JP7213330B2 - 剥離方法 - Google Patents
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Description
法に関する。
一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明
の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物(コンポジション・
オブ・マター)に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明
の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装
置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として
挙げることができる。
示素子などが作られている。ガラスは、高い耐熱性を有し、剛性も高いことから、様々な
素子をその基板上に作製することが可能となっており、ガラス基板上に作製された素子は
、ディスプレイなどにも広く応用されている。
とその重量も大きくなり、取扱いが困難になってゆく。また、ガラスは脆く、衝撃に弱い
為、破損しやすいという一面もある。
ある。
い場合が多い。また、また、たわみやすく、膨張、収縮しやすいために、高精度の加工が
しにくいという問題もある。
ものを用いることによって、曲面を有せしめたり、形状を変えて使用したりすることが可
能となる。これは、堅くて脆いガラス基板を用いた装置では実現が難しい特徴となる。
文献1には、有機EL(Electroluminescence)素子が適用された可
撓性を有する発光装置が開示されている。
それぞれ提供することを課題とする。または、本発明の一態様は、破損しにくい素子、半
導体装置、表示装置および発光装置をそれぞれ提供することを課題とする。または、本発
明の一態様は、可とう性を有する素子、半導体装置、表示装置および発光装置をそれぞれ
提供することを課題とする。
光装置をそれぞれ提供することを課題とする。または、本発明の一態様は、破損しにくく
安価な素子、半導体装置、表示装置および発光装置をそれぞれ提供することを課題とする
。または、本発明の一態様は、可とう性を有し且つ安価な素子、半導体装置、表示装置お
よび発光装置を提供することを課題とする。
作製方法をそれぞれ提供することを課題とする。または、本発明の一態様は、破損しにく
い素子、半導体装置、表示装置および発光装置の作製方法をそれぞれ提供することを課題
とするまたは、本発明の一態様は、可とう性を有する素子、半導体装置、表示装置および
発光装置の作製方法をそれぞれ提供することを課題とする。
光装置の作製方法をそれぞれ提供することを課題とする。または、本発明の一態様は、破
損しにくく安価な素子、半導体装置、表示装置および発光装置の作製方法をそれぞれ提供
することを課題とする。または、本発明の一態様は、可とう性を有し、且つ安価な素子、
半導体装置、表示装置および発光装置の作製方法をそれぞれ提供することを課題とする。
、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。
脂層に接して形成された第2の樹脂層と、前記第2の樹脂層に接して形成された第1の層
とを有し、前記第2の樹脂層はポリイミド樹脂を主成分として構成され、前記第1の樹脂
層と前記第2の樹脂層との界面において、LC/MS(液体クロマトグラフィー質量分析
)測定における質量電荷比において、300以上950以下の物質が検出される素子であ
る。
比において、350以上900以下の物質が検出される素子である。
比において、300以上950以下の物質が5以上、好ましくは10以上検出される素子
である。
る。
れている半導体装置である。
に金属酸化物を有するトランジスタである半導体装置である。
る表示装置である。
形成し、前記第1の樹脂層上に被剥離層を形成し、前記第1の樹脂層にレーザ光を照射す
ることによって、前記第1の樹脂層内部にLC/MS測定における質量電荷比において、
300以上950以下の物質を含む分離領域を形成し、前記作製基板と前記被剥離層とを
前記分離領域で分離する剥離方法である。
形成し、前記第1の樹脂層上にトランジスタを含む被剥離層を形成し、前記第1の樹脂層
にレーザ光を照射することによって、前記第1の樹脂層内部にLC/MS測定における質
量電荷比において、300以上950以下の物質がを含む分離領域を形成し、前記作製基
板と前記被剥離層とを前記分離領域で分離する剥離方法である。
において、300以上950以下の物質が5以上、好ましくは10以上含まれる分離領域
を有する剥離方法である。
定における質量電荷比において、350以上900以下の物質がを含む分離領域を形成し
、前記作製基板と前記被剥離層とを前記分離領域で分離する剥離方法である。
において、350以上900以下の物質が5以上、好ましくは10以上含まれる分離領域
を有する剥離方法である。
に金属酸化物を含む半導体装置の作製方法である。
置の作製方法である。
作製方法である。
た、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム又はTCP(Tape Carr
ier Package)が取り付けられたモジュール、TCPの先にプリント配線板が
設けられたモジュール、又は発光素子にCOG(Chip On Glass)方式によ
りIC(集積回路)が直接実装されたモジュールは、発光装置を有する場合がある。さら
に、照明器具は、発光装置を有する場合がある。
それぞれ提供できる。または、本発明の一態様は、破損しにくい素子、半導体装置、表示
装置および発光装置をそれぞれ提供できる。または、本発明の一態様は集積化された素子
、半導体装置を提供できる。または、本発明の一態様は、可とう性を有する素子、半導体
装置、表示装置および発光装置をそれぞれ提供できる。
光装置をそれぞれ提供できる。または、本発明の一態様は、破損しにくく安価な素子、半
導体装置、表示装置および発光装置をそれぞれ提供できる。または、本発明の一態様は集
積化され且つ安価な素子、半導体装置を提供できる。または、本発明の一態様は、可とう
性を有し且つ安価な素子、半導体装置、表示装置および発光装置を提供できる。
作製方法をそれぞれ提供できる。または、本発明の一態様は、破損しにくい素子、半導体
装置、表示装置および発光装置の作製方法をそれぞれ提供できる。または、本発明の一態
様は集積化された素子、半導体装置の作製方法を提供できる。または、本発明の一態様は
、可とう性を有する素子、半導体装置、表示装置および発光装置の作製方法をそれぞれ提
供できる。
光装置の作製方法をそれぞれ提供できる。または、本発明の一態様は、破損しにくく安価
な素子、半導体装置、表示装置および発光装置の作製方法をそれぞれ提供できる。または
、本発明の一態様は集積化され且つ安価な素子、半導体装置の作製方法を提供できる。ま
たは、本発明の一態様は、可とう性を有し、且つ安価な素子、半導体装置、表示装置およ
び発光装置の作製方法をそれぞれ提供できる。
ュール、発光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することができる。ま
たは、発光効率が高い発光素子を提供することができる。または、消費電力の小さいディ
スプレイモジュール、照明モジュール、発光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を
各々提供することができる。
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。
着する方法に関しては、様々な方法が提唱されている。一般に、樹脂層や無機層による剥
離層を用い、その界面や内部において密着性の弱い部分を形成し、作製基板上に形成され
た素子類を作製基板から分離する方法が採られているが、容易に分離可能なほど作製基板
との密着性を弱めてしまうと当該素子類の形成過程においての剥がれが生じてしまい、一
方で、密着性が強すぎると分離する際にかかる力による破損の可能性が大きくなる。
ことができる剥離方法を提供する。素子類を歩留まり良く分離することができることで、
製品の不良によるコスト増加を抑えることが可能となり、安価に製品を提供できるように
なる。
樹脂は比較的熱に強い為に、上層に形成する素子の加熱に対する制限温度を高く設定する
ことができる。十分な加熱を行うことが可能であるため、素子類の信頼性を高めることが
できる。また、作製温度のより高い素子を利用することが可能となる。具体的には350
℃での加熱も可能となることから、金属酸化物を用いた良好な特性を有する半導体素子を
形成することも容易となる。
のものを用いることができる。ポリイミドの前駆体が含まれる溶液を塗布してイミド化す
ることで形成するポリイミド膜でも、可用性のポリイミドを塗布して形成するポリイミド
膜でもどちらでも構わないし、その他の方法で形成されるポリイミド膜であっても構わな
い。
でも良いが、当該作製基板から分離し、他の基板や素子上に移し替えて利用したい素子類
を形成する。例えばトランジスタや表示素子、発光素子などがこれにあたる。被剥離層に
は複数種類の素子が同時に含まれていても良い。その他作製基板上に形成することが可能
なものであれば被剥離層として形成することができる。
支持基板を張り付ける。支持基板は、その後そのまま分離せずに用いても良いし、もう一
度分離工程を行うことを前提に仮の基板を用いても良い。
ーザ光を透過し、且つ被剥離層に含まれる素子を形成するに十分に大きな耐熱性、剛性、
十分に小さな膨張率を備えているものとする。具体的にはガラス基板などが好ましい。
を始め、含まれる分子の分解を引き起こす。これにより、分解が起こった部分における膜
の強度が低下し、十分に小さい力で被剥離層を支持基板から分離することが可能となる。
、意図せず剥離が起こってしまう事を防ぎ、且つ、被剥離層へのダメージを防ぎ、且つ、
適度なきっかけと力でもって作製基板と被剥離層とを分離することが可能な、良好な剥離
性能を有する状態においては、特定の分子量の分解物がその界面に存在することがわかっ
た。
たは、複数存在する。また、剥離界面に存在する物質を任意の有機溶剤で洗い流し、得ら
れた洗浄液をLC/MS(液体クロマトグラフィー質量分析)で分析すると、質量電荷比
(m/z)が300以上950以下、好ましくは350以上900以下のイオンが1つ、
又は、複数検出される。剥離性が良好なほど界面から検出される質量電荷比(m/z)が
300以上950以下好ましくは350以上900以下の物質の種類が増えるため、5以
上の物質、より好ましくは、10以上の物質、さらに好ましくは20以上の物質、さらに
好ましくは30以上の物質が検出される。検出される物質の数は、同じ質量電荷比又は分
子量であっても、LC/MS分析における液体クロマトグラフィー分離において保持時間
が異なる場合は、異なる物質である。さらに、LC/MSのフォトダイオードアレイ(P
DA)検出器におけるクロマトグラムにおいて、良好な剥離性を有する界面ほど、質量電
荷比(m/z)が300以上950以下好ましくは350以上900以下の物質の量、す
なわち面積強度比が大きくなる。剥離界面から検出する物質、又はイオンは、いずれもポ
リイミドがレーザ照射により分解した結果生成する物質であって、ガラス基板や剥離に用
いるフィルムに由来する物質またはイオンは数に含まない。
法を必要とする製品を歩留まり良く製造することができるようになり、安価にそれらを提
供できるようになる。
えば、
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、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11.7
mm/秒とし、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、また、光学系にアッテネータを使用し、アッテネータによる照射エネルギー
の減衰率は10%とする方法が挙げられるもちろん、その他のレーザを用いても良い。
ジスタのチャネル形成領域に、金属酸化物を有することが好ましい。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、剥離層には高い耐熱性が求められる。
は300℃以下で形成することができる。そのため、被剥離層に高い耐熱性は求められな
い。したがって、被剥離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、LTPSを用いる場合に比べて、工程が簡略化でき好ましい。
m以上50μm以下であることが好ましい。なお、剥離層の厚さは50nm以上20μm
以下であることが好ましい。前記膜厚の範囲内で可能な限り剥離層を薄膜化することで、
軽量化、薄膜化、コストダウン、可とう性の向上を実現することができる。
と共に具体的に説明する。
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:Pulse Laser Depos
ition)法、原子層成膜(ALD:Atomic Layer Depositio
n)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(P
ECVD)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(
MOCVD: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、ナイフコート等により形
成することができる。
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。
以下、表示装置を例に、本発明の一態様の剥離方法について説明する。まず、作製基板1
4上に、剥離層23を形成する(図1)。
。樹脂層24の形成方法はこれに限られず、印刷法等を用いても良い。
層24は、熱硬化性を有する材料を用いて形成することが好ましい。本実施の形態では、
樹脂層24は、感光性を有さない材料(非感光性の材料ともいう)を用いて形成する。
ることが好ましい。樹脂層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。
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。
、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。
る温度に耐えうる程度の耐熱性を有し、且つ、剥離工程で照射されるレーザ光に対する透
光性を備えるものを用いる。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、サファイヤ、樹脂などが挙げられる。この中でガラスが汎用性もあり、価
格や大面積化の観点からも好ましい。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。
B))。
とができる。特に、剥離層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、剥離層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
℃以下で加熱することがさらに好ましい。これにより、トランジスタの作製工程における
、剥離層23からの脱ガスを大幅に抑制することができる。
加熱処理を行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。
間以下がより好ましく、1時間以上6時間以下がさらに好ましい。なお、第1の加熱処理
の時間はこれに限定されない。例えば、第1の加熱処理を、RTA(Rapid The
rmal Annealing)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、処理時間が短縮するこ
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。
。例えば、樹脂層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、樹脂層24よりも剥離層23が薄くなる場合がある。ま
たは、加熱処理時に加熱雰囲気成分が含まれることにより、体積が増大し、樹脂層24よ
りも剥離層23が厚くなる場合もある。
ク処理ともいう)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
90℃以上120℃以下で行うことができる。または、第1の加熱処理がプリベーク処理
を兼ねてもよく、第1の加熱処理によって、樹脂層24に含まれる溶媒を除去してもよい
。
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。剥離層23の熱膨張係数が
低いほど、加熱を原因とする、トランジスタ等の破損やトランジスタ等を構成する層等へ
のクラック発生を抑制することができる。
らの光が当該剥離層23を透過して観察されることになるため、剥離層23は、可視光に
対する透光性が高いことが好ましい。
実施の形態ではトランジスタと表示素子を形成する例を示したが、本発明の一態様はこれ
に限られることなく、作製基板14から分離して用いたい任意の素子を形成すれば良い。
低い温度で形成することが好ましい。
や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3
1は、剥離層23を加熱した際に、剥離層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機能を有することが好ましい。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、剥離層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。
の含有量が多い材料を指し、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
含有量が多い材料を指す。
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。
、第1の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。
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。
以上であることがより好ましく。3.0eV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。
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。
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1(D))。
、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。
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。
処理の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。
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。
処理の温度より低い温度で形成することが好ましい。
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。
発光素子60の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。
化合物を含んでいてもよい。
形成する。また、第1の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。
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。
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
。ここでは、トップエミッション型の発光素子を作製することを想定している。
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60
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、第1の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。
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。
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
。
aを貼り合わせた例を示す。
剤、嫌気型接着剤等の各種硬化型接着剤の各種樹脂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、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。なお、再度剥離を行って異なる基板に張り付ける場合には、基板7
5aはどのような基板を用いても良い。また、可とう性を有せしめる為には、基板75a
の厚さや材質により、必要とする程度の可とう性を有する材質、形状の基板を用いれば良
い。
該作製基板14を介して剥離層23にレーザ光を照射し、剥離層23内部に分離領域25
を形成する(図3(B))。分離領域25は、レーザ光を照射することによって剥離層2
3を構成する分子が分解し、脆くなった部分である。なお、図中分離領域25は剥離層2
3内に形成されているが、剥離層23における作製基板14との界面に形成されていても
良い。剥離層23をポリイミド樹脂で形成した場合には、当該分離領域25には、LC/
MS測定において、質量電荷比が300以上950以下好ましくは350以上900以下
のイオンに由来する物質の少なくとも1が含まれる。このような分子は、ポリイミドがレ
ーザ照射されたことによって分解してできた生成物であり、適度な力で容易に作製基板1
4を分離することができる、良好な剥離性能を有する分離領域25において観測されるも
のである。なお、最終製品においては、分離領域25として分離した面に、当該分子が残
存しているため、測定によりその存在を確認することができる。
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、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11.7
mm/秒とし、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、また、光学系にアッテネータを使用し、アッテネータによる照射エネルギー
の減衰率は10%とする方法が挙げられるもちろん、その他のレーザを用いても良い。
4から被剥離層を剥離することができる(図3(C))。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から被剥離層を容易に引き剥
がすことができる。
面に浸透するように剥離を行うことで、剥離性を向上させることができる。また、剥離時
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。
もよい。例えば、分離領域25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剥離層23に切り
込みを入れ、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。
用いて貼り合わせてもよい(図3(D))。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。
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。
が適用された表示装置を作製することができる。
において、質量電荷比が300以上950以下好ましくは350以上900以下のイオン
に由来する物質の少なくとも1が含まれることになる。LC/MS測定において、質量電
荷比が300以上950以下のイオンに由来する物質はレーザ照射による分解で生じたも
のであって、その他の部分、すなわち、剥離層23と被剥離層との界面(絶縁層31との
界面)には検出されないものである。
以降の作製方法例では、先に説明した作製方法例と同様の部分について、説明を省略する
ことがある。
各構成要素を作製する際には、剥離層23の耐熱温度以下で形成する。これら各構成要素
は、第1の加熱処理の温度及び第2の加熱処理の温度の双方より低い温度で形成すること
が好ましい。
る部分の剥離層23内部に分離領域25を形成する。(図4(A))レーザの種類、波長
、出力などは作製方法1に準拠する。この際、剥離層23に、レーザ光を照射しない部分
を設ける。レーザ光を照射しない部分には分離領域25が形成されないため、運搬などに
より誤って剥離してしまうことを防ぐことができる。
具65を差し込み、枠状に切れ目64を入れる。この切れ目64が分離の起点となる。
れを分離の起点としてもよい。
のように、分離領域25のように切れ目64の内側に、複数の表示装置を配置するとよい
。これにより、複数の表示装置を一度にまとめて作製基板から剥離することができる。
5となる位置に表示素子や半導体素子を作り分けてもよい。図4(B3)では、作製基板
上に、4つの分離領域を形成する例を示す。4つの分離領域それぞれに、枠状に切れ目6
4を入れることで、各表示装置を異なるタイミングで剥離することができる。
が形成されない部分と、を設ける。分離領域25が形成されない部分は剥離層23が脆く
なっていないので作製基板14から剥離しにくい状態である。そのため、被剥離層21が
作製基板14から意図しないタイミングで剥離してしまうことを抑制することができる。
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、作製基板14と被剥離層2
1とを分離することができる。したがって、剥離のタイミングを制御でき、かつ、高い剥
離性を実現できる。これにより、剥離工程、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。
る樹脂の分子を分解し、脆くなった領域である分離領域25を形成し、当該分離領域25
より分離することで作製基板14から被剥離層21を剥離することができる。
板29とを、接着層28を用いて貼り合わせる(図5(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。
が適用された表示装置を作製することができる。
図6(A)は、表示装置10Aの上面図である。図6(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6(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と基板29との間に着色
層97を有していてもよい。
て、ゲート電極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。
よって、剥離層23に含まれる樹脂の分子を分解し、脆くなった領域である分離領域25
を形成し、当該分離領域より分離することで作製基板14から被剥離層21を剥離するこ
とができるそのため、本実施の形態の表示装置の作製方法を適用して作製された表示装置
が有する接着層28と剥離層23との間の領域(接着層28と剥離層23との界面)には
、レーザ光が照射されたことによって剥離層23が分解して生成したLC/MS測定にお
いて、質量電荷比が300以上950以下のイオンに由来する物質の少なくともいずれか
が存在する。これらの分子量の分子が存在する剥離層23は、適度に分子が分解されるこ
とによって、意図せず被剥離層21が剥離してしまったりすることを抑制しつつ、良好な
剥離性能を有するため、歩留まり良く表示装置を製造することができる。
pectroscopy、FTIR)、核磁気共鳴分光法(1H-NMR)、ガスクロマ
トグラフ質量分析法(GC/MS)、液体クロマトグラフ質量分析法(LC/MS)、飛
行時間型二次イオン質量分析法(TOF-SIMS)、及びマトリックス支援レーザ脱離
イオン化飛行時間型質量分析法(MALDI-TOFMS)などの分析法を1種以上用い
て、分離した剥離層23の表面(分離領域25)または接着層28の表面を分析すること
によって、剥離層23と接着層28の界面に存在する分子を確認することができる。
の剥離界面側の表面と、を任意の溶媒(トルエン、クロロホルム、1,1,3,3-ヘキ
サフルオロー2-プロパノール(略称:HFIP)等)で洗い流し、得られた洗浄液を任
意の溶剤(アセトニトリル等、LC/MS測定に用いる有機溶媒が好ましい)で希釈して
、測定サンプルを作成する。
る層、例えばポリイミドと接着剤(エポキシ樹脂等)が接している層等、の特定を行う。
剥離界面の特定に用いる分析手法はTEM-EDX(透過電子顕微鏡-エネルギー分散型
X線分析等)が挙げられる。特定した界面付近をTOF-SIMS(飛行時間型二次イオ
ン質量分析)等の深さ方向の分子量分布情報が得られる分析手法にて分析する方法や、M
ALDI-MS(マトリックス支援レーザ脱離イオン化質量分析)など横方向の分子量分
布情報が得られる分析手法を用いて分析することができる。また、前記の方法にて剥離界
面を特定した後、剥離界面にて剥離し、表面を露出させた後に、両剥離界面の表面を任意
の溶剤(トルエン、クロロホルム、HFIP等)で洗い流し、得られた洗浄液を任意の溶
剤(アセトニトリル等、LC/MS測定に用いる有機溶媒が好ましい)で希釈して、測定
サンプルを作成し、LC/MS分析を行う事ができる。
まず、作製方法例2と同様に、作製基板14上に、剥離層23から絶縁層31までを形成
する(図7(A))。
タを作製する場合を示す。
度及び第2の加熱処理の温度の双方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。
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。絶縁層33
に接する金属酸化物層83は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。
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。
らの工程は作製方法例1を参照できる。
作製基板14上に、剥離層23を形成する工程と同様に、作製基板91上に、剥離層93
を形成する。
光層98を形成する(図8(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。
97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8(C))。
分離の起点を形成する(図9(B))。作製基板14と作製基板91はどちらを先に分離
してもよい。ここでは、作製基板91よりも先に作製基板14を分離する例を示す。
と同様に行えばよい。
る分離領域25の内側に、枠状にレーザ光66を照射する方法がある(図9(C)に示す
レーザ光の照射位置67参照)。この方法は、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、作製基板や剥離層23の厚さ、分
離領域25の位置、材料等を考慮して適宜制御する。
ーザ光を照射する部分と照射しない部分とを設ける。分離領域25を形成する為にレーザ
光を照射した部分には分離領域25が形成され、剥離層23は作製基板14から分離しや
すい状態となる。一方、分離領域が形成されていない部分については、剥離層23に脆い
部分は存在しないため、剥離層23は作製基板14から分離しにくい状態のままである。
これにより、被剥離層21が作製基板14から意図しないタイミングで剥離してしまうこ
とを抑制することができる。同様に、作製基板91上から、分離領域94を形成するため
のレーザ光照射を行う際に、レーザ光を照射する部分と照射しない部分とを設けることに
よって剥離層93が作製基板91から意図しないタイミングで分離してしまうことを抑制
することができる。
板14と作製基板91をそれぞれ別工程で剥離することができる。これにより、剥離工程
およ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。
基板14とトランジスタ80とを分離する(図10(A))。ここでは、枠状にレーザ光
66を照射した内側の部分(図9(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。)が、作製基板14から剥離される例を示す。また、図10(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35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。
8を用いて貼り合わせる(図10(B))。基板29は、表示装置の支持基板として機能
する。
に刃物などの鋭利な形状の器具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、剥離のタイミングを制御でき、かつ、高い剥離性を実現
できる。これにより、剥離工程、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が、作製基板91から剥離される例を示す。
3を用いて貼り合わせる(図12(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。
装置の外部に取り出される。そのため、剥離層93の可視光の透過率はそれぞれ高いこと
が好ましい。
ることができる。図12(B)では、剥離層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。
を照射することによって、剥離層23および剥離層93に含まれる樹脂の分子を分解し、
脆くなった領域である分離領域25および分離領域94を形成し、当該分離領域より分離
することで作製基板14および作製基板91から素子形成領域を剥離することができるそ
のため、本実施の形態の表示装置の作製方法を適用して作製された表示装置が有する接着
層28と剥離層23との間の領域(接着層28と剥離層23との界面)及び接着層13と
剥離層93との間の領域(接着層13と剥離層93との界面)には、レーザ光が照射され
たことによって剥離層23または剥離層93が分解して生成したLC/MS測定において
、質量電荷比が300以上950以下のイオンに由来する物質が1以上存在する。これら
の分子量の分子が存在する剥離層23および剥離層93は、適度に分子が分解されること
によって、意図しない剥離が起こることを抑制しつつ、良好な剥離性能を有するため、歩
留まり良く表示装置を製造することができる。
作製方法例4(図18(C))では、接着層99が、分離領域25および分離領域94の
外側にも形成されている場合を示した。分離領域の外側の密着性は高く、このまま分離を
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。
分離領域94の外側とは重ねない構成とすることで、剥離不良を低減させることが可能と
なる。
9を島状に形成することが容易である(図13(A))。
てもよい(図13(B))。
ことが好ましい。このとき、隔壁96も、分離領域25の外側および分離領域94の外側
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は分離領域25の外側および分離領
域94の外側の一方または双方と重ねてもよい。
よび分離領域94の外側と重ならない例を示す。
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。
域の少なくとも1か所に、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14(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16(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14(E)に示すように、
レーザ光の照射領域67が、接着層99と分離領域94とが重なる領域だけでなく、硬化
状態でない隔壁96と分離領域94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15(A)は、表示装置10Bの上面図である。図15(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。
(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。
よって、剥離層23に含まれる樹脂の分子を分解し、脆くなった領域である分離領域25
を形成し、当該分離領域より剥離層93を分離することで作製基板14から素子形成領域
を剥離することができる。そのため、本実施の形態の表示装置の作製方法を適用して作製
された表示装置が有する接着層28と剥離層23との間の領域(接着層28と剥離層23
との界面)には、レーザ光が照射されたことによって剥離層23が分解して生成したLC
/MS測定において、質量電荷比が300以上950以下のイオンに由来する物質が1以
上存在する。これらの分子量の分子が存在する剥離層23は、適度に分子が分解されるこ
とによって、意図しない剥離が起こることを抑制しつつ、良好な剥離性能を有するため、
歩留まり良く表示装置を製造することができる。
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、本発明の一態様の表示装置とその作製方法について図面を用いて説明
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。また、反射光と発光
とを混合させた光を用いることで、まるで絵画を見ているかのように感じさせる画像を表
示することが可能となる。
置または全天候型の表示装置を実現できる。
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。
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。
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CA
C(Cloud-Aligned Composite)-OSの構成について説明する
。
、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
2nm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。
び亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、元素M(Mは、ガリウム、アルミ
ニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、スズ、銅、バナジウム、ベリリウム、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)が含まれていてもよ
い。
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、およびZ2は0よりも大きい実数)とす
る。)と、元素Mの酸化物(以下、MOX3(X3は0よりも大きい実数)とする。)、
または元素Mの亜鉛酸化物(以下、MX4ZnY4OZ4(X4、Y4、および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、膜中に分布した構成(以下、ク
ラウド状ともいう。)である。
領域と、InX2ZnY2OZ2、またはInOX1が主成分である領域とが、混合して
いる金属酸化物である。従って、金属酸化物を複合金属酸化物と記載する場合がある。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。
構造は含まないものとする。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。
Ga-Zn酸化物を、特にCAC-IGZOと呼称してもよい。)について説明する。I
n-Ga-Zn酸化物におけるCAC-OSは、InOX1、またはInX2ZnY2O
Z2と、ガリウム酸化物(以下、GaOX5(X5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、GaX6ZnY6OZ6(X6、Y6、およびZ6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がクラウド状である金属酸化物で
ある。
域と、InX2ZnY2OZ2、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。また、GaOX5が主成分である領域と、InX
2ZnY2OZ2、またはInOX1が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。
合がある。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。
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層状の結晶構造である。
化物において、Gaを主成分とする複数の領域と、Inを主成分とする複数の領域とが、
それぞれモザイク状にランダムに分散している状態の金属酸化物と定義することができる
。
ことができる。例えば、電子線回折パターン像において、リング状に輝度の高い領域が観
察される。また、リング状の領域に複数のスポットが観察される場合がある。
合物とは異なる構造であり、IGZO化合物と異なる性質を有する。つまり、In-Ga
-Zn酸化物におけるCAC-OSは、GaOX5などが主成分である領域と、InX2
ZnY2OZ2、またはInOX1が主成分である領域と、に互いに分離し、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。
、バナジウム、ベリリウム、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。
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、導電
性が発現する。従って、InX2ZnY2OZ2、またはInOX1が主成分である領域
が、金属酸化物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、GaOX5などが
主成分である領域が、金属酸化物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。
OX5などに起因する絶縁性と、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)、高い電界効果移動
度(μ)、及び低いオフ電流(Ioff)を実現することができる。
って、In-Ga-Zn酸化物におけるCAC-OSは、デ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。
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。
に用いることができる。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。
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。
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。
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。
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、表示部804、及びヒンジ部805等を有する。
折り畳んだ状態(図17(A))から、図17(B)に示すように展開させることができ
る。
4のうち少なくとも一方に用いることができる。これにより、高い歩留まりで携帯情報端
末を作製することができる。
少なくとも一つを表示することができる。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。
イク等を有していてもよい。
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。
できる。これにより、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。
できる。これにより、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。
ることができる。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18(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18(B)においては円形状)である。
お、図18(C)が携帯情報端末9202を展開した状態の斜視図であり、図18(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18(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。
ドに接着させてからガラス基板側からレーザ照射することにより剥離層を形成する方法に
ついて説明する。ガラス基板上に可溶性ポリイミドの溶液(栃木事業所における品番:S
O0100001)を適量滴下し、スピンコートにより成膜した。成膜後、基板を400
℃で1時間焼成し、焼成後剥離用フィルムを接着した。接着方法としては、ポリイミド上
に接着剤(日新レジン製、CEP05)を線状に塗布し、剥離用フィルムとしてPETフ
ィルム(パナック株式会社製、CT100/ルミラー 125UF83)125μmを置
き、ラミネーターで延ばし接着させた。ついで、ガラス基板側からエキシマレーザ(波長
:308nm)をエネルギー密度439(mJ/cm2)となるように照射した。照射後
、剥離フィルムに切欠を入れることで剥離層をガラス基板から分離した。
面と、剥離フィルム側の剥離層表面についてLC/MS分析を行った。分析対象である被
剥離層を有する剥離フィルムと、被剥離層を分離後のガラス基板を任意の大きさに切り出
し、ガラス基板の被剥離層が形成されていた表面と、被剥離層を有する剥離フィルム被剥
離層表面を、アセトニトリルとクロロホルムを体積比7対3の割合で混合した溶液15滴
を用いて3回洗い流し、得られた洗浄液を測定サンプルとした。洗い流しに用いた溶媒と
しては、アセトニトリルと1,1,1,3,3,3‐ヘキサフルオロ‐2‐プロパノール
(略称:HFIP)を体積比7対3の割合で混合した溶液も用いた。リファレンスとして
、剥離フィルム(PET\CEP05)とガラス基板についても同様に、前記2種類の混
合溶媒にて表面を洗い流し、リファレンスサンプルとした。
/MS分析を行った。LC/MS分析は、LC(液体クロマトグラフィー)分離をウォー
ターズ社製Acquity UPLCにより、MS分析(質量分析)をウォーターズ社製
Xevo G2 Tof MSにより行った。LC分離で用いたカラムはAcquity
UPLC BEH C8 (2.1×100mm 1.7μm)、カラム温度は40℃
とした。移動相は移動相Aをアセトニトリル、移動相Bを0.1%ギ酸水溶液とした。ま
た、サンプルの注入量は5.0μLとした。
分までが、移動相A:移動相B=30:70、その後組成を変化させ、9分における移動
相Aと移動相Bとの比が移動相A:移動相B=95:5となるようにリニアでグラジエン
トをかけ、その後15分まで同割合で保持した。
zation、略称:ESI)によるイオン化を行い、キャピラリー電圧は3.0107
5kV、サンプルコーン電圧は30V、検出はポジティブおよびネガティブモードで行っ
た。なお、測定する質量範囲はm/z=100~1200とした。以上のようにして行っ
たLC/MS分析で得られた、PDA(フォトダイオードアレイ)検出器のクロマトグラ
フを図19にしめす。図19中に検出されたピークの面積比を表1にまとめる。表1には
、ポジティブモードではイオンが検出されなかったため、ネガティブモードで検出された
質量電荷費のみを示した。
荷比が300以上950以下のイオンに由来する物質が多数(5以上好ましくは10以上
)検出された。この物質は、剥離層のポリイミドがレーザを吸収することにより分解生成
したものである。
光を照射した際の当該レーザ光の吸収率を示す。当該ポリイミド膜は上記条件において、
94.3%の吸収率を示し、照射されたレーザ光の殆どを吸収していることがわかる。す
なわち、照射されたレーザ光を吸収することによって、ポリイミド膜が分解し、LC/M
S測定において、質量電荷比が300以上950以下のイオンに由来する物質が多数検出
されるに至ったものと考えられる。
)に含まれる低分子量成分のLC/MS分析について説明する。可溶性ポリイミドの溶液
とクロロホルムとを体積比1:1となるように混合したところ、ポリイミドの析出が確認
された。ポリイミドが沈殿するまで1時間放置し、得られた上澄み液と、アセトニトリル
とを体積比10:1となるように希釈し、比較サンプル1とした。
ノール(略称:HFIP)を用いて作成したサンプルを比較サンプル2とした。
MS分析に用いた装置や分析条件は上述の剥離層表面を分析した際と同様である。
を図21に示す。なお、図21(A)は比較サンプル1、(B)は比較サンプル2の結果
である。図21(A)(B)からわかるようにPDAクロマトグラフのからは何も検出さ
れなかった。一方で、いくつかのイオンがMS検出器で検出された。検出された質量電荷
比と保持時間を表2にまとめる。表2には、ポジティブモードではイオンが検出されなか
ったため、ネガティブモードで検出された質量電荷費のみを示した。
る低分子量成分として、MSで検出が可能な程度、数種類含んでいることが確認された。
れた質量電荷比(m/z)300以上950以下の低分子量成分は、可溶性ポリイミドの
溶液に含まれていたものではなく、剥離工程で生じていることが確認できた。剥離工程で
生じた低分子量成分が剥離界面に存在していることから、前記低分子量成分の生成を切欠
に良好な剥離性が得られたと考えられる。
が起こる。ポリイミドの劣化物由来で脆化層が出来る本発明の剥離方法は、剥離したいと
きに剥離箇所を設けることが出来るため、基板作成工程において非常に優れた剥離方法で
あると言える。つまり剥離してはいけない工程においては、被剥離層を基板に保持するこ
とが出来ることを特徴とする。従って、本発明の剥離方法を用いて作成した基板は、低コ
ストでタクトタイムが短く、高信頼性の被剥離層を得ることが出来る。
10B 表示装置
13 接着層
14 作製基板
21 被剥離層
22 基板
23 剥離層
24 樹脂層
25 分離領域
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
43c 導電層
44 金属酸化物層
45 導電層
49 トランジスタ
60 発光素子
61 導電層
62 EL層
63 導電層
64 切れ目
65 器具
66 レーザ光
67 照射領域
74 絶縁層
75 保護層
75a 基板
75b 接着層
76 接続体
80 トランジスタ
81 導電層
82 絶縁層
83 金属酸化物層
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 剥離層
94 分離領域
95 絶縁層
96 隔壁
97 着色層
98 遮光層
99 接着層
372 FPC
381 表示部
382 駆動回路部
800 携帯情報端末
801 筐体
802 筐体
803 表示部
804 表示部
805 ヒンジ部
810 携帯情報端末
811 筐体
812 表示部
813 操作ボタン
814 外部接続ポート
815 スピーカ
816 マイク
817 カメラ
820 カメラ
821 筐体
822 表示部
823 操作ボタン
824 シャッターボタン
826 レンズ
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
9000 筐体
9001 表示部
9003 スピーカ
9005 操作キー
9006 接続端子
9007 センサ
9008 マイクロフォン
9055 ヒンジ
9200 携帯情報端末
9201 携帯情報端末
9202 携帯情報端末
Claims (5)
- 作製基板上に、ポリイミドを主成分とする第1の樹脂層を形成し、
前記第1の樹脂層上に被剥離層を形成し、
前記第1の樹脂層にレーザ光を照射することによって、前記第1の樹脂層内部にLC-MS測定における質量電荷比において、300以上950以下の物質を含む分離領域を形成し、
前記分離領域に力をかけることにより前記作製基板と前記被剥離層とを前記分離領域で分離する剥離方法。 - 作製基板上に、ポリイミドを主成分とする第1の樹脂層を形成し、
前記第1の樹脂層上にトランジスタを含む被剥離層を形成し、
前記第1の樹脂層にレーザ光を照射することによって、前記第1の樹脂層内部にLC-MS測定における質量電荷比において、300以上950以下の物質を含む分離領域を形成し、
前記分離領域に力をかけることにより前記作製基板と前記被剥離層とを前記分離領域で分離する剥離方法。 - 請求項2において、
前記トランジスタがチャネル形成領域に金属酸化物を含む半導体装置の作製方法。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項において、
前記LC-MS測定における質量電荷比において、300以上950以下の物質が5種類以上含まれる分離領域を有する剥離方法。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項において、
前記LC-MS測定における質量電荷比において、300以上950以下の物質が10種類以上含まれる分離領域を有する剥離方法。
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2021
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Title |
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伏信一慶・横山康・佐藤勲・黒崎晏夫,ポリエチレンのエキシマレーザアブレーションの機構に関する基礎的検討,日本機械学会論文集,66巻647号,日本,日本機械学会,2000年07月25日,1833-1838 |
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