(57)【要約】【課題】剥離性を向上させること。または、剥離工程における歩留まりを向上すること。または、フレキシブルデバイスの製造歩留まりを向上すること【解決手段】支持基板上にタングステンを含む剥離層を形成する第１の工程と、前記剥離層上に、酸化窒化シリコンを含む第１の層、及び窒化シリコンを含む第２の層が順に積層された被剥離層と、前記剥離層と前記被剥離層との間にタングステン酸化物を含有する酸化物層と、を形成する第２の工程と、加熱処理により、前記酸化物層中にタングステンと窒素を含む化合物を形成する第３の工程と、前記酸化物層を境に、前記剥離層と前記被剥離層とを剥離する第４の工程と、を有する剥離方法を用いる。【選択図】図１
2020191456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する基板上の接着層と、
前記接着層上のタングステン酸化物を有する酸化物層と、
前記酸化物層上の酸化窒化シリコンを有する第１の層と、
前記第１の層上の窒化シリコンを有する第２の層と、
前記第２の層上のトランジスタと、を有し、
前記第１の層における窒素の濃度および水素の濃度は、前記第２の層から前記酸化物層に向かって減少する、半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明は、プロセス、マシ
ン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。特
に、本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、それらの駆動方法、または、
それらの製造方法に関する。特に、本発明の一態様は、フレキシブルデバイスの作製方法
に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、可撓性を有する基板上に半導体素子や発光素子などが設けられたフレキシブルデ
バイスの開発が進められている。フレキシブルデバイスの代表的な例としては、照明装置
、画像表示装置の他、トランジスタなどの半導体素子を有する種々の半導体回路などが挙
げられる。
【０００３】
可撓性を有する基板を用いた半導体装置の作製方法としては、ガラス基板や石英基板な
どの支持基板上に薄膜トランジスタなどの半導体素子を作製したのち、可撓性を有する基
板に半導体素子を転置する技術が開発されている。この方法では、支持基板から半導体素
子を含む層を剥離する工程が必要である。
【０００４】
例えば、特許文献１には次のようなレーザアブレーションを用いた剥離技術が記載され
ている。基板上に非晶質シリコンなどからなる分離層、分離層上に薄膜素子からなる被剥
離層を設け、被剥離層を接着層により転写体に接着させる。レーザ光の照射により分離層
をアブレーションさせることで、分離層に剥離を生じさせている。
【０００５】
また、特許文献２には次のような剥離技術が記載されている。基板と酸化物層との間に
金属層を形成し、酸化物層と金属層との界面の結合が弱いことを利用して、酸化物層と金
属層との界面で剥離を生じさせることで、被剥離層と基板とを分離している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１２５９３１号公報
【特許文献２】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】
半導体素子を支持基板から剥離する際、剥離界面における剥離性が劣ると、半導体素子
に大きな応力がかかり、半導体素子を破壊してしまう場合がある。
【０００８】
したがって本発明の一態様は、剥離性が向上した剥離方法などを提供することを課題の
一とする。または、剥離工程における歩留まりを向上することを課題の一とする。または
、フレキシブルデバイスなどの製造歩留まりを向上することを課題の一とする。または、
信頼性の高い半導体装置などを提供することを課題の一とする。または、可撓性を有する
基板を備え、信頼性の高められた半導体装置などを提供することを課題の一とする。また
は、新規な半導体装置などを提供することを課題の一とする。または、新規な半導体装置
などの製造方法を提供することを課題の一とする。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。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決す
る必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載
から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以
外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、支持基板上にタングステンを含む剥離層を形成する第１の工程と、
剥離層上に、酸化窒化シリコンを含む第１の層、及び窒化シリコンを含む第２の層が順に
積層された被剥離層と、剥離層と被剥離層との間にタングステン酸化物を含有する酸化物
層と、を形成する第２の工程と、加熱処理により、酸化物層中にタングステンと窒素を含
む化合物を形成する第３の工程と、酸化物層を境に、被剥離層から剥離層を剥離する第４
の工程と、を有する、剥離方法である。
【００１０】
また、上記第１の工程と第２の工程との間に、剥離層表面に対し、一酸化二窒素を含む
雰囲気下でプラズマ処理を行う第５の工程を有することが好ましい。
【００１１】
また、上記第２の工程において、二次イオン質量分析法で検出される窒素の含有量が、
５．０×１０２０分子／ｃｍ３以上１．０×１０２３分子／ｃｍ３以下である領域と、水
素の含有量が１．０×１０２０分子／ｃｍ３以上１．０×１０２２分子／ｃｍ３以下であ
る領域と、を含む酸化窒化シリコンを含む第１の層を形成することが好ましい。
【００１２】
また、上記第２の工程において、昇温脱離ガス分光法分析で検出される質量電荷比２８
におけるスペクトルにおいて、１００℃以上４５０℃以下の範囲での放出量が、窒素分子
に換算して５×１０１７分子／ｃｍ３以上であり、且つ質量電荷比２におけるスペクトル
において、１００℃以上４５０℃以下の範囲での放出量が、水素分子に換算して５×１０
１９分子／ｃｍ３以上である、酸化窒化シリコンを含む第１の層を形成することが好まし
い。
【００１３】
また、上記第２の工程において、昇温脱離ガス分光法分析で検出される質量電荷比２８
におけるスペクトルにおいて、１００℃以上４５０℃以下の範囲での放出量が、窒素分子
に換算して５×１０１９分子／ｃｍ３以下であり、且つ質量電荷比２におけるスペクトル
において、１００℃以上４５０℃以下の範囲での放出量が、水素分子に換算して１×１０
２０分子／ｃｍ３以上である、窒化シリコンを含む第２の層を形成することが好ましい。
【００１４】
また、上記第４の工程において、剥離層と被剥離層との間に水または水溶液を侵入させ
ながら剥離を行うことが好ましい。
【００１５】
また、本発明の他の一態様は、可撓性を有する基板上に接着層と、接着層上に、タング
ステン酸化物を含む酸化物層と、酸化物層上に、酸化窒化シリコンを含む第１の層と、第
１の層上に、窒化シリコンを含む第２の層と、第２の層上に、トランジスタと、を有し、
酸化物層は、二次イオン質量分析法で検出される窒素の含有量が第１の層よりも高い領域
、及び二次イオン質量分析法で検出される水素の含有量が第１の層よりも高い領域を含む
、半導体装置である。
【００１６】
また、上記半導体装置において、上記第１の層は、二次イオン質量分析法で検出される
窒素及び水素の濃度が、第２の層側から酸化物層側にかけて低くなるように勾配を有する
ことが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、剥離性が向上した剥離方法を提供できる。または、剥離工程における
歩留まりを向上することができる。または、フレキシブルデバイスの製造歩留まりを向上
することができる。または、信頼性の高い半導体装置を提供できる。または、可撓性を有
する基板を備え、信頼性の高められた半導体装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態に係る、剥離方法を説明する図。
【図２】実施の形態に係る、剥離方法を説明する図。
【図３】実施の形態に係る、表示装置の構成例。
【図４】実施の形態に係る、表示装置の構成例。
【図５】実施の形態に係る、発光装置の構成例。
【図６】実施の形態に係る、計算に用いたモデルを説明する図。
【図７】実施の形態に係る、結合エネルギーの計算結果。
【図８】実施の形態に係る、結合エネルギーの計算結果。
【図９】実施の形態に係る、結合エネルギーの計算結果。
【図１０】実施の形態に係る、剥離試験に用いる装置構成例。
【図１１】実施の形態に係る、剥離時に用いる溶液の種類と剥離性の関係。
【図１２】実施の形態に係る、計算に用いたモデルを説明する図。
【図１３】実施の形態に係る、架橋構造の計算結果。
【図１４】実施の形態に係る、架橋構造の計算結果。
【図１５】実施の形態に係る、エネルギーダイアグラムの計算結果。
【図１６】実施の形態に係る、剥離装置の構成例。
【図１７】実施の形態に係る、剥離方法を説明する図。
【図１８】実施の形態に係る、剥離方法を説明する図。
【図１９】実施の形態に係る、剥離方法を説明する図。
【図２０】実施の形態に係る、剥離方法を説明する図。
【図２１】実施の形態に係る、電子機器の構成例。
【図２２】実施例１に係る、剥離性の評価結果。
【図２３】実施例１に係る、断面観察像。
【図２４】実施例１に係る、断面観察像。
【図２５】実施例１に係る、ＳＩＭＳ測定結果。
【図２６】実施例１に係る、ＸＰＳ測定結果。
【図２７】実施例１に係る、ＸＰＳ測定結果。
【図２８】実施例２に係る、ＴＤＳ測定結果。
【図２９】実施例２に係る、ＴＤＳ測定結果。
【図３０】実施例３に係る、剥離性の評価結果。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には
同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。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。
【００２１】
なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、
明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されな
い。
【００２２】
なお、本明細書等における「第１」、「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避ける
ために付すものであり、数的に限定するものではない。
【００２３】
（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の一例について、図面を参照して説明す
る。
【００２４】
［作製方法例］
〈剥離層の形成〉
まず、支持基板１０１上に、剥離層１０２を形成する（図１（Ａ））。
【００２５】
支持基板１０１は少なくとも後の工程に係る熱に対して耐熱性を有する基板を用いる。
支持基板１０１としては、例えばガラス基板、樹脂基板のほか、半導体基板、金属基板、
セラミック基板などを用いることができる。
【００２６】
剥離層１０２としては、タングステン、チタン、モリブデンなどの高融点金属材料を用
いることができる。好ましくはタングステンを用いる。
【００２７】
剥離層１０２は、例えばスパッタリング法により形成することができる。剥離層１０２
の厚さは１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下とする。
【００２８】
〈被剥離層、酸化物層の形成〉
続いて、剥離層１０２上に被剥離層１１０を形成すると共に、剥離層１０２と被剥離層
１１０との間に酸化物層１１１を形成する（図１（Ｂ））。
【００２９】
被剥離層１１０は、酸化窒化シリコンを含む第１の層１０３と、窒化シリコンを含む第
２の層１０４とが順に積層された積層構造を有する。
【００３０】
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。一方、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多いも
のは「窒化酸化シリコン」という。
【００３１】
第１の層１０３は、後の加熱工程において、水素及び窒素を放出することができる層で
ある。また第２の層１０４は、後の加熱工程において、水素を放出する機能を有し、且つ
第１の層１０３から放出された窒素が外部に放出されることを抑制する（窒素の放出をブ
ロックする）機能を有する。
【００３２】
第１の層１０３は、二次イオン質量分析法で検出される窒素の含有量が、５．０×１０
２０分子／ｃｍ３以上１．０×１０２３分子／ｃｍ３以下、好ましくは１．０×１０２１
分子／ｃｍ３以上５．０×１０２２分子／ｃｍ３以下である領域と、水素の含有量が１．
０×１０２０分子／ｃｍ３以上１．０×１０２２分子／ｃｍ３以下、好ましくは５．０×
１０２０分子／ｃｍ３以上５．０×１０２１分子／ｃｍ３以下である領域と、を含む酸化
窒化シリコン膜を含むことが好ましい。
【００３３】
また、第１の層１０３は、昇温脱離ガス分光法分析で検出される質量電荷比２８におけ
るスペクトルにおいて、１００℃以上４５０℃以下の範囲での放出量が、窒素分子に換算
して５×１０１７分子／ｃｍ３以上、好ましくは１×１０１８分子／ｃｍ３以上、であり
、且つ質量電荷比２におけるスペクトルにおいて、１００℃以上４５０℃以下の範囲での
放出量が、水素分子に換算して５×１０１９分子／ｃｍ３以上、好ましくは１×１０２０
分子／ｃｍ３以上である、酸化窒化シリコン膜を含むことが好ましい。
【００３４】
第２の層１０４は、昇温脱離ガス分光法分析で検出される質量電荷比２８におけるスペ
クトルにおいて、１００℃以上４５０℃以下の範囲での放出量が、窒素分子に換算して５
×１０１９分子／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１９分子／ｃｍ３以下であり、且つ質
量電荷比２におけるスペクトルにおいて、１００℃以上４５０℃以下の範囲での放出量が
、水素分子に換算して１×１０２０分子／ｃｍ３以上、好ましくは５×１０２０分子／ｃ
ｍ３以上である、窒化シリコン膜を含むことが好ましい。
【００３５】
第１の層１０３は、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法などの成膜方法により形成で
きる。特に第１の層１０３に含まれる酸化窒化シリコン膜を、シランガス及び一酸化二窒
素ガスを含む成膜ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により成膜することで、多量の水素及び
窒素を膜中に含有させることができるため好ましい。また、成膜ガス中のシランガスの割
合を大きくするほど、後の加熱工程において水素の放出量が多くなるため好ましい。
【００３６】
第２の層１０４は、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法などの成膜方法により形成で
きる。特に第２の層１０４に含まれる窒化シリコン膜を、シランガス、窒素ガス及びアン
モニアガスを含む成膜ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により成膜することで、多量の水素
を膜中に含有させることができる。
【００３７】
第１の層１０３の厚さが厚いほど、水素及び窒素の放出量が多くなるため好ましいが、
生産性を考慮した厚さに設定することが好ましい。一方、第１の層１０３が薄すぎると水
素及び窒素の放出量が不十分になってしまう。第１の層１０３の厚さは、２００ｎｍ以上
１μｍ以下、好ましくは４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００３８】
第２の層１０４の厚さは、少なくとも窒素の放出をブロックすることのできる程度の厚
さであれば特に限定されない。例えば、５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下、好ましくは１００
ｎｍ以上３００ｎｍ以下の厚さとすればよい。
【００３９】
ここで、第１の層１０３の成膜時に剥離層１０２の表面が酸化されることにより、剥離
層１０２と第１の層１０３との間に酸化物層１１１を形成することができる。
【００４０】
酸化物層１１１は、剥離層１０２に含まれる金属の酸化物を含む層である。好ましくは
、タングステン酸化物を含む層とする。
【００４１】
タングステン酸化物は一般にＷＯ（３−ｘ）で表記され、代表的にはＷＯ３、Ｗ２Ｏ５
、Ｗ４Ｏ１１、ＷＯ２といった様々な組成をとりうる不定比性化合物である。またチタン
酸化物ＴｉＯ（２−ｘ）、やモリブデン酸化物ＭｏＯ（３−ｘ）も同様に不定比性化合物
である。
【００４２】
この段階における酸化物層１１１は、酸素を多く含む状態であることが好ましい。例え
ば剥離層１０２としてタングステンを用いた場合には、酸化物層１１１がＷＯ３を主成分
とするタングステン酸化物であることが好ましい。
【００４３】
ここで、第１の層１０３の形成前に、剥離層１０２の表面に対して一酸化二窒素ガスを
含む雰囲気下でプラズマ処理を施し、剥離層１０２の表面に予め酸化物層１１１を形成す
ることもできる。このような方法を用いると、酸化物層１１１の厚さをプラズマ処理の条
件を異ならせることで変化させることができ、プラズマ処理を行わない場合に比べて酸化
物層１１１の厚さの制御性を高めることができる。
【００４４】
酸化物層１１１の厚さは、例えば０．１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎ
ｍ以上２０ｎｍ以下とする。なお、酸化物層１１１が極めて薄い場合には、断面観察像で
は確認できない場合がある。
【００４５】
〈加熱処理〉
続いて、加熱処理を行い、酸化物層１１１を変質させる。
【００４６】
加熱処理を行うことにより、第１の層１０３及び第２の層１０４から水素が放出され、
酸化物層１１１に供給される。さらに、第１の層１０３から窒素が放出され、酸化物層１
１１に供給される。このとき、第２の層１０４が窒素の放出をブロックするため、酸化物
層１１１に効果的に窒素を供給することができる。
【００４７】
加熱処理は、第１の層１０３から窒素及び水素が脱離する温度以上、支持基板１０１の
軟化点以下で行えばよい。また酸化物層１１１内の金属酸化物と水素の還元反応が生じる
温度以上で加熱を行うことが好ましい。例えば剥離層１０２にタングステンを用いる場合
には、４２０℃以上、４５０℃以上、６００℃以上、または６５０℃以上の温度で加熱す
る。
【００４８】
加熱処理の温度が高いほど、第１の層１０３からの窒素の脱離量、及び第１の層１０３
と第２の層１０４からの水素の脱離量が高まるため、その後の剥離性を向上させることが
できる。しかし、支持基板１０１の耐熱性や、生産性を考慮して加熱温度を低くしたい場
合には、上述のように予め剥離層１０２に対してプラズマ処理を施して酸化物層１１１を
形成することにより、加熱処理の温度を低くしても高い剥離性を実現できる。
【００４９】
加熱処理を行う雰囲気は特に限定されず、大気雰囲気下で行ってもよいが、窒素や希ガ
スなどの不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
【００５０】
加熱処理により被剥離層１１０から放出された水素や窒素は、第１の層１０３と剥離層
１０２との間にトラップされる。その結果、第１の層１０３と剥離層１０２との間の酸化
物層１１１に、水素濃度及び窒素濃度の高い領域が形成される。
【００５１】
例えば酸化物層１１１中に、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  
Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により検出される水素の濃度が、第１の
層１０３よりも高い領域が形成される。また、酸化物層１１１中に二次イオン質量分析法
により検出される窒素の濃度が、第１の層１０３よりも高い領域が形成される。
【００５２】
酸化物層１１１に供給された水素により、酸化物層１１１内の金属酸化物が還元され、
酸化物層１１１中に酸素の組成の異なる複数の領域が複数混在した状態となる。例えば、
剥離層１０２としてタングステンを用いた場合には、酸化物層１１１中のＷＯ３が還元さ
れてこれよりも酸素の組成の少ない状態（例えばＷＯ２など）が生成され、これらが混在
した状態となる。このような金属酸化物は酸素の組成に応じて異なる結晶構造を示すため
、酸化物層１１１内に酸素の組成が異なる複数の領域を設けることで酸化物層１１１の機
械的強度が脆弱化する。その結果、酸化物層１１１の内部で崩壊しやすい状態が実現され
、後の剥離工程における剥離性を向上させることができる。
【００５３】
さらに、酸化物層１１１に供給された窒素により、酸化物層１１１内の金属と窒素を含
む化合物も生成される。例えば、剥離層１０２としてタングステンを用いた場合には、Ｗ
−Ｎ結合を有する化合物が酸化物層１１１に生成される。
【００５４】
加熱処理を行った酸化物層１１１にＷ−Ｎ結合を有する化合物が含まれていることは、
例えば剥離後に残存した酸化物層１１１の表面に対してＸ線光電子分光法（ＸＰＳ：Ｘ−
ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）などを用いた分析方
法により確認することができる。
【００５５】
酸化物層１１１中に金属と窒素を含む化合物が含まれることにより、酸化物層１１１の
機械的強度をさらに脆弱化させることができ、剥離性を高めることができる。
【００５６】
加熱処理を行う前後において、酸化物層１１１の断面形状にも顕著な差が確認できる。
以下では、加熱処理の前後における酸化物層１１１の断面形状について説明する。
【００５７】
図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ加熱処理前後における、図１（Ｂ）中の破線で囲った領
域を拡大した断面概略図である。
【００５８】
加熱処理を行う前では、図２（Ａ）に示すように、剥離層１０２と第１の層１０３の間
に、酸化物層１１１が形成された断面形状を確認することができる。
【００５９】
一方、加熱処理を行った後には、図２（Ｂ）に示すように、剥離層１０２と酸化物層１
１１の境界付近に、これらとはコントラストの異なる領域１１２が形成されていることが
断面観察にて確認できる。このようなコントラストの異なる領域１１２の存在は、透過電
子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐ
ｅ）などにより確認することができる。
【００６０】
領域１１２としては、剥離層１０２と酸化物層１１１とが部分的に剥離した際に形成さ
れた空洞であると考えられる。または、領域１１２は、酸化物層１１１を構成する元素を
含んで構成され、且つ、酸化物層１１１よりも低密度な領域である可能性もある。または
、領域１１２は、剥離層１０２、酸化物層１１１、及び被剥離層１１０のそれぞれの構成
元素の一部を含んで構成される層、または、酸化物層１１１から放出された窒素、酸素、
水素などが気体の状態で存在している領域である可能性もある。
【００６１】
例えば被剥離層１１０として第１の層１０３のみを用いた場合、または第２の層１０４
のみを用いた場合では、加熱処理を施してもこのような領域１１２は確認されない。さら
に、第１の層１０３と第２の層１０４の積層順を逆にした場合であっても、このような領
域１１２は確認することができない。したがって、領域１１２の形成には、酸化物層１１
１の放出する窒素、水素、酸素などの元素が関与していることが示唆される。
【００６２】
また、例えば、加熱処理を行った場合と行わない場合、すなわち領域１１２の有無によ
り、後の剥離工程での剥離に要する外力に顕著な差が生じ、加熱処理により領域１１２を
形成した場合の方がより弱い力で剥離することができる。このことは、領域１１２の存在
が剥離性の向上に大きく寄与していることが示唆される。
【００６３】
例えば、領域１１２が空洞または気体が充填された状態であるとき、酸化物層１１１と
剥離層１０２との接触面積が低下することで密着性が低下し、剥離性が向上することが期
待される。また、領域１１２が剥離層１０２及び酸化物層１１１とは異なる組成の層であ
る場合や低密度な領域である場合、酸化物層１１１と剥離層１０２との密着性と、領域１
１２と剥離層１０２との密着性の差により剥離性が向上するとも考えられる。
【００６４】
〈貼り合わせ〉
続いて、支持基板１０１と基板１２１とを接着層１２２により貼り合わせる（図１（Ｃ
））。
【００６５】
基板１２１としては、可撓性を有する基板を用いることが好ましい。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）などの樹脂のほか、
可撓性を有する程度に薄い金属基板、ガラス基板などを用いることができる。または、金
属、ガラス、または樹脂のいずれか２種以上を積層した複合材料を用いてもよい。
【００６６】
また、基板１２１としては必ずしも可撓性を有していなくてもよく、その場合は上記支
持基板１０１と同様の材料を用いることができる。また、基板１２１として、トランジス
タなどの半導体素子、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子など
の発光素子、液晶素子などの光学素子があらかじめ形成された基板を用いてもよい。
【００６７】
接着層１２２としては、被接着面同士を固着することができればよく、熱硬化樹脂や紫
外線硬化樹脂を用いることができる。例えば、アクリル、ウレタン、エポキシ、またはシ
ロキサン結合を有する樹脂などの樹脂を用いることができる。また、後に基板１２１を除
去する場合には、水溶性樹脂や有機溶媒に可溶な樹脂などを用いることもできる。
【００６８】
〈剥離〉
続いて、酸化物層１１１を境にして、剥離層１０２と被剥離層１１０とを剥離する（図
１（Ｄ））。
【００６９】
剥離の方法としては、例えば支持基板１０１または基板１２１を吸着ステージに固定し
、剥離層１０２と被剥離層１１０の間に剥離の起点を形成する。例えば、これらの間に刃
物などの鋭利な形状の器具を差し込むことで剥離の起点を形成してもよい。また一部の領
域にレーザ光を照射し剥離層１０２の一部を溶解させることで剥離の起点を形成してもよ
い。また、液体（例えばアルコールや水、二酸化炭素を含む水など）を例えば剥離層１０
２や被剥離層１１０の端部に滴下し、毛細管現象を利用して該液体を剥離層１０２と被剥
離層１１０の境界に浸透させることにより剥離の起点を形成してもよい。
【００７０】
次いで、剥離の起点が形成された部分において、密着面に対して概略垂直方向に、緩や
かに物理的な力を加えることにより、被剥離層１１０を破損することなく剥離することが
できる。このとき、支持基板１０１または基板１２１にテープ等を貼り付け、当該テープ
を上記方向に引っ張ることで剥離を行ってもよいし、鉤状の部材を支持基板１０１または
基板１２１の端部に引っかけて剥離をおこなってもよい。また、粘着性の部材や真空吸着
が可能な部材を支持基板１０１または基板１２１の裏面に吸着させて引っ張ることにより
、剥離を行ってもよい。
【００７１】
ここで、剥離時に、剥離界面に水や水溶液など、水を含む液体を添加し、該液体が剥離
界面に浸透するように剥離を行うことで、剥離性を向上させることができる。液体を添加
させた場合に剥離性が向上する理由については、後の実施の形態で詳細に示す。
【００７２】
剥離は主として酸化物層１１１の内部、及び酸化物層１１１と剥離層１０２との界面で
生じる。したがって、図１（Ｄ）に示すように、剥離後の剥離層１０２の表面及び第１の
層１０３の表面には、酸化物層１１１の一部が付着する場合がある。なお付着した酸化物
層１１１のそれぞれの厚さは異なっていてもよく、上述のように酸化物層１１１と剥離層
１０２との界面で剥離しやすいことから第１の層１０３側に厚く付着する場合が多い。
【００７３】
以上の方法により、剥離層１０２と被剥離層１１０を歩留まりよく剥離することができ
る。
【００７４】
〈貼り合わせ〉
その後、図１（Ｅ）に示すように、被剥離層１１０の剥離面側に接着層１３２を介して
基板１３１を貼り付けてもよい。接着層１３２及び基板１３１としては、それぞれ上記接
着層１２２、基板１２１を参酌できる。
【００７５】
基板１２１及び基板１３１として、いずれも可撓性を有する基板を用いることで、フレ
キシブルな積層体を作製することができる。
【００７６】
［適用例］
上記作製方法例で例示した剥離方法は、様々なフレキシブルデバイスに適用できる。
【００７７】
例えば、トランジスタを用いたフレキシブルデバイスに適用する場合には、被剥離層１
１０を形成した後に、トランジスタを作製すればよい。
【００７８】
例えば、ボトムゲート型のトランジスタを作製する場合には、被剥離層１１０上にゲー
ト電極、ゲート絶縁層、半導体層、ソース電極及びドレイン電極を順に形成する。その後
、基板１２１を貼り合わせる工程、剥離工程、及び基板１３１を貼り合わせる工程を経て
、トランジスタを含むフレキシブルデバイスを作製することができる。
【００７９】
なお、トランジスタの構成は、スタガ型のトランジスタ、逆スタガ型のトランジスタな
どを用いてもよい。また、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ
構造としてもよい。また、チャネルエッチ型のトランジスタ、または、チャネル保護型の
トランジスタを用いてもよい。チャネル保護型の場合、チャネル領域の上にのみ、チャネ
ル保護膜を設けてもよい。または、ソースドレイン電極と半導体層とを接触させる部分の
み開口し、その開口以外の場所にも、チャネル保護膜を設けてもよい。
【００８０】
トランジスタのチャネルが形成される半導体層に適用可能な半導体として、例えばシリ
コンやゲルマニウムなどの半導体材料、化合物半導体材料、有機半導体材料、または酸化
物半導体材料を用いてもよい。
【００８１】
また、トランジスタに用いる半導体の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体
、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、または一部に結
晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、ト
ランジスタ特性の劣化が抑制されるため好ましい。
【００８２】
例えば上記半導体としてシリコンを用いる場合、アモルファスシリコン、微結晶シリコ
ン、多結晶シリコン、または単結晶シリコンなどを用いることができる。
【００８３】
また、上記半導体として酸化物半導体を用いる場合、インジウム、ガリウム、亜鉛のう
ち少なくともひとつを含む酸化物半導体を用いることが好ましい。代表的にはＩｎ−Ｇａ
−Ｚｎ系金属酸化物などが挙げられる。シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャ
リア密度の小さい酸化物半導体を用いると、オフ状態におけるリーク電流を抑制できるた
め好ましい。
【００８４】
本発明の一態様の剥離方法は、支持基板上に素子を形成した後に剥離を行うことでフレ
キシブル性を実現できるため、素子の形成工程にかかる熱に対する制限がほとんど無い。
したがって、高温プロセスにて作製した極めて信頼性の高い半導体素子を、耐熱性の劣る
可撓性を有する基板上に歩留まりよく作製することができる。
【００８５】
また、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発光素子を、上記被剥離
層１１０上に形成することにより、フレキシブルな発光装置を作製することもできる。例
えば発光素子を有するフレキシブルな照明装置（又は光源）を作製することもできるし、
トランジスタと発光素子や液晶素子のような表示素子とを含む複数の画素を被剥離層１１
０上に作製することで、画像表示装置を作製してもよい。フレキシブルな画像表示装置の
例については、後の実施の形態で説明する。
【００８６】
本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態及び実施例と適宜組み合わせて
実施することができる。
【００８７】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の剥離方法を適用することにより作製可能なフレキ
シブルデバイスについて図面を参照して説明する。以下では、フレキシブルデバイスの一
例として、有機ＥＬ素子を備える画像表示装置（以下、表示装置ともいう）、及び照明装
置等の発光装置について説明する。
【００８８】
なお、本明細書中において、発光装置とは画像表示装置、もしくは光源（照明装置含む
）をいう。また、発光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔ
ｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）
が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、ま
たは発光素子が形成された基板にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ
（集積回路）が直接実装されたモジュール、タッチセンサが実装されたモジュールなども
、発光装置に含まれている場合がある。
【００８９】
また、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、記憶装置、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）及び電子機器等は、半導体装置に含ま
れていたり、半導体装置を有していたりする場合がある。
【００９０】
したがって以下で例示する発光装置のうち、半導体特性を有する素子（例えばトランジ
スタ）を含む構成も、半導体装置の一態様である。つまり、そのような場合は、発光装置
は、発光素子と、半導体装置とを有している、とも言える。
【００９１】
［表示装置の構成例１］
図３（Ａ）に、上面射出（トップエミッション）方式が採用された表示装置２００の上
面概略図を示す。
【００９２】
表示装置２００は、可撓性を有する基板２５４の上面に、表示部２０１、走査線駆動回
路２０２及び信号線駆動回路２０３を有する。また、表示装置２００は、表示部２０１を
覆う封止層２５２と、封止層２５２上に可撓性を有する基板２５３を有する。また、表示
装置２００は、走査線駆動回路２０２及び信号線駆動回路２０３と電気的に接続する外部
接続端子２０４を可撓性を有する基板２５４上に有し、当該外部接続端子２０４に電気的
に接続されたＦＰＣ２０５により、走査線駆動回路２０２、信号線駆動回路２０３等を駆
動する電源電位や駆動信号などの信号を外部から入力することができる。
【００９３】
図３（Ｂ）は、図３（Ａ）中に示す外部接続端子２０４、走査線駆動回路２０２、及び
表示部２０１を含む領域を切断する、切断線Ａ−Ｂ及びＣ−Ｄにおける断面概略図である
。
【００９４】
表示装置２００は、可撓性を有する基板２５４上に、接着層１３２を介して第１の層１
０３及び第２の層１０４を含む被剥離層１１０を有する。また第２の層１０４上に発光素
子２４０及び走査線駆動回路２０２（及び信号線駆動回路２０３）、及び外部接続端子２
０４を有する。
【００９５】
外部接続端子２０４は、表示装置２００内のトランジスタまたは発光素子を構成する導
電層と同一の材料で構成される。本構成例では、トランジスタのゲート電極を構成する導
電層と同一の材料からなる層、及びトランジスタのソース電極及びドレイン電極を構成す
る導電層と同一の材料からなる層を積層して用いる。このように、複数の導電層を積層し
て外部接続端子２０４を構成することにより、機械的強度を高め、且つ電気抵抗を低減で
きるため好ましい。また、外部接続端子２０４に接して接続体２０６が設けられ、当該接
続体２０６を介してＦＰＣ２０５と外部接続端子２０４とが電気的に接続している。接続
体２０６としては、熱硬化性の樹脂に導電性粒子を混ぜ合わせたペースト状の材料、また
は熱硬化性の樹脂の内部に導電性粒子を含むシート状の材料を用い、熱圧着によって異方
性の導電性を示す材料を用いることができる。導電性粒子としては、例えばニッケル粒子
を金で被覆したものや、樹脂を金属で被覆したものなどを用いることができる。
【００９６】
図３（Ｂ）には走査線駆動回路２０２の一部として、いずれもｎチャネル型のトランジ
スタ２１１とトランジスタ２１２を組み合わせた回路を有する例を示している。なお、走
査線駆動回路２０２はｎチャネル型のトランジスタを組み合わせた回路に限られず、ｎチ
ャネル型のトランジスタとｐチャネル型のトランジスタを組み合わせた種々のＣＭＯＳ回
路や、ｐチャネル型のトランジスタを組み合わせた回路を有する構成としてもよい。なお
、信号線駆動回路２０３についても同様である。また、本構成例では、表示部２０１が形
成される絶縁表面上に走査線駆動回路２０２と信号線駆動回路２０３が形成されたドライ
バ一体型の構成を例示するが、例えば走査線駆動回路２０２と信号線駆動回路２０３のい
ずれか一方または両方として駆動回路用ＩＣを用い、ＣＯＧ方式により実装してもよいし
、ＣＯＦ方式により駆動回路用ＩＣが実装されたフレキシブル基板（ＦＰＣ）を実装して
もよい。
【００９７】
図３（Ｂ）には、表示部２０１の一例として、一画素分の断面構造を示している。画素
は、スイッチング用のトランジスタ２１３と、電流制御用のトランジスタ２１４と、電流
制御用のトランジスタ２１４の電極（ソース電極またはドレイン電極）に電気的に接続さ
れた第１の電極２３３を含む。また第１の電極２３３の端部を覆う絶縁層２１９が設けら
れている。
【００９８】
発光素子２４０は、絶縁層２１７上に第１の電極２３３、ＥＬ層２３５、第２の電極２
３７が順に積層された積層体である。本構成例で例示する表示装置２００は上面発光型の
表示装置であるため、第２の電極２３７に透光性の材料を用いる。第１の電極２３３には
反射性の材料を用いることが好ましい。ＥＬ層２３５は少なくとも発光性の有機化合物を
含む。ＥＬ層２３５を挟持する第１の電極２３３と第２の電極２３７の間に電圧を印加し
、ＥＬ層２３５に電流を流すことにより、発光素子２４０を発光させることができる。
【００９９】
可撓性を有する基板２５３の基板２５４と対向する面上には、接着層２４２を介して第
１の層２４３及び第２の層２４４を含む被剥離層２４５を有する。また第２の層２４４上
の発光素子２４０と重なる位置にカラーフィルタ２２１を有し、絶縁層２１９と重なる位
置にブラックマトリクス２２２を有する。第１の層２４３及び第２の層２４４は、第１の
層１０３または第２の層１０４と同様の材料からなる層である。なお、基板２５３の基板
２５４と対向しない面上には、透明導電膜を形成することによって、タッチセンサを形成
してもよい。
【０１００】
第２の層１０４や第２の層２４４は、それぞれ基板２５４または基板２５３に含まれる
不純物が拡散することを抑制する機能を有する。また、トランジスタの半導体層に接する
絶縁層２１６及び絶縁層２１８は、半導体層への不純物の拡散を抑制することが好ましい
。これらの絶縁層には、例えばシリコンなどの半導体、アルミニウムなどの金属の酸化物
または窒化物を用いることができる。また、このような無機絶縁材料の積層膜、または無
機絶縁材料と有機絶縁材料の積層膜を用いてもよい。
【０１０１】
上記無機絶縁材料としては、例えば窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化酸化ア
ルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ガリウム、窒化シリコン、
酸化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化ゲルマニウム、酸化ジルコニ
ウム、酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化タンタル等から選ばれた材料を、単層で又は積
層して形成する。なお、本明細書中において、窒化酸化とは、その組成として、酸素より
も窒素の含有量が多いものであって、酸化窒化とは、その組成として、窒素よりも酸素の
含有量が多いものを示す。なお、各元素の含有量は、例えば、ＲＢＳ等を用いて測定する
ことができる。
【０１０２】
また、上記無機絶縁材料として、ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯｘ）、窒素が添加
されたハフニウムシリケート（ＨｆＳｉｘＯｙＮｚ）、窒素が添加されたハフニウムアル
ミネート（ＨｆＡｌｘＯｙＮｚ）、酸化ハフニウム、酸化イットリウム等のｈｉｇｈ−ｋ
材料を用いてもよい。
【０１０３】
ここで、被剥離層１１０は、実施の形態１で例示した剥離方法により剥離することによ
り形成することができる。被剥離層１１０上に各トランジスタや発光素子２４０を形成し
た後に剥離を行い、その後被剥離層１１０の裏面側に接着層１３２を介して基板２５４を
貼り付けることにより、図３（Ｂ）に示す構成とすることができる。また、被剥離層２４
５も実施の形態１で例示した剥離方法により剥離することで形成することができる。被剥
離層２４５上にカラーフィルタ２２１及びブラックマトリクス２２２を形成した後に剥離
を行い、その後被剥離層２４５の裏面側に接着層２４２を介して基板２５３を貼り付ける
ことにより図３（Ｂ）に示す構成とすることができる。
【０１０４】
また、図３（Ｂ）に示すように、第１の層１０３と接着層１３２の間、または第１の層
２４３と接着層２４２の間に酸化物層１１１または酸化物層２４１を有していてもよい。
酸化物層１１１及び酸化物層２４１は極めて薄く、且つ透光性を有するため、発光素子２
４０からの発光の取り出し側に設けられていても、発光効率を低下させることはほとんど
ない。
【０１０５】
ここで、トランジスタなどが形成された被剥離層１１０とカラーフィルタ２２１等が形
成された被剥離層２４５とを、封止層２５２により貼り合わせる際、それぞれ剥離を行う
前に支持基板上に設けられた状態で貼り合わせを行い、貼り合わせ後にそれぞれの支持基
板から剥離を行うことが好ましい。特に高精細な表示部２０１を有する表示装置のように
、カラーフィルタ２２１と画素との位置合わせに高い精度が要求される場合では、ガラス
基板などの支持基板に固定された状態で貼り合わせを行うことで、高い精度でこれらの位
置合わせを行うことができる。このような方法により、高精細が実現されたフレキシブル
な表示装置を作製することができる。
【０１０６】
なお、図３（Ａ）（Ｂ）では、表示素子として、発光素子を用いた場合を示した。ただし
、本発明の実施形態の一態様は、これに限定されない。表示素子として、液晶素子や、電
気泳動素子（電子ペーパー）などを用いることも可能である。電気泳動素子を用いる場合
、バックライトが不要であるため、フレキシブルな表示装置の一態様として好適である。
【０１０７】
［表示装置の構成例２］
本構成例では、下面射出（ボトムエミッション）方式が採用された表示装置について説
明する。なお、上記構成例１と重複する部分については説明を省略する。
【０１０８】
図４は、本構成例で例示する表示装置２５０の断面概略図である。
【０１０９】
表示装置２５０は主に、以下の点において構成例１で例示した表示装置２００と相違し
ている。表示装置２５０は、発光素子２４０よりも基板２５４側にカラーフィルタを有し
ている。また、可撓性を有する基板２５３が直接、封止層２５２に接して設けられ、表示
装置２００における被剥離層２４５や接着層２４２等を有していない。
【０１１０】
発光素子２４０において、第１の電極２３３には透光性の材料を用い、第２の電極２３
７には反射性の材料を用いる。したがって、ＥＬ層２３５からの発光は、基板２５４側に
射出される。
【０１１１】
また、トランジスタを覆う絶縁層２１８上の、発光素子２４０と重なる位置にカラーフ
ィルタ２２１が設けられている。さらに、カラーフィルタ２２１を覆って絶縁層２１７が
設けられている。
【０１１２】
ここで、基板２５３としては、基板２５３よりも外側から水などの不純物が透過しない
材料を用いることが好ましい。または、基板２５３の封止層２５２と接する面に、上述し
た不純物が拡散することを抑制する機能を有する絶縁材料からなる膜が設けられているこ
とが好ましい。このような材料としては、例えば上記第２の層１０４や第２の層２４４に
用いることのできる無機絶縁材料を用いることができる。
【０１１３】
［材料及び形成方法について］
以下では、上述した各要素に用いることのできる材料、及び形成方法について説明する
。
【０１１４】
〈可撓性を有する基板〉
可撓性を有する基板の材料としては、有機樹脂や可撓性を有する程度に薄いガラス材料
などを用いることができる。
【０１１５】
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、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、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、
ポリ塩化ビニル樹脂等が挙げられる。特に、熱膨張係数の低い材料を用いることが好まし
く、例えば、熱膨張係数が３０×１０−６／Ｋ以下であるポリアミドイミド樹脂、ポリイ
ミド樹脂、ＰＥＴ等を好適に用いることができる。また、繊維体に樹脂を含浸した基板（
プリプレグとも記す）や、無機フィラーを有機樹脂に混ぜて熱膨張係数を下げた基板を使
用することもできる。
【０１１６】
上記材料中に繊維体が含まれている場合、繊維体は有機化合物または無機化合物の高強
度繊維を用いる。高強度繊維とは、具体的には引張弾性率またはヤング率の高い繊維のこ
とを言い、代表例としては、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリア
ミド系繊維、ポリエチレン系繊維、アラミド系繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキ
サゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維が挙げられる。ガラス繊維としては、Ｅガラ
ス、Ｓガラス、Ｄガラス、Ｑガラス等を用いたガラス繊維が挙げられる。これらは、織布
または不織布の状態で用い、この繊維体に樹脂を含浸させ樹脂を硬化させた構造物を可撓
性を有する基板として用いても良い。可撓性を有する基板として、繊維体と樹脂からなる
構造物を用いると、曲げや局所的押圧による破損に対する信頼性が向上するため、好まし
い。
【０１１７】
発光素子２４０からの光を取り出す側の可撓性を有する基板には、ＥＬ層２３５からの
発光に対して透光性を有する材料を用いる。光射出側に設ける材料において、光の取り出
し効率向上のためには、可撓性及び透光性を有する材料の屈折率は高い方が好ましい。例
えば、有機樹脂に屈折率の高い無機フィラーを分散させることで、該有機樹脂のみからな
る基板よりも屈折率の高い基板を実現できる。特に粒子径４０ｎｍ以下の小さな無機フィ
ラーを使用すると、光学的な透明性を失わないため、好ましい。
【０１１８】
また、光射出側とは反対側に設ける基板は、透光性を有していなくてもよいため、上記
に挙げた基板の他に、金属基板等を用いることもできる。金属基板の厚さは、可撓性や曲
げ性を得るために、１０μｍ以上２００μｍ以下、好ましくは２０μｍ以上５０μｍ以下
であることが好ましい。金属基板を構成する材料としては、特に限定はないが、例えば、
アルミニウム、銅、ニッケル、または、アルミニウム合金もしくはステンレス等の金属の
合金などを好適に用いることができる。光を取り出さない側の可撓性を有する基板に、金
属または合金材料を含む導電性の基板を用いると、発光素子２４０からの発熱に対する放
熱性が高まるため好ましい。
【０１１９】
また、導電性を有する基板を用いる場合には、基板の表面を酸化する、または表面に絶
縁膜を形成するなどし、絶縁処理が施された基板を用いることが好ましい。例えば、電着
法、スピンコート法やディップ法などの塗布法、スクリーン印刷法などの印刷法、蒸着法
やスパッタリング法など堆積法などの方法を用いて導電性の基板表面に絶縁膜を形成して
もよいし、酸素雰囲気下で放置または加熱する方法や、陽極酸化法などの方法により、基
板の表面を酸化してもよい。
【０１２０】
また、可撓性を有する基板の表面に凹凸形状を有する場合、当該凹凸形状を被覆して平
坦化した絶縁表面を形成するために平坦化層を設けてもよい。平坦化層としては絶縁性の
材料を用いることができ、有機材料または無機材料で形成することができる。例えば、平
坦化層は、スパッタリング法などの堆積法、スピンコート法やディップ法などの塗布法、
インクジェット法やディスペンス法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法等を用
いて形成することができる。
【０１２１】
また、可撓性を有する基板として、複数の層を積層した材料を用いることもできる。例
えば有機樹脂からなる層を２種類以上積層した材料、有機樹脂からなる層と無機材料から
なる層を積層した材料、無機材料からなる層を２種類以上積層した材料などを用いる。無
機材料からなる層を設けることにより、水分等の内部への浸入が抑制されるため、発光装
置の信頼性を向上させることができる。
【０１２２】
上記無機材料としては、金属や半導体の酸化物材料や窒化物材料、酸窒化材料などを用
いることができる。例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミ
ニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウムなどを用いればよい。
【０１２３】
例えば、有機樹脂からなる層と無機材料からなる層を積層する場合、有機樹脂からなる
層の上層または下層に、スパッタリング法、ＣＶＤ法または塗布法などにより、上記無機
材料からなる層を形成することができる。
【０１２４】
また、可撓性を有する基板として、可撓性を有する程度に薄いガラス基板を用いてもよ
い。特に発光素子２４０に近い側から有機樹脂層、接着層、及びガラス層を積層したシー
トを用いることが好ましい。当該ガラス層の厚さとしては２０μｍ以上２００μｍ以下、
好ましくは２５μｍ以上１００μｍ以下の厚さとする。このような厚さのガラス層は、水
や酸素に対する高いバリア性と可撓性を同時に実現できる。また、有機樹脂層の厚さとし
ては、１０μｍ以上２００μｍ以下、好ましくは２０μｍ以上５０μｍ以下とする。この
ような有機樹脂層をガラス層と接して設けることにより、ガラス層の割れやクラックを抑
制し、機械的強度を向上させることができる。このようなガラス材料と有機樹脂の複合材
料を可撓性を有する基板に適用することにより、極めて信頼性が高く、且つフレキシブル
な発光装置とすることができる。
【０１２５】
〈発光素子〉
発光素子２４０において、光射出側に設ける電極にはＥＬ層２３５からの発光に対して
透光性を有する材料を用いる。
【０１２６】
透光性を有する材料としては、酸化インジウム、酸化インジウム酸化スズ、酸化インジ
ウム酸化亜鉛、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを用いることができる。また
は、グラフェンを用いても良い。また、上記導電層として、金、銀、白金、マグネシウム
、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、また
はチタンなどの金属材料や、これらを含む合金を用いることができる。または、これら金
属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）などを用いても良い。なお、金属材料（またはそ
の窒化物）を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすればよい。また、上記材料の
積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金と酸化イン
ジウム酸化スズの積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。
【０１２７】
このような電極は、蒸着法や、スパッタリング法などにより形成する。そのほか、イン
クジェット法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法、またはメッキ法を用いて形
成することができる。
【０１２８】
なお、透光性を有する上述の導電性酸化物をスパッタリング法によって形成する場合、
当該導電性酸化物を、アルゴン及び酸素を含む雰囲気下で成膜すると、透光性を向上させ
ることができる。
【０１２９】
また導電性酸化物膜をＥＬ層上に形成する場合、酸素濃度が低減されたアルゴンを含む
雰囲気下で成膜した第１の導電性酸化物膜と、アルゴン及び酸素を含む雰囲気下で成膜し
た第２の導電性酸化物膜の積層膜とすると、ＥＬ層への成膜ダメージを低減させることが
できるため好ましい。ここで特に第１の導電性酸化物膜を成膜する際に用いるアルゴンガ
スの純度が高いことが好ましく、例えば露点が−７０℃以下、好ましくは−１００℃以下
のアルゴンガスを用いることが好ましい。
【０１３０】
光射出側とは反対側に設ける電極には、ＥＬ層２３５からの発光に対して反射性を有す
る材料を用いることが好ましい。
【０１３１】
光反射性を有する材料としては、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、またはパラジウム等の金属、または
これらを含む合金を用いることができる。またこれら金属材料を含む金属または合金にラ
ンタンやネオジム、ゲルマニウムなどを添加してもよい。そのほか、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などのアルミ
ニウムを含む合金（アルミニウム合金）や、銀と銅の合金、銀とパラジウムと銅の合金、
銀とマグネシウムの合金などの銀を含む合金を用いることもできる。銀と銅を含む合金は
耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム合金膜に接する金属膜、または金属酸
化物膜を積層することで、アルミニウム合金膜の酸化を抑制することができる。該金属膜
、金属酸化物膜の材料としては、チタン、酸化チタンなどが挙げられる。また、上記透光
性を有する材料からなる膜と金属材料からなる膜とを積層しても良い。例えば、銀と酸化
インジウム酸化スズの積層膜、銀とマグネシウムの合金と酸化インジウム酸化スズの積層
膜などを用いることができる。
【０１３２】
このような電極は、蒸着法や、スパッタリング法などにより形成する。そのほか、イン
クジェット法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法、またはメッキ法を用いて形
成することができる。
【０１３３】
ＥＬ層２３５は、少なくとも発光性の有機化合物を含む層（以下、発光層ともいう）を
含めば良く、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されていてもよい。複数の層
で構成されている構成としては、陽極側から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送
層、並びに電子注入層が積層された構成を例に挙げることができる。なお、発光層を除く
これらの層はＥＬ層２３５中に必ずしも全て設ける必要はない。また、これらの層は重複
して設けることもできる。具体的にはＥＬ層２３５中に複数の発光層を重ねて設けてもよ
く、電子注入層に重ねて正孔注入層を設けてもよい。また、中間層として電荷発生層の他
、電子リレー層など他の構成を適宜加えることができる。また、例えば、異なる発光色を
呈する発光層を複数積層する構成としてもよい。例えば補色の関係にある２以上の発光層
を積層することにより白色発光を得ることができる。
【０１３４】
ＥＬ層２３５は、真空蒸着法、またはインクジェット法やディスペンス法などの吐出法
、スピンコート法などの塗布法を用いて形成できる。
【０１３５】
〈接着層、封止層〉
接着層、封止層としては、例えば、二液混合型樹脂などの常温で硬化する樹脂、熱硬化
性樹脂、光硬化性樹脂などの硬化性材料や、ゲルなどを用いることができる。例えば、エ
ポキシ樹脂やアクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド、ポリビニル
クロライド（ＰＶＣ）、ポリビニルブチラル（ＰＶＢ）、エチレンビニルアセテート（Ｅ
ＶＡ）などを用いることができる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい
。
【０１３６】
また接着層、封止層には乾燥剤が含まれていても良い。例えば、アルカリ土類金属の酸
化物（酸化カルシウムや酸化バリウム等）のように、化学吸着によって水分を吸着する物
質を用いることができる。その他の乾燥剤として、ゼオライトやシリカゲル等のように、
物理吸着によって水分を吸着する物質を用いてもよい。また、粒状の乾燥剤を設けること
により、当該乾燥剤により発光素子２４０からの発光が乱反射されるため、信頼性が高く
、且つ視野角依存性が改善した発光装置（特に照明用途等に有用）を実現できる。
【０１３７】
〈トランジスタ〉
表示部２０１、走査線駆動回路２０２、信号線駆動回路２０３を構成するトランジスタ
の構造は特に限定されない。例えば、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、トップゲート型またはボトムゲート型のトランジ
スタのいずれのトランジスタ構造としてもよい。また、トランジスタに用いる半導体材料
としては、例えばシリコンやゲルマニウムなどの半導体材料を用いてもよいし、インジウ
ム、ガリウム、及び亜鉛のうち少なくともひとつを含む酸化物半導体を用いてもよく、有
機半導体を用いてもよい。インジウム、ガリウム、及び亜鉛のうち少なくともひとつを含
む酸化物半導体としては、代表的にはＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系金属酸化物などが挙げられる。
シリコンよりもバンドギャップが広く、かつキャリア密度の小さい酸化物半導体を用いる
と、オフ電流の低いトランジスタを実現でき、後に形成される発光素子のオフ時のリーク
電流を抑制できるため好ましい。また、トランジスタに用いる半導体の結晶性についても
特に限定されず、非晶質半導体、または結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半
導体、または一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いても良い。結晶性を有する
半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化が抑制されるため好ましい。
【０１３８】
〈カラーフィルタ及びブラックマトリクス〉
カラーフィルタ２２１は、発光素子２４０からの発光色を調色し、色純度を高める目的
で設けられている。例えば、白色発光の発光素子を用いてフルカラーの表示装置とする場
合には、異なる色のカラーフィルタを設けた複数の画素を用いる。その場合、赤色（Ｒ）
、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色のカラーフィルタを用いてもよいし、これに黄色（Ｙ）
を加えた４色とすることもできる。また、Ｒ、Ｇ、Ｂ、（及びＹ）に加えて白色（Ｗ）の
画素を用い、４色（または５色）としてもよい。
【０１３９】
また、隣接するカラーフィルタ２２１の間には、ブラックマトリクス２２２が設けられ
ている。ブラックマトリクス２２２は隣接する画素の発光素子２４０から回り込む光を遮
光し、隣接画素間における混色を抑制する。ここで、カラーフィルタ２２１の端部を、ブ
ラックマトリクス２２２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。ブラックマトリクス２２２は、発光素子２４０からの発光を遮光する材料を用いるこ
とができ、金属や、顔料を含む有機樹脂などを用いて形成することができる。なお、ブラ
ックマトリクス２２２は、走査線駆動回路２０２などの表示部２０１以外の領域に設けて
もよい。
【０１４０】
また、カラーフィルタ２２１及びブラックマトリクス２２２を覆うオーバーコートを設
けてもよい。オーバーコートは、カラーフィルタ２２１やブラックマトリクス２２２を保
護するほか、これらに含まれる不純物が拡散することを抑制する。オーバーコートは発光
素子２４０からの発光を透過する材料から構成され、無機絶縁膜や有機絶縁膜を用いるこ
とができる。
【０１４１】
［照明装置の構成例］
以下では、本発明の一態様の発光装置の他の例として、有機ＥＬ素子を備える照明装置
の構成例について説明する。なお、ここでは上記と重複する部分については、説明を省略
する。
【０１４２】
図５（Ａ）は、本構成例で例示する発光装置５００の上面概略図である。また、図５（
Ｂ）は、図５（Ａ）中の切断線Ｅ−Ｆに沿って切断した断面概略図である。発光装置５０
０は、上面射出方式が採用された照明装置である。なお、照明装置として、図４と同様に
、下面射出（ボトムエミッション）方式を用いることもできる。
【０１４３】
発光装置５００は、可撓性を有する基板２５４上に、接着層１３２を介して第１の層１
０３及び第２の層１０４を含む被剥離層１１０を有する。また第２の層１０４上に発光素
子２４０を有する。また、発光素子２４０上に封止層２５２を介して可撓性を有する基板
２５３を有する。
【０１４４】
また、第２の層１０４上の基板２５３と重ならない領域に、発光素子２４０の第１の電
極２３３と電気的に接続する取り出し電極５０３と、第２の電極２３７と電気的に接続す
る取り出し電極５０７が設けられている。
【０１４５】
図５（Ｂ）には、取り出し電極５０３と取り出し電極５０７が同一平面上に形成され、
且つ、第１の電極２３３と同一導電膜を加工して形成した構成を示している。また図５（
Ｂ）では、第１の電極２３３の一部が取り出し電極５０３を構成している。
【０１４６】
第２の電極２３７は、第１の電極２３３と取り出し電極５０７の各々の端部を覆う絶縁
層５０９を越えて取り出し電極５０７と接するように設けられ、これと電気的に接続して
いる。
【０１４７】
なお取り出し電極５０３や取り出し電極５０７を、第１の電極２３３とは異なる導電膜
を用いて別途作製してもよい。このとき、当該導電膜に銅を含む導電膜を用いると、導電
性を高めることができるため好ましい。
【０１４８】
絶縁層５０９は、第２の電極２３７が第１の電極２３３とショートしないように、第１
の電極２３３の端部を覆って設けられる。また、絶縁層５０９の上層に形成される第２の
電極２３７の被覆性を良好なものとするため、絶縁層５０９の上端部または下端部に曲率
半径（例えば０．２μｍ以上３μｍ以下）を有する曲面を持たせるのが好ましい。また、
絶縁層５０９の材料としては、ネガ型またはポジ型の感光性樹脂などの有機化合物や、酸
化シリコン、酸窒化シリコンなどの無機化合物を用いることができる。
【０１４９】
また、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、基板２５３の発光素子２４０と対向しない面
には、レンズ状の凹凸形状が形成されていることが好ましい。当該凹凸形状は、基板２５
３と外部（空気）との界面で、発光素子２４０からの発光の全反射が生じることを抑制す
る目的で設けられる。基板２５３の表面に、高屈折率材料からなるレンズアレイ、マイク
ロレンズアレイ、または拡散シート、拡散フィルムなどを設けることもできる。特にマイ
クロレンズアレイを用いると、効率的に光り取り出し効率を向上させ、さらに視野角依存
性を改善できるため、均一な発光輝度の照明装置を実現できる。
【０１５０】
また、基板２５３の表面に凹凸形状を形成する方法としては、フォトリソグラフィ法、
ナノインプリント法、サンドブラスト法などを適用できる。
【０１５１】
ここで、基板２５３の屈折率が、封止層２５２の屈折率以上であることが好ましい。す
なわち、発光素子２４０から遠い位置にある材料ほど、屈折率が高くなるように設定する
ことが好ましい。このような構成とすることで、それぞれの層の界面での全反射が抑制さ
れ、実質的に発光素子２４０からの発光を全て取り出すことができる。
【０１５２】
以上が本構成例についての説明である。
【０１５３】
本実施の形態で例示した表示装置は、高いフレキシブル性と高い信頼性を兼ね備えた表
示装置である。
【０１５４】
本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態及び実施例と適宜組み合わせて
実施することができる。
【０１５５】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の剥離方法に関する剥離メカニズムについて説明す
る。
【０１５６】
［剥離箇所の検討］
本発明の一態様の剥離方法において、剥離層と被剥離層の間に挟持される酸化物層で剥
離が生じる。このとき、剥離層と酸化物層の界面、酸化物層と被剥離層の界面、及び酸化
物層内部の３箇所の内、いずれの箇所で最も結合が切れやすいかを調べることは、剥離の
メカニズムを考察する上で重要である。そこで以下では、上記３箇所におけるそれぞれの
結合エネルギーを見積もり、いずれの箇所で剥離が生じやすいかを調べた。
【０１５７】
本実施の形態では、剥離層としてタングステン（Ｗ）膜を、被剥離層として酸化シリコ
ン（ＳｉＯ２）膜をそれぞれ仮定した。またＷは４価のＷの酸化物であるＷＯ２と６価の
Ｗの酸化物であるＷＯ３の２つの状態をとりやすいことから、酸化物層としてこの２種類
の状態を含む酸化物を仮定した。
【０１５８】
計算で考慮した剥離箇所を図６（Ａ）に示す。図６（Ａ）に示す構成は、ＷとＳｉＯ２
の間に、４価のＷの酸化物であるＷＯ２と、６価のＷの酸化物であるＷＯ３と備える。
【０１５９】
図６（Ａ）において、剥離に伴って結合が切れうる箇所は、（１）ＳｉＯ２／ＷＯ２間
、（２）ＳｉＯ２／ＷＯ３間、（３）ＷＯ２内、（４）ＷＯ３内、（５）ＷＯ２／ＷＯ３
間、（６）ＷＯ２／Ｗ間、及び（７）ＷＯ３／Ｗ間の７通りが考えられる。そこで、これ
らの箇所における結合エネルギーを以下の方法により算出した。
【０１６０】
計算モデルには、クラスターモデルを用いた。図６（Ｂ）に用いたクラスターモデルの
一例を示す。図６（Ｂ）は、ＳｉＯ２とＷＯ２の結合エネルギーの算出に用いたクラスタ
ーモデルである。図６（Ｂ）に示すクラスターモデルは、Ｓｉ及びＷに結合する酸素原子
の末端を水素原子（Ｈ）で終端している。クラスターモデルにおいて、架橋する酸素原子
を介してＳｉ原子側（Ａ）とＷ原子側（Ｂ）の２箇所について、結合エネルギーの算出を
行っている。
【０１６１】
結合エネルギーを算出するため、密度汎関数法を用いて、構造最適化計算と振動解析を
行った。汎関数にはＢ３ＬＹＰを使用し、電荷は０、スピン多重度は一重項状態、二重項
状態と五重項状態を考慮した。また、基底関数はＬａｎＬ２ＤＺを全ての原子に使用した
。なお、量子化学計算プログラムとして、Ｇａｕｓｓｉａｎ０９を用いた。計算は、ハイ
パフォーマンスコンピュータ（ＳＧＩ社製、Ａｌｔｉｘ４７００）を用いて行った。算出
した結合エネルギーは零点補正を考慮している。
【０１６２】
なお、クラスターモデルでは、架橋している酸素原子以外の原子は大きな自由度を持ち
、エネルギーを安定化させるように配置をとる。しかし実際ではこれらの原子は隣接する
他の原子の影響により自由に動くことはできない。したがってクラスターモデルと実際の
系とでの自由度の違いにより、得られる結合エネルギーの値と実際の値に若干の乖離が生
じる場合があることに注意する必要がある。
【０１６３】
まず、６価のＷ原子を有するＷＯ３と、４価のＷ原子を有するＷＯ２について、Ｗ原子
とＯ原子の結合エネルギーを算出した結果を図７に示す。なお、以下では特に説明のない
限り、Ｏ原子が有する未結合手をＨ原子で終端したクラスターモデルを用いている。
【０１６４】
図７より、４価のＷ原子に係るＷ−Ｏ結合よりも６価のＷ原子に係るＷ−Ｏ結合の方が
、結合エネルギーが小さいことが分かる。したがって、６価のＷ原子に係るＷ−Ｏ結合の
方が結合が切れやすいことが示唆される。
【０１６５】
続いて、図６（Ａ）で示したそれぞれの箇所を想定して算出した、結合エネルギーの結
果を図８に示す。
【０１６６】
図８より、（１）ＳｉＯ２／ＷＯ２間ではＳｉ−Ｏ結合（Ａ）の方が、結合エネルギー
が小さい。（２）ＳｉＯ２／ＷＯ３間では、Ｗ−Ｏ結合（Ｂ）の方が、結合エネルギーが
小さい。（１）と（２）を比較すると、（１）の方がＳｉとの結合エネルギーが小さいこ
とから、ＳｉＯ２／ＷＯ２界面で剥離が生じやすいことが示唆される。
【０１６７】
（３）ＷＯ２内、（４）ＷＯ３内、及び（５）ＷＯ２／ＷＯ３間を比較すると、（５）
におけるＷ−Ｏ結合（Ｂ）の結合エネルギーが１．０９ｅＶと最も小さい値であった。こ
のことは、ＷＯ３とＷＯ２とが混在した酸化物層では、酸化物層中で剥離が生じやすいこ
とを示唆する。また、（５）に着眼すると、図７に示した結果と比較し、４価のＷ原子に
係るＷ−Ｏ結合（Ａ）の結合エネルギーが増大し、６価のＷ原子に係るＷ−Ｏ結合（Ｂ）
の結合エネルギーが減少している。これは、４価のＷ原子側に電子が引きつけられること
による影響であると考えられる。したがって、４価のＷ原子と６価のＷ原子とを架橋する
Ｏ原子において、４価のＷ原子とは反対側の結合、換言すると、６価のＷ原子に係る結合
がより切れやすい状態となる。
【０１６８】
（６）ＷＯ２／Ｗ間、及び（７）ＷＯ３／Ｗ間を比較すると、（６）におけるＷ−Ｏ結
合の結合エネルギーが１．４６ｅＶと小さく、ＷＯ２／Ｗ間で剥離が生じやすいことが示
唆される。
【０１６９】
以上の結果から、酸化物層中に４価のＷ原子を含む場合に、Ｏ原子で架橋されたＷ−Ｏ
−Ｗ結合が切れやすい傾向があることが分かる。このことはＷＯ２／ＷＯ３間、及びＷＯ
２／Ｗ間で剥離が生じやすいことを示唆する。すなわち、ＷＯ２を多く含む酸化物層を有
する構成では剥離が生じやすいことを示唆する。
【０１７０】
したがって、剥離性を向上させるためには、ＷＯ３からＷＯ２へ還元し、酸化物層内の
ＷＯ２の含有量を多くすることが重要であると考えられる。
【０１７１】
本発明の一態様の剥離方法は、酸化物層の上層に設けられる被剥離層に、加熱により水
素を放出する第１の層及び第２の層を設ける。さらに加熱処理によって当該被剥離層から
放出された水素により、酸化物層内のＷＯ３を還元し、ＷＯ２を多く含有する酸化物層を
形成することができる。その結果、剥離性を向上させることができる。
【０１７２】
［Ｎ原子の効果について］
上記では、剥離の際にＷ−Ｏ結合が最も切れやすいことを示した。これを踏まえ、Ｗ原
子間を架橋するＯ原子をＮ原子に置換した場合に、結合エネルギーがどのようになるかを
解析した。
【０１７３】
ここではＷ原子間を架橋するＯ原子に換えて、ＮＨ基を導入したときのＷ−Ｎ結合の結
合エネルギーを算出した。
【０１７４】
まず、６価のＷ原子を有するＷＯ３と４価のＷ原子を有するＷＯ２について、それぞれ
１つのＯ原子をＮＨ基に置換したクラスターモデルについて、Ｗ−Ｏ結合及びＷ−Ｎ結合
の結合エネルギーを算出した結果を図９の上段に示す。
【０１７５】
図９より、価数に関わらず、Ｗ−Ｏ結合よりもＷ−Ｎ結合の方が、結合エネルギーが小
さいことがわかる。さらに、図７で示したＮ原子を導入していないモデルに対して、Ｗ−
Ｏ結合の結合エネルギーも低下していることが分かる。したがって、Ｎ原子を導入するこ
とにより、Ｗ−Ｎ結合だけでなくＷ−Ｏ結合も、結合が切れやすくなることが示唆される
。
【０１７６】
続いて、図６（Ａ）に示した箇所の内、（３）ＷＯ２内、（４）ＷＯ３内、（５）ＷＯ
２／ＷＯ３間のそれぞれを想定したクラスターモデルの内、架橋するＯ原子をＮＨ基に置
き換えたモデルについてＷ−Ｎ結合の結合エネルギーを算出した結果を図９の下段に示す
。
【０１７７】
ＮＨ基で架橋した場合であっても、図８で示したそれぞれのモデルにおけるＷ−Ｏ結合
エネルギーの大小関係は変わらない結果であった。（４）に着目すると、ＮＨ基で架橋し
た場合の方が結合エネルギーが小さい結果であった。また特に、（５）に着目すると、６
価のＷ原子に係るＷ−Ｏ結合（Ｂ）の結合エネルギーが０．４２ｅＶと極めて小さい値と
なった。
【０１７８】
以上の結果から、Ｗ原子間を架橋するＯ原子をＮ原子に置換することで、これらの結合
がより切れやすくなる傾向があることが分かる。このことは、酸化物層中に窒素を供給す
ることにより、より剥離が生じやすくなることを示唆する。
【０１７９】
したがって、剥離性を向上させるためには、酸化物層中の窒素原子をより多く供給する
ことが重要であると考えられる。
【０１８０】
本発明の一態様の剥離方法は、酸化物層の上層に設けられる被剥離層に、加熱により窒
素を放出する第１の層と、当該第１の層の上層に窒素が外部に放出されることを抑制する
（窒素の放出をブロックする）機能を有する第２の層を設ける。さらに加熱処理によって
当該被剥離層から放出された窒素を酸化物層内に多量に供給し、窒素を多く含有する酸化
物層を形成することができる。その結果、剥離性を向上させることができる。
【０１８１】
［水導入時の剥離性向上に関する検討］
実施の形態１で述べたように、剥離時に剥離界面に水を含む液体を添加し、該液体が剥
離界面に浸透するように剥離を行うことにより、剥離性が向上する。以下では、剥離現象
における水の役割について説明する。
【０１８２】
〈液体の種類と剥離性の関係について〉
まず、剥離時に導入する液体の種類を換えたときに剥離に要する力に違いがあるかどう
かを評価した結果について説明する。
【０１８３】
剥離に要する力の評価は、図１０に示すような治具を用いて行った。図１０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。測定は、予め支持基
板１０１上に形成された被剥離層を含む層１５０上にテープ１５１を貼り付け、端部を一
部剥離しておく。次いで、支持基板１０１を治具にテープ１５１をサポートローラ１５３
に引っ掛けるように取り付け、テープ１５１及び被剥離層を含む層１５０が支持基板１０
１に対して垂直方向になるようにする。ここで、テープ１５１を支持基板１０１に対して
垂直方向に引っ張り、被剥離層を含む層１５０が支持基板１０１から剥離する際に、垂直
方向に引っ張るのに要す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、剥離層１０２が露出した状態で支持基板１０１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
１５４は、被剥離層を含む層１５０及び支持基板１０１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。
【０１８４】
使用した試料は、以下のようにして作製した。まずガラス基板上に厚さ約１００ｎｍの
酸化窒化シリコン膜をプラズマＣＶＤ法で形成し、その後剥離層として厚さ約５０ｎｍの
Ｗ膜をスパッタリング法により形成した、次いで、第１の層として厚さ約６００ｎｍの酸
化窒化シリコン膜、第２の層として厚さ約５０ｎｍの窒化酸化シリコン膜を形成し、その
上層に厚さ約１００ｎｍの酸化窒化シリコン膜及び、厚さ約６６ｎｍのシリコン膜を形成
した。その後、６５０℃６分の熱処理を行った。続いて、シリコン膜に対してレーザ光を
照射してポリシリコンを形成した後に、ゲート絶縁膜、ゲート電極、層間絶縁層、ソース
電極及びドレイン電極、層間絶縁層、電極などを形成し、トランジスタを作製した。ここ
で、６５０℃６分の熱処理を行った後の工程では、これ以上の温度のかかる工程は行って
いない。
【０１８５】
このようにして、ガラス基板上に剥離層及び被剥離層を有するサンプルを作製した。
【０１８６】
その後、支持基板を２０ｍｍ×１２６．６ｍｍに分断し、テープ１５１としてＵＶフィ
ルム（電気化学工業株式会社製  ＵＨＰ−０８１０ＭＣ）をテープマウンタにより貼り付
けた後、ＵＶフィルムの端部を約２０ｍｍ剥離し、上記治具に取り付けた。
【０１８７】
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）
を用いた。剥離試験方法には、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。なお、液体の供給は、試料を上記治
具に取り付けた後、剥離部分にスポイトで滴下することで行った。
【０１８８】
図１１は、剥離時に導入する液体の種類を換えて、剥離に要する力を測定した結果であ
る。
【０１８９】
評価に用いた液体は大きく分けて、水・水溶液、プロトン性極性溶媒、非プロトン性極
性溶媒、無極性溶媒の４種類である。水・水溶液として、純水、ＣＯ２水溶液、ＨＣｌ水
溶液、ＮａＨＣＯ３水溶液を用いた。プロトン性極性溶媒としては、蟻酸、エタノール、
メタノール、２プロパノール、エチレングリコール、アニリンを用いた。非プロトン性極
性溶媒としては、アセトン、アセトニトリル、ＤＭＳＯ、ＤＭＦ、酢酸エチル、Ｎメチル
ピロリドン、クロロホルム、イオン液体であるＮ−Ｍｅｔｈｙｌ−Ｎ−ｎ−ｐｅｎｔｙｌ
ｐｙｒｒｏｌｉｄｉｎｉｕｍ  ｂｉｓ（ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈｙｌｓｕｌｆｏｎｙ
ｌ）ｉｍｉｄｅを用いた。無極性溶媒としては、トルエン、ヘキサン、フロリナート、ベ
ンゼンを用いた。また、比較として、液体を導入しない場合の剥離に要する力も測定した
。
【０１９０】
図１１に示す結果から、水・水溶液といった水を含む液体を導入した場合では、液体を
用いない場合に比べて剥離に要する力が低減する、すなわち剥離性が向上する傾向が見ら
れた。一方、水以外の液体では、プロトン性極性溶媒、非プロトン性極性溶媒、無極性溶
媒の順に剥離に要する力が大きくなっていく傾向が見られ、特に無極性溶媒の場合は、剥
離性に関しては逆効果であることが解かった。
【０１９１】
この結果から、剥離面に液体を導入して剥離性を向上させる要因として、水素（イオン
）の存在が関与していることが示唆され、特に水や水溶液系の液体を選択した場合により
効果的に作用すると推察される。
【０１９２】
〈水分子の効果について〉
以下では、水分子を導入した場合における剥離過程を計算することで、水分子と剥離性
との関連性を解析した結果について説明する。
【０１９３】
上記では、ＷＯ２よりもＷＯ３に面した界面で剥離が生じにくいことが推測されること
を示した。したがって本計算において、より結合エネルギーの高いＷＯ３内のＷ−Ｏ結合
エネルギーに着眼して計算を行った。
【０１９４】
図１２（Ａ）に、計算に用いたモデルを示す。ＷＯ３の結晶構造における（００１）面
で剥離が生じている。ここで、注目する２つのＷ原子を架橋するＯ原子を境に、図面左側
から剥離が進行している場合を考える。当該Ｏ原子より図面左側では上下の層が分断され
、当該Ｏ原子を含む図面右側では上下の層が結合している状態である。ここで、破線で囲
った水分子が注目するＯ原子に近い位置に存在している。
【０１９５】
続いて、検討した剥離過程について説明する。水分子が存在していない場合では、図１
２（Ｂ）に示すように、剥離に伴いＷ原子を架橋するＷ−Ｏ結合が開裂する。開裂後には
Ｗ原子及びＯ原子にダングリングボンド（未結合手）が生成するが、これを終端する原子
は存在しない。
【０１９６】
一方、図１２（Ｃ）に示すように、水分子が存在している場合では、剥離前には水分子
がＷ原子間を架橋するＯ原子と水素結合を形成していると考えられる。水素結合を形成す
ることで、架橋するＯ原子は水素結合形成なしの場合よりもより負の電荷を帯び、水分子
の水素のうち、水素結合に関与している一方のＨ原子は他方のＨ原子と比較してより正電
荷を帯びるようになる。その結果両者の間に静電的な相互作用が働くことで緩和効果が生
じ、Ｗ−Ｏ結合が弱まる可能性がある。また、剥離に伴いＷ−Ｏ結合が開裂し、Ｗ原子及
びＯ原子にダングリングボンドが生成するが、水分子に由来したＨ基及びＯＨ基によりこ
れらの終端が起こると考えられる。この終端により２つのＯＨ基由来の立体効果が生じ、
次に開裂するＷ−Ｏ結合が弱まっている可能性がある。
【０１９７】
このように、剥離における水分子の働きとして、剥離前の静電的な相互作用による緩和
効果や、剥離後のＯＨ基同士の立体効果などが考えられる。以下では、これらの効果によ
り剥離が生じやすくなりうるという仮定を計算により検証する。
【０１９８】
計算方法には、「Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ（量子力学計算）」／「Ｍｏｌ
ｅｃｕｌａｒ  Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ（分子力学計算）」（ＱＭ／ＭＭ）法の一つであるＯ
ＮＩＯＭ法を用いた。図１２（Ａ）に示す計算モデル中で、原子を球で示したＱＭ領域に
は、密度汎関数法を用い、汎関数はＢ３ＬＹＰを使用した。基底関数はＬａｎＬ２ＤＺを
使用した。原子を棒で示したＭＭ領域には力場として「Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｆｏｒｃｅ
Ｆｉｅｌｄ」を使用した。電荷は０、スピン多重度は一重項状態を考慮した。
【０１９９】
まず、水分子が存在している場合としていない場合について、電荷分布と構造の変化を
解析した。図１３（Ａ）に水分子が存在しない場合の架橋構造を、図１３（Ｂ）に水分子
が存在している場合の架橋構造をそれぞれ示す。また、図１３（Ａ）、（Ｂ）中に番号を
付記した原子における電荷分布（Ｍｕｌｌｉｋｅｎ電荷）を表１に示す。
【０２００】
【表１】
2020191456.tif 000003
【０２０１】
表１より、剥離前の架橋構造では、水分子の存在によって架橋している番号２で示す原
子（以下、２Ｏと表記する）の電荷分布がよりマイナスに変化していることがわかる。こ
れは、架橋しているＯ原子と水分子との間に水素結合が形成され、電子が当該２Ｏ原子へ
引き寄せられていることを示唆する。さらに、番号１で示す原子（以下、１Ｗと表記する
）に関し、架橋構造の１Ｗ−２Ｏ結合距離に着目すると、図１３（Ａ）、（Ｂ）に示すよ
うに、水分子が存在している場合には結合距離が長くなっている。
【０２０２】
以上のことから、架橋している２Ｏ原子と、水分子の４Ｈ原子との水素結合間の電子密
度の上昇に伴い、１Ｗ−２Ｏ結合間の電子密度が低下し、１Ｗ−２Ｏの結合が切れやすい
状態となっていると推察される。この結果は、水分子の静電的な相互作用により構造緩和
が起こり、剥離が生じやすくなっていることを示唆する。
【０２０３】
次に、ＯＨ基による立体効果について検証を行った。水分子に由来するＨ基及びＯＨ基
により、ダングリングボンドの終端が生じると仮定すると、図１４（Ａ）に示すように、
Ｗ原子同士がＯ原子で架橋されている場合（左図）に比べて、ＯＨ基でＷ原子のダングリ
ングボンドが終端されている場合（右図）では、ＯＨ基間の立体的な反発により上層と下
層の間隔が広がること（立体効果）が予測される。
【０２０４】
図１４（Ｂ）に解析した構造とエネルギーの変化を示す。図１４（Ｂ）中、楕円で囲っ
た領域は、ＯＨ基同士による立体効果が生じている領域である。図１４（Ｂ）の下方には
、立体効果が生じている領域に隣接した箇所と、これより十分に離れた箇所におけるそれ
ぞれの架橋構造を拡大した図を示している。
【０２０５】
上記２つの箇所における架橋構造を比較すると、ＯＨ基同士による立体効果によりＷ−
Ｗ間結合距離が０．０３１ｎｍ程度、Ｗ−Ｏ結合距離が０．０１１ｎｍ程度、いずれも長
くなっている。このことは、Ｗ−Ｏ間結合が弱まり、結合が切れやすい状態であることを
示す。またこの立体効果が生じることにより上層と下層とが上下に引き延ばされ、系のエ
ネルギーが０．９５ｅＶ程度活性化されているため、Ｗ−Ｏ結合が開裂しやすい状態とな
っている。
【０２０６】
以上の結果から、ＯＨ基によるダングリングボンドの終端が行われるとＯＨ基に由来す
る立体効果により、剥離がより生じやすくなることを示唆する。
【０２０７】
続いて、ダングリングボンドのＯＨ基による終端が行われるという仮定を検証した。こ
こでは、水分子が存在する場合の剥離過程において、水分子の解離がどのように生じるの
かを検討した。解析を行った反応経路とエネルギーダイアグラムを図１５に示す。
【０２０８】
反応経路としては、図１５に示す状態１から状態２を経て状態３へと反応する過程を検
討した。状態１は、架橋しているＯ原子と水分子とが弱い相互作用をした状態である。状
態２は、水分子由来のＯ原子がＷ原子と結合を形成し、水分子由来のＨ原子が架橋してい
るＯ原子の近傍に移動する遷移状態である。状態３は、Ｗ−Ｏ結合が開裂し、Ｗ原子のダ
ングリングボンドがＯＨ基により終端された状態である。
【０２０９】
状態１を基準としたエネルギーダイアグラムを図１５の下方に示している。状態２は剥
離とＯＨ基終端が同時に起こる遷移状態であり、活性化エネルギーは２．２８ｅＶである
。この値は、水分子が存在しない場合の剥離エネルギー（３．６１ｅＶ）よりも低く、水
分子が存在することによって剥離が生じやすくなっていることを示唆する。
【０２１０】
遷移後の状態３では相対エネルギーが２．０６ｅＶであり、状態１よりも不安定な状態
であることがわかる。これは、ＯＨ基同士の立体効果による影響であると考えられる。
【０２１１】
以上の結果から、剥離現象はＯＨ基によるダングリングボンドの終端と同時に進行する
と、エネルギー的に有利であることが分かった。このような水分子の働きにより、剥離過
程における剥離性が向上していると考えられる。
【０２１２】
本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態及び実施例と適宜組み合わせて
実施することができる。
【０２１３】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の剥離方法を適用可能な剥離装置について、図面を
参照して説明する。
【０２１４】
［剥離装置の構成例］
フレキシブルデバイスを量産する場合において、大面積の支持基板を用いて薄膜集積回
路を形成し、当該支持基板から自動的に剥離することで、作業時間の短縮、または製品の
製造歩留まりを向上させることができる。また、製品の製造コストを低減できる。
【０２１５】
薄膜集積回路を含む被剥離層を支持基板から剥離する際、剥離前に予め被剥離層にキャ
リアテープを貼り付け、キャリアテープを引っ張る。そして剥離後にキャリアテープは不
要となるため、キャリアテープを引き剥がす。
【０２１６】
ここで、キャリアテープに引っ張る力や、引き剥がす力が加わる際、キャリアテープの
速度やキャリアテープの送り出す方向などによって剥離不良や、薄膜集積回路へのクラッ
クの発生が生じる恐れがある。
【０２１７】
キャリアテープに加えられる力、キャリアテープの速度、キャリアテープ送り出す方向
が調節された剥離装置を用いて、キャリアテープの貼り付け工程またはキャリアテープの
剥離工程を自動化する。これらの工程を自動化することのできる剥離装置の一例を図１６
に示す。
【０２１８】
図１６に示す剥離装置は、支持基板を搬送する複数の搬送ローラと、キャリアテープ６
０１を繰り出すテープリール６０２と、キャリアテープ６０１を巻き取る第１の巻き取り
リール６０３と、キャリアテープ６０１を第１の巻き取りリール６０３まで案内する複数
のガイドローラ（ガイドローラ６３１、６３２、６３３等）と、薄膜集積回路を含む被剥
離層を支持基板から剥離する第１の押圧ローラ６０６と、を少なくとも有する。
【０２１９】
また、図１６に示す剥離装置は、キャリアテープ６０１の分離テープ（セパレートフィ
ルムとも呼ぶ）６００を剥離してキャリアテープ６０１の接着面を露出させるため、分離
テープ６００を第２の巻き取りリール６１３で引っ張ることで剥離する。
【０２２０】
分離テープ６００を剥離して露出させたキャリアテープ６０１の接着面は、第２の押圧
ローラ６０５及び搬送ローラ６４４によって支持基板に押しつけられる。
【０２２１】
薄膜集積回路を含む被剥離層を支持基板から剥離する際、薄膜集積回路へのクラックの
発生を抑えるためには、搬送ローラ６４４によって板材を搬送する方向（水平方向）と、
第１の押圧ローラ６０６によって変換されるキャリアテープ６０１の送り方向との角度、
第１の押圧ローラ６０６の直径、第１の押圧ローラ６０６の素材、キャリアテープの速度
などが重要となる。
【０２２２】
また、図１６に示す剥離装置は、キャリアテープ６０１の送り方向を水平方向に変換す
るローラ６０７と、キャリアテープ６０１を折り返す方向に引っ張るテンションローラ６
０８と、キャリアテープ６０１の折り返し位置に配置する第１の楔状部材６１１と、を有
する。
【０２２３】
薄膜集積回路を含む被剥離層をキャリアテープ６０１から剥離する際、薄膜集積回路へ
のクラックの発生を抑えるためには、キャリアテープ６０１を折り返す方向の角度を鋭角
とし、キャリアテープ６０１に接触する第１の楔状部材６１１の先端部の角度、第１の巻
き取りリール６０３に巻き取るキャリアテープ６０１の速度などが重要である。
【０２２４】
また、図１６に示す剥離装置は、支持基板から剥離して露出する薄膜集積回路を含む被
剥離層が上面となり、当該薄膜集積回路を含む被剥離層がテーブル６３７に接触しないよ
うに搬送されてテーブル６３７上に載置される。
【０２２５】
また、キャリアテープ６０１の送り方向を水平方向に変換するローラ６０７と、テーブ
ル６３７との間には第１のキャリアプレート６１０が配置されており、第１の楔状部材６
１１は第１のキャリアプレート６１０に固定されている。また、テーブル６３７には第２
の楔状部材６１２が固定されており、キャリアテープ６０１が第１の楔状部材６１１と第
２の楔状部材６１２との隙間を通過して第１の巻き取りリール６０３に巻き取られる。
【０２２６】
作業者が手作業で剥離を行うこともできるが、時間がかかると共に、素早く剥離するに
は熟練を要するため、図１６に示すような剥離装置を用いて自動化することが重要である
。図１６に示すような剥離装置を用いて自動化することで、一定の速度で基板を搬送し、
剥離を行うことができ、均一な力をキャリアテープ６０１に加えることができ、剥離不良
や、薄膜集積回路へのクラックの発生を抑えることができる。
【０２２７】
すなわち、本発明の一態様は、一方の面に分離テープを有するキャリアテープを繰り出
すテープリールと、キャリアテープを巻き取る第１の巻き取りリールとの間に、分離テー
プを引っ張り剥離してキャリアテープの接着面を露出させる第２の巻き取りリールと、一
方の面上に薄膜集積回路を含む被剥離層を有する支持基板を搬送する搬送手段と、薄膜集
積回路を含む被剥離層と支持基板とを分離する第１の押圧ローラとを少なくとも有する剥
離装置である。
【０２２８】
また、上記構成において、支持基板を搬送する搬送手段は、搬送ローラやベルトコンベ
アや搬送ロボットなどを用いることができる。
【０２２９】
また、上記構成において、さらにテープリールと、第１の押圧ローラとの間に、キャリ
アテープの接着面と支持基板とを接着させる第２の押圧ローラとを有する。第２の押圧ロ
ーラによって支持基板を搬送しながら、キャリアテープと支持基板に対して均一な力を加
えることができる。
【０２３０】
また、上記構成において、さらに第１の押圧ローラと第１の巻き取りリールとの間に、
キャリアテープの送り方向を水平方向に変換するローラを有し、キャリアテープの送り方
向を水平方向に変換するローラと、第１の押圧ローラとの間のキャリアテープの搬送方向
は、水平方向に対して斜めとする。斜め方向にキャリアテープを搬送することにより、キ
ャリアテープに接着している薄膜集積回路を含む被剥離層に対してブローを行い、余分な
水分を除去してウォーターマークの発生を抑えることができる。薄膜集積回路は静電気に
弱いため、予め水分を支持基板と薄膜集積回路を含む被剥離層の界面に供給した状態で支
持基板からの剥離を行うことが好ましい。したがって、支持基板からの剥離が終わった直
後に薄膜集積回路を含む被剥離層に対してブローを行い、キャリアテープの斜め方向に沿
って下方向に気流を流し、水滴を下に落とすことは有効である。
【０２３１】
また、キャリアテープの送り方向を水平方向に変換するローラと、第１の押圧ローラと
の間のキャリアテープの搬送方向は、水平方向に対して垂直とすることもできるが、垂直
とすると搬送中のキャリアテープが不安定となり、振動してしまうため、斜め方向とする
ことは有効である。
【０２３２】
また、本発明の一態様は、一方の面に分離テープを有するキャリアテープを繰り出すテ
ープリールと、キャリアテープを巻き取る第１の巻き取りリールとの間に、キャリアテー
プの送り方向を水平方向に変換するローラと、キャリアテープを折り返す方向に引っ張る
ローラと、キャリアテープの折り返し位置に配置する第１の楔状部材とを有する剥離装置
である。
【０２３３】
また、上記構成において、さらに平面を有するテーブルと、該テーブルに固定された第
２の楔状部材を有し、キャリアテープが第１の楔状部材と第２の楔状部材との隙間を通過
して第１の巻き取りリールに巻き取られる。なお、平面を有するテーブルの上には、キャ
リアテープから剥離された薄膜集積回路を含む被剥離層が載置される。
【０２３４】
また、上記構成において、折り返す方向は、第１の楔状部材が固定されたキャリアプレ
ートの第１の平面と、第１の楔状部材のテーパ部が成す角度によって決定され、その角度
は鋭角であり、さらに第２の平面を有するテーブルと、該テーブルに固定された第２の楔
状部材を有し、第１の平面は、第２の平面よりも高い位置であり、キャリアテープが第１
の楔状部材と第２の楔状部材との隙間を通過して第１の巻き取りリールに巻き取られる。
なお、第１の平面は、第２の平面よりも高い位置とは、即ち、第１の平面は、断面方向か
ら見た場合、第２の平面と同一平面ではなく、段差を有しており、段差を有しているので
あれば、上面方向から見た場合に、第１の楔状部材と第２の楔状部材は重なっていても、
重なっていなくともよい。第１の楔状部材と第２の楔状部材が重なる場合には、第２の楔
状部材の先端が第１の楔状部材の下方に位置することとなる。
【０２３５】
また、上記構成において、テープリールと第１の巻き取りリールとの間に、分離テープ
を引っ張り剥離してキャリアテープの接着面を露出させる第２の巻き取りリールと、一方
の面上に薄膜集積回路を含む被剥離層を有する支持基板を搬送する搬送手段と、薄膜集積
回路を含む被剥離層と支持基板とを接着させる第２の押圧ローラとを有する。
【０２３６】
上述の剥離装置は、キャリアテープを用いて、板材であるガラス基板を自動的に剥離除
去できるようにし、その後、さらにキャリアテープと薄膜集積回路を含む層とを自動的に
分離して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。
【０２３７】
［工程例］
以下では、本発明の一態様の剥離装置を用いて支持基板から被剥離層を分離する工程に
ついて説明する。
【０２３８】
まず、支持基板として大型のガラス基板４０１を準備する。大面積であれば、一枚当た
りの製品の個数を多くすることが可能であるため、製造コストを低減することができる。
なお、ガラス基板４０１のサイズとしては、特に限定されないが、例えば６００ｍｍ×７
２０ｍｍのガラス基板を用いる。また、支持基板はガラス基板に限定されず、半導体ウェ
ハ、鋼板、または樹脂基板なども用いることができる。
【０２３９】
次いで、ガラス基板上に実施の形態１で例示した方法により絶縁層４０２を形成する。
絶縁層４０２は後に形成される剥離層４０３のエッチング時にガラス基板４０１がエッチ
ングされることを防ぐ機能があり、窒化珪素膜、酸化珪素膜、窒化酸化珪素膜、又は酸化
窒化珪素膜から選ばれた一又は複数の膜による積層構造により形成することができる。
【０２４０】
次いで、剥離層４０３を形成した後、選択的にエッチングを行い、少なくとも基板周縁
部分の剥離層４０３を部分的に除去する。次いで、被剥離層４０４を形成し、その上に薄
膜集積回路を含む層４０５を形成する。この段階までの断面概略図を図１７（Ａ）に示す
。またガラス基板４０１の平面概略図を図１８（Ａ）に示す。図１８（Ａ）の一点鎖線Ｇ
−Ｈで切断した断面図が図１７（Ａ）に相当する。
【０２４１】
本実施の形態においては、後にガラス基板４０１を４枚に分断する例であるため、図１
８（Ａ）に示すように４箇所に剥離層４０３を形成する。
【０２４２】
なお、本発明の一態様の剥離装置は、実施の形態１で例示した剥離方法に限られず、他
の剥離法を用いた場合にも用いることができる。
【０２４３】
次いで、スクライバーやブレイカーなどを用いてガラス基板４０１を４枚に分断し、そ
の後、ガラス基板４０１と第１の可撓性基板４０６との間に薄膜集積回路を含む層４０５
が位置するように、第１の可撓性基板４０６を重ねる。なおここでは、第１の可撓性基板
４０６として、ホットプレス（熱圧着）により接着可能なプリプレグシートを用いる場合
について説明する。なお、第１の可撓性基板４０６を、実施の形態１で例示した接着層及
び可撓性基板を含む構成に置き換えることができる。
【０２４４】
第１の可撓性基板４０６は、薄膜集積回路を含む層４０５と固定するため、例えば１９
５℃、２時間（昇温時間３０分を含む）の真空ホットプレスを行う。なお、第１の可撓性
基板４０６とプレスプレートが接着することを防ぐため、緩衝材で挟んで真空ホットプレ
スを行うことが好ましい。
【０２４５】
次いで、剥離のきっかけとなる溝４０７を形成する。ここでは、ＣＯ２レーザ（波長２
６６ｎｍ）装置を用いて溝４０７を形成する。レーザ光により、剥離層４０３を露出する
溝４０７が形成される。波長２６６ｎｍのレーザ光を照射した場合、金属膜は除去されず
、且つ金属膜上の絶縁膜などを選択的に除去することができる。この段階までの上面概略
図を図１８（Ｂ）に示し、図１８（Ｂ）中の一点鎖線Ｉ−Ｊで切断した断面概略図を図１
７（Ｂ）に示す。
【０２４６】
図１８（Ｂ）に示すように、剥離層４０３の周縁を一周つなげてレーザ光を照射して溝
を形成するのではなく、剥離層４０３の周縁の四隅に溝４０７を形成しない箇所を設けて
おくことが重要である。ここで隣接する２つの溝の間隔を例えば１ｃｍ以上２ｃｍ以下程
度離間しておくことが好ましい。剥離層４０３の周縁を一周つなげて溝を形成すると、そ
の直後で剥離が開始され、一周つなげた溝の内側の領域が全て剥がれてしまう恐れがある
。また、剥離層４０３の周縁を一周つなげて溝を形成した際に、一部剥離してしまった部
分があると、後のサポートフィルムの貼り付けが困難となってしまう恐れがある。
【０２４７】
次いで、第１の可撓性基板４０６にサポートフィルム４１１を貼り付ける。サポートフ
ィルム４１１の一方の面には保護シートが貼り合わされており、保護シートを剥がすこと
により、サポートフィルム４１１の粘着面が露出する。本実施の形態では、図１８（Ｃ）
に示すようにサポートフィルム４１１の周縁に保護シート４１２を残し、中央部に粘着面
を露出させたサポートフィルム４１１を用いる。平面図である図１８（Ｃ）の鎖線Ｋ−Ｌ
で切断した断面が図１７（Ｃ）に相当する。なお、保護シート４１２が溝４０７と重なる
ように貼り合わせることが好ましい。図１７（Ｄ）に示すように、一対のローラ４１３、
４１４の間に通過させることで均一に第１の可撓性基板４０６にサポートフィルム４１１
を貼りつけることができる。
【０２４８】
なお、サポートフィルム４１１は、感圧接着性の片面接着テープであれば特に限定され
ず、材料としては、ポリエチレン等のフィルム（例えばＰＥＴフィルム）やポリプロピレ
ンフィルムなどを用いることができる。サポートフィルム４１１は、静電気破壊防止のた
めだけでなく、薄膜集積回路を含む層４０５の支持体としても機能する。
【０２４９】
次いで、図１７（Ｅ）に示すように、スポイトや注射器のような形態の注入器４１５を
用いて水滴４１６を溝４０７に供給する。なお、供給する水滴４１６の量は微量であって
も、後に行われる剥離工程時で生じる静電気発生を抑えることができる。保護シート４１
２を介してサポートフィルム４１１と重なる部分（溝４０７と重なる部分及びその外側領
域）は、第１の可撓性基板４０６と接着しておらず、保護シート４１２と第１の可撓性基
板４０６との隙間に注入器４１５で水滴４１６を注入する。なお、水滴４１６は純水を用
いることで剥離性をより向上させることができ好ましいが、静電破壊防止を主な目的とす
る場合には、そのほか酸性溶液、アルカリ性溶液などの他の溶液を用いることもできる。
【０２５０】
また、必要であれば、水滴４１６を溝４０７に供給する前に、溝に沿って刃物などの鋭
利な部材で力を加え、よりスムーズに剥離を行えるように前処理を施してもよい。
【０２５１】
次いで、図１６に示す剥離装置にサポートフィルム４１１を貼り付けたガラス基板４０
１を基板ロードカセット６４１にセットする。次いで、図１６では図示していない基板搬
送手段を用いて、ガラス基板４０１を第１の搬送ローラ６４３に載せる。第１の搬送ロー
ラ６４３に載せられたガラス基板４０１は、第２の搬送ローラ６４４上、第３の搬送ロー
ラ６４５上を経て基板アンロードカセット６４２に搬送される。
【０２５２】
第１の搬送ローラ６４３、第２の搬送ローラ６４４、または第３の搬送ローラ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、ガラス基板４０１
の送出方向である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。なお、搬送
ローラに限定されず、ベルトコンベアであってもよい。
【０２５３】
第２の搬送ローラ６４４でガラス基板４０１を搬送中、図１９（Ａ）に示すようにサポ
ートフィルム４１１にキャリアテープ６０１を貼る。キャリアテープ６０１は、テープリ
ール６０２から繰り出され、複数のガイドローラ６３１、６３２、６３３などにより第１
の巻き取りリール６０３まで案内される。
【０２５４】
テープリール６０２から繰り出されたキャリアテープ６０１は、分離テープ６００（セ
パレートフィルムともよぶ）を剥離して、キャリアテープ６０１の接着面を露出させた後
、サポートフィルム４１１に貼る。分離テープ６００はガイドローラ６３４を介して第２
の巻き取りリール６１３で引っ張ることで剥離する。また、接着面が露出したキャリアテ
ープ６０１は折り返され、図示しない駆動部（モータ等）により回転駆動される第１の押
圧ローラ６０６に引っ張られ、方向転換ローラ６０４によりガラス基板４０１の搬送方向
とほぼ同一方向に走行させる。
【０２５５】
図１９（Ａ）に示すように、分離テープ６００を剥離して露出させたキャリアテープ６
０１の接着面は、第２の押圧ローラ６０５及び第２の搬送ローラ６４４によってサポート
フィルム４１１に押し付けられる。
【０２５６】
サポートフィルム４１１が貼り付けられたガラス基板４０１は、複数の搬送ローラによ
って第１の押圧ローラ６０６と、水を有する溝４０７とが重なる位置に搬送される。そし
て、第１の押圧ローラ６０６がガラス基板４０１を押し付けながら回転することによって
、ガラス基板４０１と剥離層４０３との間の接着力と、キャリアテープ６０１とサポート
フィルム４１１との接着力の差によりガラス基板４０１から薄膜集積回路を含む層４０５
が引き剥がされる。
【０２５７】
なお、サポートフィルム４１１と薄膜集積回路を含む層４０５との接着力は、キャリア
テープ６０１とサポートフィルム４１１との接着力よりも強い。但し、剥離工程は、キャ
リアテープ６０１の粘着力に依存しない。
【０２５８】
第１の押圧ローラ６０６の直径は、第２の押圧ローラ６０５の直径よりも大きく、例え
ば直径３０ｃｍのものを用いればよい。第１の押圧ローラ６０６として直径１５ｃｍより
も小さいものを用いた場合、薄膜集積回路を含む層４０５にクラックが形成される恐れが
ある。また、第１の押圧ローラ６０６は、ガラス基板４０１が割れない程度に押圧してい
る。本実施の形態では、支持基板であるガラス基板４０１の厚さが０．７ｍｍ、キャリア
テープ６０１の厚さが０．１ｍｍであり、第２の押圧ローラ６０５と第２の搬送ローラ６
４４との間隔を０．７５ｍｍ未満とするとガラス基板４０１が割れてしまう恐れがある。
【０２５９】
また、ガラス基板４０１が割れてしまうことを防ぐため、第１の押圧ローラ６０６及び
第２の押圧ローラ６０５はゴム製の部材を用いる。ゴムを用いることで、金属を用いた場
合に比べて均一に圧を加えることができる。
【０２６０】
また、第１の押圧ローラ６０６によってキャリアテープ６０１を折り返す角度αは、４
５度乃至６０度とする。本実施の形態では、キャリアテープ６０１を折り返す角度αは約
４９度とする。角度αは、図１９（Ｂ）に示すように、第１の押圧ローラ６０６と接して
いる側のキャリアテープ６０１の一方の面（水平面：点線で示す仮想線）と、折り返され
たキャリアテープ６０１の面（点線で示す仮想線）とが成す角度を示している。なお、図
１９（Ｂ）には、２つの仮想線の第１の交点６５１を示している。
【０２６１】
また、剥離工程の際には、溝に溜めておいた液体（好ましくは純水）が、キャリアテー
プ６０１の移動と同時に毛細管現象で被剥離層４０４と剥離層４０３との界面に浸透して
剥離される領域が広がる。溝に溜めておいた液体は、剥離開始部分で生じる静電気の発生
を抑える役目も有する。
【０２６２】
剥離が終了し、ガラス基板４０１と分離した後には、薄膜集積回路を含む層４０５に液
体が付着したままであるため、薄膜集積回路を含む層４０５を水平面に対して斜め、好ま
しくは約６０度に保持した状態で一方向にブローを行い、液体を下方向に移動させる。図
１６においては、ブローを行う乾燥手段６１４とキャリアプレート６０９の間にキャリア
テープ６０１が斜め方向に走行する例を示している。キャリアプレート６０９はキャリア
テープ６０１の撓みを防止するために設けられている。液体が付着したまま揮発するとウ
ォーターマークが形成されることがあるため、剥離直後に除去することが好ましい。
【０２６３】
また、ブローを行った後は、キャリアテープ６０１の送り方向を水平方向に変換するロ
ーラ６０７によって斜めに走行していたキャリアテープ６０１を水平方向に走行させる。
ローラ６０７はゴム製の部材を有する第１の押圧ローラ６０６とは異なり、金属製のロー
ラであってもよい。ローラ６０７の直径は、第１の押圧ローラ６０６よりも小さくてよく
、例えば約２０ｃｍとすればよい。ローラ６０７と接する側のキャリアテープ６０１の面
（水平面：点線で示す仮想線）と、折り返されたキャリアテープ６０１の面（点線で示す
仮想線）との成す角βは１８０度からαを引いた値となり、本実施の形態では約１３１度
である。図１９（Ｂ）では、ローラ６０７と接する側のキャリアテープ６０１の面（水平
面）と、折り返されたキャリアテープ６０１の面を示す仮想線の第２の交点６５２は、キ
ャリアテープ６０１内に位置している。
【０２６４】
例えば、図１９（Ｂ）において、剥離前に水平方向に走行しているキャリアテープ６０
１と、剥離後に方向転換され再び水平方向に走行しているキャリアテープとの間の距離６
５０は、約７７ｃｍとすればよい。また、第１の交点６５１との第２の交点６５２との間
の距離は約１０２．０７ｃｍ、またこれらの間の水平距離は、約６７ｃｍとすればよい。
【０２６５】
また、剥離工程の際には、直径３０ｃｍの第２の押圧ローラ６０５に接するキャリアテ
ープ６０１を比較的遅い速度で走行させることで、剥離残りやクラックの発生を抑制する
ことができる。また、剥離残りやクラックの発生は角度αにも依存するため、角度αを上
述の範囲とすることが好ましい。
【０２６６】
そして、剥離工程の後、再び水平方向に走行させたキャリアテープ６０１は、キャリア
プレート６１０に固定された第１の楔状部材６１１の先端部に接触させ、その先端部に沿
ってキャリアテープ６０１が折り返して引っ張られることにより、薄膜集積回路を含む層
４０５とキャリアテープ６０１とを分離する。
【０２６７】
図２０（Ａ）に、第１の楔状部材６１１の先端部の周辺の拡大図を示す。
【０２６８】
第１の楔状部材６１１の先端の角度γは、図２０（Ａ）に示すキャリアプレート６１０
の平面と水平な面（点線で示す仮想線）に対して９０度未満の鋭角とすることが好ましく
、本実施の形態では６９度とする。第１の楔状部材６１１の先端部を鋭角もしくは薄肉と
することで、キャリアテープ６０１を確実に引き剥がすことができる。なお、キャリアテ
ープ６０１は、第１の楔状部材６１１の先端によって切断されることはない。第１の楔状
部材６１１の先端の角度γは、９０度以上の鈍角とすると、キャリアテープ６０１が剥が
れにくくなる。
【０２６９】
キャリアテープ６０１の張力は、テンションローラ６０８によって制御される。テンシ
ョンローラ６０８は上下に軸を移動することができ、その位置によってキャリアテープ６
０１の張力を制御することができる。第１の楔状部材６１１の先端部に沿って折り返して
剥離された後のキャリアテープ６０１は、ガイドローラ６３５、６３６によって第１の巻
き取りリール６０３まで案内される。
【０２７０】
また、キャリアテープ６０１から剥離された薄膜集積回路を含む層４０５が載置される
平面を有するテーブル６３７にも第２の楔状部材６１２を設ける。また、テーブル６３７
の平面に平行な面と、キャリアプレート６１０の平面に平行な面は一致させない、すなわ
ち同一平面としないことが重要である。これらを同一平面とすると、薄膜集積回路を含む
層４０５を巻き込んでしまい、剥離が行われない恐れがある。本実施の形態では、図２０
（Ａ）に示すように、キャリアプレート６１０の平面に平行な面に対しテーブル６３７の
平面に平行な面が低くなるように、これらの間に段差を設け、段差の距離６５３を約２ｍ
ｍとする。ただし、段差の距離６５３はこれに限定されず、用いるキャリアテープ６０１
の厚さや材質、第２の楔状部材６１２と第１の楔状部材６１１との間隔６５４などとも関
係するため、これらを考慮して適宜設定する。
【０２７１】
また、本実施の形態では第２の楔状部材６１２と第１の楔状部材６１１との間隔６５４
を２ｍｍとするが、これも特に限定されず、段差を設けるのであれば、上面から見た場合
に一部重畳する配置としてもよい。
【０２７２】
図２０（Ａ）に示す構成とすることで、薄膜集積回路を含む層４０５に対して必要以上
の負荷を与えることなく、安定してキャリアテープ６０１を剥離することができる。
【０２７３】
キャリアテープ６０１から分離された薄膜集積回路を含む層４０５は、テーブル６３７
に接する側がサポートフィルム４１１となるように載置される。図２０（Ｂ）はキャリア
テープ６０１の剥離工程が終了してテーブル６３７に載置された様子を示している。図２
０（Ｂ）に示すように、サポートフィルム４１１上に第１の可撓性基板４０６と、薄膜集
積回路を含む層４０５と、被剥離層４０４が積層され、被剥離層４０４の裏面が露出した
状態でテーブル６３７に載置される。また、サポートフィルム４１１の周縁に保護シート
４１２が設けられており、露出している保護シート４１２上は、第１の可撓性基板４０６
、薄膜集積回路を含む層４０５、及び被剥離層４０４と重ならない。
【０２７４】
また、図１６に示すように、静電気が発生する恐れのある位置には、イオナイザ６３８
、６３９、６２０、６２１、６２２を設け、イオナイザからエアまたは窒素ガス等を、薄
膜集積回路を含む層４０５に吹き付けて除電処理を行い、静電気による薄膜集積回路への
影響を低減することが好ましい。
【０２７５】
図１６において、電動モータなどにより回転駆動する駆動ローラは、第１の搬送ローラ
６４３、第２の搬送ローラ６４４及び第３の搬送ローラ６４５などの搬送ローラ、第１の
押圧ローラ６０６、第２の押圧ローラ６０５であり、これらの駆動ローラと、テープリー
ル６０２及び、第１の巻き取りリール６０３によってキャリアテープ６０１の走行速度や
張力を調整している。また、従動ローラは、複数のガイドローラ６３１、６３２、６３３
、６３４、６３５、６３６、方向転換ローラ６０４、第２の押圧ローラ６０５、及びテン
ションローラ６０８である。
【０２７６】
また、本実施の形態では、キャリアテープ６０１の搬送方向の上流側から下流側に配置
するローラの数は、特に図１６に示す個数に限定されず、さらに増やすこともできる。
【０２７７】
本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態及び実施例と適宜組み合わせて
実施することができる。
【０２７８】
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様の剥離方法を用いて作製可能なフレキシブルデバイ
スを具備した電子機器について説明する。
【０２７９】
ここでは特に、フレキシブルな形状を備える発光装置を適用した電子機器や照明装置の
例を示す。このような電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレ
ビジョン受信機ともいう）、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（携帯電話、携帯電話装置ともいう）
、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、照明や表示装置を、家屋やビルの内壁または外壁や、自動車の内装ま
たは外装の曲面に沿って組み込むことも可能である。
【０２８０】
図２１（Ａ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０
１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、
スピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、発
光装置を表示部７４０２に用いることにより作製される。
【０２８１】
図２１（Ａ）に示す携帯電話機７４００は、表示部７４０２を指などで触れることで、
情報を入力することができる。また、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、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。
【０２８２】
また操作ボタン７４０３の操作により、電源のＯＮ、ＯＦＦや、表示部７４０２に表示
される画像の種類を切り替えることができる。例えば、メール作成画面から、メインメニ
ュー画面に切り替えることができる。
【０２８３】
ここで、表示部７４０２には、本発明の一態様の発光装置が組み込まれている。したが
って、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い携帯電話機とすることができる。
【０２８４】
図２１（Ｂ）は、リストバンド型の表示装置の一例を示している。携帯表示装置７１０
０は、筐体７１０１、表示部７１０２、操作ボタン７１０３、及び送受信装置７１０４を
備える。
【０２８５】
携帯表示装置７１００は、送受信装置７１０４によって映像信号を受信可能で、受信し
た映像を表示部７１０２に表示することができる。また、音声信号を他の受信機器に送信
することもできる。
【０２８６】
また、操作ボタン７１０３によって、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や表示する映像の切り替
え、または音声のボリュームの調整などを行うことができる。
【０２８７】
ここで、表示部７１０２には、本発明の一態様の発光装置が組み込まれている。したが
って、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い携帯表示装置とすることができる。
【０２８８】
図２１（Ｃ）〜（Ｅ）は、照明装置の一例を示している。照明装置７２００、７２１０
、７２２０はそれぞれ、操作スイッチ７２０３を備える台部７２０１と、台部７２０１に
支持される発光部を有する。
【０２８９】
図２１（Ｃ）に示す照明装置７２００は、波状の発光面を有する発光部７２０２を備え
る。したがってデザイン性の高い照明装置となっている。
【０２９０】
図２１（Ｄ）に示す照明装置７２１０の備える発光部７２１２は、凸状に湾曲した２つ
の発光部が対称的に配置された構成となっている。したがって照明装置７２１０を中心に
全方位を照らすことができる。
【０２９１】
図２１（Ｅ）に示す照明装置７２２０は、凹状に湾曲した発光部７２２２を備える。し
たがって、発光部７２２２からの発光を、照明装置７２２０の前面に集光するため、特定
の範囲を明るく照らす場合に適している。
【０２９２】
また、照明装置７２００、照明装置７２１０及び照明装置７２２０の備える各々の発光
部はフレキシブル性を有しているため、発光部を可塑性の部材や可動なフレームなどの部
材で固定し、用途に合わせて発光部の発光面を自在に湾曲可能な構成としてもよい。
【０２９３】
なおここでは、台部によって発光部が支持された照明装置について例示したが、発光部
を備える筐体を天井に固定する、または天井からつり下げるように用いることもできる。
発光面を湾曲させて用いることができるため、発光面を凹状に湾曲させて特定の領域を明
るく照らす、または発光面を凸状に湾曲させて部屋全体を明るく照らすこともできる。
【０２９４】
ここで、各発光部には、本発明の一態様の発光装置が組み込まれている。したがって、
湾曲した発光面を備え、且つ信頼性の高い照明装置とすることができる。
【０２９５】
本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施するこ
とができる。
【実施例１】
【０２９６】
本実施例では、被剥離層を形成した後の加熱処理の有無の影響について調べた結果につ
いて説明する。
【０２９７】
［サンプルの作製］
サンプルの作製は、まずガラス基板上に下地膜として厚さ約２００ｎｍの酸化窒化シリ
コン膜をプラズマＣＶＤ法により形成した。続いて剥離層として、厚さ約３０ｎｍのタン
グステン膜をスパッタリング法により形成した。続いて、第１の層として厚さ約６００ｎ
ｍの酸化窒化シリコン膜を、第２の層として厚さ約２００ｎｍの窒化シリコン膜を、それ
ぞれプラズマＣＶＤ法により順に形成した。
【０２９８】
第１の層である酸化窒化シリコン膜は、シランガスとＮ２Ｏガスの流量をそれぞれ７５
ｓｃｃｍ、１２００ｓｃｃｍとし、電源周波数１３．５６ＭＨｚ、電力１２０Ｗ、圧力７
０Ｐａ、基板温度３３０℃として成膜した。また、酸化窒化シリコン膜の成膜の直前に、
Ｎ２Ｏガス雰囲気下で５００Ｗ、２４０秒のＮ２Ｏプラズマ処理を行った。
【０２９９】
第２の層である窒化シリコン膜は、シランガス、Ｎ２ガス及びＮＨ３ガスの流量をそれ
ぞれ７５ｓｃｃｍ、５０００ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍとし、電源周波数１３．５６ＭＨ
ｚ、電力１ｋＷ、圧力７０Ｐａ、基板温度３３０℃として成膜した。
【０３００】
その後、４５０℃、１時間の加熱処理を行った。
【０３０１】
このようにしてサンプル１を作製した。また、最後の加熱処理を行わないものも作製し
、これをサンプル２とした。
【０３０２】
［剥離性の評価］
加熱処理を行ったサンプル１と、加熱処理を行わないサンプル２のそれぞれについて、
剥離に要する力を測定した。測定方法は、上記実施の形態３で例示した方法と同様の方法
を用いた。
【０３０３】
ここで、剥離に要する力が０．１４Ｎ以上の場合、剥離試験後に支持基板側に被剥離層
が残存してしまう。一方、剥離に要する力が０．１４Ｎ未満の場合では、被剥離層が支持
基板側に残存することなく、良好に剥離を行うことができる。そのため、以降の剥離試験
では、剥離に要する力が０．１４Ｎ未満である場合に剥離可能な条件であるとする。
【０３０４】
図２２に、それぞれのサンプルにつき６ポイント（ａ〜ｆ）で剥離に要する力を測定し
た結果について示す。
【０３０５】
熱処理を行ったサンプル１では、全てのポイントで０．１Ｎ以下と、極めて良好な剥離
性を示した。一方、熱処理を行わないサンプルでは、６ポイント中３ポイントで剥離する
ことができない結果となった。また、剥離を行うことのできた３ポイントはいずれも剥離
に要する力が０．２５Ｎ以上であり、剥離可能な条件である０．１４Ｎ未満を大きく逸脱
した結果となった。
【０３０６】
以上の結果から、加熱処理を行うことにより剥離性を高めることができることが確認で
きた。
【０３０７】
［断面観察結果］
続いて、加熱処理を行ったサンプル１と、加熱処理を行わないサンプル２のそれぞれに
ついて、断面観察を行った結果について示す。断面観察はＳＴＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  
Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）法を用いて行っ
た。
【０３０８】
図２３（Ａ）は、サンプル１における断面観察像である。タングステン膜（剥離層）と
酸化窒化シリコン膜（第１の層）の間に、厚さ約１０ｎｍの酸化タングステン層が形成さ
れていることが確認できる。
【０３０９】
図２３（Ｂ）は、サンプル２における断面観察像である。こちらもサンプル１と同様に
、タングステン膜と酸化窒化シリコン膜の間に、厚さ約１０ｎｍの酸化タングステン層が
形成されていることが確認できる。
【０３１０】
また、サンプル１では、酸化タングステン層とタングステン膜との間に、コントラスト
の異なる領域（図中破線で囲った領域）が形成されていることが分かる。
【０３１１】
図２４は、サンプル１についてさらに拡大したときの断面観察像である。図中破線で囲
った酸化タングステン層とタングステン膜との間のコントラストの異なる領域では、重原
子（タングステン）の密度が小さい領域が形成されているように見える。
【０３１２】
以上の結果から、タングステン膜に対しＮ２Ｏプラズマ処理を施すことにより、タング
ステン膜の表面に酸化タングステン層が形成されることが分かった。また、さらに加熱処
理を行うことにより、タングステン膜と酸化タングステン層との間に、低密度な領域が形
成されていることが確認できた。
【０３１３】
上記剥離性の結果を鑑みると、加熱処理によりタングステン膜と酸化タングステン層と
の間に低密度領域を形成することで、剥離性が向上するということが確認できる。
【０３１４】
［ＳＩＭＳ分析結果］
続いて、サンプル１及びサンプル２について、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）を用
いて、水素及び窒素の深さ方向の濃度プロファイルを測定した結果について説明する。
【０３１５】
図２５（Ａ）、図２５（Ｂ）はそれぞれ水素濃度、窒素濃度についての深さ方向のプロ
ファイルを示している。なお分析は窒化シリコン（第２の層）側から行った。また、それ
ぞれの図において、サンプル１は実線で、サンプル２は破線でそれぞれ示している。
【０３１６】
水素濃度に着目すると、加熱処理を行わないサンプル２と比較して、サンプル１では酸
化タングステン層における水素濃度が高くなっていることが分かる。また、第１の層であ
る酸化窒化シリコン膜中に着目すると、タングステン膜との界面から約４００ｎｍの領域
に渡って水素濃度が低下していることが確認できる。また窒化シリコン膜における水素濃
度も低下していることがわかる。
【０３１７】
また、窒素濃度も同様に、加熱処理を行わないサンプル２と比較して、サンプル１では
酸化タングステン層における窒素濃度が高くなっていることが分かる。また第１の層であ
る酸化窒化シリコン膜中の、タングステン膜との界面から約４００ｎｍの領域に渡って、
窒素濃度が低下していることが分かる。一方、窒化シリコン膜中の窒素濃度はほとんど変
化していないことが確認できる。
【０３１８】
以上の結果から、加熱処理によりタングステン膜と酸化窒化シリコン膜との界面に、水
素濃度及び窒素濃度の極めて高い領域が形成されることがわかる。また、水素は窒化シリ
コン膜及び酸化窒化シリコン膜から供給されていることが示唆される。一方窒素は酸化窒
化シリコン膜から供給されていることが示唆される。また、窒化シリコン膜中の窒素濃度
がほとんど変化していないことから、酸化窒化シリコン膜から放出された窒素は窒化シリ
コン膜により効果的にブロックされていることが推察される。
【０３１９】
上記剥離性の結果を鑑みると、この結果から加熱処理による酸化タングステン層の水素
濃度及び窒素濃度の増大が、剥離性の向上に寄与していることが確認できる。
【０３２０】
［ＸＰＳ分析結果］
続いて、サンプル１及びサンプル２のそれぞれを剥離した後に、剥離表面についてＸ線
光電子分光法（ＸＰＳ）を用いて組成分析を行った結果について説明する。
【０３２１】
まず、図２６（Ａ）を用いて、サンプルの概要を説明する。サンプル１について、タン
グステン膜と酸化窒化シリコン膜との間で剥離したサンプルのうち、タングステン膜側の
サンプルをサンプル１Ａ、酸化窒化シリコン膜側のサンプルをサンプル１Ｂと表記する。
同様に、サンプル２についてもタングステン膜側のサンプルをサンプル２Ａ、酸化窒化シ
リコン膜側のサンプルをサンプル２Ｂと表記する。
【０３２２】
ここで、サンプル１Ａ及びサンプル２Ａのそれぞれでは、タングステン膜上に残存した
酸化タングステンは極めて薄く、数ｎｍであった。これは剥離がタングステン膜と酸化タ
ングステン層との界面で生じやすいことを示唆する。
【０３２３】
図２６（Ｂ）は、ＸＰＳ分析によって得られたタングステンに対する酸素及び窒素の原
子数比を示している。
【０３２４】
加熱処理を行ったサンプル１Ａ及び１Ｂは、加熱処理を行わないサンプル２Ａ及び２Ｂ
よりも酸素の濃度が低く、且つ窒素の濃度が高いことが確認できる。特に、加熱処理を行
わないサンプル２Ａ及びサンプル２Ｂでは、窒素濃度が極めて低いことが確認できる。
【０３２５】
続いて、高分解能のＸＰＳ測定の結果について説明する。なお、サンプル１Ａ及びサン
プル２Ａは、残存する酸化タングステン層の厚さが極めて薄く分析が困難であったため、
ここではサンプル１Ｂ及びサンプル２Ｂについて示す。
【０３２６】
図２７（Ａ）にＷ４ｆにおける高分解能測定結果について示す。加熱を行っていないサ
ンプル２Ｂでは、ＷＯ３に由来するピークが顕著であり、その他のピークはあまり見られ
ていない。一方、加熱処理を行ったサンプル１Ｂでは、ＷＯ３に由来するピークに加え、
ＷＯｘ（２＜ｘ＜３）、ＷＯ２に由来するピークが確認された。このことは、加熱処理に
より酸化窒化シリコン膜及び窒化シリコン膜から供給された水素によってＷＯ３が還元さ
れ、酸化数の小さな酸化物となっていることを示唆する。
【０３２７】
さらに、図２７（Ａ）では、窒化タングステン、窒素を含む酸化タングステンといった
窒素を含む化合物に由来するピークが確認されている。
【０３２８】
図２７（Ｂ）は、Ｎ１ｓにおける高分解能測定結果である。加熱処理を行っていないサ
ンプル２Ｂではノイズが大きく顕著なピークは得られていない。一方加熱処理を行ったサ
ンプル１Ｂでは、Ｗ−Ｎ結合に由来するピークが顕著にみられている。
【０３２９】
このことから、加熱処理により酸化窒化シリコン膜から供給された窒素とタングステン
とが反応し、酸化物層中にＷ−Ｎ結合を有する領域が形成されることが確認できる。上記
剥離性の結果や実施の形態３を鑑みると、酸化物層中に形成されたＷ−Ｎ結合を有する領
域の存在が剥離性を向上させていることを強く示唆する。
【０３３０】
以上が本実施例についての説明である。
【実施例２】
【０３３１】
本実施例では、被剥離層及び被剥離層を構成しうる層に対しＴＤＳ分析を行った結果に
ついて説明する。
【０３３２】
［サンプルの作製］
本実施例では、以下の方法により４つのサンプルを作製した。
【０３３３】
第１の層に用いることのできる酸化窒化シリコン膜をシリコンウェハ上に成膜したサン
プルをサンプル３とした。酸化窒化シリコン膜は、シランガスとＮ２Ｏガスの流量をそれ
ぞれ７５ｓｃｃｍ、１２００ｓｃｃｍとし、電源周波数１３．５６ＭＨｚ、電力１２０Ｗ
、圧力７０Ｐａ、基板温度３３０℃として、厚さ約６００ｎｍ成膜した。
【０３３４】
第２の層に用いることのできる窒化シリコン膜をシリコンウェハ上に成膜したサンプル
をサンプル４とした。窒化シリコン膜は、シランガス、Ｎ２ガス及びＮＨ３ガスの流量を
それぞれ７５ｓｃｃｍ、５０００ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍとし、電源周波数１３．５６
ＭＨｚ、電力１ｋＷ、圧力７０Ｐａ、基板温度３３０℃として、厚さ約２００ｎｍ成膜し
た。
【０３３５】
サンプル５は、シリコンウェハ上に酸化窒化シリコン膜を成膜し、続いて窒化シリコン
膜を成膜することにより作製した。酸化窒化シリコン膜及び窒化シリコン膜は、サンプル
３及びサンプル４と同様の条件、厚さとした。
【０３３６】
サンプル６は、シリコンウェハ上に窒化シリコン膜を成膜し、続いて酸化窒化シリコン
膜を成膜することにより作製した。酸化窒化シリコン膜及び窒化シリコン膜は、サンプル
３及びサンプル４と同様の条件、厚さとした。
【０３３７】
［ＴＤＳ分析結果］
続いて、上記サンプル３〜６の４サンプルについて、ＴＤＳ分析を行った。
【０３３８】
図２８（Ａ）にサンプル３及びサンプル４における、質量電荷比（ｍ／ｚ）２で検出さ
れるＴＤＳ測定結果を示す。ここで、質量電荷比２で検出されるスペクトルの全てが水素
分子に由来するものと仮定する。
【０３３９】
図２８（Ａ）より、酸化窒化シリコン膜（サンプル３）及び窒化シリコン膜（サンプル
４）からは、温度４００℃以上で水素が放出されることが確認できた。ここで図２８（Ａ
）に示すスペクトルから算出される単位体積当たりの水素分子の放出量は、サンプル３で
は５０℃から４５０℃までの温度範囲で約２．５３×１０２０分子／ｃｍ３、５０℃から
５５０℃までの温度範囲で５．９５×１０２０分子／ｃｍ３であり、サンプル４では５０
℃から４５０℃までの温度範囲で約１．３０×１０２１分子／ｃｍ３、５０℃から５５０
℃までの温度範囲で３．５２×１０２１分子／ｃｍ３であった。
【０３４０】
図２８（Ｂ）にサンプル５及びサンプル６における、質量電荷比（ｍ／ｚ）２で検出さ
れるＴＤＳ測定結果を示す。
【０３４１】
図２８（Ｂ）から、酸化窒化シリコン膜と窒化シリコン膜の積層順によらず、いずれの
サンプルでも４００℃付近から多量の水素分子が放出されることが確認できた。ここで、
図２８（Ｂ）に示すスペクトルから算出される単位体積当たりの水素分子の放出量は、サ
ンプル５では５０℃から４５０℃までの温度範囲で約９．５０×１０１９分子／ｃｍ３、
５０℃から５５０℃までの温度範囲で４．６１×１０２０分子／ｃｍ３であり、サンプル
６では５０℃から４５０℃までの温度範囲で約３．４６×１０２０分子／ｃｍ３、５０℃
から５５０℃までの温度範囲で１．０２×１０２１分子／ｃｍ３であった。
【０３４２】
以上の結果から、被剥離層に適用しうる酸化窒化シリコン膜と窒化シリコン膜の積層膜
は、４００℃以上の温度で多量の水素分子を放出しうることが確認できた。
【０３４３】
続いて、図２９（Ａ）にサンプル３及びサンプル４における、質量電荷比（ｍ／ｚ）２
８で検出されるＴＤＳ測定結果を示す。ここで、質量電荷比２８で検出されるスペクトル
の全てが窒素分子に由来するものと仮定する。
【０３４４】
図２９（Ａ）より、６００℃未満の領域で、酸化窒化シリコン膜（サンプル３）からの
窒素分子の放出は、２００℃付近と４５０℃付近に２つのピークを有することが確認され
た。また、窒化シリコン膜（サンプル４）からは４５０℃付近に１つのピークを有するこ
とが確認できた。またいずれのサンプルにおいても、さらに高温の６００℃以上の領域で
多量に窒素分子が放出されている。
【０３４５】
ここで、図２９（Ａ）に示すスペクトルから算出される単位体積当たりの窒素分子の放
出量は、サンプル３では５０℃から４５０℃までの温度範囲で約２．２３×１０１８分子
／ｃｍ３、５０℃から５５０℃までの温度範囲で２．６４×１０１８分子／ｃｍ３であり
、サンプル４では５０℃から４５０℃までの温度範囲で約６．８６×１０１８分子／ｃｍ
３、５０℃から５５０℃までの温度範囲で１．１７×１０１９分子／ｃｍ３であった。
【０３４６】
図２９（Ｂ）に、サンプル５及びサンプル６における、質量電荷比（ｍ／ｚ）２８で検
出されるＴＤＳ測定結果を示す。
【０３４７】
サンプル６からの窒素分子の放出は、サンプル３と同様に２００℃付近と４５０℃付近
に２つのピークを有することが確認された。一方、サンプル５からの窒素分子の放出量は
、サンプル４と同様に４５０℃付近に１つのピークを有することが確認できた。この結果
から、酸化窒化シリコン膜上に窒化シリコン膜を形成した積層体とすることで、酸化窒化
シリコン膜からの窒素分子の放出が窒化シリコン膜によりブロック可能であることが分か
った。
【０３４８】
なお、図２９（Ｂ）に示すスペクトルから算出される単位体積当たりの窒素分子の放出
量は、サンプル５では５０℃から４５０℃までの温度範囲で約１．７８×１０１８分子／
ｃｍ３、５０℃から５５０℃までの温度範囲で１．９１×１０１８分子／ｃｍ３であり、
サンプル６では５０℃から４５０℃までの温度範囲で約１．６１×１０１８分子／ｃｍ３
、５０℃から５５０℃までの温度範囲で２．３３×１０１９分子／ｃｍ３であった。
【０３４９】
以上の結果より、剥離層上に被剥離層として酸化窒化シリコン膜と窒化シリコン膜を順
に積層した積層体を用い、加熱処理を行うことで、剥離層側に多量の水素と窒素を供給で
きることが確認できた。さらに、上層に設けられる窒化シリコン膜により、酸化窒化シリ
コン膜から放出される窒素分子が外部に放出されることを抑制し、効果的に剥離層側に多
量の窒素を供給できることが確認できた。
【０３５０】
以上が本実施例についての説明である。
【実施例３】
【０３５１】
本実施例では、第１の層に適用可能な酸化窒化シリコン膜の成膜条件と剥離性との関連
性について調べた結果について説明する。
【０３５２】
［サンプルの作製］
ここでは、酸化窒化シリコン膜の成膜において、シランガスの流量を異ならせた条件で
サンプルを作製し、その剥離性を評価した。
【０３５３】
サンプルの作製は、酸化窒化シリコン膜の成膜条件におけるシランガスの流量以外は、
上記実施例１でのサンプル１と同様の方法を用いた。ここで、シランガスの流量を５０ｓ
ｃｃｍとして作製したサンプルをサンプル７、７５ｓｃｃｍとして作製したサンプルをサ
ンプル８、１００ｓｃｃｍとして作製したサンプルをサンプル９とした。
【０３５４】
［剥離性の評価］
続いて、実施例１と同様の方法を用いて、サンプル７〜９のそれぞれについて剥離に要
する力の評価を行った。
【０３５５】
図３０に、それぞれのサンプルについて６ポイントで剥離に要する力を測定した結果を
示す。
【０３５６】
サンプル７では、全てのポイントで剥離することができなかった。またサンプル８では
、６ポイントの平均値が０．０８３Ｎと、良好な剥離性を示した。さらに、サンプル９で
は、サンプル８よりも剥離に要する力が低く、６ポイントの平均値が０．０７２Ｎであっ
た。
【０３５７】
以上の結果から、第１の層に適用可能な酸化窒化シリコンの成膜条件が、剥離性に大き
く影響することが分かった。上記実施例での結果を鑑みると、成膜中のシランガスの流量
を小さくすることで、膜中の水素濃度が低減し、加熱処理時における酸化窒化シリコン膜
から放出される水素の量が減るために、剥離性が低下すると推察される。
【０３５８】
以上が本実施例についての説明である。
【符号の説明】
【０３５９】
１０１    支持基板
１０２    剥離層
１０３    層
１０４    層
１１０    被剥離層
１１１    酸化物層
１１２    領域
１２１    基板
１２２    接着層
１３１    基板
１３２    接着層
１５０    層
１５１    テープ
１５３    サポートローラ
１５４    ガイドローラ
２００    表示装置
２０１    表示部
２０２    走査線駆動回路
２０３    信号線駆動回路
２０４    外部接続端子
２０５    ＦＰＣ
２０６    接続体
２１１    トランジスタ
２１２    トランジスタ
２１３    トランジスタ
２１４    トランジスタ
２１６    絶縁層
２１７    絶縁層
２１８    絶縁層
２１９    絶縁層
２２１    カラーフィルタ
２２２    ブラックマトリクス
２３３    電極
２３５    ＥＬ層
２３７    電極
２４０    発光素子
２４１    酸化物層
２４２    接着層
２４３    層
２４４    層
２４５    被剥離層
２５０    表示装置
２５２    封止層
２５３    基板
２５４    基板
４０１    ガラス基板
４０２    絶縁層
４０３    剥離層
４０４    被剥離層
４０５    層
４０６    可撓性基板
４０７    溝
４１１    サポートフィルム
４１２    保護シート
４１３    ローラ
４１４    ローラ
４１５    注入器
４１６    水滴
５００    発光装置
５０３    電極
５０７    電極
５０９    絶縁層
６００    分離テープ
６０１    キャリアテープ
６０２    テープリール
６０３    リール
６０４    方向転換ローラ
６０５    押圧ローラ
６０６    押圧ローラ
６０７    ローラ
６０８    テンションローラ
６０９    キャリアプレート
６１０    キャリアプレート
６１１    楔状部材
６１２    楔状部材
６１３    リール
６１４    乾燥手段
６２０    イオナイザ
６２１    イオナイザ
６２２    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
６３５    ガイドローラ
６３６    ガイドローラ
６３７    テーブル
６３８    イオナイザ
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
６５０    距離
６５１    交点
６５２    交点
６５３    距離
６５４    間隔
７１００    携帯表示装置
７１０１    筐体
７１０２    表示部
７１０３    操作ボタン
７１０４    送受信装置
７２００    照明装置
７２０１    台部
７２０２    発光部
７２０３    操作スイッチ
７２１０    照明装置
７２１２    発光部
７２２０    照明装置
７２２２    発光部
７４００    携帯電話機
７４０１    筐体
７４０２    表示部
７４０３    操作ボタン
７４０４    外部接続ポート
７４０５    スピーカ
７４０６    マイク
【図１】
2020191456.tif 000004
【図２】
2020191456.tif 000005
【図３】
2020191456.tif 000006
【図４】
2020191456.tif 000007
【図５】
2020191456.tif 000008
【図６】
2020191456.tif 000009
【図７】
2020191456.tif 000010
【図８】
2020191456.tif 000011
【図９】
2020191456.tif 000012
【図１０】
2020191456.tif 000013
【図１１】
2020191456.tif 000014
【図１２】
2020191456.tif 000015
【図１３】
2020191456.tif 000016
【図１４】
2020191456.tif 000017
【図１５】
2020191456.tif 000018
【図１６】
2020191456.tif 000019
【図１７】
2020191456.tif 000020
【図１８】
2020191456.tif 000021
【図１９】
2020191456.tif 000022
【図２０】
2020191456.tif 000023
【図２１】
2020191456.tif 000024
【図２２】
2020191456.tif 000025
【図２３】
2020191456.tif 000026
【図２４】
2020191456.tif 000027
【図２５】
2020191456.tif 000028
【図２６】
2020191456.tif 000029
【図２７】
2020191456.tif 000030
【図２８】
2020191456.tif 000031
【図２９】
2020191456.tif 000032
【図３０】
2020191456.tif 000033
【手続補正書】
【提出日】令和2年8月12日(2020.8.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する第１の基板上の第１の接着層と、
前記第１の接着層上のタングステン酸化物を含む酸化物層と、
前記酸化物層上の酸化窒化シリコンを含む第１の層と、
前記第１の層上の窒化シリコンを含む第２の層と、
前記第２の層上のトランジスタと、
前記トランジスタ上の第２の接着層と、
前記第２の接着層上の可撓性を有する第２の基板と、を有し、
前記酸化物層は、二次イオン質量分析法で検出される窒素の含有量が前記第１の層よりも高い領域、及び二次イオン質量分析法で検出される水素の含有量が前記第１の層よりも高い領域を含む、半導体装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の層は、二次イオン質量分析法で検出される窒素及び水素の濃度が、前記第２の層側から前記酸化物層側にかけて低くなるように勾配を有する、半導体装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１の層は、昇温脱離ガス分光法分析で検出される質量電荷比２８におけるスペクトルにおいて、１００℃以上４５０℃以下の範囲での放出量が、窒素分子に換算して５×１０１７分子／ｃｍ３以上であり、且つ質量電荷比２におけるスペクトルにおいて、１００℃以上４５０℃以下の範囲での放出量が、水素分子に換算して５×１０１９分子／ｃｍ３以上である、半導体装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記第２の層は、昇温脱離ガス分光法分析で検出される質量電荷比２８におけるスペクトルにおいて、１００℃以上４５０℃以下の範囲での放出量が、窒素分子に換算して５×１０１９分子／ｃｍ３以下であり、且つ質量電荷比２におけるスペクトルにおいて、１００℃以上４５０℃以下の範囲での放出量が、水素分子に換算して１×１０２０分子／ｃｍ３以上である、半導体装置。