JP6903714B2 - 半導体装置の作製方法 - Google Patents

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Description

本発明の一態様は、剥離方法及びフレキシブルデバイスの作製方法に関する。本発明の一
態様は、表示装置、表示モジュール、及び電子機器に関する。本発明の一態様は、可撓性
を有する表示装置、表示モジュール、及び電子機器に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本発明の一態様の技術分野と
しては、半導体装置、表示装置、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。
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
置全般を指す。トランジスタ、半導体回路、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。
有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子や、液晶素子が適用された
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。
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持した
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。
特許文献１には、有機ＥＬ素子が適用されたフレキシブルな発光装置が開示されている。
特開２０１４−１９７５２２号公報
フレキシブルディスプレイに代表されるフレキシブルデバイスは、可撓性を有する基板（
フィルム）上に、トランジスタなどの半導体素子や、そのほかの素子を形成することによ
り実現できる。しかしながら、可撓性を有する基板はガラス基板などに比べて耐熱性が乏
しいため、可撓性を有する基板上に直接トランジスタ等を形成する方法では、トランジス
タの電気特性及び信頼性を高められない場合がある。
そこで特許文献１に記載されているように、剥離層を形成したガラス基板上に形成した半
導体素子や発光素子などを剥離し、フレキシブル基板に転置する方法が検討されている。
この方法では、半導体素子の形成温度を高めることが可能で、極めて信頼性の高いフレキ
シブルデバイスを作製することが可能である。
本発明の一態様は、新規な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、低コストで量産性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、大判基板を用いて剥離を行うことを課題の一つとする。
本発明の一態様は、新規なフレキシブルデバイス及びそ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、信頼性の高いフレキシブルデバイスを提供することを
課題の一つとする。本発明の一態様は、フレキシブルデバイスを低温で作製することを課
題の一つとする。本発明の一態様は、作製工程が簡略化されたフレキシブルデバイスの作
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、低コストで量産性の高い
フレキシブルデバイス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
、大判基板を用いてフレキシブルデバイスを作製することを課題の一つとする。本発明の
一態様は、曲面を有するデバイスを提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は
、軽量なフレキシブルデバイスを提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、
薄型のフレキシブルデバイスを提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、繰
り返しの曲げが可能なフレキシブルデバイスを提供することを課題の一つとする。
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。本発明の一態様は
、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。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。
（１）本発明の一態様は、作製基板上に、感光性及び熱硬化性を有する材料を用いて、厚
さ０．１μｍ以上３μｍ以下の樹脂層を形成し、樹脂層上に、チャネル形成領域に酸化物
半導体を有するトランジスタを形成し、線状レーザ装置を用いて、樹脂層に光を照射し、
トランジスタと作製基板とを分離する、剥離方法である。
上記（１）において、樹脂層は、粘度が５ｃＰ以上１００ｃＰ未満、より好ましくは１０
ｃＰ以上５０ｃＰ未満の溶液を用いて形成されることが好ましい。
上記（１）において、樹脂層は、スピンコータを用いて形成されることが好ましい。
上記（１）において、樹脂層は、当該材料を第１の温度で加熱することで形成され、トラ
ンジスタは、第１の温度以下の温度で形成されることが好ましい。
上記（１）において、線状レーザ装置を用いて、作製基板側から、樹脂層に光を照射する
ことが好ましい。
（２）本発明の一態様は、作製基板上に、感光性及び熱硬化性を有する材料を用いて、厚
さ０．１μｍ以上３μｍ以下の第１の膜を形成し、フォトリソグラフィ法を用いて、第１
の膜に、第１の領域と、第１の領域よりも厚さの薄い第２の領域を形成し、第１の膜を第
１の温度で加熱することで、第１の領域及び第２の領域を有する樹脂層を形成し、樹脂層
上に、チャネル形成領域に酸化物半導体を有するトランジスタを形成し、樹脂層の第２の
領域と重なるように、導電層を形成し、線状レーザ装置を用いて、樹脂層に光を照射し、
トランジスタと作製基板とを分離する、剥離方法である。
（３）本発明の一態様は、作製基板上に、感光性及び熱硬化性を有する材料を用いて、厚
さ０．１μｍ以上３μｍ以下の第１の膜を形成し、フォトリソグラフィ法を用いて、第１
の膜に開口を形成し、第１の膜を第１の温度で加熱することで、開口を有する樹脂層を形
成し、樹脂層上に、チャネル形成領域に酸化物半導体を有するトランジスタを形成し、樹
脂層の開口と重なるように、導電層を形成し、線状レーザ装置を用いて、樹脂層に光を照
射し、トランジスタと作製基板とを分離する、剥離方法である。
上記（２）、（３）のそれぞれにおいて、導電層は、トランジスタが有する電極と同一の
材料及び同一の工程で形成されることが好ましい。
本発明の一態様は、上記の（２）または（３）の剥離方法を用いて、トランジスタと作製
基板とを分離することで、導電層を露出し、樹脂層の開口を介して、導電層と回路基板と
、を電気的に接続する、フレキシブルデバイスの作製方法である。
（４）本発明の一態様は、樹脂層と、樹脂層上のトランジスタと、トランジスタと電気的
に接続される表示素子と、を有する表示装置である。樹脂層の厚さは、０．１μｍ以上３
μｍ以下である。トランジスタは、チャネル形成領域に酸化物半導体を有する。樹脂層は
、５％重量減少温度が４００℃未満であることが好ましい。
本発明の一態様は、上記（４）の表示装置と、回路基板と、を有する表示モジュールであ
る。表示装置は導電層を有する。樹脂層は開口を有する。導電層は、開口を介して、回路
基板と電気的に接続される。
（５）本発明の一態様は、可撓性を有する基板と、基板上の第１の樹脂層と、第１の樹脂
層上の第１の無機絶縁層と、第１の無機絶縁層上の第２の樹脂層と、第２の樹脂層上の第
２の無機絶縁層と、第２の無機絶縁層上の酸化物半導体層と、酸化物半導体層上の第１の
ゲート絶縁層と、第１のゲート絶縁層上の第１のゲートと、酸化物半導体層とそれぞれ電
気的に接続されるソース及びドレインと、ソースまたはドレインと電気的に接続される表
示素子と、を有する表示装置である。第１の樹脂層の厚さは、０．１μｍ以上３μｍ以下
である。第１の樹脂層は、５％重量減少温度が４００℃未満であることが好ましい。
上記（５）において、第２の無機絶縁層と酸化物半導体層との間に、第２のゲートを有す
ることが好ましく、第２のゲートと酸化物半導体層との間に、第２のゲート絶縁層を有す
ることが好ましい。
または、上記（５）において、第１の無機絶縁層と第２の樹脂層との間に、第２のゲート
を有することが好ましい。このとき、第２の無機絶縁層は、第２のゲート絶縁層として機
能する。さらに、第２のゲート及び第１の無機絶縁層上に、第３の無機絶縁層を有するこ
とが好ましい。
（６）本発明の一態様は、可撓性を有する基板と、基板上の第１の樹脂層と、第１の樹脂
層上の第２の樹脂層と、第２の樹脂層上の無機絶縁層と、無機絶縁層上の酸化物半導体層
と、酸化物半導体層上の第１のゲート絶縁層と、第１のゲート絶縁層上の第１のゲートと
、酸化物半導体層とそれぞれ電気的に接続されるソース及びドレインと、第１の樹脂層と
第２の樹脂層との間の、第２のゲートと、ソースまたはドレインと電気的に接続される表
示素子と、を有する表示装置である。無機絶縁層は、第２のゲート絶縁層として機能する
。第１の樹脂層の厚さは、０．１μｍ以上３μｍ以下である。
本発明の一態様は、上記（５）または（６）の表示装置と、回路基板と、を有する表示モ
ジュールである。表示装置は導電層を有する。第１の樹脂層は開口を有する。導電層は、
開口を介して、回路基板と電気的に接続される。
本発明の一態様は、上記のいずれかの構成の表示装置を有し、フレキシブルプリント回路
基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ、以下ＦＰＣと記す）もしく
はＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）等のコネクタが取り付けられた
モジュール、またはＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式もしくはＣＯＦ（Ｃｈｉ
ｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）方式等により集積回路（ＩＣ）が実装されたモジュール等のモジュ
ールである。
本発明の一態様では、上記の構成が、表示装置でなく、発光装置または入出力装置（タッ
チパネルなど）に適用されていてもよい。
本発明の一態様は、上記のいずれかの構成のモジュールと、アンテナ、バッテリ、筐体、
カメラ、スピーカ、マイク、または操作ボタンの少なくともいずれか一と、を有する電子
機器である。
本発明の一態様により、新規な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
、低コストで量産性が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
判基板を用いて剥離を行うことができる。
本発明の一態様により、新規なフレキシブルデバイス及びそ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、信頼性の高いフレキシブルデバイスを提供することがで
きる。本発明の一態様により、フレキシブルデバイスを低温で作製することができる。本
発明の一態様により、作製工程が簡略化されたフレキシブルデバイス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、低コストで量産性の高いフレキシブルデバイス
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、大判基板を用いてフレキシ
ブルデバイスを作製することができる。本発明の一態様により、曲面を有するデバイスを
提供することができる。本発明の一態様により、軽量なフレキシブルデバイスを提供する
ことができる。本発明の一態様により、薄型のフレキシブルデバイスを提供することがで
きる。本発明の一態様により、繰り返しの曲げが可能なフレキシブルデバイスを提供する
ことができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は
、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。明細書、図面、請求項の記載から
、これら以外の効果を抽出することが可能である。
フレキシブルデバイスの作製方法の一例を示す図。 フレキシブルデバイスの作製方法の一例を示す図。 フレキシブルデバイスの作製方法の一例を示す図。 フレキシブルデバイスの作製方法の一例を示す図。 フレキシブルデバイスの作製方法の一例を示す図。 フレキシブルデバイスの作製方法の一例を示す図。 フレキシブルデバイスの作製方法の一例を示す図。 フレキシブルデバイスの作製方法の一例を示す図。 フレキシブルデバイスの作製方法の一例を示す図。 フレキシブルデバイスの作製方法の一例を示す図。 フレキシブルデバイスの作製方法の一例を示す図。 フレキシブルデバイスの作製方法の一例を示す図。 フレキシブルデバイスの作製方法の一例を示す図。 フレキシブルデバイスの一例を示す図。 フレキシブルデバイスの一例を示す図。 フレキシブルデバイスの一例を示す図。 フレキシブルデバイスの一例を示す図。 フレキシブルデバイスの一例を示す図。 フレキシブルデバイスの一例を示す図。 表示モジュールの一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。 実施例１の加工部材を示す図。 実施例１の結果を示す写真。 実施例２の試料を示す図。 実施例２のＴＤＳ分析結果。 実施例３のトランジスタのＩｄ−Ｖｇ特性結果。 実施例３のトランジスタのＩｄ−Ｖｇ特性結果。
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。
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。
また、図面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、図面に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、または、状況に応
じて、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。
なお、本明細書等において、「基板」は、機能回路、機能素子、及び機能膜等のうち少な
くとも一つを支持する機能を有することが好ましい。なお、「基板」は、これらを支持す
る機能を有していなくてもよく、例えば、装置の表面を保護する機能、または、機能回路
、機能素子、及び機能膜等のうち少なくとも一つを封止する機能等を有していてもよい。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の剥離方法及びフレキシブルデバイスの作製方法につ
いて図１〜図１３を用いて説明する。
本発明の一態様は、作製基板上に、感光性及び熱硬化性を有する材料を用いて、厚さ０．
１μｍ以上３μｍ以下の樹脂層を形成し、樹脂層上に、チャネル形成領域に酸化物半導体
を有するトランジスタを形成し、線状レーザ装置を用いて樹脂層にレーザ光を照射し、ト
ランジスタと作製基板とを分離する、剥離方法である。
トランジスタのチャネル形成領域には、酸化物半導体を用いる。酸化物半導体を用いるこ
とで、低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｏｌｙ−Ｓｉ
ｌｉｃｏｎ））を用いる場合よりも、プロセスの最高温度を低くすることができる。
トランジスタのチャネル形成領域にＬＴＰＳ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。また、シリコンのバンドギ
ャップは１．１ｅＶと狭いため、作製基板からトランジスタを剥離するために樹脂層にレ
ーザ光を照射する際、シリコンがレーザ光を吸収することを抑制するためにも、樹脂層の
厚膜化が必要である。
一方、酸化物半導体を用いたトランジスタは、ＬＴＰＳと異なり、高温での熱処理は必要
とせず、３５０℃以下、さらには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。また、酸化物半導体を用いたトランジスタは、レーザ結晶化の
工程が不要である。さらに、酸化物半導体のバンドギャップは２．０ｅＶ以上３．５ｅＶ
以下（好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上）と広く、シリコンに比べ
てレーザ光の吸収が少ないため、剥離工程にレーザを用いる場合であっても、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、ＬＴＰＳを用いる場合に比べて、工
程が簡略化でき好ましい。
本発明の一態様では、樹脂層の耐熱温度以下の温度で、トランジスタ等を形成する。ここ
で、樹脂層の耐熱性は、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。樹脂層の５％重量減少温度は、例えば、４５０℃以下、４００℃以下、４
００℃未満、または３５０℃未満とすることができる。例えば、トランジスタは、３５０
℃以下、さらには３００℃以下の温度で作製する。
本発明の一態様では、感光性の材料を用いて樹脂層を作製する。感光性の材料を用いるこ
とで、所望の形状の樹脂層を容易に形成することができる。例えば、開口を有する樹脂層
、またはそれぞれ厚さの異なる２以上の領域を有する樹脂層を、容易に形成することがで
きる。これにより、樹脂層が、バックゲート、外部接続端子、貫通電極等の作製の妨げに
なることを防止できる。
本発明の一態様では、線状レーザ装置を用いてレーザ光を照射する。ＬＴＰＳ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。
線状レーザ装置は、矩形長尺状に集光（線状レーザビームに成形）して、樹脂層に光を照
射する。
本発明の一態様の剥離方法を用いて、フレキシブルデバイスを作製することができる。図
１及び図２を用いて、フレキシブルデバイスの作製方法の一例を示す。
まず、図１（Ａ）に示すように、第１の積層体１１０と第２の積層体１２０を接着層１３
２によって貼り合わせる。
第１の積層体１１０は、作製基板１１１、樹脂層１１２、絶縁層１１３、トランジスタを
含む層１１４、及び表示素子１３１を有する。
ここで、表示素子１３１は中立面から１０μｍ以内に位置することが好ましく、５μｍ以
内に位置することがより好ましく、２．５μｍ以内に位置することがさらに好ましい。
表示素子１３１にＥＬ素子を用いる場合など、表示素子１３１には密着性の低い部分が生
じることがある。表示素子１３１を中立面から近い位置に配置することで、表示素子１３
１にかかる応力を低減することができる。そして、表示装置の作製における剥離工程、及
び表示装置を曲げて使用する際等に、膜剥がれが生じることを抑制できる。
樹脂層１１２は、感光性及び熱硬化性を有する材料を用いて、厚さ０．１μｍ以上３μｍ
以下で形成される。
トランジスタを含む層１１４は、チャネル形成領域に酸化物半導体を用いたトランジスタ
を有する。
第２の積層体１２０は、作製基板１２１、樹脂層１２２、絶縁層１２３、及び機能層１２
４を有する。
樹脂層１２２は、感光性及び熱硬化性を有する材料を用いて、厚さ０．１μｍ以上３μｍ
以下で形成される。機能層１２４は、例えば、カラーフィルタ等の着色層、ブラックマト
リクス等の遮光層、及びタッチセンサ等の検知素子のうち、少なくとも一つを有する。
次に、図１（Ｂ）に示すように、作製基板１１１を介して樹脂層１１２にレーザ光１６０
を照射する。レーザ光の照射には、線状レーザ装置を用いることが好ましい。作製基板１
１１に対して光源を相対的に移動させて、レーザ光を照射する。ここでは、作製基板１１
１を作製基板１２１よりも先に分離する例を示すが、これに限られない。作製基板１２１
を先に分離する場合は、線状レーザ装置を用いて、作製基板１２１を介して樹脂層１２２
にレーザ光を照射する。
次に、図１（Ｃ）に示すように、作製基板１１１と絶縁層１１３とを分離する。図１（Ｃ
）では、樹脂層１１２中で分離が生じる例を示す。作製基板１１１上には樹脂層の一部（
樹脂層１１２ａ）が残存する。絶縁層１１３側に残存する樹脂層１１２は図１（Ｂ）に比
べて薄膜化されている。なお、作製条件（樹脂層１１２の材料、レーザ照射条件等）によ
っては、作製基板１１１と樹脂層１１２の界面で分離が生じる場合がある。
次に、図１（Ｄ）に示すように、露出した樹脂層１１２と基板１４１を貼り合わせる。基
板１４１は、可撓性を有することが好ましい。例えば、樹脂層１１２と基板１４１は、接
着剤を用いて貼り合わせることができる。
次に、図２（Ａ）に示すように、作製基板１２１を介して樹脂層１２２にレーザ光１６０
を照射する。レーザ光の照射には、線状レーザ装置を用いることが好ましい。作製基板１
２１に対して光源を相対的に移動させて、レーザ光を照射する。
次に、図２（Ｂ）に示すように、作製基板１２１と絶縁層１２３とを分離する。図２（Ｂ
）では、樹脂層１２２中で分離が生じる例を示す。作製基板１２１上には樹脂層の一部（
樹脂層１２２ａ）が残存する。絶縁層１２３側に残存する樹脂層１２２は図２（Ａ）に比
べて薄膜化されている。
次に、図２（Ｃ）に示すように、露出した樹脂層１２２と基板１５１を貼り合わせる。基
板１５１は、可撓性を有することが好ましい。
以上の工程により、図２（Ｄ）に示すフレキシブルデバイス１００を作製することができ
る。
本発明の一態様の剥離方法及びフレキシブルデバイスの作製方法では、トランジスタのチ
ャネル形成領域に酸化物半導体を用いることで、トランジスタの作製工程を低温で行うこ
とができる。また、樹脂層を薄膜で耐熱性が低い層とすることができる。したがって、樹
脂層の材料の選択の幅が広い、低コストで量産性が高い、大判基板を用いて剥離及びフレ
キシブルデバイスの作製を行うことができる等のメリットを有する。
以下では、図３〜図１３を用いて、本発明の一態様のフレキシブルデバイスの作製方法に
ついて、より具体的に説明する。ここでは、フレキシブルデバイスとして、トランジスタ
及び有機ＥＬ素子を有する表示装置（アクティブマトリクス型の有機ＥＬ表示装置ともい
う）を作製する場合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、折り曲げ可能な（Ｆｏｌｄａｂｌｅ）有機ＥＬ表示装置とすることがで
きる。
なお、表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スパッタリング法、
化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真
空蒸着法、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉ
ｏｎ）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（ＰＥＣＶ
Ｄ：Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ）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（Ｍ
ＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ ＣＶＤ）法を使ってもよい。
表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スピンコート、ディップ、
スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドク
ターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等の方法に
より形成することができる。
表示装置を構成する薄膜を加工する際には、リソグラフィ法等を用いて加工することがで
きる。または、遮蔽マスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を形成してもよい。また
は、ナノインプリント法、サンドブラスト法、リフトオフ法などにより薄膜を加工しても
よい。フォトリソグラフィ法としては、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、
エッチング等により当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法と、感光性を有す
る薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法と、
がある。
リソグラフィ法において光を用いる場合、露光に用いる光は、例えばｉ線（波長３６５ｎ
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。
薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウエットエッチング法、サンドブラスト法
などを用いることができる。
［作製方法例１］
まず、作製基板１４上に、感光性及び熱硬化性を有する材料を用いて、樹脂層２３を形成
する（図３（Ａ））。
具体的には、感光性及び熱硬化性を有する材料を、厚さ０．１μｍ以上３μｍ以下となる
よう成膜し、加熱することで、樹脂層２３を形成する。加熱により、樹脂層２３中の脱ガ
ス成分（例えば、水素、水等）を低減することができる。特に、樹脂層２３上に形成する
各層の作製温度と同じまたはそれよりも高い温度で加熱することが好ましい。例えば、ト
ランジスタの作製温度が３５０℃までである場合、樹脂層２３となる膜を３５０℃以上４
５０℃以下で加熱することが好ましく、３５０℃以上４００℃以下がより好ましく、３５
０℃以上４００℃未満がさらに好ましく、３５０℃以上３７５℃未満がさらに好ましい。
これにより、トランジスタの作製工程における、樹脂層２３からの脱ガスを大幅に抑制す
ることができる。
本発明の一態様では、感光性を有する材料を用いて樹脂層２３となる膜を成膜するため、
光を用いたリソグラフィ法により、当該膜の一部を除去することができる。具体的には、
材料を成膜した後に溶媒を除去するための熱処理（プリベーク処理ともいう）を行い、そ
の後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。また、その後に熱処理（ポストベーク処理ともいう）を行うことが
好ましい。ポストベーク処理では、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。
樹脂層２３は、可撓性を有する。作製基板１４は、樹脂層２３よりも可撓性が低い。作製
基板１４上に樹脂層２３を形成することで、樹脂層２３の搬送を容易にすることができる
。
樹脂層２３の形成には、感光性のポリイミド樹脂（ｐｈｏｔｏ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｐ
ｏｌｙｉｍｉｄｅ、ＰＳＰＩともいう）を用いることが好ましい。
そのほか、樹脂層２３の形成に用いることができる材料としては、例えば、アクリル樹脂
、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシク
ロブテン系樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。
樹脂層２３は、スピンコータを用いて形成することが好ましい。スピンコート法を用いる
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。
樹脂層２３は、粘度が５ｃＰ以上５００ｃＰ未満、好ましくは粘度が５ｃＰ以上１００ｃ
Ｐ未満、好ましくは粘度が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。
樹脂層２３の厚さは、０．０１μｍ以上１０μｍ未満であることが好ましく、０．１μｍ
以上５μｍ以下であることがより好ましく、０．１μｍ以上３μｍ以下であることがより
好ましく、０．５μｍ以上１μｍ以下であることがさらに好ましい。低粘度の溶液を用い
ることで、樹脂層２３を薄く形成することが容易となる。樹脂層２３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。ただし、これに限定されず、樹脂層２
３の厚さは、１０μｍ以上としてもよい。例えば、樹脂層２３の厚さを１０μｍ以上２０
０μｍ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。
そのほか、樹脂層２３の形成方法としては、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、
ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ、スリットコート、ロ
ールコート、カーテンコート、ナイフコート等が挙げられる。
樹脂層２３の熱膨張係数は、０．１ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下であることが好ま
しく、０．１ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下であることがより好ましい。樹脂層２３
の熱膨張係数が低いほど、加熱により、トランジスタ等が破損することを抑制できる。
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は、可視光に対する透光性
が高いことが好ましい。
作製基板１４は、搬送が容易となる程度に剛性を有し、かつ作製工程にかかる温度に対し
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。
次に、樹脂層２３上に、絶縁層３１を形成する（図３（Ｂ））。
絶縁層３１は、樹脂層２３の耐熱温度以下の温度で形成する。また、絶縁層３１は、前述
の樹脂層２３の加熱工程における加熱温度と同じ温度またはそれより低い温度で形成する
ことが好ましい。
絶縁層３１は、樹脂層２３に含まれる不純物が、後に形成するトランジスタ及び表示素子
に拡散することを防ぐバリア層として用いることができる。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及び表示素子に拡散
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。
絶縁層３１としては、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、
窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用い
ることができる。また、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。無機絶縁膜は、成膜温度が高いほど緻密でバリア性の高
い膜となるため、高温で形成することが好ましい。
絶縁層３１に無機絶縁膜を用いる場合、成膜時の基板温度は、室温（２５℃）以上３５０
℃以下が好ましく、１００℃以上３００℃以下がさらに好ましい。
樹脂層２３の表面に凹凸がある場合、絶縁層３１は当該凹凸を被覆することが好ましい。
絶縁層３１は、当該凹凸を平坦化する平坦化層としての機能を有していてもよい。例えば
、絶縁層３１として、有機絶縁材料と無機絶縁材料を積層して用いることが好ましい。有
機絶縁材料としては、樹脂層２３に用いることができる樹脂が挙げられる。
絶縁層３１に有機絶縁膜を用いる場合、絶縁層３１の形成時に樹脂層２３にかかる温度は
、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。
次に、絶縁層３１上に、トランジスタ４０を形成する（図３（Ｃ））。
表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトラン
ジスタとしてもよいし、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。
ここではトランジスタ４０として、酸化物半導体層４４を有する、ボトムゲート構造のト
ランジスタを作製する場合を示す。
本発明の一態様において、トランジスタの半導体には、酸化物半導体を用いる。シリコン
よりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると、トラン
ジスタのオフ状態における電流を低減できるため好ましい。
トランジスタ４０は、樹脂層２３の耐熱温度以下の温度で形成する。また、トランジスタ
４０は、前述の樹脂層２３の加熱工程における加熱温度と同じ温度またはそれより低い温
度で形成することが好ましい。
具体的には、まず、絶縁層３１上に導電層４１を形成する。導電層４１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
去することで形成できる。
導電膜の成膜時の基板温度は、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。
表示装置が有する導電層には、それぞれ、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅
、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、もしくはタングステン等の
金属、またはこれを主成分とする合金を単層構造または積層構造として用いることができ
る。または、酸化インジウム、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、タングステンを含むイン
ジウム酸化物、タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、チタンを含むインジウム酸化
物、チタンを含むＩＴＯ、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ガリウムを添加
したＺｎＯ、またはシリコンを含むインジウム錫酸化物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、例えば膜
状に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。また、不純物
元素を含有させた酸化物半導体等の半導体を用いてもよい。または、銀、カーボン、もし
くは銅等の導電性ペースト、またはポリチオフェン等の導電性ポリマーを用いて形成して
もよい。導電性ペーストは、安価であり、好ましい。導電性ポリマーは、塗布しやすく、
好ましい。
続いて、絶縁層３２を形成する。絶縁層３２は、絶縁層３１に用いることのできる無機絶
縁膜を援用できる。
続いて、酸化物半導体層４４を形成する。酸化物半導体層４４は、酸化物半導体膜を成膜
した後、レジストマスクを形成し、当該酸化物半導体膜をエッチングした後にレジストマ
スクを除去することで形成できる。
酸化物半導体膜の成膜時の基板温度は、３５０℃以下が好ましく、室温以上２００℃以下
がより好ましく、室温以上１３０℃以下がさらに好ましい。
また、酸化物半導体膜は、不活性ガス及び酸素ガスのいずれか一方または双方を用いて成
膜することができる。なお、酸化物半導体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
、酸化物半導体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。
酸化物半導体膜の成膜に用いることができる酸化物ターゲットには、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸
化物（Ｍは、Ａｌ、Ｇａ、Ｙ、またはＳｎ）を適用することができる。特に、Ｉｎ−Ｇａ
−Ｚｎ系酸化物を用いることが好ましい。
酸化物半導体膜は、スパッタリング法により形成することができる。そのほか、例えばＰ
ＬＤ法、ＰＥＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＡＬＤ法、真空蒸着法などを用いてもよい。
続いて、導電層４３ａ及び導電層４３ｂを形成する。導電層４３ａ及び導電層４３ｂ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。
なお、導電層４３ａ及び導電層４３ｂの加工の際に、レジストマスクに覆われていない酸
化物半導体層４４の一部がエッチングにより薄膜化する場合がある。
導電膜の成膜時の基板温度は、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。
以上のようにして、トランジスタ４０を作製できる（図３（Ｃ））。トランジスタ４０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。
次に、トランジスタ４０を覆う絶縁層３３を形成する（図３（Ｄ））。絶縁層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。
また、絶縁層３３として、酸素を含む雰囲気下で上述のような低温で成膜した酸化シリコ
ン膜や酸化窒化シリ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、低温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、酸化物半導体層４４に酸素を供給することができる。その結果、酸化物
半導体層４４中の酸素欠損、及び酸化物半導体層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フレキシブルデバ
イスを実現できる。
以上の工程により、樹脂層２３上に絶縁層３１、トランジスタ４０、及び絶縁層３３を形
成することができる（図３（Ｄ））。
この段階において、後述する方法を用いて作製基板１４と絶縁層３１とを分離することで
、表示素子を有さないフレキシブルデバイスを作製することができる。例えば、トランジ
スタ４０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し、後
述する方法を用いて作製基板１４とトランジスタ４０とを分離することで、半導体回路を
有するフレキシブルデバイスを作製することができる。
次に、絶縁層３３上に絶縁層３４を形成する（図３（Ｅ））。絶縁層３４は、後に形成す
る表示素子の被形成面を有する層であるため、平坦化層として機能することが好ましい。
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。
絶縁層３４は、樹脂層２３の耐熱温度以下の温度で形成する。また、絶縁層３４は、前述
の樹脂層２３の加熱工程における加熱温度と同じ温度またはそれより低い温度で形成する
ことが好ましい。
絶縁層３４に有機絶縁膜を用いる場合、絶縁層３４の形成時に樹脂層２３にかかる温度は
、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。
絶縁層３４に無機絶縁膜を用いる場合、成膜時の基板温度は、室温以上３５０℃以下が好
ましく、１００℃以上３００℃以下がさらに好ましい。
次に、絶縁層３４及び絶縁層３３に、導電層４３ｂに達する開口を形成する。
その後、導電層６１を形成する（図４（Ａ））。導電層６１は、その一部が表示素子６０
の画素電極として機能する。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。
導電層６１は、樹脂層２３の耐熱温度以下の温度で形成する。また、導電層６１は、前述
の樹脂層２３の加熱工程における加熱温度と同じ温度またはそれより低い温度で形成する
ことが好ましい。
導電膜の成膜時の基板温度は、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。
次に、導電層６１の端部を覆う絶縁層３５を形成する（図４（Ａ））。絶縁層３５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。
絶縁層３５は、樹脂層２３の耐熱温度以下の温度で形成する。また、絶縁層３５は、前述
の樹脂層２３の加熱工程における加熱温度と同じ温度またはそれより低い温度で形成する
ことが好ましい。
絶縁層３５に有機絶縁膜を用いる場合、絶縁層３５の形成時に樹脂層２３にかかる温度は
、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。
絶縁層３５に無機絶縁膜を用いる場合、成膜時の基板温度は、室温以上３５０℃以下が好
ましく、１００℃以上３００℃以下がさらに好ましい。
次に、ＥＬ層６２及び導電層６３を形成する（図４（Ｂ））。導電層６３は、その一部が
表示素子６０の共通電極として機能する。
ＥＬ層６２は、蒸着法、塗布法、印刷法、吐出法などの方法で形成することができる。Ｅ
Ｌ層６２を画素毎に作り分ける場合、メタルマスクなどの遮蔽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。
ＥＬ層６２には、低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機
化合物を含んでいてもよい。
導電層６３は、蒸着法やスパッタリング法等を用いて形成することができる。
ＥＬ層６２及び導電層６３は、それぞれ、樹脂層２３の耐熱温度以下の温度で形成する。
また、ＥＬ層６２及び導電層６３は、それぞれ、前述の樹脂層２３の加熱工程における加
熱温度と同じ温度またはそれより低い温度で形成することが好ましい。導電層６３は、Ｅ
Ｌ層６２の耐熱温度以下の温度で形成する。
具体的には、ＥＬ層６２及び導電層６３の形成時の温度は、それぞれ、室温以上３５０℃
以下で形成することが好ましく、室温以上３００℃以下で形成することがさらに好ましい
。
以上のようにして、表示素子６０を形成することができる（図４（Ｂ））。表示素子６０
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。
ここでは、表示素子６０として、トップエミッション型の発光素子を作製する例を示した
が、本発明の一態様はこれに限られない。
発光素子は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型の
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
。
次に、導電層６３を覆って絶縁層７４を形成する（図４（Ｃ））。絶縁層７４は、表示素
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。表示素子６０
は、絶縁層７４によって封止される。
絶縁層７４は、樹脂層２３の耐熱温度以下の温度かつ表示素子６０の耐熱温度以下の温度
で形成する。また、絶縁層７４は、前述の樹脂層２３の加熱工程における加熱温度と同じ
温度またはそれより低い温度で形成することが好ましい。
絶縁層７４は、例えば、上述した絶縁層３１に用いることのできるバリア性の高い無機絶
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。
次に、絶縁層７４上に保護層７５を形成する（図５（Ａ））。保護層７５は、表示装置１
０の最表面に位置する層として用いることができる。保護層７５は、可視光に対する透過
性が高いことが好ましい。
保護層７５として、上述した絶縁層３１に用いることのできる有機絶縁膜を用いると、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
。また、保護層７５は、当該有機絶縁膜と、表面を傷などから保護するハードコート層（
例えば、窒化シリコン層など）や、押圧を分散可能な材質の層（例えば、アラミド樹脂層
など）等とが積層された構成であってもよい。
図５（Ｂ）には、接着層７５ｂを用いて絶縁層７４上に基板７５ａを貼り合わせた例を示
す。基板７５ａとしては、樹脂等が挙げられる。基板７５ａは、可撓性を有することが好
ましい。
接着層７５ｂには、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着
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。
基板７５ａには、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。
次に、作製基板１４を介して樹脂層２３にレーザ光６５を照射する（図６（Ａ））。
例えば、波長３０８ｎｍのエキシマレーザ、波長３４３ｎｍまたは３５５ｎｍの固体ＵＶ
レーザ等を用いることができる。レーザ光の照射には、線状レーザ装置を用いることが好
ましい。作製基板１４に対して光源を相対的に移動させて、レーザ光を照射する。
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約１／
３にでき、好ましい。
次に、作製基板１４と絶縁層３１とを分離する（図６（Ｂ））。図６（Ｂ）では、樹脂層
２３中で分離が生じる例を示す。作製基板１４上には樹脂層の一部（樹脂層２３ａ）が残
存する。絶縁層３１側に残存する樹脂層２３は図６（Ａ）に比べて薄膜化されている。
作製基板１４側に残存する樹脂層２３ａの厚さは、例えば、１００ｎｍ以下、具体的には
４０ｎｍ以上７０ｎｍ以下程度とすることができる。樹脂層２３ａを除去することで、作
製基板１１１は再利用が可能である。例えば、作製基板１４にガラスを用い、樹脂層２３
にポリイミド樹脂を用いた場合は、発煙硝酸を用いて樹脂層２３ａを除去することができ
る。また、作製基板１４に残存した樹脂層２３ａ上に、再度、感光性及び熱硬化性を有す
る材料を用いて、樹脂層２３を形成してもよい。
例えば、樹脂層２３に垂直方向に引っ張る力をかけることにより、樹脂層２３の少なくと
も一部を作製基板１４から剥離することができる。具体的には、保護層７５の上面の一部
を吸着し、上方に引っ張ることにより、樹脂層２３の少なくとも一部を作製基板１４から
引き剥がすことができる。
作製基板１４と絶縁層３１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
の起点を形成することが好ましい。
作製基板１４と絶縁層３１とを分離することにより、表示装置１０を作製することができ
る（図６（Ｃ））。表示装置１０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。
図６（Ｄ）に示すように、分離により露出した表面に、接着層２８を用いて基板２９を貼
り合わせてもよい。基板２９は、フレキシブルデバイスの支持基板として機能することが
できる。図６（Ｄ）は、樹脂層２３と基板２９が接着層２８によって貼り合わされている
例である。
基板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。
以上の工程により、トランジスタに酸化物半導体が適用され、ＥＬ素子に塗り分け方式が
適用された表示装置を作製することができる。
［作製方法例２］
まず、作製方法例１と同様に、作製基板１４上に、樹脂層２３から絶縁層３５までを順に
形成する（図７（Ａ））。
次に、図７（Ｂ）に示すように、保護層７１を形成する。
保護層７１は、剥離工程において、絶縁層３５や導電層６１の表面を保護する機能を有す
る。保護層７１には、容易に除去することのできる材料を用いることができる。
除去可能な保護層７１としては、例えば水溶性樹脂をその例に挙げることができる。塗布
した水溶性樹脂は表面の凹凸を被覆し、その表面の保護を容易にする。また、除去可能な
保護層７１として、光または熱により剥離可能な粘着剤を水溶性樹脂に積層したものを用
いてもよい。
除去可能な保護層７１として、通常の状態ではその接着力が強く、熱を加える、または光
を照射することによりその接着力が弱くなる性質を有する基材を用いてもよい。例えば、
加熱することにより接着力が弱くなる熱剥離テープや、紫外光を照射することにより接着
力が弱くなるＵＶ剥離テープ等を用いてもよい。また、通常の状態で接着力が弱い弱粘性
テープ等を用いることができる。
続いて、作製方法例１と同様の方法により、作製基板１４と絶縁層３１とを分離する（図
７（Ｃ））。図７（Ｃ）では、樹脂層２３中で分離が生じる例を示す。作製基板１４上に
は樹脂層の一部（樹脂層２３ａ）が残存する。絶縁層３１側に残存する樹脂層２３は図７
（Ｂ）に比べて薄膜化されている。
作製基板１４と絶縁層３１とを分離した後、保護層７１を除去する（図７（Ｃ））。
続いて、ＥＬ層６２及び導電層６３を形成することにより、表示素子６０を形成する（図
７（Ｄ））。
ＥＬ層６２及び導電層６３は、樹脂層２３（または絶縁層３１）をステージに固定した状
態で成膜してもよいが、図７（Ｄ）に示すように、支持基板７３にテープ７２等を用いて
固定し、支持基板７３を成膜装置のステージに配置した状態で成膜することが好ましい。
支持基板７３に樹脂層２３を固定することにより、樹脂層２３の装置内、及び装置間にお
ける搬送を容易とすることができる。支持基板７３には、作製基板１４に用いることがで
きる基板を適用できる。
次に、接着層１３を用いて、表示素子６０上に、基板２２を貼り合わせる。これにより、
表示素子６０を接着層１３及び基板２２で封止することができる（図７（Ｅ））。
接着層１３には、接着層７５ｂに用いることができる材料を適用できる。
基板２２には、基板７５ａに用いることができる材料を適用できる。
なお、作製方法例１と同様に、表示素子６０上に絶縁層７４を形成し、表示素子６０を絶
縁層７４で封止してもよい。そして、絶縁層７４上に、保護層７５を形成してもよい。
以上の工程により、表示装置１０を作製することができる（図７（Ｅ））。
作製方法例２では、作製基板１４から被剥離層を剥離した後に、当該被剥離層上にＥＬ層
６２及び導電層６３を形成することができる。ＥＬ層６２等の積層構造に密着性の低い部
分がある場合、剥離後にこれらの層を形成することで、剥離の歩留まりの低下を抑制でき
る。作製方法例２を用いることで、材料の選択の自由度がより高まり、より低コストで信
頼性の高い表示装置を実現することができる。
［作製方法例３］
まず、作製方法例１と同様に、作製基板１４上に、樹脂層２３から表示素子６０までを順
に形成する（図８（Ａ））。
また、作製基板９１上に、感光性及び熱硬化性を有する材料を用いて、樹脂層９３を形成
する（図８（Ｂ））。
樹脂層９３は、可撓性を有する。作製基板９１は、樹脂層９３よりも可撓性が低い。作製
基板９１上に樹脂層９３を形成することで、樹脂層９３の搬送を容易にすることができる
。
樹脂層９３には、ポリイミド樹脂を用いることが好ましい。そのほか、樹脂層９３の材料
及び形成方法については、樹脂層２３の記載を援用できる。
樹脂層９３の厚さは、０．０１μｍ以上１０μｍ未満であることが好ましく、０．１μｍ
以上５μｍ以下であることがより好ましく、０．１μｍ以上３μｍ以下であることがより
好ましく、０．５μｍ以上１μｍ以下であることがさらに好ましい。低粘度の溶液を用い
ることで、樹脂層９３を薄く形成することが容易となる。樹脂層９３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。ただし、これに限定されず、樹脂層９
３の厚さは、１０μｍ以上としてもよい。例えば、樹脂層９３の厚さを１０μｍ以上２０
０μｍ以下としてもよい。樹脂層９３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。
表示装置の表示面側に樹脂層９３が位置する場合、樹脂層９３は、可視光に対する透光性
が高いことが好ましい。
作製基板９１については、作製基板１４の記載を援用できる。
次に、樹脂層９３上に絶縁層９５を形成する。次に、絶縁層９５上に、着色層９７及び遮
光層９８を形成する（図８（Ｂ））。
絶縁層９５については、絶縁層３１の記載を援用できる。
着色層９７として、カラーフィルタ等を用いることができる。着色層９７は表示素子６０
の表示領域と重なるように配置する。
遮光層９８として、ブラックマトリクス等を用いることができる。遮光層９８は、絶縁層
３５と重なるように配置する。
次に、作製基板１４の樹脂層２３等が形成されている面と、作製基板９１の樹脂層９３等
が形成されている面と、接着層９９を用いて貼り合わせる（図８（Ｃ））。
次に、作製基板１４を介して樹脂層２３にレーザ光６５を照射する（図９（Ａ））。ここ
では、作製基板１４を作製基板９１よりも先に分離する例を示す。
次に、作製基板１４と絶縁層３１とを分離する（図９（Ｂ））。図９（Ｂ）では、樹脂層
２３中で分離が生じる例を示す。作製基板１４上には樹脂層の一部（樹脂層２３ａ）が残
存する。絶縁層３１側に残存する樹脂層２３は図９（Ａ）に比べて薄膜化されている。そ
して、露出した樹脂層２３と基板２９とを接着層２８を用いて貼り合わせる（図９（Ｃ）
）。
次に、作製基板９１を介して樹脂層９３にレーザ光６５を照射する（図１０（Ａ））。
次に、作製基板９１と絶縁層９５とを分離し、露出した樹脂層９３と基板２２とを接着層
１３を用いて貼り合わせる（図１０（Ｂ））。図１０（Ｂ）では、樹脂層９３中で分離が
生じる例を示す。作製基板９１上には樹脂層の一部（樹脂層９３ａ）が残存する。絶縁層
９５側に残存する樹脂層９３は図１０（Ａ）に比べて薄膜化されている。
図１０（Ｂ）において、表示素子６０の発光は、着色層９７及び樹脂層９３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。本発明の一態様の剥離方法では、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ることができる。
図１０（Ｃ）に示すように、樹脂層９３を除去し、接着層１３を用いて絶縁層９５に基板
２２を貼り合わせてもよい。
以上の工程により、トランジスタに酸化物半導体が適用され、カラーフィルタ方式が適用
された表示装置を作製することができる。
作製方法例３は、本発明の一態様の剥離方法を２回行ってフレキシブルデバイスを作製す
る例である。本発明の一態様では、フレキシブルデバイス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。
本実施の形態で説明したように、本発明の一態様の剥離方法では、トランジスタの作製工
程を、低温で行うことができる。また、樹脂層を、薄膜で耐熱性が低い層とすることがで
きる。したがって、樹脂層の材料の選択の幅が広い、低コストで量産性が高い、大判基板
を用いて剥離及びフレキシブルデバイスの作製を行うことができる等のメリットを有する
。また、樹脂層の厚さ起因でフレキシブルデバイスが反ることを抑制できることがある。
［作製方法例４］
本発明の一態様の剥離方法では、感光性を有する材料を用いて樹脂層を作製するため、所
望の形状の樹脂層を容易に形成することができる。
例えば、樹脂層に開口を形成し、開口を覆うように導電層を配置することで、後述する剥
離工程後に、一部が露出した電極（裏面電極、貫通電極ともいう）を形成することができ
る。当該電極は、外部接続端子として用いることもできる。
作製方法例４では、樹脂層に形成された開口を介して、外部接続端子とフレキシブルプリ
ント基板（ＦＰＣ）等の回路基板とを電気的に接続する例を示す。
まず、作製基板１４上に、感光性及び熱硬化性を有する材料を用いて、樹脂層２３となる
膜２１を形成する（図１１（Ａ））。
具体的には、感光性及び熱硬化性を有する材料を、厚さ０．１μｍ以上３μｍ以下となる
よう成膜する。
次に、熱処理を行うことで溶媒を除去し、フォトマスクを用いて露光する。その後、現像
を行って、膜２１を所望の形状に加工する。
例えば、図１１（Ｂ）では、樹脂層２３に開口を設ける例を示す。また、図１２（Ｂ）で
は、樹脂層２３に第１の領域と第１の領域よりも厚さの薄い第２の領域とを設ける例を示
す。
次に、所望の形状に加工された膜２１を加熱し、樹脂層２３を形成する（図１１（Ｂ））
。特に、樹脂層２３上に形成する各層の作製温度と同じまたはそれよりも高い温度で加熱
することが好ましい。例えば、トランジスタの作製温度が３５０℃までである場合、樹脂
層２３となる膜２１を３５０℃以上４５０℃以下で加熱することが好ましく、３５０℃以
上４００℃以下がより好ましく、３５０℃以上４００℃未満がさらに好ましく、３５０℃
以上３７５℃未満がさらに好ましい。これにより、トランジスタの作製工程における、樹
脂層２３からの脱ガスを大幅に抑制することができる。
次に、樹脂層２３上に、絶縁層３１を形成する。次に、絶縁層３１上に、トランジスタ８
０を形成する。
ここではトランジスタ８０として、酸化物半導体層４４と、２つのゲートを有するトラン
ジスタを作製する場合を示す。
トランジスタ８０は、樹脂層２３の耐熱温度以下の温度で形成する。また、トランジスタ
８０は、前述の樹脂層２３の加熱工程における加熱温度と同じまたはそれより低い温度で
形成することが好ましい。
具体的には、まず、絶縁層３１上に導電層８１を形成する。導電層８１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
去することで形成できる。
続いて、絶縁層８２を形成する。絶縁層８２は、絶縁層３１に用いることのできる無機絶
縁膜を援用できる。
続いて、酸化物半導体層８３を形成する。酸化物半導体層８３は、酸化物半導体膜を成膜
した後、レジストマスクを形成し、当該酸化物半導体膜をエッチングした後にレジストマ
スクを除去することで形成できる。酸化物半導体層８３は、酸化物半導体層４４に用いる
ことのできる材料を援用できる。
続いて、絶縁層８４及び導電層８５を形成する。絶縁層８４は、絶縁層３１に用いること
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。
次に、酸化物半導体層８３、絶縁層８４、及び導電層８５を覆う絶縁層３３を形成する（
図１１（Ｃ））。絶縁層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。
ここで、絶縁層３１、絶縁層８２、及び絶縁層３３は、それぞれ、樹脂層２３の開口と重
なる部分に開口を有する（図１１（Ｄ））。複数の層の開口を一括で形成してもよいし、
単層ごとに開口を形成してもよい。
続いて、導電層８６ａ、導電層８６ｂ、及び導電層８６ｃを形成する（図１１（Ｅ））。
導電層８６ａ、導電層８６ｂ、及び導電層８６ｃは、導電膜を成膜した後、レジストマス
クを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成
できる。
以上のようにして、トランジスタ８０を作製できる。トランジスタ８０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。
酸化物半導体層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８
６ｂと接続される部分と、を有する。
次に、絶縁層３３上に絶縁層３４から表示素子６０までを形成する。これらの工程は作製
方法例１を参照できる。
また、作製方法例３と同様に、作製基板９１上に樹脂層９３、絶縁層９５、着色層９７、
及び遮光層９８を形成する。
そして、作製基板１４の樹脂層２３等が形成されている面と、作製基板９１の樹脂層９３
等が形成されている面と、接着層９９を用いて貼り合わせる。この状態の断面模式図を図
１２（Ａ）、（Ｂ）に示す。
図１２（Ａ）、（Ｂ）は、樹脂層２３の構成のみが異なる。図１２（Ａ）は、樹脂層２３
が開口を有し、導電層８６ｃが作製基板１４と接している例である。図１２（Ｂ）は、樹
脂層２３が第１の領域と第１の領域よりも厚さが薄い第２の領域を有し、第２の領域に導
電層８６ｃが重なっている例である。
以降の工程は、図１２（Ｂ）に示す構成を例に挙げて説明する。
次に、作製基板１４を介して樹脂層２３にレーザ光を照射する。ここでは、作製基板１４
を作製基板９１よりも先に分離する例を示す。
次に、作製基板１４と絶縁層３１とを分離する（図１３（Ａ））。図１３（Ａ）では、樹
脂層２３中で分離が生じる例を示す。作製基板１４上には樹脂層の一部（樹脂層２３ａ）
が残存する。絶縁層３１側に残存する樹脂層２３は図１２（Ｂ）に比べて薄膜化されてい
る。また、樹脂層２３の第２の領域（他の領域よりも厚さが薄い領域）は、全て作製基板
１４側に位置する。そのため、導電層８６ｃが露出する。
なお、樹脂層２３が導電層８６ｃ上に残存した場合は、アッシング等により除去すること
が好ましい。または、樹脂層２３を除去しなくても、導電層８６ｃとＦＰＣとの電気的な
接続が可能である場合などは、樹脂層２３を除去しなくてもよい。
そして、露出した樹脂層２３と基板２９とを接着層２８を用いて貼り合わせる。なお、基
板２９及び接着層２８は、導電層８６ｃと重ならないように配置する。
次に、作製基板９１を介して樹脂層９３にレーザ光を照射する。次に、作製基板９１と絶
縁層９５とを分離する。そして、露出した樹脂層９３と基板２２とを接着層１３を用いて
貼り合わせる。
そして、接続体７６を介して、導電層８６ｃとＦＰＣ７７を電気的に接続する（図１３（
Ｂ））。
接続体７６としては、様々な異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃ
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。
本実施の形態では、トップエミッション型の発光素子を用いる例を示した。基板２２側は
表示面側であるため、基板２２側から導電層８６ｃを露出し、ＦＰＣ７７と電気的に接続
する場合は、表示領域とＦＰＣ７７を重ねることができず、ＦＰＣ７７を表示装置と重ね
る領域に制限がある。一方、本発明の一態様では、樹脂層２３に感光性の材料を用いるこ
とで、表示面とは反対側の面から導電層８６ｃを露出することができる。そのため、ＦＰ
Ｃ７７を表示領域と重ねて配置することができ、電子機器における省スペース化が可能で
ある。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様のフレキシブルデバイスについて図１４〜図１９を用
いて説明する。
本実施の形態では、フレキシブルデバイスとして、アクティブマトリクス型の有機ＥＬ表
示装置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、折り曲げ可能な（Ｆｏｌｄａｂｌｅ）有機ＥＬ表示装置とすることができる。また、
本発明の一態様は、有機ＥＬ素子を用いた発光装置及び表示装置に限られず、他の発光素
子または表示素子を用いた発光装置及び表示装置、半導体装置、並びに入出力装置等の各
種装置に適用することができる。
本発明の一態様は、樹脂層と、樹脂層上のトランジスタと、トランジスタと電気的に接続
される表示素子と、を有する表示装置である。
本発明の一態様では、トランジスタのチャネル形成領域に、酸化物半導体を用いる。実施
の形態１で説明した通り、酸化物半導体を用いることで、ＬＴＰＳを用いる場合よりも、
表示装置の作製プロセスの最高温度を下げること、表示装置の作製コストを下げること、
及び、表示装置の作製工程を簡略化することができる。
本発明の一態様では、樹脂層の厚さが、０．１μｍ以上３μｍ以下である。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。
樹脂層の耐熱性は、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。本発明の一態様では、樹脂層の５％重量減少温度は、４５０℃以下、４００℃
以下、４００℃未満、または３５０℃未満とすることができる。
本発明の一態様では、感光性の材料を用いて樹脂層を作製する。感光性の材料を用いるこ
とで、所望の形状の樹脂層を容易に形成することができる。例えば、開口を有する樹脂層
、またはそれぞれ厚さの異なる２以上の領域を有する樹脂層を、容易に形成することがで
きる。これにより、樹脂層が、バックゲート、外部接続端子、貫通電極等の作製の妨げに
なることを防止できる。
以下では、本発明の一態様の表示装置の構成について、具体的に説明する。なお、本実施
の形態の表示装置に用いることができる材料、及び表示装置の作製方法については、実施
の形態１も参照できる。
［構成例１］
図１４（Ａ）に、表示装置の上面図を示す。図１４（Ｂ）に表示装置の表示部３８１の断
面図及びＦＰＣ７７との接続部の断面図を示す。
図１４（Ａ）、（Ｂ）に示す表示装置は、一対の基板（基板２２及び基板２９）を有する
。基板２２側が表示装置の表示面側である。表示装置は、表示部３８１及び駆動回路部３
８２を有する。表示装置にはＦＰＣ７７が貼り付けられている。
図１４（Ｂ）に示す表示装置は、カラーフィルタ方式が適用されたトップエミッション構
造の表示装置である。
図１４（Ｂ）に示す表示装置は、基板２９、接着層２８、樹脂層２３、絶縁層３１、トラ
ンジスタ８０、導電層８６ｃ、絶縁層３３、絶縁層３４、絶縁層３５、表示素子６０、接
着層９９、着色層９７、遮光層９８、基板２２、接着層１３、樹脂層９３、及び絶縁層９
５を有する。
図１４（Ｂ）に示す表示装置は、実施の形態１の作製方法例３及び作製方法例４を参照し
て作製できる。
表示部３８１は、トランジスタ８０を有する。
トランジスタ８０は、導電層８１、絶縁層８２、酸化物半導体層８３、絶縁層８４、導電
層８５、導電層８６ａ、及び導電層８６ｂを有する。導電層８１及び導電層８５は、それ
ぞれゲートとして機能する。絶縁層８２及び絶縁層８４は、それぞれゲート絶縁層として
機能する。導電層８１は、絶縁層８２を介して酸化物半導体層８３と重なる。導電層８５
は、絶縁層８４を介して酸化物半導体層８３と重なる。導電層８６ａ及び導電層８６ｂの
うち一方は、酸化物半導体層８３のソース領域と電気的に接続され、他方は酸化物半導体
層８３のドレイン領域と電気的に接続される。
ここで、上述の通り、本発明の一態様では、トランジスタのチャネル形成領域に、酸化物
半導体を用いるため、樹脂層２３に高い耐熱性及び厚膜化が求められない。したがって、
樹脂層２３を薄膜とすることができる。これにより、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。樹脂層９３についても同様である。
樹脂層２３及び樹脂層９３の厚さは、それぞれ、０．０１μｍ以上１０μｍ未満であるこ
とが好ましく、０．１μｍ以上３μｍ以下であることがより好ましく、０．５μｍ以上１
μｍ以下であることがさらに好ましい。
絶縁層３３及び絶縁層３４のうち、少なくとも一層には、水または水素などの不純物が拡
散しにくい材料を用いることが好ましい。外部から不純物がトランジスタに拡散すること
を効果的に抑制することが可能となり、表示装置の信頼性を高めることができる。絶縁層
３４は、平坦化層としての機能を有する。
本実施の形態では、表示素子６０として発光素子を用いる例を示す。表示素子６０は、導
電層６１、ＥＬ層６２、及び導電層６３を有する。表示素子６０は、着色層９７側に光を
射出する。
トランジスタ、容量素子、及び配線等を、発光素子の発光領域と重ねて配置することで、
表示部３８１の開口率を高めることができる。
導電層６１及び導電層６３のうち、一方は、陽極として機能し、他方は、陰極として機能
する。導電層６１及び導電層６３の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると
、ＥＬ層６２に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電
子と正孔はＥＬ層６２において再結合し、ＥＬ層６２に含まれる発光物質が発光する。
導電層６１は、トランジスタ８０のソースまたはドレインと電気的に接続される。これら
は、直接接続されるか、他の導電層を介して接続される。導電層６１は、画素電極として
機能し、発光素子ごとに設けられている。隣り合う２つの導電層６１は、絶縁層３５によ
って電気的に絶縁されている。
ＥＬ層６２は、発光材料を含む層である。発光素子３０４には、発光材料として有機化合
物を用いた有機ＥＬ素子が好適である。
ＥＬ層６２は少なくとも１層の発光層を有する。ＥＬ層６２は、発光層以外の層として、
正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物
質、電子注入性の高い物質、またはバイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高
い物質）等を含む層をさらに有することができる。
ＥＬ層６２には低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化
合物を含んでいてもよい。
導電層６３は、共通電極として機能し、複数の発光素子にわたって設けられている。導電
層６３には、定電位が供給される。
ここで、表示素子６０は中立面から１０μｍ以内に位置することが好ましく、５μｍ以内
に位置することがより好ましく、２．５μｍ以内に位置することがさらに好ましい。
表示素子６０にＥＬ素子を用いる場合など、表示素子６０には密着性の低い部分が生じる
ことがある。表示素子６０を中立面から近い位置に配置することで、表示素子６０にかか
る応力を低減することができる。そして、表示装置の作製における剥離工程、及び表示装
置を曲げて使用する際等に、膜剥がれが生じることを抑制できる。
表示素子６０は、接着層９９を介して着色層９７と重なる。絶縁層３５は、接着層９９を
介して遮光層９８と重なる。
着色層９７は特定の波長域の光を透過する有色層である。例えば、赤色、緑色、青色、ま
たは黄色の波長域の光を透過するカラーフィルタなどを用いることができる。着色層９７
に用いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、または、顔料もしくは染料が
含まれた樹脂材料などが挙げられる。
なお、本発明の一態様は、カラーフィルタ方式に限られず、塗り分け方式、色変換方式、
または量子ドット方式等を適用してもよい。
遮光層９８は、隣接する着色層９７の間に設けられている。遮光層９８は隣接する発光素
子からの光を遮り、隣接する発光素子間における混色を抑制する。ここで、着色層９７の
端部を、遮光層９８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。
遮光層９８としては、発光素子の光を遮る材料を用いることができ、例えば、金属材料、
または、顔料もしくは染料を含む樹脂材料等を用いてブラックマトリクスを形成すること
ができる。なお、遮光層９８は、駆動回路部３８２などの表示部３８１以外の領域に設け
ると、導波光などによる意図しない光漏れを抑制できるため好ましい。
樹脂層２３と基板２９は接着層２８によって貼り合わされている。また、樹脂層９３と基
板２２は接着層１３によって貼り合わされている。
絶縁層９５及び絶縁層３１に防湿性の高い膜を用いることが好ましい。一対の防湿性の高
い絶縁層の間に表示素子６０及びトランジスタ８０等を配置することで、これらの素子に
水等の不純物が侵入することを抑制でき、表示装置の信頼性が高くなるため好ましい。
防湿性の高い絶縁膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の窒素と珪素を含
む膜、及び、窒化アルミニウム膜等の窒素とアルミニウムを含む膜等が挙げられる。また
、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いてもよい。
例えば、防湿性の高い絶縁膜の水蒸気透過量は、１×１０−５［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］
以下、好ましくは１×１０−６［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、より好ましくは１×１０
−７［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、さらに好ましくは１×１０−８［ｇ／（ｍ２・ｄａ
ｙ）］以下とする。
導電層８６ｃは、トランジスタが有する導電層と同一の材料及び同一の工程で形成するこ
とができる。例えば、導電層８６ｃは、導電層８６ａ及び導電層８６ｂと同一の材料及び
同一の工程で形成することができる。導電層８６ｃは、駆動回路部３８２に外部からの信
号または電位を伝達する外部入力端子と電気的に接続する。ここでは、外部入力端子とし
てＦＰＣ７７を設ける例を示している。接続体７６を介してＦＰＣ７７と導電層８６ｃは
電気的に接続する。
上述の通り、樹脂層２３は、感光性の材料を用いて形成することができる。そのため、樹
脂層２３に設けた開口を介して、導電層８６ｃとＦＰＣ７７とを電気的に接続することが
できる。このような構成とすることで、ＦＰＣ７７を、表示面とは反対側に配置すること
ができる。そのため、表示装置を電子機器に組み込む際に、ＦＰＣ７７を折り曲げるため
のスペースを省くことができ、より小型化した電子機器を実現できる。
なお、本発明の一態様の表示装置は図１４（Ａ）の構成に限定されない。図１５（Ａ）〜
（Ｅ）に、一対の基板（基板２２及び基板２９）を有する表示装置の上面図を示す。各表
示装置は、１つの表示部３８１及び１つ以上の駆動回路部３８２を有する。表示装置には
、ＦＰＣ７７が接続されている。ＦＰＣ７７は、基板２９上の外部接続電極（図示しない
）と電気的に接続されている。
図１５（Ａ）に示す表示装置は、１辺に駆動回路部３８２を有する。図１５（Ａ）に示す
表示装置は、表示面側にＦＰＣ７７が貼り付けられている点で、図１４（Ａ）に示す表示
装置と異なる。
図１５（Ｂ）に示す表示装置は、１辺に駆動回路部３８２を有する。図１４（Ａ）に示す
表示装置では、表示部３８１の短辺に沿って駆動回路部３８２が配置されているのに対し
、図１５（Ｂ）に示す表示装置は、表示部３８１の長辺に沿って駆動回路部３８２が配置
されている。
図１５（Ｃ）、（Ｄ）に示す表示装置は、それぞれ、２辺に駆動回路部３８２を有する。
図１５（Ｃ）では、対向する２辺に沿って駆動回路部３８２が設けられている。図１５（
Ｄ）では、表示装置の短辺に沿って設けられた駆動回路部３８２と、長辺に沿って設けら
れた駆動回路部３８２とを有する。
図１５（Ｅ）は、表示部３８１が円形の上面形状を有する表示装置の例である。表示部３
８１は、多角形に限られず、円形または楕円形等、様々な上面形状をとることができる。
また、表示装置も、多角形に限られず、円形または楕円形等、様々な上面形状をとること
ができる。図１５（Ｅ）の表示装置の上面形状は、曲線の部分と直線の部分の双方を有す
る。
［構成例２］
図１６（Ａ）、（Ｂ）、図１７及び図１８に、図１４（Ｂ）とは異なる表示装置の表示部
３８１の断面図を示す。以降の構成例では、構成例１と同様の構成要素については説明を
省略することがある。図１７では、ＦＰＣ７７との接続部の断面図も示す。
図１６（Ａ）、（Ｂ）、図１７及び図１８に示す表示装置は、それぞれ、カラーフィルタ
方式が適用されたトップエミッション構造の表示装置である。
図１６（Ａ）、（Ｂ）に示す表示装置は、基板２９、接着層２８、樹脂層２３、絶縁層２
４、樹脂層２５、絶縁層３１、トランジスタ８０、絶縁層３３、絶縁層３４、絶縁層３５
、表示素子６０、接着層９９、着色層９７、遮光層９８、基板２２、接着層１３、樹脂層
９３、及び絶縁層９５を有する。
図１６（Ａ）、（Ｂ）に示す表示装置は、図１４（Ｂ）の構成に、絶縁層２４及び樹脂層
２５を加えた構成である。
また、図１６（Ｂ）では、トランジスタ８０のゲートとして機能する導電層８１が、絶縁
層２４と樹脂層２５との間に位置する。
樹脂層２５は、感光性の材料を用いて作製する。感光性の材料を用いることで、所望の形
状の樹脂層２５を容易に形成することができる。そのため、樹脂層２５に開口を設け、当
該開口を介して、導電層８１と他の導電層との接続することができる。
トランジスタのチャネル形成領域に、酸化物半導体を用いるため、樹脂層２５には高い耐
熱性及び厚膜化が求められない。したがって、樹脂層２５を薄膜とすることができる。こ
れにより、導電層８１の電界を効果的に酸化物半導体層８３に印加することができる。導
電層８１及び導電層８５によってチャネルを誘起させるための電界を効果的に酸化物半導
体層８３に印加することができるため、トランジスタ８０の電流駆動能力が向上し、高い
オン電流特性を得ることが可能となる。
樹脂層２５が平坦化機能を有すると、導電層８１による段差が平坦化されるため、後の工
程の成膜が容易となり好ましい。
樹脂層２３と樹脂層２５とを接して設ける場合に比べて、間に絶縁層２４を設けることで
密着性を高めることができることがある。
図１７に示す表示装置は、基板２９、接着層２８、樹脂層２３、樹脂層２５、トランジス
タ８０、導電層８１ａ、導電層８６ｃ、絶縁層３３、絶縁層３４、絶縁層３５、表示素子
６０、接着層９９、着色層９７、遮光層９８、基板２２、接着層１３、樹脂層９３、及び
絶縁層９５を有する。
図１７に示す表示装置は、図１４（Ｂ）の構成から絶縁層３１を除き、樹脂層２５を加え
た構成である。
また、図１７では、トランジスタ８０のゲートとして機能する導電層８１が、樹脂層２３
と樹脂層２５との間に位置する。
表示装置の作製工程において、導電層８１となる導電膜を加工する際に、樹脂層２３の一
部が除去されてしまうことがある。樹脂層２３が均一な膜でない場合、または樹脂層２３
に大きな開口が形成されている場合には、作製基板の剥離の歩留まりが低下する恐れがあ
る。図１７に示す表示装置では、樹脂層２３及び導電層８１に接して樹脂層２５を有する
。そのため、樹脂層２３が除去された部分では、樹脂層２５を用いて作製基板との剥離を
行うことができる。したがって、表示装置の作製の歩留まりを高めることができる。
導電層８１ａ及び導電層８６ｃは、トランジスタが有する導電層と同一の材料及び同一の
工程で形成することができる。例えば、導電層８１ａは、導電層８１と同一の材料及び同
一の工程で形成することができる。導電層８１ａ及び接続体７６を介して、ＦＰＣ７７と
導電層８６ｃは電気的に接続する。
図１８に示す表示装置は、基板２９、接着層２８、樹脂層２３、絶縁層２４、樹脂層２５
、絶縁層２６、トランジスタ８０、絶縁層３３、絶縁層３４、絶縁層３５、表示素子６０
、接着層９９、着色層９７、遮光層９８、基板２２、接着層１３、樹脂層９３、及び絶縁
層９５を有する。
図１８に示す表示装置は、図１６（Ｂ）の構成に、絶縁層２６を加えた構成である。
図１８では、導電層８１が絶縁層２４及び絶縁層２６に囲まれている。例えば、導電層８
１に銅などを用いる場合には、酸化を防止するため、絶縁層２４及び絶縁層２６で囲むこ
とが好ましい。絶縁層２４及び絶縁層２６としては、例えば、窒化シリコン膜が好適であ
る。
［構成例３］
図１９（Ａ）、（Ｂ）に表示装置の表示部３８１の断面図を示す。図１９（Ｂ）には、駆
動回路部３８２の断面図及びＦＰＣ７７との接続部の断面図も示す。
図１９（Ａ）に示す表示装置は、塗り分け方式が適用された表示装置であり、ボトムエミ
ッション構造、トップエミッション構造、またはデュアルエミッション構造とすることが
できる。図１９（Ｂ）に示す表示装置は、カラーフィルタ方式が適用されたボトムエミッ
ション構造の表示装置である。
図１９（Ａ）に示す表示装置は、基板２９、接着層２８、樹脂層２３、絶縁層３１、トラ
ンジスタ４０、絶縁層３３、絶縁層３４、絶縁層３５、表示素子６０、絶縁層７４、及び
保護層７５を有する。
図１９（Ａ）に示す表示装置は、実施の形態１の作製方法例１または作製方法例２を参照
して作製できる。
トランジスタ４０は、導電層４１、絶縁層３２、酸化物半導体層４４、導電層４３ａ、及
び導電層４３ｂを有する。導電層４１は、ゲートとして機能する。絶縁層３２は、ゲート
絶縁層として機能する。導電層４１は、絶縁層３２を介して酸化物半導体層４４と重なる
。導電層４３ａ及び導電層４３ｂは、酸化物半導体層４４と接続する。導電層４３ａ及び
導電層４３ｂのうち一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。
絶縁層７４は、表示素子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。表示素子６０は、絶縁層７４によって封止される。
保護層７５は、表示装置の最表面に位置する層として用いることができる。保護層７５は
、可視光に対する透過性が高いことが好ましい。保護層７５には、樹脂層２３に用いるこ
とができる材料を適用できる。
図１９（Ｂ）に示す表示装置は、基板２９、接着層２８、樹脂層２３、絶縁層３１、トラ
ンジスタ４０、トランジスタ５０、導電層８６ｃ、導電層７８、絶縁層３３、絶縁層３４
、絶縁層３５、表示素子６０、接着層７５ｂ、基板７５ａ、及び着色層９７を有する。
図１９（Ｂ）では、トランジスタ４０及びトランジスタ５０が、図１９（Ａ）に示すトラ
ンジスタ４０の構成に加えて、ゲートとして機能する導電層４５を有する例を示す。
表示素子６０は、着色層９７側に光を射出する。
導電層７８は、導電層６１と同一の材料及び同一の工程で形成することができる。導電層
７８及び接続体７６を介してＦＰＣ７７と導電層８６ｃは電気的に接続する。
図１９（Ｂ）に示すように、導電層８６ｃは、樹脂層２３の開口を介してＦＰＣ７７と電
気的に接続していなくてもよい。導電層８６ｃは、絶縁層３３、絶縁層３４、及び絶縁層
３５の開口を介してＦＰＣ７７と電気的に接続されている。
本実施の形態で説明したように、本発明の一態様のフレキシブルデバイスでは、酸化物半
導体をトランジスタに用いるため、トランジスタの作製工程を、低温で行うことができる
。また、樹脂層を、薄膜で耐熱性が低い層とすることができる。したがって、表示装置の
軽量化及び薄型化が可能となる。また、表示装置の可撓性を高めることができる。また、
樹脂層の厚さ起因でフレキシブルデバイスが反ることを抑制できることがある。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態３）
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、図２０及び
図２１を用いて説明する。
図２０に示す表示モジュール８０００は、上部カバー８００１と下部カバー８００２との
間に、ＦＰＣ８００３に接続されたタッチパネル８００４、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。
本発明の一態様の表示装置は、例えば、表示パネル８００６に用いることができる。
上部カバー８００１及び下部カバー８００２は、タッチパネル８００４及び表示パネル８
００６のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
タッチパネル８００４としては、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８００４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。
フレーム８００９は、表示パネル８００６の保護機能の他、プリント基板８０１０の動作
により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレー
ム８００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。
プリント基板８０１０は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号
処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても
良いし、別途設けたバッテリ８０１１による電源であってもよい。バッテリ８０１１は、
商用電源を用いる場合には、省略可能である。
また、表示モジュール８０００は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加
して設けてもよい。
本発明の一態様により、曲面を有し、信頼性の高い電子機器を作製できる。また、本発明
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。
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパー
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。
本発明の一態様の電子機器は、家屋もしくはビルの内壁もしくは外壁、または、自動車の
内装もしくは外装の曲面に沿って組み込むことができる。
本発明の一態様の電子機器は、二次電池を有していてもよく、非接触電力伝送を用いて、
二次電池を充電することができると好ましい。
二次電池としては、例えば、ゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池（リチウムイオ
ンポリマー電池）等のリチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラ
ジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛電池などが挙げられる
。
本発明の一態様の電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信する
ことで、表示部で映像や情報等の表示を行うことができる。また、電子機器がアンテナ及
び二次電池を有する場合、アンテナを非接触電力伝送に用いてもよい。
本発明の一態様の電子機器は、センサ（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）を有
していてもよい。
本発明の一態様の電子機器は、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）を実行す
る機能、無線通信機能、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す機
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、静止画または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（外部または電子機
器に内蔵）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、本発明の一態様の電子機器が有す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。
図２１（Ａ）〜（Ｃ）に、湾曲した表示部７０００を有する電子機器の一例を示す。表示
部７０００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。なお、表示部７０００は可撓性を有していてもよい。
表示部７０００は、本発明の一態様の表示装置を用いて作製される。本発明の一態様によ
り、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い電子機器を提供できる。
図２１（Ａ）に携帯電話機の一例を示す。図２１（Ａ）に示す携帯電話機７１１０は、筐
体７１０１、表示部７０００、操作ボタン７１０３、外部接続ポート７１０４、スピーカ
７１０５、マイク７１０６、カメラ７１０７等を有する。
携帯電話機７１１０は、表示部７０００にタッチセンサを備える。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、指やスタイラスなどで表示部７０００に触れるこ
とで行うことができる。
また、操作ボタン７１０３の操作により、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や、表示部７０００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。
また、携帯電話機内部に、ジャイロセンサまたは加速度センサ等の検出装置を設けること
で、携帯電話機の向き（縦か横か）を判断して、表示部７０００の画面表示の向きを自動
的に切り替えるようにすることができる。また、画面表示の向きの切り替えは、表示部７
０００を触れること、操作ボタン７１０３の操作、またはマイク７１０６を用いた音声入
力等により行うこともできる。
図２１（Ｂ）に携帯情報端末の一例を示す。図２１（Ｂ）に示す携帯情報端末７２１０は
、筐体７２０１及び表示部７０００を有する。さらに、操作ボタン、外部接続ポート、ス
ピーカ、マイク、アンテナ、カメラ、またはバッテリ等を有していてもよい。表示部７０
００にはタッチセンサを備える。携帯情報端末の操作は、指やスタイラスなどで表示部７
０００に触れることで行うことができる。
本実施の形態で例示する携帯情報端末は、例えば、電話機、手帳または情報閲覧装置等か
ら選ばれた一つまたは複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとしてそれぞれ
用いることができる。本実施の形態で例示する携帯情報端末は、例えば、移動電話、電子
メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、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。
携帯情報端末７２１０は、文字及び画像情報等をその複数の面に表示することができる。
例えば、３つの操作ボタン７２０２を一の面に表示し、矩形で示す情報７２０３を他の面
に表示することができる。図２１（Ｂ）では、携帯情報端末７２１０の上側に操作ボタン
７２０２が表示され、携帯情報端末７２１０の横側に情報７２０３が表示される例を示す
。なお、例えば携帯情報端末７２１０の横側に操作ボタン７２０２を表示し、例えば携帯
情報端末７２１０の上側に情報７２０３を表示してもよい。また、携帯情報端末７２１０
の３面以上に情報を表示してもよい。
情報７２０３の例としては、ＳＮＳ（ソーシャル・ネットワーキング・サービス）の通知
、電子メールや電話などの着信を知らせる表示、電子メールなどの題名もしくは送信者名
、日時、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報７２０３
が表示されている位置に、情報の代わりに、操作ボタン、アイコンなどを表示してもよい
。
図２１（Ｃ）にテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置７３００は、筐体７３
０１に表示部７０００が組み込まれている。ここでは、スタンド７３０３により筐体７３
０１を支持した構成を示している。
図２１（Ｃ）に示すテレビジョン装置７３００の操作は、筐体７３０１が備える操作スイ
ッチや、別体のリモコン操作機７３１１により行うことができる。または、表示部７００
０にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部７０００に触れることで操作しても
よい。リモコン操作機７３１１は、当該リモコン操作機７３１１から出力する情報を表示
する表示部を有していてもよい。リモコン操作機７３１１が備える操作キーまたはタッチ
パネルにより、チャンネル及び音量の操作を行うことができ、表示部７０００に表示され
る映像を操作することができる。
なお、テレビジョン装置７３００は、受信機及びモデムなどを備えた構成とする。受信機
により一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線または無
線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双
方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能であ
る。
図２１（Ｄ）〜（Ｆ）に、可撓性を有し、曲げることのできる表示部７００１を有する携
帯情報端末の一例を示す。
表示部７００１は、本発明の一態様の表示装置を用いて作製される。例えば、曲率半径０
．０１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲げることができる表示装置等を適用できる。また、表
示部７００１はタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部７００１に触れることで
携帯情報端末を操作することができる。本発明の一態様により、可撓性を有する表示部を
備え、且つ信頼性の高い電子機器を提供できる。
図２１（Ｄ）に腕時計型の携帯情報端末の一例を示す。携帯情報端末７８００は、バンド
７８０１、表示部７００１、入出力端子７８０２、操作ボタン７８０３等を有する。バン
ド７８０１は、筐体としての機能を有する。また、携帯情報端末７８００は、可撓性を有
するバッテリ７８０５を搭載することができる。バッテリ７８０５は例えば表示部７００
１またはバンド７８０１等と重ねて配置してもよい。
バンド７８０１、表示部７００１、及びバッテリ７８０５は可撓性を有する。そのため、
携帯情報端末７８００を所望の形状に湾曲させることが容易である。
操作ボタン７８０３は、時刻設定のほか、電源のオン、オフ動作、無線通信のオン、オフ
動作、マナーモードの実行及び解除、省電力モードの実行及び解除など、様々な機能を持
たせることができる。例えば、携帯情報端末７８００に組み込まれたオペレーティングシ
ステムにより、操作ボタン７８０３の機能を自由に設定することもできる。
また、表示部７００１に表示されたアイコン７８０４に指等で触れることで、アプリケー
ションを起動することができる。
また、携帯情報端末７８００は、通信規格に準拠し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７８００は入出力端子７８０２を有していてもよい。入出力端子７８
０２を有する場合、他の情報端末とコネクタを介して直接データのやりとりを行うことが
できる。また入出力端子７８０２を介して充電を行うこともできる。なお、本実施の形態
で例示する携帯情報端末の充電動作は、入出力端子を介さずに非接触電力伝送により行っ
てもよい。
図２１（Ｅ）、（Ｆ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末の一例を示す。図２１（Ｅ）で
は、表示部７００１が内側になるように折りたたんだ状態、図２１（Ｆ）では、表示部７
００１が外側になるように折りたたんだ状態の携帯情報端末７６５０を示す。携帯情報端
末７６５０は表示部７００１及び非表示部７６５１を有する。携帯情報端末７６５０を使
用しない際に、表示部７００１が内側になるように折りたたむことで、表示部７００１の
汚れ及び傷つきを抑制できる。なお、図２１（Ｅ）、（Ｆ）では携帯情報端末７６５０を
２つ折りにした構成を示しているが、携帯情報端末７６５０は３つ折りにしてもよいし、
４つ折り以上にしてもよい。また、携帯情報端末７６５０は、操作ボタン、外部接続ポー
ト、スピーカ、マイク、アンテナ、カメラ、またはバッテリ等を有していてもよい。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
本実施例では、本発明の一態様の剥離方法を用いて加工部材から作製基板を剥離した結果
について説明する。
図２２に加工部材５００の断面模式図を示す。加工部材５００に用いた材料は以下の通り
である。なお、加工部材５００では、トランジスタと作製基板とを分離することを想定し
、トランジスタの半導体層として用いる酸化物半導体層及びゲート絶縁層として用いる絶
縁層を樹脂層上に形成している。
作製基板１１１としては、厚さ約０．７ｍｍのガラス基板を用いた。樹脂層１１２として
は、厚さ約１．５５μｍのポリイミド樹脂膜を用いた。絶縁層１１６としては、厚さ約２
００ｎｍの酸化窒化シリコン膜１１６ａ、厚さ約４００ｎｍの窒化シリコン膜１１６ｂ、
及び厚さ約５０ｎｍの酸化窒化シリコン膜１１６ｃの積層体を用いた。酸化物半導体層１
１４ａとしては、厚さ約４０ｎｍのＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物膜を用いた。絶縁層１１５と
しては、厚さ約１５０ｎｍの酸化窒化シリコン膜を用いた。接着層１３２としては、厚さ
約５μｍの熱硬化性のエポキシ樹脂を用いた。可撓性基板１５５としては、厚さ約２３μ
ｍのフィルムを用いた。保護フィルム１５６としては、厚さ約１００μｍのフィルムを用
いた。
なお、感光性及び熱硬化性であり、粘度は約３０ｃＰである材料を用いて、ポリイミド樹
脂膜を形成した。
次に、加工部材５００から作製基板１１１を剥離する工程について説明する。
加工部材５００に対して、作製基板１１１側からレーザ光を照射した。レーザ光は上面視
において加工部材５００の全面に照射した。なお、照射時には加工部材５００の外周部に
遮光用のマスクを設けた。
レーザ光のレーザ発振器として、波長３０８ｎｍのＸｅＣｌエキシマレーザを用いた。発
振器の設定エネルギーは９８０ｍＪ、繰り返し周波数は６０Ｈｚ、スキャン速度は１１．
７ｍｍ／秒とした。光学系を調節することで、レーザ光の断面を０．６ｍｍ×３００ｍｍ
の線状に成形した。また、光学系にアッテネータを使用した。アッテネータによる照射エ
ネルギーの減衰率は１０％とした。
レーザ光の照射後、加工部材５００の保護フィルム１５６側から、上記外周部より内側に
カッターで切れ目を入れることで、加工部材５００から作製基板１１１を剥離した。
図２３（Ａ）に、作製基板１１１を剥離した後の加工部材５００、及び剥離した作製基板
１１１の外観写真を示す。また、図２３（Ｂ）に剥離した作製基板１１１の表面付近の断
面ＳＴＥＭ写真を示す。図２３（Ｂ）より、剥離した作製基板１１１上に厚さ約５０ｎｍ
の樹脂層１１２が残っていることがわかる。
図２３（Ａ）、（Ｂ）より、本発明の一態様の剥離方法によって、作製基板と樹脂層の境
界近傍を界面として作製基板を剥離できることが確認できた。
本実施例では、本発明の一態様に用いるポリイミド樹脂層の水の放出について調査する目
的で作製した試料の昇温脱離ガス分析法（ＴＤＳ：Ｔｈｅｒｍａｌ Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏ
ｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析の結果について説明する。
ＴＤＳ分析に用いた試料は、以下に作製方法を説明する試料Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ
２、Ｂ３、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の９つである。
まず、９つの試料全てにおいて、ガラス基板８１１上に厚さ約１．５５μｍのポリイミド
樹脂層８１２を形成した。ポリイミド樹脂層８１２の形成において、窒素雰囲気で１時間
の熱処理を行った。該熱処理の温度については試料ごとに以下のように異なる。すなわち
、試料Ａ１、試料Ｂ１、試料Ｃ１は３５０℃で、試料Ａ２、試料Ｂ２、試料Ｃ２は４００
℃で、試料Ａ３、試料Ｂ３、試料Ｃ３は４５０℃で熱処理を行った。
次に、試料Ｂ１乃至試料Ｂ３及び試料Ｃ１乃至試料Ｃ３において、ポリイミド樹脂層８１
２上に厚さ約２００ｎｍの酸化窒化シリコン膜８１３ａを形成した。次に、試料Ｃ１乃至
試料Ｃ３において、酸化窒化シリコン膜８１３ａ上に、厚さ約４００ｎｍの窒化シリコン
膜８１３ｂ及び厚さ約５０ｎｍの酸化窒化シリコン膜８１３ｃをこの順で形成した。
以上のようにして作製した９つの試料の断面模式図を図２４（Ａ）〜（Ｃ）に示す。
上記の９つの試料に対してＴＤＳ分析を行った結果を図２５（Ａ）〜（Ｃ）に示す。図２
５（Ａ）は試料Ａ１乃至試料Ａ３の、図２５（Ｂ）は試料Ｂ１乃至試料Ｂ３の、図２５（
Ｃ）は試料Ｃ１乃至試料Ｃ３のＴＤＳ分析結果である。なお、該ＴＤＳ分析においては、
水分子に相当する質量電荷比Ｍ／ｚ＝１８の放出量を測定した。図２５（Ａ）〜（Ｃ）で
横軸は基板の加熱温度［℃］をとり、縦軸は質量電荷比Ｍ／ｚ＝１８の放出量に比例する
強度をとる。
図２５（Ａ）より、ポリイミド樹脂層８１２の形成時の加熱温度を４００℃以上とするこ
とで、例えば、酸化物半導体を用いたトランジスタの作製温度を３５０℃までとした場合
において、水の放出を抑制できることがわかる。また、図２５（Ｂ）、（Ｃ）より、ポリ
イミド樹脂層８１２上に無機膜を設けた構成では、ポリイミド樹脂層８１２の形成時の加
熱温度を４００℃以上とすることで、４００℃までの水分の放出を抑制できることがわか
る。
以上、本実施例の結果より、ポリイミド樹脂層の形成時の加熱温度を４００℃以上とする
ことで、ポリイミド樹脂層上に酸化物半導体を用いたトランジスタを形成した場合に、ポ
リイミド樹脂層から水分が放出されることを抑制できることが確認できた。これにより、
ポリイミド樹脂層の水の放出に起因するトランジスタの特性変動を抑制できると示唆され
た。
本実施例では、作製基板上に樹脂層を介して形成されたトランジスタの、作製基板からの
剥離前後における電気特性を比較した結果について説明する。作製基板の剥離方法は、実
施例１で説明した方法と同様である。
本実施例で作製したトランジスタの構成は、図１２（Ａ）等に示すトランジスタ８０と同
様である。
作製基板１４としては、厚さ約０．７ｍｍのガラス基板を用いた。樹脂層２３としては、
厚さ約１．５５μｍのポリイミド樹脂膜を用いた。絶縁層３１としては、厚さ約２００ｎ
ｍの酸化窒化シリコン膜を用いた。トランジスタのバックゲート電極として機能する導電
層８１としては、厚さ約１００ｎｍのチタン膜を用いた。絶縁層８２としては、厚さ約４
００ｎｍの窒化シリコン膜及び厚さ約５０ｎｍの酸化窒化シリコン膜の積層を用いた。酸
化物半導体層８３としては、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３の酸化物ターゲッ
トを用いて形成した厚さ約４０ｎｍのＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物半導体膜を用いた。絶縁層
８４としては、厚さ約１５０ｎｍの酸化窒化シリコン膜を用いた。トランジスタのゲート
電極として機能する導電層８５としては、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３の酸
化物ターゲットを用いて形成した厚さ約１００ｎｍのＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物膜を用いた
。絶縁層３３としては、厚さ約１００ｎｍの窒化シリコン膜及び厚さ約３００ｎｍの酸化
窒化シリコン膜の積層を用いた。導電層８６ａ、８６ｂとしては、厚さ約１０ｎｍのチタ
ン膜及び厚さ約１００ｎｍの銅膜を用いた。絶縁層３４としては、厚さ約１．５μｍのア
クリル樹脂膜を用いた。
上記のトランジスタについて、Ｉｄ−Ｖｇ特性（ドレイン電流−ゲート電圧特性）を測定
した。測定条件は、作製基板の剥離の前後で以下のように異なる。剥離前においては、Ｉ
ｄ−Ｖｇ特性の測定は、ドレイン電圧を０．１Ｖまたは２０Ｖとし、バックゲート電圧及
びゲート電圧を−８Ｖから８Ｖまで０．２５Ｖステップで掃引させた。剥離後においては
、Ｉｄ−Ｖｇ特性の測定は、ドレイン電圧を０．１Ｖまたは１０Ｖとし、バックゲート電
圧及びゲート電圧を−８Ｖから８Ｖまで０．２５Ｖステップで掃引させた。
Ｉｄ−Ｖｇ特性の測定結果を図２６及び図２７に示す。図２６（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ
、チャネル長Ｌが３μｍ、チャネル幅Ｗが５０μｍのトランジスタの、剥離前及び剥離後
の測定結果である。図２７（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、チャネル長Ｌが６μｍ、チャネル
幅Ｗが５０μｍのトランジスタの、剥離前及び剥離後の測定結果である。図２６及び図２
７では、横軸にゲート電圧Ｖｇ［Ｖ］、左側の縦軸にドレイン電流Ｉｄ［Ａ］、右側の縦
軸に電界効果移動度μＦＥ［ｃｍ２／Ｖｓ］をとる。また、図２６及び図２７において、
太い実線はドレイン電圧が１０Ｖまたは２０ＶのＩｄ−Ｖｇ特性を、太い一点鎖線はドレ
イン電圧が０．１ＶのＩｄ−Ｖｇ特性を、細い破線はドレイン電圧が１０Ｖまたは２０Ｖ
の電界効果移動度μＦＥを示している。また、剥離前及び剥離後に測定されたトランジス
タは、同一の樹脂層２３上に形成された異なるトランジスタである。
図２６及び図２７に示す通り、樹脂層から作製基板を剥離する前後において、樹脂層上に
形成されたトランジスタの電気特性にほとんど差がみられないことが確認できた。
以上、本実施例により、本発明の一態様の剥離方法を用いることで、樹脂層上に設けられ
たトランジスタの電気特性にほとんど影響を与えることなく、樹脂層から作製基板を剥離
できることが示された。
以下では、本発明の一態様の剥離方法における表１に示す項目について詳述する。
Figure 0006903714
実施例１等に示すように、作製基板への特別な処理（プラズマ処理など）は、不要である
。樹脂層の材料としては、感光性を有し、ポリイミド樹脂前駆体を含む材料が好適である
。または、樹脂層の材料としては、非感光性の、可溶性ポリイミド樹脂を含む材料が好適
である。樹脂層を形成するための加熱条件としては、Ｎ２雰囲気下、３５０℃ベークが好
適である。
ここで、樹脂層の材料を塗布すると、基板の外周部などに不均一に塗布された部分が生じ
ることがある。樹脂層の硬化前に、このような不要な部分を容易に除去できることが好ま
しい。例えば、シンナーなどの有機溶剤を用いて除去することができる。樹脂層の材料に
よっては、シンナーと反応して白濁、ゲル化、または凝固などが生じることがある。実施
例１等で使用した樹脂層の材料は、シンナーなどの有機溶剤に溶解するため、樹脂層の硬
化前に不要な部分を容易に除去できる。
感光性を有する材料を用いると、樹脂層の加工が容易となり好ましい。材料を塗布した後
、露光、現像を行うことで、樹脂層を加工することができる。レジストマスクの形成が不
要であるため、作製工程を短縮することができる。
非感光性の材料を用いる場合、材料を塗布し加熱により硬化させた後、樹脂層上にレジス
トを塗布し、露光、現像を行うことで、レジストマスクを形成する。その後、ドライエッ
チングを行うことで樹脂層を加工することができる。
樹脂層上に被剥離層（トランジスタ、表示素子等）を形成する工程、及び基板との貼り合
わせ工程時に、作製装置が位置合わせ用のマーカを読み取りやすいことが好ましい。感光
性を有する材料に比べて、非感光性の材料は、可視光の透過性が高い場合がある。有色の
樹脂層に比べて可視光の透過性が高い樹脂層は、マーカ認識が容易となり、設計時のレイ
アウトの自由度が高まり好ましい。
剥離後に樹脂層を除去する場合、貫通電極を露出することができる。樹脂層は、アッシン
グにより除去することが好ましい。アッシング、ドライエッチング等を用いる場合、樹脂
層の開口の形状は、垂直に近い形状となる。樹脂層を除去するため、出来上がりの装置は
、樹脂層の色味の影響を受けない。
剥離後に樹脂層を除去しない場合、剥離により貫通電極を露出することが好ましい。樹脂
層の形成時に、樹脂層に開口を設け、開口内に貫通電極を形成する。感光性を有する材料
を用いる場合は、露光技術により樹脂層に開口を形成することができる。このとき、開口
の形状は、テーパー形状となる。非感光性の材料を用いる場合は、レジストマスクを用い
て樹脂層に開口を形成することができる。このとき、開口の形状は、垂直に近い形状とな
る。そして、剥離によって、樹脂層及び貫通電極が露出する。なお、貫通電極には、作製
基板との密着性が低い材料を用いることが好ましい。また、貫通電極と作製基板との接触
面積は小さいほど好ましい。樹脂層を除去しないため、出来上がりの装置は、樹脂層の色
味の影響を受ける。有色の樹脂を用いる場合には、光取り出し効率の低下を抑制するため
、不要な部分に樹脂層を設けないことが好ましい。可視光に対する透過性が高い樹脂層を
用いると、樹脂層が残存していても光取り出し効率が低下しにくく好ましい。
剥離のしやすさはいずれも同程度に良好である。
１０ 表示装置
１３ 接着層
１４ 作製基板
２１ 膜
２２ 基板
２３ 樹脂層
２３ａ 樹脂層
２４ 絶縁層
２５ 樹脂層
２６ 絶縁層
２８ 接着層
２９ 基板
３１ 絶縁層
３２ 絶縁層
３３ 絶縁層
３４ 絶縁層
３５ 絶縁層
４０ トランジスタ
４１ 導電層
４３ａ 導電層
４３ｂ 導電層
４４ 酸化物半導体層
４５ 導電層
５０ トランジスタ
６０ 表示素子
６１ 導電層
６２ ＥＬ層
６３ 導電層
６５ レーザ光
７１ 保護層
７２ テープ
７３ 支持基板
７４ 絶縁層
７５ 保護層
７５ａ 基板
７５ｂ 接着層
７６ 接続体
７７ ＦＰＣ
７８ 導電層
８０ トランジスタ
８１ 導電層
８１ａ 導電層
８２ 絶縁層
８３ 酸化物半導体層
８４ 絶縁層
８５ 導電層
８６ａ 導電層
８６ｂ 導電層
８６ｃ 導電層
９１ 作製基板
９３ 樹脂層
９３ａ 樹脂層
９５ 絶縁層
９７ 着色層
９８ 遮光層
９９ 接着層
１００ フレキシブルデバイス
１１０ 積層体
１１１ 作製基板
１１２ 樹脂層
１１２ａ 樹脂層
１１３ 絶縁層
１１４ トランジスタを含む層
１１４ａ 酸化物半導体層
１１５ 絶縁層
１１６ 絶縁層
１１６ａ 酸化窒化シリコン膜
１１６ｂ 窒化シリコン膜
１１６ｃ 酸化窒化シリコン膜
１２０ 積層体
１２１ 作製基板
１２２ 樹脂層
１２２ａ 樹脂層
１２３ 絶縁層
１２４ 機能層
１３１ 表示素子
１３２ 接着層
１４１ 基板
１５１ 基板
１５５ 可撓性基板
１５６ 保護フィルム
１６０ レーザ光
３８１ 表示部
５００ 加工部材
８１１ ガラス基板
８１２ ポリイミド樹脂層
８１３ａ 酸化窒化シリコン膜
８１３ｂ 窒化シリコン膜
８１３ｃ 酸化窒化シリコン膜
７０００ 表示部
７００１ 表示部
７１０１ 筐体
７１０３ 操作ボタン
７１０４ 外部接続ポート
７１０５ スピーカ
７１０６ マイク
７１０７ カメラ
７１１０ 携帯電話機
７２０１ 筐体
７２０２ 操作ボタン
７２０３ 情報
７２１０ 携帯情報端末
７３００ テレビジョン装置
７３０１ 筐体
７３０３ スタンド
７３１１ リモコン操作機
７６５０ 携帯情報端末
７６５１ 非表示部
７８００ 携帯情報端末
７８０１ バンド
７８０２ 入出力端子
７８０３ 操作ボタン
７８０４ アイコン
７８０５ バッテリ
８０００ 表示モジュール
８００１ 上部カバー
８００２ 下部カバー
８００３ ＦＰＣ
８００４ タッチパネル
８００５ ＦＰＣ
８００６ 表示パネル
８００９ フレーム
８０１０ プリント基板
８０１１ バッテリ

Claims (3)

  1. 基板上に、感光性を有する樹脂層を形成する第１の工程と、
    前記樹脂層上に、絶縁層を形成する第２の工程と、
    前記絶縁層上に、トランジスタを形成する第３の工程と、
    前記第１の工程乃至前記第３の工程の後に、レーザを前記基板側から前記樹脂層へ照射し、少なくとも前記トランジスタと前記基板とを分離する第４の工程と、
    前記第４の工程より前に、前記樹脂層に膜厚の小さい第１の領域を形成し、前記第１の領域と重なる領域を有する導電層を形成する第５の工程と、を有し、
    前記絶縁層は、窒化シリコン膜と、酸化窒化シリコン膜とを有する積層体を有し、
    前記窒化シリコン膜の膜厚は、前記酸化窒化シリコン膜の膜厚より大きい、半導体装置の作製方法。
  2. 請求項１において、
    前記樹脂層は、粘度が１０ｃＰ以上５０ｃＰ未満の溶液を用いて形成される、半導体装置の作製方法。
  3. 請求項１または請求項２において、
    感光性及び熱硬化性を有する材料を第１の温度で加熱して、前記樹脂層を形成し、
    前記第１の温度以下の温度で、前記トランジスタを形成する、半導体装置の作製方法。
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