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JP2015029120A - 発光装置 - Google Patents

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JP2015029120A JP2014183225A JP2014183225A JP2015029120A JP 2015029120 A JP2015029120 A JP 2015029120A JP 2014183225 A JP2014183225 A JP 2014183225A JP 2014183225 A JP2014183225 A JP 2014183225A JP 2015029120 A JP2015029120 A JP 2015029120A
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photocatalytic substance
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Yasuhiro Jinbo
安弘 神保
将文 森末
Masafumi Morisue
将文 森末
木村　肇
Hajime Kimura
肇 木村
山崎　舜平
Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Abstract

【課題】剥離前の形状及び特性を保った良好な状態で転置工程を行えるような、剥離工程を用いて半導体装置及び表示装置を作製できる技術を提供する。より高信頼性の半導体装置及び表示装置を装置や工程を複雑化することなく、歩留まりよく作製できる技術を提供する。
【解決手段】透光性を有する第１の基板７０上に光触媒物質を有する有機化合物層７２を形成し、光触媒物質を有する有機化合物層上に素子層７３を形成し、光７７を第１の基板を通過させて、光触媒物質を有する有機化合物層に照射し、素子層７３を前記第１の基板７０より剥離する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置の作製方法に関する。
近年、個々の対象物にＩＤ（個体識別番号）を与えることで、その対象物の履歴等の情報
を明確にし、生産及び管理等に役立てるといった個体認識技術が注目されている。その中
でも、非接触でデータの送受信が可能な半導体装置の開発が進められている。このような
半導体装置として、特に、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆ
ｉｃａｔｉｏｎ）（ＩＤタグ、ＩＣタグ、ＩＣチップ、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅ
ｎｃｙ）タグ、無線タグ、電子タグ、無線チップともよばれる）等が企業内、市場等で導
入され始めている。
これらの半導体装置の多くは、シリコン（Ｓｉ）等の半導体基板を用いた回路（以下、Ｉ
Ｃ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップとも記す）とアンテナとを有し、当
該ＩＣチップは記憶回路（以下、メモリとも記す）や制御回路等から構成されている。
また、ガラス基板上に薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」ともいう。）を集積化してな
る液晶表示装置やエレクトロルミネセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ
）表示装置などの半導体装置の開発が進んでいる。これらの半導体装置は、いずれもガラ
ス基板上に薄膜形成技術を用いて薄膜トランジスタを作り込み、その薄膜トランジスタで
構成された様々な回路上に表示素子として液晶素子や発光素子（エレクトロルミネセンス
（以下、「ＥＬ」ともいう。）素子）を形成して半導体装置として機能させる。
このような半導体装置の作製工程において、製造コストを下げるために、ガラス基板上
に作製した素子、周辺回路などを、プラスチック基板等の安価な基板へ転置する工程が行
われている（例えば特許文献１参照。）。
特開２００２−２６２８２号公報
しかし、転置する素子層によって、例えば素子を構成する薄膜同士の密着性が低いと、ガ
ラス基板よりうまく剥離せず、素子を破壊してしまう問題がある。つまり、素子を剥離前
の形状及び特性を保った良好な状態で転置することが困難となる。
このような問題を鑑みて、本発明は剥離前の形状及び特性を保った良好な状態で転置工程
を行えるような、剥離工程を用いて半導体装置及び表示装置を作製できる技術を提供する
。よって、より高信頼性の半導体装置及び表示装置を装置や工程を複雑化することなく、
歩留まりよく作製できる技術を提供することも目的とする。
本発明は、基板上に素子層を形成する際、基板と素子層との間に光触媒機能を有する物質
（以下光触媒物質ともいう）を含む有機化合物層を設ける。光触媒物質は、光を吸収し活
性化する。その活性エネルギーは、周囲の有機化合物に作用し、結果として有機化合物の
物性を変化させ、改質する。つまり、活性化した光触媒物質のエネルギー（酸化力）によ
り、有機化合物の炭素−水素結合、炭素−炭素結合が分離され、有機化合物の一部が二酸
化炭素及び水となり脱ガス化する。結果、光触媒物質を含む有機化合物層が粗になり層内
部で素子層側と基板側とで分離（分断）する。従って、基板より素子層を剥離することが
できる。
本発明では光触媒物質を有機化合物層に分散させることによって、光触媒物質の光触媒機
能を用いて有機化合物を分解（破壊）して層の有機化合物を粗にし、基板より素子層を剥
離する。そのため、剥離のために素子層に大きな力をかける必要もないので、剥離工程で
層間の界面で膜が剥がれて素子が破壊されてしまい、良好な形状で転置を行うことができ
ないという問題も生じない。本明細書において、良好な形状とは、膜剥がれや剥離残りな
どの外観的に損傷を受けていない、剥離前の形状が保たれている状態、また剥離工程によ
り素子の電気的特性、信頼性低下などが生じておらず剥離前の特性が保たれている状態を
いう。また本明細書において、転置とは第１の基板に形成された素子層を、第１の基板よ
り剥離し、第２の基板に移しかえることをいう。つまり素子層を設ける場所を他の基板へ
移動するとも言える。
本発明では、光触媒物質に対する光照射を行ってから転置する可撓性を有する対向基板を
貼り付けてもよいし、転置する基板を素子層に貼り付けた後に光触媒物質に光を照射して
もよい。
なお、本発明において、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を
指す。本発明を用いて半導体素子（トランジスタやダイオードなど）を含む回路を有する
装置や、プロセッサチップなどの半導体装置を作製することができる。
本発明は表示機能を有する装置である表示装置にも用いることができ、本発明を用いる表
示装置には、エレクトロルミネセンス（以下「ＥＬ」ともいう。）と呼ばれる発光を発現
する有機物、無機物、若しくは有機物と無機物の混合物を含む層を、電極間に介在させた
発光素子とＴＦＴとが接続された発光表示装置や、液晶材料を有する液晶素子を表示素子
として用いる液晶表示装置などがある。本発明において、表示装置とは、表示素子（液晶
素子や発光素子など）を有する装置のことを言う。なお、基板上に液晶素子やＥＬ素子な
どの表示素子を含む複数の画素やそれらの画素を駆動させる周辺駆動回路が形成された表
示パネル本体のことでもよい。さらに、フレキシブルプリントサーキット（ＦＰＣ）やプ
リント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられたもの（ＩＣや抵抗素子や容量素子やインダク
タやトランジスタなど）も含んでもよい。さらに、偏光板や位相差板などの光学シートを
含んでいても良い。さらに、バックライト（導光板やプリズムシートや拡散シートや反射
シートや光源（ＬＥＤや冷陰極管など）を含んでいても良い）を含んでいても良い。
なお、表示素子や表示装置は、様々な形態を用いたり、様々な素子を有することが出来る
。例えば、ＥＬ素子（有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子又は有機物及び無機物を含むＥＬ素子
）、電子放出素子、液晶素子、電子インク、グレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）、プ
ラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、圧電セラ
ミックディスプレイ、カーボンナノチューブ、など、電気磁気的作用によりコントラスト
が変化する表示媒体を適用することができる。なお、ＥＬ素子を用いた表示装置としては
ＥＬディスプレイ、電子放出素子を用いた表示装置としてはフィールドエミッションディ
スプレイ（ＦＥＤ）やＳＥＤ方式平面型ディスプレイ（ＳＥＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ−ｃｏｎ
ｄｕｃｔｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｅｒ Ｄｉｓｐｌｙ）など、液晶素子を
用いた表示装置としては液晶ディスプレイ、透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディ
スプレイ、反射型液晶ディスプレイ、電子インクを用いた表示装置としては電子ペーパー
がある。
本発明の半導体装置の作製方法の一形態は、透光性を有する第１の基板上に光触媒物質を
有する有機化合物層を形成し、光触媒物質を有する有機化合物層上に素子層を形成し、光
を第１の基板を通過させて、光触媒物質を有する有機化合物層に照射し、素子層を第１の
基板より剥離する。
本発明の半導体装置の作製方法の一形態は、透光性を有する第１の基板上に光触媒物質を
有する有機化合物層を形成し、光触媒物質を有する有機化合物層上に絶縁層を形成し、絶
縁層上に素子層を形成し、光を第１の基板を通過させて、光触媒物質を有する有機化合物
層に照射し、素子層及び絶縁層を第１の基板より剥離する。
本発明の半導体装置の作製方法の一形態は、透光性を有する第１の基板上に光触媒物質を
有する有機化合物層を形成し、光触媒物質を有する有機化合物層上に素子層を形成し、光
を第１の基板を通過させて、光触媒物質を有する有機化合物層に照射し、素子層上に第２
の基板を接着し、素子層を第１の基板より第２の基板に剥離する。
本発明の半導体装置の作製方法の一形態は、透光性を有する第１の基板上に光触媒物質を
有する有機化合物層を形成し、光触媒物質を有する有機化合物層上に絶縁層を形成し、絶
縁層上に素子層を形成し、光を第１の基板を通過させて、光触媒物質を有する有機化合物
層に照射し、素子層上に第２の基板を接着し、素子層及び絶縁層を第１の基板より第２の
基板に剥離する。
本発明の半導体装置の作製方法の一形態は、透光性を有する第１の基板上に光触媒物質を
有する有機化合物層を形成し、光触媒物質を有する有機化合物層上に素子層を形成し、光
を第１の基板を通過させて、光触媒物質を有する有機化合物層に照射し、素子層上に第２
の基板を接着し、素子層を第１の基板より第２の基板に剥離し、接着層によって素子層を
第３の基板に接着する。
本発明の半導体装置の作製方法の一形態は、透光性を有する第１の基板上に光触媒物質を
有する有機化合物層を形成し、光触媒物質を有する有機化合物層上に絶縁層を形成し、絶
縁層上に素子層を形成し、光を第１の基板を通過させて、光触媒物質を有する有機化合物
層に照射し、素子層上に第２の基板を接着し、素子層及び絶縁層を第１の基板より第２の
基板に剥離し、接着層により絶縁層を第３の基板に接着する。
上記構成において、第１の基板より素子層を剥離後、素子層側に接着する第３の基板は、
素子層に残存している光触媒物質が活性化する波長の光を透過させない（遮光する）よう
な材料とすればよい。また、第２の基板、前記第３の基板は可撓性を有する基板、また樹
脂膜などを用いると可撓性を有する半導体装置、表示装置を作製することができる。
本発明では光触媒物質を有機化合物層に分散させることによって、光触媒物質の光触媒機
能を用いて有機化合物を分解（破壊）して層の有機化合物を粗にし、基板より素子層を剥
離する。そのため、剥離のために素子層に大きな力をかける必要もないので、剥離工程で
素子が破壊されることもなく、良好な形状で簡単に様々な基板に自由に転置を行うことが
できる。
本発明により、剥離前の形状及び特性を保った良好な状態で転置工程を行えるような、剥
離工程を用いて半導体装置及び表示装置を作製できる。よって、より高信頼性の半導体装
置及び表示装置を装置や工程を複雑化することなく、歩留まりよく作製できる。
本発明を説明する図。 本発明を説明する図。 本発明を説明する図。 本発明を説明する図。 本発明を説明する図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。 本発明の表示装置を説明する図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図 本発明の表示装置の上面図及び断面図。 本発明の表示装置の上面図及び断面図。 本発明の半導体装置の断面図。 本発明の半導体装置の断面図。 本発明に適用できる発光素子の構成を説明する図。 本発明の表示装置に適用できる画素の構成を説明する回路図。 本発明の表示装置の断面図。 本発明が適用される電子機器を示す図。 本発明のＥＬ表示モジュールの構成例を説明する断面図。 本発明の液晶表示モジュールの構成例を説明する断面図。 本発明が適用される電子機器の主要な構成を示すブロック図。 本発明が適用される電子機器を示す図。 本発明が適用される電子機器を示す図。 本発明の表示装置の上面図。 本発明の表示装置の上面図。 本発明が適用される半導体装置を示す図。 本発明に適用できるバックライトを示す図。 本発明に適用できるバックライトを示す図。 本発明に適用できるバックライトを示す図。 本発明に適用できるバックライトを示す図。 本発明に適用できるバックライトを示す図。 本発明に適用できるバックライトを示す図。 本発明に適用できるバックライトを示す図。 本発明に適用できる発光素子の構成を説明する図。 本発明に適用できる発光素子の構成を説明する図。 本発明の表示装置の断面図。
本発明の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、以下に説明する本発明の構
成において、同一部分又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。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態について、図１を用いて説明する。
本発明は、基板上に素子層を形成する際、基板と素子層との間に光触媒機能を有する物質
（以下光触媒物質ともいう）を含む有機化合物層を設ける。光触媒物質は、光を吸収し活
性化する。その活性エネルギーは、周囲の有機化合物に作用し、結果として有機化合物の
物性を変化させ、改質する。つまり、活性化した光触媒物質のエネルギー（酸化力）によ
り、有機化合物の炭素−水素結合、炭素−炭素結合が分離され、有機化合物の一部が二酸
化炭素及び水となり脱ガス化する。結果、光触媒物質を含む有機化合物層が粗になり層内
部で素子層側と基板側とで分離（分断）する。従って、基板より素子層を剥離することが
できる。光触媒物質を含む有機化合物層が粗になるとは、層の有機化合物領域が粗化し、
密度が低下することをいう。
本発明では光触媒物質を有機化合物層に分散させることによって、光触媒物質の光触媒機
能を用いて有機化合物を分解（破壊）して層の有機化合物を粗にし、基板より素子層を剥
離する。そのため、剥離のために素子層に大きな力をかける必要もないので、剥離工程で
層間の界面で膜が剥がれて素子が破壊されてしまい、良好な形状で転置を行うことができ
ないという問題も生じない。本明細書において、良好な形状とは、膜剥がれや剥離残りな
どの外観的に損傷を受けていない、剥離前の形状が保たれている状態、また剥離工程によ
り素子の電気的特性、信頼性低下などが生じておらず剥離前の特性が保たれている状態を
いう。また本明細書において、転置とは第１の基板に形成された素子層を、第１の基板よ
り剥離し、第２の基板に移しかえることをいう。つまり素子層を設ける場所を他の基板へ
移動するとも言える。
図１において、第１の基板７０と素子層７３との間に光触媒物質を含む有機化合物層７２
が設けられている。第１の基板７０は素子層７３に含まれる薄膜トランジスタ、表示素子
（発光素子（有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子）、液晶表示素子）などの素子を形成する工程
での処理（加熱処理など）に耐えうる、作成工程条件に適した基板を選択すればよい。光
触媒物質を含む有機化合物層７２中には光触媒物質７１が含まれている。光触媒物質の形
状は、粒状、柱状、針状、板状などどのような形状でも良く、複数の光触媒物質の粒子同
士が凝集し、単体として集合体を形成してもよい。
以下に光触媒物質を含む有機化合物層７２の形成例を説明する。光触媒物質７１を、有機
化合物を含む溶液に分散する。有機化合物を含む溶液に光触媒物質７１が均一に分散する
ように攪拌するとよい。溶液の粘度は流動性を保ちつつ、層として所望の膜厚が得られる
ように適宜設定すればよい。有機化合物は、粒状の光触媒物質を分散した状態で固定し、
層としての形状に保持するための働きもする。
光触媒物質７１が分散した有機化合物を含む溶液を、印刷法などのウェットプロセスによ
り、第１の基板７０上に付着させ、乾燥させて固化し、光触媒物質を含む有機化合物層７
２を形成する。溶媒が蒸発して除去され、光触媒物質を含む有機化合物層７２には有機化
合物及び光触媒物質７１が含まれる。光触媒物質７１は、有機化合物によって光触媒物質
を含む有機化合物層７２中に均一に分散し固定される。
光触媒物質を含む有機化合物層７２の形成方法は、選択的に光触媒物質を含む有機化合物
層を形成できる液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷など）、スピン
コート法などの塗布法、ディッピング法、ディスペンサ法などを用いることもできる。膜
厚は特に限定されることはない。また、光触媒物質を含む有機化合物層において、光触媒
物質は含まれていればよいが、光触媒物質の割合として１０ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下と
するよい。これらの割合は、光触媒物質の光触媒機能の性能、照射する光の強度、分解さ
れる有機化合物の強度に影響を受けるため、適宜設定すればよい。また、光触媒物質の有
機化合物層中に含まれる形状も限定されない。膜厚に対して微小な光触媒物質が有機化合
物層中に分散して含まれても良いし、ほぼ膜厚と同じ大きさの粒子状の光触媒物質を有機
化合物が被覆し接着して層の形状をとっているものでも構わない。また含まれる光触媒物
質の大きさも均一である必要はなく、複数の大きさの異なる光触媒物質が有機化合物層中
に混在してもよい。
以上の工程により形成された光触媒物質を含む有機化合物層７２上に素子層７３を形成す
る（図１（Ａ）参照。）。
その後、透光性を有する第１の基板７０側より、光源７６から、第１の基板７０を通過さ
せて光７７を光触媒物質７１へ照射する。
用いる光は、特に限定されず、赤外光、可視光、または紫外光のいずれか一またはそれら
の組み合わせを用いることが可能である。例えば、紫外線ランプ、ブラックライト、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、または高圧水銀ランプから射出された光を用いてもよい。その場合
、ランプ光源は、必要な時間点灯させて照射してもよいし、複数回照射してもよい。
また、用いる光としてレーザ光を用いてもよく、レーザ発振器としては、紫外光、可視光
、又は赤外光を発振することが可能なレーザ発振器を用いることができる。レーザ発振器
としては、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＸｅＣｌ、Ｘｅ等のエキシマレーザ発振器、Ｈｅ、Ｈｅ−Ｃ
ｄ、Ａｒ、Ｈｅ−Ｎｅ、ＨＦ等の気体レーザ発振器、ＹＡＧ、ＧｄＶＯ４、ＹＶＯ４、Ｙ
ＬＦ、ＹＡｌＯ３などの結晶にＣｒ、Ｎｄ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｔｉ又はＴｍをド
ープした結晶を使った固体レーザ発振器、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡ
ｓＰ等の半導体レーザ発振器を用いることができる。なお、固体レーザ発振器においては
、基本波の第１高調波〜第５高調波を適用するのが好ましい。レーザ発振器から射出され
るレーザ光の形状やレーザ光の進路を調整するため、シャッター、ミラー又はハーフミラ
ー等の反射体、シリンドリカルレンズや凸レンズなどによって構成される光学系が設置さ
れていてもよい。
なお、照射方法は、基板を移動して選択的に光を照射してもよいし、光をＸＹ軸方向に走
査して光を照射することができる。この場合、光学系にポリゴンミラーやガルバノミラー
を用いることが好ましい。
また、光は、ランプ光源による光とレーザ光とを組み合わせて用いることもでき、比較的
広範囲な露光処理を行う領域は、ランプによる照射処理を行い、高精密な露光処理を行う
領域のみレーザ光で照射処理を行うこともできる。このように光の照射処理を行うと、ス
ループットも向上できる。
光触媒物質７１は、光７７を吸収し活性化する。その活性エネルギーは、光触媒物質を含
む有機化合物層７２中に含まれる周囲の有機化合物に作用し、結果として有機化合物の物
性を変化させ、改質する。つまり、活性化した光触媒物質７１のエネルギー（酸化力）に
より、有機化合物の炭素−水素結合、炭素−炭素結合が分離され、有機化合物の一部が二
酸化炭素及び水となり脱ガス化する。結果、光触媒物質を含む有機化合物層７２が粗にな
り、光触媒物質を含む有機化合物層７５となる。
素子層７３上に第２の基板７８を設ける（図１（Ｂ）参照。）。第２の基板は接着層など
を用いて素子層７３と接着してもよいし、樹脂層のような保護層を素子層上に直接形成し
てもよい。
第２の基板７８側に素子層７３を転置するために力を加えると、光触媒物質を含む有機化
合物層７５は、強度が低下しもろくなっているので、層内部で素子層側の光触媒物質を含
む有機化合物層７９ｂと、基板側の光触媒物質を含む有機化合物層７９ａとで分離（分断
）する。従って、第１の基板７０より素子層７３を剥離することができる。
本発明では光触媒物質を有機化合物層に分散させることによって、光触媒物質の光触媒機
能を用いて有機化合物を分解（破壊）して層の有機化合物を粗にし、基板より素子層を剥
離する。そのため、剥離のために素子層に大きな力をかける必要もないので、剥離工程で
素子が破壊されることもなく、良好な形状で簡単に様々な基板に自由に転置を行うことが
できる。
よって、自由に様々な基板に転置することができるため、基板の材料の選択性の幅が広が
る。また安価な材料を基板として選択することもでき、用途に合わせて広い機能を持たせ
ることができるだけでなく、低コストで半導体装置を作製することができる。
有機化合物層中の光触媒物質の濃度は光触媒物質を含む有機化合物層中に均一であっても
よいし、膜厚方向に濃度勾配を有していてもよい。光触媒物質と有機化合物とは混在状態
で同時に形成しなくてもよく、先に光触媒物質を基板上に点在させておき、その光触媒物
質の粒子の間を埋めるように有機化合物層を形成してもよい。また先に有機化合物層を形
成し、光触媒物質を有機化合物層中に導入（有機化合物層上に分散後、有機化合物層中に
拡散させるなど）してもよい。本発明において光触媒物質と有機化合物とは混在状態で層
として形成されればどのような工程を用いて、光触媒物質を含む有機化合物層を形成して
も良い。
本明細書中において、濃度が高いとは光触媒物質の存在確率が高い、分布が多いというこ
とを意味する。これらの濃度は物質の物性によって、体積比、重量比、組成比などで表す
ことができる。
有機化合物層中の光触媒物質の混入状態の例として図２及び図３に光触媒物質を含む有機
化合物層において、有機化合物層中膜厚方向に光触媒物質の濃度勾配がある場合を示す。
図２（Ａ）に示す光触媒物質を含む有機化合物層は本発明の光触媒物質を含む有機化合物
層の一例であり、第１の基板７０上に、光触媒物質混入領域８５を有する有機化合物層８
６が形成され、有機化合物層８６上に素子層７３が形成されている。有機化合物層８６内
において混入する光触媒物質は濃度勾配を有しており、光触媒物質は有機化合物層８６内
に不均一に存在している。光触媒物質混入領域８５は、有機化合物層８６と素子層７３と
の界面付近に有している。よって有機化合物層８６中の光触媒物質の濃度は、有機化合物
層８６と素子層７３との界面が、有機化合物層８６中において最も高い。光触媒物質混入
領域８５は非光触媒物質混入領域と明確な界面を有さずに、有機化合物層内で膜厚方向に
素子層７３に近づくにつれ徐々に濃度が変化する構造とすることができる。
光触媒物質に第１の基板７０より光を照射し、その活性化したエネルギーによって有機化
合物を分解し、強度の低下した光触媒物質を含む有機化合物層８８を形成する。その後、
素子層７３上に第２の基板７８を接着し、素子層７３を第１の基板７０より剥離する（図
２（Ｂ乃至Ｄ）参照。）。光触媒物質による有機化合物層の粗化は、光触媒物質混入領域
８７で起こるため、層内部で素子層側の光触媒物質を含む有機化合物層８９ｂと、基板側
の光触媒物質を含む有機化合物層８９ａとで分離（分断）する。
図３（Ａ）に示す光触媒物質を含む有機化合物層は本発明の光触媒物質を含む有機化合物
層の一例であり、第１の基板７０上に、光触媒物質混入領域８０を有する有機化合物層８
１が形成され、有機化合物層８１上に素子層７３が形成されている。有機化合物層８１内
において混入する光触媒物質は濃度勾配を有しており、光触媒物質は有機化合物層８１内
に不均一に存在している。光触媒物質混入領域８０は、有機化合物層８１と第１の基板７
０との界面付近に有している。よって有機化合物層８１中の光触媒物質の濃度は、有機化
合物層８１と第１の基板７０との界面付近が、有機化合物層８１中において最も高い。光
触媒物質混入領域は非光触媒物質混入領域と明確な界面を有さずに、有機化合物層内で膜
厚方向に素子層７３に近づくにつれ徐々に濃度が変化する構造とすることができる。
光触媒物質に第１の基板７０より光を照射し、その活性化したエネルギーによって有機化
合物を分解し、強度の低下した光触媒物質を含む有機化合物層８３を形成する。その後、
素子層７３上に第２の基板７８を接着し、素子層７３を第１の基板７０より剥離する（図
３（Ｂ乃至Ｄ）参照。）。光触媒物質による有機化合物層の粗化は、光触媒物質混入領域
８２で起こるため、層内部で素子層側の光触媒物質を含む有機化合物層８４ｂと、基板側
の光触媒物質を含む有機化合物層８４ａとで分離（分断）する。
また、光触媒物質を含む有機化合物層と素子層の間に絶縁層を設けてもよい。図４におい
ては、光触媒物質を含む有機化合物層７２と素子層７３との間に絶縁層９０が設けられて
いる。絶縁層９０は素子層への不純物等の汚染を防いだり、露光で用いられる光を吸収、
または反射する材料を用いれば、素子層への光照射を遮蔽することもできる。また素子層
を第１の基板７０から剥離した後、絶縁層９０は、そのまま素子層７３を支持し封止する
基板としても用いることができる。
本発明に用いることのできる光触媒物質としては、酸化チタン（ＴｉＯ２）、チタン酸ス
トロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、タンタル酸カリウム
（ＫＴａＯ３）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ニオ
ブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化タングステン（Ｗ
Ｏ３）等が好ましい。これら光触媒物質に紫外光領域の光（波長４００ｎｍ以下、好まし
くは３８０ｎｍ以下）を照射し、光触媒活性を生じさせることができる。
複数の金属を含む酸化物半導体からなる光触媒物質の場合、構成元素の塩を混合、融解し
て形成することができる。溶媒を除去する必要があるときは、焼成、乾燥を行えばよい。
具体的には、所定の温度（例えば、３００℃以上）で加熱すればよく、好ましくは酸素を
有する雰囲気で行う。
この加熱処理により、光触媒物質は所定の結晶構造を有することができる。例えば、酸化
チタン（ＴｉＯ２）では、アナターゼ型やルチル−アナターゼ混合型を有し、低温相では
アナターゼ型が優先的に形成される。そのため光触媒物質が所定の結晶構造を有していな
い場合も加熱すればよい。
更に光触媒物質へ遷移金属（Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｅ、Ｍｏ、Ｗ
等）をドーピングすることにより、光触媒活性を向上させたり、可視光領域（波長４００
ｎｍ〜８００ｎｍ）の光により光触媒活性を起こすことができる。遷移金属は、広いバン
ドギャップを持つ活性な光触媒の禁制帯内に新しい準位を形成し、可視光領域まで光の吸
収範囲を拡大しうるからである。例えば、ＣｒやＮｉのアクセプター型、ＶやＭｎのドナ
ー型、Ｆｅ等の両性型、その他Ｃｅ、Ｍｏ、Ｗ等をドーピングすることができる。このよ
うに光の波長は光触媒物質によって決定することができるため、光照射とは光触媒物質を
光触媒活性化させる波長の光を照射することを指す。
また光触媒物質を真空中又は水素環流中で加熱し還元させると、結晶中に酸素欠陥が発生
する。このように遷移元素をドーピングしなくても、酸素欠陥は電子ドナーと同等の役割
を果たす。特に、ゾルゲル法により形成する場合、酸素欠陥が最初から存在するため、還
元しなくともよい。またＮ２等のガスをドープすることにより、酸素欠陥を形成すること
ができる。
本発明に用いることのできる有機化合物としては、有機材料や、有機材料及び無機材料の
混合材料を用いることができる。有機材料としては、シアノエチルセルロース系樹脂、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フ
ッ化ビニリデンなどの樹脂を用いることができる。また、芳香族ポリアミド、ポリベンゾ
イミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又はシロキ
サン樹脂を用いてもよい。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に
相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され
る。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、アリール基）が用
いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも
水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。また、ポリビニルアルコール、ポリ
ビニルブチラールなどのビニル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、
メラミン樹脂、ウレタン樹脂、オキサゾール樹脂（ポリベンゾオキサゾール）等の樹脂材
料を用いてもよい。
有機化合物に含まれる無機材料としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化
珪素、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、窒化酸化アル
ミニウム（ＡｌＮＯ）または酸化アルミニウム、酸化チタン（ＴｉＯ２）、ＢａＴｉＯ３
、ＳｒＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３、ＫＮｂＯ３、ＰｂＮｂＯ３、Ｔａ２Ｏ３、ＢａＴａ２Ｏ
６、ＬｉＴａＯ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＺｎＳ、その他の無機材料を含む物質から選ば
れた材料を用いることができる。
本発明に用いることのできる有機化合物を含む溶液の溶媒としては、有機化合物材料が溶
解し、有機化合物層を形成する方法（各種ウエットプロセス）及び所望の膜厚に適した粘
度の溶液を作製できるような溶媒を適宜選択すればよい。有機溶媒等を用いることができ
、例えば有機化合物としてシロキサン樹脂を用いる場合は、プロピレングリコールモノメ
チルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡともい
う）、３−メトシキ−３メチル−１−ブタノール（ＭＭＢともいう）などを用いることが
できる。
本発明により、剥離前の形状及び特性を保った良好な状態で転置工程を行えるような、剥
離工程を用いて半導体装置及び表示装置を作製できる。よって、より高信頼性の半導体装
置を装置や工程を複雑化することなく、歩留まりよく作製できる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の転置工程を適用する表示装置の一構成例に関して図面を用い
て説明する。より具体的には、表示装置の構成がパッシブマトリクス型の場合に関して示
す。
表示装置は、第１の方向に延びた第１の電極層７５１ａ、第１の電極層７５１ｂ、第１の
電極層７５１ｃ、第１の電極層７５１ａ、第１の電極層７５１ｂ、第１の電極層７５１ｃ
を覆って設けられた電界発光層７５２と、第１の方向と垂直な第２の方向に延びた第２の
電極層７５３ａ、第２の電極層７５３ｂ、第２の電極層７５３ｃとを有している（図５（
Ａ）参照。）。第１の電極層７５１ａ、第１の電極層７５１ｂ、第１の電極層７５１ｃと
第２の電極層７５３ａ、第２の電極層７５３ｂ、第２の電極層７５３ａとの間に電界発光
層７５２が設けられている。また、第２の電極層７５３ａ、第２の電極層７５３ｂ、第２
の電極層７５３ａを覆うように、保護膜として機能する絶縁層７５４を設けており、第１
の電極層７５１ａ、第１の電極層７５１ｂ、第１の電極層７５１ｃ、第２の電極層７５３
ａ、第２の電極層７５３ｂ、第２の電極層７５３ａ、電界発光層７５２及び絶縁層７５４
が設けられた素子層は基板７５８に接して設けられている（図５（Ｂ）参照。）。なお、
隣接する各々の発光素子間において横方向への電界の影響が懸念される場合は、各発光素
子に設けられた電界発光層７５２を分離してもよい。
図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）の変形例であり、第１の電極層７９１ａ、第１の電極層７９１
ｂ、第１の電極層７９１ｃ、電界発光層７９２、第２の電極層７９３ｂ、保護層である絶
縁層７９４が、基板７９８に接して設けられている。図５（Ｃ）の第１の電極層７９１ａ
、第１の電極層７９１ｂ、第１の電極層７９１ｃのように、第１の電極層は、テーパーを
有する形状でもよく、曲率半径が連続的に変化する形状でもよい。第１の電極層７９１ａ
、第１の電極層７９１ｂ、第１の電極層７９１ｃのような形状は、液滴吐出法などを用い
て形成することができる。このような曲率を有する曲面であると、積層する絶縁層や導電
層のカバレッジがよい。
また、第１の電極層の端部を覆うように隔壁（絶縁層）を形成してもよい。隔壁（絶縁層
）は、他の発光素子間を隔てる壁のような役目を果たす。図８（Ａ）、（Ｂ）に第１の電
極層の端部を隔壁（絶縁層）で覆う構造を示す。
図８（Ａ）に示す発光素子の一例は、隔壁（絶縁層）７７５が、第１の電極層７７１ａ、
第１の電極層７７１ｂ、第１の電極層７７１ｃの端部を覆うようにテーパーを有する形状
で形成されている。第１の電極層７７１ａ、第１の電極層７７１ｂ、第１の電極層７７１
ｃ上に、隔壁（絶縁層）７７５、電界発光層７７２、第２の電極層７７３ｂ、絶縁層７７
４、及び絶縁層７７６が設けられた素子層が、基板７７８に接して設けられている。
図８（Ｂ）に示す発光素子の一例は、隔壁（絶縁層）７６５が曲率を有し、その曲率半径
が連続的に変化する形状である。第１の電極層７６１ａ、第１の電極層７６１ｂ、第１の
電極層７６１ｃ、電界発光層７６２、第２の電極層７６３ｂ、絶縁層７６４が設けられた
素子層が、基板７６８に接して設けられている。
本発明では光触媒物質を有機化合物層に分散させることによって、光触媒物質の光触媒機
能を用いて有機化合物を分解（破壊）して層の有機化合物を粗にし、基板より素子層を剥
離する。そのため、剥離のために素子層に大きな力をかける必要もないので、剥離工程で
素子が破壊されることもなく、良好な形状で簡単に様々な基板に自由に転置を行うことが
できる。光触媒物質を含む有機化合物層の剥離後の素子層側の残存層が光触媒物質を含む
有機化合物層７５９ｂ、７６９ｂ、７７９ｂ、７９９ｂである。
よって、自由に様々な基板に転置することができるため、基板の材料の選択性の幅が広が
る。また安価な材料を基板として選択することもでき、用途に合わせて広い機能を持たせ
ることができるだけでなく、低コストで半導体装置を作製することができる。
図６に図５（Ａ）及び（Ｂ）の表示装置の作製工程を示す。図６（Ａ）において、第１の
基板７５０と第１の電極層７５１ａ、７５１ｂ、７５１ｃとの間に光触媒物質を含む有機
化合物層７５６が設けられている。第１の基板７５０は素子層に含まれる表示素子を形成
する工程での処理（加熱処理など）に耐えうる、作成工程条件に適した基板を選択すれば
よい。光触媒物質を含む有機化合物層７５６中には光触媒物質が含まれている。
その後、透光性を有する第１の基板７５０側より、光源７８０から、第１の基板７５０を
通過させて光７８１を光触媒物質へ照射する（図６（Ｂ）参照。）。
光触媒物質は、光７８１を吸収し活性化する。その活性エネルギーは、光触媒物質を含む
有機化合物層７５６中に含まれる周囲の有機化合物に作用し、結果として有機化合物の物
性を変化させ、改質する。つまり、活性化した光触媒物質のエネルギー（酸化力）により
、有機化合物の炭素−水素結合、炭素−炭素結合が分離され、有機化合物の一部が二酸化
炭素及び水となり脱ガス化する。結果、光触媒物質を含む有機化合物層７５６が粗になり
、光触媒物質を含む有機化合物層７５７となる。光触媒物質を含む有機化合物層が粗にな
るとは、層の有機化合物領域が粗化し、密度が低下することをいう。
発光素子７８５を含む素子層の絶縁層７５４上に第２の基板７５８を設ける（図６（Ｃ）
参照。）。第２の基板７５８は接着層などを用いて素子層と接着してもよいし、樹脂層の
ような保護層を素子層上に直接形成してもよい。
第２の基板７５８側に発光素子７８５を含む素子層を転置するために力を加えると、光触
媒物質を含む有機化合物層７５７は、強度が低下しもろくなっているので、層内部で素子
層側の光触媒物質を含む有機化合物層７５９ｂと、基板側の光触媒物質を含む有機化合物
層７５９ａとで分離（分断）する。従って、第１の基板７５０より発光素子７８５を含む
素子層を剥離することができる。
図７は、本発明を適用したパッシブマトリクス型の液晶表示装置の作製工程を示す。図７
において、光触媒物質を含む有機化合物層１７０７が形成され、第１の画素電極層１７０
１ａ、１７０１ｂ、１７０１ｃ、配向膜として機能する絶縁層１７１２が設けられた第１
の基板１７００と、配向膜として機能する絶縁層１７０４、対向電極層１７０５、カラー
フィルタとして機能する着色層１７０６が設けられた第２の基板１７１０とが液晶層１７
０３を挟持して対向している。第１の基板１７００と第１の画素電極層１７０１ａ、１７
０１ｂ、１７０１ｃとの間に光触媒物質を含む有機化合物層１７０７が設けられている。
第１の基板１７００は素子層に含まれる液晶表示素子１７１３を形成する工程での処理（
加熱処理など）に耐えうる、作成工程条件に適した基板を選択すればよい。光触媒物質を
含む有機化合物層１７０７中には光触媒物質が含まれている。
その後、透光性を有する第１の基板１７００側より、光源７８０から、第１の基板１７０
０を通過させて光７８１を光触媒物質へ照射する（図６（Ｂ）参照。）。
光触媒物質は、光７８１を吸収し活性化する。その活性エネルギーは、光触媒物質を含む
有機化合物層１７０７中に含まれる周囲の有機化合物に作用し、結果として有機化合物の
物性を変化させ、改質する。つまり、活性化した光触媒物質のエネルギー（酸化力）によ
り、有機化合物の炭素−水素結合、炭素−炭素結合が分離され、有機化合物の一部が二酸
化炭素及び水となり脱ガス化する。結果、光触媒物質を含む有機化合物層１７０７が粗に
なり、光触媒物質を含む有機化合物層１７０８となる。
第２の基板１７１０側に液晶表示素子１７１３を含む素子層を転置するために力を加える
と、光触媒物質を含む有機化合物層１７０８は、強度が低下しもろくなっているので、層
内部で素子層側の光触媒物質を含む有機化合物層１７０９ｂと、基板側の光触媒物質を含
む有機化合物層１７０９ａとで分離（分断）する。従って、第１の基板１７００より液晶
表示素子１７１３を含む素子層を剥離することができる。
第１の基板１７００より液晶表示素子１７１３を含む素子層を剥離後、素子層の光触媒物
質を含む有機化合物層１７０９ａ側に第３の基板１７１１を接着する（図７（Ｄ参照。）
。接着する第３の基板１７１１は、素子層に残存している光触媒物質が活性化する波長の
光を透過させないような材料とすればよい。
本発明では光触媒物質を有機化合物層に分散させることによって、光触媒物質の光触媒機
能を用いて有機化合物を分解（破壊）して層の有機化合物を粗にし、基板より素子層を剥
離する。そのため、剥離のために素子層に大きな力をかける必要もないので、剥離工程で
素子が破壊されることもなく、良好な形状で簡単に様々な基板に自由に転置を行うことが
できる。
よって、自由に様々な基板に転置することができるため、基板の材料の選択性の幅が広が
る。また安価な材料を基板として選択することもでき、用途に合わせて広い機能を持たせ
ることができるだけでなく、低コストで半導体装置を作製することができる。
基板７５８、基板７６６、基板７６８、基板７７８、基板７９８としては、ガラス基板や
可撓性基板の他、石英基板等を用いることができる。可撓性基板とは、折り曲げることが
できる（フレキシブル）基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート
、ポリエーテルスルフォン等からなるプラスチック基板等が挙げられる。また、フィルム
（ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなる
）、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム（ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィ
ルム、紙類等）などを用いることもできる。
本実施の形態で示した第１の電極層、第２の電極層、電界発光層の材料および形成方法は
、上記実施の形態１で示した材料および形成方法のいずれかを用いて同様に行うことがで
きる。
隔壁（絶縁層）７６５、隔壁（絶縁層）７７５としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化
珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウムその他の無機絶縁性材
料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍ
ｉｄｅ）、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚ
ｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又はシロキサン樹脂を用いてもよい。また、ポリビニルア
ルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノ
ボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いる。また
、ベンゾシクロブテン、パリレン、フッ化アリレンエーテル、ポリイミドなどの有機材料
、水溶性ホモポリマーと水溶性共重合体を含む組成物材料等を用いてもよい。作製法とし
ては、プラズマＣＶＤ法や熱ＣＶＤ法などの気相成長法やスパッタリング法を用いること
ができる。また、液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターン
が形成される方法）を用いることもできる。塗布法で得られる膜やＳＯＧ膜なども用いる
ことができる。
また、液滴吐出法により、導電層、絶縁層などを、組成物を吐出し形成した後、その平坦
性を高めるために表面を圧力によってプレスして平坦化してもよい。プレスの方法として
は、ローラー状のものを表面に走査することによって凹凸を軽減する、また平坦な板状な
物で表面をプレスするなどを行ってもよい。プレスする時に、加熱工程を行っても良い。
また溶剤等によって表面を軟化、または融解させエアナイフで表面の凹凸部を除去しても
良い。また、ＣＭＰ法を用いて研磨しても良い。この工程は、液滴吐出法によって凹凸が
生じる場合に、その表面の平坦化する場合適用することができる。
本発明により、剥離前の形状及び特性を保った良好な状態で転置工程を行えるような、剥
離工程を用いて半導体装置及び表示装置を作製できる。よって、より高信頼性の半導体装
置を装置や工程を複雑化することなく、歩留まりよく作製できる。
（実施の形態３）
本実施の形態では本発明の転置工程を用いて作製したトランジスタを有する半導体装置に
ついて説明する。
図９において、透光性を有する基板５００上に設けられた透光性を有する絶縁層５１２と
、トランジスタ５１０ａ及び５１０ｂを含む素子層との間に光触媒物質を含む有機化合物
層５１６が設けられている。第１の基板５００及び絶縁層５１２は素子層に含まれる表示
素子を形成する工程での処理（加熱処理など）に耐えうる、作成工程条件に適した材料を
選択すればよい。光触媒物質を含む有機化合物層５１６中には光触媒物質が含まれている
。
その後、透光性を有する第１の基板５００側より、光源５８０から、第１の基板５００及
び絶縁層５１２を通過させて光５８１を光触媒物質へ照射する（図９（Ｂ）参照。）。
光触媒物質は、光５８１を吸収し活性化する。その活性エネルギーは、光触媒物質を含む
有機化合物層５１６中に含まれる周囲の有機化合物に作用し、結果として有機化合物の物
性を変化させ、改質する。つまり、活性化した光触媒物質のエネルギー（酸化力）により
、有機化合物の炭素−水素結合、炭素−炭素結合が分離され、有機化合物の一部が二酸化
炭素及び水となり脱ガス化する。結果、光触媒物質を含む有機化合物層５１６が粗になり
、光触媒物質を含む有機化合物層５１７となる。
トランジスタ５１０ａ及び５１０ｂを含む素子層の絶縁膜５０９、絶縁層５１１上に第２
の基板５１８を設ける（図９（Ｃ）参照。）。第２の基板５１８は接着層などを用いて素
子層と接着してもよいし、樹脂層のような保護層を素子層上に直接形成してもよい。
第２の基板５１８側にトランジスタ５１０ａ及び５１０ｂを含む素子層を転置するために
力を加えると、光触媒物質を含む有機化合物層５１７は、強度が低下しもろくなっている
ので、層内部で素子層側の光触媒物質を含む有機化合物層５１９ｂと、基板側の光触媒物
質を含む有機化合物層５１９ａとで分離（分断）する。従って、第１の基板５００よりト
ランジスタ５１０ａ及び５１０ｂを含む素子層を剥離することができる。
本実施の形態における図９では、トランジスタ５１０ａ及び５１０ｂはチャネルエッチ型
逆スタガトランジスタの例を示す。図９において、トランジスタ５１０ａ及び５１０ｂは
、ゲート電極層５０２ａ、５０２ｂ、ゲート絶縁層５０８、半導体層５０４ａ、５０４ｂ
、一導電型を有する半導体層５０３ａ、５０３ｂ、５０３ｃ、５０３ｄ、ソース電極層又
はドレイン電極層である配線層５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃ、５０５ｄを含む。
半導体層を形成する材料は、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いて気相
成長法やスパッタリング法で作製される非晶質半導体（以下「アモルファス半導体：ＡＳ
」ともいう。）、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた
多結晶半導体、或いはセミアモルファス（微結晶若しくはマイクロクリスタルとも呼ばれ
る。以下「ＳＡＳ」ともいう。）半導体などを用いることができる。
ＳＡＳは、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネ
ルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有す
る結晶質な領域を含んでいる。ＳＡＳは、珪素を含む気体をグロー放電分解（プラズマＣ
ＶＤ）して形成する。珪素を含む気体としては、ＳｉＨ４、その他にもＳｉ２Ｈ６、Ｓｉ
Ｈ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などを用いることが可能である。また
Ｆ２、ＧｅＦ４を混合させても良い。この珪素を含む気体をＨ２、又は、Ｈ２とＨｅ、Ａ
ｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。また、ヘ
リウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助
長させることで安定性が増し良好なＳＡＳが得られる。また半導体膜としてフッ素系ガス
より形成されるＳＡＳ層に水素系ガスより形成されるＳＡＳ層を積層してもよい。
非晶質半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体としては
代表的にはポリシリコンなどがあげられる。ポリシリコン（多結晶シリコン）には、８０
０℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂高温ポ
リシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材料として用
いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを添加し結晶化させたポリシ
リコンなどを含んでいる。もちろん、前述したように、セミアモルファス半導体又は半導
体膜の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。
半導体膜に、結晶性半導体膜を用いる場合、その結晶性半導体膜の作製方法は、公知の方
法（レーザ結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの結晶化を助長する元素を用いた
熱結晶化法等）を用いれば良い。また、ＳＡＳである微結晶半導体をレーザ照射して結晶
化し、結晶性を高めることもできる。結晶化を助長する元素を導入しない場合は、非晶質
半導体膜にレーザ光を照射する前に、窒素雰囲気下５００℃で１時間加熱することによっ
て非晶質半導体膜の含有水素濃度を１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にまで放出させ
る。これは水素を多く含んだ非晶質半導体膜にレーザ光を照射すると非晶質半導体膜が破
壊されてしまうからである。結晶化のための加熱処理は、加熱炉、レーザ照射、若しくは
ランプから発する光の照射（ランプアニールともいう）などを用いることができる。加熱
方法としてＧＲＴＡ（Ｇａｓ Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌ）法、ＬＲＴ
Ａ（Ｌａｍｐ Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌ）法等のＲＴＡ法がある。Ｇ
ＲＴＡとは高温のガスを用いて加熱処理を行う方法であり、ＬＲＴＡとはランプ光により
加熱処理を行う方法である。
また、非晶質半導体層を結晶化し、結晶性半導体層を形成する結晶化工程で、非晶質半導
体層に結晶化を促進する元素（触媒元素、金属元素とも示す）を添加し、熱処理（５５０
℃〜７５０℃で３分〜２４時間）により結晶化を行ってもよい。結晶化を助長する元素と
しては、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジ
ウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスニウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（
Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）及び金（Ａｕ）から選ばれた一種又は複数種類を用いることができる
。
非晶質半導体膜への金属元素の導入の仕方としては、当該金属元素を非晶質半導体膜の表
面又はその内部に存在させ得る手法であれば特に限定はなく、例えばスパッタ法、ＣＶＤ
法、プラズマ処理法（プラズマＣＶＤ法も含む）、吸着法、金属塩の溶液を塗布する方法
を使用することができる。このうち溶液を用いる方法は簡便であり、金属元素の濃度調整
が容易であるという点で有用である。また、このとき非晶質半導体膜の表面のぬれ性を改
善し、非晶質半導体膜の表面全体に水溶液を行き渡らせるため、酸素雰囲気中でのＵＶ光
の照射、熱酸化法、ヒドロキシラジカルを含むオゾン水又は過酸化水素による処理等によ
り、酸化膜を成膜することが望ましい。
結晶化を促進する元素を結晶性半導体層から除去、又は軽減するため、結晶性半導体層に
接して、不純物元素を含む半導体層を形成し、ゲッタリングシンクとして機能させる。不
純物元素としては、ｎ型を付与する不純物元素、ｐ型を付与する不純物元素や希ガス元素
などを用いることができ、例えばリン（Ｐ）、窒素（Ｎ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（
Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、ボロン（Ｂ）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴ
ン（Ａｒ）、Ｋｒ（クリプトン）、Ｘｅ（キセノン）から選ばれた一種または複数種を用
いることができる。結晶化を促進する元素を含む結晶性半導体層に、希ガス元素を含む半
導体層を形成し、熱処理（５５０℃〜７５０℃で３分〜２４時間）を行う。結晶性半導体
層中に含まれる結晶化を促進する元素は、希ガス元素を含む半導体層中に移動し、結晶性
半導体層中の結晶化を促進する元素は除去、又は軽減される。その後、ゲッタリングシン
クとなった希ガス元素を含む半導体層を除去する。
レーザと、半導体膜とを相対的に走査することにより、レーザ照射を行うことができる。
またレーザ照射において、ビームを精度よく重ね合わせたり、レーザ照射開始位置やレー
ザ照射終了位置を制御するため、マーカーを形成することもできる。マーカーは非晶質半
導体膜と同時に、基板上へ形成すればよい。
レーザ照射を用いる場合、連続発振型のレーザビーム（ＣＷ（ＣＷ：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕ
ｓ−ｗａｖｅ）レーザビーム）やパルス発振型のレーザビーム（パルスレーザビーム）を
用いることができる。ここで用いることができるレーザビームは、Ａｒレーザ、Ｋｒレー
ザ、エキシマレーザなどの気体レーザ、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、フォルステライト（
Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、
Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、
Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とする
レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ｔｉ：サファイアレ
ーザ、銅蒸気レーザまたは金蒸気レーザのうち一種または複数種から発振されるものを用
いることができる。このようなレーザビームの基本波、又はこれらの基本波の第２高調波
から第４高調波のレーザビームを照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例
えば、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３
高調波（３５５ｎｍ）を用いることができる。このレーザは、ＣＷで射出することも、パ
ルス発振で射出することも可能である。ＣＷで射出する場合は、レーザのパワー密度は０
．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ２程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ２）が必要である
。そして、走査速度を１０〜２０００ｃｍ／ｓｅｃ程度として照射する。
なお、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、
ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３
、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａの
うち１種または複数種添加されているものを媒質とするレーザ、Ａｒイオンレーザ、また
はＴｉ：サファイアレーザは、連続発振をさせることが可能であり、Ｑスイッチ動作やモ
ード同期などを行うことによって１０ＭＨｚ以上の発振周波数でパルス発振をさせること
も可能である。１０ＭＨｚ以上の発振周波数でレーザビームを発振させると、半導体膜が
レーザによって溶融してから固化するまでの間に、次のパルスが半導体膜に照射される。
従って、発振周波数が低いパルスレーザを用いる場合と異なり、半導体膜中において固液
界面を連続的に移動させることができるため、走査方向に向かって連続的に成長した結晶
粒を得ることができる。
媒質としてセラミック（多結晶）を用いると、短時間かつ低コストで自由な形状に媒質を
形成することが可能である。単結晶を用いる場合、通常、直径数ｍｍ、長さ数十ｍｍの円
柱状の媒質が用いられているが、セラミックを用いる場合はさらに大きいものを作ること
が可能である。
発光に直接寄与する媒質中のＮｄ、Ｙｂなどのドーパントの濃度は、単結晶中でも多結晶
中でも大きくは変えられないため、濃度を増加させることによるレーザの出力向上にはあ
る程度限界がある。しかしながら、セラミックの場合、単結晶と比較して媒質の大きさを
著しく大きくすることができるため大幅な出力向上ができる。
さらに、セラミックの場合では、平行六面体形状や直方体形状の媒質を容易に形成するこ
とが可能である。このような形状の媒質を用いて、発振光を媒質の内部でジグザグに進行
させると、発振光路を長くとることができる。そのため、増幅が大きくなり、大出力で発
振させることが可能になる。また、このような形状の媒質から射出されるレーザビームは
射出時の断面形状が四角形状であるため、丸状のビームと比較すると、線状ビームに整形
するのに有利である。このように射出されたレーザビームを、光学系を用いて整形するこ
とによって、短辺の長さ１ｍｍ以下、長辺の長さ数ｍｍ〜数ｍの線状ビームを容易に得る
ことが可能となる。また、励起光を媒質に均一に照射することにより、線状ビームは長辺
方向にエネルギー分布の均一なものとなる。またさらにレーザは、半導体膜に対して入射
角θ（０＜θ＜９０度）を持たせて照射させるとよい。レーザの干渉を防止することがで
きるからである。
この線状ビームを半導体膜に照射することによって、半導体膜の全面をより均一にアニー
ルすることが可能になる。線状ビームの両端まで均一なアニールが必要な場合は、その両
端にスリットを配置し、エネルギーの減衰部を遮光するなどの工夫が必要となる。
このようにして得られた強度が均一な線状ビームを用いて半導体膜をアニールし、この半
導体膜を用いて表示装置を作製すると、その表示装置の特性は、良好かつ均一である。
また、希ガスや窒素などの不活性ガス雰囲気中でレーザ光を照射するようにしても良い。
これにより、レーザ光の照射により半導体表面の荒れを抑えることができ、界面準位密度
のばらつきによって生じるしきい値のばらつきを抑えることができる。
非晶質半導体膜の結晶化は、熱処理とレーザ光照射による結晶化を組み合わせてもよく、
熱処理やレーザ光照射を単独で、複数回行っても良い。
ゲート電極層は、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法等の手法により形成することがで
きる。ゲート電極層はタンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブ
デン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ネオジウム（Ｎｄ
）から選ばれた元素、又は前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成す
ればよい。また、ゲート電極層としてリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコ
ン膜に代表される半導体膜や、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、ゲート電極層は
単層でも積層でもよい。
本実施の形態ではゲート電極層をテーパー形状を有する様に形成するが、本発明はそれに
限定されず、ゲート電極層を積層構造にして、一層のみがテーパー形状を有し、他方は異
方性エッチングによって垂直な側面を有していてもよい。テーパー角度も積層するゲート
電極層間で異なっていても良いし、同一でもよい。テーパー形状を有することによって、
その上に積層する膜の被覆性が向上し、欠陥が軽減されるので信頼性が向上する。
ソース電極層又はドレイン電極層は、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、蒸着法等により導電膜を成膜
した後、所望の形状にエッチングして形成することができる。また、液滴吐出法、印刷法
、ディスペンサ法、電界メッキ法等により、所定の場所に選択的に導電層を形成すること
ができる。更にはリフロー法、ダマシン法を用いても良い。ソース電極層又はドレイン電
極層の材料は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍ
ｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂａ等の金属、Ｓｉ、Ｇｅ、又はその合金、若しく
はその窒化物を用いて形成する。また、これらの積層構造としても良い。
絶縁層５１２、５１１、５０９としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アル
ミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウムその他の無機絶縁性材料、又はアクリ
ル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、芳香
族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの
耐熱性高分子、又はシロキサン樹脂を用いてもよい。また、ポリビニルアルコール、ポリ
ビニルブチラールなどのビニル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、
アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロ
ブテン、パリレン、フッ化アリレンエーテル、ポリイミドなどの有機材料、水溶性ホモポ
リマーと水溶性共重合体を含む組成物材料等を用いてもよい。作製法としては、プラズマ
ＣＶＤ法や熱ＣＶＤ法などの気相成長法やスパッタリング法を用いることができる。また
、液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方
法）を用いることもできる。塗布法で得られる膜やＳＯＧ膜なども用いることができる。
また、液滴吐出法により、導電層、絶縁層などを、組成物を吐出し形成した後、その平坦
性を高めるために表面を圧力によってプレスして平坦化してもよい。プレスの方法として
は、ローラー状のものを表面に走査することによって凹凸を軽減する、また平坦な板状な
物で表面をプレスするなどを行ってもよい。プレスする時に、加熱工程を行っても良い。
また溶剤等によって表面を軟化、または融解させエアナイフで表面の凹凸部を除去しても
良い。また、ＣＭＰ法を用いて研磨しても良い。この工程は、液滴吐出法によって凹凸が
生じる場合に、その表面の平坦化する場合適用することができる。
本実施の形態に限定されず、薄膜トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシン
グルゲート構造でも、二つ形成されるダブルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプル
ゲート構造であっても良い。また、周辺駆動回路領域の薄膜トランジスタも、シングルゲ
ート構造、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
なお、本実施の形態で示した薄膜トランジスタの作製方法に限らず、トップゲート型（例
えば順スタガ型、コプラナ型）、ボトムゲート型（例えば、逆コプラナ型）、あるいはチ
ャネル領域の上下にゲート絶縁膜を介して配置された２つのゲート電極層を有する、デュ
アルゲート型やその他の構造においても適用できる。
本実施の形態では、光触媒物質に対する光照射を行ってから可撓性を有する対向基板を貼
り付ける例を示すが、転置する基板を素子層に貼り付けた後に光触媒物質に光を照射して
もよい。
本発明では光触媒物質を有機化合物層に分散させることによって、光触媒物質の光触媒機
能を用いて有機化合物を分解（破壊）して層の有機化合物を粗にし、基板より素子層を剥
離する。そのため、剥離のために素子層に大きな力をかける必要もないので、剥離工程で
素子が破壊されることもなく、良好な形状で簡単に様々な基板に自由に転置を行うことが
できる。
よって、自由に様々な基板に転置することができるため、基板の材料の選択性の幅が広が
る。また安価な材料を基板として選択することもでき、用途に合わせて広い機能を持たせ
ることができるだけでなく、低コストで半導体装置を作製することができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態２とは異なる構成を有する表示装置について説明する
。具体的には、表示装置の構成がアクティブマトリクス型の場合に関して示す。
表示装置の上面図を図１０（Ａ）に、図１０（Ａ）における線Ｅ−Ｆの断面図を図１０（
Ｂ）に示す。また、図１０（Ａ）には、電界発光層５３２、第２の電極層５３３及び絶縁
層５３４は省略され図示されていないが、図１０（Ｂ）で示すようにそれぞれ設けられて
いる。
第１の方向に延びた第１の配線と、第１の方向と垂直な第２の方向に延びた第２の配線と
がマトリクス状に設けられている。また、第１の配線はトランジスタ５２１のソース電極
又はドレイン電極に接続されており、第２の配線はトランジスタ５２１のゲート電極に接
続されている。さらに、第１の配線と接続されていないトランジスタ５２１のソース電極
またはドレイン電極に、第１の電極層５３１が接続され、第１の電極層５３１、電界発光
層５３２、第２の電極層５３３の積層構造によって発光素子５３０が設けられている。隣
接する各々の発光素子の間に隔壁（絶縁層）５２８を設けて、第１の電極層と隔壁（絶縁
層）５２８上に電界発光層５３２および第２の電極層５３３を積層して設けている。第２
の電極層５３３上に保護層となる絶縁層５３４を有している。また、トランジスタ５２１
として、図９で示した逆スタガ型薄膜トランジスタを用いている（図１０（Ｂ）及び図１
１（Ａ）参照。）。
図１０（Ｂ）の表示装置において、発光素子は第３の基板５４０に光触媒物質を含む有機
化合物層５３９ｂを介して設けられており、絶縁層５２３、絶縁層５２６、絶縁層５２７
、隔壁（絶縁層）５２８、トランジスタ５２１を有している。
図１１に図１０（Ａ）及び（Ｂ）の表示装置の作製工程を示す。図１１において、第１の
基板５２０と、トランジスタ５２１及び発光素子５３０を含む素子層との間に光触媒物質
を含む有機化合物層５２４が設けられている。第１の基板５２０は素子層に含まれる表示
素子を形成する工程での処理（加熱処理など）に耐えうる、作成工程条件に適した基板を
選択すればよい。光触媒物質を含む有機化合物層５２４中には光触媒物質が含まれている
。
その後、透光性を有する第１の基板５２０側より、光源５８０から、第１の基板５２０を
通過させて光５８１を光触媒物質へ照射する（図１１（Ｂ）参照。）。
光触媒物質は、光５８１を吸収し活性化する。その活性エネルギーは、光触媒物質を含む
有機化合物層５２４中に含まれる周囲の有機化合物に作用し、結果として有機化合物の物
性を変化させ、改質する。つまり、活性化した光触媒物質のエネルギー（酸化力）により
、有機化合物の炭素−水素結合、炭素−炭素結合が分離され、有機化合物の一部が二酸化
炭素及び水となり脱ガス化する。結果、光触媒物質を含む有機化合物層５２４が粗になり
、光触媒物質を含む有機化合物層５３７となる。
トランジスタ５２１及び発光素子５３０を含む素子層の絶縁層５３４上に第２の基板５３
８を設ける（図１１（Ｃ）参照。）。第２の基板５３８は接着層などを用いて素子層と接
着してもよいし、樹脂層のような保護層を素子層上に直接形成してもよい。
第２の基板５３８側にトランジスタ５２１及び発光素子５３０を含む素子層を転置するた
めに力を加えると、光触媒物質を含む有機化合物層５３７は、強度が低下しもろくなって
いるので、層内部で素子層側の光触媒物質を含む有機化合物層５３９ｂと、基板側の光触
媒物質を含む有機化合物層５３９ａとで分離（分断）する。従って、第１の基板５２０よ
りトランジスタ５２１及び発光素子５３０を含む素子層を剥離することができる。
図１２は、本発明を適用したアクティブマトリクス型の液晶表示装置の作製工程を示す。
図１２において、光触媒物質を含む有機化合物層５６６が形成され、マルチゲート構造の
トランジスタ５５１及び画素電極層５６０、配向膜として機能する絶縁層５６１が設けら
れた第１の基板５５０と、配向膜として機能する絶縁層５６３、対向電極層５６４、カラ
ーフィルタとして機能する着色層５６５が設けられた第２の基板５６８とが液晶層５６２
を挟持して対向している。第１の基板５５０とトランジスタ５５１及び画素電極層５６０
を含む素子層との間に光触媒物質を含む有機化合物層５６６が設けられている。第１の基
板５５０は素子層に含まれる液晶表示素子を形成する工程での処理（加熱処理など）に耐
えうる、作成工程条件に適した基板を選択すればよい。光触媒物質を含む有機化合物層５
６６中には光触媒物質が含まれている。
その後、透光性を有する第１の基板５５０側より、光源５８０から、第１の基板５５０を
通過させて光５８１を光触媒物質へ照射する（図１２（Ｂ）参照。）。
光触媒物質は、光５８１を吸収し活性化する。その活性エネルギーは、光触媒物質を含む
有機化合物層５６６中に含まれる周囲の有機化合物に作用し、結果として有機化合物の物
性を変化させ、改質する。つまり、活性化した光触媒物質のエネルギー（酸化力）により
、有機化合物の炭素−水素結合、炭素−炭素結合が分離され、有機化合物の一部が二酸化
炭素及び水となり脱ガス化する。結果、光触媒物質を含む有機化合物層５６６が粗になり
、光触媒物質を含む有機化合物層５７０となる。
第２の基板５６８側にトランジスタ５５１及び液晶表示素子を含む素子層を転置するため
に力を加えると、光触媒物質を含む有機化合物層５６６は、強度が低下しもろくなってい
るので、層内部で素子層側の光触媒物質を含む有機化合物層５６９ｂと、基板側の光触媒
物質を含む有機化合物層５６９ａとで分離（分断）する。従って、第１の基板５５０より
トランジスタ５５１及び表示素子を含む素子層を剥離することができる（図１２（Ｃ）参
照。）。
本発明では光触媒物質を有機化合物層に分散させることによって、光触媒物質の光触媒機
能を用いて有機化合物を分解（破壊）して層の有機化合物を粗にし、基板より素子層を剥
離する。そのため、剥離のために素子層に大きな力をかける必要もないので、剥離工程で
素子が破壊されることもなく、良好な形状で簡単に様々な基板に自由に転置を行うことが
できる。
よって、自由に様々な基板に転置することができるため、基板の材料の選択性の幅が広が
る。また安価な材料を基板として選択することもでき、用途に合わせて広い機能を持たせ
ることができるだけでなく、低コストで半導体装置を作製することができる。
図１３は、本発明を適用したアクティブマトリクス型の電子ペーパーの作製工程を示す。
図１３ではアクティブマトリクス型を示すが、本発明はパッシブマトリクス型にも適用す
ることができる。
図１２では、表示素子として液晶表示素子を用いて例を示したが、ツイストボール表示方
式を用いた表示装置を用いてもよい。ツイストボール表示方式とは、白と黒に塗り分けら
れた球形粒子を第１の電極層及び第２の電極層の間に配置し、第１の電極層及び第２の電
極層に電位差を生じさせての球形粒子の向きを制御することにより、表示を行う方法であ
る。
透光性を有する基板５９６及び球形粒子５８９を含む素子層との間に光触媒物質を含む有
機化合物層５８３が設けられている。第１の基板５９６は素子層に含まれる表示素子を形
成する工程での処理（加熱処理など）に耐えうる、作成工程条件に適した基板を選択すれ
ばよい。光触媒物質を含む有機化合物層５２４中には光触媒物質が含まれている。
トランジスタ５９７は逆コプラナ型の薄膜トランジスタであり、ゲート電極層５８２、ゲ
ート絶縁層５８４、配線層５８５ａ、配線層５８５ｂ、半導体層５８６を含む。また配線
層５８５ｂは第１の電極層５８７ａ、５８７ｂに、絶縁層５９８に形成する開口で接して
おり電気的に接続している。第１の電極層５８７ａ、５８７ｂと第２の電極層５８８との
間には黒色領域５９０ａ及び白色領域５９０を有し、周りに液体で満たされているキャビ
ティ５９４を含む球形粒子５８９が設けられており、球形粒子５８９の周囲は樹脂等の充
填材５９５で充填されている（図１３参照。）。
その後、透光性を有する第１の基板５９６側より、光源５８０から、第１の基板５９６を
通過させて光５８１を光触媒物質へ照射する（図１３（Ｂ）参照。）。
光触媒物質は、光５８１を吸収し活性化する。その活性エネルギーは、光触媒物質を含む
有機化合物層５８３中に含まれる周囲の有機化合物に作用し、結果として有機化合物の物
性を変化させ、改質する。つまり、活性化した光触媒物質のエネルギー（酸化力）により
、有機化合物の炭素−水素結合、炭素−炭素結合が分離され、有機化合物の一部が二酸化
炭素及び水となり脱ガス化する。結果、光触媒物質を含む有機化合物層５８３が粗になり
、光触媒物質を含む有機化合物層５９１となる。
第２の基板５９２側にトランジスタ５９７及び表示素子を含む素子層を転置するために力
を加えると、光触媒物質を含む有機化合物層５９１は、強度が低下しもろくなっているの
で、層内部で素子層側の光触媒物質を含む有機化合物層５９３ｂと、基板側の光触媒物質
を含む有機化合物層５９３ａとで分離（分断）する。従って、第１の基板５９６よりトラ
ンジスタ５９７及び球形粒子５８９を含む素子層を剥離することができる（図１３（Ｃ）
参照。）。
本発明では光触媒物質を有機化合物層に分散させることによって、光触媒物質の光触媒機
能を用いて有機化合物を分解（破壊）して層の有機化合物を粗にし、基板より素子層を剥
離する。そのため、剥離のために素子層に大きな力をかける必要もないので、剥離工程で
素子が破壊されることもなく、良好な形状で簡単に様々な基板に自由に転置を行うことが
できる。
よって、自由に様々な基板に転置することができるため、基板の材料の選択性の幅が広が
る。また安価な材料を基板として選択することもでき、用途に合わせて広い機能を持たせ
ることができるだけでなく、低コストで半導体装置を作製することができる。
また、ツイストボールの代わりに、電気泳動素子を用いることも可能である。透明な液体
と、正に帯電した白い微粒子と負に帯電した黒い微粒子とを封入した直径１０μｍ〜２０
０μｍ程度のマイクロカプセルを用いる。第１の電極層と第２の電極層との間に設けられ
るマイクロカプセルは、第１の電極層と第２の電極層によって、電場が与えられると、白
い微粒子と、黒い微粒子が逆の方向に移動し、白または黒を表示することができる。この
原理を応用した表示素子が電気泳動表示素子であり、一般的に電子ペーパーとよばれてい
る。電気泳動表示素子は、液晶表示素子に比べて反射率が高いため、補助ライトは不要で
あり、また消費電力が小さく、薄暗い場所でも表示部を認識することが可能である。また
、表示部に電源が供給されない場合であっても、一度表示した像を保持することが可能で
あるため、電波発信源から表示機能付き半導体装置を遠ざけた場合であっても、表示され
た像を保存しておくことが可能となる。
トランジスタはスイッチング素子として機能し得るものであれば、どのような構成で設け
てもよい。半導体層も非晶質半導体、結晶性半導体、多結晶半導体、微結晶半導体など様
々な半導体を用いることができ、有機化合物を用いて有機トランジスタを形成してもよい
。
本発明により、剥離前の形状及び特性を保った良好な状態で転置工程を行えるような、剥
離工程を用いて半導体装置及び表示装置を作製できる。よって、より高信頼性の半導体装
置を装置や工程を複雑化することなく、歩留まりよく作製できる。
（実施の形態５）
本発明の実施の形態を、図１４を用いて説明する。本実施の形態は、表示装置において、
薄膜トランジスタとしてチャネルエッチ型逆スタガ型薄膜トランジスタを用い、トランジ
スタ上に層間絶縁層を形成しない例を示す。よって、同一部分又は同様な機能を有する部
分の繰り返しの説明は省略する。図１４（Ａ）は、本発明の転置工程を用いて作製された
発光表示装置の上面図であり、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）の断面図である。
図１４（Ａ）（Ｂ）で示すように、画素部６５５、走査線駆動回路である駆動回路領域６
５１ａ、走査線駆動回路である駆動回路領域６５１ｂ、駆動回路領域６５３が、シール材
６１２によって、基板６００と封止基板６１０との間に封止され、基板６００上にＩＣド
ライバによって形成された信号線駆動回路である駆動回路領域６５２が設けられている。
基板６００上に、駆動回路領域６５３に、逆スタガ型薄膜トランジスタ６０１、逆スタガ
型薄膜トランジスタ６０２、画素部６５５に逆スタガ型薄膜トランジスタ６０３、ゲート
絶縁層６０５、絶縁膜６０６、絶縁層６０９、第１の電極層６０４と、電界発光層６０７
と、第２の電極層６０８との積層である発光素子６５０、充填材６１１、封止基板６１０
、封止領域にシール材６１２、端子電極層６１３、異方性導電層６１４、ＦＰＣ６１５が
設けられている。
本発明では光触媒物質を有機化合物層に分散させることによって、光触媒物質の光触媒機
能を用いて有機化合物を分解（破壊）して層の有機化合物を粗にし、基板より素子層を剥
離する。そのため、剥離のために素子層に大きな力をかける必要もないので、剥離工程で
素子が破壊されることもなく、良好な形状で簡単に様々な基板に自由に転置を行うことが
できる。光触媒物質を含む有機化合物層の剥離後の素子層側の残存層が光触媒物質を含む
有機化合物層６３０である。光触媒物質を含む有機化合物層６３０は封止基板６１０に転
写後、研磨等によって除去しても構わない。
よって、自由に様々な基板に転置することができるため、基板の材料の選択性の幅が広が
る。また安価な材料を基板として選択することもでき、用途に合わせて広い機能を持たせ
ることができるだけでなく、低コストで半導体装置を作製することができる。
本実施の形態で作製される逆スタガ型薄膜トランジスタ６０１、逆スタガ型薄膜トランジ
スタ６０２、逆スタガ型薄膜トランジスタ６０３のゲート電極層、ソース電極層、及びド
レイン電極層は液滴吐出法によって形成されている。液滴吐出法は、液状の導電性材料を
有する組成物を吐出し、乾燥や焼成によって固化し、導電層や電極層を形成する方法であ
る。絶縁性材料を含む組成物を吐出し、乾燥や焼成によって固化すれば絶縁層も形成する
ことができる。選択的に導電層や絶縁層などの表示装置の構成物を形成することができる
ので、工程が簡略化し、材料のロスが防げるので、低コストで生産性良く表示装置を作製
することができる。
液滴吐出法に用いる液滴吐出手段とは、組成物の吐出口を有するノズルや、１つ又は複数
のノズルを具備したヘッド等の液滴を吐出する手段を有するものの総称とする。液滴吐出
手段が具備するノズルの径は、０．０２〜１００μｍ（好適には３０μｍ以下）に設定し
、該ノズルから吐出される組成物の吐出量は０．００１ｐｌ〜１００ｐｌ（好適には０．
１ｐｌ以上４０ｐｌ以下、より好ましくは１０ｐｌ以下）に設定する。吐出量は、ノズル
の径の大きさに比例して増加する。また、被処理物とノズルの吐出口との距離は、所望の
箇所に滴下するために、出来る限り近づけておくことが好ましく、好適には０．１〜３ｍ
ｍ（好適には１ｍｍ以下）程度に設定する。
液滴吐出法を用いて膜（絶縁膜、又は導電膜など）を形成する場合、粒子状に加工された
膜材料を含む組成物を吐出し、焼成によって融合や融着接合させ固化することで膜を形成
する。このように導電性材料を含む組成物を吐出し、焼成することによって形成された膜
においては、スパッタ法などで形成した膜が、多くは柱状構造を示すのに対し、多くの粒
界を有する多結晶状態を示すことが多い。
吐出口から吐出する組成物は、導電性材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。導
電性材料とは、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ等の金属、
Ｃｄ、Ｚｎの金属硫化物、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｂａなどの酸化物、ハロゲン化銀の
微粒子又は分散性ナノ粒子に相当する。前記導電性材料はそれらの混合物であってもよい
。これらの透明導電膜として、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム錫酸化物と酸
化珪素を含むＩＴＳＯ、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛、窒化チタン等を用いるこ
とができる。また、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含むインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ（ｉｎｄｉ
ｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ））、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＺｎＯにガリウム（Ｇａ）をド
ープしたもの、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化
タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チ
タンを含むインジウム錫酸化物なども用いてもよい。但し、吐出口から吐出する組成物は
、比抵抗値を考慮して、金、銀、銅のいずれかの材料を溶媒に溶解又は分散させたものを
用いることが好適であり、より好適には、低抵抗な銀、銅を用いるとよい。但し、銀、銅
を用いる場合には、不純物対策のため、合わせてバリア膜を設けるとよい。バリア膜とし
ては、窒化珪素膜やニッケルボロン（ＮｉＢ）を用いるとことができる。
吐出する組成物は、導電性材料を溶媒に溶解又は分散させたものであるが、他にも分散剤
や、熱硬化性樹脂が含まれている。特に熱硬化性樹脂に関しては、焼成時にクラックや不
均一な焼きムラが発生するのを防止する働きを持つ。よって、形成される導電層には、有
機材料が含まれることがある。含まれる有機材料は、加熱温度、雰囲気、時間により異な
る。この有機材料は、金属粒子の熱硬化性樹脂、溶媒、分散剤、及び被覆剤として機能す
る有機樹脂などであり、代表的には、ポリイミド、アクリル、ノボラック樹脂、メラミン
樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フラン樹脂、ジアリルフタレー
ト樹脂等や、他の有機樹脂が挙げられる。
また、導電性材料の周りに他の導電性材料がコーティングされ、複数の層になっている粒
子でも良い。例えば、銅の周りにニッケルボロン（ＮｉＢ）がコーティングされ、その周
囲に銀がコーティングされている３層構造の粒子などを用いても良い。溶媒は、酢酸ブチ
ル、酢酸エチル等のエステル類、イソプロピルアルコール、エチルアルコール等のアルコ
ール類、メチルエチルケトン、アセトン等の有機溶剤等、又は水を用いる。組成物の粘度
は２０ｍＰａ・ｓ（ｃｐ）以下が好適であり、これは、乾燥が起こることの防止や、吐出
口からの組成物の円滑な吐出ができるようにするためである。また、組成物の表面張力は
、４０ｍＮ／ｍ以下が好適である。但し、用いる溶媒や、用途に合わせて、組成物の粘度
等は適宜調整するとよい。一例として、ＩＴＯや、有機インジウム、有機スズを溶媒に溶
解又は分散させた組成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・ｓ、銀を溶媒に溶解又は分散させた組
成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・ｓ、金を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜２
０ｍＰａ・ｓに設定するとよい。
また、導電層は、複数の導電性材料を積層しても良い。また、始めに導電性材料として銀
を用いて、液滴吐出法で導電層を形成した後、銅などでめっきを行ってもよい。めっきは
電気めっきや化学（無電界）めっき法で行えばよい。めっきは、めっきの材料を有する溶
液を満たした容器に基板表面を浸してもよいが、基板を斜め（または垂直）に立てて設置
し、めっきする材料を有する溶液を、基板表面に流すように塗布してもよい。基板を立て
て溶液を塗布するようにめっきを行うと、工程装置が小型化する利点がある。
各ノズルの径や所望のパターン形状などに依存するが、ノズルの目詰まり防止や高精細な
パターンの作製のため、導電体の粒子の径はなるべく小さい方が好ましく、好適には粒径
０．１μｍ以下の粒子サイズが好ましい。組成物は、電解法、アトマイズ法又は湿式還元
法等の公知の方法で形成されるものであり、その粒子サイズは、一般的に約０．０１〜１
０μｍである。但し、ガス中蒸発法で形成すると、分散剤で保護されたナノ粒子は約７ｎ
ｍと微細であり、またこのナノ粒子は、被覆剤を用いて各粒子の表面を覆うと、溶剤中に
凝集がなく、室温で安定に分散し、液体とほぼ同じ挙動を示す。従って、被覆剤を用いる
ことが好ましい。
また、組成物を吐出する工程は、減圧下で行ってもよい。減圧下で行うと、導電体の表面
に酸化膜などが形成されないため好ましい。組成物を吐出後、乾燥と焼成の一方又は両方
の工程を行う。乾燥と焼成の工程は、両工程とも加熱処理の工程であるが、例えば、乾燥
は１００度で３分間、焼成は２００〜３５０度で１５分間〜６０分間で行うもので、その
目的、温度と時間が異なるものである。乾燥の工程、焼成の工程は、常圧下又は減圧下で
、レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱炉などにより行う。なお、この加熱処理を行う
タイミングは特に限定されない。乾燥と焼成の工程を良好に行うためには、基板を加熱し
ておいてもよく、そのときの温度は、基板等の材質に依存するが、一般的には１００〜８
００度（好ましくは２００〜３５０度）とする。本工程により、組成物中の溶媒の揮発、
又は化学的に分散剤を除去するとともに、周囲の樹脂が硬化収縮することで、ナノ粒子間
を接触させ、融合と融着を加速する。
レーザ光の照射は、連続発振またはパルス発振の気体レーザ又は固体レーザを用いれば良
い。前者の気体レーザとしては、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ等が挙げられ、後者の固
体レーザとしては、Ｃｒ、Ｎｄ等がドーピングされたＹＡＧ、ＹＶＯ４、ＧｄＶＯ４等の
結晶を使ったレーザ等が挙げられる。なお、レーザ光の吸収率の関係から、連続発振のレ
ーザを用いることが好ましい。また、パルス発振と連続発振を組み合わせたレーザ照射方
法を用いてもよい。但し、基板１００の耐熱性に依っては、レーザ光の照射による加熱処
理は、該基板１００を破壊しないように、数マイクロ秒から数十秒の間で瞬間的に行うと
よい。瞬間熱アニール（ＲＴＡ）は、不活性ガスの雰囲気下で、紫外光乃至赤外光を照射
する赤外ランプやハロゲンランプなどを用いて、急激に温度を上昇させ、数分〜数マイク
ロ秒の間で瞬間的に熱を加えて行う。この処理は瞬間的に行うために、最表面の薄膜のみ
を加熱することができ、下層の膜には影響を与えない。つまり、プラスチック基板等の耐
熱性が弱い基板にも影響を与えない。
また、液滴吐出法により、導電層、絶縁層を、液状の組成物を吐出し形成した後、その平
坦性を高めるために表面を圧力によってプレスして平坦化してもよい。プレスの方法とし
ては、ローラー状のものを表面に走査することによって凹凸を軽減する、また平坦な板状
な物で表面をプレスするなどを行ってもよい。プレスする時に、加熱工程を行っても良い
。また溶剤等によって表面を軟化、または融解させエアナイフで表面の凹凸部を除去して
も良い。また、ＣＭＰ法を用いて研磨しても良い。この工程は、液滴吐出法によって凹凸
が生じる場合に、その表面の平坦化する場合適用することができる。
本実施の形態では、半導体層として非晶質半導体を用いており、一導電性型を有する半導
体層は必要に応じて形成すればよい。本実施の形態では、半導体層と一導電型を有する半
導体層として非晶質Ｎ型半導体層を積層する。またＮ型半導体層を形成し、ｎチャネル型
ＴＦＴのＮＭＯＳ構造、ｐ型半導体層を形成したｐチャネル型ＴＦＴのＰＭＯＳ構造、ｎ
チャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴとのＣＭＯＳ構造を作製することができる。本実
施の形態では、逆スタガ型薄膜トランジスタ６０１と逆スタガ型薄膜トランジスタ６０３
をｎチャネル型ＴＦＴ、逆スタガ型薄膜トランジスタ６０２をｐチャネル型ＴＦＴで形成
しており、駆動回路領域６５３において、逆スタガ型薄膜トランジスタ６０１と逆スタガ
型薄膜トランジスタ６０２はＣＭＯＳ構造となっている。
また、導電性を付与するために、導電性を付与する元素をドーピングによって添加し、不
純物領域を半導体層に形成することで、ｎチャネル型ＴＦＴ、ｐチャネル型ＴＦＴを形成
することもできる。Ｎ型半導体層を形成するかわりに、ＰＨ３ガスによるプラズマ処理を
行うことによって、半導体層に導電性を付与してもよい。
また、半導体として、有機半導体材料を用い、印刷法、スプレー法、スピン塗布法、液滴
吐出法、ディスペンサ法などで形成することができる。この場合、上記エッチング工程が
必要ないため、工程数を削減することが可能である。有機半導体としては、ペンタセンな
どの低分子材料、高分子材料などが用いられ、有機色素、導電性高分子材料などの材料も
用いることができる。本発明に用いる有機半導体材料としては、その骨格が共役二重結合
から構成されるπ電子共役系の高分子材料が望ましい。代表的には、ポリチオフェン、ポ
リフルオレン、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリチオフェン誘導体等の可溶性の高
分子材料を用いることができる。
本発明により、剥離前の形状及び特性を保った良好な状態で転置工程を行えるような、剥
離工程を用いて半導体装置及び表示装置を作製できる。よって、より高信頼性の半導体装
置を装置や工程を複雑化することなく、歩留まりよく作製できる。
（実施の形態６）
本発明の実施の形態を、図１５を用いて説明する。図１５は本発明の剥離工程を用いて作
製する液晶表示装置である。
図１５（Ａ）は、本発明の転置工程を用いて作製された液晶表示装置の上面図であり、図
１５（Ｂ）は図１５（Ａ）の断面図である。
図１５（Ａ）で示すように、画素部２５６、走査線駆動回路である駆動回路領域２５８ａ
、走査線駆動回路である駆動回路領域２５８ｂが、シール材２８２によって、基板２００
と対向基板２１０との間に封止され、基板２００上にＩＣドライバによって形成された信
号線駆動回路である駆動回路領域２５７が設けられている。画素部２５６にはトランジス
タ２２０が設けられている。基板２００は、剥離された素子層及び光触媒物質を含む有機
化合物層２３０と接着しており、素子層に残存している光触媒物質が活性化する波長の光
を透過させないような材料とすればよい。また、対向基板２１０、基板２００は可撓性を
有する基板、また樹脂膜などを用いる。また一般的に合成樹脂からなる基板は、他の基板
と比較して耐熱温度が低いことが懸念されるが、耐熱性の高い基板を用いた作製工程の後
、転置することによっても採用することが可能となる。
図１５に示す表示装置は、基板２００上に、画素部に逆スタガ型薄膜トランジスタである
トランジスタ２２０、画素電極層２０１、絶縁層２０２、配向膜として機能する絶縁層２
０３、液晶層２０４、スペーサ２８１、配向膜として機能する絶縁層２０５、対向電極層
２０６、カラーフィルタとして機能する着色層２０８、ブラックマトリクス２０７、対向
基板２１０、偏光板２３１、封止領域にシール材２８２、端子電極層２８７、異方性導電
層２８５、ＦＰＣ２８６が設けられている。
本実施の形態で作製される逆スタガ型薄膜トランジスタであるトランジスタ２２０のゲー
ト電極層、ソース電極層、及びドレイン電極層は液滴吐出法によって形成されている。液
滴吐出法は、液状の導電性材料を有する組成物を吐出し、乾燥や焼成によって固化し、導
電層や電極層を形成する方法である。絶縁性材料を含む組成物を吐出し、乾燥や焼成によ
って固化すれば絶縁層も形成することができる。選択的に導電層や絶縁層などの表示装置
の構成物を形成することができるので、工程が簡略化し、材料のロスが防げるので、低コ
ストで生産性良く表示装置を作製することができる。
本実施の形態では、半導体層として非晶質半導体を用いており、一導電性型を有する半導
体層は必要に応じて形成すればよい。本実施の形態では、半導体層と一導電型を有する半
導体層として非晶質ｎ型半導体層を積層する。またｎ型半導体層を形成し、ｎチャネル型
薄膜トランジスタのＮＭＯＳ構造、ｐ型半導体層を形成したｐチャネル型薄膜トランジス
タのＰＭＯＳ構造、ｎチャネル型薄膜トランジスタとｐチャネル型薄膜トランジスタとの
ＣＭＯＳ構造を作製することができる。
また、導電性を付与するために、導電性を付与する元素をドーピングによって添加し、不
純物領域を半導体層に形成することで、ｎチャネル型薄膜トランジスタ、Ｐチャネル型薄
膜トランジスタを形成することもできる。ｎ型半導体層を形成するかわりに、ＰＨ３ガス
によるプラズマ処理を行うことによって、半導体層に導電性を付与してもよい。
本実施の形態では、トランジスタ２２０はｎチャネル型の逆スタガ型薄膜トランジスタと
なっている。また、半導体層のチャネル領域上に保護層を設けたチャネル保護型の逆スタ
ガ型薄膜トランジスタを用いることもできる。
また、半導体として、有機半導体材料を用い、蒸着法、印刷法、スプレー法、スピン塗布
法、液滴吐出法、ディスペンサ法などで形成することができる。この場合、エッチング工
程が必ずしも必要ないため、工程数を削減することが可能である。有機半導体としては、
ペンタセン等の低分子材料、高分子材料などが用いられ、有機色素、導電性高分子材料な
どの材料も用いることができる。本発明に用いる有機半導体材料としては、その骨格が共
役二重結合から構成されるπ電子共役系の高分子材料が望ましい。代表的には、ポリチオ
フェン、ポリフルオレン、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリチオフェン誘導体等の
可溶性の高分子材料を用いることができる。
画素部２５６には、トランジスタ２２０と光触媒物質を含む有機化合物層との間に下地膜
を設けても良い。下地膜は無機絶縁膜、有機絶縁膜どちらでもよく、またそれらの積層で
もよい。上記方法以外にも薄膜トランジスタは、多くの方法で作製することができる。例
えば、活性層として、結晶性半導体膜を適用する。結晶性半導体膜上には、ゲート絶縁膜
を介してゲート電極が設けられる。該ゲート電極を用いて該活性層へ不純物元素を添加す
ることができる。このようにゲート電極を用いた不純物元素の添加により、不純物元素添
加のためのマスクを形成する必要はない。ゲート電極は、単層構造、又は積層構造を有す
ることができる。不純物領域は、その濃度を制御することにより高濃度不純物領域及び低
濃度不純物領域とすることができる。このように低濃度不純物領域を有する薄膜トランジ
スタを、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔ ｄｏｐｅｄ ｄｒａｉｎ）構造と呼ぶ。また低濃度不純物
領域は、ゲート電極と重なるように形成することができ、このような薄膜トランジスタを
、ＧＯＬＤ（Ｇａｔｅ Ｏｖｅｒｌａｐｅｄ ＬＤＤ）構造と呼ぶ。また薄膜トランジス
タの極性は、不純物領域にリン（Ｐ）等を用いることによりｎ型とする。ｐ型とする場合
は、ボロン（Ｂ）等を添加すればよい。その後、ゲート電極等を覆う絶縁膜を形成する。
絶縁膜に混入された水素元素により、結晶性半導体膜のダングリングボンドを終端するこ
とができる。
さらに平坦性を高めるため、層間絶縁膜を形成してもよい。層間絶縁膜には、有機材料、
又は無機材料、若しくはそれらの積層構造を用いることができる。例えば酸化珪素、窒化
珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒素含
有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム、ダイアモン
ドライクカーボン（ＤＬＣ）、ポリシラザン、窒素含有炭素（ＣＮ）、ＰＳＧ（リンガラ
ス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）、アルミナ、その他の無機絶縁性材料を含む物質か
ら選ばれた材料で形成することができる。また、有機絶縁性材料を用いてもよく、有機材
料としては、感光性、非感光性どちらでも良く、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポ
リイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、シロキサン樹脂などを用いることが
できる。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキ
サンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として
、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置
換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有
機基と、フルオロ基とを用いてもよい。
る。
また結晶性半導体膜を用いることにより、画素領域と駆動回路領域を同一基板上に形成す
ることができる。
本実施の形態に限定されず、画素領域の薄膜トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成
されるシングルゲート構造でも、二つ形成されるダブルゲート構造もしくは三つ形成され
るトリプルゲート構造であっても良い。また、周辺駆動回路領域の薄膜トランジスタも、
シングルゲート構造、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
なお、本実施の形態で示した薄膜トランジスタの作製方法に限らず、トップゲート型（例
えば順スタガ型）、ボトムゲート型（例えば、逆コプラナ型）、あるいはチャネル領域の
上下にゲート絶縁膜を介して配置された２つのゲート電極層を有する、デュアルゲート型
やその他の構造においても適用できる。
次に、画素電極層２０１及びスペーサ２８１を覆うように、印刷法や液滴吐出法により、
配向膜と呼ばれる絶縁層２０３を形成する。なお、絶縁層２０３は、スクリーン印刷法や
オフセット印刷法を用いれば、選択的に形成することができる。その後、ラビング処理を
行う。このラビング処理は液晶のモード、例えばＶＡモードのときには処理を行わないと
きがある。配向膜として機能する絶縁層２０５も絶縁層２０３と同様である。続いて、シ
ール材２８２を液滴吐出法、ディスペンサ法などにより画素を形成した周辺の領域に形成
する。
その後、配向膜として機能する絶縁層２０５、対向電極層２０６、カラーフィルタとして
機能する着色層２０８、ブラックマトリクス２０７が設けられた対向基板２１０と、ＴＦ
Ｔ基板とをスペーサ２８１を介して貼り合わせ、その空隙に液晶層２０４を設ける。その
後、対向基板２１０の外側に偏光板２３１を設ける。本実施の形態では、画素電極層２０
１として可視光の光に対し反射性を有する金属層を用い、光が対向基板２１０を透過して
射出する構造である。そのため、偏光板は対向基板２１０側のみしか設けてない例を示す
が、画素電極層として透光性を有する電極層を用いて基板２００側からも光を射出する構
造とする場合、基板の素子を有する面と反対側にも偏光板を設ける。また偏光板２３１と
対向基板２１０の間に位相差板を設け、円偏光板として機能させても良い。偏光板は、接
着層によって基板に設けることができる。シール材にはフィラーが混入されていても良い
。なお、カラーフィルタ等は、液晶表示装置をフルカラー表示とする場合、赤色（Ｒ）、
緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）を呈する材料から形成すればよく、モノカラー表示とする場合、
着色層を無くす、もしくは少なくとも一つの色を呈する材料から形成すればよい。
なお、バックライトにＲＧＢの発光ダイオード（ＬＥＤ）等を配置し、時分割によりカラ
ー表示する継時加法混色法（フィールドシーケンシャル法）を採用するときには、カラー
フィルタを設けない場合がある。ブラックマトリクスは、トランジスタやＣＭＯＳ回路の
配線による外光の反射を低減するため、トランジスタやＣＭＯＳ回路と重なるように設け
るとよい。なお、ブラックマトリクスは、容量素子に重なるように形成してもよい。容量
素子を構成する金属膜による反射を防止することができるからである。
液晶層を形成する方法として、ディスペンサ式（滴下式）や、素子を有する基板と対向基
板２１０とを貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入する注入法を用いることが
できる。滴下法は、注入法を適用しづらい大型基板を扱うときに適用するとよい。
本発明では、光触媒物質を含む有機化合物層を介して工程条件（温度など）に耐えうる基
板上に素子層を形成したのち、所望の基板（例えばフィルム等のフレキシブル基板）に転
置工程を行う。この転置工程において、光触媒物質を含む有機化合物層が形成されている
基板を透過して光を照射する（いわゆる裏面露光）。光によって活性化された光触媒物質
は周囲の有機化合物を二酸化炭素と水に分解し、層の有機化合物を粗の状態にする。光触
媒物質を含む有機化合物層はその構造が粗になるため強度が低下し、もろくなる。よって
、基板側と素子層側両方より反対の向きの力がかると、光触媒物質を含む有機化合物層は
基板側と素子層側とに分断（分離）し、素子層は対向基板側に転置される。本実施の形態
では対向基板側に転置後、基板２００と接着している。
液晶層の形成において、基板２００への転置工程は液晶層を形成する前でも形成した後で
も良い。例えば形成法としてディスペンサ方式を用いる場合、ＴＦＴ及び配向膜を形成し
、液晶を滴下する前にＴＦＴ素子を含む素子層を基板２００へ転置し、基板２００上の素
子層に液晶を滴下して液晶層を形成し、対向基板で封止してもよい。また、処理工程に耐
えられるガラス基板などの上に素子層を形成し、スペーサによる空隙を確保して対向基板
と貼り合わせた後、注入法によって素子層と対向基板間に液晶を注入し液晶層を形成して
もよい。液晶層まで形成した表示装置に対して光触媒物質機能により光触媒物質を含む有
機化合物層より上に形成された素子層及び液晶層を、処理基板より剥離し、基板２００に
貼り合わせても良い。
スペーサは数μｍの粒子を散布して設ける方法でも良いし、基板全面に樹脂膜を形成した
後これをエッチング加工して形成する方法でもよい。このようなスペーサの材料を、スピ
ナーで塗布した後、露光と現像処理によって所定のパターンに形成する。さらにクリーン
オーブンなどで１５０〜２００℃で加熱して硬化させる。このようにして作製されるスペ
ーサは露光と現像処理の条件によって形状を異ならせることができるが、スペーサの形状
は柱状で頂部が平坦な形状となるようにすると、対向側の基板を合わせたときに液晶表示
装置としての機械的な強度を確保することができる。しかし形状は円錐状、角錐状などを
用いることができ、特別な限定はない。また、本実施の形態では、画素電極層２０１上に
曲率を有するスペーサ２８１を設け、配向膜となる絶縁層２０３で覆っている。このよう
にスペーサ上に配向膜を形成する構成であると、素子層側の画素電極層と対向基板側との
被覆不良などによる接触、ショートを防ぐことができる。またスペーサ２８１の形状は、
柱状であり、稜の部分において曲率を有する。即ち、柱状スペーサの頭頂部における端部
の曲率半径Ｒを２μｍ以下、好ましくは１μｍ以下とするが望ましい。このような形状を
有することで均等な圧力がかかり、一点に過剰な圧力がかかることを防止することができ
る。なお、スペーサの下端とは、柱状スペーサにおける可撓性を有する基板２００側の端
部を指す。また、上端とは、柱状スペーサの頭頂部を指す。また、柱状スペーサの高さ方
向における中央部の幅をＬ１とし、柱状スペーサの第２の可撓性を有する基板側の端部の
幅をＬ２としたとき、０．８≦Ｌ２／Ｌ１≦３を満たす。また、柱状スペーサの側面中央
における接平面と第１の可撓性を有する基板面との角度、または柱状スペーサの側面中央
における接平面と第２の可撓性を有する基板面との角度が、６５°〜１１５°の範囲であ
ることが好ましい。また、スペーサの高さは０．５μｍ〜１０μｍ、または１．２μｍ〜
５μｍであることが好ましい。
続いて、画素領域と電気的に接続されている端子電極層２８７に、異方性導電層２８５を
介して、接続用の配線基板であるＦＰＣ２８６を設ける。ＦＰＣ２８６は、外部からの信
号や電位を伝達する役目を担う。上記工程を経て、表示機能を有する液晶表示装置を作製
することができる。
なおトランジスタが有する配線、ゲート電極層、画素電極層２０１、対向電極層２０６は
、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウムに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺ
Ｏ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに酸化珪素（ＳｉＯ２）を
混合した導電材料、有機インジウム、有機スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化
物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物
、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジ
ルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタ
ル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、
白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属又はその合金、
若しくはその金属窒化物から選ぶことができる。
画素電極層２０１及び対向電極層２０６は透過型表示装置か、反射型表示装置かによって
、光を透過する必要があるときは、適宜上記電極材料の中から透光性電極、また光が透過
するぐらい薄膜の金属膜とすればよい。
本発明により、剥離前の形状及び特性を保った良好な状態で転置工程を行えるような、剥
離工程を用いて半導体装置及び表示装置を作製できる。よって、より高信頼性の半導体装
置を装置や工程を複雑化することなく、歩留まりよく作製できる。
（実施の形態７）
本実施の形態では、上記実施の形態で示す半導体装置の一例に関して図面を用いて説明
する。
本実施の形態で示す半導体装置は、非接触でデータの読み出しと書き込みが可能であるこ
とを特徴としており、データの伝送形式は、一対のコイルを対向に配置して相互誘導によ
って交信を行う電磁結合方式、誘導電磁界によって交信する電磁誘導方式、電波を利用し
て交信する電波方式の３つに大別されるが、いずれの方式を用いてもよい。また、データ
の伝送に用いるアンテナは２通りの設け方があり、１つは複数の素子および記憶素子が設
けられた基板上にアンテナを設ける場合、もう１つは複数の素子および記憶素子が設けら
れた基板に端子部を設け、当該端子部に別の基板に設けられたアンテナを接続して設ける
場合がある。
まず、複数の素子および記憶素子が設けられた基板上にアンテナを設ける場合の半導体
装置の一構成例を、図１６を用いて説明する。
図１６はアクティブマトリクス型で構成される半導体装置を示しており、基板３００上
にトランジスタ３１０ａ、３１０ｂを有するトランジスタ部３３０、トランジスタ３２０
ａ、トランジスタ３２０ｂを有するトランジスタ部３４０、絶縁層３０１ａ、３０１ｂ、
３０８、３０９、３１１、３１６、３１４を含む素子形成層３３５が設けられ、素子形成
層３３５の上方に記憶素子部３２５とアンテナとして機能する導電層３４３が設けられて
いる。
なお、ここでは素子形成層３３５の上方に記憶素子部３２５またはアンテナとして機能す
る導電層３４３を設けた場合を示しているが、この構成に限られず記憶素子部３２５また
はアンテナとして機能する導電層３４３を、素子形成層３３５の下方や同一の層に設ける
ことも可能である。
記憶素子部３２５は、記憶素子３１５ａ、３１５ｂで構成され、記憶素子３１５ａは第１
の導電層３０６ａ上に、隔壁（絶縁層）３０７ａ、隔壁（絶縁層）３０７ｂ、絶縁層（メ
モリ層）３１２及び第２の導電層３１３が積層して構成され、記憶素子３１５ｂは、第１
の導電層３０６ｂ上に、隔壁（絶縁層）３０７ｂ、隔壁（絶縁層）３０７ｃ、絶縁層（メ
モリ層）３１２及び第２の導電層３１３が積層して設けられている。また、第２の導電層
３１３を覆って保護膜として機能する絶縁層３１４が形成されている。また、複数の記憶
素子３１５ａ、３１５ｂが形成される第１の導電層３０６ａ、第１の導電層３０６ｂは、
トランジスタ３１０ａ、トランジスタ３１０ｂそれぞれのソース電極層又はドレイン電極
層に接続されている。すなわち、記憶素子はそれぞれひとつのトランジスタに接続されて
いる。また、絶縁層（メモリ層）３１２が第１の導電層３０６ａ、３０６ｂおよび隔壁（
絶縁層）３０７ａ、３０７ｂ、３０７ｃを覆うように全面に形成されているが、各メモリ
セルに選択的に形成されていてもよい。
また、記憶素子３１５ａにおいて、上記実施の形態で示したように、第１の導電層３０
６ａと絶縁層（メモリ層）３１２との間、または絶縁層（メモリ層）３１２と第２の導電
層３１３との間に整流性を有する素子を設けてもよい。整流性を有する素子も上述したも
のを用いることが可能である。なお、記憶素子３１５ｂにおいても同様である。
ここでは、アンテナとして機能する導電層３４３は第２の導電層３１３と同一の層で形
成された導電層３４２上に設けられており、第１の導電層３０６ａ、３０６ｂと同層で形
成された導電層３４１を介しトランジスタ３２０ａと電気的に接続されている。なお、第
２の導電層３１３と同一の層でアンテナとして機能する導電層を形成してもよい。
アンテナとして機能する導電層３４３の材料としては、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニ
ッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃ
ｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マンガン（Ｍｎ）、チタン（Ｔｉ）等から選ばれた一種の
元素または当該元素を複数含む合金等を用いることができる。また、アンテナとして機能
する導電層３４３の形成方法は、蒸着、スパッタ、ＣＶＤ法、スクリーン印刷やグラビア
印刷等の各種印刷法または液滴吐出法等を用いることができる。
素子形成層３３５に含まれるトランジスタ３１０ａ、３１０ｂ、３２０ａ、３２０ｂは
、ｐチャネル型ＴＦＴ、ｎチャネル型ＴＦＴまたはこれらを組み合わせたＣＭＯＳで設け
ることができる。また、トランジスタ３１０ａ、３１０ｂ、３２０ａ、３２０ｂに含まれ
る半導体層の構造もどのようなものを用いてもよく、例えば不純物領域（ソース領域、ド
レイン領域、ＬＤＤ領域を含む）を形成してもよいし、ｐチャネル型またはｎチャネル型
のどちらで形成してもよい。また、ゲート電極の側面と接するように絶縁層（サイドウォ
ール）を形成してもよいし、ソース領域及びドレイン領域とゲート電極の一方または両方
にシリサイド層を形成してもよい。シリサイド層の材料としては、ニッケル、タングステ
ン、モリブデン、コバルト、白金等を用いることができる。
また、素子形成層３３５に含まれるトランジスタ３１０ａ、３１０ｂ、３２０ａ、３２
０ｂは、当該トランジスタを構成する半導体層を有機化合物で形成する有機トランジスタ
で設けてもよい。印刷法や液滴吐出法等を用いて有機トランジスタからなる素子形成層３
３５を形成することができる。印刷法や液滴吐出法等を用いて形成することによってより
低コストで半導体装置を作製することが可能となる。
また、素子形成層３３５、記憶素子３１５ａ、３１５ｂ、アンテナとして機能する導電
層３４３は、上述したように蒸着、スパッタ法、ＣＶＤ法、印刷法または液滴吐出法等を
用いて形成することができる。なお、各場所によって異なる方法を用いて形成してもかま
わない。例えば、高速動作が必要とされるトランジスタは基板上にＳｉ等からなる半導体
層を形成した後に熱処理により結晶化させて設け、その後、素子形成層の上方にスイッチ
ング素子として機能するトランジスタを印刷法や液滴吐出法を用いて有機トランジスタと
して設けることができる。
なお、トランジスタに接続するセンサを設けてもよい。センサとしては、温度、湿度、照
度、ガス（気体）、重力、圧力、音（振動）、加速度、その他の特性を物理的又は化学的
手段により検出する素子が挙げられる。センサは、代表的には抵抗素子、容量結合素子、
誘導結合素子、光起電力素子、光電変換素子、熱起電力素子、トランジスタ、サーミスタ
、ダイオードなどの半導体素子で形成される。
次に、複数の素子および記憶素子が設けられた基板に端子部を設け、当該端子部に別の基
板に設けられたアンテナを接続して設ける場合の半導体装置の一構成例に関して図１７を
用いて説明する。
図１７はパッシブマトリクス型の半導体装置を示しており、基板３５０上にトランジスタ
３６０ａ、トランジスタ３６０ｂを有するトランジスタ部３８０、トランジスタ３７０ａ
、トランジスタ３７０ｂを有するトランジスタ部３９０、絶縁層３５１ａ、３５１ｂ、３
５８、３５９、３６１、３６６、３８４を含む素子形成層３８５が設けられ、素子形成層
３８５の上方に記憶素子部３７５が設けられ、基板３９６に設けられたアンテナとして機
能する導電層３９３が素子形成層３８５と接続するように設けられている。なお、ここで
は素子形成層３８５の上方に記憶素子部３７５またはアンテナとして機能する導電層３９
３を設けた場合を示しているが、この構成に限られず記憶素子部３７５を素子形成層３８
５の下方や同一の層に、またはアンテナとして機能する導電層３９３を素子形成層３８５
の下方に設けることも可能である。
記憶素子部３７５は、記憶素子３６５ａ、３６５ｂで構成され、記憶素子３６５ａは第１
の導電層３５６上に、隔壁（絶縁層）３５７ａ、隔壁（絶縁層）３５７ｂ、絶縁層（メモ
リ層）３６２ａ及び第２の導電層３６３ａが積層して構成され、記憶素子３６５ｂは、第
１の導電層３５６上に、隔壁（絶縁層）３５７ｂ、隔壁（絶縁層）３５７ｃ、絶縁層（メ
モリ層）３６２ｂ及び第２の導電層３６３ｂが積層して設けられている。また、第２の導
電層３６３ａ、３６３ｂを覆って保護膜として機能する絶縁層３６４が形成されている。
また、複数の記憶素子３６５ａ、３６５ｂが形成される第１の導電層３５６は、トランジ
スタ３６０ｂひとつのソース電極層又はドレイン電極層に、接続されている。すなわち、
記憶素子は同じひとつのトランジスタに接続されている。また、絶縁層（メモリ層）３６
２ａ、絶縁層（メモリ層）３６２ｂ、第２の導電層３６３ａ、第２の導電層３６３ｂをメ
モリセルごとに分離するための隔壁（絶縁層）３５７ａ、３５７ｂ、３５７ｃを設けてい
るが、隣接するメモリセルにおいて横方向への電界の影響が懸念されない場合は、全面に
形成してもよい。なお、記憶素子３６５ａ、３６５ｂは上記実施の形態で示した材料また
は作製方法を用いて形成することができる。
よって、第１の基板に形成された後に、第２の基板に転置される工程でかかる力によって
、層界面で膜剥がれなどの不良が生じない。素子作製工程では温度などの作製条件に耐え
うるガラス基板を用いても、その後に第２の基板に転置することによって、フィルムなど
の可撓性基板を基板３５０に用いることができる。よって良好な形状で記憶素子を剥離、
転置し、半導体装置を作製することができる。
また、素子形成層３８５と記憶素子部３７５とを含む基板と、アンテナとして機能する
導電層３９３が設けられた基板３９６は、接着性を有する樹脂３９５により貼り合わされ
ている。そして、素子形成層３８５に形成されたトランジスタ３７０ａと導電層３９３と
は樹脂３９５中に含まれる導電性微粒子３９４、第１の導電層３５６と同層で形成された
導電層３９１、第２の導電層３６３ａ、３６３ｂと同層で形成された導電層３９２を介し
て電気的に接続されている。また、銀ペースト、銅ペースト、カーボンペースト等の導電
性接着剤や半田接合を行う方法を用いて素子形成層３８５と記憶素子部３７５を含む基板
と、アンテナとして機能する導電層３９３が設けられた基板３９６とを貼り合わせてもよ
い。
さらには、記憶素子部を、アンテナとして機能する導電層が設けられた基板に設けてもよ
い。またトランジスタに接続するセンサを設けてもよい。
本発明では光触媒物質を有機化合物層に分散させることによって、光触媒物質の光触媒機
能を用いて有機化合物を分解（破壊）して層の有機化合物を粗にし、基板より素子層を剥
離する。そのため、剥離のために素子層に大きな力をかける必要もないので、剥離工程で
素子が破壊されることもなく、良好な形状で簡単に様々な基板に自由に転置を行うことが
できる。光触媒物質を含む有機化合物層の剥離後の素子層側の残存層が光触媒物質を含む
有機化合物層３２６、３７６である。
よって、自由に様々な基板に転置することができるため、基板の材料の選択性の幅が広が
る。また安価な材料を基板として選択することもでき、用途に合わせて広い機能を持たせ
ることができるだけでなく、低コストで半導体装置を作製することができる。
なお、本実施の形態は、上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。また本
実施の形態で作製した半導体装置は、基板より剥離工程により剥離し、フレキシブルな基
板上に接着することで、フレキシブルな基体上に設けることができ、可撓性を有する半導
体装置とすることができる。フレキシブルな基体とは、ポリプロピレン、ポリエステル、
ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなるフィルム、繊維質な材料からなる紙
、基材フィルム（ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等）と接着性合成
樹脂フィルム（アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等）との積層フィルムなどに相
当する。フィルムは、被処理体と加熱処理と加圧処理が行われるものであり、加熱処理と
加圧処理を行う際には、フィルムの最表面に設けられた接着層か、又は最外層に設けられ
た層（接着層ではない）を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。また、基体に
接着層が設けられていてもよいし、接着層が設けられていなくてもよい。接着層は、熱硬
化樹脂、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂系接着剤、樹脂添加剤等の接着剤を含む層に相当
する。
本発明により、剥離前の形状及び特性を保った良好な状態で転置工程を行えるような、剥
離工程を用いて半導体装置及び表示装置を作製できる。よって、より高信頼性の半導体装
置を装置や工程を複雑化することなく、歩留まりよく作製できる。
（実施の形態８）
本発明を適用して薄膜トランジスタ及び発光素子を形成し、様々な基板に転置し表示装置
を形成することができるが、発光素子を用いて、なおかつ、該発光素子を駆動するトラン
ジスタとしてｎチャネル型トランジスタを用いた場合、該発光素子から発せられる光は、
下面放射、上面放射、両面放射のいずれかを行う。ここでは、それぞれの場合に応じた発
光素子の積層構造について、図２０を用いて説明する。
また、本実施の形態では、本発明を適用したチャネル保護型の薄膜トランジスタ４６１、
４７１、４８１を用いる。薄膜トランジスタ４８１は、本発明の転置工程によって透光性
を有する基板４８０上に設けられ、ゲート電極層４９３、ゲート絶縁層４９７、半導体層
４９４、ｎ型を有する半導体層４９５ａ、ｎ型を有する半導体層４９５ｂ、ソース電極層
又はドレイン電極層４８７ａ、ソース電極層又はドレイン電極層４８７ｂ、チャネル保護
層４９６により形成される。本実施の形態では、半導体層として非晶質の構造を有する珪
素膜を用い、一導電型の半導体層としてｎ型を有する半導体層を用いる。ｎ型を有する半
導体層を形成するかわりに、ＰＨ３ガスによるプラズマ処理を行うことによって、半導体
層に導電性を付与してもよい。半導体層は本実施の形態に限定されず、光触媒物質を含む
有機化合物層が耐えられる工程温度であれば、結晶性半導体層を用いることもできる。ポ
リシリコンのような結晶性半導体層を用いる場合、一導電型の半導体層を形成せず、結晶
性半導体層に不純物を導入（添加）して一導電型を有する不純物領域を形成してもよい。
また、ペンタセンなどの有機半導体を用いることもでき、有機半導体を液滴吐出法などに
よって選択的に形成すると、所望の形状へのエッチング加工の工程を簡略化することがで
きる。
本発明では光触媒物質を有機化合物層に分散させることによって、光触媒物質の光触媒機
能を用いて有機化合物を分解（破壊）して層の有機化合物を粗にし、基板より素子層を剥
離する。そのため、剥離のために素子層に大きな力をかける必要もないので、剥離工程で
素子が破壊されることもなく、良好な形状で簡単に様々な基板に自由に転置を行うことが
できる。光触媒物質を含む有機化合物層の剥離後の素子層側の残存層が光触媒物質を含む
有機化合物層４９９、４６９、４７９である。素子層側に接着する基板４８０、４６０、
４７０は、素子層に残存している光触媒物質が活性化する波長の光を透過させないような
材料とすればよい。
よって、自由に様々な基板に転置することができるため、基板の材料の選択性の幅が広が
る。また安価な材料を基板として選択することもでき、用途に合わせて広い機能を持たせ
ることができるだけでなく、低コストで表示装置を作製することができる。
チャネル保護層４９６は、液滴吐出法を用いてポリイミド又はポリビニルアルコール等を
滴下してもよい。その結果、露光工程を省略することができる。チャネル保護層としては
、無機材料（酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素など）、感光性または非
感光性の有機（樹脂）材料（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベ
ンゾシクロブテンなど）、レジスト、低誘電率材料などの一種、もしくは複数種からなる
膜、またはこれらの膜の積層などを用いることができる。また、シロキサン樹脂を用いて
もよい。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキ
サンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として
、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、アリール基）が用いられる。置換基
として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基
と、フルオロ基とを用いてもよい。作製法としては、プラズマＣＶＤ法や熱ＣＶＤ法など
の気相成長法やスパッタリング法を用いることができる。また、液滴吐出法や、印刷法（
スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）を用いることもできる
。塗布法で得られる膜やＳＯＧ膜なども用いることができる。
まず、光が透光性を有する基板４８０側に放射する場合、つまり下面放射を行う場合につ
いて、図２０（Ａ）を用いて説明する。この場合、薄膜トランジスタ４８１に電気的に接
続するように、ソース電極層又はドレイン電極層４８７ｂに接して、第１の電極層４８４
を形成し、第１の電極層４８４上に、電界発光層４８５、第２の電極層４８６が順に積層
される。次に、光が透光性を有する基板４６０と反対側に放射する場合、つまり上面放射
を行う場合について、図２０（Ｂ）を用いて説明する。薄膜トランジスタ４６１は、前述
した薄膜トランジスタの同様に形成することができる。
薄膜トランジスタ４６１に電気的に接続するソース電極層又はドレイン電極層４６２、第
１の電極層４６３、電界発光層４６４、第２の電極層４６５が順に積層される。上記構成
により、第１の電極層４６３において光が透過しても、該光はソース電極層又はドレイン
電極層４６２において反射され、透光性を有する基板４６０と反対側に放射する。なお、
本構成では、第１の電極層４６３には透光性を有する材料を用いる必要はない。最後に、
光が透光性を有する基板４７０側とその反対側の両側に放射する場合、つまり両面放射を
行う場合について、図２０（Ｃ）を用いて説明する。薄膜トランジスタ４７１は、薄膜ト
ランジスタ４８１と同様のチャネル保護型の薄膜トランジスタであり。薄膜トランジスタ
４８１と同様に形成することができる。薄膜トランジスタ４７１に電気的に接続するよう
に、ソース電極層又はドレイン電極層４７５に接して第１の電極層４７２を形成し、第１
の電極層４７２上に、電界発光層４７３、第２の電極層４７４が順に積層される。このと
き、第１の電極層４７２と第２の電極層４７４のどちらも透光性を有する材料、又は光を
透過できる厚さで形成すると、両面放射が実現する。
本実施の形態で適用することができる発光素子の構成を、図１８を用いて詳細に説明す
る。
図１８は発光素子の素子構造であり、第１の電極層８７０と第２の電極層８５０との間
に、有機化合物と無機化合物を混合してなる電界発光層８６０が挟持されている発光素子
である。電界発光層８６０は、図示した通り、第１の層８０４、第２の層８０３、第３の
層８０２から構成されており、特に第１の層８０４および第３の層８０２に大きな特徴を
有する。
まず、第１の層８０４は、第２の層８０３にホールを輸送する機能を担う層であり、少
なくとも第１の有機化合物と、第１の有機化合物に対して電子受容性を示す第１の無機化
合物とを含む構成である。重要なのは、単に第１の有機化合物と第１の無機化合物が混ざ
り合っているのではなく、第１の無機化合物が第１の有機化合物に対して電子受容性を示
す点である。このような構成とすることで、本来内在的なキャリアをほとんど有さない第
１の有機化合物に多くのホールキャリアが発生し、極めて優れたホール注入性及びホール
輸送性を示す。
したがって第１の層８０４は、無機化合物を混合することによって得られると考えられ
ている効果（耐熱性の向上など）だけでなく、優れた導電性（第１の層８０４においては
特に、ホール注入性および輸送性）をも得ることができる。このことは、互いに電子的な
相互作用を及ぼさない有機化合物と無機化合物を単に混合した従来のホール輸送層では、
得られない効果である。この効果により、従来よりも駆動電圧を低くすることができる。
また、駆動電圧の上昇を招くことなく第１の層８０４を厚くすることができるため、ゴミ
等に起因する素子の短絡も抑制することができる。
ところで、上述したように、第１の有機化合物にはホールキャリアが発生するため、第
１の有機化合物としてはホール輸送性の有機化合物が好ましい。ホール輸送性の有機化合
物としては、例えば、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：Ｃ
ｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ
，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’
−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略
称：ＭＴＤＡＴＡ）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ジ（ｍ−トリル）アミノ］ベンゼン
（略称：ｍ−ＭＴＤＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニ
ル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［
Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、４，４’−
ビス｛Ｎ−［４−ジ（ｍ−トリル）アミノ］フェニル−Ｎ−フェニルアミノ｝ビフェニル
（略称：ＤＮＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルア
ミン（略称：ＴＣＴＡ）などが挙げられるが、これらに限定されることはない。また、上
述した化合物の中でも、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ｍ−ＭＴＤＡＢ、ＴＰＤ、ＮＰＢ、
ＤＮＴＰＤ、ＴＣＴＡなどに代表される芳香族アミン化合物は、ホールキャリアを発生し
やすく、第１の有機化合物として好適な化合物群である。
一方、第１の無機化合物は、第１の有機化合物から電子を受け取りやすいものであれば
何であってもよく、種々の金属酸化物または金属窒化物が可能であるが、周期表第４族乃
至第１２族のいずれかの遷移金属酸化物が電子受容性を示しやすく好適である。具体的に
は、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステ
ン、酸化レニウム、酸化ルテニウム、酸化亜鉛などが挙げられる。また、上述した金属酸
化物の中でも、周期表第４族乃至第８族のいずれかの遷移金属酸化物は電子受容性の高い
ものが多く、好ましい一群である。特に酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングス
テン、酸化レニウムは真空蒸着が可能で扱いやすいため、好適である。
なお、第１の層８０４は、上述した有機化合物と無機化合物の組み合わせを適用した層
を、複数積層して形成していてもよい。また、他の有機化合物あるいは他の無機化合物を
さらに含んでいてもよい。
次に、第３の層８０２について説明する。第３の層８０２は、第２の層８０３に電子を
輸送する機能を担う層であり、少なくとも第３の有機化合物と、第３の有機化合物に対し
て電子供与性を示す第３の無機化合物とを含む構成である。重要なのは、単に第３の有機
化合物と第３の無機化合物が混ざり合っているのではなく、第３の無機化合物が第３の有
機化合物に対して電子供与性を示す点である。このような構成とすることで、本来内在的
なキャリアをほとんど有さない第３の有機化合物に多くの電子キャリアが発生し、極めて
優れた電子注入性及び電子輸送性を示す。
したがって第３の層８０２は、無機化合物を混合することによって得られると考えられ
ている効果（耐熱性の向上など）だけでなく、優れた導電性（第３の層８０２においては
特に、電子注入性および輸送性）をも得ることができる。このことは、互いに電子的な相
互作用を及ぼさない有機化合物と無機化合物を単に混合した従来の電子輸送層では、得ら
れない効果である。この効果により、従来よりも駆動電圧を低くすることができる。また
、駆動電圧の上昇を招くことなく第３の層８０２を厚くすることができるため、ゴミ等に
起因する素子の短絡も抑制することができる。
ところで、上述したように、第３の有機化合物には電子キャリアが発生するため、第３
の有機化合物としては電子輸送性の有機化合物が好ましい。電子輸送性の有機化合物とし
ては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（
４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒド
ロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル
−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、ビ
ス［２−（２’−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ
）２）、ビス［２−（２’−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ
（ＢＴＺ）２）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称
：ＢＣＰ）、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，
３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（４−ｔｅｒｔ−ブチ
ルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７
）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）−トリス（１−フェニル−１
Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニ
ル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ
）、３−（４−ビフェニリル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブ
チルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）などが挙げられる
が、これらに限定されることはない。また、上述した化合物の中でも、Ａｌｑ３、Ａｌｍ
ｑ３、ＢｅＢｑ２、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＢＯＸ）２、Ｚｎ（ＢＴＺ）２などに代表される芳
香環を含むキレート配位子を有するキレート金属錯体や、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰなどに代表
されるフェナントロリン骨格を有する有機化合物や、ＰＢＤ、ＯＸＤ−７などに代表され
るオキサジアゾール骨格を有する有機化合物は、電子キャリアを発生しやすく、第３の有
機化合物として好適な化合物群である。
一方、第３の無機化合物は、第３の有機化合物に電子を与えやすいものであれば何であ
ってもよく、種々の金属酸化物または金属窒化物が可能であるが、アルカリ金属酸化物、
アルカリ土類金属酸化物、希土類金属酸化物、アルカリ金属窒化物、アルカリ土類金属窒
化物、希土類金属窒化物が電子供与性を示しやすく好適である。具体的には、酸化リチウ
ム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化エルビウム、窒化リチウム、窒化マグネシ
ウム、窒化カルシウム、窒化イットリウム、窒化ランタンなどが挙げられる。特に酸化リ
チウム、酸化バリウム、窒化リチウム、窒化マグネシウム、窒化カルシウムは真空蒸着が
可能で扱いやすいため、好適である。
なお、第３の層８０２は、上述した有機化合物と無機化合物の組み合わせを適用した層
を、複数積層して形成していてもよい。また、他の有機化合物あるいは他の無機化合物を
さらに含んでいてもよい。
次に、第２の層８０３について説明する。第２の層８０３は発光機能を担う層であり、
発光性の第２の有機化合物を含む。また、第２の無機化合物を含む構成であってもよい。
第２の層８０３は、種々の発光性の有機化合物、無機化合物を用いて形成することができ
る。ただし、第２の層８０３は、第１の層８０４や第３の層８０２に比べて電流が流れに
くいと考えられるため、その膜厚は１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度が好ましい。
第２の有機化合物としては、発光性の有機化合物であれば特に限定されることはなく、
例えば、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジ（
２−ナフチル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、４，４
’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、クマリン３０
、クマリン６、クマリン５４５、クマリン５４５Ｔ、ペリレン、ルブレン、ペリフランテ
ン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、９，１
０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）、５，１２−ジフェニルテトラセン、４−
（ジシアノメチレン）−２−メチル−［ｐ−（ジメチルアミノ）スチリル］−４Ｈ−ピラ
ン（略称：ＤＣＭ１）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−［２−（ジュロリ
ジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ２）、４−（ジシアノメチレ
ン）−２，６−ビス［ｐ−（ジメチルアミノ）スチリル］−４Ｈ−ピラン（略称：Ｂｉｓ
ＤＣＭ）等が挙げられる。また、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジ
ナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ピコリナート）（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２−［
３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウ
ム（ピコリナート）（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、トリス（２−フェニ
ルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニ
ルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ
）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウ
ム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（ｔｈｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェ
ニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（ｐｑ
）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−ベンゾチエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イ
リジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））などの燐光
を放出できる化合物用いることもできる。
第２の層８０３を一重項励起発光材料の他、金属錯体などを含む三重項励起材料を用いて
も良い。例えば、赤色の発光性の画素、緑色の発光性の画素及び青色の発光性の画素のう
ち、輝度半減時間が比較的短い赤色の発光性の画素を三重項励起発光材料で形成し、他を
一重項励起発光材料で形成する。三重項励起発光材料は発光効率が良いので、同じ輝度を
得るのに消費電力が少なくて済むという特徴がある。すなわち、赤色画素に適用した場合
、発光素子に流す電流量が少なくて済むので、信頼性を向上させることができる。低消費
電力化として、赤色の発光性の画素と緑色の発光性の画素とを三重項励起発光材料で形成
し、青色の発光性の画素を一重項励起発光材料で形成しても良い。人間の視感度が高い緑
色の発光素子も三重項励起発光材料で形成することで、より低消費電力化を図ることがで
きる。
また、第２の層８０３においては、上述した発光を示す第２の有機化合物だけでなく、
さらに他の有機化合物が添加されていてもよい。添加できる有機化合物としては、例えば
、先に述べたＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ｍ−ＭＴＤＡＢ、ＴＰＤ、ＮＰＢ、ＤＮＴＰＤ
、ＴＣＴＡ、Ａｌｑ３、Ａｌｍｑ３、ＢｅＢｑ２、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＢＯＸ）２、Ｚｎ（
ＢＴＺ）２、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰ、ＰＢＤ、ＯＸＤ−７、ＴＰＢＩ、ＴＡＺ、ｐ−ＥｔＴ
ＡＺ、ＤＮＡ、ｔ−ＢｕＤＮＡ、ＤＰＶＢｉなどの他、４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリ
ル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェ
ニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）などを用いることができるが、これらに限定されるこ
とはない。なお、このように第２の有機化合物以外に添加する有機化合物は、第２の有機
化合物を効率良く発光させるため、第２の有機化合物の励起エネルギーよりも大きい励起
エネルギーを有し、かつ第２の有機化合物よりも多く添加されていることが好ましい（そ
れにより、第２の有機化合物の濃度消光を防ぐことができる）。あるいはまた、他の機能
として、第２の有機化合物と共に発光を示してもよい（それにより、白色発光なども可能
となる）。
第２の層８０３は、発光波長帯の異なる発光層を画素毎に形成して、カラー表示を行
う構成としても良い。典型的には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した発光
層を形成する。この場合にも、画素の光放射側にその発光波長帯の光を透過するフィルタ
ーを設けた構成とすることで、色純度の向上や、画素部の鏡面化（映り込み）の防止を図
ることができる。フィルターを設けることで、従来必要であるとされていた円偏光板など
を省略することが可能となり、発光層から放射される光の損失を無くすことができる。さ
らに、斜方から画素部（表示画面）を見た場合に起こる色調の変化を低減することができ
る。
第２の層８０３で用いることのできる材料は低分子系有機発光材料でも高分子系有機
発光材料でもよい。高分子系有機発光材料は低分子系に比べて物理的強度が高く、素子の
耐久性が高い。また塗布により成膜することが可能であるので、素子の作製が比較的容易
である。
発光色は、発光層を形成する材料で決まるため、これらを選択することで所望の発光
を示す発光素子を形成することができる。発光層の形成に用いることができる高分子系の
電界発光材料は、ポリパラフェニレンビニレン系、ポリパラフェニレン系、ポリチオフェ
ン系、ポリフルオレン系が挙げられる。
ポリパラフェニレンビニレン系には、ポリ（パラフェニレンビニレン） ［ＰＰＶ］
の誘導体、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン） ［ＲＯ−Ｐ
ＰＶ］、ポリ（２−（２’−エチル−ヘキソキシ）−５−メトキシ−１，４−フェニレン
ビニレン）［ＭＥＨ−ＰＰＶ］、ポリ（２−（ジアルコキシフェニル）−１，４−フェニ
レンビニレン）［ＲＯＰｈ−ＰＰＶ］等が挙げられる。ポリパラフェニレン系には、ポリ
パラフェニレン［ＰＰＰ］の誘導体、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレン
）［ＲＯ−ＰＰＰ］、ポリ（２，５−ジヘキソキシ−１，４−フェニレン）等が挙げられ
る。ポリチオフェン系には、ポリチオフェン［ＰＴ］の誘導体、ポリ（３−アルキルチオ
フェン）［ＰＡＴ］、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）［ＰＨＴ］、ポリ（３−シクロヘ
キシルチオフェン）［ＰＣＨＴ］、ポリ（３−シクロヘキシル−４−メチルチオフェン）
［ＰＣＨＭＴ］、ポリ（３，４−ジシクロヘキシルチオフェン）［ＰＤＣＨＴ］、ポリ［
３−（４−オクチルフェニル）−チオフェン］［ＰＯＰＴ］、ポリ［３−（４−オクチル
フェニル）−２，２ビチオフェン］［ＰＴＯＰＴ］等が挙げられる。ポリフルオレン系に
は、ポリフルオレン［ＰＦ］の誘導体、ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）［ＰＤＡ
Ｆ］、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）［ＰＤＯＦ］等が挙げられる。
前記第２の無機化合物としては、第２の有機化合物の発光を消光しにくい無機化合物で
あれば何であってもよく、種々の金属酸化物や金属窒化物を用いることができる。特に、
周期表第１３族または第１４族の金属酸化物は、第２の有機化合物の発光を消光しにくい
ため好ましく、具体的には酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化ケイ素、酸化ゲルマニ
ウムが好適である。ただし、これらに限定されることはない。
なお、第２の層８０３は、上述した有機化合物と無機化合物の組み合わせを適用した層
を、複数積層して形成していてもよい。また、他の有機化合物あるいは他の無機化合物を
さらに含んでいてもよい。発光層の層構造は変化しうるものであり、特定の電子注入領域
や発光領域を備えていない代わりに、もっぱらこの目的用の電極層を備えたり、発光性の
材料を分散させて備えたりする変形は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において許容され
うるものである。
上記のような材料で形成した発光素子は、順方向にバイアスすることで発光する。発
光素子を用いて形成する表示装置の画素は、単純マトリクス方式、若しくはアクティブマ
トリクス方式で駆動することができる。いずれにしても、個々の画素は、ある特定のタイ
ミングで順方向バイアスを印加して発光させることとなるが、ある一定期間は非発光状態
となっている。この非発光時間に逆方向のバイアスを印加することで発光素子の信頼性を
向上させることができる。発光素子では、一定駆動条件下で発光強度が低下する劣化や、
画素内で非発光領域が拡大して見かけ上輝度が低下する劣化モードがあるが、順方向及び
逆方向にバイアスを印加する交流的な駆動を行うことで、劣化の進行を遅くすることがで
き、発光表示装置の信頼性を向上させることができる。また、デジタル駆動、アナログ駆
動どちらでも適用可能である。
よって、封止基板にカラーフィルタ（着色層）を形成してもよい。カラーフィルタ（
着色層）は、蒸着法や液滴吐出法によって形成することができ、カラーフィルタ（着色層
）を用いると、高精細な表示を行うこともできる。カラーフィルタ（着色層）により、各
ＲＧＢの発光スペクトルにおいてブロードなピークが鋭いピークになるように補正できる
からである。
単色の発光を示す材料を形成し、カラーフィルタや色変換層を組み合わせることによ
りフルカラー表示を行うことができる。カラーフィルタ（着色層）や色変換層は、例えば
第２の基板（封止基板）に形成し、基板へ張り合わせればよい。
もちろん単色発光の表示を行ってもよい。例えば、単色発光を用いてエリアカラータ
イプの表示装置を形成してもよい。エリアカラータイプは、パッシブマトリクス型の表示
部が適しており、主に文字や記号を表示することができる。
第１の電極層８７０及び第２の電極層８５０は仕事関数を考慮して材料を選択する必要
があり、そして第１の電極層８７０及び第２の電極層８５０は、画素構成によりいずれも
陽極、又は陰極となりうる。駆動用薄膜トランジスタの極性がｐチャネル型である場合、
図１８（Ａ）のように第１の電極層８７０を陽極、第２の電極層８５０を陰極とするとよ
い。また、駆動用薄膜トランジスタの極性がｎチャネル型である場合、図１８（Ｂ）のよ
うに、第１の電極層８７０を陰極、第２の電極層８５０を陽極とすると好ましい。第１の
電極層８７０および第２の電極層８５０に用いることのできる材料について述べる。第１
の電極層８７０、第２の電極層８５０が陽極として機能する場合は仕事関数の大きい材料
（具体的には４．５ｅＶ以上の材料）が好ましく、第１の電極層、第２の電極層８５０が
陰極として機能する場合は仕事関数の小さい材料（具体的には３．５ｅＶ以下の材料）が
好ましい。しかしながら、第１の層８０４のホール注入、ホール輸送特性や、第３の層８
０２の電子注入性、電子輸送特性が優れているため、第１の電極層８７０、第２の電極層
８５０共に、ほとんど仕事関数の制限を受けることなく、種々の材料を用いることができ
る。
図１８（Ａ）、（Ｂ）における発光素子は、第１の電極層８７０より光を取り出す構
造のため、第２の電極層８５０は、必ずしも光透光性を有する必要はない。第２の電極層
８５０としては、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｔａ、Ａｌ、Ｃｕ、
Ａｕ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃａ、ＬｉまたはＭｏから選ばれた元素、またはＴｉＮ、ＴｉＳｉＸ
ＮＹ、ＷＳｉＸ、ＷＮＸ、ＷＳｉＸＮＹ、ＮｂＮなどの前記元素を主成分とする合金材料
もしくは化合物材料を主成分とする膜またはそれらの積層膜を総膜厚１００ｎｍ〜８００
ｎｍの範囲で用いればよい。
第２の電極層８５０は、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、印刷法、ディスペンサ法ま
たは液滴吐出法などを用いて形成することができる。
また、第２の電極層８５０に第１の電極層８７０で用いる材料のような透光性を有す
る導電性材料を用いると、第２の電極層８５０からも光を取り出す構造となり、発光素子
から放射される光は、第１の電極層８７０と第２の電極層８５０との両方より放射される
両面放射構造とすることができる。
なお、第１の電極層８７０や第２の電極層８５０の種類を変えることで、本発明の発光
素子は様々なバリエーションを有する。
図１８（Ｂ）は、電界発光層８６０が、第１の電極層８７０側から第３の層８０２、第
２の層、第１の層８０４の順で構成されているケースである。
以上で述べたように、本発明の発光素子は、第１の電極層８７０と第２の電極層８５０
との間に挟持された層が、有機化合物と無機化合物が複合された層を含む電界発光層８６
０から成っている。そして、有機化合物と無機化合物を混合することにより、それぞれ単
独では得られない高いキャリア注入性、キャリア輸送性という機能が得られる層（すなわ
ち、第１の層８０４および第３の層８０２）が設けられている有機及び無機複合型の発光
素子である。また、上記第１の層８０４、第３の層８０２は、第１の電極層８７０側に設
けられる場合、特に有機化合物と無機化合物が複合された層である必要があり、第２の電
極層８５０側に設けられる場合、有機化合物、無機化合物のみであってもよい。
なお、電界発光層８６０は有機化合物と無機化合物が混合された層であるが、その形成
方法としては公知の種々の手法を用いることができる。例えば、有機化合物と無機化合物
の両方を抵抗加熱により蒸発させ、共蒸着する手法が挙げられる。その他、有機化合物を
抵抗加熱により蒸発させる一方で、無機化合物をエレクトロンビーム（ＥＢ）により蒸発
させ、共蒸着してもよい。また、有機化合物を抵抗加熱により蒸発させると同時に、無機
化合物をスパッタリングし、両方を同時に堆積する手法も挙げられる。その他、湿式法に
より成膜してもよい。
また、第１の電極層８７０および第２の電極層８５０に関しても同様に、抵抗加熱によ
る蒸着法、ＥＢ蒸着法、スパッタリング、湿式法などを用いることができる。
図１８（Ｃ）は、図１８（Ａ）において、第１の電極層８７０に反射性を有する電極
層を用い、第２の電極層８５０に透光性を有する電極層を用いており、発光素子より放射
された光は第１の電極層８７０で反射され、第２の電極層８５０を透過して放射される。
同様に図１８（Ｄ）は、図１８（Ｂ）において、第１の電極層８７０に反射性を有する電
極層を用い、第２の電極層８５０に透光性を有する電極層を用いており、発光素子より放
射された光は第１の電極層８７０で反射され、第２の電極層８５０を透過して放射される
。
本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることが可能である。
（実施の形態９）
本発明の発光素子には本実施の形態では、本発明の発光素子に適用することのできる他の
構成を、図３７及び図３８を用いて説明する。
エレクトロルミネセンスを利用する発光素子は、発光材料が有機化合物であるか、無機化
合物であるかによって区別され、一般的に、前者は有機ＥＬ素子、後者は無機ＥＬ素子と
呼ばれている。
無機ＥＬ素子は、その素子構成により、分散型無機ＥＬ素子と薄膜型無機ＥＬ素子とに分
類される。前者は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた電界発光層を有し、後者は
、発光材料の薄膜からなる電界発光層を有している点に違いはあるが、高電界で加速され
た電子を必要とする点では共通である。なお、得られる発光のメカニズムとしては、ドナ
ー準位とアクセプター準位を利用するドナー−アクセプター再結合型発光と、金属イオン
の内殻電子遷移を利用する局在型発光とがある。一般的に、分散型無機ＥＬではドナー−
アクセプター再結合型発光、薄膜型無機ＥＬ素子では局在型発光である場合が多い。
本発明で用いることのできる発光材料は、母体材料と発光中心となる不純物元素とで構成
される。含有させる不純物元素を変化させることで、様々な色の発光を得ることができる
。発光材料の作製方法としては、固相法や液相法（共沈法）などの様々な方法を用いるこ
とができる。また、噴霧熱分解法、複分解法、プレカーサーの熱分解反応による方法、逆
ミセル法やこれらの方法と高温焼成を組み合わせた方法、凍結乾燥法などの液相法なども
用いることができる。
固相法は、母体材料と、不純物元素又は不純物元素を含む化合物を秤量し、乳鉢で混合、
電気炉で加熱、焼成を行い反応させ、母体材料に不純物元素を含有させる方法である。焼
成温度は、７００〜１５００℃が好ましい。温度が低すぎる場合は固相反応が進まず、温
度が高すぎる場合は母体材料が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行っ
てもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。固相法は、比較的高温での焼成
を必要とするが、簡単な方法であるため、生産性がよく大量生産に適している。
液相法（共沈法）は、母体材料又は母体材料を含む化合物と、不純物元素又は不純物元素
を含む化合物を溶液中で反応させ、乾燥させた後、焼成を行う方法である。発光材料の粒
子が均一に分布し、粒径が小さく低い焼成温度でも反応が進むことができる。
発光材料に用いる母体材料としては、硫化物、酸化物、窒化物を用いることができる。
硫化物としては、例えば、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化カルシ
ウム（ＣａＳ）、硫化イットリウム（Ｙ２Ｓ３）、硫化ガリウム（Ｇａ２Ｓ３）、硫化ス
トロンチウム（ＳｒＳ）、硫化バリウム（ＢａＳ）等を用いることができる。また、酸化
物としては、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）等を用いるこ
とができる。また、窒化物としては、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ガリウ
ム（ＧａＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）等を用いることができる。さらに、セレン化亜
鉛（ＺｎＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）等も用いることができ、硫化カルシウム−ガ
リウム（ＣａＧａ２Ｓ４）、硫化ストロンチウム−ガリウム（ＳｒＧａ２Ｓ４）、硫化バ
リウム−ガリウム（ＢａＧａ２Ｓ４）、等の３元系の混晶であってもよい。
局在型発光の発光中心として、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、サマリウム（Ｓｍ）、テ
ルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セ
リウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）などを用いることができる。なお、電荷補償と
して、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）などのハロゲン元素が添加されていてもよい。
一方、ドナー−アクセプター再結合型発光の発光中心として、ドナー準位を形成する第１
の不純物元素及びアクセプター準位を形成する第２の不純物元素を含む発光材料を用いる
ことができる。第１の不純物元素は、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、アルミニウ
ム（Ａｌ）等を用いることができる。第２の不純物元素としては、例えば、銅（Ｃｕ）、
銀（Ａｇ）等を用いることができる。
ドナー−アクセプター再結合型発光の発光材料を固相法を用いて合成する場合、母体材料
と、第１の不純物元素又は第１の不純物元素を含む化合物と、第２の不純物元素又は第２
の不純物元素を含む化合物をそれぞれ秤量し、乳鉢で混合した後、電気炉で加熱、焼成を
行う。母体材料としては、上述した母体材料を用いることができ、第１の不純物元素又は
第１の不純物元素を含む化合物としては、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、硫化ア
ルミニウム（Ａｌ２Ｓ３）等を用いることができ、第２の不純物元素又は第２の不純物元
素を含む化合物としては、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、硫化銅（Ｃｕ２Ｓ）、硫化
銀（Ａｇ２Ｓ）等を用いることができる。焼成温度は、７００〜１５００℃が好ましい。
温度が低すぎる場合は固相反応が進まず、温度が高すぎる場合は母体材料が分解してしま
うからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うこと
が好ましい。
また、固相反応を利用する場合の不純物元素として、第１の不純物元素と第２の不純物元
素で構成される化合物を組み合わせて用いてもよい。この場合、不純物元素が拡散されや
すく、固相反応が進みやすくなるため、均一な発光材料を得ることができる。さらに、余
分な不純物元素が入らないため、純度の高い発光材料が得ることができる。第１の不純物
元素と第２の不純物元素で構成される化合物としては、例えば、塩化銅（ＣｕＣｌ）、塩
化銀（ＡｇＣｌ）等を用いることができる。
なお、これらの不純物元素の濃度は、母体材料に対して０．０１〜１０ａｔｏｍ％であれ
ばよく、好ましくは０．０５〜５ａｔｏｍ％の範囲である。
薄膜型無機ＥＬの場合、電界発光層は、上記発光材料を含む層であり、抵抗加熱蒸着法、
電子ビーム蒸着（ＥＢ蒸着）法等の真空蒸着法、スパッタリング法等の物理気相成長法（
ＰＶＤ）、有機金属ＣＶＤ法、ハイドライド輸送減圧ＣＶＤ法等の化学気相成長法（ＣＶ
Ｄ）、原子層エピタキシ法（ＡＬＥ）等を用いて形成することができる。
図３７（Ａ）乃至（Ｃ）に発光素子として用いることのできる薄膜型無機ＥＬ素子の一例
を示す。図３７（Ａ）乃至（Ｃ）において、発光素子は、第１の電極層５０、電界発光層
５１、第２の電極層５３を含む。
図３７（Ｂ）及び図３７（Ｃ）に示す発光素子は、図３７（Ａ）の発光素子において、電
極層と電界発光層間に絶縁層を設ける構造である。図３７（Ｂ）に示す発光素子は、第１
の電極層５０と電界発光層５２との間に絶縁層５４を有し、図３７（Ｃ）に示す発光素子
は、第１の電極層５０と電界発光層５２との間に絶縁層５４ａ、第２の電極層５３と電界
発光層５２との間に絶縁層５４ｂとを有している。このように絶縁層は電界発光層を挟持
する一対の電極層のうち一方の間にのみ設けてもよいし、両方の間に設けてもよい。また
絶縁層は単層でもよいし複数層からなる積層でもよい。
また、図３７（Ｂ）では第１の電極層５０に接するように絶縁層５４が設けられているが
、絶縁層と電界発光層の順番を逆にして、第２の電極層５３に接するように絶縁層５４を
設けてもよい。
分散型無機ＥＬの場合、粒子状の発光材料をバインダ中に分散させ膜状の電界発光層を形
成する。発光材料の作製方法によって、十分に所望の大きさの粒子が得られない場合は、
乳鉢等で粉砕などによって粒子状に加工すればよい。バインダとは、粒状の発光材料を分
散した状態で固定し、電界発光層としての形状に保持するための物質である。発光材料は
、バインダによって電界発光層中に均一に分散し固定される。
分散型無機ＥＬの場合、電界発光層の形成方法は、選択的に電界発光層を形成できる液滴
吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷など）、スピンコート法などの塗布
法、ディッピング法、ディスペンサ法などを用いることもできる。膜厚は特に限定される
ことはないが、好ましくは、１０〜１０００ｎｍの範囲である。また、発光材料及びバイ
ンダを含む電界発光層において、発光材料の割合は５０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下とする
よい。
図３８（Ａ）乃至（Ｃ）に発光素子として用いることのできる分散型無機ＥＬ素子の一例
を示す。図３８（Ａ）における発光素子は、第１の電極層６０、電界発光層６２、第２の
電極層６３の積層構造を有し、電界発光層６２中にバインダによって保持された発光材料
６１を含む。
本実施の形態に用いることのできるバインダとしては、有機材料や無機材料を用いること
ができ、有機材料及び無機材料の混合材料を用いてもよい。有機材料としては、シアノエ
チルセルロース系樹脂のように、比較的誘電率の高いポリマーや、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ化ビニリデンなど
の樹脂を用いることができる。また、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏ
ｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又はシロキサン樹脂を用いても
よい。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサ
ンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、
少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、アリール基）が用いられる。置換基と
して、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と
、フルオロ基とを用いてもよい。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールな
どのビニル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレ
タン樹脂、オキサゾール樹脂（ポリベンゾオキサゾール）等の樹脂材料を用いてもよい。
また、例えば光硬化型などを用いることができる。これらの樹脂に、チタン酸バリウム（
ＢａＴｉＯ３）やチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）などの高誘電率の微粒子を適
度に混合して誘電率を調整することもできる。
バインダに含まれる無機材料としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、
酸素及び窒素を含む珪素、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸素及び窒素を含むアルミニウ
ムまたは酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、ＢａＴｉＯ３、Ｓ
ｒＴｉＯ３、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、ニオブ酸
鉛（ＰｂＮｂＯ３）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、タンタル酸バリウム（ＢａＴａ２Ｏ
６）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ジル
コニウム（ＺｒＯ２）、ＺｎＳその他の無機材料を含む物質から選ばれた材料を用いるこ
とができる。有機材料に、誘電率の高い無機材料を含ませる（添加等によって）ことによ
って、発光材料及びバインダよりなる電界発光層の誘電率をより制御することができ、よ
り誘電率を大きくすることができる。
作製工程において、発光材料はバインダを含む溶液中に分散されるが本実施の形態に用い
ることのできるバインダを含む溶液の溶媒としては、バインダ材料が溶解し、電界発光層
を形成する方法（各種ウエットプロセス）及び所望の膜厚に適した粘度の溶液を作製でき
るような溶媒を適宜選択すればよい。有機溶媒等を用いることができ、例えばバインダと
してシロキサン樹脂を用いる場合は、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピ
レングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡともいう）、３−メトシキ−
３メチル−１−ブタノール（ＭＭＢともいう）などを用いることができる。
図３８（Ｂ）及び図３８（Ｃ）に示す発光素子は、図３８（Ａ）の発光素子において、電
極層と電界発光層間に絶縁層を設ける構造である。図３８（Ｂ）に示す発光素子は、第１
の電極層６０と電界発光層６２との間に絶縁層６４を有し、図３８（Ｃ）に示す発光素子
は、第１の電極層６０と電界発光層６２との間に絶縁層６４ａ、第２の電極層６３と電界
発光層６２との間に絶縁層６４ｂとを有している。このように絶縁層は電界発光層を挟持
する一対の電極層のうち一方の間にのみ設けてもよいし、両方の間に設けてもよい。また
絶縁層は単層でもよいし複数層からなる積層でもよい。
また、図３８（Ｂ）では第１の電極層６０に接するように絶縁層６４が設けられているが
、絶縁層と電界発光層の順番を逆にして、第２の電極層６３に接するように絶縁層６４を
設けてもよい。
図３７における絶縁層５４、図３８における絶縁層６４のような絶縁層は、特に限定され
ることはないが、絶縁破壊耐圧が高く、緻密な膜質であることが好ましく、さらには、誘
電率が高いことが好ましい。例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化イットリウム（Ｙ
２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ハフニウム
（ＨｆＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタ
ン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、窒化シリコン（Ｓ
ｉ３Ｎ４）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）等やこれらの混合膜又は２種以上の積層膜を
用いることができる。これらの絶縁膜は、スパッタリング、蒸着、ＣＶＤ等により成膜す
ることができる。また、絶縁層はこれら絶縁材料の粒子をバインダ中に分散して成膜して
もよい。バインダ材料は、電界発光層に含まれるバインダと同様な材料、方法を用いて形
成すればよい。膜厚は特に限定されることはないが、好ましくは１０〜１０００ｎｍの範
囲である。
本実施の形態で示す発光素子は、電界発光層を挟持する一対の電極層間に電圧を印加する
ことで発光が得られるが、直流駆動又は交流駆動のいずれにおいても動作することができ
る。
本実施の形態は、上記実施の形態とそれぞれ組み合わせて用いることが可能である。
本発明では光触媒物質を有機化合物層に分散させることによって、光触媒物質の光触媒機
能を用いて有機化合物を分解（破壊）して層の有機化合物を粗にし、基板より素子層を剥
離する。そのため、剥離のために素子層に大きな力をかける必要もないので、剥離工程で
素子が破壊されることもなく、良好な形状で簡単に様々な基板に自由に転置を行うことが
できる。
よって、自由に様々な基板に転置することができるため、基板の材料の選択性の幅が広が
る。また安価な材料を基板として選択することもでき、用途に合わせて広い機能を持たせ
ることができるだけでなく、低コストで表示装置を作製することができる。
本発明により、剥離前の形状及び特性を保った良好な状態で転置工程を行えるような、剥
離工程を用いて半導体装置及び表示装置を作製できる。よって、より高信頼性の半導体装
置及び表示装置を装置や工程を複雑化することなく、歩留まりよく作製できる。
（実施の形態１０）
次に、上記実施の形態によって作製される表示パネルに駆動用のドライバ回路を実装する
態様について説明する。
図２７（Ａ）は本発明に係る表示パネルの構成を示す上面図であり、絶縁表面を有する基
板２７００上に画素２７０２をマトリクス上に配列させた画素部２７０１、走査線側入力
端子２７０３、信号線側入力端子２７０４が形成されている。画素数は種々の規格に従っ
て設ければ良く、ＸＧＡであってＲＧＢを用いたフルカラー表示であれば１０２４×７６
８×３（ＲＧＢ）、ＵＸＧＡであってＲＧＢを用いたフルカラー表示であれば１６００×
１２００×３（ＲＧＢ）、フルスペックハイビジョンに対応させ、ＲＧＢを用いたフルカ
ラー表示であれば１９２０×１０８０×３（ＲＧＢ）とすれば良い。
画素２７０２は、走査線側入力端子２７０３から延在する走査線と、信号線側入力端子２
７０４から延在する信号線とが交差することで、マトリクス状に配設される。画素部２７
０１の画素それぞれには、スイッチング素子とそれに接続する画素電極層が備えられてい
る。スイッチング素子の代表的な一例はＴＦＴであり、ＴＦＴのゲート電極層側が走査線
と、ソース若しくはドレイン側が信号線と接続されることにより、個々の画素を外部から
入力する信号によって独立して制御可能としている。
図２７（Ａ）は、走査線及び信号線へ入力する信号を、外付けの駆動回路により制御する
表示パネルの構成を示しているが、図２８（Ａ）に示すように、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ
Ｇｌａｓｓ）方式によりドライバＩＣ２７５１を基板２７００上に実装しても良い。ま
た他の実装形態として、図２８（Ｂ）に示すようなＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅ
ｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式を用いてもよい。ドライバＩＣは単結晶半導体基板に形成され
たものでも良いし、ガラス基板上にＴＦＴで回路を形成したものであっても良い。図２８
において、ドライバＩＣ２７５１は、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉ
ｒｃｕｉｔ）２７５０と接続している。
また、画素に設けるＴＦＴを結晶性を有する半導体で形成する場合には、図２７（Ｂ）に
示すように走査線側駆動回路３７０２を基板３７００上に形成することもできる。図２７
（Ｂ）において、画素部３７０１は、信号線側入力端子３７０４に接続した外付けの駆動
回路と走査線駆動回路３７０２により制御する。画素に設けるＴＦＴを移動度の高い、多
結晶（微結晶）半導体、単結晶半導体などで形成する場合は、図２７（Ｃ）に示すように
、画素部４７０１、走査線駆動回路４７０２と、信号線駆動回路４７０４を基板４７００
上に一体形成することもできる。
まず、ＣＯＧ方式を採用した表示装置について、図２８（Ａ）を用いて説明する。基板２
７００上には、文字や画像などの情報を表示する画素部２７０１が設けられる。複数の駆
動回路が設けられた基板を、矩形状に分断し、分断後の駆動回路（ドライバＩＣとも表記
）２７５１は、基板２７００上に実装される。図２８（Ａ）は複数のドライバＩＣ２７５
１、該ドライバＩＣ２７５１の先にＦＰＣ２７５０を実装する形態を示す。また、分割す
る大きさを画素部の信号線側の辺の長さとほぼ同じにし、その単数のドライバＩＣの先に
ＦＰＣを実装してもよい。
また、ＴＡＢ方式を採用してもよく、その場合は、図２８（Ｂ）で示すように複数のテー
プを貼り付けて、該テープにドライバＩＣを実装すればよい。ＣＯＧ方式の場合と同様に
、単数のテープに単数のドライバＩＣを実装してもよく、この場合には、強度の問題から
、ドライバＩＣを固定する金属片等を一緒に貼り付けるとよい。
これらの表示パネルに実装されるドライバＩＣは、生産性を向上させる観点から、一辺が
３００ｍｍから１０００ｍｍ以上の矩形状の基板上に複数個作り込むとよい。
つまり、基板上に駆動回路部と入出力端子を一つのユニットとする回路パターンを複数個
形成し、最後に分割して取り出せばよい。ドライバＩＣの長辺の長さは、画素部の一辺の
長さや画素ピッチを考慮して、長辺が１５〜８０ｍｍ、短辺が１〜６ｍｍの矩形状に形成
してもよいし、画素領域の一辺、又は画素部の一辺と各駆動回路の一辺とを足した長さに
形成してもよい。
ドライバＩＣのＩＣチップに対する外形寸法の優位性は長辺の長さにあり、長辺が１５〜
８０ｍｍで形成されたドライバＩＣを用いると、画素部に対応して実装するのに必要な数
がＩＣチップを用いる場合よりも少なくて済み、製造上の歩留まりを向上させることがで
きる。また、ガラス基板上にドライバＩＣを形成すると、母体として用いる基板の形状に
限定されないので生産性を損なうことがない。これは、円形のシリコンウエハからＩＣチ
ップを取り出す場合と比較すると、大きな優位点である。
また、図２７（Ｂ）のように走査線側駆動回路３７０２は基板上に一体形成される場合、
画素部３７０１の外側の領域には、信号線側の駆動回路駆動回路が形成されたドライバＩ
Ｃが実装される。これらのドライバＩＣは、信号線側の駆動回路である。ＲＧＢフルカラ
ーに対応した画素領域を形成するためには、ＸＧＡクラスで信号線の本数が３０７２本必
要であり、ＵＸＧＡクラスでは４８００本が必要となる。このような本数で形成された信
号線は、画素部３７０１の端部で数ブロック毎に区分して引出線を形成し、ドライバＩＣ
の出力端子のピッチに合わせて集められる。
ドライバＩＣは、基板上に形成された結晶質半導体により形成されることが好適であり、
該結晶質半導体は連続発光のレーザ光を照射することで形成されることが好適である。従
って、当該レーザ光を発生させる発振器としては、連続発光の固体レーザ又は気体レーザ
を用いる。連続発光のレーザを用いると、結晶欠陥が少なく、大粒径の多結晶半導体層を
用いて、トランジスタを作成することが可能となる。また移動度や応答速度が良好なため
に高速駆動が可能で、従来よりも素子の動作周波数を向上させることができ、特性バラツ
キが少ないために高い信頼性を得ることができる。なお、さらなる動作周波数の向上を目
的として、トランジスタのチャネル長方向とレーザ光の走査方向と一致させるとよい。こ
れは、連続発光レーザによるレーザ結晶化工程では、トランジスタのチャネル長方向とレ
ーザ光の基板に対する走査方向とが概ね並行（好ましくは−３０度以上３０度以下）であ
るときに、最も高い移動度が得られるためである。なおチャネル長方向とは、チャネル形
成領域において、電流が流れる方向、換言すると電荷が移動する方向と一致する。このよ
うに作製したトランジスタは、結晶粒がチャネル長方向に延在する多結晶半導体層によっ
て構成される活性層を有し、このことは結晶粒界が概ねチャネル長方向に沿って形成され
ていることを意味する。
レーザ結晶化を行うには、レーザ光の大幅な絞り込みを行うことが好ましく、そのレーザ
光の形状（ビームスポット）の幅は、ドライバＩＣの短辺の同じ幅の１ｍｍ以上３ｍｍ以
下程度とすることがよい。また、被照射体に対して、十分に且つ効率的なエネルギー密度
を確保するために、レーザ光の照射領域は、線状であることが好ましい。但し、ここでい
う線状とは、厳密な意味で線を意味しているのではなく、アスペクト比の大きい長方形も
しくは長楕円形を意味する。例えば、アスペクト比が２以上（好ましくは１０以上１００
００以下）のものを指す。このように、レーザ光のレーザ光の形状（ビームスポット）の
幅をドライバＩＣの短辺と同じ長さとすることで、生産性を向上させた表示装置の作製方
法を提供することができる。
図２８（Ａ）、（Ｂ）のように走査線駆動回路及び信号線駆動回路の両方として、ドライ
バＩＣを実装してもよい。その場合には、走査線側と信号線側で用いるドライバＩＣの仕
様を異なるものにするとよい。
画素領域は、信号線と走査線が交差してマトリクスを形成し、各交差部に対応してトラン
ジスタが配置される。本発明は、画素領域に配置されるトランジスタとして、非晶質半導
体又はセミアモルファス半導体をチャネル部としたＴＦＴを用いることを特徴とする。非
晶質半導体は、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等の方法により形成する。セミアモ
ルファス半導体は、プラズマＣＶＤ法で３００℃以下の温度で形成することが可能であり
、例えば、外寸５５０×６５０ｍｍの無アルカリガラス基板であっても、トランジスタを
形成するのに必要な膜厚を短時間で形成するという特徴を有する。このような製造技術の
特徴は、大画面の表示装置を作製する上で有効である。また、セミアモルファスＴＦＴは
、ＳＡＳでチャネル形成領域を構成することにより２〜１０ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃの電界効
果移動度を得ることができる。また本発明を用いると、パターンを所望の形状に制御性よ
く形成することができるので、このようなチャネル幅が短い微細な配線もショート等の不
良が生じることなく安定的に形成することができる。画素を十分機能させるのに必要な電
気特性を有するＴＦＴを形成できる。従って、このＴＦＴを画素のスイッチング用素子や
、走査線側の駆動回路を構成する素子として用いることができる。従って、システムオン
パネル化を実現した表示パネルを作製することができる。
半導体層をＳＡＳで形成したＴＦＴを用いることにより、走査線側駆動回路も基板上に一
体形成することができ、半導体層をＡＳで形成したＴＦＴを用いる場合には、走査線側駆
動回路及び信号線側駆動回路の両方をドライバＩＣを実装するとよい。
その場合には、走査線側と信号線側で用いるドライバＩＣの仕様を異なるものにすること
が好適である。例えば、走査線側のドライバＩＣを構成するトランジスタには３０Ｖ程度
の耐圧が要求されるものの、駆動周波数は１００ｋＨｚ以下であり、比較的高速動作は要
求されない。従って、走査線側のドライバを構成するトランジスタのチャネル長（Ｌ）は
十分大きく設定することが好適である。一方、信号線側のドライバＩＣのトランジスタに
は、１２Ｖ程度の耐圧があれば十分であるが、駆動周波数は３Ｖにて６５ＭＨｚ程度であ
り、高速動作が要求される。そのため、ドライバを構成するトランジスタのチャネル長な
どはミクロンルールで設定することが好適である。本発明を用いると、微細なパターン形
成が制御性よくできるので、このようなミクロンルールにも十分に対応することが可能で
ある。
ドライバＩＣの実装方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ方法やワイヤボンディ
ング方法、或いはＴＡＢ方法を用いることができる。
ドライバＩＣの厚さは、対向基板と同じ厚さとすることで、両者の間の高さはほぼ同じも
のとなり、表示装置全体としての薄型化に寄与する。また、それぞれの基板を同じ材質の
もので作製することにより、この表示装置に温度変化が生じても熱応力が発生することな
く、ＴＦＴで作製された回路の特性を損なうことはない。その他にも、本実施形態で示す
ようにＩＣチップよりも長尺のドライバＩＣで駆動回路を実装することにより、１つの画
素領域に対して、実装されるドライバＩＣの個数を減らすことができる。
以上のようにして、表示パネルに駆動回路を組み入れることができる。
（実施の形態１１）
本実施の形態で示す表示パネルの画素の構成について、図１９に示す等価回路図を参照
して説明する。なお、本実施の形態では発光素子として電界発光層に有機化合物、又は有
機化合物層及び無機化合物層を含む有機ＥＬ素子を用いる例を示す。
図１９（Ａ）に示す画素は、列方向に信号線７１０、電源線７１１、電源線７１２、電
源線７１３、行方向に走査線７１４が配置される。また、スイッチング用ＴＦＴ７０１、
駆動用ＴＦＴ７０３、電流制御用ＴＦＴ７０４、容量素子７０２及び発光素子７０５を有
する。
図１９（Ｃ）に示す画素は、ＴＦＴ７０３のゲート電極が、行方向に配置された電源線
７１５に接続される点が異なっており、それ以外は図１９（Ａ）に示す画素と同じ構成で
ある。つまり、図１９（Ａ）（Ｃ）に示す両画素は、同じ等価回路図を示す。しかしなが
ら、列方向に電源線７１２が配置される場合（図１９（Ａ））と、行方向に電源線７１５
が配置される場合（図１９（Ｃ））では、各電源線は異なるレイヤーの導電体層で形成さ
れる。ここでは、駆動用ＴＦＴ７０３のゲート電極が接続される配線に注目し、これらを
作製するレイヤーが異なることを表すために、図１９（Ａ）（Ｃ）として分けて記載する
。
図１９（Ａ）（Ｃ）に示す画素の特徴として、画素内にＴＦＴ７０３、ＴＦＴ７０４が
直列に接続されている。
なお、ＴＦＴ７０３は、飽和領域で動作し発光素子７０５に流れる電流値を制御する役
目を有し、ＴＦＴ７０４は線形領域で動作し発光素子７０５に対する電流の供給を制御す
る役目を有する。両ＴＦＴは同じ導電型を有していると作製工程上好ましい。またＴＦＴ
７０３には、エンハンスメント型だけでなく、ディプリーション型のＴＦＴを用いてもよ
い。上記構成を有する本発明は、ＴＦＴ７０４が線形領域で動作するために、ＴＦＴ７０
４のＶＧＳの僅かな変動は発光素子７０５の電流値に影響を及ぼさない。つまり、発光素
子７０５の電流値は、飽和領域で動作するＴＦＴ７０３により決定される。上記構成を有
する本発明は、ＴＦＴの特性バラツキに起因した発光素子の輝度ムラを改善して画質を向
上させた表示装置を提供することができる。
図１９（Ａ）〜（Ｄ）に示す画素において、ＴＦＴ７０１は、画素に対するビデオ信号
の入力を制御するものであり、ＴＦＴ７０１がオンして、画素内にビデオ信号が入力され
ると、容量素子７０２にそのビデオ信号が保持される。なお図１９（Ａ）（Ｃ）には、容
量素子７０２を設けた構成を示したが、本発明はこれに限定されず、ビデオ信号を保持す
る容量がゲート容量などでまかなうことが可能な場合には、明示的に容量素子７０２を設
けなくてもよい。
発光素子７０５は、２つの電極間に電界発光層が挟まれた構造を有し、順バイアス方向
の電圧が印加されるように、画素電極と対向電極の間（陽極と陰極の間）に電位差が設け
られる。電界発光層は有機材料や無機材料等の広汎に渡る材料により構成され、この電界
発光層におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光
）と、三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）とが含まれる。
図１９（Ｂ）に示す画素は、ＴＦＴ７０６と走査線７１６を追加している以外は、図１
９（Ａ）に示す画素構成と同じである。同様に、図１９（Ｄ）に示す画素は、ＴＦＴ７０
６と走査線７１６を追加している以外は、図１９（Ｃ）に示す画素構成と同じである。
ＴＦＴ７０６は、新たに配置された走査線７１６によりオン又はオフが制御される。Ｔ
ＦＴ７０６がオンになると、容量素子７０２に保持された電荷は放電し、ＴＦＴ７０４が
オフする。つまり、ＴＦＴ７０６の配置により、強制的に発光素子７０５に電流が流れな
い状態を作ることができる。従って、図１９（Ｂ）（Ｄ）の構成は、全ての画素に対する
信号の書き込みを待つことなく、書き込み期間の開始と同時又は直後に点灯期間を開始す
ることができるため、デューティ比を向上することが可能となる。
図１９（Ｅ）に示す画素は、列方向に信号線７２０、電源線７２１、電源線７２２、行
方向に走査線７２３が配置される。また、スイッチング用ＴＦＴ７４１、駆動用ＴＦＴ７
４３、容量素子７４２及び発光素子７４４を有する。図１９（Ｆ）に示す画素は、ＴＦＴ
７４５と走査線７２４を追加している以外は、図１９（Ｅ）に示す画素構成と同じである
。なお、図１９（Ｆ）の構成も、ＴＦＴ７４５の配置により、デューティ比を向上するこ
とが可能となる。
本発明により、剥離前の形状及び特性を保った良好な状態で転置工程を行えるような、剥
離工程を用いて半導体装置及び表示装置を作製できる。よって、より高信頼性の表示装置
を装置や工程を複雑化することなく、歩留まりよく作製できる。
（実施の形態１２）
図２２は、本発明を適用して作製される素子層が転写された基板２８００を用いてＥＬ表
示モジュールを構成する一例を示している。図２２において、素子層が転写された基板２
８００上には、画素により構成された画素部が形成されている。基板２８００及び封止基
板２８２０は可撓性を有する基板を用いている。
図２２では、画素部の外側であって、駆動回路と画素との間に、画素に形成されたものと
同様なＴＦＴ又はそのＴＦＴのゲートとソース若しくはドレインの一方とを接続してダイ
オードと同様に動作させた保護回路部２８０１が備えられている。駆動回路２８０９は、
単結晶半導体で形成されたドライバＩＣ、ガラス基板上に多結晶半導体膜で形成されたス
ティックドライバＩＣ、若しくはＳＡＳで形成された駆動回路などが適用されている。
素子層が転写された基板２８００は、液滴吐出法で形成されたスペーサ２８０６ａ、スペ
ーサ２８０６ｂを介して封止基板２８２０と固着されている。スペーサは、基板の厚さが
薄く、また画素部の面積が大型化した場合にも、２枚の基板の間隔を一定に保つために設
けておくことが好ましい。ＴＦＴ２８０２、ＴＦＴ２８０３とそれぞれ接続する発光素子
２８０４、発光素子２８０５上であって、基板２８００と封止基板２８２０との間にある
空隙には透光性の樹脂材料を充填して固体化しても良いし、無水化した窒素若しくは不活
性気体を充填させても良い。
図２２では発光素子２８０４、発光素子２８０５を上面放射型（トップエミッション型）
の構成とした場合を示し、図中に示す矢印の方向に光を放射する構成としている。各画素
は、画素を赤色、緑色、青色として発光色を異ならせておくことで、多色表示を行うこと
ができる。また、このとき封止基板２８２０側に各色に対応した着色層２８０７ａ、着色
層２８０７ｂ、着色層２８０７ｃを形成しておくことで、外部に放射される発光の色純度
を高めることができる。また、画素を白色発光素子として着色層２８０７ａ、着色層２８
０７ｂ、着色層２８０７ｃと組み合わせても良い。
外部回路である駆動回路２８０９は、外部回路基板２８１１の一端に設けられた走査線若
しくは信号線接続端子と、配線基板２８１０で接続される。また、基板２８００に接して
若しくは近接させて、熱を機器の外部へ伝えるために使われる、パイプ状の高効率な熱伝
導デバイスであるヒートパイプ２８１３と放熱板２８１２を設け、放熱効果を高める構成
としても良い。
本発明では光触媒物質を有機化合物層に分散させることによって、光触媒物質の光触媒機
能を用いて有機化合物を分解（破壊）して層の有機化合物を粗にし、基板より素子層を剥
離する。そのため、剥離のために素子層に大きな力をかける必要もないので、剥離工程で
素子が破壊されることもなく、良好な形状で簡単に様々な基板に自由に転置を行うことが
できる。光触媒物質を含む有機化合物層の剥離後の素子層側の残存層が光触媒物質を含む
有機化合物層２８１５である。
よって、自由に様々な基板に転置することができるため、基板の材料の選択性の幅が広が
る。また安価な材料を基板として選択することもでき、用途に合わせて広い機能を持たせ
ることができるだけでなく、低コストで表示装置を作製することができる。
なお、図２２では、トップエミッションのＥＬモジュールとしたが、発光素子の構成や
外部回路基板の配置を変えてボトムエミッション構造、もちろん上面、下面両方から光が
放射する両面放射構造としても良い。トップエミッション型の構成の場合、隔壁となる絶
縁層を着色しブラックマトリクスとして用いてもよい。この隔壁は液滴吐出法により形成
することができ、ポリイミドなどの樹脂材料に、顔料系の黒色樹脂やカーボンブラック等
を混合させて形成すればよく、その積層でもよい。
また、位相差板や偏光板を用いて、外部から入射する光の反射光を遮断するようにして
もよい。隔壁となる絶縁層を着色しブラックマトリクスとして用いてもよい。この隔壁は
液滴吐出法により形成することができ、ポリイミドなどの樹脂材料に、カーボンブラック
等を混合させてもよく、その積層でもよい。液滴吐出法によって、異なった材料を同領域
に複数回吐出し、隔壁を形成してもよい。位相差板としてはλ／４板、λ／２板を用い、
光を制御できるように設計すればよい。構成としては、順にＴＦＴ素子基板、発光素子、
封止基板（封止材）、位相差板（λ／４、λ／２）、偏光板となり、発光素子から放射さ
れた光は、これらを通過し偏光板側より外部に放射される。この位相差板や偏光板は光が
放射される側に設置すればよく、両面放射される両面放射型の表示装置であれば両方に設
置することもできる。また、偏光板の外側に反射防止膜を有していても良い。これにより
、より高繊細で精密な画像を表示することができる。
また、素子層が転写された基板２８００において、画素部が形成された側にシール材や
接着性の樹脂を用いて樹脂フィルムを貼り付けて封止構造を形成してもよい。樹脂による
樹脂封止、プラスチックによるプラスチック封止、フィルムによるフィルム封止、など様
々な封止方法を用いることができる。樹脂フィルムの表面には水蒸気の透過を防止するガ
スバリア膜を設けておくと良い。フィルム封止構造とすることで、さらなる薄型化及び軽
量化を図ることができる。
本発明により、剥離前の形状及び特性を保った良好な状態で転置工程を行えるような、剥
離工程を用いて半導体装置及び表示装置を作製できる。よって、より高信頼性の半導体装
置及び表示装置を装置や工程を複雑化することなく、歩留まりよく作製できる。
（実施の形態１３）
本実施の形態を図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）を用いて説明する。図２３（Ａ）、図２３
（Ｂ）は、本発明を適用して作製されるＴＦＴ基板２６００を用いて表示装置（液晶表示
モジュール）を構成する一例を示している。
図２３（Ａ）は液晶表示モジュールの一例であり、ＴＦＴ基板２６００と対向基板２６０
１がシール材２６０２により固着され、その間にＴＦＴ等を含む画素部２６０３と液晶層
２６０４が設けられ表示領域を形成している。着色層２６０５はカラー表示を行う場合に
必要であり、ＲＧＢ方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した着色層が各画素に対応し
て設けられている。ＴＦＴ基板２６００と対向基板２６０１の外側には偏光板２６０６、
偏光板２６０７、拡散板２６１３が配設されている。光源は冷陰極管２６１０と反射板２
６１１により構成され、回路基板２６１２は、フレキシブル配線基板２６０９によりＴＦ
Ｔ基板２６００及びＴＦＴ基板２６００上に設けられた駆動回路２６０８と接続され、コ
ントロール回路や電源回路などの外部回路が組みこまれている。
また、液晶表示モジュールは、バックライトを有する。バックライトは、発光部材によ
り形成することが可能であり、代表的には冷陰極管、ＬＥＤ、ＥＬ発光装置等を用いるこ
とができる。本実施の形態のバックライトは可撓性を有することが好ましい。更には、バ
ックライトに反射板、及び光学フィルムを設けてもよい。
偏光板２６０６、偏光板２６０７は、ＴＦＴ基板２６００、対向基板２６０１に接着され
ている。また偏光板と、基板との間に位相差板を有した状態で積層してもよい。また、必
要に応じて、視認側である偏光板２６０６には反射防止処理を施してもよい。
液晶表示モジュールには、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉ
ｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓ
ｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａ
ｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇ
ｎｍｅｎｔ）、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃ
ｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅ
ｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃ
ｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ
Ｃｒｙｓｔａｌ）などを用いることができる。
図２３（Ｂ）は図２３（Ａ）の液晶表示モジュールにＦＳ−ＬＣＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｓｅｑ
ｕｅｎｔｉａｌ）モードを適用した一例であり、ＦＳ−ＬＣＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｓｅｑｕｅ
ｎｔｉａｌ−ＬＣＤ）となっている。ＦＳ−ＬＣＤは、１フレーム期間に赤色発光と緑色
発光と青色発光をそれぞれ行うものであり、時間分割を用いて画像を合成しカラー表示を
行うことが可能である。また、各発光を発光ダイオードまたは冷陰極管等で行うので、カ
ラーフィルタが不要である。よって、３原色のカラーフィルタを並べ、各色の表示領域を
限定する必要がなく、どの領域でも３色全ての表示を行うことができる。一方、１フレー
ム期間に３色の発光を行うため、液晶の高速な応答が求められる。本発明の表示装置に、
ＦＳ方式を用いたＦＬＣモード、又はＯＣＢモードを適用し、高性能で高画質な表示装置
、また液晶テレビジョン装置を完成させることができる。
ＯＣＢモードの液晶層は、いわゆるπセル構造を有している。πセル構造とは、液晶分子
のプレチルト角がアクティブマトリクス基板と対向基板との基板間の中心面に対して面対
称の関係で配向された構造である。πセル構造の配向状態は、基板間に電圧が印加されて
いない時はスプレイ配向となり、電圧を印加するとベンド配向に移行する。このベンド配
向が白表示となる。さらに電圧を印加するとベンド配向の液晶分子が両基板と垂直に配向
し、光が透過しない状態となる。なお、ＯＣＢモードにすると、従来のＴＮモードより約
１０倍速い高速応答性を実現できる。
また、ＦＳ方式に対応するモードとして、高速動作が可能な強誘電性液晶（ＦＬＣ：Ｆｅ
ｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）を用いたＨＶ（Ｈａｌｆ Ｖ
）−ＦＬＣ、ＳＳ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ）−ＦＬＣなども用いること
ができる。ＯＣＢモードは粘度の比較的低いネマチック液晶を用い、ＨＶ−ＦＬＣ、ＳＳ
−ＦＬＣには、強誘電相を有するスメクチック液晶を用いることができる。
また、液晶表示モジュールの高速光学応答速度は、液晶表示モジュールのセルギャップを
狭くすることで高速化する。また液晶材料の粘度を下げることでも高速化できる。上記高
速化は、液晶表示モジュールの画素領域の画素ピッチが３０μｍ以下の場合に、より効果
的である。また、印加電圧を一瞬だけ高く（または低く）するオーバードライブ法により
、より高速化が可能である。
図２３（Ｂ）の液晶表示モジュールは透過型の液晶表示モジュールを示しており、光源と
して赤色光源２９１０ａ、緑色光源２９１０ｂ、青色光源２９１０ｃが設けられている。
光源は赤色光源２９１０ａ、緑色光源２９１０ｂ、青色光源２９１０ｃのそれぞれオンオ
フを制御するために、制御部２９１２が設置されている。制御部２９１２によって、各色
の発光は制御され、液晶に光は入射し、時間分割を用いて画像を合成し、カラー表示が行
われる。
本実施の形態は、上記実施の形態とそれぞれ組み合わせて用いることが可能である。
本発明では光触媒物質を有機化合物層に分散させることによって、光触媒物質の光触媒機
能を用いて有機化合物を分解（破壊）して層の有機化合物を粗にし、基板より素子層を剥
離する。そのため、剥離のために素子層に大きな力をかける必要もないので、剥離工程で
素子が破壊されることもなく、良好な形状で簡単に様々な基板に自由に転置を行うことが
できる。
よって、自由に様々な基板に転置することができるため、基板の材料の選択性の幅が広が
る。また安価な材料を基板として選択することもでき、用途に合わせて広い機能を持たせ
ることができるだけでなく、低コストで表示装置を作製することができる。
本発明により、剥離前の形状及び特性を保った良好な状態で転置工程を行えるような、剥
離工程を用いて半導体装置及び表示装置を作製できる。よって、より高信頼性の半導体装
置及び表示装置を装置や工程を複雑化することなく、歩留まりよく作製できる。
（実施の形態１４）
本発明の転置工程を用いて作製した透過型の液晶表示装置の光源として用いることのでき
るバックライトについて図３０乃至３６を用いて説明する。
図３０（Ａ）はバックライトの上面図であり、図３０（Ｂ）は図３０（Ａ）の線Ｈ−Ｇの
断面図である。図３０において、可撓性を有する基板６０００上に反射性を有する共通電
極層６００１が設けられ、絶縁層６００６上に陽極として機能する配線層６００２ａ及び
配線層６００２ｂが形成されている。配線層６００２ａ及び配線層６００２ｂ上にはそれ
ぞれ発光ダイオード６００３ａ、発光ダイオード６００３ｂが設けられており、発光ダイ
オード６００３ａは異方性導電層６００８によって配線層６００２ａと電気的に接続し、
共通電極層６００１とも絶縁層６００６に形成された開口（コンタクトホール）６００４
ａで電気的に接続している。同様に、発光ダイオード６００３ｂも異方性導電層６００８
によって配線層６００２ｂと電気的に接続し、共通電極層６００１とも絶縁層６００６に
形成された開口（コンタクトホール）６００４ｂで電気的に接続している。
共通電極層６００１は、入射する光を反射する反射電極としての機能を兼ねている。また
、異方性導電層６００８は全面に設けても良いが発光ダイオードの接続部分のみ選択的に
設けてもよい。
図３１（Ａ）はバックライトの上面図であり、図３１（Ｂ）は図３０（Ａ）の線Ｉ−Ｊの
断面図である。図３１のバックライトは発光ダイオードと共通電極層、及び配線層との接
続をバンプや導電性の金属ペースト（例えば銀（Ａｇ）ペースト）で接続する例である。
図３１（Ａ）では紙面上下にわたって配線層６００２ａ、配線層６００２ｂ、配線層６０
０２ｃが形成されている。配線層６００２ａに接続する発光ダイオード（発光ダイオード
６００３ａなど）を赤色発光（Ｒ）、配線層６００２ｂに接続する発光ダイオード（発光
ダイオード６００３ｂなど）を緑色発光（Ｇ）、配線層６００２ｃに接続する発光ダイオ
ード（発光ダイオード６００３ｃなど）を青色発光（Ｂ）というように配線層ごとに同色
の発光ダイオードを並べると配線層の電圧制御が行いやすい。発光ダイオード６００３ａ
は導電性ペースト６００９によって共通電極層６００１及び配線層６００２ａと電気的に
接続し、発光ダイオード６００３ｂは導電性ペースト６００９によって共通電極層６００
１及び配線層６００２ｂと電気的に接続する。
図３２（Ａ）はバックライトの上面図であり、図３２（Ｂ）（Ｃ）は図３２（Ａ）の線Ｋ
−Ｌの断面図である。図３２（Ａ）乃至（Ｃ）のバックライトは反射電極層と共通電極層
とを分けた構造である。図３２（Ｂ）において、可撓性を有する基板６０００上に反射電
極層６０２１を形成し、配線層６００２ａ及び共通電極層６０２０ａ上に発光ダイオード
６００３ａを設け、配線層６００２ｂ及び共通電極層６０２０ｂ上に発光ダイオード６０
０３ｂを設ける。発光ダイオード６００３ａは、共通電極層６０２０ａと導電性ペースト
６００８ｃを介して電気的に接続し、配線層６００２ａと導電性ペースト６００８ｄを介
して電気的に接続する。発光ダイオード６００３ｂは、共通電極層６０２０ｂと導電性ペ
ースト６００８ａを介して電気的に接続し、配線層６００２ｂと導電性ペースト６００８
ｂを介して電気的に接続する。
図３２（Ｃ）は反射電極層６０２１上に光散乱粒子６０１１を含む絶縁層６０１０を設け
る構造である。光散乱粒子６０１１は入射する光及び反射電極層６０２１によって反射さ
れる光を散乱する効果を有する。本実施の形態において、反射電極層は鏡面状態として鏡
面反射を行ってもよいし、表面に凹凸を有し白色化させた反射電極層とし、拡散反射を行
ってもよい。
可撓性を有する基板６１００上に複数の発光ダイオードを設ける例を図３３（Ａ）（Ｂ）
を用いて説明する。可撓性を有するバックライトを使用する際、製品によって曲げる頻度
が多い方向がある。図３３（Ａ）におけるバックライトは上面より見ると横長の長方形を
しており、長辺側を矢印６１０５ａ及び矢印６１０５ｂ方向に曲げる頻度が高いとする。
この場合可撓性を有する基板６１００上に設けられた複数の発光ダイオードは、上面より
見ると長方形である。発光ダイオード６１０１ａ及び６１０１ｂの短辺が、可撓性を有す
る基板６０００の曲げる頻度の高い辺と平行となるように発光ダイオード６１０１ａ及び
６１０１ｂを配置する。
図３３（Ｂ）のように縦長の可撓性を有する基板６２００を用いて、矢印６２０５ａ及び
矢印６２０５ｂの方向に曲げる頻度が高いとする。この場合可撓性を有する基板６２００
上に設けられた複数の発光ダイオードは、上面より見ると長方形である。発光ダイオード
６２０１ａ及び６２０１ｂの短辺が、可撓性を有する基板６２００の曲げる頻度の高い辺
と平行となるように発光ダイオード６２０１ａ及び６２０１ｂを配置する。このように具
備する表示装置の使用目的及び形状によって曲げる頻度に高低がある場合、あらかじめ曲
げやすいように曲げる辺と発光ダイオードの短辺とが平行となるように配置するとより曲
げやすく、破損もしにくいため信頼性を高めることができる。
図３４（Ａ）（Ｂ）に可撓性を有する基板６４００上に間隔ｂで隣接して設けられる発光
ダイオード６４０１ａ及び発光ダイオード６４０１ｂを示す。発光ダイオード６４０１ａ
及び発光ダイオード６４０１ｂの厚さａである。この発光ダイオード６４０１ａ及び発光
ダイオード６４０１ｂを有する可撓性を有する基板６４００を矢印６４０５ａ及び矢印６
４０５ｂの方向に曲げた図が図３４（Ｂ）である。図３４のように、隣接する発光ダイオ
ードの間隔ｂが厚さａの２倍より大きい、ｂ＞２ａを満たすようにすると、発光ダイオー
ド６４０１ａ及び発光ダイオード６４０１ｂが接触することなく可撓性を有する基板６４
００を容易に曲げることができる。
図３５（Ａ）（Ｂ）は発光ダイオードを樹脂層で覆った構造とした例である。図３５（Ａ
）に示すように可撓性を有する基板６１５０上に樹脂層６１５２ａに覆われた発光ダイオ
ード６１５１ａと樹脂層６１５２ｂに覆われた発光ダイオード６１５１ｂとが間隔ｂで形
成されている。樹脂層６１５２ａ及び樹脂層６１５２ｂの最大膜厚は膜厚ａである。この
発光ダイオード６１５１ａ及び樹脂層６１５２ａと発光ダイオード６１５１ｂ及び樹脂層
６１５２ｂを有する可撓性を有する基板６１５０を矢印６１５４ａ及び矢印６１５４ｂの
方向に曲げた図が図３５（Ｂ）である。図３５のように、隣接する樹脂層及び樹脂層に覆
われた発光ダイオードの間隔ｂが発光ダイオードを覆う樹脂層の最大膜厚ａの２倍より大
きい、ｂ＞２ａを満たすようにすると、樹脂層６１５２ａに覆われた発光ダイオード６１
５１ａ及び樹脂層６１５２ｂに覆われた発光ダイオード６１５１ｂが接触することなく可
撓性を有する基板６１５０を容易に曲げることができる。
図３６に示すサイドライト型の可撓性を有するバックライトは、可撓性を有する導光板６
３００、可撓性を有する基板６３０１上に設けられた発光ダイオード６３０２、発光ダイ
オード６３０２より射出する光を反射する反射シート６３０３ａ、６３０３ｂを有する。
反射シートは、光を効率よく導光板に導くようにするために配置されるもので、筒状に曲
げて配置されている場合、バックライト自身を曲げることが容易でない。しかし、本実施
の形態で示す図３６の反射シート６３０３ａ及び反射シート６３０３ｂのような筒状に固
定されていない形状であると容易に曲げることができる。可撓性を有する基板６３０１上
に設けられた発光ダイオード６３０２の配置及び反射電極層、共通電極層、配線層との接
続状態などは図３０乃至図３４を適宜用いることができる。
上記構成の可撓性を有するバックライトを本発明の転置工程を用いて作製した可撓性を有
する表示装置に用いると、可撓性を有する電子機器を作製することができる。安価な材料
を基板として選択することもでき、用途に合わせて広い機能を持たせることができるだけ
でなく、低コストで表示装置を作製することができる。
なお、上記バックライトの構造は、本発明以外の液晶表示パネルにも用いることができ
る。
（実施の形態１５）
本発明の転置工程を用いて作製した透過型の液晶表示装置の光源として用いることのでき
るバックライトについて図３９を用いて説明する。
図３９は、可撓性を有する基板４１３、液晶素子などを含む素子層４１５、可撓性を有す
る対向基板４１６、偏光板４１７、偏光板４１１、駆動回路４１９、及びＦＰＣ４３７を
含む表示装置部４１８と、可撓性を有する基板４０１、第１の導電層、電界発光層、及び
第２の導電層で構成される発光素子を有する層４０２、可撓性を有する基板４０３を含む
バックライト４０８を示す。
図３９に示すバックライト４０８として、上記実施の形態で示した有機ＥＬ素子、無機Ｅ
Ｌ素子の一方または両方を有する発光装置を用いることができる。また、本発明を用いず
とも、可撓性を有する基板４０１に第１の導電層、発光層、及び第２の導電層で構成され
る発光素子を有する層４０２を形成し、さらに可撓性を有する基板４０１及び発光素子を
有する層４０２を、可撓性を有する基板４０３で封止したＥＬ表示装置（発光装置）を用
いることができる。なお、第１の導電層、発光層、及び第２の導電層を液滴吐出法（ＩＪ
法などが代表される）、蒸着法、スパッタリング法、印刷法等の作製方法を適宜用いて発
光素子を形成することができる。
なお、バックライト４０８に用いることが可能な発光装置の可撓性を有する基板４０３
として、図３９に示す偏光板４１１を用いても良い。この場合、可撓性を有する基板４０
１上に発光素子を有する層を形成し、可撓性を有する基板４０１及び発光素子を有する層
４０２を偏光板４１１で封止する。この後、偏光板４１１と可撓性を有する基板４１３と
を透光性を有する接着材で貼り合わせることができる。この結果、バックライトを構成す
る可撓性を有する基板の枚数を削減することが可能である。
また、可撓性を有する基板４０１上に発光素子を有する層４０２を形成した後、可撓性を
有する基板４１３に設けられた偏光板４１１に発光素子を有する層４０２及び可撓性を有
する基板４０１を接着材で貼りあわせることができる。この結果、バックライトを構成す
る可撓性を有する基板の枚数を削減することが可能である。
また、偏光板４１１の一方の面に発光素子を有する層４０２を形成した後、発光素子を有
する層４０２及び偏光板４１１の一方の面に接着材を用いて可撓性を有する基板４０１を
貼りつけた後、偏光板４１１の他方の面と可撓性を有する基板４１３とを接着材を用いて
貼り付けても良い。また、偏光板４１１の一方の面に発光素子を有する層４０２を形成し
た後、偏光板４１１の他方の面と可撓性を有する基板４１３とを接着材を用いて貼りつけ
た後、偏光板４１１一方の面に接着材を用いて可撓性を有する基板４０１を貼り付けても
良い。この結果、バックライトを構成する可撓性を有する基板の枚数を削減することが可
能である。
さらには、可撓性を有する基板４０１の代わりに偏光板４１１を用いても良い。即ち、可
撓性を有する基板４１３及び発光素子を有する層４０２を封止する偏光板４１１が、素子
層４１５に接着剤を用いて貼り合わせられていても良い。この結果、液晶表示パネルを構
成する可撓性を有する基板の枚数を削減することが可能である。
本実施の形態の発光素子を有する層４０２に形成される発光素子として、画素部を覆うよ
うな大面積の発光素子を用いて形成することができる。このような発光素子としては、白
色に発光する素子を用いることが好ましい。
また、発光素子を有する層４０２に形成される発光素子として、ライン状の発光素子を形
成してもよい。発光素子として白色に発光する素子を用いることができる。また、青色の
発光素子、赤色の発光素子、及び緑色の発光素子が各画素に設けられるように発光素子を
配列することが好ましい。この場合、着色層を設けなくとも良い。なお、着色層を設ける
と色純度が高まり、鮮やかな表示が可能な液晶表示パネルとなる。
また、発光素子を有する層４０２に形成される発光素子として、各画素ごとに白色に発光
する素子を用いることができる。また、各画素ごとに青色の発光素子、赤色の発光素子、
及び緑色の発光素子の画素を設けてもよい。この結果、高精細な表示が可能な液晶表示パ
ネルとなる。
上記構成の可撓性を有するバックライトを本発明の転置工程を用いて作製した可撓性を有
する表示装置に用いると、可撓性を有する電子機器を作製することができる。安価な材料
を基板として選択することもでき、用途に合わせて広い機能を持たせることができるだけ
でなく、低コストで表示装置を作製することができる。
なお、上記バックライトの構造は、本発明以外の液晶表示パネルにも用いることができ
る。
（実施の形態１６）
本発明によって形成される表示装置によって、テレビジョン装置（単にテレビ、又はテレ
ビジョン受信機ともよぶ）を完成させることができる。図２４はテレビジョン装置の主要
な構成を示すブロック図を示している。表示パネルには、図２７（Ａ）で示すような構成
として画素部９０１のみが形成されて走査線側駆動回路９０３と信号線側駆動回路９０２
とが、図２８（Ｂ）のようなＴＡＢ方式により実装される場合と、図２８（Ａ）のような
ＣＯＧ方式により実装される場合と、図２７（Ｂ）に示すようにＴＦＴを形成し、画素部
９０１と走査線側駆動回路９０３を基板上に形成し信号線側駆動回路９０２を別途ドライ
バＩＣとして実装する場合、また図２８（Ｃ）で示すように画素部９０１と信号線側駆動
回路９０２と走査線側駆動回路９０３を基板上に一体形成する場合などがあるが、どのよ
うな形態としても良い。
その他の外部回路の構成として、映像信号の入力側では、チューナ９０４で受信した信号
のうち、映像信号を増幅する映像信号増幅回路９０５と、そこから出力される信号を赤、
緑、青の各色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路９０６と、その映像信号をド
ライバＩＣの入力仕様に変換するためのコントロール回路９０７などからなっている。コ
ントロール回路９０７は、走査線側と信号線側にそれぞれ信号が出力する。デジタル駆動
する場合には、信号線側に信号分割回路９０８を設け、入力デジタル信号をｍ個に分割し
て供給する構成としても良い。
チューナ９０４で受信した信号のうち、音声信号は、音声信号増幅回路９０９に送られ、
その出力は音声信号処理回路９１０を経てスピーカー９１３に供給される。制御回路９１
１は受信局（受信周波数）や音量の制御情報を入力部９１２から受け、チューナ９０４や
音声信号処理回路９１０に信号を送出する。
これらの表示モジュールを、図２５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、筐体に組みこんで、テ
レビジョン装置を完成させることができる。図２２のようなＥＬ表示モジュールを用いる
と、ＥＬテレビジョン装置に、図２３のような液晶表示モジュールを用いると液晶テレビ
ジョン装置を完成することができる。図２５（Ａ）において、表示モジュールにより主画
面２００３が形成され、その他付属設備としてスピーカー部２００９、操作スイッチなど
が備えられている。このように、本発明によりテレビジョン装置を完成させることができ
る。
筐体２００１に表示用パネル２００２が組みこまれ、受信機２００５により一般のテレビ
放送の受信をはじめ、モデム２００４を介して有線又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）又は双方向（送信者と受信者間、又は受信
者間同士）の情報通信をすることもできる。テレビジョン装置の操作は、筐体に組みこま
れたスイッチ又は別体のリモコン装置２００６により行うことが可能であり、このリモコ
ン装置にも出力する情報を表示する表示部２００７が設けられていても良い。
また、テレビジョン装置にも、主画面２００３の他にサブ画面２００８を第２の表示用パ
ネルで形成し、チャネルや音量などを表示する構成が付加されていても良い。この構成に
おいて、主画面２００３及びサブ画面２００８を本発明の液晶表示用パネルで形成するこ
とができ、主画面２００３を視野角の優れたＥＬ表示用パネルで形成し、サブ画面を低消
費電力で表示可能な液晶表示用パネルで形成しても良い。また、低消費電力化を優先させ
るためには、主画面２００３を液晶表示用パネルで形成し、サブ画面をＥＬ表示用パネル
で形成し、サブ画面は点滅可能とする構成としても良い。本発明を用いると、このような
大型基板を用いて、多くのＴＦＴや電子部品を用いても、信頼性の高い表示装置とするこ
とができる。
図２５（Ｂ）は例えば２０〜８０インチの大型の表示部を有するテレビジョン装置であり
、筐体２０１０、操作機２０１２、表示部２０１１、スピーカー部２０１３等を含む。本
発明は、表示部２０１１の作製に適用される。本発明を用いると、表示部の形状を自由に
設計することができるので、所望な形状のテレビジョン装置を作製することができる。
本発明では光触媒物質を有機化合物層に分散させることによって、光触媒物質の光触媒機
能を用いて有機化合物を分解（破壊）して層の有機化合物を粗にし、基板より素子層を剥
離する。そのため、剥離のために素子層に大きな力をかける必要もないので、剥離工程で
素子が破壊されることもなく、良好な形状で簡単に様々な基板に自由に転置を行うことが
できる。
本発明により、剥離前の形状及び特性を保った良好な状態で転置工程を行えるような、剥
離工程を用いて半導体装置及び表示装置を作製できる。よって、より高信頼性の半導体装
置及び表示装置、それらを具備するテレビジョン装置を装置や工程を複雑化することなく
、歩留まりよく作製できる。
勿論、本発明はテレビジョン装置に限定されず、パーソナルコンピュータのモニタをはじ
め、鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など大面積の表
示媒体としても様々な用途に適用することができる。
（実施の形態１７）
本発明に係る電子機器として、テレビジョン装置（単にテレビ、又はテレビジョン受信機
ともよぶ）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等のカメラ、携帯電話装置（単に携
帯電話機、携帯電話ともよぶ）、ＰＤＡ等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コンピュー
タ用のモニタ、コンピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等の記
録媒体を備えた画像再生装置等が挙げられる。その具体例について、図２６を参照して説
明する。
図２６（Ａ）に示す携帯情報端末機器は、本体９２０１、表示部９２０２等を含んでいる
。表示部９２０２は、本発明の表示装置を適用することができる。その結果、軽量及び薄
型で信頼性の高い携帯情報端末機器を提供することができる。
図２６（Ｂ）に示すデジタルビデオカメラは、表示部９７０１、表示部９７０２等を含ん
でいる。表示部９７０１は本発明の表示装置を適用することができる。その結果、軽量及
び薄型で信頼性の高いデジタルビデオカメラを提供することができる。
図２６（Ｃ）に示す携帯電話機は、本体９１０１、表示部９１０２等を含んでいる。表示
部９１０２は、本発明の表示装置を適用することができる。その結果、軽量及び薄型で信
頼性の高い携帯電話機を提供することができる。
図２６（Ｄ）に示す携帯型のテレビジョン装置は、本体９３０１、表示部９３０２等を含
んでいる。表示部９３０２は、本発明の表示装置を適用することができる。その結果、軽
量及び薄型で信頼性の高い携帯型のテレビジョン装置を提供することができる。またテレ
ビジョン装置としては、携帯電話機などの携帯端末に搭載する小型のものから、持ち運び
をすることができる中型のもの、また、大型のもの（例えば４０インチ以上）まで、幅広
いものに、本発明の表示装置を適用することができる。
図２６（Ｅ）に示す携帯型のコンピュータは、本体９４０１、表示部９４０２等を含んで
いる。表示部９４０２は、本発明の表示装置を適用することができる。その結果、軽量及
び薄型で信頼性の高い携帯型のコンピュータを提供することができる。
このように、本発明の表示装置により、軽量及び薄型で信頼性の高い電子機器を提供する
ことができる。
（実施の形態１８）
本実施形態の半導体装置の構成について、図２１を参照して説明する。図２１に示すよう
に、本発明の半導体装置２０は、非接触でデータを交信する機能を有し、電源回路１１、
クロック発生回路１２、データ復調／変調回路１３、他の回路を制御する制御回路１４、
インターフェイス回路１５、記憶回路１６、データバス１７、アンテナ（アンテナコイル
）１８、センサ２１、センサ回路２２を有する。
電源回路１１は、アンテナ１８から入力された交流信号を基に、半導体装置２０の内部の
各回路に供給する各種電源を生成する回路である。クロック発生回路１２は、アンテナ１
８から入力された交流信号を基に、半導体装置２０の内部の各回路に供給する各種クロッ
ク信号を生成する回路である。データ復調／変調回路１３は、リーダライタ１９と交信す
るデータを復調／変調する機能を有する。制御回路１４は、記憶回路１６を制御する機能
を有する。アンテナ１８は、電磁波或いは電波の送受信を行う機能を有する。リーダライ
タ１９は、半導体装置との交信、制御及びそのデータに関する処理を制御する。なお、半
導体装置は上記構成に制約されず、例えば、電源電圧のリミッタ回路や暗号処理専用ハー
ドウエアといった他の要素を追加した構成であってもよい。
記憶回路１６は、一対の導電層間に有機化合物層又は相変化層が挟まれた記憶素子を有す
ることを特徴とする。なお、記憶回路１６は、一対の導電層間に有機化合物層又は相変化
層が挟まれた記憶素子のみを有していてもよいし、他の構成の記憶回路を有していてもよ
い。他の構成の記憶回路とは、例えば、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＦｅＲＡＭ、マスクＲＯＭ
、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ及びフラッシュメモリから選択される１つ又は複
数に相当する。
センサ２１は抵抗素子、容量結合素子、誘導結合素子、光起電力素子、光電変換素子、熱
起電力素子、トランジスタ、サーミスタ、ダイオードなどの半導体素子で形成される。セ
ンサ回路２２はインピーダンス、リアクタンス、インダクタンス、電圧又は電流の変化を
検出し、アナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）して制御回路１４に信号を出力する。
（実施の形態１９）
本発明によりプロセッサ回路を有するチップ（以下、プロセッサチップ、無線チップ、無
線プロセッサ、無線メモリ、無線タグともよぶ）として機能する半導体装置を形成するこ
とができる。本発明の半導体装置の用途は広範にわたるが、例えば、紙幣、硬貨、有価証
券類、証書類、無記名債券類、包装用容器類、書籍類、記録媒体、身の回り品、乗物類、
食品類、衣類、保健用品類、生活用品類、薬品類及び電子機器等に設けて使用することが
できる。
本発明を用いた記憶素子を有する半導体装置は、記憶素子内部において密着性が良好な
ため、剥離、転置工程を良好な状態で行うことができる。よって、自由に様々な基板に転
置することができるため、安価な材料を基板として選択することもでき、用途に合わせて
広い機能を持たせることができるだけでなく、低コストで半導体装置を作製することがで
きる。よって、本発明によりプロセッサ回路を有するチップも安価、小型、薄型、軽量と
いう特徴を有しているので、多く流通する貨幣、硬貨などや、持ち運ぶことの多い書籍、
身の回り品、衣類などに好適である。
紙幣、硬貨とは、市場に流通する金銭であり、特定の地域で貨幣と同じように通用する
もの（金券）、記念コイン等を含む。有価証券類とは、小切手、証券、約束手形等を指し
、プロセッサ回路を有するチップ１９０を設けることができる（図２９（Ａ）参照）。証
書類とは、運転免許証、住民票等を指し、プロセッサ回路を有するチップ１９１を設ける
ことができる（図２９（Ｂ）参照）。身の回り品とは、鞄、眼鏡等を指し、プロセッサ回
路を有するチップ１９７を設けることができる（図２９（Ｃ）参照）。無記名債券類とは
、切手、おこめ券、各種ギフト券等を指す。包装用容器類とは、お弁当等の包装紙、ペッ
トボトル等を指し、プロセッサ回路を有するチップ１９３を設けることができる（図２９
（Ｄ）参照）。書籍類とは、書物、本等を指し、プロセッサ回路を有するチップ１９４を
設けることができる（図２９（Ｅ）参照）。記録媒体とは、ＤＶＤソフト、ビデオテープ
等を指、プロセッサ回路を有するチップ１９５を設けることができる（図２９（Ｆ）参照
）。乗物類とは、自転車等の車両、船舶等を指し、プロセッサ回路を有するチップ１９６
を設けることができる（図２９（Ｇ）参照）。食品類とは、食料品、飲料等を指す。衣類
とは、衣服、履物等を指す。保健用品類とは、医療器具、健康器具等を指す。生活用品類
とは、家具、照明器具等を指す。薬品類とは、医薬品、農薬等を指す。電子機器とは、液
晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置（テレビ受像機、薄型テレビ受像機）、携
帯電話等を指す。
本発明の半導体装置は、プリント基板に実装する、表面に貼る、埋め込むなどによって、
物品に固定される。例えば、本なら紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら
当該有機樹脂に埋め込んだりして、各物品に固定される。本発明の半導体装置は、小型、
薄型、軽量を実現するため、物品に固定した後も、その物品自体のデザイン性を損なうこ
とが少ない。また、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類等に本発明の半導体
装置を設けることにより、認証機能を設けることができ、この認証機能を活用すれば、偽
造を防止することができる。また、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類
、生活用品類、電子機器等に本発明の半導体装置を設けることにより、検品システム等の
システムの効率化を図ることができる。
次に、本発明の半導体装置を実装した電子機器の一態様について図面を参照して説明する
。ここで例示する電子機器は携帯電話機であり、筐体５７００、５７０６、パネル５７０
１、ハウジング５７０２、プリント配線基板５７０３、操作ボタン５７０４、バッテリ５
７０５を有する（図２１（Ｂ）参照）。パネル５７０１はハウジング５７０２に脱着自在
に組み込まれ、ハウジング５７０２はプリント配線基板５７０３に嵌着される。ハウジン
グ５７０２はパネル５７０１が組み込まれる電子機器に合わせて、形状や寸法が適宜変更
される。プリント配線基板５７０３には、パッケージングされた複数の半導体装置が実装
されており、このうちの１つとして、本発明の半導体装置を用いることができる。プリン
ト配線基板５７０３に実装される複数の半導体装置は、コントローラ、中央処理ユニット
（ＣＰＵ、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、メモリ、電源回路、音
声処理回路、送受信回路等のいずれかの機能を有する。
パネル５７０１は、接続フィルム５７０８を介して、プリント配線基板５７０３と接続さ
れる。上記のパネル５７０１、ハウジング５７０２、プリント配線基板５７０３は、操作
ボタン５７０４やバッテリ５７０５と共に、筐体５７００、５７０６の内部に収納される
。パネル５７０１が含む画素領域５７０９は、筐体５７００に設けられた開口窓から視認
できるように配置されている。
上記の通り、本発明の半導体装置は、小型、薄型、軽量であることを特徴としており、上
記特徴により、電子機器の筐体５７００、５７０６内部の限られた空間を有効に利用する
ことができる。
なお、筐体５７００、５７０６は、携帯電話機の外観形状を一例として示したものであり
、本実施の形態に係る電子機器は、その機能や用途に応じて様々な態様に変容しうる。

Claims (3)

  1. 基板と、
    前記基板上方の第１の発光ダイオードと、
    前記基板上方の第２の発光ダイオードと、
    前記基板上方の、反射性を有する導電層と、
    前記導電層上方の絶縁層と、
    前記導電層上方及び前記絶縁層上方の配線と、を有し、
    前記第１の発光ダイオードの第１の端子及び前記第２の発光ダイオードの第１の端子は、前記絶縁層の開口を介して前記導電層と電気的に接続され、
    前記第１の発光ダイオードの第２の端子は、前記配線を介して前記第２の発光ダイオードの第２の端子と電気的に接続され、
    前記第１の発光ダイオードと、前記第２の発光ダイオードとは、同じ色で発光する機能を有することを特徴とする発光装置。
  2. 基板と、
    前記基板上方の第１の発光ダイオードと、
    前記基板上方の第２の発光ダイオードと、
    前記基板上方の、反射性を有する導電層と、
    前記導電層上方の絶縁層と、
    前記導電層上方及び前記絶縁層上方の配線と、を有し、
    前記第１の発光ダイオードの第１の端子及び前記第２の発光ダイオードの第１の端子は、前記絶縁層の開口を介して前記導電層と電気的に接続され、
    前記第１の発光ダイオードの第２の端子は、前記配線を介して前記第２の発光ダイオードの第２の端子と電気的に接続され、
    前記第１の発光ダイオードと、前記第２の発光ダイオードとは、同じ色で発光する機能を有し、
    前記第１の発光ダイオードと前記第２の発光ダイオードとの間隔は、前記第１の発光ダイオードの厚さ又は前記第２の発光ダイオードの厚さの２倍より大きいことを特徴とする発光装置。
  3. 請求項１において、
    前記第１の発光ダイオード上方の樹脂層と、
    前記第２の発光ダイオード上方の樹脂層と、
    前記第２の発光ダイオード上方の樹脂層と、を有することを特徴とする発光装置。
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