表示装置の作製方法。 - 第1の作製基板に積層体を形成する工程と、
前記第1の作製基板を介して前記積層体にレーザ光を照射する工程と、
前記積層体と前記第1の作製基板とを分離する工程と、
前記分離する工程の後に、前記積層体の前記第1の作製基板が分離された側に可撓性を有する材料を用いた第1の基板を貼り合わせる工程と、を有し、
前記形成する工程において、前記積層体は、トランジスタ及び発光素子を有する層と、前記層と前記第1の作製基板との間の樹脂層と、を有し、
前記照射する工程において、前記レーザ光は、前記トランジスタの半導体膜を結晶化させる工程で照射するレーザ光のエネルギー密度より低いエネルギー密度を有し、
前記照射する工程において、前記レーザ光を前記樹脂層中に照射し、
前記照射する工程において、1つのショットと次のショットとの間にオーバーラップする部分を設ける表示装置の作製方法。 - 第1の作製基板に積層体を形成する工程と、
前記第1の作製基板を介して前記積層体にレーザ光を照射する工程と、
前記積層体と前記第1の作製基板とを分離する工程と、
前記分離する工程の後に、前記積層体の前記第1の作製基板が分離された側に可撓性を有する材料を用いた第1の基板を貼り合わせる工程と、を有し、
前記形成する工程において、前記積層体は、可撓性を有する材料を用いた第2の基板と、前記第1の作製基板と前記第2の基板との間のトランジスタ及び発光素子を有する層と、前記層と前記第1の作製基板との間の樹脂層と、を有し、
前記照射する工程において、前記レーザ光は、前記トランジスタの半導体膜を結晶化させる工程で照射するレーザ光のエネルギー密度より低いエネルギー密度を有し、
前記照射する工程において、前記レーザ光を前記樹脂層中に照射し、
前記照射する工程において、1つのショットと次のショットとの間にオーバーラップする部分を設ける表示装置の作製方法。 - 第1の作製基板に積層体を形成する工程と、
前記第1の作製基板を介して前記積層体にレーザ光を照射する工程と、
前記積層体と前記第1の作製基板とを分離する工程と、
前記分離する工程の後に、前記積層体の前記第1の作製基板が分離された側に可撓性を有する材料を用いた第1の基板を貼り合わせる工程と、を有し、
前記形成する工程において、前記積層体は、第2の作製基板と、前記第1の作製基板と前記第2の作製基板との間のトランジスタ及び発光素子を有する層と、前記層と前記第1の作製基板との間の樹脂層と、を有し、
前記照射する工程において、前記レーザ光は、前記トランジスタの半導体膜を結晶化させる工程で照射するレーザ光のエネルギー密度より低いエネルギー密度を有し、
前記照射する工程において、前記レーザ光を前記樹脂層中に照射し、
前記照射する工程において、1つのショットと次のショットとの間にオーバーラップする部分を設ける表示装置の作製方法。 - 前記形成する工程において、前記第2の基板は、接着層を用いて前記層上に貼り合わせられる請求項2、請求項5、請求項8、又は請求項11に記載の表示装置の作製方法。
- 前記分離する工程において、前記分離は、前記樹脂層の一部が前記第1の基板に残存するように行う請求項1乃至請求項13のいずれか一に記載の表示装置の作製方法。
- 前記形成する工程において、前記トランジスタは、前記発光素子よりも前記第1の作製基板側に位置する請求項1乃至請求項14のいずれか一に記載の表示装置の作製方法。
- 前記トランジスタの前記半導体膜はシリコンを有する請求項1乃至請求項15のいずれか一に記載の表示装置の作製方法。
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