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JP2023022115A - 半導体装置の作製方法 - Google Patents

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JP2023022115A
JP2023022115A JP2022183817A JP2022183817A JP2023022115A JP 2023022115 A JP2023022115 A JP 2023022115A JP 2022183817 A JP2022183817 A JP 2022183817A JP 2022183817 A JP2022183817 A JP 2022183817A JP 2023022115 A JP2023022115 A JP 2023022115A
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resin layer
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film
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舜平 山崎
Shunpei Yamazaki
将孝 佐藤
Masataka Sato
清治 保本
Seiji Yasumoto
佳代 熊倉
Kayo Kumakura
悟 井戸尻
Satoru Idojiri
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Abstract

【課題】半導体装置の作製工程の歩留まりを高め、量産性を高める剥離方法、半導体装置の作製方法及び表示装置の作製方法を提供する。【解決手段】方法は、基板上に第１の材料層を形成する工程、第１の材料層上に第２の材料層を形成する工程及び第１の材料層と第２の材料層とを分離する工程を行い、半導体装置を作製する。加えて、分離前に、第１の材料層と第２の材料層とを積層した状態で加熱することが好ましい。第１の材料層は、水素と酸素のうち一方または双方を含むガス（例えば、水）を有する。第１の材料層は、例えば、金属酸化物を有する。第２の材料層は、樹脂を有する。第１の材料層と第２の材料層とは、水素結合が切断されることにより分離する。また、加熱により、第１の材料層と第２の材料層との界面または界面近傍に水が析出する。第１の材料層と第２の材料層とは、該界面または該界面近傍に存在する水に起因して密着性が低下することで分離する。【選択図】図１

Description

本発明の一態様は、剥離方法、半導体装置の作製方法、及び表示装置の作製方法に関する
。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本発明の一態様の技術分野と
しては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、
入力装置（例えば、タッチセンサなど）、入出力装置（例えば、タッチパネルなど）、そ
れらの駆動方法、またはそれらの製造方法を一例として挙げることができる。
なお、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装
置全般を指す。トランジスタ、半導体回路、表示装置、発光装置、入力装置、入出力装置
、演算装置、記憶装置等は半導体装置の一態様である。また、撮像装置、電気光学装置、
発電装置（薄膜太陽電池、有機薄膜太陽電池等を含む）、及び電子機器は半導体装置を有
している場合がある。
有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子や、液晶素子が適用された
表示装置が知られている。そのほか、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔ
ｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子を備える発光装置、電気泳動方式などにより表示を行
う電子ペーパなども、表示装置の一例として挙げることができる。
有機ＥＬ素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層を挟持した
ものである。この素子に電圧を印加することにより、発光性の有機化合物から発光を得る
ことができる。このような有機ＥＬ素子が適用された表示装置は、薄型、軽量、高コント
ラストで且つ低消費電力な表示装置を実現できる。
また、可撓性を有する基板（フィルム）上に、トランジスタなどの半導体素子や、有機Ｅ
Ｌ素子などの表示素子を形成することによりフレキシブルな表示装置が実現できる。
特許文献１では、犠牲層を介して耐熱性樹脂層及び電子素子が設けられた支持基板（ガラ
ス基板）にレーザ光を照射して、耐熱性樹脂層をガラス基板から剥離することで、フレキ
シブルな表示装置を作製する方法が開示されている。
特開２０１５－２２３８２３号公報
本発明の一態様は、新規な剥離方法、半導体装置の作製方法、または表示装置の作製方法
を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、低コストで量産性の高い剥離方
法、半導体装置の作製方法、または表示装置の作製方法を提供することを課題の一つとす
る。本発明の一態様は、歩留まりの高い剥離方法を提供することを課題の一つとする。本
発明の一態様は、大判基板を用いて半導体装置または表示装置を作製することを課題の一
つとする。本発明の一態様は、半導体装置または表示装置を低温で作製することを課題の
一つとする。
本発明の一態様は、消費電力の低い表示装置を提供することを課題の一つとする。本発明
の一態様は、信頼性の高い表示装置を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様
は、表示装置の薄型化または軽量化を課題の一つとする。本発明の一態様は、可撓性を有
する、または曲面を有する表示装置を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様
は、破損しにくい表示装置を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、新規
な表示装置、入出力装置、または電子機器などを提供することを課題の一つとする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は
、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。明細書、図面、請求
項の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様は、基板上に第１の材料層を形成する工程、第１の材料層上に第２の材料
層を形成する工程、及び、第１の材料層と第２の材料層とを分離する工程を有する、半導
体装置の作製方法である。第１の材料層は、水素と酸素のうち一方または双方を含むガス
を有する。ガスとしては、例えば、水が好ましい。第２の材料層は、樹脂を有する。第１
の材料層と第２の材料層とは、水素結合が切断されることにより分離する。水素結合とし
ては、例えば、第１の材料層が有するガスと、第２の材料層と、の間の水素結合が挙げら
れる。第１の材料層は、第２の材料層との密着性が基板よりも低いように形成されること
が好ましい。
または、本発明の一態様は、基板上に第１の材料層を形成する工程、第１の材料層上に第
２の材料層を形成する工程、第１の材料層と第２の材料層とが積層された状態で加熱され
る工程、及び、第１の材料層と第２の材料層とを分離する工程を有する、半導体装置の作
製方法である。第１の材料層は、水素と酸素のうち一方または双方を含むガスを有する。
ガスとしては、例えば、水が好ましい。第２の材料層は、樹脂を有する。加熱される工程
では、第１の材料層と第２の材料層との界面または界面近傍に水が析出する。第１の材料
層と第２の材料層とは、該界面または該界面近傍に存在する水に起因して密着性が低下す
ることで分離する。
第１の材料層は、チタン、モリブデン、アルミニウム、タングステン、シリコン、インジ
ウム、亜鉛、ガリウム、タンタル、及び錫のうち一つまたは複数を有するように形成され
ることが好ましい。第１の材料層は、チタン及び酸化チタンのうち一方または双方を有す
るように形成されることが好ましい。第１の材料層は、チタンと酸化チタンとの積層構造
を有するように形成されることが好ましい。
第２の材料層は、厚さが０．１μｍ以上５μｍ以下の領域を有するように形成されること
が好ましい。
第２の材料層は、構造式（１００）で表される化合物の残基を有するように形成されるこ
とが好ましい。
Figure 2023022115000002
第１の材料層と第２の材料層とを分離する工程は、分離界面に液体を供給しながら行うこ
とが好ましい。液体は水を含むことが好ましい。
第１の材料層を形成する工程では、基板上に金属層を形成し、金属層の表面にプラズマ処
理を行うことで、金属酸化物層を形成してもよい。プラズマ処理では、酸素または水蒸気
（Ｈ２Ｏ）のうち一方または双方を含む雰囲気に、金属層の表面を曝すことが好ましい。
本発明の一態様は、基板上に、金属酸化物層を形成し、金属酸化物層上に、樹脂または樹
脂前駆体を含む材料を用いて、第１の層を形成し、第１の層に対して加熱処理を行うこと
で、樹脂層を形成し、金属酸化物層と樹脂層とを分離する、半導体装置の作製方法である
。
基板上に、金属層を形成し、金属層の表面にプラズマ処理を行うことで、金属酸化物層を
形成してもよい。プラズマ処理では、酸素または水蒸気（Ｈ２Ｏ）のうち一方または双方
を含む雰囲気に、金属層の表面を曝すことが好ましい。
または、金属酸化物層の表面にプラズマ処理を行った後に、第１の層を形成してもよい。
プラズマ処理では、酸素、水素、または水蒸気（Ｈ２Ｏ）のうち一つまたは複数を含む雰
囲気に、金属酸化物層の表面を曝すことが好ましい。
または、基板上に、金属層を形成し、金属層を、酸素を含む雰囲気下で加熱することで、
金属酸化物層を形成してもよい。
または、金属酸化物層を、酸素を含む雰囲気下で加熱した後に、第１の層を形成してもよ
い。
第１の層に対する加熱処理は、大気雰囲気下で行われてもよい。または、当該加熱処理は
、酸素を含むガスを流しながら行われてもよい。
分離界面に水を含む液体を供給しながら、金属酸化物層と樹脂層とを分離することが好ま
しい。金属酸化物層の当該液体との接触角は、０°より大きく６０°以下であることが好
ましい。
樹脂層は、厚さが０．１μｍ以上５μｍ以下の領域を有するように形成されることが好ま
しい。
本発明の一態様により、新規な剥離方法、半導体装置の作製方法、または表示装置の作製
方法を提供することができる。本発明の一態様により、低コストで量産性の高い剥離方法
、半導体装置の作製方法、または表示装置の作製方法を提供することができる。本発明の
一態様により、歩留まりの高い剥離方法を提供することができる。本発明の一態様により
、大判基板を用いて半導体装置または表示装置を作製することができる。本発明の一態様
により、半導体装置または表示装置を低温で作製することができる。
本発明の一態様により、消費電力の低い表示装置を提供することができる。本発明の一態
様により、信頼性の高い表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、表示
装置の薄型化または軽量化が可能となる。本発明の一態様により、可撓性を有する、また
は曲面を有する表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、破損しにくい
表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、新規な表示装置、入出力装置
、または電子機器などを提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は
、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。明細書、図面、請求項の記載から
、これら以外の効果を抽出することが可能である。
剥離方法の一例を示す模式図。 剥離方法の一例を示す模式図。 金属酸化物層と樹脂層との界面の一例を示す模式図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図及び上面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の一例を示す上面図及び断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図及び上面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図及び上面図。 表示装置の一例を示す上面図及び断面図。 積層体の作製装置の一例を示す図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図及び上面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の一例を示す上面図及び断面図。 表示装置の一例を示す斜視図。 表示装置の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示すフロー図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 入出力装置の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示すフロー図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 入出力装置の一例を示す断面図。 表示モジュールの一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。 実施例１の試料の作製方法及び剥離方法を説明する図。 実施例１の剥離に要する力の測定に用いた装置を示す斜視図。 実施例１の試料の剥離結果を説明する図。 実施例２の試料の剥離結果を説明する図。 実施例３の試料の断面ＳＴＥＭ写真。 実施例３の試料の剥離結果を示す写真と、断面ＳＴＥＭ写真。 実施例４の試料の剥離結果を示す写真。 実施例５の試料の断面ＳＴＥＭ写真。 実施例５の試料の剥離結果を示す写真と、断面ＳＴＥＭ写真。 実施例６の表示装置の断面概略図。 実施例６の表示装置の表示写真。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定さ
れず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し
得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の
記載内容に限定して解釈されるものではない。
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分または同様な機能を有する部分には
同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様
の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
また、図面において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際
の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ず
しも、図面に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、または、状況に応
じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜
」という用語に変更することが可能である。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、
「絶縁層」という用語に変更することが可能である。
本明細書等において、金属酸化物（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ）とは、広い表現での金属の
酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体（透明酸化物導電体を含む）
、酸化物半導体（Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒまたは単にＯＳともいう）な
どに分類される。例えば、トランジスタの半導体層に金属酸化物を用いた場合、当該金属
酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、ＯＳ ＦＥＴと記載する場合にお
いては、金属酸化物または酸化物半導体を有するトランジスタと換言することができる。
また、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物も金属酸化物（ｍｅｔａｌ ｏｘｉ
ｄｅ）と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物を、金属酸窒化物（ｍｅｔ
ａｌ ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）と呼称してもよい。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の剥離方法及び表示装置の作製方法について図１～図
１８を用いて説明する。
本実施の形態では、トランジスタ及び有機ＥＬ素子を有する表示装置（アクティブマトリ
クス型の有機ＥＬ表示装置ともいう）を例に挙げて説明する。当該表示装置は、基板に可
撓性を有する材料を用いることで、フレキシブルデバイスとすることができる。なお、本
発明の一態様は、有機ＥＬ素子を用いた発光装置、表示装置、及び入出力装置（タッチパ
ネルなど）に限られず、他の機能素子を用いた半導体装置、発光装置、表示装置、及び入
出力装置等の各種装置に適用することができる。
本実施の形態では、まず、基板上に第１の材料層、ここでは金属酸化物層を形成する。次
に、金属酸化物層上に、第２の材料層、ここでは樹脂層を形成する。具体的には、樹脂ま
たは樹脂前駆体を含む材料を用いて、第１の層を形成し、第１の層に対して加熱処理を行
うことで、樹脂層を形成する。そして、金属酸化物層と樹脂層とを分離する。
本実施の形態では、基板と樹脂層の間に下地となる層（下地層ともいう）を形成する。こ
の下地層は、樹脂層との密着性（接着性）が、基板よりも低い層である。本実施の形態で
は、下地層として金属酸化物層を用いる場合を例に挙げて説明するが、これに限られない
。
加熱処理により、金属酸化物層と樹脂層との密着性（接着性）を低くすることができる。
図１～図３を用いて、金属酸化物層と樹脂層とを分離する原理の一例を説明する。
まず、図１を用いて、金属酸化物層２０と樹脂層２３との間の結合について説明する。
図１において、金属酸化物層２０と樹脂層２３とが積層されている。なお、図１で示す樹
脂層２３は、第１の層（加熱前）である場合もある。
金属酸化物層２０と樹脂層２３（または第１の層）との間には、結合が生じていると考え
られる。具体的には共有結合、イオン結合、水素結合等の化学結合が、金属酸化物層２０
と樹脂層２３（または第１の層）との間に生じている。
図１のステップ（ｉ）では、金属酸化物層２０が有する金属Ｍと、樹脂層２３が有する炭
素Ｃとが、酸素Ｏによって結合されている例を示す。
金属酸化物層２０と樹脂層２３（または第１の層）の積層構造を加熱することで、式（１
）（下記及び図１参照）の反応が生じる。加熱処理を行うことで、Ｈ２Ｏ（水蒸気）が、
金属Ｍ－酸素Ｏ－炭素Ｃの結合を切断する。そして、金属酸化物層２０と樹脂層２３との
間の結合を、水素結合にする。
Ｍ－Ｏ－Ｃ＋Ｈ２Ｏ→Ｍ－ＯＨ＋Ｃ－ＯＨ・・・（１）
図１のステップ（ｉｉ）では、金属酸化物層２０が有する金属Ｍと酸素Ｏが結合し、樹脂
層２３が有する炭素Ｃと別の酸素Ｏが結合している例を示す。２つの酸素は、それぞれ、
別の水素と共有結合を形成している。また、２つの酸素は、それぞれ、他方の酸素と結合
している水素と水素結合を形成している。
水素結合は、共有結合に比べて極めて弱い結合であるため、容易に切断することができる
。したがって、物理的な力によって、金属酸化物層２０と樹脂層２３とを容易に分離する
ことができる。
図１のステップ（ｉｉｉ）では、水素結合で結合されていた酸素と水素が離れ、金属酸化
物層２０と樹脂層２３とが分離されている例を示す。金属酸化物層２０が有する金属Ｍと
酸素Ｏが結合し、樹脂層２３が有する炭素Ｃと別の酸素Ｏが結合している。２つの酸素は
、それぞれ、別の水素と共有結合を形成している。
以上のように、金属酸化物層２０と樹脂層２３（または第１の層）の積層構造を加熱する
ことで、Ｈ２Ｏが、金属酸化物層２０と樹脂層２３（または第１の層）の間の強固な結合
を、弱い結合である水素結合に変える。これにより、金属酸化物層２０と樹脂層２３の間
の分離に要する力を低減させることができる。
次に、図２を用いて、Ｈ２Ｏが、金属酸化物層２０と樹脂層２３との密着性を阻害する作
用（以下、阻害作用）について説明する。
図２において、作製基板１４上に金属酸化物層２０が設けられ、金属酸化物層２０上に樹
脂層２３が設けられている。
金属酸化物層２０と樹脂層２３との界面、及び、金属酸化物層２０中のうち一方または双
方には、Ｈ２Ｏ、水素（Ｈ）、酸素（Ｏ）、水酸基（ＯＨ）、水素ラジカル（Ｈ＊）、酸
素ラジカル（Ｏ＊）、ヒドロキシラジカル（ＯＨ＊）のうち一つまたは複数が存在する。
これらは、金属酸化物層２０の成膜工程、金属酸化物層２０成膜後の添加（ｄｏｐｅ）工
程等によって供給することができる。図２のステップ（ｉ）では、金属酸化物層２０と樹
脂層２３との界面、及び、金属酸化物層２０中に、それぞれ、Ｈ２Ｏ、Ｈ、Ｏ等を有する
例を示す。
金属酸化物層２０と樹脂層２３との界面、及び、金属酸化物層２０中に供給されたＨ、Ｏ
、Ｈ２Ｏなどは、樹脂層２３（例えば、ポリイミドなど）を固体化（固化、硬化）させる
工程（例えば、３５０℃での加熱）で当該界面にＨ２Ｏとして析出する場合がある。この
場合、金属酸化物層２０と樹脂層２３との界面に析出したＨ２Ｏが、金属酸化物層２０と
、樹脂層２３との密着性を阻害する可能性がある。つまり、金属酸化物層２０と樹脂層２
３との界面に析出したＨ２Ｏは、密着性を阻害する作用（阻害作用）を有する。図２のス
テップ（ｉｉ）では、金属酸化物層２０中のＨ２Ｏが金属酸化物層２０と樹脂層２３との
界面に析出する例を示す。また、図２のステップ（ｉｉ）では、金属酸化物層２０中の水
素と水酸基（ＯＨ）とが、金属酸化物層２０と樹脂層２３との界面にＨ２Ｏとして析出す
る例を示す。
図２のステップ（ｉｉｉ）では、金属酸化物層２０と樹脂層２３とが分離されている例を
示す。加熱により、Ｈ２Ｏが水蒸気となり、体積が膨張する。これにより、金属酸化物層
２０と樹脂層２３の密着性が弱くなり、金属酸化物層２０と樹脂層２３の間で分離するこ
とができる。
次に、上記式（１）に示す反応及び上記阻害作用に係るＨ２Ｏについて説明する。
Ｈ２Ｏは、金属酸化物層２０中、樹脂層２３中、及び金属酸化物層２０と樹脂層２３との
界面などに存在する場合がある。
また、金属酸化物層２０中、樹脂層２３中、及び金属酸化物層２０と樹脂層２３との界面
などに存在していた水素（Ｈ）、酸素（Ｏ）、水酸基（ＯＨ）、水素ラジカル（Ｈ＊）、
酸素ラジカル（Ｏ＊）、ヒドロキシラジカル（ＯＨ＊）等は、加熱されてＨ２Ｏとなる場
合がある。
金属酸化物層２０の内部、金属酸化物層２０の表面（樹脂層２３と接する面）、または金
属酸化物層２０と樹脂層２３（または第１の層）の界面に、Ｈ２Ｏ、水素（Ｈ）、酸素（
Ｏ）、水酸基（ＯＨ）、水素ラジカル（Ｈ＊）、酸素ラジカル（Ｏ＊）、ヒドロキシラジ
カル（ＯＨ＊）のうち一つまたは複数を添加することが好ましい。
なお、本発明の一態様の剥離方法では、先に示す式（１）の反応と、上記の阻害作用とが
同時に生じる場合がある。この場合、金属酸化物層２０と樹脂層２３との密着性をさらに
低下させる、別言すると金属酸化物層２０と樹脂層２３との剥離性をさらに高めることが
できると推定される。
金属酸化物層２０中、樹脂層２３中、及び金属酸化物層２０と樹脂層２３との界面などに
、Ｈ２Ｏ、水素（Ｈ）、酸素（Ｏ）、水酸基（ＯＨ）、水素ラジカル（Ｈ＊）、酸素ラジ
カル（Ｏ＊）、ヒドロキシラジカル（ＯＨ＊）等を多く有することが好ましい。反応に寄
与するＨ２Ｏを多くすることで、反応を促進し、分離に要する力をより低減させることが
できる。
例えば、金属酸化物層２０を形成する際に、金属酸化物層２０中、または金属酸化物層２
０表面に、Ｈ２Ｏ、水素、酸素、水酸基、水素ラジカル（Ｈ＊）、酸素ラジカル（Ｏ＊）
、ヒドロキシラジカル（ＯＨ＊）等を多く含ませることが好ましい。
具体的には、金属層を形成し、金属層の表面にラジカル処理を行うことで金属酸化物層２
０を形成することが好ましい。ラジカル処理では、酸素ラジカル及びヒドロキシラジカル
のうち少なくとも一方を含む雰囲気に、金属層の表面を曝すことが好ましい。例えば、酸
素または水蒸気（Ｈ２Ｏ）のうち一方または双方を含む雰囲気でプラズマ処理を行うこと
が好ましい。
または、金属酸化物層２０を形成し、金属酸化物層２０の表面にラジカル処理を行うこと
が好ましい。ラジカル処理では、酸素ラジカル、水素ラジカル、及びヒドロキシラジカル
のうち少なくとも１種を含む雰囲気に、金属酸化物層２０の表面を曝すことが好ましい。
例えば、酸素、水素、または水蒸気（Ｈ２Ｏ）のうち一つまたは複数を含む雰囲気でプラ
ズマ処理を行うことが好ましい。
ラジカル処理は、プラズマ発生装置またはオゾン発生装置を用いて行うことができる。
例えば、酸素プラズマ処理、水素プラズマ処理、水プラズマ処理、オゾン処理等を行うこ
とができる。酸素プラズマ処理は、酸素を含む雰囲気下でプラズマを生成して行うことが
できる。水素プラズマ処理は、水素を含む雰囲気下でプラズマを生成して行うことができ
る。水プラズマ処理は、水蒸気（Ｈ２Ｏ）を含む雰囲気下でプラズマを生成して行うこと
ができる。特に水プラズマ処理を行うことで、金属酸化物層２０の表面または内部に水分
を多く含ませることができ好ましい。
酸素、水素、水（水蒸気）、及び不活性ガス（代表的にはアルゴン）のうち２種以上を含
む雰囲気下でのプラズマ処理を行ってもよい。当該プラズマ処理としては、例えば、酸素
と水素とを含む雰囲気下でのプラズマ処理、酸素と水とを含む雰囲気下でのプラズマ処理
、水とアルゴンとを含む雰囲気下でのプラズマ処理、酸素とアルゴンとを含む雰囲気下で
のプラズマ処理、または酸素と水とアルゴンとを含む雰囲気下でのプラズマ処理などが挙
げられる。プラズマ処理のガスの一つとして、アルゴンガスを用いることで金属層または
金属酸化物層２０にダメージを与えながら、プラズマ処理を行うことが可能となるため好
適である。
２種以上のプラズマ処理を大気に暴露することなく連続で行ってもよい。例えば、アルゴ
ンプラズマ処理を行った後に、水プラズマ処理を行ってもよい。
これにより、図３に示すように、金属酸化物層２０の表面または内部に、水素、酸素、水
素ラジカル（Ｈ＊）、酸素ラジカル（Ｏ＊）、ヒドロキシラジカル（ＯＨ＊）等を含ませ
ることができる。また、図３では、樹脂層２３に、炭素Ｃと結合した水素Ｈ、水酸基ＯＨ
が含まれる例を示す。これらが、加熱により、Ｈ２Ｏとなることが考えられる。
加熱処理は、酸素を含む雰囲気下で行うことが好ましい。酸素を十分に含む雰囲気で第１
の層を加熱することで、酸素を多く含む樹脂層２３を形成できる。樹脂層２３が酸素を多
く含むほど、樹脂層２３と金属酸化物層２０とを容易に分離することができる。
例えば、酸素を含むガスを流しながら加熱処理を行うことができる。
加熱処理は、大気雰囲気下で行うことがより好ましい。大気雰囲気下で第１の層を加熱す
ることで、酸素及び水分を多く含む樹脂層２３を形成できる。樹脂層２３が酸素及び水分
を多く含むほど、樹脂層２３と金属酸化物層２０とを容易に分離することができる。大気
雰囲気下で（ガスを流さずに）第１の層を加熱することで、ガスを流しながら加熱処理を
行う場合に比べて、水分をより多く含む樹脂層２３を形成できることがある。
樹脂層２３中の水分は、樹脂層２３と金属酸化物層２０との密着性もしくは接着性を低下
させる効果を奏することがある。例えば、水分は、樹脂層２３と金属酸化物層２０との間
の結合を弱めるもしくは切断する効果を奏することがある。
分離前または分離中に、分離界面に水を含む液体を供給することが好ましい。分離界面に
水が存在することで、樹脂層２３と金属酸化物層２０との密着性もしくは接着性をより低
下させ、分離に要する力を低減させることができる。また、分離界面に水を含む液体を供
給することで、樹脂層２３と金属酸化物層２０との間の結合を弱めるもしくは切断する効
果を奏することがある。液体との化学結合を利用して、樹脂層２３と金属酸化物層２０の
間の結合を切って分離を進行させることができる。例えば、樹脂層２３と金属酸化物層２
０との間に水素結合が形成されている場合、水を含む液体が供給されることで、水と、樹
脂層２３または金属酸化物層２０との間に水素結合が形成され、樹脂層２３と金属酸化物
層２０との間の水素結合が切れることが考えられる。
金属酸化物層２０は、表面張力が小さく、水を含む液体に対する濡れ性が高いことが好ま
しい。これにより、金属酸化物層２０の表面全体に水を含む液体を行き渡らせ、分離界面
に水を含む液体を容易に供給できる。金属酸化物層２０全体に水が広がることで、均一な
剥離ができる。
金属酸化物層２０の水を含む液体との接触角は、０°より大きく６０°以下が好ましく、
０°より大きく５０°以下がより好ましい。なお、水を含む液体に対する濡れ性が極めて
高い場合（例えば接触角が約２０°以下の場合）には、接触角の正確な値の取得が困難な
ことがある。金属酸化物層２０は、水を含む液体に対する濡れ性が高いほど好適であるた
め、上記接触角の正確な値が取得できないほど、水を含む液体に対する濡れ性が高くても
よい。
分離界面に水を含む液体が存在することで、分離時に生じる静電気が、被剥離層に含まれ
る機能素子に悪影響を及ぼすこと（半導体素子が静電気により破壊されるなど）を抑制で
きる。また、イオナイザなどを用いて、分離により露出した被剥離層の表面を除電しても
よい。
分離界面に液体を供給した場合は、分離により露出した被剥離層の表面を乾燥してもよい
。
分離中の基板の温度は、室温とすることができるが、これに限られない。分離前または分
離中に、基板の温度を室温より高く２００℃以下、好ましくは１００℃以上２００℃以下
にしてもよい。例えば、基板を１３０℃以上２００℃以下に加熱してもよい。基板の温度
を室温より高くすることで、水の作用を強め、分離に要する力を低減できることがある。
物理的な力（機械エネルギーともいう）で剥離する際に、基板の温度を高めて剥離（基板
を加熱して剥離）すると、剥離性をさらに高めることができる。すなわち、基板の温度を
高めて剥離すると、剥離性を高めるアシスト作用としての効果を奏する。
例えば、基板の少なくとも一部を加熱しながら樹脂層と金属酸化物層とを分離してもよい
。また、分離中または分離後に、基板から分離した被剥離層を冷却してもよい。
室温以上１００℃以下の液体を供給しながら樹脂層と金属酸化物層とを分離してもよい。
分離前に、樹脂層が形成された基板を、高湿環境下、より好ましくは高温高湿環境下に保
存することが好ましい。特に、分離の起点を形成し、分離界面の一部が露出している状態
で保存することで、分離界面に水分を効率よく供給することができる。これにより、分離
に要する力を低減できる。具体的には、保存環境の湿度は、５０％以上１００％以下が好
ましく、７０％以上１００％以下がより好ましい。保存環境の温度は、室温より高く１０
０℃以下にすることが好ましく、５０℃以上７０℃以下にすることがより好ましい。
同様に、高湿環境下、より好ましくは高温高湿環境下で、分離を行うことが好ましい。こ
れにより、分離界面に水分を供給することができ、分離に要する力を低減できることがあ
る。
本実施の形態では、金属酸化物層及び樹脂層の形成条件等を制御することで、金属酸化物
層と樹脂層とを容易に分離することができる。つまり、樹脂層の剥離性を高めるために、
樹脂層の一面全体にレーザ光を照射する工程は不要である。
樹脂層の一面全体にレーザ光を照射する場合、線状レーザビームを用いることが好適であ
るが、線状レーザビームを照射するためのレーザ装置は、装置自体が高価であり、かつ、
ランニングコストが高い。本実施の形態では、当該レーザ装置が不要となるため、大幅に
コストを抑えることが可能となる。また、大判基板への適用も容易である。
また、基板を介して樹脂層にレーザ光を照射する際、基板の光照射面にゴミなどの異物が
付着していると、光の照射ムラが生じ樹脂層に剥離性が低い部分が生じ、樹脂層と基板を
分離する工程の歩留まりが低下することがある。本実施の形態では、加熱処理により樹脂
層の剥離性を高める。基板に異物が付着していても樹脂層に加熱のムラは生じにくいため
、樹脂層と基板を分離する工程の歩留まりが低下しにくい。
基板を介して樹脂層の一面全体にレーザ光を照射する工程が無いため、基板がレーザ光の
照射によるダメージを受けることを防止できる。基板を一度使用しても、強度が低下しに
くいため、基板を再利用でき、コストを抑えることが可能となる。
または、本実施の形態では、まず、基板上に金属酸化物層を形成する。次に、金属酸化物
層上に、樹脂または樹脂前駆体を含む材料を用いて、第１の層を形成する。次に、第１の
層に対して加熱処理を行うことで、樹脂層を形成する。次に、基板上及び樹脂層上に、樹
脂層の端部を覆う絶縁層を形成する。次に、樹脂層上に、絶縁層を介して、チャネル形成
領域に金属酸化物を有するトランジスタを形成する。次に、樹脂層の少なくとも一部を金
属酸化物層から分離することで、分離の起点を形成する。そして、金属酸化物層と樹脂層
とを分離する。
基板上には、樹脂層が接する部分と、絶縁層が接する部分と、が設けられる。絶縁層は、
樹脂層の端部を覆って設けられる。絶縁層は、樹脂層に比べて、金属酸化物層に対する密
着性もしくは接着性が高い。樹脂層の端部を覆って絶縁層を設けることで、樹脂層が基板
から意図せず剥がれることを抑制できる。例えば、基板の搬送時などに樹脂層が剥がれる
ことを抑制できる。そして、分離の起点を形成することで、所望のタイミングで、金属酸
化物層と樹脂層とを分離することができる。つまり、本実施の形態では、金属酸化物層と
樹脂層の分離のタイミングを制御でき、かつ、分離に要する力が小さい。これにより、金
属酸化物層と樹脂層の分離工程、及び表示装置の作製工程の歩留まりを高めることができ
る。
本実施の形態の表示装置は、トランジスタのチャネル形成領域に、金属酸化物を有するこ
とが好ましい。金属酸化物は、酸化物半導体として機能することができる。
トランジスタのチャネル形成領域に低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒ
ａｔｕｒｅ Ｐｏｌｙ－Ｓｉｌｉｃｏｎ））を用いる場合、５００℃から５５０℃程度の
温度をかける必要があるため、樹脂層に耐熱性が求められる。また、レーザ結晶化の工程
でのダメージを緩和するため、樹脂層の厚膜化が必要となることがある。
一方、チャネル形成領域に金属酸化物を用いたトランジスタは、３５０℃以下、さらには
３００℃以下で形成することができる。そのため、樹脂層に高い耐熱性は求められない。
したがって、樹脂層の耐熱温度を低くすることができ、材料の選択の幅が広がる。また、
チャネル形成領域に金属酸化物を用いたトランジスタは、レーザ結晶化の工程が不要であ
るため、樹脂層の厚さを薄くすることができる。樹脂層に高耐熱性が要求されず、薄膜化
できることで、デバイス作製の大幅なコストダウンが期待できる。また、ＬＴＰＳを用い
る場合に比べて、工程が簡略化でき好ましい。
ただし、本発明の一態様の表示装置は、トランジスタのチャネル形成領域に、金属酸化物
を有する構成に限定されない。例えば、本実施の形態の表示装置は、トランジスタのチャ
ネル形成領域に、シリコンを用いることができる。シリコンとしては、アモルファスシリ
コンまたは結晶性シリコンを用いることができる。結晶性シリコンとしては、微結晶シリ
コン、多結晶シリコン、単結晶シリコン等が挙げられる。
チャネル形成領域には、ＬＴＰＳを用いることが好ましい。ＬＴＰＳなどの多結晶シリコ
ンは、単結晶シリコンに比べて低温で形成でき、かつアモルファスシリコンに比べて高い
電界効果移動度と高い信頼性を備える。
樹脂層の厚さは、０．１μｍ以上５μｍ以下としてもよい。樹脂層を薄く形成することで
、低コストで表示装置を作製できる。また、表示装置の軽量化及び薄型化が可能となる。
また、表示装置の可撓性を高めることができる。
本実施の形態では、樹脂層の耐熱温度以下の温度で、トランジスタ等を形成する。樹脂層
の耐熱性は、例えば、加熱による重量減少率、具体的には５％重量減少温度等で評価でき
る。本実施の形態の剥離方法及び表示装置の作製方法では、工程中の最高温度を低くする
ことができる。例えば、本実施の形態では、樹脂層の５％重量減少温度を、２００℃以上
６５０℃以下、２００℃以上５００℃以下、２００℃以上４００℃以下、または２００℃
以上３５０℃以下とすることができる。そのため、材料の選択の幅が広がる。なお、樹脂
層の５％重量減少温度は、６５０℃より高くてもよい。
以下では、本実施の形態の表示装置の作製方法について、具体的に説明する。
なお、表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スパッタリング法、
化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真
空蒸着法、パルスレーザ堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）法、原子層成膜（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等
を用いて形成することができる。ＣＶＤ法としては、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ
：Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉ
ｏｎ）法や、熱ＣＶＤ法でもよい。熱ＣＶＤ法の例として、有機金属化学気相堆積（ＭＯ
ＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ ＣＶＤ）法を使ってもよい。
表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スピンコート、ディップ、
スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドク
ターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等の方法に
より形成することができる。
表示装置を構成する薄膜を加工する際には、リソグラフィ法等を用いて加工することがで
きる。または、シャドウマスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を形成してもよい。
または、ナノインプリント法、サンドブラスト法、リフトオフ法などにより薄膜を加工し
てもよい。フォトリソグラフィ法としては、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成し
て、エッチング等により当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法と、感光性を
有する薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法
と、がある。
リソグラフィ法において光を用いる場合、露光に用いる光は、例えばｉ線（波長３６５ｎ
ｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、またはこれらを混合させた光
を用いることができる。そのほか、紫外線やＫｒＦレーザ光、またはＡｒＦレーザ光等を
用いることもできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。また、露光に用い
る光として、極端紫外光（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ－ｖｉｏｌｅｔ）やＸ線
を用いてもよい。また、露光に用いる光に換えて、電子ビームを用いることもできる。極
端紫外光、Ｘ線または電子ビームを用いると、極めて微細な加工が可能となるため好まし
い。なお、電子ビームなどのビームを走査することにより露光を行う場合には、フォトマ
スクは不要である。
薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウエットエッチング法、サンドブラスト法
などを用いることができる。
［剥離方法］
まず、作製基板１４上に、金属酸化物層２０を形成する（図４（Ａ１））。または、作製
基板１４上に、金属層１９と金属酸化物層２０とを積層する（図４（Ａ２））。
作製基板１４は、搬送が容易となる程度に剛性を有し、かつ作製工程にかかる温度に対し
て耐熱性を有する。作製基板１４に用いることができる材料としては、例えば、ガラス、
石英、セラミック、サファイヤ、樹脂、半導体、金属または合金などが挙げられる。ガラ
スとしては、例えば、無アルカリガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ
酸ガラス等が挙げられる。
上述の通り、本実施の形態では、作製基板１４と樹脂層２３の間に下地層を形成する。下
地層は、樹脂層２３との密着性（接着性）が、作製基板１４よりも低い層である。本実施
の形態では、金属酸化物層２０を用いる場合を例に挙げて説明するが、これに限られない
。
具体的には、下地層には、チタン、モリブデン、アルミニウム、タングステン、シリコン
、インジウム、亜鉛、ガリウム、タンタル、錫、ハフニウム、イットリウム、ジルコニウ
ム、マグネシウム、ランタン、セリウム、ネオジム、ビスマス、及びニオブのうち一つま
たは複数を有する層を用いることができる。下地層には、金属、合金、及びそれらの化合
物（金属酸化物など）を含むことができる。下地層は、チタン、モリブデン、アルミニウ
ム、タングステン、シリコン、インジウム、亜鉛、ガリウム、タンタル、及び錫のうち一
つまたは複数を有することが好ましい。
また、下地層の材料は、無機材料に限られず、有機材料を用いてもよい。例えば、有機Ｅ
Ｌ素子のＥＬ層に用いることができる各種有機材料を用いてもよい。下地層として、これ
ら有機材料の蒸着膜を用いることができる。これにより、密着性の低い膜を形成できる。
金属層１９には、各種金属や合金等を用いることができる。
金属酸化物層２０には、各種金属の酸化物を用いることができる。金属酸化物としては、
例えば、酸化チタン（ＴｉＯｘ）、酸化モリブデン、酸化アルミニウム、酸化タングステ
ン、シリコンを含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、インジウム亜鉛酸化物、Ｉｎ－Ｇ
ａ－Ｚｎ酸化物等が挙げられる。
そのほか、金属酸化物としては、酸化インジウム、チタンを含むインジウム酸化物、タン
グステンを含むインジウム酸化物、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、チタンを含むＩＴＯ
、タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ガリウムを含むＺｎ
Ｏ、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ガリウム、酸化タンタ
ル、酸化マグネシウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化ネオジム、酸化スズ、酸化ビ
スマス、チタン酸塩、タンタル酸塩、ニオブ酸塩等が挙げられる。
金属酸化物層２０の形成方法に特に限定は無い。例えば、スパッタリング法、プラズマＣ
ＶＤ法、蒸着法、ゾルゲル法、電気泳動法、スプレー法等を用いて形成することができる
。
金属層を成膜した後に、当該金属層に酸素を導入することで、金属酸化物層２０を形成す
ることができる。このとき、金属層の表面のみ、または金属層全体を酸化させる。前者の
場合、金属層に酸素を導入することで、金属層１９と金属酸化物層２０との積層構造が形
成される（図４（Ａ２））。
図４（Ａ２）に示すように、作製基板１４と金属酸化物層２０との間に金属層１９を有す
る場合、作製基板１４を加熱しながら分離工程を行うことが好ましい。金属層１９は熱伝
導性が高いため、金属層１９が加熱されることで、金属層１９全体にムラなく熱が伝導す
る。したがって、より均一に剥離できることが考えられる。
例えば、酸素を含む雰囲気下で金属層を加熱することで、金属層を酸化させることができ
る。酸素を含むガスを流しながら金属層を加熱することが好ましい。金属層を加熱する温
度は、１００℃以上５００℃以下が好ましく、１００℃以上４５０℃以下がより好ましく
、１００℃以上４００℃以下がより好ましく、１００℃以上３５０℃以下がさらに好まし
い。
金属層は、トランジスタの作製における最高温度以下の温度で加熱されることが好ましい
。これにより、表示装置の作製における最高温度が高くなることを防止できる。トランジ
スタの作製における最高温度以下とすることで、トランジスタの作製工程における製造装
置などを流用することが可能となるため、追加の設備投資などを抑制することができる。
したがって、生産コストが抑制された表示装置とすることができる。例えば、トランジス
タの作製温度が３５０℃までである場合、加熱処理の温度は３５０℃以下とすることが好
ましい。
または、金属層の表面にラジカル処理を行うことで金属層を酸化させることができる。ラ
ジカル処理では、酸素ラジカル及びヒドロキシラジカルのうち少なくとも一方を含む雰囲
気に、金属層の表面を曝すことが好ましい。例えば、酸素または水蒸気（Ｈ２Ｏ）のうち
一方または双方を含む雰囲気でプラズマ処理を行うことが好ましい。
上述の通り、金属酸化物層２０の表面または内部に、水素、酸素、水素ラジカル（Ｈ＊）
、酸素ラジカル（Ｏ＊）、ヒドロキシラジカル（ＯＨ＊）等を含ませることで、金属酸化
物層２０と樹脂層２３との分離に要する力を低減できる。このことからも、金属酸化物層
２０の形成に、ラジカル処理もしくはプラズマ処理を行うことは好適である。
金属層の表面にラジカル処理もしくはプラズマ処理を行うことで金属層を酸化させる場合
、金属層を高温で加熱する工程が不要となる。そのため、表示装置の作製における最高温
度が高くなることを防止できる。具体的には、表示装置の作製における最高温度を３５０
℃以下とすることが容易となる。
または、酸素雰囲気下で、金属酸化物層２０を形成することができる。例えば、酸素を含
むガスを流しながら、スパッタリング法を用いて金属酸化物膜を成膜することで、金属酸
化物層２０を形成できる。この場合も、金属酸化物層２０の表面にラジカル処理を行うこ
とが好ましい。ラジカル処理では、酸素ラジカル、水素ラジカル、及びヒドロキシラジカ
ルのうち少なくとも１種を含む雰囲気に、金属酸化物層２０の表面を曝すことが好ましい
。例えば、酸素、水素、または水蒸気（Ｈ２Ｏ）のうち一つまたは複数を含む雰囲気でプ
ラズマ処理を行うことが好ましい。
ラジカル処理の詳細については、先に記した内容を参照できる。
そのほか、酸素、水素、水等の導入方法としては、イオン注入法、イオンドーピング法、
プラズマイマージョンイオン注入法等を用いることができる。
金属層１９の厚さは、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましく、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下が
より好ましく、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下がより好ましい。
金属酸化物層２０の厚さは、例えば、１ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、５ｎｍ以上
１００ｎｍ以下がより好ましく、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下がより好ましい。なお、金属層
を用いて金属酸化物層２０を形成する場合、最終的に形成される金属酸化物層２０の厚さ
は、成膜した金属層の厚さよりも厚くなることがある。
分離前または分離中に、金属酸化物層２０と樹脂層２３との界面に水を含む液体を供給す
ることで、分離に要する力を低減させることができる。金属酸化物層２０と当該液体との
接触角が小さいほど、液体供給による効果を高めることができる。具体的には、金属酸化
物層２０の水を含む液体との接触角は、０°より大きく６０°以下が好ましく、０°より
大きく５０°以下がより好ましい。
金属酸化物層２０は光触媒機能を有することが好ましい。光触媒機能を有する金属酸化物
層に光を照射することで、光触媒反応を生じさせることができる。これにより、レーザ光
のようなエネルギーの高い光を照射しなくても、金属酸化物層と樹脂層との結合力を弱め
、容易に分離することができる。金属酸化物層２０には、酸化チタン、酸化タングステン
等が好適である。酸化チタンを用いると、酸化タングステンよりもコストを低減でき、好
ましい。
例えば、金属酸化物層２０に紫外光を照射する。金属酸化物層２０の成膜後、かつ第１の
層２４の成膜前に、他の層を介することなく、金属酸化物層に直接、紫外光を照射するこ
とができる。または、分離前または分離中に、作製基板１４を介して金属酸化物層２０に
紫外光を照射してもよい。紫外光の照射には、紫外光ランプを好適に用いることができる
。紫外光ランプとしては、水銀ランプ、水銀キセノンランプ、メタルハライドランプ等が
挙げられる。なお、紫外光に限らず、金属酸化物層を活性化させる波長の光を適宜照射す
ることができる。
金属酸化物層２０には、金属もしくは窒素を添加した酸化チタンを用いてもよい。これら
の元素を添加した酸化チタンを用いて金属酸化物層２０を形成すると、紫外光でなく、可
視光によって活性化させることができる。
次に、金属酸化物層２０上に、第１の層２４を形成する（図４（Ｂ））。
図４（Ｂ）では塗布法を用いて金属酸化物層２０の一面全体に第１の層２４を形成する例
を示す。これに限られず、印刷法等を用いて第１の層２４を形成してもよい。金属酸化物
層２０上に、島状の第１の層２４、開口または凹凸形状を有する第１の層２４等を形成し
てもよい。
第１の層２４は、各種樹脂材料（樹脂前駆体を含む）を用いて形成することができる。
第１の層２４は、熱硬化性を有する材料を用いて形成することが好ましい。
第１の層２４は、感光性を有する材料を用いて形成してもよく、感光性を有さない材料（
非感光性の材料ともいう）を用いて形成してもよい。
感光性を有する材料を用いると、光を用いたリソグラフィ法により、第１の層２４の一部
を除去し、所望の形状の樹脂層２３を形成することができる。
第１の層２４は、ポリイミド樹脂またはポリイミド樹脂前駆体を含む材料を用いて形成さ
れることが好ましい。第１の層２４は、例えば、ポリイミド樹脂と溶媒を含む材料、また
はポリアミック酸と溶媒を含む材料等を用いて形成できる。ポリイミドは、表示装置の平
坦化膜等に好適に用いられる材料であるため、成膜装置や材料を共有することができる。
そのため本発明の一態様の構成を実現するために新たな装置や材料を必要としない。
具体的には、樹脂層２３は、構造式（１００）で表される化合物（オキシジフタル酸）の
残基を有することが好ましい。
Figure 2023022115000003
樹脂層２３には、オキシジフタル酸またはオキシジフタル酸誘導体を含む酸成分と、芳香
族アミンまたは芳香族アミン誘導体を含むアミン成分と、を用いて得られるポリイミド樹
脂が好適である。オキシジフタル酸誘導体としては、例えば、オキシジフタル酸無水物が
挙げられる。また、樹脂層２３は、フッ素を含んでいてもよい。樹脂層２３中にフッ素を
含む場合、当該フッ素を用いて、金属酸化物層２０と樹脂層２３の間の水素結合が形成さ
れることがある。
また、第１の層２４に好適に用いることができる、ポリイミド樹脂またはポリイミド樹脂
前駆体を含む材料の物性値について、表１に示す。
Figure 2023022115000004
表１に示す材料Ａ～材料Ｅを用いて樹脂層２３を形成することができる。樹脂層２３の信
頼性を高めることができるため、材料のガラス転移温度（Ｔｇ）及び５％重量減少温度は
、それぞれ高い方が好ましい。
そのほか、第１の層２４の形成に用いることができる樹脂材料としては、例えば、アクリ
ル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベン
ゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等が挙げられる。
第１の層２４は、スピンコータを用いて形成することが好ましい。スピンコート法を用い
ることで、大判基板に薄い膜を均一に形成することができる。
第１の層２４は、粘度が５ｃＰ以上５００ｃＰ未満、好ましくは５ｃＰ以上１００ｃＰ未
満、より好ましくは１０ｃＰ以上５０ｃＰ以下の溶液を用いて形成することが好ましい。
溶液の粘度が低いほど、塗布が容易となる。また、溶液の粘度が低いほど、気泡の混入を
抑制でき、良質な膜を形成できる。
そのほか、第１の層２４の形成方法としては、ディップ、スプレー塗布、インクジェット
、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ、スリットコート、
ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等が挙げられる。
次に、第１の層２４に対して加熱処理を行うことで、樹脂層２３を形成する（図４（Ｃ）
）。
加熱処理により、金属酸化物層２０と樹脂層２３との密着性もしくは接着性を低くするこ
とができる。
加熱処理は、酸素を含む雰囲気下で行うことが好ましい。樹脂層２３が酸素を多く含むほ
ど、金属酸化物層２０と樹脂層２３とを分離するために要する力を小さくできる。加熱処
理の雰囲気の酸素の割合が高いほど、樹脂層２３に多くの酸素を含ませることができ、樹
脂層と金属酸化物層とを容易に分離することができる。
金属酸化物層２０中、樹脂層２３中、または金属酸化物層２０と樹脂層２３との界面など
に存在する水分により、金属酸化物層２０と樹脂層２３とを分離するために要する力を低
下させることができる。
金属酸化物層２０と樹脂層２３との間に水が存在することで、金属酸化物層２０と樹脂層
２３の密着性もしくは接着性が低くなる。これにより、金属酸化物層２０と樹脂層２３と
の界面で容易に分離することができる。
また、加熱処理を行うことで、金属酸化物層２０と樹脂層２３との間で水が膨張する（水
蒸気となり体積が膨張する）。これにより、金属酸化物層２０と樹脂層２３の密着性もし
くは接着性を低下させることができる。
加熱処理は、例えば、加熱装置のチャンバーの内部を、酸素を含む雰囲気とした状態で行
うことができる。または、加熱処理は、大気雰囲気下で加熱装置のチャンバー、ホットプ
レート等を用いて行うことができる。
例えば、加熱処理時の雰囲気の酸素分圧は、５％以上１００％未満が好ましく、１０％以
上１００％未満がより好ましく、１５％以上１００％未満がさらに好ましい。
加熱処理は、大気雰囲気下で行うことが好ましい。加熱処理を大気雰囲気下で行うと、ガ
スを流しながら行う場合に比べて、金属酸化物層２０中、樹脂層２３中、または金属酸化
物層２０と樹脂層２３との界面などに、水分を留めておきやすい。そのため、金属酸化物
層２０と樹脂層２３とを分離するために要する力を低下させることができる。
または、加熱処理は、加熱装置のチャンバー内に、酸素を含むガスを流しながら行うこと
ができる。加熱処理は、例えば、酸素ガスのみ、または酸素ガスを含む混合ガスを流しな
がら行うことができる。具体的には、酸素と、窒素もしくは希ガス（アルゴンなど）と、
を含む混合ガスを用いることができる。
加熱装置によっては、雰囲気の酸素の割合が高くなると、加熱装置の劣化が生じる場合が
ある。そのため、酸素ガスを含む混合ガスを用いる際には、混合ガス流量全体に占める酸
素ガス流量の割合を、５％以上５０％以下とすることが好ましく、１０％以上５０％以下
とすることがより好ましく、１５％以上５０％以下とすることがさらに好ましい。
加熱処理の温度は、１００℃以上５００℃以下が好ましく、１００℃以上４５０℃以下が
より好ましく、１００℃以上４００℃以下がより好ましく、１００℃以上３５０℃以下が
さらに好ましい。
加熱処理の温度が高いほど、樹脂層２３の剥離性を高めることができる。
加熱処理により、樹脂層２３中の脱ガス成分（例えば、水素、水等）を低減することがで
きる。特に、樹脂層２３上に形成する各層の作製温度以上の温度で加熱することが好まし
い。これにより、トランジスタの作製工程における、樹脂層２３からの脱ガスを大幅に抑
制することができる。
例えば、トランジスタの作製温度が３５０℃までである場合、樹脂層２３となる膜を３５
０℃以上４８０℃以下で加熱することが好ましく、３５０℃以上４００℃以下がより好ま
しく、３５０℃以上３７５℃以下がさらに好ましい。これにより、トランジスタの作製工
程における、樹脂層２３からの脱ガスを大幅に抑制することができる。
加熱処理の温度は、トランジスタの作製における最高温度以下の温度とすることが好まし
い。トランジスタの作製における最高温度以下の温度とすることで、トランジスタの作製
工程における製造装置などを流用することが可能となるため、追加の設備投資などを抑制
することができる。したがって、生産コストが抑制された表示装置とすることができる。
例えば、トランジスタの作製温度が３５０℃までである場合、加熱処理の温度は３５０℃
以下とすることが好ましい。
トランジスタの作製における最高温度と、加熱処理の温度を等しくすると、加熱処理を行
うことで表示装置の作製における最高温度が高くなることを防止でき、かつ樹脂層２３の
脱ガス成分を低減できるため、好ましい。
加熱処理の時間が長いほど、樹脂層２３の剥離性を高めることができる。
処理時間を長くすることで、加熱温度が比較的低い場合であっても、加熱温度がより高い
条件の場合と同等の剥離性を実現できる場合がある。そのため、加熱装置の構成により加
熱温度を高められない場合には、処理時間を長くすることが好ましい。
加熱処理の時間は、例えば、５分以上２４時間以下が好ましく、３０分以上１２時間以下
がより好ましく、１時間以上６時間以下がさらに好ましい。なお、加熱処理の時間はこれ
に限定されない。例えば、加熱処理を、ＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅ
ａｌｉｎｇ）法を用いて行う場合などは、５分未満としてもよい。
加熱装置としては、電気炉や、抵抗発熱体などの発熱体からの熱伝導または熱輻射によっ
て被処理物を加熱する装置等、様々な装置を用いることができる。例えば、ＧＲＴＡ（Ｇ
ａｓ Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌ）装置、ＬＲＴＡ（Ｌａｍｐ Ｒａｐ
ｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌ）装置等のＲＴＡ装置を用いることができる。ＬＲ
ＴＡ装置は、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボン
アークランプ、高圧ナトリウムランプ、高圧水銀ランプなどのランプから発する光（電磁
波）の輻射により、被処理物を加熱する装置である。ＧＲＴＡ装置は、高温のガスを用い
て加熱処理を行う装置である。ＲＴＡ装置を用いることによって、処理時間を短縮するこ
とができるので、量産する上で好ましい。また、加熱処理はインライン型の加熱装置を用
いて行ってもよい。
ここで、例えば、表示装置の平坦化層等に樹脂を用いる場合には、当該樹脂が酸化され、
変質してしまうことを防ぐために、酸素がほとんど含まれない条件で、かつ、樹脂が硬化
する温度範囲においてできるだけ低い温度で、加熱することが一般的である。しかしなが
ら、本発明の一態様では、樹脂層２３となる第１の層２４の表面を露出させ、酸素を積極
的に含ませた雰囲気に暴露した状態で、比較的高い温度（例えば２００℃以上の温度）で
加熱する。これにより、樹脂層２３に、高い剥離性を付与することができる。
なお、加熱処理により、樹脂層２３の厚さは、第１の層２４の厚さから変化する場合があ
る。例えば、第１の層２４に含まれていた溶媒が除去されることや、硬化が進行し密度が
増大することにより、体積が減少し、第１の層２４よりも樹脂層２３が薄くなる場合があ
る。または、加熱処理時に酸素が含まれることにより、体積が増大し、第１の層２４より
も樹脂層２３が厚くなる場合もある。
加熱処理を行う前に、第１の層２４に含まれる溶媒を除去するための熱処理（プリベーク
処理ともいう）を行ってもよい。プリベーク処理の温度は用いる材料に応じて適宜決定す
ることができる。例えば、５０℃以上１８０℃以下、８０℃以上１５０℃以下、または９
０℃以上１２０℃以下で行うことができる。または、加熱処理がプリベーク処理を兼ねて
もよく、加熱処理によって、第１の層２４に含まれる溶媒を除去してもよい。
樹脂層２３は、可撓性を有する。作製基板１４は、樹脂層２３よりも可撓性が低い。
樹脂層２３の厚さは、０．０１μｍ以上１０μｍ未満であることが好ましく、０．１μｍ
以上５μｍ以下であることがより好ましく、０．５μｍ以上３μｍ以下であることがさら
に好ましい。樹脂層を薄く形成することで、低コストで表示装置を作製できる。また、表
示装置の軽量化及び薄型化が可能となる。また、表示装置の可撓性を高めることができる
。低粘度の溶液を用いることで、樹脂層２３を薄く形成することが容易となる。ただし、
これに限定されず、樹脂層２３の厚さは、１０μｍ以上としてもよい。例えば、樹脂層２
３の厚さを１０μｍ以上２００μｍ以下としてもよい。樹脂層２３の厚さを１０μｍ以上
とすることで、表示装置の剛性を高めることができるため好適である。
樹脂層２３の熱膨張係数は、０．１ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ／℃以下であることが好ま
しく、０．１ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下であることがより好ましく、０．１ｐｐ
ｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下であることがさらに好ましい。樹脂層２３の熱膨張係数が
低いほど、加熱により、トランジスタ等を構成する層にクラックが生じることや、トラン
ジスタ等が破損することを抑制できる。
樹脂層２３の可視光の透過性は特に限定されない。例えば、有色の層であってもよく、透
明の層であってもよい。表示装置の表示面側に樹脂層２３が位置する場合、樹脂層２３は
、可視光に対する透過性が高いことが好ましい。
次に、樹脂層２３上に、被剥離層２５を形成する（図４（Ｄ））。
被剥離層２５として、例えば、絶縁層、機能素子（トランジスタ、表示素子など）を設け
ることができる。
被剥離層２５は、絶縁層を有することが好ましい。当該絶縁層は、後の加熱工程において
、金属酸化物層２０及び樹脂層２３などから放出される水素、酸素、及び水をブロックす
る機能を有することが好ましい。
被剥離層は、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、または窒化酸化シリコン膜
を有することが好ましい。例えば、窒化シリコン膜を、シランガス、水素ガス、及びアン
モニア（ＮＨ３）ガスを含む成膜ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により成膜する。絶縁層
の厚さは特に限定されない。例えば、５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎ
ｍ以上３００ｎｍ以下の厚さとすることができる。
なお、本明細書等において「酸化窒化シリコン」とは、その組成として、窒素よりも酸素
の含有量が多いものをいう。また、本明細書等において、「窒化酸化シリコン」とは、そ
の組成として、酸素よりも窒素の含有量が多いものをいう。
そして、被剥離層２５上に保護層を形成する。保護層は、表示装置の最表面に位置する層
である。保護層は、可視光に対する透過性が高いことが好ましい。保護層が、有機絶縁膜
を有すると、表示装置の表面に傷がつくことや、クラックが生じてしまうことを抑制でき
るため好ましい。
図４（Ｄ）には、接着層７５ｂを用いて被剥離層２５上に基板７５ａを貼り合わせた例を
示す。
接着層７５ｂには、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着
剤、嫌気型接着剤等の各種硬化型接着剤を用いることができる。また、接着シート等を用
いてもよい。
基板７５ａには、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタ
レート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポ
リイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエ
ーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリアミド樹脂（ナイロン、アラミド等）、ポリシロキ
サン樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレ
タン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテ
トラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ＡＢＳ樹脂、セルロースナノファイバー等を用
いることができる。基板７５ａには、可撓性を有する程度の厚さのガラス、石英、樹脂、
金属、合金、半導体等の各種材料を用いてもよい。
次に、作製基板１４と樹脂層２３とを分離する。金属酸化物層２０と樹脂層２３との密着
性もしくは接着性が低いため、金属酸化物層２０と樹脂層２３との界面で分離が生じる（
図４（Ｅ））。
例えば、樹脂層２３に垂直方向に引っ張る力をかけることにより、作製基板１４と樹脂層
２３とを分離することができる。具体的には、基板７５ａの上面の一部を吸着し、上方に
引っ張ることにより、作製基板１４から樹脂層２３を引き剥がすことができる。
ここで、分離時に、分離界面に水や水溶液など、水を含む液体を添加し、該液体が分離界
面に浸透するように分離を行うことで、分離を容易に行うことができる。また、分離時に
生じる静電気が、トランジスタなどの機能素子に悪影響を及ぼすこと（半導体素子が静電
気により破壊されるなど）を抑制できる。図４（Ｅ）では、液体供給機構２１を用いて、
分離界面に液体を供給する例を示す。
供給する液体としては、水（好ましくは純水）、中性、アルカリ性、もしくは酸性の水溶
液や、塩が溶けている水溶液が挙げられる。また、エタノール、アセトン等が挙げられる
。また、各種有機溶剤を用いてもよい。
分離前に、樹脂層２３の一部を作製基板１４から分離することで、分離の起点を形成して
もよい。例えば、作製基板１４と樹脂層２３との間に、刃物などの鋭利な形状の器具を差
し込むことで分離の起点を形成してもよい。または、基板７５ａ側から鋭利な形状の器具
で樹脂層２３を切り込み、分離の起点を形成してもよい。または、レーザアブレーション
法等のレーザを用いた方法で、分離の起点を形成してもよい。
本実施の形態では、金属酸化物層２０及び樹脂層２３（または第１の層２４）を積層し、
加熱処理を行う。これにより、金属酸化物層２０と樹脂層２３との密着性もしくは接着性
を低下させることができる。そのため、樹脂層２３の一面全体にレーザ照射を行うことな
く、作製基板１４と樹脂層２３とを分離することができる。これにより、低コストで表示
装置を作製することができる。
本実施の形態の剥離方法を用いることで、低コストで量産性の高い剥離方法、または半導
体装置の作製方法を提供することができる。例えば、本実施の形態の剥離方法では、作製
基板１４（例えば、ガラス基板）、または作製基板１４と金属酸化物層２０との積層体を
、複数回繰り返し使うことが可能となるため、生産コストを抑制することができる。
［作製方法例１］
次に、本実施の形態の表示装置の作製方法例について説明する。先に説明した剥離方法と
同様の部分について、説明を省略することがある。
まず、作製基板１４上に、金属酸化物層２０を形成する（図５（Ａ））。金属酸化物層２
０については、上記剥離方法における記載を参照できる。
次に、金属酸化物層２０上に、第１の層２４を形成する（図５（Ｂ））。第１の層２４に
ついては、上記剥離方法における記載を参照できる。
本実施の形態では、感光性及び熱硬化性を有する材料を用いて第１の層２４を形成する。
なお、第１の層２４は、非感光性の材料を用いて形成してもよい。
第１の層２４を成膜した後、溶媒を除去するための熱処理（プリベーク処理）を行い、そ
の後フォトマスクを用いて露光を行う。続いて、現像処理を施すことで、不要な部分を除
去することができる。次に、所望の形状に加工された第１の層２４に対して加熱処理を行
うことで、樹脂層２３を形成する（図５（Ｃ））。図５（Ｃ）では、島状の樹脂層２３を
形成する例を示す。
なお、樹脂層２３の形状は１つの島状に限られず、例えば、複数の島状、開口を有する形
状などでもよい。また、ハーフトーンマスクもしくはグレートーンマスクを用いた露光技
術、または多重露光技術などを用い、樹脂層２３の表面に凹凸形状を形成してもよい。
第１の層２４または樹脂層２３上にレジストマスク、ハードマスク等のマスクを形成し、
エッチングすることで、所望の形状の樹脂層２３を形成することができる。この方法は、
非感光性の材料を用いる場合に特に好適である。
例えば、樹脂層２３上に無機膜を形成し、無機膜上にレジストマスクを形成する。レジス
トマスクを用いて、無機膜をエッチングした後、無機膜をハードマスクに用いて、樹脂層
２３をエッチングすることができる。
ハードマスクとして用いることができる無機膜としては、各種無機絶縁膜や、導電層に用
いることができる金属膜及び合金膜などが挙げられる。
マスクを極めて薄い厚さで形成し、エッチングと同時にマスクを除去することができると
、マスクを除去する工程を削減でき、好ましい。
加熱処理の詳細は、上記剥離方法における加熱処理の記載を参照できる。
次に、樹脂層２３上に、絶縁層３１を形成する（図５（Ｄ））。絶縁層３１は、樹脂層２
３の端部を覆って形成される。金属酸化物層２０上には、樹脂層２３が設けられていない
部分が存在する。そのため、金属酸化物層２０上に接して絶縁層３１を形成することがで
きる。
絶縁層３１は、樹脂層２３の耐熱温度以下の温度で形成する。加熱処理の温度より低い温
度で形成することが好ましい。
絶縁層３１は、樹脂層２３に含まれる不純物が、後に形成するトランジスタや表示素子に
拡散することを防ぐバリア層として用いることができる。例えば、絶縁層３１は、樹脂層
２３を加熱した際に、樹脂層２３に含まれる水分等がトランジスタや表示素子に拡散する
ことを防ぐことが好ましい。そのため、絶縁層３１は、バリア性が高いことが好ましい。
絶縁層３１としては、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、
窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用い
ることができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、
酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム
膜、及び酸化ネオジム膜等を用いてもよい。また、上述の絶縁膜を２以上積層して用いて
もよい。特に、樹脂層２３上に窒化シリコン膜を形成し、窒化シリコン膜上に酸化シリコ
ン膜を形成することが好ましい。
無機絶縁膜は、成膜温度が高いほど緻密でバリア性の高い膜となるため、高温で形成する
ことが好ましい。
絶縁層３１の成膜時の基板温度は、室温（２５℃）以上３５０℃以下が好ましく、１００
℃以上３００℃以下がさらに好ましい。
次に、絶縁層３１上に、トランジスタ４０を形成する（図５（Ｅ））。
表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトラン
ジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジ
スタとしてもよい。また、トップゲート構造またはボトムゲート構造のいずれのトランジ
スタ構造としてもよい。または、チャネルの上下にゲート電極が設けられていてもよい。
ここではトランジスタ４０として、金属酸化物層４４を有する、ボトムゲート構造のトラ
ンジスタを作製する場合を示す。金属酸化物層４４は、トランジスタ４０の半導体層とし
て機能することができる。金属酸化物は、酸化物半導体として機能することができる。
本実施の形態において、トランジスタの半導体には、酸化物半導体を用いる。シリコンよ
りもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると、トランジ
スタのオフ状態における電流を低減できるため好ましい。
トランジスタ４０は、樹脂層２３の耐熱温度以下の温度で形成する。トランジスタ４０は
、加熱処理の温度より低い温度で形成することが好ましい。
具体的には、まず、絶縁層３１上に導電層４１を形成する。導電層４１は、導電膜を成膜
した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除
去することで形成できる。
導電膜の成膜時の基板温度は、室温以上３５０℃以下が好ましく、室温以上３００℃以下
がさらに好ましい。
表示装置が有する導電層には、それぞれ、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅
、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、もしくはタングステン等の
金属、またはこれを主成分とする合金を単層構造または積層構造として用いることができ
る。または、酸化インジウム、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、タングステンを含むイン
ジウム酸化物、タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、チタンを含むインジウム酸化
物、チタンを含むＩＴＯ、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ガリウムを含む
ＺｎＯ、またはシリコンを含むＩＴＯ等の透光性を有する導電性材料を用いてもよい。ま
た、不純物元素を含有させる等して低抵抗化させた、多結晶シリコンもしくは酸化物半導
体等の半導体、またはニッケルシリサイド等のシリサイドを用いてもよい。また、グラフ
ェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば酸化グラフェンを含
む膜を還元して形成することができる。また、不純物元素を含有させた酸化物半導体等の
半導体を用いてもよい。または、銀、カーボン、もしくは銅等の導電性ペースト、または
ポリチオフェン等の導電性ポリマーを用いて形成してもよい。導電性ペーストは、安価で
あり、好ましい。導電性ポリマーは、塗布しやすく、好ましい。
続いて、絶縁層３２を形成する。絶縁層３２は、絶縁層３１に用いることのできる無機絶
縁膜を援用できる。
続いて、金属酸化物層４４を形成する。金属酸化物層４４は、金属酸化物膜を成膜した後
、レジストマスクを形成し、当該金属酸化物膜をエッチングした後にレジストマスクを除
去することで形成できる。
金属酸化物膜の成膜時の基板温度は、３５０℃以下が好ましく、室温以上２００℃以下が
より好ましく、室温以上１３０℃以下がさらに好ましい。
金属酸化物膜は、不活性ガス及び酸素ガスのいずれか一方または双方を用いて成膜するこ
とができる。なお、金属酸化物膜の成膜時における酸素の流量比（酸素分圧）に、特に限
定はない。ただし、電界効果移動度が高いトランジスタを得る場合においては、金属酸化
物膜の成膜時における酸素の流量比（酸素分圧）は、０％以上３０％以下が好ましく、５
％以上３０％以下がより好ましく、７％以上１５％以下がさらに好ましい。
金属酸化物膜は、少なくともインジウムまたは亜鉛を含むことが好ましい。特にインジウ
ム及び亜鉛を含むことが好ましい。
金属酸化物は、エネルギーギャップが２ｅＶ以上であることが好ましく、２．５ｅＶ以上
であることがより好ましく、３ｅＶ以上であることがさらに好ましい。このように、エネ
ルギーギャップの広い金属酸化物を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減するこ
とができる。
金属酸化物膜は、スパッタリング法により形成することができる。そのほか、ＰＬＤ法、
ＰＥＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＡＬＤ法、真空蒸着法などを用いてもよい。
続いて、導電層４３ａ及び導電層４３ｂを形成する。導電層４３ａ及び導電層４３ｂは、
導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジス
トマスクを除去することにより形成できる。導電層４３ａ及び導電層４３ｂは、それぞれ
、金属酸化物層４４と接続される。
なお、導電層４３ａ及び導電層４３ｂの加工の際に、レジストマスクに覆われていない金
属酸化物層４４の一部がエッチングにより薄膜化する場合がある。
導電膜の成膜時の基板温度は、室温以上３５０℃以下が好ましく、室温以上３００℃以下
がさらに好ましい。
以上のようにして、トランジスタ４０を作製できる（図５（Ｅ））。トランジスタ４０に
おいて、導電層４１の一部はゲートとして機能し、絶縁層３２の一部はゲート絶縁層とし
て機能し、導電層４３ａ及び導電層４３ｂは、それぞれソースまたはドレインのいずれか
一方として機能する。
次に、トランジスタ４０を覆う絶縁層３３を形成する（図６（Ａ））。絶縁層３３は、絶
縁層３１と同様の方法により形成することができる。
また、絶縁層３３として、酸素を含む雰囲気下で成膜した酸化シリコン膜や酸化窒化シリ
コン膜等の酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。さらに、当該酸化シリコン膜や酸化窒
化シリコン膜上に窒化シリコン膜などの酸素を拡散、透過しにくい絶縁膜を積層すること
が好ましい。酸素を含む雰囲気下で形成した酸化物絶縁膜は、加熱により多くの酸素を放
出しやすい絶縁膜とすることができる。このような酸素を放出する酸化物絶縁膜と、酸素
を拡散、透過しにくい絶縁膜を積層した状態で、加熱処理を行うことにより、金属酸化物
層４４に酸素を供給することができる。その結果、金属酸化物層４４中の酸素欠損、及び
金属酸化物層４４と絶縁層３３の界面の欠陥を修復し、欠陥準位を低減することができる
。これにより、極めて信頼性の高い表示装置を実現できる。
以上の工程により、樹脂層２３上に絶縁層３１、トランジスタ４０、及び絶縁層３３を形
成することができる（図６（Ａ））。
この段階において、後述する方法を用いて作製基板１４とトランジスタ４０とを分離する
ことで、表示素子を有さないデバイスを作製することができる。例えば、トランジスタ４
０や、トランジスタ４０に加えて容量素子、抵抗素子、及び配線などを形成することで、
半導体装置を作製することができる。
次に、絶縁層３３上に絶縁層３４を形成する（図６（Ａ））。絶縁層３４は、後に形成す
る表示素子の被形成面を有する層であるため、平坦化層として機能することが好ましい。
絶縁層３４は、絶縁層３１に用いることのできる有機絶縁膜または無機絶縁膜を援用でき
る。
絶縁層３４は、樹脂層２３の耐熱温度以下の温度で形成する。絶縁層３４は、加熱処理の
温度より低い温度で形成することが好ましい。
絶縁層３４に有機絶縁膜を用いる場合、絶縁層３４の形成時に樹脂層２３にかかる温度は
、室温以上３５０℃以下が好ましく、室温以上３００℃以下がさらに好ましい。
絶縁層３４に無機絶縁膜を用いる場合、成膜時の基板温度は、室温以上３５０℃以下が好
ましく、１００℃以上３００℃以下がさらに好ましい。
次に、絶縁層３４及び絶縁層３３に、導電層４３ｂに達する開口を形成する。
その後、導電層６１を形成する。導電層６１は、その一部が発光素子６０の画素電極とし
て機能する。導電層６１は、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜
をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。
導電層６１は、樹脂層２３の耐熱温度以下の温度で形成する。導電層６１は、加熱処理の
温度より低い温度で形成することが好ましい。
導電膜の成膜時の基板温度は、室温以上３５０℃以下が好ましく、室温以上３００℃以下
がさらに好ましい。
次に、導電層６１の端部を覆う絶縁層３５を形成する。絶縁層３５は、絶縁層３１に用い
ることのできる有機絶縁膜または無機絶縁膜を援用できる。
絶縁層３５は、樹脂層２３の耐熱温度以下の温度で形成する。絶縁層３５は、加熱処理の
温度より低い温度で形成することが好ましい。
絶縁層３５に有機絶縁膜を用いる場合、絶縁層３５の形成時に樹脂層２３にかかる温度は
、室温以上３５０℃以下が好ましく、室温以上３００℃以下がさらに好ましい。
絶縁層３５に無機絶縁膜を用いる場合、成膜時の基板温度は、室温以上３５０℃以下が好
ましく、１００℃以上３００℃以下がさらに好ましい。
次に、ＥＬ層６２及び導電層６３を形成する。導電層６３は、その一部が発光素子６０の
共通電極として機能する。
ＥＬ層６２は、蒸着法、塗布法、印刷法、吐出法などの方法で形成することができる。Ｅ
Ｌ層６２を画素毎に作り分ける場合、メタルマスクなどのシャドウマスクを用いた蒸着法
、またはインクジェット法等により形成することができる。ＥＬ層６２を画素毎に作り分
けない場合には、メタルマスクを用いない蒸着法を用いることができる。
ＥＬ層６２には、低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機
化合物を含んでいてもよい。
導電層６３は、蒸着法やスパッタリング法等を用いて形成することができる。
導電層６３は、樹脂層２３の耐熱温度以下かつＥＬ層６２の耐熱温度以下の温度で形成す
る。また、加熱処理の温度より低い温度で形成することが好ましい。
以上のようにして、発光素子６０を形成することができる（図６（Ａ））。発光素子６０
は、一部が画素電極として機能する導電層６１、ＥＬ層６２、及び一部が共通電極として
機能する導電層６３が積層された構成を有する。
ここでは、発光素子６０として、トップエミッション型の発光素子を作製する例を示した
が、本発明の一態様はこれに限られない。
発光素子は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型の
いずれであってもよい。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。
また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい
。
次に、導電層６３を覆って絶縁層７４を形成する（図６（Ａ））。絶縁層７４は、発光素
子６０に水などの不純物が拡散することを抑制する保護層として機能する。発光素子６０
は、絶縁層７４によって封止される。導電層６３を形成した後、大気に曝すことなく、絶
縁層７４を形成することが好ましい。
絶縁層７４は、樹脂層２３の耐熱温度以下かつ発光素子６０の耐熱温度以下の温度で形成
する。絶縁層７４は、加熱処理の温度より低い温度で形成することが好ましい。
絶縁層７４は、例えば、上述した絶縁層３１に用いることのできるバリア性の高い無機絶
縁膜が含まれる構成とすることが好ましい。また、無機絶縁膜と有機絶縁膜を積層して用
いてもよい。
絶縁層７４は、ＡＬＤ法やスパッタリング法等を用いて形成することができる。ＡＬＤ法
及びスパッタリング法は低温成膜が可能であるため好ましい。ＡＬＤ法を用いると絶縁層
７４のカバレッジが良好となり好ましい。
次に、絶縁層７４上に保護層７５を形成する（図６（Ａ））。保護層７５としては、図４
（Ｄ）に示すように、接着層７５ｂ及び基板７５ａを用いてもよい。
次に、樹脂層２３に分離の起点を形成する（図６（Ｂ１）、（Ｂ２））。
例えば、保護層７５側から、樹脂層２３の端部よりも内側に刃物などの鋭利な形状の器具
６５を差し込み、枠状に切れ目６４を入れる。
または、樹脂層２３に、枠状にレーザ光を照射してもよい。
なお、１枚の作製基板で複数の表示装置を形成する（多面取りする）場合、１つの樹脂層
２３を用いて、複数の表示装置を形成することができる。例えば、図６（Ｂ２）の切れ目
６４の内側に、複数の表示装置が配置される。これにより、複数の表示装置を一度にまと
めて作製基板と分離することができる。
または、複数の樹脂層２３を用いて、表示装置ごとに樹脂層２３を作り分けてもよい。図
６（Ｂ３）では、作製基板上に、４つの樹脂層２３を形成する例を示す。４つの樹脂層２
３それぞれに、枠状に切れ目６４を入れることで、各表示装置を異なるタイミングで作製
基板と分離することができる。
作製方法例１では、金属酸化物層２０上に、樹脂層２３が接する部分と、絶縁層３１が接
する部分と、を設ける。金属酸化物層２０と絶縁層３１との密着性（接着性）は、金属酸
化物層２０と樹脂層２３との密着性（接着性）よりも高い。そのため、樹脂層２３が金属
酸化物層２０から意図せず剥がれることを抑制できる。そして、分離の起点を形成するこ
とで、所望のタイミングで、金属酸化物層２０と樹脂層２３とを分離することができる。
したがって、分離のタイミングを制御でき、かつ、分離に要する力が小さい。これにより
、分離工程、及び表示装置の作製工程の歩留まりを高めることができる。
次に、金属酸化物層２０と樹脂層２３とを分離する（図７（Ａ））。
そして、露出した樹脂層２３に、接着層２８を用いて、基板２９を貼り合わせる（図７（
Ｂ））。
基板２９は、表示装置の支持基板として機能することができる。基板２９にはフィルムを
用いることが好ましく、特に樹脂フィルムを用いることが好ましい。これにより表示装置
の軽量化、薄型化が可能となる。また、フィルム基板を用いた表示装置は、ガラスや金属
などを用いる場合に比べて、破損しにくい。また、表示装置の可撓性を高めることができ
る。
本実施の形態の剥離方法を用いることで、作製基板１４上に作製したトランジスタ４０及
び発光素子６０等を、作製基板１４から剥離し、基板２９に転置することができる。
接着層２８には、接着層７５ｂに用いることができる材料を適用することができる。基板
２９には、基板７５ａに用いることができる材料を適用することができる。
なお、本実施の形態で用いる樹脂層２３は着色していることがある。そのため、発光素子
６０の発光が樹脂層２３を介して取り出される場合、樹脂層２３が着色していることで、
光取り出し効率が低下する、取り出される光の色味が変わる、表示品位が低下する等の不
具合が生じることがある。したがって、着色している樹脂層２３は、剥離により露出した
後に除去されることが好ましい。
樹脂層２３は、ウエットエッチング装置、ドライエッチング装置、アッシング装置等を用
いて除去することができる。特に、酸素プラズマを用いたアッシングを行って樹脂層２３
を除去することが好ましい。
作製方法例１では、金属酸化物層２０及び樹脂層２３（または第１の層２４）を積層し、
加熱処理を行う。これにより、金属酸化物層２０と樹脂層２３との密着性もしくは接着性
を低下させることができる。そのため、樹脂層２３の一面全体にレーザ照射を行うことな
く、作製基板１４と樹脂層２３とを分離することができる。これにより、低コストで表示
装置を作製することができる。
［表示装置の構成例１］
図８（Ａ）は、表示装置１０Ａの上面図である。図８（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ、表示
装置１０Ａの表示部３８１の断面図及びＦＰＣ３７２との接続部の断面図の一例である。
表示装置１０Ａは、上記の作製方法例１を用いて作製することができる。表示装置１０Ａ
は、曲がった状態に保持することや、繰り返し曲げることなどが可能である。
表示装置１０Ａは、保護層７５及び基板２９を有する。保護層７５側が表示装置の表示面
側である。表示装置１０Ａは、表示部３８１及び駆動回路部３８２を有する。表示装置１
０ＡにはＦＰＣ３７２が貼り付けられている。
接続体７６を介して、導電層４３ｃとＦＰＣ３７２とが電気的に接続されている（図８（
Ｂ）、（Ｃ））。導電層４３ｃは、トランジスタのソース及びドレインと同一の材料及び
同一の工程で形成することができる。
接続体７６としては、様々な異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃ
ｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）及び異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐ
ｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）等を用いることができる。
図８（Ｃ）に示す表示装置は、トランジスタ４０を有さず、トランジスタ４９を有してい
る点、樹脂層２３を有さない点、及び、絶縁層３３上に着色層９７を有する点で、図８（
Ｂ）の構成と異なる。ボトムエミッション型の発光素子６０を用いる場合、発光素子６０
よりも基板２９側に着色層９７を有していてもよい。樹脂層２３が着色している場合、樹
脂層２３を表示装置に残さないことで、表示装置の表示品位を向上させることができる。
図８（Ｃ）に示すトランジスタ４９は、図８（Ｂ）に示すトランジスタ４０の構成に加え
て、ゲートとして機能する導電層４５を有する。
トランジスタ４９には、チャネルが形成される半導体層を２つのゲートで挟持する構成が
適用されている。このような構成とすることで、トランジスタの閾値電圧を制御すること
ができる。２つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジス
タを駆動してもよい。このようなトランジスタは他のトランジスタと比較して電界効果移
動度を高めることが可能であり、オン電流を増大させることができる。その結果、高速駆
動が可能な回路を作製することができる。さらには、回路部の占有面積を縮小することが
可能となる。オン電流の大きなトランジスタを適用することで、表示装置を大型化、また
は高精細化したときに配線数が増大したとしても、各配線における信号遅延を低減するこ
とが可能であり、表示ムラを抑制することができる。
または、２つのゲートのうち、一方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動
のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御することができる。
［作製方法例２］
まず、上記剥離方法と同様に、作製基板１４上に、金属酸化物層２０から絶縁層３１まで
を形成する（図９（Ａ））。
次に、絶縁層３１上にトランジスタ８０を形成する（図９（Ｂ））。
ここではトランジスタ８０として、金属酸化物層８３と２つのゲートを有するトランジス
タを作製する場合を示す。
トランジスタ８０は、樹脂層２３の耐熱温度以下の温度で形成する。加熱処理の温度より
低い温度で形成することが好ましい。
具体的には、まず、絶縁層３１上に導電層８１を形成する。導電層８１は、導電膜を成膜
した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除
去することで形成できる。
続いて、絶縁層８２を形成する。絶縁層８２は、絶縁層３１に用いることのできる無機絶
縁膜を援用できる。
続いて、金属酸化物層８３を形成する。金属酸化物層８３は、金属酸化物膜を成膜した後
、レジストマスクを形成し、当該金属酸化物膜をエッチングした後にレジストマスクを除
去することで形成できる。金属酸化物層８３は、金属酸化物層４４に用いることのできる
材料を援用できる。
続いて、絶縁層８４及び導電層８５を形成する。絶縁層８４は、絶縁層３１に用いること
のできる無機絶縁膜を援用できる。絶縁層８４及び導電層８５は、絶縁層８４となる絶縁
膜と、導電層８５となる導電膜とを成膜した後、レジストマスクを形成し、当該絶縁膜及
び当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。
次に、金属酸化物層８３、絶縁層８４、及び導電層８５を覆う絶縁層３３を形成する。絶
縁層３３は、絶縁層３１と同様の方法により形成することができる。
絶縁層３３は、水素を含むことが好ましい。絶縁層３３に含まれる水素が、絶縁層３３と
接する金属酸化物層８３に拡散し、金属酸化物層８３の一部が低抵抗化する。金属酸化物
層８３の一部が低抵抗領域として機能するため、トランジスタ８０のオン電流の増大及び
電界効果移動度の向上が可能である。
次に、絶縁層３３に、金属酸化物層８３に達する開口を形成する。
続いて、導電層８６ａ及び導電層８６ｂを形成する。導電層８６ａ及び導電層８６ｂは、
導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジス
トマスクを除去することにより形成できる。導電層８６ａ及び導電層８６ｂは、それぞれ
、絶縁層３３の開口を介して金属酸化物層８３と電気的に接続される。
以上のようにして、トランジスタ８０を作製できる（図９（Ｂ））。トランジスタ８０に
おいて、導電層８１の一部はゲートとして機能し、絶縁層８４の一部はゲート絶縁層とし
て機能し、絶縁層８２の一部はゲート絶縁層として機能し、導電層８５の一部はゲートと
して機能する。金属酸化物層８３はチャネル領域と低抵抗領域とを有する。チャネル領域
は絶縁層８４を介して導電層８５と重なる。低抵抗領域は導電層８６ａと接続される部分
と、導電層８６ｂと接続される部分と、を有する。
次に、絶縁層３３上に絶縁層３４から発光素子６０までを形成する（図９（Ｃ））。これ
らの工程は作製方法例１を参照できる。
また、図９（Ａ）～（Ｃ）までの工程とは独立して、図１０（Ａ）～（Ｃ）の工程を行う
。まず、作製基板１４上に金属酸化物層２０を形成する工程と同様に、作製基板９１上に
、金属酸化物層９２を形成する（図１０（Ａ））。次に、金属酸化物層２０上に樹脂層２
３を形成する工程と同様に、金属酸化物層９２上に第１の層を形成し、加熱処理を行うこ
とで、樹脂層９３を形成する（図１０（Ｂ））。そして、樹脂層２３上に絶縁層３１を形
成する工程と同様に、樹脂層９３上に、樹脂層９３の端部を覆う絶縁層９５を形成する（
図１０（Ｂ））。
次に、絶縁層９５上に、着色層９７及び遮光層９８を形成する（図１０（Ｃ））。
着色層９７として、カラーフィルタ等を用いることができる。着色層９７は発光素子６０
の表示領域と重なるように配置する。
遮光層９８として、ブラックマトリクス等を用いることができる。遮光層９８は、絶縁層
３５と重なるように配置する。
次に、作製基板１４のトランジスタ８０等が形成されている面と、作製基板９１の樹脂層
９３等が形成されている面とを、接着層９９を用いて貼り合わせる（図１０（Ｄ））。
次に、樹脂層２３に分離の起点を形成する（図１１（Ａ）、（Ｂ））。作製基板１４と作
製基板９１はどちらを先に分離してもよい。ここでは、作製基板９１よりも先に作製基板
１４を分離する例を示す。
例えば、作製基板１４側から、樹脂層２３に、枠状にレーザ光６６を照射する（図１１（
Ｂ）に示すレーザ光の照射領域６７参照）。作製基板１４及び作製基板９１にガラスなど
の硬質基板を用いる場合に好適である。
分離の起点を形成するために用いるレーザには特に限定はない。例えば、連続発振型のレ
ーザやパルス発振型のレーザを用いることができる。レーザ光の照射条件（周波数、パワ
ー密度、エネルギー密度、ビームプロファイル等）は、作製基板や樹脂層の厚さ、材料等
を考慮して適宜制御する。
作製方法例２では、金属酸化物層２０上に、樹脂層２３が接する部分と、絶縁層３１が接
する部分と、を設ける。金属酸化物層２０と絶縁層３１との密着性（接着性）は、金属酸
化物層２０と樹脂層２３との密着性（接着性）よりも高い。そのため、樹脂層２３が金属
酸化物層２０から意図せず剥がれることを抑制できる。同様に、金属酸化物層９２上には
、樹脂層９３が接する部分と、絶縁層９５が接する部分と、を設ける。金属酸化物層９２
と絶縁層９５との密着性（接着性）は、金属酸化物層９２と樹脂層９３との密着性（接着
性）よりも高い。そのため、樹脂層９３が金属酸化物層９２から意図せず剥がれることを
抑制できる。
そして、樹脂層２３または樹脂層９３の一方のみに分離の起点を形成する。樹脂層２３と
樹脂層９３とで、分離の起点を形成するタイミングを変えることができるため、作製基板
１４と作製基板９１をそれぞれ別工程で分離することができる。これにより、分離工程、
及び表示装置の作製工程の歩留まりを高めることができる。
レーザ光６６は、樹脂層２３の一面全体に照射する必要はなく、部分的に照射する。その
ため、高価かつランニングコストの高いレーザ装置は不要である。
次に、作製基板１４とトランジスタ８０とを分離する（図１２（Ａ））。ここでは、枠状
にレーザ光６６を照射した内側の部分（図１１（Ｂ）に示すレーザ光の照射領域６７の内
側の部分ともいえる。）と、作製基板１４とを分離する例を示す。また、図１２（Ａ）で
は、枠状にレーザ光６６を照射した外側の部分において、接着層９９中で分離が生じる（
接着層９９が凝集破壊する）例を示すが、これに限られない。例えば、照射領域６７の外
側において、接着層９９は絶縁層９５または絶縁層３３との間で分離が生じる（界面破壊
または接着破壊が生じるともいう）場合がある。
作製方法例２では、金属酸化物層２０及び樹脂層２３（または第１の層２４）を積層し、
加熱処理を行う。これにより、金属酸化物層２０と樹脂層２３との密着性もしくは接着性
を低下させることができる。そのため、樹脂層２３の一面全体にレーザ照射を行うことな
く、作製基板１４と樹脂層２３とを分離することができる。これにより、低コストで表示
装置を作製することができる。
次に、作製基板１４から分離することで露出した樹脂層２３と、基板２９とを、接着層２
８を用いて貼り合わせる（図１２（Ｂ））。基板２９は、表示装置の支持基板として機能
することができる。
次に、樹脂層９３に分離の起点を形成する（図１３（Ａ））。
図１３（Ａ）では、基板２９側から、樹脂層９３の端部よりも内側に刃物などの鋭利な形
状の器具６５を差し込み、枠状に切れ目を入れる。基板２９に樹脂を用いる場合に好適で
ある。
または、樹脂層２３に分離の起点を形成した際と同様に、作製基板９１側から、樹脂層９
３に、枠状にレーザ光を照射してもよい。
分離の起点を形成することで、所望のタイミングで、作製基板９１と樹脂層９３とを分離
することができる。したがって、分離のタイミングを制御でき、かつ、分離に要する力が
小さい。これにより、分離工程、及び表示装置の作製工程の歩留まりを高めることができ
る。
次に、作製基板９１とトランジスタ８０とを分離する（図１３（Ｂ））。ここでは、枠状
に切れ目を入れた内側の部分と作製基板９１とを分離する例を示す。
作製方法例２では、金属酸化物層９２及び樹脂層９３（または第１の層）を積層し、加熱
処理を行う。これにより、金属酸化物層９２と樹脂層９３との密着性もしくは接着性を低
下させることができる。そのため、樹脂層９３の一面全体にレーザ照射を行うことなく、
作製基板９１と樹脂層９３とを分離することができる。これにより、低コストで表示装置
を作製することができる。
次に、作製基板９１から分離することで露出した樹脂層９３と、基板２２とを、接着層１
３を用いて貼り合わせる（図１４（Ａ））。基板２２は、表示装置の支持基板として機能
することができる。
図１４（Ａ）において、発光素子６０の発光は、着色層９７、絶縁層９５、及び樹脂層９
３を通して、表示装置の外部に取り出される。そのため、樹脂層９３の可視光の透過率は
高いことが好ましい。本発明の一態様では、樹脂層９３の厚さを薄くすることができる。
そのため、樹脂層９３の可視光の透過率を高め、発光素子６０の光取り出し効率の低下を
抑制できる。
樹脂層９３を除去してもよい。これにより、発光素子６０の光取り出し効率をさらに高め
ることができる。図１４（Ｂ）では、樹脂層９３を除去し、接着層１３を用いて絶縁層９
５に基板２２を貼り合わせた例を示す。
接着層１３には、接着層７５ｂに用いることができる材料を適用できる。
基板２２には、基板７５ａに用いることができる材料を適用できる。
作製方法例２は、本発明の一態様の剥離方法を２回行って表示装置を作製する例である。
本発明の一態様では、表示装置を構成する機能素子等は、全て作製基板上で形成するため
、精細度の高い表示装置を作製する場合においても、可撓性を有する基板には、高い位置
合わせ精度が要求されない。よって、簡便に可撓性を有する基板を貼り付けることができ
る。
［変形例］
作製方法例２（図１０（Ｄ））では、接着層９９が、金属酸化物層２０と絶縁層３１とが
接している部分、及び金属酸化物層９２と絶縁層９５とが接している部分の双方と重ねて
設けられる場合を示した。
金属酸化物層２０と絶縁層３１の密着性（接着性）、及び金属酸化物層９２と絶縁層９５
の密着性（接着性）は、それぞれ、金属酸化物層２０と樹脂層２３の密着性（接着性）、
及び金属酸化物層９２と樹脂層９３の密着性（接着性）よりも高い。
金属酸化物層２０と絶縁層３１の界面または金属酸化物層９２と絶縁層９５の界面で剥離
を行うと、剥離不良が生じるなど、剥離の歩留まりが低下することがある。そのため、樹
脂層に分離の起点を枠状に形成した後、樹脂層と重なる部分のみを作製基板と分離する工
程が好適である。
一方、図１５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、接着層９９を、金属酸化物層２０と絶縁層３
１とが接している部分、及び金属酸化物層９２と絶縁層９５とが接している部分とは重ね
ない構成とすることができる。
例えば、流動性の低い接着剤、または接着シートなどを接着層９９に用いると、接着層９
９を島状に形成することが容易である（図１５（Ａ））。
または、枠状の隔壁９６を形成し、隔壁９６に囲まれた内側に接着層９９を充填し硬化し
てもよい（図１５（Ｂ））。
隔壁９６を表示装置の構成要素として用いる場合、隔壁９６には、硬化した樹脂を用いる
ことが好ましい。このとき、隔壁９６も、金属酸化物層２０と絶縁層３１とが接している
部分、及び金属酸化物層９２と絶縁層９５とが接している部分とは重ねないことが好まし
い。
隔壁９６を表示装置の構成要素として用いない場合、隔壁９６には、未硬化または半硬化
の樹脂を用いることが好ましい。このとき、隔壁９６を金属酸化物層２０と絶縁層３１と
が接している部分、及び金属酸化物層９２と絶縁層９５とが接している部分の一方または
双方と重ねてもよい。
本実施の形態では、隔壁９６に未硬化の樹脂を用い、隔壁９６が、金属酸化物層２０と絶
縁層３１とが接している部分、及び金属酸化物層９２と絶縁層９５とが接している部分と
重ならない例を示す。
接着層９９が、金属酸化物層２０と絶縁層３１とが接している部分、及び金属酸化物層９
２と絶縁層９５とが接している部分と重ならない構成における分離の起点の形成方法につ
いて説明する。以下では、作製基板９１を剥離する例を示す。作製基板１４を剥離する場
合にも同様の方法を用いることができる。
図１６（Ａ）～（Ｅ）では、作製基板９１と樹脂層９３とを分離する場合のレーザ光６６
の照射位置を説明する。
図１６（Ａ）に示すように、樹脂層９３と接着層９９とが重なる領域の少なくとも１か所
に、レーザ光６６を照射することで、分離の起点を形成できる。
分離の起点に、作製基板９１と樹脂層９３を引き離す力が集中することが好ましいため、
接着層９９の中央部よりも端部近傍に分離の起点を形成することが好ましい。特に、端部
近傍の中でも、辺部近傍に比べて、角部近傍に分離の起点を形成することが好ましい。
図１６（Ｂ）～（Ｅ）に、レーザ光の照射領域６７の一例を示す。
図１６（Ｂ）では、接着層９９の角部に１か所、レーザ光の照射領域６７を示す。
連続的もしくは断続的にレーザ光を照射することで、実線状もしくは破線状の分離の起点
を形成することができる。図１６（Ｃ）では、接着層９９の角部に３か所、レーザ光の照
射領域６７を示す。図１６（Ｄ）では、レーザ光の照射領域６７が、接着層９９の一辺に
接し、かつ接着層９９の一辺に沿って伸びている例を示す。図１６（Ｅ）に示すように、
レーザ光の照射領域６７が、接着層９９と樹脂層９３とが重なる領域だけでなく、硬化状
態でない隔壁９６と樹脂層９３とが重なる領域に位置してもよい。
その後、作製基板９１と樹脂層９３とを分離することができる。なお、作製基板１４側に
隔壁９６の一部が残存することがある。隔壁９６は、除去してもよいし、除去せず、次の
工程に進んでもよい。
［表示装置の構成例２］
図１７（Ａ）は、表示装置１０Ｂの上面図である。図１７（Ｂ）は、表示装置１０Ｂの表
示部３８１の断面図及びＦＰＣ３７２との接続部の断面図の一例である。
表示装置１０Ｂは、上記の作製方法例２を用いて作製することができる。表示装置１０Ｂ
は、曲がった状態に保持することや、繰り返し曲げることなどが可能である。
表示装置１０Ｂは、基板２２及び基板２９を有する。基板２２側が表示装置１０Ｂの表示
面側である。表示装置１０Ｂは、表示部３８１及び駆動回路部３８２を有する。表示装置
１０ＢにはＦＰＣ３７２が貼り付けられている。
基板２２及び基板２９にはフィルムを用いることが好ましく、特に樹脂フィルムを用いる
ことが好ましい。これにより表示装置の軽量化、薄型化が可能となる。また、フィルム基
板を用いた表示装置は、ガラスや金属などを用いる場合に比べて、破損しにくい。また、
表示装置の可撓性を高めることができる。
接続体７６を介して、導電層８６ｃとＦＰＣ３７２とが電気的に接続されている（図１７
（Ｂ））。導電層８６ｃは、トランジスタのソース及びドレインと同一の材料及び同一の
工程で形成することができる。
［積層体の作製装置の例］
次に、図１８を用いて、積層体の作製装置の一例を説明する。図１８に示す積層体の作製
装置は、本実施の形態の剥離方法を用いて作製基板から被剥離層を剥離し、被剥離層を別
の基板に転置することができる。図１８に示す積層体の作製装置を用いて、半導体装置、
表示装置等の積層体を作製することができる。
図１８に示す積層体の作製装置は、複数の搬送ローラ（搬送ローラ６４３、６４４、６４
５等）、テープリール６０２、巻き取りリール６８３、方向転換ローラ６０４、及び押圧
ローラ６０６を有する。
テープリール６０２は、ロールシート状の支持体６０１を繰り出すことができる。支持体
６０１を繰り出す速度は可変であることが好ましい。例えば、該速度を比較的遅くするこ
とで、積層体の剥離不良、または剥離した部材におけるクラックの発生を抑制できる。
巻き取りリール６８３は、積層体５９を巻き取ることができる。
テープリール６０２及び巻き取りリール６８３を用いて、支持体６０１に張力を加えるこ
とができる。
支持体６０１は、連続的または間欠的に繰り出される。支持体６０１を連続的に繰り出す
と、均一な速度、均一な力で剥離を行うことができるため、好ましい。剥離工程において
は、剥離の進行が途中で停止することなく連続することが好ましく、等速で剥離を進行さ
せることがより好ましい。剥離の進行を途中で停止し再び当該領域から剥離を始めると、
剥離の進行が連続した場合とは異なり、当該領域に歪等がかかる。そのため、当該領域の
微細構造の変化、または当該領域にある電子デバイス等の特性変化が起こり、例えば表示
装置などでは、その影響が表示に現れることがある。
支持体６０１として、有機樹脂、金属、合金、またはガラス等を用いたロールシート状の
フィルムを用いることができる。
図１８では、支持体６０１に、可撓性基板など、作製する装置（例えばフレキシブルデバ
イス）を残部５６ａとともに構成する部材を用いる。支持体６０１は、キャリアテープな
ど、作製する装置を構成しない部材であってもよい。
複数の搬送ローラは、積層体５６を搬送することができる。積層体５６を搬送する搬送機
構は、搬送ローラに限られず、ベルトコンベア、または搬送ロボット等を用いてもよい。
また、搬送機構上のステージに、積層体５６を配置してもよい。
搬送ローラ６４３、搬送ローラ６４４、または搬送ローラ６４５は、複数に並べられた搬
送ローラの１つであり、所定の間隔で設けられ、積層体５６（または一方の表層５６ｂ）
の送出方向（実線矢印で示す右回転する方向）に回転駆動される。複数に並べられた搬送
ローラは、それぞれ図示しない駆動部（モータ等）により回転駆動される。
方向転換ローラ６０４によって、支持体６０１の送り方向を変えることができる。図１８
では、方向転換ローラ６０４は、テープリール６０２と押圧ローラ６０６の間に位置する
例を示す。
支持体６０１は、押圧ローラ６０６及び搬送ローラ６４５によって、積層体５６（残部５
６ａ）に貼り付けられる。
図１８の構成では、支持体６０１が、押圧ローラ６０６に届く手前で、積層体５６と接触
することを抑制できる。そのため、支持体６０１と積層体５６の間に気泡が混入すること
を抑制できる。
押圧ローラ６０６は、図示しない駆動部（モータ等）により回転駆動される。押圧ローラ
６０６が回転することで、積層体５６に残部５６ａを引き剥がす力がかかり、残部５６ａ
が剥がれる。このとき、積層体５６に剥離の起点が形成されていることが好ましい。残部
５６ａは、剥離の起点から剥がれ始める。そして、積層体５６は、残部５６ａと一方の表
層５６ｂに分離される。
積層体５６から残部５６ａを引き剥がす機構は、押圧ローラ６０６に限られず、凸面（凸
曲面、凸状の曲面ともいえる）を有する構造体を適用することができる。例えば、円筒状
（円柱状、直円柱状、楕円柱状、放物柱状、なども含む）、球状等の構造物を用いること
ができる。例えば、ドラム状のローラ等のローラを用いることができる。構造体の形状の
一例として、底面が曲線で構成される柱体（底面が正円である円柱や、底面が楕円である
楕円柱など）や、底面が直線及び曲線で構成される柱体（底面が半円、半楕円である柱体
など）が挙げられる。構造体の形状がこれらの柱体のいずれかであるとき、凸面は、該柱
体の曲面の部分にあたる。
構造体の材質としては、金属、合金、有機樹脂、ゴム等が挙げられる。構造体は内部に空
間または空洞を有してもよい。ゴムとしては、天然ゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、
ネオプレンゴム等が挙げられる。ゴムを用いる場合には、摩擦または剥離による帯電が生
じにくい材料を用いる、または静電気を防止する対策を行うことが好ましい。例えば、図
１８に示す押圧ローラ６０６は、ゴムまたは有機樹脂を用いた中空の円筒６０６ａと、円
筒６０６ａの内側に位置する、金属または合金を用いた円柱６０６ｂと、を有する。
押圧ローラ６０６の回転速度は可変であることが好ましい。押圧ローラ６０６の回転速度
を制御することで、剥離の歩留まりをより高めることができる。
押圧ローラ６０６や複数の搬送ローラは、少なくとも一方向（例えば、上下、左右、また
は前後等）に移動可能であってもよい。押圧ローラ６０６の凸面と搬送ローラの支持面の
間の距離が可変であると、様々な厚みの積層体の剥離が行えるため好ましい。
押圧ローラ６０６が支持体６０１を折り返す角度に特に限定はない。図１８では、押圧ロ
ーラ６０６が支持体６０１を折り返す角度が鈍角である例を示す。
図１８に示す積層体の作製装置は、さらに、ローラ６１７を有する。ローラ６１７は、凸
面に沿って、支持体６０１を押圧ローラ６０６から巻き取りリール６８３に送ることがで
きる。
ローラ６１７は、一以上の方向に移動可能である。
ローラ６１７の軸が移動することで、ローラ６１７は、支持体６０１に張力を加えること
ができる。つまり、ローラ６１７は、テンションローラということができる。具体的には
、支持体６０１を、押圧ローラ６０６によって変えられた送り方向に引っ張ることができ
る。
ローラ６１７の軸が移動することで、ローラ６１７は、押圧ローラ６０６が支持体６０１
を折り返す角度を制御することができる。
ローラ６１７は、支持体６０１を折り返し、支持体６０１の送り方向を変えることができ
る。例えば、支持体６０１の送り方向を水平方向に変えてもよい。または、ローラ６１７
が、支持体６０１を折り返し、支持体６０１の送り方向を変えた後、ローラ６１７と巻き
取りリール６８３の間に位置する方向転換ローラ６０７によって、さらに支持体６０１の
送り方向を変え、支持体６０１の送り方向を水平方向にしてもよい。
図１８に示す積層体の作製装置は、さらに、ガイドローラ（ガイドローラ６３１、６３２
、６３３等）、巻き取りリール６１３、液体供給機構６５９、乾燥機構６１４、及び、イ
オナイザ（イオナイザ６３９、６２０）を有する。
積層体の作製装置は、支持体６０１を巻き取りリール６８３まで案内するガイドローラを
有していてもよい。ガイドローラは単数であっても複数であってもよい。ガイドローラ６
３２のように、ガイドローラは、支持体６０１に張力を加えることができてもよい。
支持体６０１の少なくとも一方の面にテープ６００（セパレートフィルムともよぶ）が貼
り合わされていてもよい。このとき、積層体の作製装置は、支持体６０１の一方の面に貼
り合わされたテープ６００を巻き取ることができるリールを有していることが好ましい。
図１８では、巻き取りリール６１３が、テープリール６０２と押圧ローラ６０６の間に位
置する例を示す。さらに、積層体の作製装置は、ガイドローラ６３４を有していてもよい
。ガイドローラ６３４は、テープ６００を巻き取りリール６１３まで案内することができ
る。
積層体の作製装置は、乾燥機構６１４を有していてもよい。残部５６ａに含まれる機能素
子（例えば、トランジスタや薄膜集積回路）は静電気に弱いため、剥離を行う前に残部５
６ａと一方の表層５６ｂの界面に液体を供給するか、当該界面に液体を供給しながら剥離
を行うことが好ましい。また、剥離の進行部に液体が存在することで剥離に要する力を低
下させることができる。液体供給機構６５９を用いて、当該界面に液体を供給しながら剥
離を行うことができる。残部５６ａに付着したまま液体が揮発するとウォーターマークが
形成されることがあるため、剥離直後に液体を除去することが好ましい。したがって、機
能素子を含む残部５６ａに対してブローを行い、残部５６ａ上に残った液滴を除去するこ
とが好ましい。これにより、ウォーターマークの発生を抑えることができる。また、支持
体６０１の撓みを防止するためにキャリアプレート６０９を有していてもよい。
水平面に対して斜め方向に支持体６０１を搬送しながら、支持体６０１の傾きに沿って下
方向に気流を流し、液滴を下に落とすことが好ましい。
支持体６０１の搬送方向は、水平面に対して垂直とすることもできるが、水平面に対して
斜め方向である方が、搬送中の支持体６０１が安定となり、振動を抑制できる。
工程中、静電気が発生する恐れのある位置では、積層体の作製装置が有する静電気除去器
を用いることが好ましい。静電気除去器としては、特に限定はないが、例えば、コロナ放
電方式、軟Ｘ線方式、紫外線方式等のイオナイザを用いることができる。
例えば、積層体の作製装置にイオナイザを設け、イオナイザからエアまたは窒素ガス等を
、残部５６ａに吹き付けて除電処理を行い、静電気による機能素子への影響を低減するこ
とが好ましい。特に、２つの部材を貼り合わせる工程及び１つの部材を分離する工程では
、それぞれ、イオナイザを用いることが好ましい。
例えば、イオナイザ６３９を用いて、残部５６ａと一方の表層５６ｂの界面近傍にイオン
を照射し、静電気を取り除きながら、積層体５６を残部５６ａと一方の表層５６ｂに分離
することが好ましい。
積層体の作製装置は、基板ロードカセット６４１及び基板アンロードカセット６４２を有
していてもよい。例えば、積層体５６を基板ロードカセット６４１に供給することができ
る。基板ロードカセット６４１は、積層体５６を搬送機構等に供給することができる。ま
た、一方の表層５６ｂを基板アンロードカセット６４２に供給することができる。
図１８に示す積層体の作製装置では、積層体５６に支持体６０１を貼り付け、支持体６０
１を引っ張ることで残部５６ａを積層体５６から剥離する。支持体６０１を用いて、積層
体５６を自動的に分離することができ、作業時間の短縮及び製品の製造歩留まりを向上さ
せることができる。
一方の表層５６ｂと分離された残部５６ａは、接着剤を用いて支持体６７１と貼り合わさ
れる。これにより、支持体６０１、残部５６ａ、及び支持体６７１がこの順で積層された
積層体５９を作製することができる。
テープリール６７２は、ロールシート状の支持体６７１を繰り出すことができる。支持体
６７１には、支持体６０１と同様の材料を用いることができる。
テープリール６７２及び巻き取りリール６８３を用いて、支持体６７１に張力を加えるこ
とができる。
積層体の作製装置は、支持体６７１を巻き取りリール６８３まで案内するガイドローラ６
７７、６７８、６７９を有していてもよい。
方向転換ローラ６７６によって、支持体６７１の送り方向を変えることができる。
押圧ローラ６７５は、残部５６ａと、テープリール６７２が繰り出す支持体６７１を加圧
しながら貼り合わせることができる。これにより、支持体６７１と残部５６ａの間に気泡
が混入することを抑制できる。
支持体６７１の少なくとも一方の面に分離テープ６７０が貼り合わされていてもよい。リ
ール６７３は、分離テープ６７０を巻き取ることができる。ガイドローラ６７４は、分離
テープ６７０をリール６７３まで案内することができる。
作製された積層体５９は、巻き取られてもよいし、分断されてもよい。図１８では、巻き
取りリール６８３が積層体５９を巻き取る例を示す。ガイドローラ６６５、６６６のよう
に、積層体５９を巻き取りリール６８３に案内するガイドローラを有していてもよい。
図１８に示す積層体の作製装置では、押圧ローラ６０６を用いて、積層体５６から残部５
６ａを剥離し、押圧ローラ６７５を用いて残部５６ａを支持体６７１に転置することがで
きる。
以上のように、本実施の形態の剥離方法では、作製基板上に、金属酸化物層と樹脂層とを
積層し、加熱によって樹脂層の金属酸化物層に対する剥離性を制御する。線状レーザビー
ムの照射など、高価な装置が必要な処理が不要であるため、低コストである。また、金属
酸化物層上に樹脂層が接する部分と、絶縁層が接する部分とを設けることで、所望のタイ
ミングで、作製基板から樹脂層を剥離することができる。したがって、本実施の形態の剥
離方法を用いて、低コストかつ量産性高く表示装置等を作製できる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。また、本明細書にお
いて、１つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わ
せることが可能である。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の作製方法について図１９～図２３を用い
て説明する。
本実施の形態では、トランジスタのチャネル形成領域に、低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）
を用いる場合について説明する。
ＬＴＰＳを用いる場合、樹脂層は、耐熱性の高い材料を用いて形成することが好ましい。
さらに、樹脂層は、厚膜で形成することが好ましい。これにより、高温プロセスが可能と
なり、かつ、レーザ結晶化の工程でのダメージを緩和することができる。
まず、作製基板１４上に、金属酸化物層２０を形成する（図１９（Ａ））。金属酸化物層
２０の材料及び形成方法は、実施の形態１を参照することができる。
次に、金属酸化物層２０上に第１の層２４を形成する（図１９（Ｂ））。
第１の層２４の材料及び形成方法は、実施の形態１を参照することができる。本実施の形
態で用いる第１の層２４の材料の耐熱性は、十分に高いことが好ましい。
次に、所望の形状の第１の層２４に対して加熱処理を行うことで、樹脂層２３を形成する
（図１９（Ｃ））。ここでは、島状の樹脂層２３を形成する。
加熱処理の条件は、実施の形態１を参照することができる。
本実施の形態では、第１の層２４の材料に耐熱性の高い材料を用いるため、耐熱性の高い
樹脂層２３を形成することができる。
本実施の形態では、第１の層２４の材料に耐熱性の高い材料を用いるため、実施の形態１
に示した加熱温度よりも高い温度で、加熱処理を行うことができる。例えば、加熱処理の
温度は、４００℃以上６００℃以下が好ましく、４５０℃以上５５０℃以下がより好まし
い。
樹脂層２３の厚さは、１０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上
１００μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以上５０μｍ以下であることがさら
に好ましい。樹脂層２３が十分に厚いことで、レーザ結晶化の工程でのダメージを緩和す
ることができる。また、表示装置の剛性を高めることができる。
樹脂層２３の５％重量減少温度は、４００℃以上６００℃以下が好ましく、４５０℃以上
６００℃以下がより好ましく、５００℃以上６００℃以下がさらに好ましい。
次に、作製基板１４上及び樹脂層２３上に、絶縁層３１を形成する（図１９（Ｄ））。
絶縁層３１は、樹脂層２３の耐熱温度以下の温度で形成する。絶縁層３１は、加熱処理の
温度より低い温度で形成することが好ましい。
絶縁層３１は、樹脂層２３に含まれる不純物が、後に形成するトランジスタや表示素子に
拡散することを防ぐバリア層として用いることができる。例えば、絶縁層３１は、樹脂層
２３を加熱した際に、樹脂層２３に含まれる水分等がトランジスタや表示素子に拡散する
ことを防ぐことが好ましい。そのため、絶縁層３１は、バリア性が高いことが好ましい。
絶縁層３１には、実施の形態１で例示した材料を用いることができる。
次に、絶縁層３１上に、トランジスタ１４０を形成する（図１９（Ｅ）、図２０（Ａ）～
図２０（Ｅ））。
ここではトランジスタ１４０として、チャネル形成領域にＬＴＰＳを有する、トップゲー
ト構造のトランジスタを作製する場合を示す。
まず、絶縁層３１上に、スパッタリング法、またはＣＶＤ法などを用いて、半導体膜を形
成する。本実施の形態では、プラズマＣＶＤ装置を用いて、厚さ５０ｎｍの非晶質シリコ
ン膜１６１を成膜する。
次に、非晶質シリコン膜１６１に対して加熱処理を行うことが好ましい。これにより、非
晶質シリコン膜１６１中から、水素を脱離させることができる。具体的には、４００℃以
上５５０℃以下の温度で加熱することが好ましい。例えば、非晶質シリコン膜１６１の含
有水素量を５ａｔｏｍ％以下とすることで、結晶化工程での製造歩留まりを高めることが
できる。なお、非晶質シリコン膜１６１の含有水素量が低い場合、加熱処理を省略しても
よい。
本実施の形態では、樹脂層２３の耐熱性が高いため、非晶質シリコン膜１６１を高温で加
熱することができる。これにより、非晶質シリコン膜１６１中の水素を十分に脱離し、結
晶化工程での製造歩留まりを高めることができる。
次に、半導体膜を結晶化させることで、結晶構造を有する半導体膜１６２を形成する（図
２０（Ａ））。
半導体膜の上方よりレーザ光を照射することで半導体膜を結晶化させることができる。レ
ーザ光としては、例えば、１９３ｎｍ、２４８ｎｍ、３０８ｎｍ、または３５１ｎｍの波
長を用いることができる。または、金属の触媒元素を用いて、半導体膜を結晶化させても
よい。
本実施の形態では、樹脂層２３の耐熱性が高く、かつ樹脂層２３を厚膜で形成するため、
結晶化の際のダメージを緩和することができる。
次に、結晶構造を有する半導体膜１６２にチャネルドープを行ってもよい。
次に、結晶構造を有する半導体膜１６２を加工し、島状の半導体膜を形成する。
半導体膜の加工方法としては、ウエットエッチング法及びドライエッチング法のいずれか
一方または双方を用いることができる。
次に、絶縁層３１及び半導体膜上に絶縁層１６３及び導電層１６４を形成する。絶縁層１
６３は、絶縁層３１に用いることのできる無機絶縁膜を援用できる。絶縁層１６３及び導
電層１６４は、絶縁層１６３となる絶縁膜と、導電層１６４となる導電膜とを成膜した後
、マスクを形成し、当該絶縁膜及び当該導電膜をエッチングした後にマスクを除去するこ
とにより形成できる。
半導体膜の一部に不純物元素を添加することで、チャネル領域１６２ａ及び低抵抗領域１
６２ｂ（ソース領域及びドレイン領域ともいえる）を形成する。不純物元素を複数回添加
する（ライトドープとヘビードープを行う）ことで、チャネル領域１６２ａと低抵抗領域
１６２ｂの間にＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域を形成してもよ
い。絶縁層１６３及び導電層１６４、さらにはこれらを作製するために用いたマスクは、
不純物元素の添加の際のマスクとして機能することができる。
ｎチャネル型のトランジスタを作製する場合、不純物元素としては、半導体膜にｎ型の導
電性を付与する不純物を用いる。例えば、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｓ、Ｔｅ、Ｓｅ等の元素を用
いることができる。
ｐチャネル型のトランジスタを作製する場合、不純物元素としては、半導体膜にｐ型の導
電性を付与する不純物を用いる。例えば、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ等の元素を用いることができる
。
次に、半導体層、絶縁層１６３、及び導電層１６４を覆う絶縁層１６５を形成する（図２
０（Ｃ））。絶縁層１６５は、絶縁層３１と同様の方法により形成することができる。
次に、加熱処理を行う。これにより、半導体膜に添加した不純物を活性化させる。当該加
熱処理は、導電層１６４の酸化を防ぐため、絶縁層１６５を形成した後に行うことが好ま
しい。
本実施の形態では、樹脂層２３の耐熱性が高いため、不純物の活性化のための加熱処理を
高温で行うことができる。これにより、トランジスタの特性を高めることができる。
次に、絶縁層１６５上に絶縁層１６６を形成する（図２０（Ｄ））。絶縁層１６６は、絶
縁層３１と同様の方法により形成することができ、特に、水素を含む絶縁膜を形成する。
次に、加熱処理を行う。これにより、水素を含む絶縁層１６６から半導体膜中（特にチャ
ネル領域１６２ａ中）に水素を供給し、半導体膜中の欠陥を水素で終端することができる
。当該加熱処理は、水素を含む絶縁層１６６を形成した後に行うことが好ましい。当該加
熱処理は、水素を脱離させるために非晶質シリコン膜１６１に対して行った加熱処理より
も低い温度で行う。
本実施の形態では、樹脂層２３の耐熱性が高いため、水素化のための加熱処理を高温で行
うことができる。これにより、トランジスタの特性を高めることができる。
次に、絶縁層１６５及び絶縁層１６６に、半導体層の低抵抗領域１６２ｂに達する開口を
形成する。
続いて、導電層１６７ａ及び導電層１６７ｂを形成する。導電層１６７ａ及び導電層１６
７ｂは、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後
にレジストマスクを除去することにより形成できる。導電層１６７ａ及び導電層１６７ｂ
は、それぞれ、絶縁層１６５及び絶縁層１６６の開口を介して低抵抗領域１６２ｂと電気
的に接続される。
以上のようにして、トランジスタ１４０を作製できる（図２０（Ｅ））。トランジスタ１
４０において、導電層１６４の一部はゲートとして機能し、絶縁層１６３の一部はゲート
絶縁層として機能する。半導体層はチャネル領域１６２ａ及び低抵抗領域１６２ｂを有す
る。チャネル領域１６２ａは絶縁層１６３を介して導電層１６４と重なる。低抵抗領域１
６２ｂは導電層１６７ａと接続される部分と、導電層１６７ｂと接続される部分と、を有
する。
次に、絶縁層１６６上に絶縁層３４から保護層７５までを形成する（図２１（Ａ））。こ
れらの工程は実施の形態１を参照できる。
次に、樹脂層２３に分離の起点を形成する（図２１（Ｂ１）、（Ｂ２））。分離の起点の
形成方法は、実施の形態１を参照できる。
なお、１枚の作製基板で複数の表示装置を形成する（多面取りする）場合、１つの樹脂層
２３を用いて、複数の表示装置を形成することができる。例えば、図２１（Ｂ２）の切れ
目６４の内側に、複数の表示装置が配置される。これにより、複数の表示装置を一度にま
とめて作製基板と分離することができる。
または、複数の樹脂層２３を用いて、表示装置ごとに樹脂層２３を作り分けてもよい。図
２１（Ｂ３）では、作製基板上に、４つの樹脂層２３を形成する例を示す。４つの樹脂層
２３それぞれに、枠状に切れ目６４を入れることで、各表示装置を異なるタイミングで作
製基板と分離することができる。
本実施の形態では、金属酸化物層２０上に、樹脂層２３が接する部分と、絶縁層３１が接
する部分と、を設ける。金属酸化物層２０と絶縁層３１との密着性（接着性）は、金属酸
化物層２０と樹脂層２３との密着性（接着性）よりも高い。そのため、樹脂層２３が金属
酸化物層２０から意図せず剥がれることを抑制できる。そして、分離の起点を形成するこ
とで、所望のタイミングで、金属酸化物層２０と樹脂層２３とを分離することができる。
したがって、分離のタイミングを制御でき、かつ、分離に要する力が小さい。これにより
、分離工程、及び表示装置の作製工程の歩留まりを高めることができる。
次に、金属酸化物層２０と樹脂層２３とを分離する（図２２（Ａ））。
そして、露出した樹脂層２３に、接着層２８を用いて、基板２９を貼り合わせる（図２２
（Ｂ））。
基板２９は、表示装置の支持基板として機能することができる。基板２９にはフィルムを
用いることが好ましく、特に樹脂フィルムを用いることが好ましい。これにより表示装置
の軽量化、薄型化が可能となる。また、フィルム基板を用いた表示装置は、ガラスや金属
などを用いる場合に比べて、破損しにくい。また、表示装置の可撓性を高めることができ
る。
以上のように、耐熱性の高い材料を用い、樹脂層を厚膜で形成することで、トランジスタ
にＬＴＰＳが適用された表示装置を作製することができる。
［表示装置の構成例３］
図２３（Ａ）は、表示装置１０Ｃの上面図である。図２３（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ、
表示装置１０Ｃの表示部３８１の断面図及びＦＰＣ３７２との接続部の断面図の一例であ
る。
表示装置１０Ｃは、曲がった状態に保持することや、繰り返し曲げることなどが可能であ
る。
表示装置１０Ｃは、保護層７５及び基板２９を有する。保護層７５側が表示装置の表示面
側である。表示装置１０Ｃは、表示部３８１及び駆動回路部３８２を有する。表示装置１
０ＣにはＦＰＣ３７２が貼り付けられている。
接続体７６を介して、導電層４３ｃとＦＰＣ３７２とが電気的に接続されている（図２３
（Ｂ）、（Ｃ））。導電層４３ｃは、トランジスタのソース及びドレインと同一の材料及
び同一の工程で形成することができる。
図２３（Ｃ）に示す表示装置は、樹脂層２３及び絶縁層３１を有さず、樹脂層２３ａ、絶
縁層３１ａ、樹脂層２３ｂ、及び絶縁層３１ｂの積層構造を有する。このような積層構造
を有することで、表示装置の信頼性を高めることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様を適用して作製することができる表示装置及び入出力
装置について図２４～図３３を用いて説明する。
本実施の形態の表示装置は、可視光を反射する第１の表示素子と、可視光を発する第２の
表示素子とを有する。
本実施の形態の表示装置は、第１の表示素子が反射する光と、第２の表示素子が発する光
のうち、いずれか一方、または両方により、画像を表示する機能を有する。
第１の表示素子には、外光を反射して表示する素子を用いることができる。このような素
子は光源を持たない（人工光源を使用しない）ため、表示の際の消費電力を極めて小さく
することが可能となる。
第１の表示素子には、代表的には反射型の液晶素子を用いることができる。または、第１
の表示素子として、シャッター方式のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈ
ａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）素子、光干渉方式のＭＥＭＳ素子の他、マイクロカプセル
方式、電気泳動方式、エレクトロウェッティング方式、電子粉流体（登録商標）方式等を
適用した素子などを用いることができる。
第２の表示素子には、発光素子を用いることが好ましい。このような表示素子が射出する
光は、その輝度や色度が外光に左右されることがないため、色再現性が高く（色域が広く
）、コントラストの高い、鮮やかな表示を行うことができる。
第２の表示素子には、例えばＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ
Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＱＬＥＤ（Ｑ
ｕａｎｔｕｍ－ｄｏｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの自発光性の
発光素子を用いることができる。
本実施の形態の表示装置は、第１の表示素子のみを用いて画像を表示する第１のモード、
第２の表示素子のみを用いて画像を表示する第２のモード、並びに、第１の表示素子及び
第２の表示素子を用いて画像を表示する第３のモードを有し、これらのモードを自動また
は手動で切り替えて使用することができる。
第１のモードでは、第１の表示素子と外光を用いて画像を表示する。第１のモードは光源
が不要であるため、極めて低消費電力なモードである。例えば、表示装置に外光が十分に
入射されるとき（明るい環境下など）は、第１の表示素子が反射した光を用いて表示を行
うことができる。例えば、外光が十分に強く、かつ外光が白色光またはその近傍の光であ
る場合に有効である。第１のモードは、文字を表示することに適したモードである。また
、第１のモードは、外光を反射した光を用いるため、目に優しい表示を行うことができ、
目が疲れにくいという効果を奏する。
第２のモードでは、第２の表示素子による発光を利用して画像を表示する。そのため、照
度や外光の色度によらず、極めて鮮やかな（コントラストが高く、且つ色再現性の高い）
表示を行うことができる。例えば、夜間や暗い室内など、照度が極めて低い場合などに有
効である。また周囲が暗い場合、明るい表示を行うと使用者が眩しく感じてしまう場合が
ある。これを防ぐために、第２のモードでは輝度を抑えた表示を行うことが好ましい。こ
れにより、眩しさを抑えることに加え、消費電力も低減することができる。第２のモード
は、鮮やかな画像（静止画及び動画）などを表示することに適したモードである。
第３のモードでは、第１の表示素子による反射光と、第２の表示素子による発光の両方を
利用して表示を行う。第１のモードよりも鮮やかな表示をしつつ、第２のモードよりも消
費電力を抑えることができる。例えば、室内照明下や、朝方や夕方の時間帯など、照度が
比較的低い場合、外光の色度が白色ではない場合などに有効である。
このような構成とすることで、周囲の明るさによらず、視認性が高く利便性の高い表示装
置を実現できる。具体的には、外光下でも、室内でも、視認性が高く利便性の高い表示装
置を実現できる。
なお、第３のモードは、ハイブリッド表示方法を用いるモードということができる。
また、本実施の形態の表示装置及び入出力装置は、ハイブリッドディスプレイともいうこ
とができる。
ハイブリッド表示とは、１つのパネルにおいて、反射光と自発光とを併用して、色調また
は光強度を互いに補完して、文字及び／または画像を表示する方法である。または、ハイ
ブリッド表示とは、同一画素または同一副画素において、複数の表示素子からそれぞれの
光を用いて、文字及び／または画像を表示する方法である。ただし、ハイブリッド表示を
行っているハイブリッドディスプレイを局所的にみると、複数の表示素子のいずれか一を
用いて表示される画素または副画素と、複数の表示素子の二以上を用いて表示される画素
または副画素と、を有する場合がある。
なお、本明細書等において、上記構成のいずれか１つまたは複数の表現を満たすものを、
ハイブリッド表示という。
また、ハイブリッドディスプレイは、同一画素または同一副画素に複数の表示素子を有す
る。なお、複数の表示素子としては、例えば、光を反射する反射型素子と、光を射出する
自発光素子とが挙げられる。なお、反射型素子と、自発光素子とは、それぞれ独立に制御
することができる。ハイブリッドディスプレイは、表示部において、反射光及び自発光の
いずれか一方または双方を用いて、文字及び／または画像を表示する機能を有する。
本実施の形態の表示装置は、第１の表示素子を有する第１の画素と、第２の表示素子を有
する第２の画素とをそれぞれ複数有する。第１の画素と第２の画素は、それぞれ、マトリ
クス状に配置されることが好ましい。
第１の画素及び第２の画素は、それぞれ、１つ以上の副画素を有する構成とすることがで
きる。例えば、画素には、副画素を１つ有する構成（白色（Ｗ）など）、副画素を３つ有
する構成（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の３色、または、黄色（Ｙ）、シア
ン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の３色など）、または、副画素を４つ有する構成（赤色（
Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、白色（Ｗ）の４色、または、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、
青色（Ｂ）、黄色（Ｙ）の４色など）を適用できる。
本実施の形態の表示装置は、第１の画素と第２の画素のどちらでも、フルカラー表示を行
う構成とすることができる。または、本実施の形態の表示装置は、第１の画素では白黒表
示またはグレースケールでの表示を行い、第２の画素ではフルカラー表示を行う構成とす
ることができる。第１の画素を用いた白黒表示またはグレースケールでの表示は、文書情
報など、カラー表示を必要としない情報を表示することに適している。
図２４は、表示装置３００Ａの斜視概略図である。表示装置３００Ａは、基板３５１と基
板３６１とが貼り合わされた構成を有する。図２４では、基板３６１を破線で明示してい
る。
表示装置３００Ａは、表示部３６２、回路３６４、配線３６５等を有する。図２４では表
示装置３００ＡにＩＣ（集積回路）３７３及びＦＰＣ３７２が実装されている例を示して
いる。そのため、図２４に示す構成は、表示装置３００Ａ、ＩＣ、及びＦＰＣを有する表
示モジュールということもできる。
回路３６４としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。
配線３６５は、表示部３６２及び回路３６４に信号及び電力を供給する機能を有する。当
該信号及び電力は、ＦＰＣ３７２を介して外部から、またはＩＣ３７３から配線３６５に
入力される。
図２４では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ
Ｆｉｌｍ）方式等により、基板３５１にＩＣ３７３が設けられている例を示す。ＩＣ３
７３は、例えば走査線駆動回路または信号線駆動回路などを有するＩＣを適用できる。な
お、表示装置３００Ａ及び表示モジュールは、ＩＣを設けない構成としてもよい。また、
ＩＣを、ＣＯＦ方式等により、ＦＰＣに実装してもよい。
図２４には、表示部３６２の一部の拡大図を示している。表示部３６２には、複数の表示
素子が有する電極３１１ｂがマトリクス状に配置されている。電極３１１ｂは、可視光を
反射する機能を有し、液晶素子１８０の反射電極として機能する。
また、図２４に示すように、電極３１１ｂは開口４５１を有する。さらに表示部３６２は
、電極３１１ｂよりも基板３５１側に、発光素子１７０を有する。発光素子１７０からの
光は、電極３１１ｂの開口４５１を介して基板３６１側に射出される。発光素子１７０の
発光領域の面積と開口４５１の面積とは等しくてもよい。発光素子１７０の発光領域の面
積と開口４５１の面積のうち一方が他方よりも大きいと、位置ずれに対するマージンが大
きくなるため好ましい。特に、開口４５１の面積は、発光素子１７０の発光領域の面積に
比べて大きいことが好ましい。開口４５１が小さいと、発光素子１７０からの光の一部が
電極３１１ｂによって遮られ、外部に取り出せないことがある。開口４５１を十分に大き
くすることで、発光素子１７０の発光が無駄になることを抑制できる。
図２５に、図２４で示した表示装置３００Ａの、ＦＰＣ３７２を含む領域の一部、回路３
６４を含む領域の一部、及び表示部３６２を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断
面の一例を示す。
図２５に示す表示装置３００Ａは、基板３５１と基板３６１の間に、トランジスタ２０１
、トランジスタ２０３、トランジスタ２０５、トランジスタ２０６、液晶素子１８０、発
光素子１７０、絶縁層２２０、着色層１３１、着色層１３４等を有する。基板３６１と絶
縁層２２０は接着層１４１を介して接着されている。基板３５１と絶縁層２２０は接着層
１４２を介して接着されている。
基板３６１には、着色層１３１、遮光層１３２、絶縁層１２１、及び液晶素子１８０の共
通電極として機能する電極１１３、配向膜１３３ｂ、絶縁層１１７等が設けられている。
基板３６１の外側の面には、偏光板１３５を有する。絶縁層１２１は、平坦化層としての
機能を有していてもよい。絶縁層１２１により、電極１１３の表面を概略平坦にできるた
め、液晶層１１２の配向状態を均一にできる。絶縁層１１７は、液晶素子１８０のセルギ
ャップを保持するためのスペーサとして機能する。絶縁層１１７が可視光を透過する場合
は、絶縁層１１７を液晶素子１８０の表示領域と重ねて配置してもよい。
液晶素子１８０は反射型の液晶素子である。液晶素子１８０は、画素電極として機能する
電極３１１ａ、液晶層１１２、電極１１３が積層された積層構造を有する。電極３１１ａ
の基板３５１側に接して、可視光を反射する電極３１１ｂが設けられている。電極３１１
ｂは開口４５１を有する。電極３１１ａ及び電極１１３は可視光を透過する。液晶層１１
２と電極３１１ａの間に配向膜１３３ａが設けられている。液晶層１１２と電極１１３の
間に配向膜１３３ｂが設けられている。
液晶素子１８０において、電極３１１ｂは可視光を反射する機能を有し、電極１１３は可
視光を透過する機能を有する。基板３６１側から入射した光は、偏光板１３５により偏光
され、電極１１３、液晶層１１２を透過し、電極３１１ｂで反射する。そして液晶層１１
２及び電極１１３を再度透過して、偏光板１３５に達する。このとき、電極３１１ｂと電
極１１３の間に与える電圧によって液晶の配向を制御し、光の光学変調を制御することが
できる。すなわち、偏光板１３５を介して射出される光の強度を制御することができる。
また光は着色層１３１によって特定の波長領域以外の光が吸収されることにより、取り出
される光は、例えば赤色を呈する光となる。
図２５に示すように、開口４５１には可視光を透過する電極３１１ａが設けられているこ
とが好ましい。これにより、開口４５１と重なる領域においてもそれ以外の領域と同様に
液晶層１１２が配向するため、これらの領域の境界部で液晶の配向不良が生じ、意図しな
い光が漏れてしまうことを抑制できる。
接続部２０７において、電極３１１ｂは、導電層２２１ｂを介して、トランジスタ２０６
が有する導電層２２２ａと電気的に接続されている。トランジスタ２０６は、液晶素子１
８０の駆動を制御する機能を有する。
接着層１４１が設けられる一部の領域には、接続部２５２が設けられている。接続部２５
２において、電極３１１ａと同一の導電膜を加工して得られた導電層と、電極１１３の一
部が、接続体２４３により電気的に接続されている。したがって、基板３６１側に形成さ
れた電極１１３に、基板３５１側に接続されたＦＰＣ３７２から入力される信号または電
位を、接続部２５２を介して供給することができる。
接続体２４３としては、例えば導電性の粒子を用いることができる。導電性の粒子として
は、有機樹脂またはシリカなどの粒子の表面を金属材料で被覆したものを用いることがで
きる。金属材料としてニッケルや金を用いると接触抵抗を低減できるため好ましい。また
ニッケルをさらに金で被覆するなど、２種類以上の金属材料を層状に被覆させた粒子を用
いることが好ましい。また接続体２４３として、弾性変形、または塑性変形する材料を用
いることが好ましい。このとき導電性の粒子である接続体２４３は、図２５に示すように
上下方向に潰れた形状となる場合がある。こうすることで、接続体２４３と、これと電気
的に接続する導電層との接触面積が増大し、接触抵抗を低減できるほか、接続不良などの
不具合の発生を抑制することができる。
接続体２４３は、接着層１４１に覆われるように配置することが好ましい。例えば硬化前
の接着層１４１に、接続体２４３を分散させておけばよい。
発光素子１７０は、ボトムエミッション型の発光素子である。発光素子１７０は、絶縁層
２２０側から画素電極として機能する電極１９１、ＥＬ層１９２、及び共通電極として機
能する電極１９３の順に積層された積層構造を有する。電極１９１は、絶縁層２１４に設
けられた開口を介して、トランジスタ２０５が有する導電層２２２ａと接続されている。
トランジスタ２０５は、発光素子１７０の駆動を制御する機能を有する。絶縁層２１６が
電極１９１の端部を覆っている。電極１９３は可視光を反射する材料を含み、電極１９１
は可視光を透過する材料を含む。電極１９３を覆って絶縁層１９４が設けられている。発
光素子１７０が発する光は、着色層１３４、絶縁層２２０、開口４５１、電極３１１ａ等
を介して、基板３６１側に射出される。
液晶素子１８０及び発光素子１７０は、画素によって着色層の色を変えることで、様々な
色を呈することができる。表示装置３００Ａは、液晶素子１８０を用いて、カラー表示を
行うことができる。表示装置３００Ａは、発光素子１７０を用いて、カラー表示を行うこ
とができる。
トランジスタ２０１、トランジスタ２０３、トランジスタ２０５、及びトランジスタ２０
６は、いずれも絶縁層２２０の基板３５１側の面上に形成されている。これらのトランジ
スタは、同一の工程を用いて作製することができる。
液晶素子１８０と電気的に接続される回路は、発光素子１７０と電気的に接続される回路
と同一面上に形成されることが好ましい。これにより、２つの回路を別々の面上に形成す
る場合に比べて、表示装置の厚さを薄くすることができる。また、２つのトランジスタを
同一の工程で作製できるため、２つのトランジスタを別々の面上に形成する場合に比べて
、作製工程を簡略化することができる。
液晶素子１８０の画素電極は、トランジスタが有するゲート絶縁層を挟んで、発光素子１
７０の画素電極とは反対に位置する。
ここで、チャネル形成領域に金属酸化物を有し、オフ電流が極めて低いトランジスタ２０
６を適用した場合や、トランジスタ２０６と電気的に接続される記憶素子を適用した場合
などでは、液晶素子１８０を用いて静止画を表示する際に画素への書き込み動作を停止し
ても、階調を維持させることが可能となる。すなわち、フレームレートを極めて小さくし
ても表示を保つことができる。本発明の一態様では、フレームレートを極めて小さくでき
、消費電力の低い駆動を行うことができる。
トランジスタ２０３は、画素の選択、非選択状態を制御するトランジスタ（スイッチング
トランジスタ、または選択トランジスタともいう）である。トランジスタ２０５は、発光
素子１７０に流れる電流を制御するトランジスタ（駆動トランジスタともいう）である。
絶縁層２２０の基板３５１側には、絶縁層２１１、絶縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層
２１４等の絶縁層が設けられている。絶縁層２１１は、その一部が各トランジスタのゲー
ト絶縁層として機能する。絶縁層２１２は、トランジスタ２０６等を覆って設けられる。
絶縁層２１３は、トランジスタ２０５等を覆って設けられている。絶縁層２１４は、平坦
化層としての機能を有する。なお、トランジスタを覆う絶縁層の数は限定されず、単層で
あっても２層以上であってもよい。
各トランジスタを覆う絶縁層の少なくとも一層に、水や水素などの不純物が拡散しにくい
材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層をバリア膜として機能させることがで
きる。このような構成とすることで、トランジスタに対して外部から不純物が拡散するこ
とを効果的に抑制することが可能となり、信頼性の高い表示装置を実現できる。
トランジスタ２０１、トランジスタ２０３、トランジスタ２０５、及びトランジスタ２０
６は、ゲートとして機能する導電層２２１ａ、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１
、ソース及びドレインとして機能する導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂ、並びに、半導
体層２３１を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッ
チングパターンを付している。
トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５は、トランジスタ２０３及びトランジスタ２
０６の構成に加えて、ゲートとして機能する導電層２２３を有する。
トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５には、チャネルが形成される半導体層を２つ
のゲートで挟持する構成が適用されている。このような構成とすることで、トランジスタ
の閾値電圧を制御することができる。２つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給
することによりトランジスタを駆動してもよい。このようなトランジスタは他のトランジ
スタと比較して電界効果移動度を高めることが可能であり、オン電流を増大させることが
できる。その結果、高速駆動が可能な回路を作製することができる。さらには、回路部の
占有面積を縮小することが可能となる。オン電流の大きなトランジスタを適用することで
、表示装置を大型化、または高精細化したときに配線数が増大したとしても、各配線にお
ける信号遅延を低減することが可能であり、表示ムラを抑制することができる。
または、２つのゲートのうち、一方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動
のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御することができる。
表示装置が有するトランジスタの構造に限定はない。回路３６４が有するトランジスタと
、表示部３６２が有するトランジスタは、同じ構造であってもよく、異なる構造であって
もよい。回路３６４が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、２種
類以上の構造が組み合わせて用いられていてもよい。同様に、表示部３６２が有する複数
のトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、２種類以上の構造が組み合わせて用い
られていてもよい。
導電層２２３には、酸化物を含む導電性材料を用いることが好ましい。導電層２２３を構
成する導電膜の成膜時に、酸素を含む雰囲気下で成膜することで、絶縁層２１２に酸素を
供給することができる。成膜ガス中の酸素ガスの割合を９０％以上１００％以下の範囲と
することが好ましい。絶縁層２１２に供給された酸素は、後の熱処理により半導体層２３
１に供給され、半導体層２３１中の酸素欠損の低減を図ることができる。
特に、導電層２２３には、低抵抗化された金属酸化物を用いることが好ましい。このとき
、絶縁層２１３に水素を放出する絶縁膜、例えば窒化シリコン膜等を用いることが好まし
い。絶縁層２１３の成膜中、またはその後の熱処理によって導電層２２３中に水素が供給
され、導電層２２３の電気抵抗を効果的に低減することができる。
絶縁層２１３に接して着色層１３４が設けられている。着色層１３４は、絶縁層２１４に
覆われている。
基板３５１と基板３６１とが重ならない領域には、接続部２０４が設けられている。接続
部２０４では、配線３６５が接続層２４２を介してＦＰＣ３７２と電気的に接続されてい
る。接続部２０４は接続部２０７と同様の構成を有している。接続部２０４の上面は、電
極３１１ａと同一の導電膜を加工して得られた導電層が露出している。これにより、接続
部２０４とＦＰＣ３７２とを接続層２４２を介して電気的に接続することができる。
基板３６１の外側の面に配置する偏光板１３５として直線偏光板を用いてもよいが、円偏
光板を用いることもできる。円偏光板としては、例えば直線偏光板と１／４波長位相差板
を積層したものを用いることができる。これにより、外光反射を抑制することができる。
また、偏光板の種類に応じて、液晶素子１８０に用いる液晶素子のセルギャップ、配向、
駆動電圧等を調整することで、所望のコントラストが実現されるようにする。
なお、基板３６１の外側には各種光学部材を配置することができる。光学部材としては、
偏光板、位相差板、光拡散層（拡散フィルムなど）、反射防止層、及び集光フィルム等が
挙げられる。また、基板３６１の外側には、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付
着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜等を配置して
もよい。
基板３５１及び基板３６１には、それぞれ、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、有
機樹脂などを用いることができる。基板３５１及び基板３６１に可撓性を有する材料を用
いると、表示装置の可撓性を高めることができる。
液晶素子１８０としては、例えば垂直配向（ＶＡ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎ
ｔ）モードが適用された液晶素子を用いることができる。垂直配向モードとしては、ＭＶ
Ａ（Ｍｕｌｔｉ－Ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶ
Ａ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（Ａ
ｄｖａｎｃｅｄ Ｓｕｐｅｒ Ｖｉｅｗ）モードなどを用いることができる。
液晶素子１８０には、様々なモードが適用された液晶素子を用いることができる。例えば
ＶＡモードのほかに、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ－
Ｐｌａｎｅ－Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉ
ｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ
Ｍｉｃｒｏ－ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅ
ｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉ
ｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ
Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍ
ａｔｉｃ）モード、ＴＢＡ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｂｅｎｄ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モ
ード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇ
ｅｎｃｅ）モード、ゲストホストモード等が適用された液晶素子を用いることができる。
液晶素子は、液晶の光学的変調作用によって光の透過または非透過を制御する素子である
。液晶の光学的変調作用は、液晶にかかる電界（横方向の電界、縦方向の電界または斜め
方向の電界を含む）によって制御される。液晶素子に用いる液晶としては、サーモトロピ
ック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄ
ｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）、高分子ネットワーク型液晶（ＰＮ
ＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）、強誘電性液
晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。これらの液晶材料は、条件により、コレス
テリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す
。
液晶材料としては、ポジ型の液晶、またはネガ型の液晶のいずれを用いてもよく、適用す
るモードや設計に応じて最適な液晶材料を用いることができる。
液晶の配向を制御するため、配向膜を設けることができる。なお、横電界方式を採用する
場合、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つで
あり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直
前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善
するために数重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を液晶に用いる。ブルー相
を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が短く、光学的等方性である。
また、ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、配向処理が不要であり、
視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となるた
め、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の
液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる。
反射型の液晶素子を用いる場合には、表示面側に偏光板１３５を設ける。またこれとは別
に、表示面側に光拡散板を配置すると、視認性を向上させられるため好ましい。
偏光板１３５よりも外側に、フロントライトを設けてもよい。フロントライトとしては、
エッジライト型のフロントライトを用いることが好ましい。ＬＥＤを備えるフロントライ
トを用いると、消費電力を低減できるため好ましい。
発光素子、トランジスタ、絶縁層、導電層、接着層、接続層等に用いることができる材料
については、それぞれ、実施の形態１の説明を参照できる。
＜応用例＞
本発明の一態様では、タッチセンサが搭載された表示装置（以下、入出力装置、タッチパ
ネルとも記す）を作製することができる。
本発明の一態様の入出力装置が有する検知素子（センサ素子ともいう）に限定は無い。指
またはスタイラス等の被検知体の近接または接触を検知することのできる様々なセンサを
、検知素子として適用することができる。
例えばセンサの方式としては、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式
、光学方式、感圧方式等様々な方式を用いることができる。
本実施の形態では、静電容量方式の検知素子を有する入出力装置を例に挙げて説明する。
静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。また、投影
型静電容量方式としては、自己容量方式、相互容量方式等がある。相互容量方式を用いる
と、同時多点検出が可能となるため好ましい。
本発明の一態様の入出力装置は、別々に作製された表示装置と検知素子とを貼り合わせる
構成、表示パネルが有する一対の基板の一方または双方に検知素子を構成する電極等を設
ける構成等、様々な構成を適用することができる。
以下では、別々に作製した表示装置と検知素子とを貼り合わせた構成の入出力装置につい
て説明する。図２６及び図３０に、本発明の一態様の表示装置の作製方法のフロー図を示
す。図２７及び図２８（Ａ）、（Ｂ）に作製中の表示装置の断面図を示す。図２７は、図
２６に示すステップＳ６に対応する。同様に、図２８（Ａ）は、ステップＳ７、図２８（
Ｂ）は、ステップＳ８に対応する。また、図３１及び図３２に作製中の表示装置の断面図
を示す。図３１は、図３０に示すステップＳ２６に対応する。同様に、図３２は、ステッ
プＳ２７に対応する。
図２６に示すように、まず、作製基板１４上に金属層１９を形成する（ステップＳ１）。
そして、金属層１９を酸化させて、金属酸化物層２０を形成する（ステップＳ２）。ここ
では、Ｈ２Ｏプラズマ処理を行うことで、金属層１９を酸化させ、金属酸化物層２０を形
成する。金属酸化物層２０の形成方法については、実施の形態１を参照できる。
次に、金属酸化物層２０上に第１の層２４を形成する（ステップＳ３）。そして、第１の
層２４を硬化させて、樹脂層２３を形成する（ステップＳ４）。ここでは、第１の層２４
を塗布し、ベークすることで、樹脂層２３を形成する。樹脂層２３の形成方法については
、実施の形態１を参照できる。
次に、樹脂層２３上に、トランジスタ等を形成する（ステップＳ５）。そして、トランジ
スタと電気的に接続される発光素子を形成し、封止する（ステップＳ６）。樹脂層２３上
に形成する各構成について、図２７を用いて説明する。なお、既に述べた構成については
先の記載を参照できる。
図２７に示すように、作製基板１４上に、金属酸化物層２０が形成され、金属酸化物層２
０上に樹脂層２３が形成されている。樹脂層２３上には、絶縁層１１５が形成されている
。絶縁層１１５は、バリア性が高いことが好ましい。絶縁層１１５には、窒化シリコン膜
が好適である。絶縁層１１５上には、電極３１１ａ、電極３１１ｂ、及び電極３１１ｃが
この順で積層されている。電極３１１ａの端部と電極３１１ｃの端部は、電極３１１ｂの
端部よりも外側に位置し、互いに接している。電極３１１ａ及び電極３１１ｃには、可視
光を透過する導電膜を用いる。電極３１１ｂには、可視光を反射する導電膜を用いる。電
極３１１ｂには、開口４５１が設けられている。開口４５１は発光素子１７０の発光領域
と重なる。電極３１１ｃ上には、絶縁層２２０ａが設けられており、絶縁層２２０ａ上に
は導電層２２４が設けられており、導電層２２４上には、絶縁層２２０ｂが設けられてい
る。導電層２２４は、容量素子の一方の電極として機能する。絶縁層２２０ｂ上には、ト
ランジスタ２０３、トランジスタ２０５、及びトランジスタ２０６が設けられている。ト
ランジスタ２０６のソースまたはドレインは、接続部２０７において、電極３１１ｃと電
気的に接続されている。トランジスタ２０５は、２つのゲートを有する。２つのゲートは
、電気的に接続されている。トランジスタ２０５のソースまたはドレインは、導電層２２
８を介して、発光素子１７０の電極１９１と電気的に接続される。各トランジスタは、絶
縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１４、絶縁層２２５、及び絶縁層２１５で覆われて
いる。これらのうち１つまたは複数の絶縁層のバリア性が高いことが好ましい。図２７で
は、絶縁層２１３及び絶縁層２２５にバリア性が高い材料を用いる例を示す。絶縁層２１
３は、絶縁層２２０ａ、絶縁層２２０ｂ、絶縁層２１２等の端部を覆って設けられる。絶
縁層２２５は、絶縁層２１４の端部を覆って設けられる。被覆膜２２６は、可視光を反射
する膜である。被覆膜２２６は、発光素子１７０の発光の一部を反射して、開口４５１側
に供給する機能を有する。レンズ２２７は、発光素子１７０の発光を透過する機能を有す
る。レンズ２２７は、発光素子１７０の発光領域と重なる。発光素子１７０は、電極１９
１、ＥＬ層１９２、及び電極１９３を有する。ＥＬ層１９２は、副画素ごとに塗り分けら
れている。電極１９１の端部は、絶縁層２１６で覆われている。絶縁層２１７は、スペー
サとしての機能を有する。接着層１４２によって、発光素子１７０と基板３５１とが貼り
合わされている。
絶縁層２１４及び絶縁層２１５の一方または双方の材料としては、屈折率が１．５５また
はその近傍の材料、屈折率が１．６６またはその近傍の材料、アクリル樹脂、ポリイミド
樹脂等を用いることができる。
被覆膜２２６の材料としては、金属を用いることができる。具体的には、銀を含む材料、
銀及びパラジウムを含む材料、銀及び銅を含む材料等を用いて、被覆膜２２６を形成でき
る。
レンズ２２７の屈折率は、１．３以上２．５以下であることが好ましい。レンズ２２７は
、無機材料及び有機材料の一方又は双方を用いて形成できる。
レンズ２２７の材料としては、例えば、酸化物または硫化物を含む材料、及び樹脂を含む
材料等が挙げられる。酸化物または硫化物を含む材料として、具体的には、酸化セリウム
、酸化ハフニウム、酸化ランタン、酸化マグネシウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化
チタン、酸化イットリウム、酸化亜鉛、インジウムとスズを含む酸化物、インジウムとガ
リウムと亜鉛を含む酸化物、硫化亜鉛等が挙げられる。樹脂を含む材料として、具体的に
は、塩素、臭素またはヨウ素が導入された樹脂、重金属原子が導入された樹脂、芳香環が
導入された樹脂、硫黄が導入された樹脂などが挙げられる。または、樹脂と当該樹脂より
屈折率の高い材料のナノ粒子を含む材料をレンズ２２７に用いることができる。酸化チタ
ンまたは酸化ジルコニウムなどをナノ粒子に用いることができる。
次に、作製基板１４からトランジスタ等を剥離し、基板３５１側に転置する（ステップＳ
７）。金属酸化物層２０と樹脂層２３との界面で分離が生じることで、樹脂層２３が露出
する（図２８（Ａ））。
次に、樹脂層２３を除去することで、絶縁層１１５を露出する（ステップＳ８）。なお、
絶縁層１１５の一部または全部を除去し、電極３１１ａを露出させてもよい。バリア性の
高い絶縁層１１５を残存させることで、トランジスタや発光素子１７０に水分が入り込む
ことを抑制でき、表示装置の信頼性を高めることができる。ここでは、アッシングにより
樹脂層２３を除去する（図２８（Ｂ））。
そして、液晶素子１８０を形成する（ステップＳ９）。絶縁層１１５上（または電極３１
１ａ上）に配向膜１３３ａを形成する。また、基板３６１の一方の面に、着色層１３１、
絶縁層１２１、絶縁層２３２、電極１１３、絶縁層１１７、及び配向膜１３３ｂを順に形
成する。図２９では、着色層１３１が、発光素子１７０の発光領域と重ならない例を示す
が、着色層１３１は、発光素子１７０の発光領域に重ねて設けてもよい。絶縁層１２１は
、オーバーコートとして機能する。絶縁層２３２には、バリア性の高い絶縁膜が好適であ
る。電極１１３は、液晶素子１８０の共通電極として機能する。絶縁層１１７は、液晶素
子１８０のセルギャップを保持するためのスペーサとして機能する。絶縁層１１７は、可
視光を透過する。
配向膜１３３ａと配向膜１３３ｂの間に液晶層１１２が挟持されるように、基板３５１と
基板３６１とを貼り合わせることで、液晶素子１８０を形成する。液晶素子１８０は、電
極３１１ａ、電極３１１ｂ、電極３１１ｃ、液晶層１１２、電極１１３を有する。
さらに、基板３６１の他方の面に、拡散フィルム２３３、及び偏光板１３５を貼り合わせ
る。そして、一方の面にタッチセンサが設けられた基板２３５を偏光板１３５に貼り合わ
せる。なお、図２９では、接着層の図示を省略している箇所がある。基板２３５の他方の
面には、反射防止加工が施されていることが好ましい。例えば、アンチグレア処理が施さ
れていることが好ましい。表面の凹凸により、反射光を拡散し、映り込みを低減すること
ができる。タッチセンサの導電層２３４ａと導電層２３４ｂとの間には、絶縁層２３４ｃ
が設けられている。導電層２３４ｂは、絶縁層２３４ｄで覆われている。
以上により、図２９に示す入出力装置３１０Ａを形成することができる。その後、ＦＰＣ
、ＩＣなどを実装し（ステップＳ１０）、表示確認を行うことができる（ステップＳ１１
）。
図２６に示すフローは、作製基板１４から剥離した樹脂層２３を除去する工程を有する。
一方、図３０は、当該工程を有さない場合のフローである。
図３０に示すように、まず、作製基板１４上に金属層１９を形成する（ステップＳ２１）
。そして、金属層１９を酸化させて、金属酸化物層２０を形成する（ステップＳ２２）。
ここでは、Ｈ２Ｏプラズマ処理を行うことで、金属層１９を酸化させ、金属酸化物層２０
を形成する。金属酸化物層２０の形成方法については、実施の形態１を参照できる。
次に、金属酸化物層２０上に第１の層２４を形成する（ステップＳ２３）。そして、第１
の層２４を硬化させて、樹脂層２３を形成する（ステップＳ２４）。ここでは、第１の層
２４を塗布し、ベークすることで、樹脂層２３を形成する。樹脂層２３の形成方法につい
ては、実施の形態１を参照できる。なお、ここでは、開口を有する樹脂層２３を形成する
。例えば、導電層を露出させたい部分で、樹脂層２３を開口しておくことで、剥離後に、
樹脂層２３を除去することなく、導電層を露出させることができる。また、樹脂層２３の
可視光に対する透過率が低い場合、光を取り出す部分で、樹脂層２３を開口しておくこと
で、剥離後に、樹脂層２３を除去することなく、光取り出し効率の低下を抑制できる。
次に、金属酸化物層２０上及び樹脂層２３上に、トランジスタ等を形成する（ステップＳ
２５）。そして、トランジスタと電気的に接続される発光素子を形成し、封止する（ステ
ップＳ２６）。各構成について、図３１を用いて説明する。なお、既に述べた構成につい
ては先の記載を参照できる。
図３１に示すように、作製基板１４上に、金属酸化物層２０が形成され、金属酸化物層２
０上に樹脂層２３が形成されている。樹脂層２３には、開口が設けられている。樹脂層２
３が設けられていない部分には、金属酸化物層２０と電極３１１ａとが接する領域、及び
金属酸化物層２０と絶縁層２１３とが接する領域が存在する。金属酸化物層２０上及び樹
脂層２３上には、電極３１１ａ、電極３１１ｂ、及び電極３１１ｃがこの順で積層されて
いる。電極３１１ａの端部と電極３１１ｃの端部は、電極３１１ｂの端部よりも外側に位
置し、互いに接している。電極３１１ａ及び電極３１１ｃには、可視光を透過する導電膜
を用いる。電極３１１ｂには、可視光を反射する導電膜を用いる。これら電極とは重なら
ない部分に、発光素子１７０の発光領域が設けられている。電極３１１ｃ上には、絶縁層
２２０ａが設けられており、絶縁層２２０ａ上には導電層２２４が設けられており、導電
層２２４上には、絶縁層２２０ｂが設けられている。導電層２２４は、容量素子の一方の
電極として機能する。絶縁層２２０ｂ上には、トランジスタ２０３、トランジスタ２０５
、及びトランジスタ２０６が設けられている。トランジスタ２０６のソースまたはドレイ
ンは、接続部２０７において、電極３１１ｃと電気的に接続されている。トランジスタ２
０５は、２つのゲートを有する。２つのゲートは、電気的に接続されている。トランジス
タ２０５のソースまたはドレインは、導電層２２８を介して、発光素子１７０の電極１９
１と電気的に接続される。各トランジスタは、絶縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１
４、絶縁層２２５、及び絶縁層２１５で覆われている。これらのうち１つまたは複数の絶
縁層のバリア性が高いことが好ましい。図３１では、絶縁層２１３及び絶縁層２２５にバ
リア性が高い材料を用いる例を示す。絶縁層２１３は、絶縁層２２０ａ、絶縁層２２０ｂ
、絶縁層２１２等の端部を覆って設けられる。絶縁層２２５は、絶縁層２１４の端部を覆
って設けられる。被覆膜２２６は、可視光を反射する膜である。被覆膜２２６は、発光素
子１７０の発光の一部を反射して、図面下側に供給する機能を有する。レンズ２２７は、
発光素子１７０の発光を透過する機能を有する。レンズ２２７は、発光素子１７０の発光
領域と重なる。発光素子１７０は、電極１９１、ＥＬ層１９２、及び電極１９３を有する
。ＥＬ層１９２は、副画素ごとに塗り分けられている。電極１９１の端部は、絶縁層２１
６で覆われている。絶縁層２１７は、スペーサとしての機能を有する。接着層１４２によ
って、発光素子１７０と基板３５１とが貼り合わされている。
次に、作製基板１４からトランジスタ等を剥離し、基板３５１側に転置する（ステップＳ
２７）。金属酸化物層２０と樹脂層２３との界面で分離が生じることで、樹脂層２３が露
出する（図３２）。また、樹脂層２３が設けられていない部分では、金属酸化物層２０と
電極３１１ａとの界面で分離が生じることで、電極３１１ａが露出する（図３２）。なお
、電極３１１ａは、金属酸化物層２０との密着性が低い材料を用いることが好ましい。ま
た、電極３１１ａと金属酸化物層２０との接触面積が小さいほど、界面での分離が容易と
なり好ましい。
そして、液晶素子１８０を形成する（ステップＳ２８）。樹脂層２３上及び電極３１１ａ
上に配向膜１３３ａを形成する。また、基板３６１の一方の面に、着色層１３１、絶縁層
１２１、絶縁層２３２、電極１１３、絶縁層１１７、及び配向膜１３３ｂを順に形成する
。これらの構成は、図２９と同様であるため、説明を省略する。
配向膜１３３ａと配向膜１３３ｂの間に液晶層１１２が挟持されるように、基板３５１と
基板３６１とを貼り合わせることで、液晶素子１８０を形成する。液晶素子１８０は、電
極３１１ａ、電極３１１ｂ、電極３１１ｃ、液晶層１１２、電極１１３を有する。
さらに、基板３６１の他方の面に、拡散フィルム２３３、及び偏光板１３５を貼り合わせ
る。そして、一方の面にタッチセンサが設けられた基板２３５を偏光板１３５に貼り合わ
せる。これらの構成は、図２９と同様であるため、説明を省略する。
以上により、図３３に示す入出力装置３１０Ｂを形成することができる。その後、ＦＰＣ
、ＩＣなどを実装し（ステップＳ２９）、表示確認を行うことができる（ステップＳ３０
）。
以上のように、本実施の形態の表示装置は、２種類の表示素子を有し、複数の表示モード
を切り替えて使用することができるため、周囲の明るさによらず、視認性が高く利便性が
高い。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様で開示されるトランジスタに用いることができる金属
酸化物について説明する。以下では特に、金属酸化物とＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ－Ａｌｉｇｎ
ｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）－ＯＳの詳細について説明する。
ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、材料の一部では導電性の機能と
、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。
なお、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅを、トランジスタのチャネル
形成領域に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子（またはホール）を流す機
能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能である。導電性の機能と
、絶縁性の機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能（Ｏ
ｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅに付与す
ることができる。ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅにおいて、それぞ
れの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。
また、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、導電性領域、及び絶縁性
領域を有する。導電性領域は、上述の導電性の機能を有し、絶縁性領域は、上述の絶縁性
の機能を有する。また、材料中において、導電性領域と、絶縁性領域とは、ナノ粒子レベ
ルで分離している場合がある。また、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ材料中に
偏在する場合がある。また、導電性領域は、周辺がぼけてクラウド状に連結して観察され
る場合がある。
また、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅにおいて、導電性領域と、絶
縁性領域とは、それぞれ０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以上３ｎｍ
以下のサイズで材料中に分散している場合がある。
また、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、異なるバンドギャップを
有する成分により構成される。例えば、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉ
ｄｅは、絶縁性領域に起因するワイドギャップを有する成分と、導電性領域に起因するナ
ローギャップを有する成分と、により構成される。当該構成の場合、キャリアを流す際に
、ナローギャップを有する成分において、主にキャリアが流れる。また、ナローギャップ
を有する成分が、ワイドギャップを有する成分に相補的に作用し、ナローギャップを有す
る成分に連動してワイドギャップを有する成分にもキャリアが流れる。このため、上記Ｃ
ＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅをトランジスタのチャネル形成領域に
用いる場合、トランジスタのオン状態において高い電流駆動力、つまり大きなオン電流、
及び高い電界効果移動度を得ることができる。
すなわち、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、マトリックス複合材
（ｍａｔｒｉｘ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、または金属マトリックス複合材（ｍｅｔａｌ
ｍａｔｒｉｘ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と呼称することもできる。
ＣＡＣ－ＯＳは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、
好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成で
ある。なお、以下では、金属酸化物において、一つあるいはそれ以上の金属元素が偏在し
、該金属元素を有する領域が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２
ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともい
う。
なお、金属酸化物は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウム及び
亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリ
ウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマ
ニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タン
タル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれ
ていてもよい。
例えば、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ－ＯＳ（ＣＡＣ－ＯＳの中でもＩｎ－Ｇ
ａ－Ｚｎ酸化物を、特にＣＡＣ－ＩＧＺＯと呼称してもよい。）とは、インジウム酸化物
（以下、ＩｎＯＸ１（Ｘ１は０よりも大きい実数）とする。）、またはインジウム亜鉛酸
化物（以下、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２（Ｘ２、Ｙ２、及びＺ２は０よりも大きい実数）と
する。）と、ガリウム酸化物（以下、ＧａＯＸ３（Ｘ３は０よりも大きい実数）とする。
）、またはガリウム亜鉛酸化物（以下、ＧａＸ４ＺｎＹ４ＯＺ４（Ｘ４、Ｙ４、及びＺ４
は０よりも大きい実数）とする。）などと、に材料が分離することでモザイク状となり、
モザイク状のＩｎＯＸ１、またはＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２が、膜中に均一に分布した構成
（以下、クラウド状ともいう。）である。
つまり、ＣＡＣ－ＯＳは、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、
またはＩｎＯＸ１が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物で
ある。なお、本明細書において、例えば、第１の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比が
、第２の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比よりも大きいことを、第１の領域は、第２
の領域と比較して、Ｉｎの濃度が高いとする。
なお、ＩＧＺＯは通称であり、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、及びＯによる１つの化合物をいう場合
がある。代表例として、ＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ１（ｍ１は自然数）、またはＩｎ（１
＋ｘ０）Ｇａ（１－ｘ０）Ｏ３（ＺｎＯ）ｍ０（－１≦ｘ０≦１、ｍ０は任意数）で表さ
れる結晶性の化合物が挙げられる。
上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、またはＣＡＡＣ（ｃ－ａｘｉｓ ａｌ
ｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌ）構造を有する。なお、ＣＡＡＣ構造とは、複数のＩＧＺＯ
のナノ結晶がｃ軸配向を有し、かつａ－ｂ面においては配向せずに連結した結晶構造であ
る。
一方、ＣＡＣ－ＯＳは、金属酸化物の材料構成に関する。ＣＡＣ－ＯＳとは、Ｉｎ、Ｇａ
、Ｚｎ、及びＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とするナノ粒子状に観察さ
れる領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザ
イク状にランダムに分散している構成をいう。従って、ＣＡＣ－ＯＳにおいて、結晶構造
は副次的な要素である。
なお、ＣＡＣ－ＯＳは、組成の異なる二種類以上の膜の積層構造は含まないものとする。
例えば、Ｉｎを主成分とする膜と、Ｇａを主成分とする膜との２層からなる構造は、含ま
ない。
なお、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が
主成分である領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。
なお、ガリウムの代わりに、アルミニウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム
、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン
、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネ
シウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれている場合、ＣＡＣ－ＯＳは、一部
に該金属元素を主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とする
ナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成を
いう。
ＣＡＣ－ＯＳは、例えば基板を意図的に加熱しない条件で、スパッタリング法により形成
することができる。また、ＣＡＣ－ＯＳをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスと
して、不活性ガス（代表的にはアルゴン）、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたい
ずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガ
スの流量比は低いほど好ましく、例えば酸素ガスの流量比を０％以上３０％未満、好まし
くは０％以上１０％以下とすることが好ましい。
ＣＡＣ－ＯＳは、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ－ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）測定法のひ
とつであるＯｕｔ－ｏｆ－ｐｌａｎｅ法によるθ／２θスキャンを用いて測定したときに
、明確なピークが観察されないという特徴を有する。すなわち、Ｘ線回折から、測定領域
のａ－ｂ面方向、及びｃ軸方向の配向は見られないことが分かる。
またＣＡＣ－ＯＳは、プローブ径が１ｎｍの電子線（ナノビーム電子線ともいう。）を照
射することで得られる電子線回折パターンにおいて、リング状に輝度の高い領域と、該リ
ング領域に複数の輝点が観測される。従って、電子線回折パターンから、ＣＡＣ－ＯＳの
結晶構造が、平面方向、及び断面方向において、配向性を有さないｎｃ（ｎａｎｏ－ｃｒ
ｙｓｔａｌ）構造を有することがわかる。
また例えば、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ－ＯＳでは、エネルギー分散型Ｘ線
分光法（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ－ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｓ
ｃｏｐｙ）を用いて取得したＥＤＸマッピングにより、ＧａＯＸ３が主成分である領域と
、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域とが、偏在し、混合し
ている構造を有することが確認できる。
ＣＡＣ－ＯＳは、金属元素が均一に分布したＩＧＺＯ化合物とは異なる構造であり、ＩＧ
ＺＯ化合物と異なる性質を有する。つまり、ＣＡＣ－ＯＳは、ＧａＯＸ３などが主成分で
ある領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域と、に互い
に相分離し、各元素を主成分とする領域がモザイク状である構造を有する。
ここで、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域は、ＧａＯＸ３
などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、ＩｎＸ２ＺｎＹ
２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、酸化
物半導体としての導電性が発現する。従って、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ
１が主成分である領域が、酸化物半導体中にクラウド状に分布することで、高い電界効果
移動度（μ）が実現できる。
一方、ＧａＯＸ３などが主成分である領域は、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ
１が主成分である領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、ＧａＯＸ３などが
主成分である領域が、酸化物半導体中に分布することで、リーク電流を抑制し、良好なス
イッチング動作を実現できる。
従って、ＣＡＣ－ＯＳを半導体素子に用いた場合、ＧａＯＸ３などに起因する絶縁性と、
ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１に起因する導電性とが、相補的に作用するこ
とにより、高いオン電流（Ｉｏｎ）、及び高い電界効果移動度（μ）を実現することがで
きる。
また、ＣＡＣ－ＯＳを用いた半導体素子は、信頼性が高い。従って、ＣＡＣ－ＯＳは、デ
ィスプレイをはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示モジュール及び電子機器について説明する。
図３４（Ａ）に示す表示モジュール８０００は、上部カバー８００１と下部カバー８００
２との間に、ＦＰＣ８００５に接続された表示パネル８００６、フレーム８００９、プリ
ント基板８０１０、及びバッテリ８０１１を有する。
例えば、本発明の一態様を用いて作製された表示装置を、表示パネル８００６に用いるこ
とができる。これにより、高い歩留まりで表示モジュールを作製することができる。
上部カバー８００１及び下部カバー８００２は、表示パネル８００６のサイズに合わせて
、形状や寸法を適宜変更することができる。
また、表示パネル８００６に重ねてタッチパネルを設けてもよい。タッチパネルとしては
、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルを表示パネル８００６に重畳して用いる
ことができる。また、タッチパネルを設けず、表示パネル８００６に、タッチパネル機能
を持たせるようにすることも可能である。
フレーム８００９は、表示パネル８００６の保護機能の他、プリント基板８０１０の動作
により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレー
ム８００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。
プリント基板８０１０は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号
処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても
良いし、別途設けたバッテリ８０１１による電源であってもよい。バッテリ８０１１は、
商用電源を用いる場合には、省略可能である。
また、表示モジュール８０００は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加
して設けてもよい。
図３４（Ｂ）は、光学式のタッチセンサを備える表示モジュール８０００の断面概略図で
ある。
表示モジュール８０００は、プリント基板８０１０に設けられた発光部８０１５及び受光
部８０１６を有する。また、上部カバー８００１と下部カバー８００２により囲まれた領
域に一対の導光部（導光部８０１７ａ、導光部８０１７ｂ）を有する。
上部カバー８００１と下部カバー８００２には、例えばプラスチック等を用いることがで
きる。また、上部カバー８００１と下部カバー８００２とは、それぞれ薄くすることがで
きる。例えば各カバーの厚さを０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることができる。そのため
、表示モジュール８０００を極めて軽量にすることができる。少ない材料で上部カバー８
００１と下部カバー８００２を作製できるため、作製コストを低減できる。
表示パネル８００６は、フレーム８００９を間に介してプリント基板８０１０やバッテリ
８０１１と重ねて設けられている。表示パネル８００６とフレーム８００９は、導光部８
０１７ａ、導光部８０１７ｂに固定されている。
発光部８０１５から発せられた光８０１８は、導光部８０１７ａにより表示パネル８００
６の上部を経由し、導光部８０１７ｂを通って受光部８０１６に達する。例えば指やスタ
イラスなどの被検知体により、光８０１８が遮られることにより、タッチ操作を検出する
ことができる。
発光部８０１５は、例えば表示パネル８００６の隣接する２辺に沿って複数設けられる。
受光部８０１６は、発光部８０１５と対向する位置に複数設けられる。これにより、タッ
チ操作がなされた位置の情報を取得することができる。
発光部８０１５は、例えばＬＥＤ素子などの光源を用いることができる。特に、発光部８
０１５として、使用者に視認されず、且つ使用者にとって無害である赤外線を発する光源
を用いることが好ましい。
受光部８０１６は、発光部８０１５が発する光を受光し、電気信号に変換する光電素子を
用いることができる。好適には、赤外線を受光可能なフォトダイオードを用いることがで
きる。
導光部８０１７ａ、導光部８０１７ｂとしては、少なくとも光８０１８を透過する部材を
用いることができる。導光部８０１７ａ及び導光部８０１７ｂを用いることで、発光部８
０１５と受光部８０１６とを表示パネル８００６の下側に配置することができ、外光が受
光部８０１６に到達してタッチセンサが誤動作することを抑制できる。特に、可視光を吸
収し、赤外線を透過する樹脂を用いることが好ましい。これにより、タッチセンサの誤動
作をより効果的に抑制できる。
本発明の一態様により、曲面を有し、信頼性の高い電子機器を作製できる。また、本発明
の一態様により、可撓性を有し、信頼性の高い電子機器を作製できる。
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパー
ソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカ
メラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生
装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
また、本発明の一態様の表示装置は、外光の強さによらず、高い視認性を実現することが
できる。そのため、携帯型の電子機器、装着型の電子機器（ウェアラブル機器）、及び電
子書籍端末などに好適に用いることができる。
図３５（Ａ）、（Ｂ）に示す携帯情報端末８００は、筐体８０１、筐体８０２、表示部８
０３、及びヒンジ部８０５等を有する。
筐体８０１と筐体８０２は、ヒンジ部８０５で連結されている。携帯情報端末８００は、
折り畳んだ状態（図３５（Ａ））から、図３５（Ｂ）に示すように展開させることができ
る。これにより、持ち運ぶ際には可搬性に優れ、使用するときには大きな表示領域により
、視認性に優れる。
携帯情報端末８００には、ヒンジ部８０５により連結された筐体８０１と筐体８０２に亘
って、フレキシブルな表示部８０３が設けられている。
本発明の一態様を用いて作製された表示装置を、表示部８０３に用いることができる。こ
れにより、高い歩留まりで携帯情報端末を作製することができる。
表示部８０３は、文書情報、静止画像、及び動画像等のうち少なくとも一つを表示するこ
とができる。表示部に文書情報を表示させる場合、携帯情報端末８００を電子書籍端末と
して用いることができる。
携帯情報端末８００を展開すると、表示部８０３が大きく湾曲した形態で保持される。例
えば、曲率半径１ｍｍ以上５０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以上３０ｍｍ以下に湾曲した
部分を含んで、表示部８０３が保持される。表示部８０３の一部は、筐体８０１から筐体
８０２にかけて、連続的に画素が配置され、曲面状の表示を行うことができる。
表示部８０３は、タッチパネルとして機能し、指やスタイラスなどにより操作することが
できる。
表示部８０３は、一つのフレキシブルディスプレイで構成されていることが好ましい。こ
れにより、筐体８０１と筐体８０２の間で途切れることのない連続した表示を行うことが
できる。なお、筐体８０１と筐体８０２のそれぞれに、ディスプレイが設けられる構成と
してもよい。
ヒンジ部８０５は、携帯情報端末８００を展開したときに、筐体８０１と筐体８０２との
角度が所定の角度よりも大きい角度にならないように、ロック機構を有することが好まし
い。例えば、ロックがかかる（それ以上に開かない）角度は、９０度以上１８０度未満で
あることが好ましく、代表的には、９０度、１２０度、１３５度、１５０度、または１７
５度などとすることができる。これにより、携帯情報端末８００の利便性、安全性、及び
信頼性を高めることができる。
ヒンジ部８０５がロック機構を有すると、表示部８０３に無理な力がかかることなく、表
示部８０３が破損することを防ぐことができる。そのため、信頼性の高い携帯情報端末を
実現できる。
筐体８０１及び筐体８０２は、電源ボタン、操作ボタン、外部接続ポート、スピーカ、マ
イク等を有していてもよい。
筐体８０１または筐体８０２のいずれか一方には、無線通信モジュールが設けられ、イン
ターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標
）などのコンピュータネットワークを介して、データを送受信することが可能である。
図３５（Ｃ）に示す携帯情報端末８１０は、筐体８１１、表示部８１２、操作ボタン８１
３、外部接続ポート８１４、スピーカ８１５、マイク８１６、カメラ８１７等を有する。
本発明の一態様を用いて作製された表示装置を、表示部８１２に用いることができる。こ
れにより、高い歩留まりで携帯情報端末を作製することができる。
携帯情報端末８１０は、表示部８１２にタッチセンサを備える。電話を掛ける、或いは文
字を入力するなどのあらゆる操作は、指やスタイラスなどで表示部８１２に触れることで
行うことができる。
また、操作ボタン８１３の操作により、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や、表示部８１２に表示
される画像の種類の切り替えを行うことができる。例えば、メール作成画面から、メイン
メニュー画面に切り替えることができる。
また、携帯情報端末８１０の内部に、ジャイロセンサまたは加速度センサ等の検出装置を
設けることで、携帯情報端末８１０の向き（縦か横か）を判断して、表示部８１２の画面
表示の向きを自動的に切り替えることができる。また、画面表示の向きの切り替えは、表
示部８１２に触れること、操作ボタン８１３の操作、またはマイク８１６を用いた音声入
力等により行うこともできる。
携帯情報端末８１０は、例えば、電話機、手帳または情報閲覧装置等から選ばれた一つま
たは複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとして用いることができる。携帯
情報端末８１０は、例えば、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、動画
再生、インターネット通信、ゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができ
る。
図３５（Ｄ）に示すカメラ８２０は、筐体８２１、表示部８２２、操作ボタン８２３、シ
ャッターボタン８２４等を有する。またカメラ８２０には、着脱可能なレンズ８２６が取
り付けられている。
本発明の一態様を用いて作製された表示装置を、表示部８２２に用いることができる。こ
れにより、高い歩留まりでカメラを作製することができる。
ここではカメラ８２０を、レンズ８２６を筐体８２１から取り外して交換することが可能
な構成としたが、レンズ８２６と筐体８２１とが一体となっていてもよい。
カメラ８２０は、シャッターボタン８２４を押すことにより、静止画、または動画を撮像
することができる。また、表示部８２２はタッチパネルとしての機能を有し、表示部８２
２をタッチすることにより撮像することも可能である。
なお、カメラ８２０は、ストロボ装置や、ビューファインダーなどを別途装着することが
できる。または、これらが筐体８２１に組み込まれていてもよい。
図３６（Ａ）～（Ｅ）は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐体９０００
、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、または操作ス
イッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（力、変位、位置、速度、加速度、
角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流
、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を
含むもの）、マイクロフォン９００８等を有する。
本発明の一態様を用いて作製された表示装置を、表示部９００１に好適に用いることがで
きる。これにより、高い歩留まりで電子機器を作製することができる。
図３６（Ａ）～（Ｅ）に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様
々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機
能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム
）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュー
タネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信または受信を
行う機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表示部に表示
する機能、等を有することができる。なお、図３６（Ａ）～（Ｅ）に示す電子機器が有す
る機能はこれらに限定されず、その他の機能を有していてもよい。
図３６（Ａ）は腕時計型の携帯情報端末９２００を、図３６（Ｂ）は腕時計型の携帯情報
端末９２０１を、それぞれ示す斜視図である。
図３６（Ａ）に示す携帯情報端末９２００は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成
、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを
実行することができる。また、表示部９００１はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲し
た表示面に沿って表示を行うことができる。また、携帯情報端末９２００は、通信規格さ
れた近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと
相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末
９２００は、接続端子９００６を有し、他の情報端末とコネクターを介して直接データの
やりとりを行うことができる。また接続端子９００６を介して充電を行うこともできる。
なお、充電動作は接続端子９００６を介さずに無線給電により行ってもよい。
図３６（Ｂ）に示す携帯情報端末９２０１は、図３６（Ａ）に示す携帯情報端末と異なり
、表示部９００１の表示面が湾曲していない。また、携帯情報端末９２０１の表示部の外
形が非矩形状（図３６（Ｂ）においては円形状）である。
図３６（Ｃ）～（Ｅ）は、折り畳み可能な携帯情報端末９２０２を示す斜視図である。な
お、図３６（Ｃ）が携帯情報端末９２０２を展開した状態の斜視図であり、図３６（Ｄ）
が携帯情報端末９２０２を展開した状態または折り畳んだ状態の一方から他方に変化する
途中の状態の斜視図であり、図３６（Ｅ）が携帯情報端末９２０２を折り畳んだ状態の斜
視図である。
携帯情報端末９２０２は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目
のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末９２０２が有する表示部
９００１は、ヒンジ９０５５によって連結された３つの筐体９０００に支持されている。
ヒンジ９０５５を介して２つの筐体９０００間を屈曲させることにより、携帯情報端末９
２０２を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。例えば
、携帯情報端末９２０２は、曲率半径１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲げることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
本実施例では、作製基板から樹脂層を剥離した結果について説明する。
図３７を用いて、本実施例の試料の作製方法について説明する。本実施例では、３種類の
試料を作製した。
まず、作製基板１４上に、金属層１９を形成した（図３７（Ａ））。
作製基板１４には、厚さ約０．７ｍｍのガラス基板を用いた。金属層１９として、スパッ
タリング法を用いて、厚さ約５ｎｍのチタン膜を成膜した。
次に、金属層１９の表面に対してＨ２Ｏプラズマ処理を行い（図３７（Ａ）のプラズマ３
０参照）、金属酸化物層２０である酸化チタン膜を形成した（図３７（Ｂ））。
Ｈ２Ｏプラズマ処理は試料によってバイアスパワーが異なる。具体的には、バイアスパワ
ーとして、２０００Ｗ（試料１Ａ）、３０００Ｗ（試料１Ｂ）、及び４５００Ｗ（試料１
Ｃ）の３条件を用いた。ＩＣＰパワーは０Ｗ、圧力は１５Ｐａ、下部電極温度は４０℃、
処理時間は６００ｓｅｃであり、プロセスガスに流量２５０ｓｃｃｍの水蒸気を用いた。
Ｈ２Ｏプラズマ処理は室温で行った。
次に、金属酸化物層２０上に、第１の層２４を形成した（図３７（Ｃ））。第１の層２４
は、感光性を有し、かつポリイミド樹脂前駆体を含む材料を用いて形成した。当該材料を
塗布した際の膜厚は約２．０μｍであった。
次に、第１の層２４に加熱処理を行うことで、樹脂層２３を形成した（図３７（Ｄ））。
加熱処理としては、大気雰囲気下、４８０℃で１時間のベークを行った。
次に、樹脂層２３上に、被剥離層２５を形成した（図３７（Ｅ））。ここで形成する被剥
離層２５は、図５（Ｅ）に示す絶縁層３１と絶縁層３２（トランジスタのゲート絶縁層）
を想定した積層構造とした。具体的には、樹脂層２３上に、厚さ約１００ｎｍの酸化窒化
シリコン膜、厚さ約４００ｎｍの窒化シリコン膜、及び厚さ約５０ｎｍの酸化窒化シリコ
ン膜をこの順で形成した。これらの膜は、プラズマＣＶＤ法を用いて、基板温度３３０℃
の条件で形成した。
そして、被剥離層２５にＵＶ剥離テープを貼り付けた（図３７（Ｅ）の接着層７５ｂ及び
基板７５ａに相当）。
本実施例の試料について、作製基板１４から樹脂層２３を剥離する剥離試験を行った。剥
離試験には、図３８に示すような治具を用いた。図３８に示す治具は、複数のガイドロー
ラ１５４と、サポートローラ１５３を有する。測定方法としては、まず、作製基板１４上
に予め形成された被剥離層を含む層１５０にテープ１５１を貼り付け、端部を一部剥離し
ておく。次に、テープ１５１をサポートローラ１５３に引っ掛けるように作製基板１４を
治具に取り付け、テープ１５１及び被剥離層を含む層１５０が作製基板１４に対して垂直
方向になるようにする。ここで、テープ１５１を作製基板１４に対して垂直方向に引っ張
り（速度２０ｍｍ／ｍｉｎ）、被剥離層を含む層１５０を作製基板１４から剥離する際に
、垂直方向に引っ張る力を測定することで、剥離に要する力を測定することができる。こ
こで、剥離が進行している間、金属酸化物層２０が露出した状態で作製基板１４がガイド
ローラ１５４に沿ってその面方向に走行する。サポートローラ１５３及びガイドローラ１
５４は、被剥離層を含む層１５０及び作製基板１４の走行中の摩擦の影響を無くすために
回転可能に設けられている。
剥離試験には、島津製作所製の小型卓上試験機（ＥＺ－ＴＥＳＴ ＥＺ－Ｓ－５０Ｎ）及
び日本工業規格（ＪＩＳ）の規格番号ＪＩＳ Ｚ０２３７に準拠する粘着テープ・粘着シ
ート試験方法を用いた。試料の寸法は、１２６ｍｍ×２５ｍｍとした。
剥離前に、試料の端部から、水を供給した（図３７（Ｆ）の液体供給機構２１参照）。
図３９（Ａ）～（Ｃ）に、試料の剥離結果を示す。図３９（Ａ）～（Ｃ）において、実線
より上側が基板７５ａ側であり、下側が作製基板１４側である。図３９（Ａ）は、Ｈ２Ｏ
プラズマ処理のバイアスパワーが２０００Ｗの試料１Ａの結果である。図３９（Ｂ）は、
バイアスパワーが３０００Ｗの試料１Ｂの結果である。図３９（Ｃ）は、バイアスパワー
が４５００Ｗの試料１Ｃの結果である。
図３９（Ａ）～（Ｃ）に示すように、基板７５ａ側に樹脂層２３が残っており、作製基板
１４側に樹脂層２３は残っていなかった。本実施例では、金属酸化物層２０と樹脂層２３
との界面で分離させることができたと考えられる。
また、各試料の剥離に要する力は、試料１Ａが約０．２４Ｎ、試料１Ｂが約０．２２Ｎ、
試料１Ｃが約０．１６Ｎであった。このことから、Ｈ２Ｏプラズマ処理のバイアスパワー
が大きいほど、剥離に要する力を小さくできることがわかった。
なお、金属層１９の表面に対して、Ｈ２Ｏプラズマ処理でなく、Ｏ２プラズマ処理を行い
、金属酸化物層２０である酸化チタン膜を形成してもよい。この条件で試料を作製し剥離
試験を行ったところ、試料１Ａ～試料１Ｃと同様に剥離を行うことができた。剥離に要す
る力は約０．２１Ｎであった。
また、金属層１９の表面に対して、Ｈ２ＯとＡｒの混合ガスを用いたプラズマ処理を行い
、金属酸化物層２０である酸化チタン膜を形成してもよい。この条件で試料を作製し剥離
試験を行ったところ、試料１Ａ～試料１Ｃと同様に剥離を行うことができた。剥離に要す
る力は、約０．１５Ｎであった。
Ｈ２ＯとＡｒの混合ガスを用いたプラズマ処理の条件は、バイアスパワーは４５００Ｗ、
ＩＣＰパワーは０Ｗ、圧力は１５Ｐａ、下部電極温度は４０℃、処理時間は６００ｓｅｃ
であり、プロセスガスに流量１２５ｓｃｃｍの水蒸気と流量１２５ｓｃｃｍのアルゴンガ
スを用いた。プラズマ処理は室温で行った。
以上のように、本実施例では、本発明の一態様の剥離方法を用いて、作製基板１４から樹
脂層２３を剥離することができた。
本実施例では、作製基板から樹脂層を剥離した結果について説明する。
図４を用いて、本実施例の試料の作製方法について説明する。本実施例では、６種類の試
料を作製した。
まず、作製基板１４上に、金属酸化物層２０を形成した（図４（Ａ１））。
作製基板１４には、厚さ約０．７ｍｍのガラス基板を用いた。
試料２Ａでは、金属酸化物層２０として、酸化チタン膜を形成した。具体的には、まず、
スパッタリング法を用いて、厚さ約５ｎｍのチタン膜を成膜した。その後、窒素ガスと酸
素ガスの混合ガス（５８０ＮＬ／ｍｉｎ、酸素濃度２０％）を流しながら、４５０℃で１
時間のベークを行うことで、酸化チタン膜を形成した。
試料２Ｂでは、金属酸化物層２０として、酸化アルミニウム膜を形成した。具体的には、
まず、スパッタリング法を用いて、厚さ約５ｎｍのアルミニウム膜を成膜した。その後、
試料２Ａと同じ条件のベークを行うことで、酸化アルミニウム膜を形成した。
試料２Ｃでは、金属酸化物層２０として、インジウム亜鉛酸化物膜を形成した。具体的に
は、まず、スパッタリング法を用いて、厚さ約５ｎｍのインジウム亜鉛酸化物膜を成膜し
た。その後、試料２Ａと同じ条件のベークを行った。
試料２Ｄでは、金属酸化物層２０として、酸化チタン膜を形成した。具体的には、まず、
スパッタリング法を用いて、厚さ約５ｎｍのチタン膜を成膜した。その後、チタン膜の表
面に対してＨ２Ｏプラズマ処理を行うことで、酸化チタン膜を形成した。Ｈ２Ｏプラズマ
処理は室温で行い、ＩＣＰパワー０Ｗ、バイアスパワー４５００Ｗ、圧力１５Ｐａ、下部
電極温度４０℃、処理時間６００ｓｅｃであり、プロセスガスに流量２５０ｓｃｃｍの酸
素を用いた。
試料２Ｅでは、金属酸化物層２０として、酸化アルミニウム膜を形成した。具体的には、
まず、スパッタリング法を用いて、厚さ約５ｎｍのアルミニウム膜を成膜した。その後、
アルミニウム膜の表面に対してＨ２Ｏプラズマ処理を行うことで、酸化アルミニウム膜を
形成した。Ｈ２Ｏプラズマ処理の条件は試料２Ｄと同じである。
試料２Ｆでは、金属酸化物層２０として、インジウム亜鉛酸化物膜を形成した。具体的に
は、まず、スパッタリング法を用いて、厚さ約５ｎｍのインジウム亜鉛酸化物膜を成膜し
た。その後、インジウム亜鉛酸化物膜の表面に対してＨ２Ｏプラズマ処理を行った。Ｈ２
Ｏプラズマ処理の条件は試料２Ｄと同じである。
次に、金属酸化物層２０上に、第１の層２４を形成した（図４（Ｂ））。第１の層２４は
、感光性を有し、かつポリイミド樹脂前駆体を含む材料を用いて形成した。当該材料を塗
布した際の膜厚は約２．０μｍであった。
次に、第１の層２４に加熱処理を行うことで、樹脂層２３を形成した（図４（Ｃ））。加
熱処理としては、大気雰囲気下、４８０℃で１時間のベークを行った。
次に、樹脂層２３上に、被剥離層２５を形成した（図４（Ｄ））。ここで形成する被剥離
層２５は、図５（Ｅ）に示す絶縁層３１と絶縁層３２（トランジスタのゲート絶縁層）を
想定した積層構造とした。具体的には、樹脂層２３上に、厚さ約１００ｎｍの酸化窒化シ
リコン膜、厚さ約４００ｎｍの窒化シリコン膜、及び厚さ約５０ｎｍの酸化窒化シリコン
膜をこの順で形成した。これらの膜は、プラズマＣＶＤ法を用いて、基板温度３３０℃の
条件で形成した。
そして、被剥離層２５にＵＶ剥離テープを貼り付けた（図４（Ｄ）の接着層７５ｂ及び基
板７５ａに相当）。
本実施例の試料について、作製基板１４から樹脂層２３を剥離する剥離試験を行った。剥
離試験は、実施例１と同様の条件で行った。
剥離前に、試料の端部から、水を供給した（図４（Ｅ）の液体供給機構２１参照）。
図４０（Ａ）～（Ｆ）に、試料の剥離結果を示す。図４０（Ａ）～（Ｆ）において、実線
より上側が基板７５ａ側であり、下側が作製基板１４側である。図４０（Ａ）は、ベーク
により酸化チタン膜を形成した試料２Ａの結果である。図４０（Ｂ）は、ベークにより酸
化アルミニウム膜を形成した試料２Ｂの結果である。図４０（Ｃ）は、インジウム亜鉛酸
化物膜にベークを行った試料２Ｃの結果である。図４０（Ｄ）は、プラズマ処理により酸
化チタン膜を形成した試料２Ｄの結果である。図４０（Ｅ）は、プラズマ処理により酸化
アルミニウム膜を形成した試料２Ｅの結果である。図４０（Ｆ）は、インジウム亜鉛酸化
物膜にプラズマ処理を行った試料２Ｆの結果である。
図４０（Ａ）～（Ｆ）に示すように、基板７５ａ側に樹脂層２３が残っており、作製基板
１４側に樹脂層２３は残っていなかった。金属酸化物層２０と樹脂層２３との界面で分離
させることができたと考えられる。
また、各試料の剥離に要する力は、試料２Ａが約０．１９Ｎ、試料２Ｂが約０．３４Ｎ、
試料２Ｃが約０．２２Ｎ、試料２Ｄが約０．２１Ｎ、試料２Ｅが約０．２７Ｎ、試料２Ｆ
が約０．１７Ｎであった。
以上のように、本実施例では、本発明の一態様の剥離方法を用いて、作製基板１４から樹
脂層２３を剥離することができた。
本実施例では、作製基板から樹脂層を剥離した結果について説明する。
図４を用いて、本実施例の試料の作製方法について説明する。
まず、作製基板１４上に、金属酸化物層２０を形成した（図４（Ａ１））。作製基板１４
には、厚さ約０．７ｍｍのガラス基板を用いた。金属酸化物層２０として、酸化チタン膜
を形成した。具体的には、まず、スパッタリング法を用いて、厚さ約５ｎｍのチタン膜を
成膜した。その後、窒素ガスと酸素ガスの混合ガス（５８０ＮＬ／ｍｉｎ、酸素濃度２０
％）を流しながら、４５０℃で１時間のベークを行うことで、チタン膜を酸化し、酸化チ
タン膜を形成した。
次に、金属酸化物層２０上に、第１の層２４を形成した（図４（Ｂ））。第１の層２４は
、感光性を有し、かつポリイミド樹脂前駆体を含む材料を用いて形成した。当該材料を塗
布した際の膜厚は約２．０μｍであった。
次に、第１の層２４に加熱処理を行うことで、樹脂層２３を形成した（図４（Ｃ））。加
熱処理としては、大気雰囲気下、４８０℃で１時間のベークを行った。
次に、樹脂層２３上に、被剥離層２５を形成した（図４（Ｄ））。ここで形成する被剥離
層２５は、図５（Ｅ）に示す絶縁層３１と絶縁層３２（トランジスタのゲート絶縁層）を
想定した積層構造とした。具体的には、樹脂層２３上に、厚さ約４００ｎｍの酸化窒化シ
リコン膜、厚さ約４００ｎｍの窒化シリコン膜、及び厚さ約５０ｎｍの酸化窒化シリコン
膜をこの順で形成した。これらの膜は、プラズマＣＶＤ法を用いて、基板温度３３０℃の
条件で形成した。
この時点における試料の断面ＳＴＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）写真を図４１（Ａ）、（Ｂ）に示す。図４１
（Ａ）から、樹脂層２３の厚さは、約０．７９μｍとわかった。図４１（Ｂ）から、金属
酸化物層２０の厚さは、約１９．２ｎｍとわかった。断面観察では、チタン膜が確認され
なかった。そのため、チタン膜は全て酸化し、酸化チタン膜になっていると考えられる。
そして、被剥離層２５にＵＶ剥離テープを貼り付けた（図４（Ｄ）の接着層７５ｂ及び基
板７５ａに相当）。
本実施例の試料について、作製基板１４から樹脂層２３を剥離する剥離試験を行った。
剥離試験には、島津製作所製の小型卓上試験機（ＥＺ－ＴＥＳＴ ＥＺ－Ｓ－５０Ｎ）及
び日本工業規格（ＪＩＳ）の規格番号ＪＩＳ Ｚ０２３７に準拠する粘着テープ・粘着シ
ート試験方法を用いた。試料の寸法は、１２６ｍｍ×２５ｍｍとした。
図４２（Ａ）に、試料の剥離結果を示す。図４２（Ａ）において、実線より上側が基板７
５ａ側であり、下側が作製基板１４側である。
図４２（Ａ）に示すように、基板７５ａ側に樹脂層２３が残っており、作製基板１４側に
樹脂層２３は残っていなかった。
図４２（Ｂ）に、作製基板１４側の断面ＳＴＥＭ写真を示す。図４２（Ｂ）から、金属酸
化物層２０の厚さは、約１２．６ｎｍとわかった。断面観察では、樹脂層２３が確認され
なかった。金属酸化物層２０上の層は、ＳＴＥＭ観察用に形成した膜である。
基板７５ａ側の剥離面について、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ：Ｘ‐ｒａｙ Ｐｈｏｔｏｅ
ｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて組成分析を行ったところ、Ｔｉは
検出されなかった。
これらの結果から、金属酸化物層２０と樹脂層２３との界面で分離させることができたと
考えられる。
なお、第１の層２４に行う加熱処理の条件によっては、作製基板１４と樹脂層２３とを容
易に分離できないことがあった。例えば、第１の層２４に対して、窒素ガスと酸素ガスの
混合ガス（５８０ＮＬ／ｍｉｎ、酸素濃度２０％）を流しながら、４５０℃で１時間のベ
ークを行った場合、上記の剥離試験によって、作製基板１４と樹脂層２３とを分離できな
いことがあった。
このことから、第１の層２４を大気雰囲気で加熱して樹脂層２３を形成することで、作製
基板１４と樹脂層２３とを容易に分離できると考えられる。例えば、大気雰囲気下で加熱
することで、ガスを流しながら加熱する場合に比べて、金属酸化物層２０中、樹脂層２３
中、または金属酸化物層２０と樹脂層２３との界面などに、水分を留めておきやすいと考
えられる。
また、第１の層２４を十分に高い温度で加熱して樹脂層２３を形成することで、作製基板
１４と樹脂層２３とを容易に分離できると考えられる。これにより、金属酸化物層２０と
樹脂層２３との密着性を低下させることができると考えられる。
以上のように、本実施例では、本発明の一態様の剥離方法を用いて、作製基板１４から樹
脂層２３を剥離することができた。
本実施例では、作製基板から樹脂層を剥離した結果について説明する。
図５及び図６を用いて、本実施例の試料の作製方法について説明する。本実施例の試料は
、ＥＬ表示装置の作製工程の一部を用いて作製され、図６（Ａ）に示す作製基板１４から
絶縁層３５までの積層構造を有する。
まず、作製基板１４上に、金属酸化物層２０を形成した（図５（Ａ））。作製基板１４に
は、厚さ約０．７ｍｍのガラス基板を用いた。金属酸化物層２０には、酸化チタン膜を用
いた。具体的には、まず、スパッタリング法を用いて、厚さ約５ｎｍのチタン膜を成膜し
た。その後、窒素ガスと酸素ガスの混合ガス（５８０ＮＬ／ｍｉｎ、酸素濃度２０％）を
流しながら、４５０℃で１時間のベークを行うことで、チタン膜を酸化し、酸化チタン膜
を形成した。なお、この方法で作製した酸化チタン膜と水との接触角を測定したところ、
約４６°であった。
次に、金属酸化物層２０上に、第１の層２４を形成した（図５（Ｂ））。第１の層２４は
、感光性を有し、かつポリイミド樹脂前駆体を含む材料を用いて形成した。当該材料を塗
布した際の膜厚は約２．０μｍであった。
次に、第１の層２４を島状に加工し、その後、加熱処理を行うことで、樹脂層２３を形成
した（図５（Ｃ））。加熱処理としては、大気雰囲気下、４８０℃で１時間のベークを行
った。
次に、樹脂層２３上に、絶縁層３１として、厚さ約４００ｎｍの酸化窒化シリコン膜を形
成した。絶縁層３１は、プラズマＣＶＤ法を用いて、基板温度３３０℃の条件で形成した
。
次に、絶縁層３１上に、トランジスタ４０を形成した（図５（Ｅ））。本実施例では、チ
ャネル形成領域に酸化物半導体を有するトランジスタを作製した。
次に、トランジスタ４０を覆う絶縁層３３を形成した。絶縁層３３は、厚さ約４００ｎｍ
の酸化窒化シリコン膜、及び厚さ約１００ｎｍの窒化シリコン膜を有する。絶縁層３３は
、プラズマＣＶＤ法を用いて、基板温度３３０℃の条件で形成した。
次に、絶縁層３３上に、絶縁層３４として、厚さ約２．０μｍのアクリル膜を形成した。
次に、絶縁層３４上に、導電層６１として、厚さ約５０ｎｍのチタン膜、厚さ約２００ｎ
ｍのアルミニウム膜、及び厚さ約５ｎｍのチタン膜をこの順で形成した。
次に、導電層６１の端部を覆う絶縁層３５を形成した。絶縁層３５には、厚さ約１．０μ
ｍのポリイミド膜を用いた。
その後、絶縁層３５上に、スペーサ（図示しない）として、厚さ約２．０μｍのポリイミ
ド膜を形成した。
そして、被剥離層２５にＵＶ剥離テープを貼り付けた（図６（Ａ）の保護層７５に相当）
。
本実施例の試料について、作製基板１４から樹脂層２３を剥離する剥離試験を行った。剥
離試験の方法は、実施例１と同様である。
剥離試験は、１０個の試料で行った。１０個の試料のうち、５個の試料は、剥離界面に水
を注入してから剥離し、残りの５個の試料は、水を注入せずに剥離した。
図４３（Ａ）に、水を注入して剥離した試料の剥離結果を示す。図４３（Ｂ）に、水を注
入せずに剥離した試料の剥離結果を示す。図４３（Ａ）、（Ｂ）において、実線より上側
が保護層７５側であり、下側が作製基板１４側である。
図４３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、保護層７５側に樹脂層２３が残っており、作製基板
１４側に樹脂層２３はほとんど残っていなかった。
水を注入して剥離した５個の試料の剥離に要する力の平均値は、約０．１７２Ｎであった
。水を注入せずに剥離した５個の試料の剥離に要する力の平均値は、約０．１９５Ｎであ
った。このことから、剥離界面に水を注入することで、剥離に要する力が低減するとわか
った。
本実施例で形成した酸化チタン膜と水との接触角は、約４６°と小さい値であった。表面
張力が大きい（濡れ性が高い）膜を用いたことで、水注入の効果を高め、剥離に要する力
を低減できたと考えられる。
以上のように、本実施例では、本発明の一態様の剥離方法を用いて、作製基板１４から樹
脂層２３を剥離することができた。
本実施例では、作製基板から樹脂層を剥離した結果について説明する。
図４を用いて、本実施例の試料の作製方法について説明する。
まず、作製基板１４上に、金属酸化物層２０を形成した（図４（Ａ１））。作製基板１４
には、厚さ約０．７ｍｍのガラス基板を用いた。金属酸化物層２０として、酸化タングス
テン膜を形成した。具体的には、まず、スパッタリング法を用いて、タングステン膜を成
膜した。本実施例では、タングステン膜の厚さが約５ｎｍの試料と、約１０ｎｍの試料の
２種類を作製した。その後、窒素ガスと酸素ガスの混合ガス（５８０ＮＬ／ｍｉｎ、酸素
濃度２０％）を流しながら、４５０℃で１時間のベークを行うことで、タングステン膜を
酸化し、酸化タングステン膜を形成した。
次に、金属酸化物層２０上に、第１の層２４を形成した（図４（Ｂ））。第１の層２４は
、非感光性の可溶性ポリイミド樹脂を含む材料を用いて形成した。当該材料を塗布した際
の膜厚は約２．０μｍであった。
次に、第１の層２４に加熱処理を行うことで、樹脂層２３を形成した（図４（Ｃ））。加
熱処理としては、窒素ガスと酸素ガスの混合ガス（５８０ＮＬ／ｍｉｎ、酸素濃度２０％
）を流しながら、１８０℃で３０分のベークを行った後、同じ混合ガスを流しながら、４
００℃で１時間のベークを行った。
次に、樹脂層２３上に、被剥離層２５を形成した（図４（Ｄ））。ここで形成する被剥離
層２５は、図５（Ｅ）に示す絶縁層３１と絶縁層３２（トランジスタのゲート絶縁層）を
想定した積層構造とした。具体的には、樹脂層２３上に、厚さ約１００ｎｍの酸化窒化シ
リコン膜、厚さ約４００ｎｍの窒化シリコン膜、及び厚さ約５０ｎｍの酸化窒化シリコン
膜をこの順で形成した。これらの膜は、プラズマＣＶＤ法を用いて、基板温度３３０℃の
条件で形成した。
この時点における試料（厚さ約５ｎｍのタングステン膜を形成した試料）の断面ＳＴＥＭ
写真を図４４（Ａ）、（Ｂ）に示す。図４４（Ａ）から、樹脂層２３の厚さは、約１．０
１μｍとわかった。図４４（Ｂ）から、金属酸化物層２０の厚さは、約２３．８ｎｍとわ
かった。断面観察では、タングステン膜が確認されなかった。そのため、タングステン膜
は全て酸化し、酸化タングステン膜になっていると考えられる。
そして、被剥離層２５にＵＶ剥離テープを貼り付けた（図４（Ｄ）の接着層７５ｂ及び基
板７５ａに相当）。
本実施例の試料について、作製基板１４から樹脂層２３を剥離する剥離試験を行った。剥
離試験の方法は、実施例１と同様である。
図４５（Ａ）、（Ｂ）に、試料の剥離結果を示す。図４５（Ａ）は、厚さ約５ｎｍのタン
グステン膜を形成した試料の結果であり、図４５（Ｂ）は、厚さ約１０ｎｍのタングステ
ン膜を形成した試料の結果である。図４５（Ａ）、（Ｂ）において、実線より上側が基板
７５ａ側であり、下側が作製基板１４側である。
図４５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、基板７５ａ側に樹脂層２３が残っており、作製基板
１４側に樹脂層２３は残っていなかった。
図４５（Ｃ）に、厚さ約５ｎｍのタングステン膜を形成した試料における作製基板１４側
の断面ＳＴＥＭ写真を示す。図４５（Ｃ）から、金属酸化物層２０の厚さは、約２１．８
ｎｍとわかった。断面観察では、樹脂層２３が確認されなかった。金属酸化物層２０上の
層は、ＳＴＥＭ観察用に形成した膜である。
基板７５ａ側の剥離面と、作製基板１４側の剥離面について、導通を確認したところ、作
製基板１４側の剥離面で導通した。
これらの結果から、金属酸化物層２０と樹脂層２３との界面で分離させることができたと
考えられる。
以上のように、本実施例では、本発明の一態様の剥離方法を用いて、作製基板１４から樹
脂層２３を剥離することができた。
本実施例では、本発明の一態様の剥離方法を用いて、表示装置を作製した結果について説
明する。
本実施例で作製した表示装置３００Ｂは、図２４及び図２５に示す表示装置３００Ａと多
くの部分で共通する構成である。図４６に、本実施例で作製した表示装置３００Ｂの、Ｆ
ＰＣ３７２を含む領域の一部、回路３６４を含む領域の一部、及び表示部３６２を含む領
域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。図４６に示す表示装置３００Ｂは
、主に、着色層１３４及び絶縁層１９４を有していない点、及びＥＬ層１９２が塗り分け
られている点で、表示装置３００Ａと異なる。
表示装置３００Ｂの詳細を説明する。表示部３６２のサイズは対角４．３８インチ、有効
画素数は７６８×１０２４、精細度は２９２ｐｐｉである。表示装置３００Ｂには、デマ
ルチプレクサ（ＤｅＭＵＸ）が内蔵されており、ソースドライバとして機能する。また、
表示装置３００Ｂには、スキャンドライバも内蔵されている。
トランジスタのチャネル形成領域には、金属酸化物、具体的にはＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ系酸化
物を用いた。
液晶素子１８０には、反射型Ｔｗｉｓｔｅｄ ＥＣＢモードを用いた。液晶素子１８０の
反射光は、着色層１３１（カラーフィルタ）を通して表示装置３００Ｂの外部に取り出さ
れる。液晶素子１８０の開口率は、７６％である。
発光素子１７０には、有機ＥＬ素子を用いた。発光素子１７０は、ボトムエミッション構
造であり、発光素子１７０の光は、着色層１３１を通して表示装置３００Ｂの外部に取り
出される。発光素子１７０は、副画素（ＲＧＢ）ごとにＥＬ層１９２が塗り分けられてい
る。発光素子１７０の開口率は、３．９％である。
表示装置３００Ｂの作製工程における、本発明の一態様の剥離方法を適用した工程につい
て説明する。図４（Ｄ）における作製基板１４としてガラス基板を用い、金属酸化物層２
０として酸化チタン膜を用い、樹脂層２３としてポリイミド膜を用いた。被剥離層２５と
しては、樹脂層２３上に無機絶縁層を形成した後、無機絶縁層上に、電極３１１ａから電
極１９３までの積層構造（図４６参照）を形成した。図４６の接着層１４２は、接着層７
５ｂに相当する。図４６の基板３５１は、基板７５ａに相当する。そして、本発明の一態
様の剥離方法を用いて、金属酸化物層２０と樹脂層２３とを分離した。
その後、基板３５１側に残存する樹脂層２３と無機絶縁層を除去した。そして、露出した
電極３１１ａ上に、配向膜１３３ａを形成した。基板３６１には、着色層１３１（及び遮
光層１３２）から配向膜１３３ｂまでの積層構造を形成した。そして、基板３５１と基板
３６１とを液晶層１１２を挟持した状態で貼り合わせた。
図４７（Ａ）、（Ｂ）に、表示装置３００Ｂの表示写真を示す。本発明の一態様の剥離方
法を用いて表示装置を作製することができ、かつ、大きな不具合なく、全面表示できたこ
とが確認された。
以下では、本発明の一態様の剥離方法における表２に示す項目について詳述する。
Figure 2023022115000005
実施例１等に示すように、下地層への処理としては、Ｈ２Ｏプラズマ処理が好適である。
また、樹脂層の材料としては、感光性を有し、ポリイミド樹脂前駆体を含む材料が好適で
ある。樹脂層を形成するための加熱条件としては、大気雰囲気下、４８０℃ベークが好適
である。
ここで、樹脂層の材料を塗布すると、基板の外周部などに不均一に塗布された部分が生じ
ることがある。樹脂層の硬化前に、このような不要な部分を容易に除去できることが好ま
しい。例えば、シンナーなどの有機溶剤を用いて除去することができる。樹脂層の材料に
よっては、シンナーと反応して白濁、ゲル化、または凝固などが生じることがある。実施
例１等で使用した樹脂層の材料は、シンナーなどの有機溶剤に溶解するため、樹脂層の硬
化前に不要な部分を容易に除去できる。
感光性を有する材料を用いると、樹脂層の加工が容易となり好ましい。材料を塗布した後
、露光、現像を行うことで、樹脂層を加工することができる。レジストマスクの形成が不
要であるため、作製工程を短縮することができる。
作製基板を介して樹脂層の一面全体にレーザ光を照射する工程では、作製基板の裏側（樹
脂層を形成する面とは反対側の面）にゴミがあると、光が適切に照射されず、剥離不良に
つながることがある。また、樹脂層に対しレーザのパワーが強すぎると、樹脂層が変質し
てしまうことがある。例えば、ススが発生することがある。本発明の一態様の剥離方法で
は、作製基板の裏側から光を照射する工程を行わない。したがって、当該ゴミの影響を受
けず、かつ、樹脂層がレーザ光によるダメージを受けない。本発明の一態様では、加熱処
理により樹脂層の剥離性を高める。基板に異物が付着していても樹脂層に加熱のムラは生
じにくいため、基板と樹脂層を分離する工程の歩留まりが低下しにくい。なお、表１に示
す通り、酸化チタンの熱伝導率は、約６．３Ｗ／ｍ・Ｋであり、ポリイミドの熱伝導率は
、約０．１８Ｗ／ｍ・Ｋである。
実施例１等に示すように、剥離界面は、金属酸化物層と樹脂層との界面である。したがっ
て、剥離後の作製基板上に、樹脂層は残存しない。
剥離後に樹脂層を除去する場合、貫通電極を露出することができる。樹脂層は、アッシン
グにより除去することが好ましい。樹脂層を除去するため、出来上がりの装置は、樹脂層
の色味の影響を受けない。
剥離後に樹脂層を除去しない場合、剥離により貫通電極を露出することが好ましい。樹脂
層の形成時に、樹脂層に開口を設け、開口内に貫通電極を形成する。そして、剥離によっ
て、樹脂層及び貫通電極が露出する。貫通電極には、作製基板との密着性が低い材料を用
いることが好ましい。また、貫通電極と作製基板との接触面積は小さいほど好ましい。感
光性を有する材料を用いているため、露光技術を用いて樹脂層に開口を形成することがで
きる。このとき、開口の形状は、テーパー形状となる。非感光性の材料を用いる場合、樹
脂層の加工には、アッシング、ドライエッチング等を用いることができる。このとき、樹
脂層の開口の側壁の形状は、垂直に近い形状となる。樹脂層を除去しないため、出来上が
りの装置は、樹脂層の色味の影響を受ける。光取り出し効率の低下を抑制するため、不要
な部分に樹脂層を設けないことが好ましい。
本発明の一態様の剥離方法を適用する場合、剥離に要する力は、例えば、約０．１３Ｎで
ある。
１０Ａ 表示装置
１０Ｂ 表示装置
１０Ｃ 表示装置
１３ 接着層
１４ 作製基板
１９ 金属層
２０ 金属酸化物層
２１ 液体供給機構
２２ 基板
２３ 樹脂層
２３ａ 樹脂層
２３ｂ 樹脂層
２４ 第１の層
２５ 被剥離層
２８ 接着層
２９ 基板
３０ プラズマ
３１ 絶縁層
３１ａ 絶縁層
３１ｂ 絶縁層
３２ 絶縁層
３３ 絶縁層
３４ 絶縁層
３５ 絶縁層
４０ トランジスタ
４１ 導電層
４３ａ 導電層
４３ｂ 導電層
４３ｃ 導電層
４４ 金属酸化物層
４５ 導電層
４９ トランジスタ
５６ 積層体
５６ａ 残部
５６ｂ 一方の表層
５９ 積層体
６０ 発光素子
６１ 導電層
６２ ＥＬ層
６３ 導電層
６４ 切れ目
６５ 器具
６６ レーザ光
６７ 照射領域
７４ 絶縁層
７５ 保護層
７５ａ 基板
７５ｂ 接着層
７６ 接続体
８０ トランジスタ
８１ 導電層
８２ 絶縁層
８３ 金属酸化物層
８４ 絶縁層
８５ 導電層
８６ａ 導電層
８６ｂ 導電層
８６ｃ 導電層
９１ 作製基板
９２ 金属酸化物層
９３ 樹脂層
９５ 絶縁層
９６ 隔壁
９７ 着色層
９８ 遮光層
９９ 接着層
１１２ 液晶層
１１３ 電極
１１５ 絶縁層
１１７ 絶縁層
１２１ 絶縁層
１３１ 着色層
１３２ 遮光層
１３３ａ 配向膜
１３３ｂ 配向膜
１３４ 着色層
１３５ 偏光板
１４０ トランジスタ
１４１ 接着層
１４２ 接着層
１５０ 被剥離層を含む層
１５１ テープ
１５３ サポートローラ
１５４ ガイドローラ
１６２ａ チャネル領域
１６２ｂ 低抵抗領域
１６３ 絶縁層
１６４ 導電層
１６５ 絶縁層
１６６ 絶縁層
１６７ａ 導電層
１６７ｂ 導電層
１７０ 発光素子
１８０ 液晶素子
１９１ 電極
１９２ ＥＬ層
１９３ 電極
１９４ 絶縁層
２０１ トランジスタ
２０３ トランジスタ
２０４ 接続部
２０５ トランジスタ
２０６ トランジスタ
２０７ 接続部
２１１ 絶縁層
２１２ 絶縁層
２１３ 絶縁層
２１４ 絶縁層
２１５ 絶縁層
２１６ 絶縁層
２１７ 絶縁層
２２０ 絶縁層
２２０ａ 絶縁層
２２０ｂ 絶縁層
２２１ａ 導電層
２２１ｂ 導電層
２２２ａ 導電層
２２２ｂ 導電層
２２３ 導電層
２２４ 導電層
２２５ 絶縁層
２２６ 被覆膜
２２７ レンズ
２２８ 導電層
２３１ 半導体層
２３２ 絶縁層
２３３ 拡散フィルム
２３４ａ 導電層
２３４ｂ 導電層
２３４ｃ 絶縁層
２３４ｄ 絶縁層
２３５ 基板
２４２ 接続層
２４３ 接続体
２５２ 接続部
３００Ａ 表示装置
３００Ｂ 表示装置
３１０Ａ 入出力装置
３１０Ｂ 入出力装置
３１１ａ 電極
３１１ｂ 電極
３１１ｃ 電極
３５１ 基板
３６１ 基板
３６２ 表示部
３６４ 回路
３６５ 配線
３７２ ＦＰＣ
３７３ ＩＣ
３８１ 表示部
３８２ 駆動回路部
４５１ 開口
６００ テープ
６０１ 支持体
６０２ テープリール
６０４ 方向転換ローラ
６０６ 押圧ローラ
６０６ａ 円筒
６０６ｂ 円柱
６０７ 方向転換ローラ
６０９ キャリアプレート
６１３ リール
６１４ 乾燥機構
６１７ ローラ
６２０ イオナイザ
６３１ ガイドローラ
６３２ ガイドローラ
６３３ ガイドローラ
６３４ ガイドローラ
６３９ イオナイザ
６４１ 基板ロードカセット
６４２ 基板アンロードカセット
６４３ 搬送ローラ
６４４ 搬送ローラ
６４５ 搬送ローラ
６５９ 液体供給機構
６６５ ガイドローラ
６６６ ガイドローラ
６７０ 分離テープ
６７１ 支持体
６７２ テープリール
６７３ リール
６７４ ガイドローラ
６７５ 押圧ローラ
６７６ 方向転換ローラ
６７７ ガイドローラ
６７８ ガイドローラ
６７９ ガイドローラ
６８３ リール
８００ 携帯情報端末
８０１ 筐体
８０２ 筐体
８０３ 表示部
８０５ ヒンジ部
８１０ 携帯情報端末
８１１ 筐体
８１２ 表示部
８１３ 操作ボタン
８１４ 外部接続ポート
８１５ スピーカ
８１６ マイク
８１７ カメラ
８２０ カメラ
８２１ 筐体
８２２ 表示部
８２３ 操作ボタン
８２４ シャッターボタン
８２６ レンズ
８０００ 表示モジュール
８００１ 上部カバー
８００２ 下部カバー
８００５ ＦＰＣ
８００６ 表示パネル
８００９ フレーム
８０１０ プリント基板
８０１１ バッテリ
８０１５ 発光部
８０１６ 受光部
８０１７ａ 導光部
８０１７ｂ 導光部
８０１８ 光
９０００ 筐体
９００１ 表示部
９００３ スピーカ
９００５ 操作キー
９００６ 接続端子
９００７ センサ
９００８ マイクロフォン
９０５５ ヒンジ
９２００ 携帯情報端末
９２０１ 携帯情報端末
９２０２ 携帯情報端末

Claims (1)

  1. 基板上に第１の材料層を形成する工程、
    前記第１の材料層上に第２の材料層を形成する工程、及び、
    前記第１の材料層と前記第２の材料層とを分離する工程を有し、
    前記第１の材料層は、水素と酸素のうち一方または双方を含むガスを有し、
    前記第２の材料層は、樹脂を有し、
    前記第１の材料層と前記第２の材料層とは、水素結合が切断されることにより分離する、半導体装置の作製方法。
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