(57)【要約】【課題】５００℃以上の工程温度に耐えうる、可撓性ガラスを用いた発光装置の作製方法と、その発光装置を提供する。【解決手段】第２基板を吸着層を用いて支持基板に貼り付ける。その第２基板の表面に透明導電膜でタッチパネル用の電極を形成する。その第２基板をトランジスタと発光素子を形成したバックプレーン基板に接着する。バックプレーン基板は剥離層とバッファ層を有しており、剥離層とバッファ層との間で剥離することによってバックプレーン基板から第１基板を分離し、分離によって露出したバッファ層の表面に、第２接着層を用いて可撓性の第３基板を接着する。第２基板と吸着層との間で剥離することによって第２基板から支持基板を分離する。【選択図】図７
2020004739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板上に、剥離層、無機材料を有する絶縁層、複数のトランジスタ、及び複数の発光素子を下から順に設けた第１の積層体と、
吸着層を用いて、支持基板に可撓性を有するガラス基板を貼り付けた第２の積層体と、を用意し、
前記吸着層は、前記支持基板の一方の面と前記ガラス基板の一方の面に接しており、
前記第１の積層体の前記発光素子側と、前記第２の積層体の前記ガラス基板の他方の面側とを、第１接着層を用いて貼り付け、
前記剥離層の層内又は前記剥離層の界面近傍で、前記絶縁層から前記第１基板を分離し、
第２接着層を用いて、前記第１基板を分離することによって露出した前記絶縁層の表面に、樹脂を有する基板を貼り付ける発光装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ
、以下ＥＬとも記す）現象を利用した発光装置と、その作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機ＥＬを利用した発光素子（有機ＥＬ素子）の研究開発が盛んに行われている
。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（ＥＬ層
）を挟んだものである。
【０００３】
有機ＥＬ素子は自発光型であるため、有機ＥＬ素子を用いた発光装置は、視認性に優れ
、バックライトが不要であり、消費電力が少ない等の利点を有する。さらに、薄型軽量化
できる、入力信号に高速に応答できる等の利点も有する。
【０００４】
また、有機ＥＬ素子を用いた発光装置は、薄型軽量化に加え、可撓性や耐衝撃性が図れ
ることから、可撓性を有する基板（フレキシブル基板）の採用が検討されている。また、
可撓性を有する基板の採用は、発光装置だけでなく、半導体特性を利用することで機能す
る半導体装置等にも適用されている。
【０００５】
例えば、特許文献１に、フィルム基板上に、スイッチング素子であるトランジスタや有
機ＥＬ素子を備えたフレキシブルなアクティブマトリクス型の発光装置が開示されている
。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１７４１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
最近、有機ＥＬ素子を備えたフレキシブルな発光装置を作製する方法において、支持基
板に樹脂膜を介して可撓性ガラスを貼り付け、そのガラスの上にトランジスタ、有機ＥＬ
素子等を作製する方法が検討されている。
【０００８】
しかしながら、支持基板上に樹脂膜を有するので、トランジスタを形成する半導体層を
可撓性ガラス上に直接成膜すると樹脂膜から半導体層への不純物汚染が問題になる場合が
ある。また、半導体層を形成後の高温処理においても、樹脂膜から半導体層への不純物の
拡散が問題となる場合がある。また、樹脂膜とガラスは熱応力に差があるため、熱処理に
より、ガラスが反って支持基板から剥がれてしまう可能性がある。
【０００９】
そこで、本発明の一態様は、支持基板に樹脂膜で可撓性ガラスを貼り付けた基板を用い
た、有機ＥＬ素子を備えた発光装置の作製方法において、５００℃以上の工程温度に耐え
うる発光装置の作製方法と、その発光装置を提供することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
樹脂膜を介して可撓性ガラスを貼り付けた支持基板とは別の作製基板上に、トランジス
タと有機ＥＬ素子を形成する。そのトランジスタ等を形成した作製基板と、樹脂膜を介し
て可撓性ガラスを貼り付けた支持基板とを接着層により貼り合わせる。
【００１１】
すなわち、本発明の一態様は、第１基板上に剥離層を形成し、剥離層上にバッファ層を
形成し、バッファ層上に複数のトランジスタを形成し、トランジスタ上に絶縁層を形成し
、絶縁層上にトランジスタと電気的に接続する発光素子を形成することで、バックプレー
ン基板を作製する第１の工程と、支持基板上に吸着層を形成し、吸着層に接するように厚
さが１０μｍ以上５００μｍ以下の第２基板を支持基板に貼り付ける第２の工程と、第２
基板の上に第１接着層を塗り、第２基板とバックプレーン基板の発光素子を形成した面を
第１の接着層を用いて接着する第３の工程と、剥離層とバッファ層との間で剥離すること
によってバックプレーン基板から第１基板を分離し、分離によって露出したバッファ層の
表面に、第２接着層を用いて第３基板を接着する第４の工程と、第２基板と吸着層との間
で剥離することによって第２基板と支持基板とを分離する第５の工程と、を有し、第１の
工程及び第２の工程の後に、第３の工程を行い、その後、第４の工程及び第５の工程を行
う発光装置の作製方法である。ここで、第１の工程と第２の工程はどちらを先に行っても
よい。また、第４の工程と第５の工程はどちらを先に行ってもよい。なお、第２基板には
可撓性ガラスを用い、第３基板には樹脂を用いることが好ましい。
【００１２】
上記の作製方法により、５００℃以上の工程温度でトランジスタを形成することができ
るので、高性能なトランジスタを作製することができる。また、一対の基板の一方に可撓
性ガラス、他方に樹脂を用いた、可撓性を有する薄い発光装置を得ることができる。また
、発光素子が可撓性ガラスで封止されるため、信頼性の高い発光装置を作製することがで
きる。
【００１３】
さらに、第２の工程では、第２基板を支持基板に貼り付けた後に、第２基板上に、タッ
チセンサを形成し、タッチセンサ上に絶縁層を形成し、絶縁層上に着色層を形成すること
が好ましい。
【００１４】
上記の作製方法により、一方の基板に着色層を有する、フルカラー表示の可能な薄い可
撓性の発光装置を得ることができる。また、発光装置の表面に位置する薄い基板に接して
タッチセンサを形成できるため、タッチセンサの検出感度を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明の一態様は、可撓性を有する基板と、基板上の第２接着層と、第２接着層
上のバッファ層と、バッファ層上のトランジスタと、トランジスタ上の平坦化層と、トラ
ンジスタと電気的に接続する、平坦化層上の発光素子と、発光素子及び平坦化層上の第１
接着層と、第１接着層上の、厚さが１０μｍ以上５００μｍ以下のガラス基板と、を有す
る発光装置である。なお、可撓性を有する基板は樹脂基板であることが好ましい。
【００１６】
上記の発光装置の構成により、一対の基板の一方に可撓性ガラス、他方に樹脂を用いた
、可撓性を有する薄い発光装置を得ることができる。発光素子が可撓性ガラスで封止され
るため、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【００１７】
さらに、ガラス基板と第１接着層の間に、タッチセンサ及び着色層を有し、タッチセン
サ及び着色層のうち、タッチセンサの方が、ガラス基板側に位置することが好ましい。
【００１８】
上記の発光装置の構成により、一方の基板に着色層を有する、フルカラー表示の可能な
薄い可撓性の発光装置を得ることができる。また、発光装置の表面に位置する薄い基板に
接してタッチセンサを形成できるため、タッチセンサの検出感度を向上させることができ
る。
【発明の効果】
【００１９】
５００℃以上の工程温度に耐えうる、可撓性ガラスを用いた有機ＥＬ素子を備えた発光
装置の作製方法と、その発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一態様の発光装置を説明する上面図及び断面図。
【図２】本発明の一態様の発光装置の作製方法を説明する断面図。
【図３】本発明の一態様の発光装置の作製方法を説明する断面図。
【図４】本発明の一態様の発光装置の作製方法を説明する断面図。
【図５】本発明の一態様の発光装置の作製方法を説明する断面図。
【図６】本発明の一態様の発光装置の作製方法を説明する断面図。
【図７】本発明の一態様の発光装置を説明する上面図及び断面図。
【図８】タッチパネルの一態様を説明する上面図。
【図９】タッチパネルの一態様を説明する上面図。
【図１０】タッチパネルの一態様を説明する上面図。
【図１１】タッチパネルの一態様を説明する断面図。
【図１２】タッチパネルの一態様を説明する斜視図。
【図１３】本発明の一態様の発光素子を説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一態様の発光装置について図面を用いて説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
＜発光装置の構成＞
図１（Ａ）は、本発明の一形態による発光装置の上面図であり、図１（Ｂ）は、図１（
Ａ）のＡ１−Ａ２間の断面図である。
【００２３】
図１（Ａ）に示す発光装置は、端子部４５０１、画素部４５０２、及び信号線回路部４
５０３を有する。
【００２４】
図１（Ｂ）に示すように、発光装置は、画素部４５０２に、第３基板９０３、第２接着
層１７２、剥離層１０１、バッファ層１０３、複数のトランジスタ、絶縁層１１４、平坦
化層１１６、発光素子１３０、隔壁１２４、第１接着層１７１、第２基板９０２を有する
。
【００２５】
図１（Ｂ）に示すように、第３基板９０３上に複数のトランジスタが備わっており、ト
ランジスタ１５０及びトランジスタ１５１の上部には、それぞれ発光素子１３０が備わっ
ている。各トランジスタは、ゲート電極層１０６、ソース電極層１１２ａ及びドレイン電
極層１１２ｂ、半導体層１１０、及びゲート絶縁層１０８を備える。トランジスタ１５０
及びトランジスタ１５１は発光素子を駆動するトランジスタである。発光素子１３０は、
その下部に位置するトランジスタに電気的に接続される。発光素子１３０は、平坦化層１
１６上に配され、発光素子１３０の第１電極層１１８は、平坦化層１１６に備わったコン
タクトホールを介してトランジスタに電気的に接続されている。発光素子１３０は、第１
接着層１７１及び第２基板９０２によって封止される。第２基板９０２の内側面に、後述
するタッチセンサを複数有し、発光装置がタッチパネルを備えてもよい。
【００２６】
本実施の形態では、トップエミッション構造（上面射出構造）の発光装置について例示
するが、ボトムエミッション構造（下面射出構造）やデュアルエミッション構造（両面射
出構造）としてもよい。
【００２７】
発光素子１３０は、トランジスタに電気的に接続された第１電極層１１８と、第１電極
層１１８上の有機化合物を含む層１２０と、有機化合物を含む層１２０上の第２電極層１
２２と、を有する。第１電極層１１８の端部は、隔壁１２４で覆われている。第２電極層
１２２は、画素部４５０２の全面に渡って形成されている。
【００２８】
図１（Ｂ）に示すように、発光装置は、信号線回路部４５０３に、トランジスタ１５２
を有する。
【００２９】
図１（Ｂ）に示すように、発光装置は、端子部４５０１に、導電層９１５、バンプ４５
５６、異方性導電膜４５１９、及びＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒ
ｃｕｉｔ）４５１８を有する。ＦＰＣ４５１８には、画素部４５０２の駆動及び制御のた
めの各種電気部品が配されている。
【００３０】
導電層９１５は、バンプ４５５６及び異方性導電膜４５１９を介して、ＦＰＣ４５１８
と電気的に接続する。なお、バンプ４５５６は設けなくてもよく、導電層９１５は、異方
性導電膜４５１９と直接接することで、ＦＰＣ４５１８と電気的に接続することが好まし
い。
【００３１】
また、図７（Ａ）は、本発明の別の形態による発光装置の上面図であり、図７（Ｂ）は
、図７（Ａ）のＢ１−Ｂ２間の断面図である。図７（Ａ）では、第２基板９０２側に作製
されるタッチパネルを詳細に示す。
【００３２】
図７（Ａ）に示す発光装置は、端子部４５０１、画素部４５０２、及び信号線回路部４
５０３を有する。
【００３３】
図７（Ｂ）に示すように、発光装置は、画素部４５０２に、第３基板９０３、第２接着
層１７２、剥離層１０１、バッファ層１０３、複数のトランジスタ、絶縁層１１４、平坦
化層１１６、発光素子１３０、隔壁１２４、第１接着層１７１、オーバーコート層１６８
、着色層１６６、遮光膜１６４、パッシベーション層１６３、絶縁層１６２、導電層の連
結部９１１ｂ、導電層の本体部９１２ａ、導電層９２０、絶縁層９３０及び第２基板９０
２を有する。
【００３４】
図７（Ｂ）に示すように、第３基板９０３上に複数のトランジスタが備わっており、ト
ランジスタ１５０及びトランジスタ１５１の上部には、それぞれ発光素子１３０が備わっ
ている。トランジスタ及び発光素子の構成は図１（Ｂ）と同様である。
【００３５】
図７（Ｂ）に示すように、第２基板９０２側には、導電層の連結部９１１ｂ及び導電層
の本体部９１２ａと、導電層の連結部９１１ｂ及び導電層の本体部９１２ａを覆う絶縁層
９３０と、複数の導電層の本体部９１２ａを電気的に接続する導電層９２０と、を有する
。導電層９２０上に着色層１６６等を設けるため、導電層９２０と着色層１６６の間の絶
縁層１６２は平坦化機能を有することが好ましい。また、パッシベーション層１６３は有
していなくてもよい。
【００３６】
図７（Ｂ）に示すように、発光装置は、信号線回路部４５０３に、トランジスタ１５２
を有する。
【００３７】
図７（Ｂ）に示すように、発光装置は、端子部４５０１に、導電層９１５、バンプ４５
５６、ディスプレイ駆動用ＩＣ５１１、異方性導電膜４５１９、及びＦＰＣ４５１８を有
する。
【００３８】
導電層９１５は、バンプ４５５６及び異方性導電膜４５１９を介して、ＦＰＣ４５１８
と電気的に接続する。なお、バンプ４５５６は設けなくてもよく、導電層９１５は、異方
性導電膜４５１９と直接接することで、ＦＰＣ４５１８と電気的に接続することが好まし
い。また、導電層９１５は、バンプ４５５６を介して、ディスプレイ駆動用ＩＣ５１１と
電気的に接続する。なお、バンプ４５５６は設けなくてもよく、導電層９１５は、ディス
プレイ駆動用ＩＣ５１１と直接接することが好ましい。導電層９１５を介して、ディスプ
レイ駆動用ＩＣ５１１とＦＰＣ４５１８は電気的に接続する。
【００３９】
第３基板９０３上には、画素部４５０２の周囲に沿って、データライン９１４が形成さ
れている（図７（Ａ））。データライン９１４は、第２基板９０２の内側面に形成された
導電層９１１と導電層９１２で発生した電気的信号を、ＦＰＣ４５１８に伝達する役割を
行う。
【００４０】
第３基板９０３上の複数個の接続部５１２は、第２基板９０２に形成されている導電層
９１１の接続部９１１ｄ及び導電層９１２の接続部９１２ｄと対応する位置にそれぞれ形
成される。そして、複数個の接続部５１２と、接続部９１１ｄ，９１２ｄは、導電性部材
によって電気的に接続される。このとき、導電性部材としては、銀ペーストなど、多様な
導電性物質を用いることができる。一方、接続部５１２は、それぞれデータライン９１４
と電気的に接続されており、データライン９１４は、ＦＰＣ４５１８と電気的に接続され
る。
【００４１】
ＦＰＣ４５１８には、第２基板９０２の内側面に形成された導電層９１１、９１２、９
２０で発生した電気的信号が入力される、タッチパネルを駆動及び制御するためのタッチ
パネル駆動用ＩＣ９１３が配されている。
【００４２】
以下では、本発明の一実施形態に係る発光装置におけるタッチパネルの駆動方法につい
て簡略に説明する。なお、本明細書中では、被検知体の近接又は接触を検知可能なセンサ
をタッチセンサと呼び、タッチパネルは、タッチセンサを複数有する。
【００４３】
本発明の一態様の発光装置は、発光装置の表面に指、導電性物体又は高誘電率の物体が
接近ないし接触した場合、このような接近によって引き起こされた導体の静電容量の変化
を解釈してタッチを感知する。このとき、表面に近接又は接触した物体の座標（及びその
押す圧力値）が出力される。
【００４４】
タッチセンサは、一対の電極を備え、これらの間に容量が形成される。一対の電極のう
ち、一方の電極に入力電圧が入力される。また、他方の電極に流れる電流（又は、他方の
電極の電位）が検出回路により検出される。図７（Ａ）（Ｂ）では、タッチセンサの一対
の電極として、導電層９１１及び導電層９１２を用いる例を示したが、タッチセンサの一
対の電極として、第２基板９０２側の電極（導電層９１１、導電層９１２の少なくとも一
方）と、第２電極層１２２と、を用いてもよい。
【００４５】
画素部４５０２の第２電極層１２２には、定電圧としてのカソード電圧が印加されてい
る。本発明の一態様の発光装置は、第２基板９０２側の電極及び第２電極層１２２で１つ
のキャパシタを形成できる。第２基板９０２側の電極及び第２電極層１２２の間の静電容
量は一定に維持される。この状態で、第２基板９０２の上側表面に、指、導電性物体又は
高誘電率の物体が接近ないし接触すれば、指等と第２基板９０２側の電極とが、第２のキ
ャパシタを形成することになる。従って、全体的に見たとき、２つのキャパシタが直列に
接続されている形態をなすことになり、全体的な静電容量に変化が生じることになる。か
かる静電容量の変化が発生した位置及び大きさを利用し、タッチ感知システムが作動する
ことになる。
【００４６】
＜発光装置を構成する部材＞
以下に本発明の一態様の発光装置を構成する部材について、説明する。
【００４７】
（第３基板）
第３基板９０３には、熱を加えられても変形の少ない熱膨張係数が１０ｐｐｍ／Ｋ以下
の基板を用いることが好ましい。第３基板９０３に熱を加えても、第３基板９０３に接す
る樹脂や配線にクラックが生じにくいからである。第３基板９０３に使用できる材料は、
例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリアクリ
ルニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹
脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミ
ド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などを好適に用いることができる。
【００４８】
（剥離層）
剥離層１０１は第１基板９０１とトランジスタ１５０の間に形成されている。剥離層１
０１はタングステン、モリブデン、チタン、タンタル、ニオブ、ニッケル、コバルト、ジ
ルコニウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、シリコンか
ら選択された元素、又は該元素を含む合金材料、又は該元素を含む化合物材料の少なくと
も一つからなり、単層又は積層された層である。シリコンを含む層の結晶構造は、非晶質
、微結晶、多結晶のいずれの場合でもよい。また、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸
化亜鉛、二酸化チタン、酸化インジウム、酸化インジウムスズ、酸化インジウム亜鉛、及
びＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系金属酸化物等の金属酸化物のいずれかを用いてもよい。
【００４９】
剥離層１０１が単層構造の場合、好ましくは、タングステン層、モリブデン層、又はタ
ングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成する。又は、タングステンの酸化物若し
くは酸化窒化物を含む層、モリブデンの酸化物若しくは酸化窒化物を含む層、又はタング
ステンとモリブデンの混合物の酸化物若しくは酸化窒化物を含む層を形成する。なお、タ
ングステンとモリブデンの混合物とは、例えば、タングステンとモリブデンの合金に相当
する。
【００５０】
また、剥離層１０１として、タングステンを含む層とタングステンの酸化物を含む層の
積層構造を形成する場合、タングステンを含む層を形成し、その上層に酸化物で形成され
る絶縁層を形成することで、タングステン層と絶縁層との界面に、タングステンの酸化物
を含む層が形成されることを活用してもよい。また、タングステンを含む層の表面を、熱
酸化処理、酸素プラズマ処理、オゾン水等の酸化力の強い溶液での処理等を行ってタング
ステンの酸化物を含む層を形成してもよい。
【００５１】
本実施の形態では、第３基板９０３と剥離層１０１とが第２接着層１７２を介して貼り合
わされている例を示したが、本発明の一態様の発光装置は、剥離層１０１を備えていなく
てもよい。例えば、第３基板９０３とバッファ層１０３が第２接着層１７２を介して貼り
合わされていてもよい。
【００５２】
なお、本実施の形態では、トップエミッション構造の発光装置を例示するため、剥離層１
０１の透光性は問わないが、ボトムエミッション構造やデュアルエミッション構造の発光
装置が剥離層１０１を有する場合は、剥離層１０１に透光性を有する材料を用いる。
【００５３】
（第２基板）
第２基板９０２には、厚さが１０μｍ以上５００μｍ以下のガラスを用いることが好ま
しい。その厚さにすると、軽く、可撓性を持たせることができる。
【００５４】
（バッファ層）
バッファ層１０３の材料は、酸化シリコン膜、酸化ガリウム膜、酸化ハフニウム膜、酸
化イットリウム膜、若しくは酸化アルミニウム膜などの酸化絶縁膜、又は、窒化シリコン
膜、若しくは窒化アルミニウム膜などの窒化絶縁膜、又は、酸化窒化シリコン膜、若しく
は酸化窒化アルミニウム膜などの酸化窒化絶縁膜、又は、窒化酸化シリコン膜などの窒化
酸化絶縁膜から選ばれた一の絶縁膜、又は、複数が積層された絶縁膜で形成できる。なお
、「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
い、「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。
【００５５】
（ゲート電極層）
ゲート電極層１０６の材料は、モリブデン、チタン、タンタル、タングステン、アルミ
ニウム、銅、クロム、ネオジム、スカンジウム等の金属材料又はこれらを主成分とする合
金材料を用いて形成することができる。また、ゲート電極層１０６としてリン等の不純物
元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜、ニッケルシリサイドなど
のシリサイド膜を用いてもよい。ゲート電極層１０６は、単層構造としてもよいし、積層
構造としてもよい。
【００５６】
（ゲート絶縁層）
ゲート絶縁層１０８の材料は、酸化シリコン膜、酸化ガリウム膜、酸化ハフニウム膜、
酸化イットリウム膜、若しくは酸化アルミニウム膜などの酸化絶縁膜、又は、窒化シリコ
ン膜、若しくは窒化アルミニウム膜などの窒化絶縁膜、又は、酸化窒化シリコン膜、若し
くは酸化窒化アルミニウム膜などの酸化窒化絶縁膜、又は、窒化酸化シリコン膜などの窒
化酸化絶縁膜から選ばれた一の絶縁膜、又は、複数が積層された絶縁膜で形成できる。
【００５７】
ゲート絶縁層１０８は、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ）法やスパッタリング法で形成する。プラズマＣＶＤ法を用いる場合、特にマ
イクロ波の電界エネルギーを利用してプラズマを発生させ、プラズマによりゲート絶縁膜
の原料ガスを励起させ、励起させた原料ガスを被形成物上で反応させて反応物を堆積させ
るプラズマＣＶＤ法（マイクロ波プラズマＣＶＤ法ともいう。）を用いて形成することが
好ましい。ゲート絶縁層１０８の膜厚は、５ｎｍ以上３００ｎｍ以下とする。
【００５８】
（半導体層）
半導体層１１０はシリコン又は酸化物半導体を用いることができる。当該発明の作製方
法において、第１基板９０１上に半導体層１１０を形成する。そのため、半導体層１１０
を５００℃以上の温度で成膜、又はアニール処理を行うことができる。そのため、電界効
果移動度、オン電流の高いトランジスタを作製することができる。なお、当該半導体層１
１０に用いることができる酸化物半導体の詳細は実施の形態２で説明する。
【００５９】
（ソース電極層及びドレイン電極層）
ソース電極層１１２ａ及びドレイン電極層１１２ｂに用いる導電膜としては、例えば、
Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた元素を含む金属膜、又は上述した
元素を含む金属窒化物膜（窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、窒化タングステン膜）等を
用いることができる。また、Ａｌ、Ｃｕなどの金属膜の下側又は上側の一方又は双方にＴ
ｉ、Ｍｏ、Ｗなどの高融点金属膜又はそれらの金属窒化物膜（窒化チタン膜、窒化モリブ
デン膜、窒化タングステン膜）を積層させた構成としても良い。また、ソース電極層１１
２ａ及びドレイン電極層１１２ｂに用いる導電膜としては、導電性の金属酸化物で形成し
ても良い。導電性の金属酸化物としては酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３等）、酸化スズ（Ｓ
ｎＯ２等）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化
物（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ等）、又はこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたも
のを用いることができる。
【００６０】
（絶縁層）
絶縁層１１４は、プラズマＣＶＤ法を用いて、シラン（ＳｉＨ４）と窒素（Ｎ２）の混
合ガスを供給して成膜する窒化シリコン膜を用いることが好ましい。また、絶縁層１１４
は、ゲート絶縁層１０８と同様の材料を用いて形成してもよい。
【００６１】
（平坦化層）
平坦化層１１６は、ポリイミド樹脂又はアクリル樹脂などの有機樹脂材料又は、酸化シ
リコン等の無機絶縁材料で形成することができる。
【００６２】
（発光素子）
発光素子１３０は、第１電極層１１８と第２電極層１２２に挟持された有機化合物を含
む層１２０を有する。有機化合物を含む層１２０は、少なくとも発光層を含むものであり
、複数の層を有する。有機化合物を含む層１２０については実施の形態３で説明する。
【００６３】
本実施の形態では、トップエミッション構造の発光装置について例示するため、第２電
極層１２２には、可視光を透過する導電膜を用いる。第１電極層１１８には、可視光を反
射する導電膜を用いることが好ましい。なお、第１電極層１１８と第２電極層１２２は、
一方が陽極として機能し、他方が陰極として機能する。
【００６４】
可視光を透過する導電膜は、例えば、酸化インジウム、ＩＴＯ、インジウム亜鉛酸化物
、ＺｎＯ、ガリウムを添加したＺｎＯなどを用いて形成することができる。また、金、白
金、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、も
しくはチタン等の金属材料、又はこれら金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等も、
透光性を有する程度に薄く形成することで用いることができる。また、グラフェン等を用
いても良い。
【００６５】
可視光を反射する導電膜は、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タング
ステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、もしくはパラジウム等の金属材料、ア
ルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの
合金等のアルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）、又は、銀と銅の合金等の銀を含
む合金を用いて形成することができる。銀と銅の合金は、耐熱性が高いため好ましい。ま
た、上記金属材料や合金に、ランタン、ネオジム、又はゲルマニウム等が添加されていて
も良い。
【００６６】
第１電極層１１８に可視光を反射する導電膜を用いることで、発光素子からの光の取り
出し効率を向上でき、好ましい。
【００６７】
（隔壁）
隔壁１２４は、無機絶縁材料、又は有機絶縁材料を用いて形成することができる。例え
ば、有機絶縁材料としては、ネガ型やポジ型の感光性を有する樹脂材料、非感光性の樹脂
材料などを用いることができ、具体的には、ポリイミド樹脂、又はアクリル樹脂等で形成
することができる。
【００６８】
（着色層、遮光膜、オーバーコート層）
着色層１６６は、特定の波長帯域の光を透過する有色層である。例えば、赤色の波長帯
域の光を透過する赤色（Ｒ）のカラーフィルタ、緑色の波長帯域の光を透過する緑色（Ｇ
）のカラーフィルタ、青色の波長帯域の光を透過する青色（Ｂ）のカラーフィルタなどを
用いることができる。各カラーフィルタは、公知の材料を用いて、印刷法、インクジェッ
ト法、フォトリソグラフィー法を用いたエッチング方法などでそれぞれ所望の位置に形成
する。
【００６９】
なお、ここでは、ＲＧＢの３色を用いた方法について説明したが、これに限定されず、
ＲＧＢＹ（黄色）等の４色を用いた構成、又は、５色以上の構成としてもよい。
【００７０】
遮光膜１６４は隣接する画素の発光素子１３０からの光を遮光し、隣接する画素間にお
ける混色を抑制する。ここで、着色層１６６の端部を、遮光膜１６４と重なるように設け
ることにより、光漏れを抑制することができる。遮光膜１６４は、発光素子１３０からの
発光を遮光する材料を用いることができ、金属や、有機樹脂などの材料を用いて形成する
ことができる。なお、遮光膜１６４やオーバーコート層１６８は、画素部４５０２にのみ
設けてもよいし、信号線回路部４５０３などの画素部４５０２以外の領域にまで設けても
よい。
【００７１】
絶縁層１６２には、平坦化層１１６と同様の材料を用いることができる。また、パッシ
ベーション層１６３には、ゲート絶縁層１０８等に用いることができる無機絶縁材料を適
用できる。
【００７２】
オーバーコート層１６８は、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の有機樹脂膜により形成
することができる。オーバーコート層１６８により、着色層１６６に含有された不純物成
分等を有機化合物を含む層１２０側への拡散を防止することができる。また、オーバーコ
ート層１６８は、有機樹脂膜と無機絶縁膜との積層構造としてもよい。無機絶縁膜として
は、窒化シリコン、酸化シリコンなどを用いることができる。なお、オーバーコート層１
６８は、設けない構成としてもよい。
【００７３】
（第１接着層）
第１接着層１７１は、第２電極層１２２と第２基板９０２との間に設けられ、第２基板
９０２と第３基板９０３を接着する。第１接着層１７１としては、光硬化型の接着剤、反
応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、又は嫌気型接着剤を用いることができる。例えば、エ
ポキシ樹脂、アクリル樹脂、イミド樹脂等を用いることができる。また、接着剤に光の波
長以下の大きさの乾燥剤（ゼオライト等）や、屈折率の大きいフィラー（酸化チタンや、
ジルコニウム等）を混合することにより、発光素子１３０の信頼性が向上、又は発光素子
１３０からの光取り出し効率が向上するため好適である。
【００７４】
（第２接着層）
第２接着層１７２は、第１接着層１７１と同様の材料を用いることができる。
【００７５】
（タッチパネル）
以下では、本発明の一態様に係る発光装置において、第２基板９０２の一面に形成され
ているタッチパネルについて説明する。
【００７６】
図８及び図９はそれぞれ、図７の発光装置の第２基板９０２及びその一面上に形成され
ている導電層９１１及び導電層９１２を示す上面図である。図１０は、図７の発光装置の
第２基板９０２及びその一面上に形成されている導電層９１１、導電層９１２及び導電層
９２０を示す上面図である。図１１は、図１０のＣ１−Ｃ２間の断面図である。図１２は
、図７の発光装置の第２基板９０２及びその一面上に形成されている導電層９１１、導電
層９１２及び導電層９２０を示す斜視図である。
【００７７】
第２基板９０２の第３基板９０３と対向する面には、導電層９１１、導電層９１２、絶
縁層９３０、及び導電層９２０が順に形成されている。
【００７８】
本発明の一実施形態に係る発光装置は、発光装置の第２基板９０２の内側面に、タッチ
パネル機能の発現のための導電層としてＩＴＯ膜を形成している。
【００７９】
導電層９１１及び導電層９１２は、第２基板９０２の第３基板９０３と対向する面に複
数形成される。導電層９１１は、第１方向（図８のＸ方向）に沿って互いに並んで形成さ
れ、複数の本体部９１２ａを有する導電層９１２は、第１方向と実質的に垂直である第２
方向（図９のＹ方向）に沿って互いに並んで形成される。図８及び図９に図示されている
ように、導電層９１１及び導電層９１２は、交互に配される。すなわち、第２基板９０２
上には、複数個の導電層９１１が第１方向（図８のＸ方向）に沿って互いに並んで形成さ
れており、このような複数個の導電層９１１間に、複数個の導電層９１２が第２方向（図
９のＹ方向）に沿って互いに並んで形成されている。
【００８０】
ここで、１つの導電層９１１を図８のパターン１０００に示す。導電層９１１は、それ
ぞれ複数個の本体部９１１ａ、複数個の連結部９１１ｂ、１つの延長部９１１ｃ及び１つ
の接続部９１１ｄを含む。本体部９１１ａはほぼ菱形状（正方形）に形成され、第１方向
、例えば、図８のＸ方向に沿って複数個が一列に形成されている。連結部９１１ｂは、互
いに隣接している本体部９１１ａ間に形成され、互いに隣接している本体部９１１ａ間を
連結する役割を担う。延長部９１１ｃは、導電層の本体部９１１ａ一端部から延長して形
成されている。複数個の導電層９１１では、すべての延長部９１１ｃが同一方向、例えば
、図８のＹ方向に延び、各延長部９１１ｃがいずれも第２基板９０２の一端部、すなわち
、図８で見たとき、上側に集まるように形成されうる。そして、延長部９１１ｃの端部に
は、接続部９１１ｄが形成されている。接続部９１１ｄは、後述する導電性部材を介して
、第３基板９０３のデータライン９１４に電気的に接続される。
【００８１】
一方、１つの導電層９１２を図９のパターン２０００に示す。導電層９１２は、それぞ
れ複数個の本体部９１２ａ、１つの延長部９１２ｃ及び１つの接続部９１２ｄを含む。本
体部９１２ａは、ほぼ菱形状（正方形）に形成されており、第２方向、例えば、図９のＹ
方向に沿って、複数個が一列に形成されている。ここで、前述の導電層９１１とは異なり
、導電層９１２は連結部を含まず、従って、それぞれの本体部９１２ａが、互いに連結さ
れていない場合がある。このとき、それぞれの本体部９１２ａは、後述する導電層９２０
によって互いに連結される。一方、延長部９１２ｃは、導電層の本体部９１２ａ一端部か
ら延長して形成されている。複数個の導電層９１２では、すべての延長部９１２ｃが、同
一方向、例えば、図９のＹ方向に延び、各延長部９１２ｃがいずれも第２基板９０２の一
端部、すなわち、図９で見たとき、上側に集まるように形成されうる。そして、延長部９
１２ｃの端部には、接続部９１２ｄが形成されている。接続部９１２ｄは、後述する導電
性部材を介して、第３基板９０３のデータライン９１４に電気的に接続される。
【００８２】
図１１及び図１２に示すように、絶縁層９３０は、第２基板９０２の第３基板９０３と
対向する面に、導電層９１１、９１２を覆うように形成する。絶縁層９３０は、導電層９
１１、９１２と導電層９２０とを絶縁させる役割を担う。そして、絶縁層９３０の所定の
位置、例えば、導電層９１２の本体部９１２ａの互いに対面している端部付近には、コン
タクトホール９３１が形成されうる。コンタクトホール９３１を介して、導電層９１２の
本体部９１２ａと導電層９２０とが互いに連結される。
【００８３】
図１０ないし図１２に図示されているように、導電層９２０は、絶縁層９３０の第３基
板９０３と対向する面に形成される。このとき、導電層９２０は、絶縁層９３０のコンタ
クトホール９３１を充填するように形成され、導電層９１２の互いに隣接している本体部
９１２ａ間を電気的に接続する役割を行う。
【００８４】
かかる構成を介して、互いに直交する方向に形成されている導電層９１１と導電層９１
２とを互いに交差させないようにできる。そのため、導電層９１１と導電層９１２との間
の電気的短絡を防止することができる。
【００８５】
ここで、導電層９１１、９１２、９２０は、例えば、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３等）
、酸化スズ（ＳｎＯ２等）、ＺｎＯ、ＩＴＯ、インジウム亜鉛酸化物、又はこれらの金属
酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものから形成できる。そして、かかる導電層９１１
、９１２、９２０は、フォトリソグラフィー工程を行って形成できる。すなわち、蒸着、
スピンコーティング、スパッタリング、インクジェットのような方法を使用して形成され
たＩＴＯ層をパターニングし、導電層９１１、９１２、９２０を形成できる。また、絶縁
層９３０は、ゲート絶縁層１０８と同様の無機絶縁材料を用いて形成できる。
【００８６】
上記構成により、第２基板９０２の内側面に導電層９１１、導電層９１２、導電層９２
０、及び絶縁層９３０を形成することができる。そのため、タッチパネルを有し、かつ、
薄く可撓性を有する発光装置を作製することができる。
【００８７】
＜発光装置の作製方法＞
図２乃至図６に本発明の一態様の発光装置の作製方法を示す。以下に述べる各構成要素
を構成する材料は、上記を参酌できるものとする。
【００８８】
まず、第１基板９０１上に剥離層１０１を形成する（図２（Ａ））。第１基板９０１と
しては、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、金属基板などを用い
ることができる。剥離層１０１は、前述の材料を用いて、スパッタリング法やプラズマＣ
ＶＤ法、塗布法、印刷法、蒸着法等で形成することができる。なお、塗布法はスピンコー
ティング法、液滴吐出法、ディスペンス法を含む。
【００８９】
次に、剥離層１０１上にバッファ層１０３を形成する（図２（Ｂ））。バッファ層１０
３は、窒化珪素膜や酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜などの窒素と珪素を含む絶縁層を、
プラズマＣＶＤ法により成膜温度を２５０℃〜４００℃として形成することで、緻密で非
常に透水性の低い層とすることができる。
【００９０】
次に、バッファ層１０３上に導電膜を形成し、導電膜を選択的にエッチングすることで
ゲート電極層１０６を形成する。次に、ゲート電極層１０６に接するように、ゲート絶縁
層１０８を形成する。次に、半導体層１１０を形成する。半導体層１１０はスパッタリン
グ法、プラズマＣＶＤ法等により成膜することができる。次に、導電膜をスパッタリング
法により形成する。この導電膜を選択的にエッチングして、ソース電極層１１２ａ及びド
レイン電極層１１２ｂ、並びに導電層９１５を形成する（図２（Ｃ））。
【００９１】
次に、絶縁層１１４を、半導体層１１０、ソース電極層１１２ａ及びドレイン電極層１
１２ｂと接するように形成する。次に平坦化層１１６を絶縁層１１４上に形成する（図２
（Ｄ））。平坦化層１１６と絶縁層１１４には開口を設ける。これにより、トランジスタ
のソース電極層１１２ａ又はドレイン電極層１１２ｂと後に形成する第１電極層１１８を
電気的に接続できる。また、後に、導電層９１５と、異方性導電膜４５１９や、バンプ４
５５６、ＦＰＣ４５１８等とを電気的に接続できる。
【００９２】
次に、導電膜を形成し、導電膜を選択的にエッチングすることで第１電極層１１８を形
成する（図２（Ｅ））。
【００９３】
次に、隔壁１２４を、第１電極層１１８の端部を覆うように形成する。隔壁１２４は、
隣接する第１電極層１１８を電気的に絶縁する（図２（Ｆ））。また、隔壁１２４は、そ
の上面に形成される膜が途切れないように、順テーパ形状を有していることが好ましい。
なお、順テーパ形状とは、下地となる層に他の層がなだらかな角度で厚みを増して接する
構成を言う。
【００９４】
次に、蒸着法により有機化合物を含む層１２０を第１電極層１１８と隔壁１２４に接す
るように形成する（図３（Ａ））。有機化合物を含む層１２０に高分子材料を用いる場合
は、塗布法により形成することもできる。
【００９５】
次に、有機化合物を含む層１２０に接するように、第２電極層１２２を形成する（図３
（Ｂ））。第２電極層１２２は、蒸着法、又はスパッタリング法で形成することができる
。
【００９６】
以上の工程により、トランジスタ１５０の上に、発光素子１３０を形成することができ
る。第１基板９０１上にトランジスタ１５０と発光素子１３０が形成された基板を、バッ
クプレーン基板１と呼ぶことにする。
【００９７】
次に、支持基板７００に吸着層６００を形成する（図４（Ａ））。支持基板７００とし
て、厚さが０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下のガラスを用いることが好ましい。吸着層６００は
、製造工程における加熱や化学処理に対する耐久性がある。吸着層６００として使用する
接着材料は、白金系触媒を含んだシリコーン樹脂が好ましい。
【００９８】
次に、吸着層６００に接するように、第２基板９０２を貼り付ける（図４（Ｂ））。支
持基板７００に吸着層６００を介して第２基板９０２を貼り付けた基板を対向基板２と呼
ぶ。支持基板７００は、吸着層６００により第２基板９０２と接着されている。なお、後
の工程で、支持基板７００は、第２基板９０２から剥離することができる。
【００９９】
次に、バックプレーン基板１と対向基板２を貼り付ける工程を行う。まず、対向基板２
の第２基板９０２の表面に、第１接着層１７１を塗る（図４（Ｃ））。
【０１００】
次に、第１接着層１７１を塗った面に、バックプレーン基板１の発光素子１３０等が設
けられた面を貼り合わせる（図５（Ａ）及び図５（Ｂ））。
【０１０１】
第１接着層１７１が硬化したのち、第１基板９０１を剥離し（図６（Ａ））、第２接着
層１７２を用いて第３基板９０３を剥離層１０１（又はバッファ層１０３）に貼り付ける
（図６（Ｂ））。
【０１０２】
第３基板９０３への転置工程は、様々な方法を適宜用いることができる。例えば、剥離
層１０１として、被剥離層と接する側に金属酸化膜を含む層を形成した場合は、当該金属
酸化膜を結晶化により脆弱化して、被剥離層を作製基板から剥離することができる。また
、耐熱性の高い作製基板と被剥離層の間に、剥離層として水素を含む非晶質珪素膜を形成
した場合はレーザ光の照射又はエッチングにより当該非晶質珪素膜を除去することで、被
剥離層を作製基板から剥離することができる。また、剥離層として、被剥離層と接する側
に金属酸化膜を含む層を形成し、当該金属酸化膜を結晶化により脆弱化し、さらに剥離層
の一部を溶液やＮＦ３、ＢｒＦ３、ＣｌＦ３等のフッ化ガスを用いたエッチングで除去し
た後、脆弱化された金属酸化膜において剥離することができる。さらには、剥離層１０１
として窒素、酸素や水素等を含む膜（例えば、水素を含む非晶質珪素膜、水素含有合金膜
、酸素含有合金膜など）を用い、剥離層にレーザ光を照射して剥離層１０１内に含有する
窒素、酸素や水素をガスとして放出させ被剥離層と基板との剥離を促進する方法を用いて
も良い。
【０１０３】
又は、被剥離層が形成された作製基板を機械的に削除又は溶液やＮＦ３、ＢｒＦ３、Ｃ
ｌＦ３等のフッ化ガスによるエッチングで除去する方法等を用いることができる。この場
合、剥離層を設けなくとも良い。
【０１０４】
また、上記剥離方法を複数組み合わせることでより容易に転置工程を行うことができる
。つまり、レーザ光の照射、ガスや溶液などによる剥離層へのエッチング、鋭いナイフや
メスなどによる機械的な削除を行い、剥離層と被剥離層とを剥離しやすい状態にしてから
、物理的な力（機械等による）によって剥離を行うこともできる。
【０１０５】
その他の剥離方法としては、剥離層１０１をタングステンで形成した場合は、アンモニ
ア水と過酸化水素水の混合溶液により剥離層１０１をエッチングしながら剥離を行うと良
い。
【０１０６】
上記の工程によりトランジスタ１５０と発光素子１３０を、第１基板９０１から軽量で
可撓性のある第３基板９０３に転置することができた。
【０１０７】
次に、支持基板７００を上記発光装置から、剥離する（図６（Ｃ））。剥離法は、例え
ば、支持基板７００と第２基板９０２の間にある吸着層６００に鋭利な刃物で切り込みを
いれ、第２基板９０２から支持基板７００を剥離すればよい。
【０１０８】
本発明の一態様の発光装置の作製方法により、第２基板９０２と、第３基板９０３で発
光装置を作製することができる。第２基板９０２は、厚さが１０μｍ以上５００μｍ以下
のガラスであるので、発光装置の重量を軽くすることができる。また、第３基板９０３は
樹脂であるので、可撓性を有する発光装置を得ることができる。
【０１０９】
以下では、図７（Ａ）（Ｂ）の構成を適用する場合の作製方法を、図４（Ｄ）を用いて
示す。
【０１１０】
第２基板９０２が吸着層６００により支持基板７００と接着している状態（図４（Ｂ）
）で、以下の工程を行う。
【０１１１】
まず、第２基板９０２上に、導電層９１１及び導電層９１２を形成し、導電層９１１及び
導電層９１２を覆う絶縁層９３０を形成した後、絶縁層９３０に開口を設け、導電層９１
２の一部を露出させる。そして、絶縁層９３０及び導電層９１２上に導電層９２０を形成
する。各構成については、先の説明を参酌することができる。
【０１１２】
次に、導電層９２０を覆うように絶縁層１６２をＣＶＤ法、スパッタリング法等で形成
する。次に、絶縁層１６２に接するようにパッシベーション層１６３を形成する。次に、
フォトリソグラフィー工程を用いて遮光膜１６４を形成する。次に、フォトリソグラフィ
ー工程を用いて、着色層１６６を形成する。次に、着色層１６６に接するように、オーバ
ーコート層１６８を形成する。オーバーコート層１６８により、着色層１６６中に含まれ
る色素の熱拡散を防止することができる。
【０１１３】
上記の工程により、第２基板９０２上に、タッチパネルやカラーフィルタ等を形成する
ことができる。
【０１１４】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１における半導体層に用いることのできる酸化物半導体
について詳細を説明する。
【０１１５】
上記酸化物半導体としては、例えばＩｎ系金属酸化物、Ｚｎ系金属酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ
系金属酸化物、又はＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系金属酸化物などを適用できる。また、上記Ｉｎ−
Ｇａ−Ｚｎ系金属酸化物に含まれるＧａの一部若しくは全部の代わりに他の金属元素を含
む金属酸化物を用いてもよい。
【０１１６】
上記他の金属元素としては、例えばガリウムよりも多くの酸素原子と結合が可能な金属
元素を用いればよく、例えばチタン、ジルコニウム、ハフニウム、ゲルマニウム、及び錫
のいずれか一つ又は複数の元素を用いればよい。また、上記他の金属元素としては、ラン
タン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、
テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、及
びルテチウムのいずれか一つ又は複数の元素を用いればよい。これらの金属元素は、スタ
ビライザーとしての機能を有する。なお、これらの金属元素の添加量は、金属酸化物が半
導体として機能することが可能な量である。ガリウムよりも多くの酸素原子と結合が可能
な金属元素を用い、さらには金属酸化物中に酸素を供給することにより、金属酸化物中の
酸素欠陥を少なくできる。
【０１１７】
また、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１の原子比である第１の酸化物半導体層、Ｉｎ：Ｇ
ａ：Ｚｎ＝３：１：２の原子比である第２の酸化物半導体層、及びＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１
：１：１の原子比である第３の酸化物半導体層の積層により、半導体層１１０を構成して
もよい。上記積層により半導体層１１０を構成することで、例えばトランジスタの電界効
果移動度を高めることができる。
【０１１８】
また、上記酸化物半導体を、Ｃ  Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ
Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ（ＣＡＡＣ−ＯＳともいう）としてもよい。
【０１１９】
ＣＡＡＣ−ＯＳは、複数の結晶部を有する酸化物半導体の一つである。結晶部では、ｃ
軸が酸化物半導体層の被形成面の法線ベクトル又は表面の法線ベクトルに平行な方向に揃
い、且つａｂ面に垂直な方向から見て金属原子が三角形状又は六角形状に配列し、ｃ軸に
垂直な方向から見て金属原子が層状、又は金属原子と酸素原子が層状に配列している。な
お、本明細書において、単に垂直と記載する場合、８５°以上９５°以下の範囲も含まれ
る。また、単に平行と記載する場合、−５°以上５°以下の範囲も含まれる。
【０１２０】
例えば、多結晶である酸化物半導体スパッタリング用ターゲットを用いたスパッタリン
グ法によってＣＡＡＣ−ＯＳを形成できる。スパッタリング用ターゲットにイオンが衝突
すると、スパッタリング用ターゲットに含まれる結晶領域がａ−ｂ面から劈開し、ａ−ｂ
面に平行な面を有する平板状又はペレット状のスパッタリング粒子として剥離することが
ある。この場合、平板状のスパッタリング粒子が、結晶状態を維持したまま基板に到達す
ることにより、スパッタリング用ターゲットの結晶状態が基板に転写される。これにより
、ＣＡＡＣ−ＯＳが形成される。
【０１２１】
また、ＣＡＡＣ−ＯＳを形成するために、以下の条件を適用することが好ましい。
【０１２２】
例えば、不純物濃度を低減してＣＡＡＣ−ＯＳを形成することにより、不純物による酸
化物半導体の結晶状態の崩壊を抑制できる。例えば、成膜室内に存在する不純物（水素、
水、二酸化炭素、及び窒素など）を低減することが好ましい。また、成膜ガス中の不純物
を低減することが好ましい。例えば、成膜ガスとして露点が−８０℃以下、好ましくは−
１００℃以下である成膜ガスを用いることが好ましい。
【０１２３】
また、成膜時の基板加熱温度を高めることで、基板付着後にスパッタリング粒子のマイ
グレーションが起こる。具体的には、基板加熱温度を１００℃以上７４０℃以下として成
膜する。成膜時の基板加熱温度を高めることで、平板状のスパッタリング粒子が基板に到
達した場合、基板上でマイグレーションし、平らな面を向けて基板に付着する。
【０１２４】
また、成膜ガス中の酸素割合を高め、電力を最適化して成膜時のプラズマダメージを軽
減させることが好ましい。成膜ガス中の酸素割合は、３０体積％以上、好ましくは１００
体積％とする。
【０１２５】
上記スパッタリング用ターゲットの一例として、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ化合物ターゲッ
トについて以下に示す。
【０１２６】
ＩｎＯｘ粉末、ＧａＯｙ粉末、及びＺｎＯｚ粉末を所定の比率で混合し、加圧処理後、
１０００℃以上１５００℃以下の温度で加熱処理をすることにより、多結晶であるＩｎ−
Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ化合物ターゲットを形成する。なお、ｘ、ｙ、及びｚは任意の正数である
。ここで、所定の比率は、例えば、ＩｎＯｘ粉末、ＧａＯｙ粉末、及びＺｎＯｚ粉末が、
２：２：１、８：４：３、３：１：１、１：１：１、４：２：３又は３：１：２のｍｏｌ
数比である。なお、粉末の種類、及びその混合する比率は、作製するスパッタリング用タ
ーゲットによって適宜変更すればよい。
【０１２７】
チャネル形成領域が上記ＣＡＡＣ−ＯＳであるトランジスタは、可視光や紫外光の照射
による電気特性の変動が低いため、信頼性が高い。
【０１２８】
上記酸化物半導体を含むトランジスタは、バンドギャップが広いため熱励起によるリー
ク電流が少ない。さらに、正孔の有効質量が１０以上と重く、トンネル障壁の高さが２．
８ｅＶ以上と高い。これにより、トンネル電流が少ない。さらに、半導体層中のキャリア
が極めて少ない。よって、オフ電流を低くできる。例えば、オフ電流は、室温（２５℃）
でチャネル幅１μｍあたり１×１０−１９Ａ（１００ｚＡ）以下である。より好ましくは
１×１０−２２Ａ（１００ｙＡ）以下である。トランジスタのオフ電流は、低ければ低い
ほどよいが、トランジスタのオフ電流の下限値は、約１×１０−３０Ａ／μｍであると見
積もられる。
【０１２９】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可
能である。
【０１３０】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１における発光素子１３０に適用できる構成例について
詳細を説明する。
【０１３１】
図１３（Ａ）に示す発光素子１３０は、一対の電極（第１電極層１１８、第２電極層１
２２）間に有機化合物を含む層１２０が挟まれた構造を有する。なお、以下の本実施の形
態の説明においては、例として、第１電極層１１８を陽極として用い、第２電極層１２２
を陰極として用いるものとする。
【０１３２】
また、有機化合物を含む層１２０は、少なくとも発光層を含んで形成されていればよく
、発光層以外の機能層を含む積層構造であっても良い。発光層以外の機能層としては、正
孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い
物質、バイポーラ性の物質（電子及び正孔の輸送性の高い物質）等を含む層を用いること
ができる。具体的には、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等の機能層を
適宜組み合わせて用いることができる。有機化合物を含む層１２０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良い。有機
化合物を含む層１２０を構成する層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、転写法
、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
【０１３３】
図１３（Ａ）に示す発光素子１３０は、第１電極層１１８と第２電極層１２２との間に
生じた電位差により電流が流れ、有機化合物を含む層１２０において正孔と電子とが再結
合し、発光するものである。つまり有機化合物を含む層１２０に発光領域が形成されるよ
うな構成となっている。
【０１３４】
本発明において、発光素子１３０からの発光は、第１電極層１１８、又は第２電極層１
２２側から外部に取り出される。従って、第１電極層１１８、又は第２電極層１２２のい
ずれか一方は透光性を有する物質で形成される。
【０１３５】
なお、有機化合物を含む層１２０は図１３（Ｂ）のように第１電極層１１８と第２電極
層１２２との間に複数積層されていても良い。ｎ（ｎは２以上の自然数）層の積層構造を
有する場合には、ｍ（ｍは自然数、ｍは１以上ｎ−１以下）番目の有機化合物を含む層１
２０と、（ｍ＋１）番目の有機化合物を含む層１２０との間には、それぞれ電荷発生層１
２０ａを設けることが好ましい。
【０１３６】
電荷発生層１２０ａは、有機化合物と金属酸化物の複合材料、金属酸化物、有機化合物
とアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はこれらの化合物との複合材料の他、これらを適
宜組み合わせて形成することができる。有機化合物と金属酸化物の複合材料としては、例
えば、有機化合物と酸化バナジウムや酸化モリブデンや酸化タングステン等の金属酸化物
を含む。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水
素等の低分子化合物、又は、それらの低分子化合物のオリゴマー、デンドリマー、ポリマ
ー等など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔輸送性
有機化合物として正孔移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好
ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いて
もよい。なお、電荷発生層１２０ａに用いるこれらの材料は、キャリア注入性、キャリア
輸送性に優れているため、発光素子１３０の低電流駆動、及び低電圧駆動を実現すること
ができる。
【０１３７】
なお、電荷発生層１２０ａは、有機化合物及び金属酸化物の複合材料と、他の材料とを
組み合わせて形成してもよい。例えば、有機化合物及び金属酸化物の複合材料を含む層と
、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物及び電子輸送性の高い化合物を含む層とを
組み合わせて形成してもよい。また、有機化合物及び金属酸化物の複合材料を含む層と、
透明導電膜とを組み合わせて形成してもよい。
【０１３８】
このような構成を有する発光素子１３０は、エネルギーの移動や消光などの問題が起こ
り難く、材料の選択の幅が広がることで高い発光効率と長い寿命とを併せ持つ発光素子と
することが容易である。また、一方の発光層で燐光発光、他方で蛍光発光を得ることも容
易である。
【０１３９】
なお、電荷発生層１２０ａとは、第１電極層１１８と第２電極層１２２に電圧を印加し
たときに、電荷発生層１２０ａに接して形成される一方の有機化合物を含む層１２０に対
して正孔を注入する機能を有し、他方の有機化合物を含む層１２０に電子を注入する機能
を有する。
【０１４０】
図１３（Ｂ）に示す発光素子１３０は、有機化合物を含む層１２０に用いる発光物質の
種類を変えることにより様々な発光色を得ることができる。また、発光物質として発光色
の異なる複数の発光物質を用いることにより、ブロードなスペクトルの発光や白色発光を
得ることもできる。
【０１４１】
図１３（Ｂ）に示す発光素子１３０を用いて、白色発光を得る場合、複数のＥＬ層の組
み合わせとしては、赤、青及び緑色の光を含んで白色に発光する構成としてもよく、例え
ば、青色の蛍光材料を発光物質として含む第１の発光層と、緑色と赤色の燐光材料を発光
物質として含む第２の発光層を有する構成が挙げられる。また、赤色の発光を示す第１の
発光層と、緑色の発光を示す第２の発光層と、青色の発光を示す第３の発光層とを有する
構成とすることもできる。又は、補色の関係にある光を発する発光層を有する構成であっ
ても白色発光が得られる。発光層が２層積層された積層型素子において、第１の発光層か
ら得られる発光の発光色と第２の発光層から得られる発光の発光色を補色の関係にする場
合、補色の関係としては、青色と黄色、あるいは青緑色と赤色などが挙げられる。
【０１４２】
なお、上述した積層型素子の構成において、積層される発光層の間に電荷発生層を配置
することにより、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での長寿命素子を実現すること
ができる。また、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一な
発光が可能となる。
【０１４３】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可
能である。
【符号の説明】
【０１４４】
１    バックプレーン基板
２    対向基板
１０１    剥離層
１０３    バッファ層
１０６    ゲート電極層
１０８    ゲート絶縁層
１１０    半導体層
１１２ａ    ソース電極層
１１２ｂ    ドレイン電極層
１１４    絶縁層
１１６    平坦化層
１１８    第１電極層
１２０    有機化合物を含む層
１２０ａ    電荷発生層
１２２    第２電極層
１２４    隔壁
１３０    発光素子
１５０    トランジスタ
１５１    トランジスタ
１５２    トランジスタ
１６２    絶縁層
１６３    パッシベーション層
１６４    遮光膜
１６６    着色層
１６８    オーバーコート層
１７１    第１接着層
１７２    第２接着層
５１１    ディスプレイ駆動用ＩＣ
５１２    接続部
６００    吸着層
７００    支持基板
９０１    第１基板
９０２    第２基板
９０３    第３基板
９１１    導電層
９１１ａ    本体部
９１１ｂ    連結部
９１１ｃ    延長部
９１１ｄ    接続部
９１２    導電層
９１２ａ    本体部
９１２ｃ    延長部
９１２ｄ    接続部
９１３    タッチパネル駆動用ＩＣ
９１４    データライン
９１５    導電層
９２０    導電層
９３０    絶縁層
９３１    コンタクトホール
１０００    パターン
２０００    パターン
４５０１    端子部
４５０２    画素部
４５０３    信号線回路部
４５１８    ＦＰＣ
４５１９    異方性導電膜
４５５６    バンプ
【図１】
2020004739.tif 000003
【図２】
2020004739.tif 000004
【図３】
2020004739.tif 000005
【図４】
2020004739.tif 000006
【図５】
2020004739.tif 000007
【図６】
2020004739.tif 000008
【図７】
2020004739.tif 000009
【図８】
2020004739.tif 000010
【図９】
2020004739.tif 000011
【図１０】
2020004739.tif 000012
【図１１】
2020004739.tif 000013
【図１２】
2020004739.tif 000014
【図１３】
2020004739.tif 000015