(57)【要約】【課題】半導体装置、発光装置、表示装置等のデバイスの信頼性を向上させる。また、保護層としての機能を評価する。【解決手段】第１の基板上に剥離層を形成し、剥離層上に被評価膜を形成し、被評価膜上に検出層を形成し、検出層を覆うバリア層を形成し、バリア層上に接着層を介して第１の基板と対向する第２の基板を設け、剥離層と被評価膜との間で剥離して第１の基板を除去することで評価サンプルを作製する。そして、該評価サンプルを試験環境に暴露した後、評価サンプル内の検出層を光学的に観察して、検出層の光学特性が変化した領域の面積を測定し、面積及び暴露時間に基づいて、被評価膜の気体透過量を算出すればよい。【選択図】図４
2014127521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板上に剥離層を形成し、
前記剥離層上に被評価膜を形成し、
前記被評価膜上に検出層を形成し、
前記検出層を覆うバリア層を形成し、
前記バリア層上に接着層を介して前記第１の基板と対向する第２の基板を設け、
前記剥離層と前記被評価膜との間で剥離して前記第１の基板を除去する、
評価サンプルの作製方法。
【請求項２】
第１の基板上に島状の剥離層を形成し、
前記剥離層を覆って被評価膜を形成し、
前記被評価膜上に検出層を形成し、
前記検出層を覆うバリア層を形成し、
前記バリア層上に接着層を介して前記第１の基板と対向する第２の基板を設け、
前記剥離層を分断するように前記第１の基板及び前記第２の基板の外周部を切断し、
前記剥離層と前記被評価膜との間で剥離して前記第１の基板を除去する、
評価サンプルの作製方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の、評価サンプルの作製方法により評価サンプルを作製し、
前記評価サンプルを試験環境に暴露した後、
前記評価サンプル内の前記検出層を光学的に観察して、前記検出層の光学特性が変化した領域の面積を測定し、
前記面積及び暴露時間に基づいて、前記被評価膜の気体透過量を算出する、
膜の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物（プロダクト。機械（マシン）、製品（マニュファクチャ）、組成物（コンポジション・オブ・マター）を含む。）及び方法（プロセス。単純方法及び生産方法を含む。）に関する。特に、本発明の一態様は、半導体装置、発光装置、表示装置、それらの駆動方法、またはそれらの製造方法に関する。また、本発明の一態様は、半導体装置、発光装置、または表示装置に用いる膜の評価方法に関する。
【０００２】
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し、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、全て半導体装置ともいえる。
【背景技術】
【０００３】
有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）現象を利用した発光素子（有機ＥＬ素子とも記す）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を挟んだものである。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の発光を得ることができる。有機ＥＬ素子は膜状に形成することが可能であるため、大面積の素子を容易に形成することができ、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。
【０００４】
また、半導体薄膜を用いてトランジスタを構成する技術が注目されている。該トランジスタは集積回路（ＩＣ）や表示装置のような電子デバイスに広く応用されている。トランジスタに適用可能な半導体薄膜としてシリコン系半導体材料が広く知られているが、その他の材料として酸化物半導体が注目されている。
【０００５】
例えば、トランジスタの活性層として、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、及び亜鉛（Ｚｎ）を含む非晶質酸化物を用いたトランジスタが特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１６５５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
有機ＥＬ素子は、外部から侵入する水分や不純物により信頼性が損なわれてしまうという課題がある。有機ＥＬ素子を構成する有機化合物や金属材料に、外部から水分や不純物が侵入することで、有機ＥＬ素子の寿命は大幅に低減されてしまう場合がある。有機ＥＬ素子に用いる有機化合物や金属材料が水分や不純物と反応し、劣化してしまうためである。
【０００８】
また、酸化物半導体は、酸素の不足などによる化学量論的組成からのずれや、デバイス作製工程において電子供与体を形成する水素や水の混入などが生じると、その電気伝導率が変化する恐れがある。このような現象は、酸化物半導体を用いたトランジスタなどの半導体素子にとって、電気的特性の変動要因となる。
【０００９】
このように、半導体装置や発光装置、表示装置などのデバイスにおいて、半導体素子や発光素子などは、大気中に含まれる成分によりその電気的特性が劣化してしまう場合がある。
【００１０】
デバイスに含まれる素子を保護するためには、大気中の成分の、デバイスの内部への混入を可能な限り抑制する保護層と、当該保護層を形成する適切な方法が求められる。
【００１１】
本発明の一態様は、半導体装置、発光装置、表示装置等のデバイスの信頼性を向上させることを目的の一とする。または、本発明の一態様は、保護層としての機能を評価する方法を提供することを目的の一とする。
【００１２】
そこで、本発明の一態様は、新規な半導体装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、新規な発光装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、新規な表示装置を提供することを目的の一とする。
【００１３】
または、本発明の一態様は、割れにくい発光装置または表示装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、曲げやすい発光装置または表示装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、重量が軽い発光装置または表示装置を提供することを目的の一とする。
【００１４】
または、本発明の一態様は、信頼性が高く安定した電気特性を有する半導体装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、電気特性が良好な半導体装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、電気特性のばらつきが小さい半導体装置を提供することを目的の一とする。
【００１５】
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】
【００１６】
本発明の一態様は、第１の基板上に剥離層を形成し、剥離層上に被評価膜を形成し、被評価膜上に検出層を形成し、検出層を覆うバリア層を形成し、バリア層上に接着層を介して第１の基板と対向する第２の基板を設け、剥離層と被評価膜との間で剥離して第１の基板を除去する、評価サンプルの作製方法である。
【００１７】
また、本発明の他の一態様は、第１の基板上に島状の剥離層を形成し、剥離層を覆って被評価膜を形成し、被評価膜上に検出層を形成し、検出層を覆うバリア層を形成し、バリア層上に接着層を介して第１の基板と対向する第２の基板を設け、剥離層を分断するように第１の基板及び第２の基板の外周部を切断し、剥離層と被評価膜との間で剥離して第１の基板を除去する、評価サンプルの作製方法である。
【００１８】
また、本発明の他の一態様は、上記本発明の一態様の評価サンプルの作製方法により評価サンプルを作製し、評価サンプルを試験環境に暴露し、評価サンプル内の検出層を光学的に観察して、検出層の光学特性が変化した領域の面積を測定し、該面積及び暴露時間に基づいて、被評価膜の気体透過量（ガス透過量）を算出する、膜の評価方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の一態様を適用することで、半導体装置、発光装置、表示装置等のデバイスの信頼性を向上させることができる。または、保護層としての機能を評価する方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一態様の表示装置の一例を示す図。
【図２】本発明の一態様の表示装置の一例を示す図。
【図３】実施の形態に係る、評価サンプルの作製方法を説明する図。
【図４】実施の形態に係る、評価サンプルの作製方法及び膜の評価方法を説明する図。
【図５】本発明の一態様の半導体装置の一例を示す図。
【図６】本発明の一態様の発光装置の一例を示す図。
【図７】本発明の一態様の電子機器の一例を示す図。
【図８】本発明の一態様の電子機器の一例を示す図。
【図９】本発明の一態様の電子機器の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
また、図面等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、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
【００２４】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について図１を用いて説明する。
【００２５】
本発明の一態様の表示装置は、トランジスタ、発光素子、及びガスバリア性の高い（ガス透過性の低い）絶縁層を有する。ガスバリア性の高い絶縁層は、例えば、下地膜、トランジスタのゲート絶縁層や保護層、発光素子の保護層等に適用される。例えば、ガスバリア性の高い絶縁層の水蒸気透過量は、高温高湿環境（例えば温度６５℃、湿度９５％、１気圧）に保持した場合において、１×１０−４［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下、好ましくは１×１０−５［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下、より好ましくは１×１０−６［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下、より好ましくは１×１０−７［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下、より好ましくは１×１０−８［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下とする。このような絶縁層を有することで、信頼性の高い表示装置を実現できる。
【００２６】
膜のガスバリア性（ガス透過性）を評価する方法の一例を、実施の形態２にて詳述する。本発明の一態様の表示装置は、構成要素に、本発明の一態様の膜の評価方法を用いてガスバリア性（ガス透過性）を評価した材料を用いた絶縁層を有する。ガスバリア性が十分に高い（ガス透過性が十分に低い）と評価した材料を用いることで、本発明の一態様では、信頼性の高い表示装置を実現できる。
【００２７】
［表示装置の構成例１］
図１（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。
【００２８】
表示装置２００は、可撓性基板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を覆う接着層２５２と、接着層２５２上の可撓性基板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。
【００２９】
図１（Ｂ）は、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。
【００３０】
表示装置２００は、可撓性基板２５４上に、接着層２５１を介して絶縁層２５５を有する。表示装置２００は、絶縁層２５５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）を含む素子層２７０、及び外部接続端子２０４を有する。
【００３１】
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で構成される。本構成例では、トランジスタのゲートを構成する導電層及び電極を構成する導電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強度を高められるため好ましい。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、熱硬化性の樹脂に金属粒子を混ぜ合わせたペースト状または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。金属粒子としては、例えばニッケル粒子を金で被覆したものなど、２種類以上の金属が層状となった粒子を用いることが好ましい。
【００３２】
図１（Ｂ）には走査線駆動回路２０２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ＮＭＯＳ回路を有する例を示している。なお、走査線駆動回路２０２はＮＭＯＳ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ＰＭＯＳ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状に走査線駆動回路２０２及び信号線駆動回路２０３が形成されたドライバ一体型の構成を示すが、表示部２０１が形成される絶縁表面とは別に走査線駆動回路２０２、信号線駆動回路２０３の一方または両方を設ける構成としてもよい。
【００３３】
図１（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。
【００３４】
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２３７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には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。
【００３５】
ＥＬ層２３５を挟持する第１の電極２３３と第２の電極２３７の間に電圧を印加することにより、発光素子を発光させることができる。
【００３６】
発光素子２４０は保護層２３９に覆われている。
【００３７】
ここで、発光素子２４０を含む層を素子層２７０とする。素子層２７０は少なくとも発光素子２４０を含み、発光素子２４０以外の構成要素（例えばトランジスタや配線など）を含んでいてもよい。本実施の形態では、トランジスタ、発光素子２４０、及び保護層２３９を含む層が、素子層２７０に相当する。具体的には、本構成例では、絶縁層２５５の上面から保護層２３９までの積層を素子層２７０とする。
【００３８】
表示装置２００は、可撓性基板２５３の発光素子２４０と対向する面に絶縁層２２３を有し、絶縁層２２３の発光素子２４０と対向する面における発光素子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。
【００３９】
絶縁層２２３や絶縁層２５５は、それぞれ可撓性基板２５３や可撓性基板２５４に含まれる不純物が拡散することを抑制する。また、トランジスタの半導体層に接する絶縁層２１６、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。
【００４０】
表示装置２００では、絶縁層２１６、絶縁層２１７、絶縁層２１８、絶縁層２１９、絶縁層２２３、絶縁層２５５、または保護層２３９の少なくともいずれか一に、ガスバリア性の高い絶縁層を用いる。これにより、信頼性の高い発光装置を実現できる。なお、本発明はこれに限られず、例えば、可撓性基板の一部や、オーバーコート層として、ガスバリア性の高い絶縁層を有していてもよい。
【００４１】
表示装置２００が有する各絶縁層は、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。
【００４２】
また、絶縁層には、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。
【００４３】
［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、説明を省略するか簡略化して説明する。
【００４４】
図２は、本構成例で例示する表示装置２５０の断面概略図である。
【００４５】
表示装置２５０は、発光素子２４０よりも素子層２７０の被形成面側にカラーフィルタ２２１を有する点で、構成例１で例示した表示装置２００と相違している。
【００４６】
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２３７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、可撓性基板２５４側に射出される。
【００４７】
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。
【００４８】
ここで、絶縁層２１７、絶縁層２１８、絶縁層２１６、絶縁層２５５、接着層２５１及び可撓性基板２５４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。
【００４９】
表示装置２５０では、絶縁層２１６、絶縁層２１７、絶縁層２１８、絶縁層２１９、絶縁層２２３、絶縁層２５５、または保護層２３９の少なくともいずれか一に、ガスバリア性の高い絶縁層を用いる。これにより、信頼性の高い発光装置を実現できる。
【００５０】
［素子層の形成方法］
以下では、可撓性を有する絶縁表面上に発光素子を含む素子層を形成する方法について説明する。
【００５１】
素子層は少なくとも発光素子を含み、発光素子の他に発光素子と電気的に接続する配線や、発光素子の発光を制御する回路に用いるトランジスタなどの素子を備えていてもよい。
【００５２】
ここでは、素子層が形成される絶縁表面を備える支持体のことを、基材と呼ぶこととする。例えば上記の構成例では、可撓性基板２５４が基材に相当する。
【００５３】
可撓性を有する絶縁表面を備える基材上に素子層を形成する方法としては、基材上に直接素子層を形成する方法と、基材とは異なる剛性を有する支持基材上に素子層（の少なくとも一部）を形成した後、素子層と支持基材とを剥離して素子層を基材に転置する方法と、がある。
【００５４】
基材を構成する材料が、素子層の形成工程にかかる熱に対して耐熱性を有する場合には、基材上に直接素子層を形成すると、工程が簡略化されるため好ましい。このとき、基材を支持基材に固定した状態で素子層を形成すると、装置内、及び装置間における搬送が容易になるため好ましい。
【００５５】
また、素子層を支持基材上に形成した後に、基材に転置する方法を用いる場合、まず支持基材上に剥離層と絶縁層を積層し、当該絶縁層上に素子層を形成する。続いて、支持基材と素子層を剥離し、基材に転置する。このとき、支持基材と剥離層の界面、剥離層と絶縁層の界面、または剥離層中で剥離が生じるような材料を選択すればよい。
【００５６】
例えば剥離層としてタングステンなどの高融点金属材料を含む層と当該金属材料の酸化物を含む層を積層して用い、剥離層上に窒化シリコンや酸窒化シリコンを複数積層した層を用いることが好ましい。高融点金属材料を用いると、素子層の形成工程の自由度が高まるため好ましい。
【００５７】
剥離は、機械的な力を加えることや、剥離層をエッチングすること、または剥離界面の一部に液体を滴下して剥離界面全体に浸透させることなどにより剥離を行ってもよい。または、熱膨張の違いを利用して剥離界面に熱を加えることにより剥離を行ってもよい。
【００５８】
また、支持基材と絶縁層の界面で剥離が可能な場合には、剥離層を設けなくてもよい。例えば、支持基材としてガラスを用い、絶縁層としてポリイミドなどの有機樹脂を用いて、有機樹脂を加熱することにより、剥離を行ってもよい。または、支持基材と有機樹脂からなる絶縁層の間に金属層を設け、当該金属層に電流を流すことにより当該金属層を加熱することにより、当該金属層と絶縁層の界面で剥離を行ってもよい。
【００５９】
なお、後の実施の形態で例示するように、可撓性を有する基材上にカラーフィルタなどを形成する場合にも、同様の方法を適用することができる。
【００６０】
また、素子層が形成された基材とカラーフィルタが形成された基材を貼り合わせる場合には、接着層として硬化性の材料を用いてこれらを接着することが好ましい。または、接着層が設けられる領域よりも外側の領域で、硬化性の材料によりこれらを接着すればよい。
【００６１】
また、素子層が形成された支持基材とカラーフィルタが形成された支持基材とをあらかじめ貼り合わせた後に、素子層またはカラーフィルタと支持基材を剥離して、それぞれを基材に転置してもよい。素子層とカラーフィルタがそれぞれ支持基材上に形成された状態で貼り合わせを行うことで、貼り合わせの位置合わせ精度を向上させることができる。
【００６２】
［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と、形成方法について説明する。
【００６３】
＜可撓性基板＞
本明細書中では、可撓性を有する基板を可撓性基板という。可撓性基板の材料としては、有機樹脂や可撓性を有する程度の厚さのガラス材料などを用いることができる。
【００６４】
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（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。
【００６５】
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基板として用いても良い。可撓性基板として、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。
【００６６】
発光素子２４０からの光を取り出す側の可撓性基板には、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。
【００６７】
また、光射出側とは反対側に設ける材料は、透光性を有していなくても良いため、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。
【００６８】
また、可撓性基板２５４には、導電性の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、スピンコート方やディップ方などの塗布法、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、可撓性基板２５４の表面を酸化してもよい。
【００６９】
また、可撓性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。
【００７０】
また、可撓性基板として、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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
また、可撓性基板として、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。
【００７４】
＜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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
＜接着層＞
接着層としては、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（ＥＶＡ）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。
【００８５】
また接着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収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。
【００８６】
＜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良いし、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良い。酸化物半導体としては、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。
【００８７】
＜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（Ｇ）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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
（実施の形態２）
以下では、本発明の一態様の膜の評価方法について説明する。ここでは、被評価膜のガスバリア性（ガス透過性）を評価する方法と、該評価に用いることのできる評価サンプルの作製方法について、図面を参照して説明する。
【００９３】
［評価サンプルの作製方法］
以下では、被評価膜のガスバリア性（ガス透過性）の評価に用いることのできる評価サンプルの作製方法の例について説明する。
【００９４】
まず、基板１０１上に島状の剥離層１０２を形成する（図３（Ａ））。このとき、剥離層１０２を基板１０１の被形成面の端部よりも内側に設けることが好ましい。剥離層１０２は、例えば剥離層１０２となる膜を成膜した後にフォトリソグラフィ法等を用いて形成してもよいし、スクリーン印刷法等の印刷法などを用いて、島状の剥離層１０２を直接形成してもよい。
【００９５】
基板１０１には比較的平坦な表面を有する基板を用いる。基板１０１としては、ガラス基板または樹脂基板のほか、半導体基板、金属基板、セラミック基板などの基板を用いることもできる。
【００９６】
続いて、剥離層１０２を覆う被評価膜１０４を形成する（図３（Ｂ））。
【００９７】
被評価膜１０４は、後にガスバリア性（ガス透過性）を評価するべき膜である。被評価膜１０４として用いることのできる材料は、金属、合金、半導体、またはこれらの酸化膜及び窒化膜の他、そのほかの無機材料、樹脂などの有機材料などが挙げられる。また、被評価膜１０４は上述の材料を含む膜の積層膜を用いてもよい。
【００９８】
ここで、後の工程で剥離層１０２と被評価膜１０４との間で剥離を行うため、剥離層１０２は、被評価膜１０４の材料に応じて、これらの間で剥離可能な材料を用いる。
【００９９】
例えば、剥離層１０２としてタングステンなどの金属を用い、被評価膜１０４として酸化シリコンなどの酸化物を用いる。このとき、金属の表面が酸化物との接触により酸化され、該金属の酸化物（例えば酸化タングステン）が形成される。なお、被評価膜１０４を形成した後に熱処理を施し、酸化反応を促進させてもよい。または、被評価膜１０４の形成前に、プラズマ処理を施すことや酸化性の液体またはガスに曝すこと等によって剥離層１０２の表面を酸化してもよい。ここで、剥離層１０２を物理的に剥離する外力を加えることにより、剥離層１０２と被評価膜１０４との間で剥離が生じる。
【０１００】
このほか、剥離層１０２として金属を、被評価膜１０４としてポリイミドなどの樹脂を用いて、両者の密着性の大きさを制御することで剥離可能な構成としてもよい。また、極めて平坦性の高い面を有する剥離層１０２及び被評価膜１０４を用い、これらの平坦面を密着させることで接合した構成を用いてもよい。
【０１０１】
なお、基板１０１の表面を剥離層１０２として用い、基板１０１上に接して被評価膜１０４を形成してもよい。例えば、基板１０１として金属基板を用い、被評価膜１０４として樹脂を用いることもできる。
【０１０２】
剥離層１０２に用いる材料と、被評価膜１０４に用いる材料は、これらの密着性が低いなど、これらの間で剥離可能であるような組み合わせであれば、上記以外にも様々な材料を選択することができる。例えば、金属材料または合金材料と有機材料の組み合わせ、金属材料または合金材料と無機絶縁材料の組み合わせ、無機絶縁材料と有機材料の組み合わせ、半導体材料と有機材料の組み合わせなどを用いることができる。なおこれらの組み合わせのうち、一方を剥離層１０２に、他方を被評価膜１０４に適用すればよい。また、剥離層１０２と被評価膜１０４に、それぞれ応力の異なる材料を用い、応力の差を利用して剥離することもできる。
【０１０３】
このように、島状の剥離層１０２よりも外側に延在するように、被評価膜１０４を形成することにより、その後の工程で意図せずに被評価膜１０４が剥離層１０２から剥離してしまうことを防止できるため好ましい。
【０１０４】
続いて、剥離層１０２と重なる領域における被評価膜１０４上に検出層１０５を形成する。検出層１０５はメタルマスク等のシャドウマスクを用いたスパッタリング法や蒸着法などを用いて形成することができる。
【０１０５】
検出層１０５は、被評価膜１０４を透過したガスと反応し、その光学的特性（反射率、透過率、屈折率など）が変化する材料を用いる。したがって検出層１０５に用いる材料は、評価対象となるガスに応じて適宜選択すればよい。
【０１０６】
代表的には、検出層１０５にカルシウム膜を用いることにより、水蒸気に対するバリア性を評価することができる。カルシウム膜は水と反応し水酸化カルシウムが生成される。水酸化カルシウムはカルシウムと比較して透光性が高いため、光学的な観察により反応の進行を確認することができる。またこのような材料としては、カルシウムの他にマグネシウムやバリウムなどの第２族元素が挙げられる。
【０１０７】
検出層１０５の厚さは、１０ｎｍ以上５００ｎｍ未満、好ましくは２０ｎｍ以上２００ｎｍ未満とすることができる。検出層１０５が１０ｎｍよりも薄い場合には、光学特性の変化を検出することが困難であるほか、均一な厚さで形成することが難しい。一方、５００ｎｍよりも厚い場合には、検出層１０５とガスとが反応して形成される領域が、深さ方向に不均一となってしまう恐れがあり、光学的な評価では測定誤差が大きくなってしまう。
【０１０８】
続いて、検出層１０５を覆うように、バリア層１０６を形成する（図３（Ｃ））。バリア層１０６は検出層１０５が検出するガスに対してバリア性の高い（ガス透過性の低い）材料からなる膜を用いることができる。例えば、透湿性の低い材料を用いる。例えば、金属、合金、無機絶縁膜等を用いることができる。バリア層１０６としては、検出層１０５と接して設けられるため、検出層１０５に用いる材料との接触に対して化学的に安定な材料を用いることが好ましい。また、バリア層１０６は後に形成される接着層１０７に含まれる不純物が検出層１０５に拡散することを防ぐ必要がある。したがってバリア層１０６はこれら不純物が透過する、またはピンホール等を介して侵入することを抑制するために十分に厚く形成することが好ましく、５０ｎｍ以上２０μｍ未満、好ましくは５００ｎｍ以上１０μｍ未満の厚さとする。またこのとき、バリア層１０６にピンホールが形成されないような形成方法を用いることが好ましい。
【０１０９】
バリア層１０６は、メタルマスク等のシャドウマスクを用いたスパッタリング法や蒸着法などを用いて形成することができる。または、ＣＶＤ法などにより形成した後に、フォトリソグラフィ法により不要な部分をエッチングし、島状に加工してもよい。
【０１１０】
その後、基板１０１と基板１０８とを接着層１０７により接着する（図３（Ｄ））。このとき、基板１０１上に設けられた上記構造物を基板１０１と基板１０８の間に挟持させるように基板１０８を配置する。
【０１１１】
基板１０８としては、検出層１０５が検出するガスに対してバリア性の高い（ガス透過性の低い）材料を用いることができる。例えば、透湿性の低い材料を用いる。例えば、半導体基板、ガラス基板、金属基板、セラミック基板等を用いることができる。
【０１１２】
接着層１０７は硬化性の樹脂などを用いることができる。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、光硬化性樹脂などを用いることができる。また、接着層は、検出層１０５が検出するガスに対してバリア性の高い（ガス透過性の低い）材料を用いることが好ましい。例えば、透湿性の低い材料を用いる。
【０１１３】
なお、被評価膜として透光性の乏しい、または光を透過しない材料を用いる場合には、基板１０８、接着層１０７、及びバリア層１０６を介して検出層１０５を光学的に観察する必要があるため、これらとして透光性の材料を用いる。
【０１１４】
次に、基板１０１及び基板１０８の外周部を切断する（図４（Ａ））。このとき、島状の剥離層１０２の一部を切断するように、基板１０１及び基板１０８を切断する。このように剥離層１０２の端面を露出するように、基板１０１及び基板１０８を切断することにより、後の剥離工程をより容易に行うことができる。
【０１１５】
続いて、剥離層１０２と被評価膜１０４とを剥離し、剥離層１０２が形成された基板１０１を除去する（図４（Ｂ））。
【０１１６】
剥離の方法としては、例えば基板１０１または基板１０８を吸着ステージに固定し、剥離層１０２と被評価膜１０４の境界に剥離の起点を形成する。例えば、これらの境界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、表面張力の低い液体（例えばアルコールや水、二酸化炭素を含む水など）を該端部に滴下し、毛細管現象を利用して該液体を剥離層１０２と被評価膜１０４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。
【０１１７】
次いで、剥離の起点から密着面に対して略垂直方向に、緩やかに物理的な力を加えることにより、検出層１０５やバリア層１０６を破損することなく剥離することができる。このとき、基板１０１または基板１０８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、鉤状の部材を基板１０１または基板１０８の端部に引っかけて剥離を行ってもよい。また、真空吸着が可能な部材を基板１０１または基板１０８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。
【０１１８】
以上の工程により、評価サンプル１００を作製することができる。
【０１１９】
なお、評価サンプル１００を作製した直後、より具体的には剥離を行った直後から、評価サンプル１００の周囲の雰囲気から影響を受ける恐れがあるため、剥離は評価直前に行うことが好ましい。または、剥離を行った後、評価対象となるガス及び検出層が反応しうるガスの濃度が十分に低減された環境で保管しておくことが好ましい。
【０１２０】
上記で例示した評価サンプルの作製方法によれば、被評価膜を、さまざまな形成方法により形成できるため、被評価膜の種類や形成方法の自由度を高めることができる。
【０１２１】
ここで、例えばガス透過性（例えば透湿性）の高いプラスチック基板等に直接、被評価膜、検出層、及びバリア層を順に積層することにより評価サンプルを作製する場合においては、被評価膜の種類や形成方法は、用いるプラスチック基板の耐熱性や、反応性を有するガスや液体に対する耐性などにより制限される。例えばこのような方法では、成膜温度を高めたプラズマＣＶＤ法を用いて形成することのできる緻密でガスバリア性の高い膜を評価することができない。
【０１２２】
一方、本発明の一態様の評価サンプルの作製方法を用いることにより、このような高温で形成される膜や、反応性の高いガスなどを用いて形成される膜の評価を行うことができる。例えば、基板１０１としてガラス基板を用いた場合には、作製工程中に２００℃以上基板の軟化点以下、好ましくは３００℃以上７００℃以下の温度で成膜された膜、または当該温度での熱処理を経た膜であっても評価が可能である。また、基板１０１として単結晶シリコン基板を用いた場合では、さらに１０００℃を越える温度で成膜された、またはこのような温度での熱処理を経た膜を評価することができる。
【０１２３】
また、本発明の一態様の評価サンプルの作製方法によれば、被評価膜が最表面に露出した形態の評価サンプルを作製することができる。したがって、被評価膜本来のガスバリア性をより正確に評価することが可能となる。
【０１２４】
［被評価膜の透湿性の評価方法］
以下では、上述の方法により作製した評価サンプル１００を用い、被評価膜１０４のガスバリア性を評価する方法について説明する。
【０１２５】
図４（Ｃ）は、評価系の概略図である。
【０１２６】
評価サンプル１００は、被評価膜１０４側が上面になるようにステージ１１１上に支持される。評価は、被評価膜１０４を介して検出層１０５を光学的に観察し、検出層１０５がガスと反応して変質した領域の面積を光学的に観察することにより、行うことができる。ここで、被評価膜１０４として透光性の乏しい材料、または光を透過しない材料を用いた場合には、評価サンプル１００を基板１０８側が上面になるようにステージ１１１上に配置し、基板１０８、接着層１０７及びバリア層１０６を介して検出層１０５を光学的に観察する。
【０１２７】
図４（Ｃ）に示す評価系では、カメラ１１２によって撮像した検出層１０５の像を、演算装置１１３によって画像解析することにより、被評価膜１０４のガスバリア性を評価する。
【０１２８】
より具体的には、試験環境で一定時間保持した後の評価サンプル１００について検出層１０５の観察を行い、観察領域の面積と、観察領域内の検出層１０５がガスと反応して変質した領域の面積と、を測定することにより、試験環境に保持された期間における被評価膜１０４を透過したガスの重量を算出することができる。
【０１２９】
以下では、検出層１０５としてカルシウム膜を用い、被評価膜１０４の水蒸気透過量を評価する方法について説明する。
【０１３０】
まず、試験環境に評価サンプル１００を一定期間保持する。試験環境は適宜設定すればよいが、例えば大気雰囲気、高温または低温雰囲気、高湿または低湿雰囲気などから適宜選択すればよい。その後、検出層１０５であるカルシウム膜をカメラ１１２で撮像し、撮像した画像を演算装置１１３によって画像解析することにより、上述した２つの面積を算出する。
【０１３１】
ここで、１ｍｏｌのカルシウムは２ｍｏｌの水と反応し、１ｍｏｌの水酸化カルシウムと１ｍｏｌの水素が生成される。このときの反応式は数式（１）のようになる。
【０１３２】
【数１】
2014127521.tif 000003
【０１３３】
ここで、カルシウム膜の観察領域の面積をＡ０［ｍ２］、観察領域内におけるカルシウムの変質が確認された領域（水酸化カルシウム）の面積をＡ［ｍ２］、カルシウム膜の厚さをｔ［ｍ］、水酸化カルシウムの密度をｄ［ｇ／ｍ２］、水の分子量をＭＨ２Ｏ、水酸化カルシウムの分子量をＭＣａ（ＯＨ）２、試験環境保持時間をＴ［ｄａｙ］としたとき、水蒸気透過量ＷＶＴＲ［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］は、数式（２）のように算出できる。
【０１３４】
【数２】
2014127521.tif 000004
【０１３５】
このような方法により、被評価膜の透湿性の指標である水蒸気透過量を評価することができる。
【０１３６】
上記では、カルシウムと水との反応式に基づいた水蒸気透過量の算出式を例示したが、検出層１０５に用いる材料及び対象とするガスの種類に応じて、実施者が算出式を適宜変更して用いることができる。
【０１３７】
本実施の形態で例示した評価サンプルの作製方法、及び膜の評価方法によれば、様々な方法により形成した膜のガスバリア性（ガス透過性）をより精密に評価することができる。
【０１３８】
例えば、上述した評価方法で算出した水蒸気透過量が、高温高湿環境（例えば温度６５℃、湿度９５％、１気圧）に保持した場合において、１×１０−４［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下、好ましくは１×１０−５［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下、より好ましくは１×１０−６［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下、より好ましくは１×１０−７［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下、より好ましくは１×１０−８［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下となるような膜をトランジスタや発光素子の保護層として用いることが好ましい。
【０１３９】
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。
【０１４０】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置について図５を用いて説明する。
【０１４１】
本発明の一態様では、半導体装置が有する絶縁層の少なくともいずれか一に、ガスバリア性の高い（ガス透過性の低い）絶縁層を用いる。ガスバリア性の高い絶縁層は、例えば、下地膜、トランジスタのゲート絶縁層や保護層等に適用できる。例えば、ガスバリア性の高い絶縁層の水蒸気透過量は、高温高湿環境（例えば温度６５℃、湿度９５％、１気圧）に保持した場合において、１×１０−４［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下、好ましくは１×１０−５［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下、より好ましくは１×１０−６［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下、より好ましくは１×１０−７［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下、より好ましくは１×１０−８［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下とする。このような絶縁層を有することで、信頼性の高い半導体装置を実現できる。
【０１４２】
本発明の一態様の半導体装置は、構成要素に、実施の形態２にて詳述した本発明の一態様の膜の評価方法を用いてガスバリア性（ガス透過性）を評価した材料を用いた絶縁層を有する。ガスバリア性が十分に高い（ガス透過性が十分に低い）と評価した材料を用いることで、本発明の一態様では、信頼性の高い半導体装置を実現できる。
【０１４３】
［半導体装置の構成例］
図５に、絶縁表面を有する基板３３０上に設けられたトランジスタの断面概略図を示す。
【０１４４】
図５（Ａ）は、ボトムゲート型のトランジスタ３００の断面概略図である。
【０１４５】
トランジスタ３００は、ゲート電極３０１と、ゲート電極３０１を覆うゲート絶縁層３０２と、ゲート絶縁層３０２を介してゲート電極３０１と重なる半導体層３０３と、半導体層３０３にそれぞれ電気的に接続されるソース電極３０４ａ及びドレイン電極３０４ｂと、を有する。また、トランジスタ３００を覆う保護層３０５が設けられている。
【０１４６】
トランジスタ３００では、ゲート絶縁層３０２または保護層３０５の少なくとも一方に、ガスバリア性の高い絶縁層を用いる。これにより、信頼性の高い半導体装置を実現できる。ゲート絶縁層３０２や保護層３０５は、実施の形態１にて例示した絶縁層に用いることができる材料を用いて形成できる。
【０１４７】
ここでトランジスタ３００は、ソース電極３０４ａ及びドレイン電極３０４ｂが、半導体層３０３の上面の一部、及び側面の一部を覆って形成されている。ここで図５（Ａ）に示すように、ソース電極３０４ａ及びドレイン電極３０４ｂのエッチングによる加工の際に、半導体層３０３の上面の一部がエッチングされ薄膜化している場合もある。
【０１４８】
なお、半導体層３０３の、ソース電極３０４ａ及びドレイン電極３０４ｂと接する領域は、不純物をドーピングするなどして低抵抗化されていてもよい。また半導体としてシリコンを用いる場合には、金属とのシリサイドが形成されていてもよい。半導体層３０３のソース電極３０４ａ及びドレイン電極３０４ｂと接する領域を低抵抗化させることにより、当該電極と半導体層３０３の接触抵抗を低減させることができる。ソース電極３０４ａ及びドレイン電極３０４ｂ間の抵抗を下げることができるため、オン電流などのトランジスタ特性を向上させることができるため好ましい。
【０１４９】
このような構成のトランジスタ３００は、形成に要するフォトマスクを低減できるため、作製工程を簡略化できる。
【０１５０】
図５（Ｂ）に示すトランジスタ３１０は、半導体層３０３上に絶縁層３０６を有する点で、図５（Ａ）に示すトランジスタ３００と相違している。
【０１５１】
絶縁層３０６は、ソース電極３０４ａ及びドレイン電極３０４ｂのエッチングによる加工の際に、半導体層３０３を保護するために設けられる。また、絶縁層３０６を設けることにより、絶縁層３０６の形成工程以降において、半導体層３０３の少なくともチャネルが形成される領域の上面が露出することがないため、これ以降の工程での汚染（金属汚染、有機汚染）の影響を排除することができ、信頼性の高いトランジスタとすることができる。
【０１５２】
トランジスタ３１０では、ゲート絶縁層３０２、保護層３０５、または絶縁層３０６の少なくとも一方に、ガスバリア性の高い絶縁層を用いる。これにより、信頼性の高い半導体装置を実現できる。絶縁層３０６は、実施の形態１にて例示した絶縁層に用いることができる材料を用いて形成できる。
【０１５３】
図５（Ｃ）に示すトランジスタ３２０は、ソース電極３０４ａ及びドレイン電極３０４ｂと半導体層３０３との接続のための開口部以外の半導体層３０３上に絶縁層３０６が形成されている点で、図５（Ｂ）に示すトランジスタ３１０と相違している。
【０１５４】
ソース電極３０４ａ及びドレイン電極３０４ｂはそれぞれ、絶縁層３０６に設けられた開口部を介して、半導体層３０３と電気的に接続されている。
【０１５５】
ここで、図５（Ｃ）に示すように、絶縁層３０６が半導体層３０３の端部を覆って形成されることにより、上記開口部以外の領域が露出することがなく、その後の工程における汚染を効果的に抑制できるため、信頼性の高いトランジスタとすることができる。
【０１５６】
トランジスタ３２０では、ゲート絶縁層３０２、保護層３０５、または絶縁層３０６の少なくとも一方に、ガスバリア性の高い絶縁層を用いる。これにより、信頼性の高い半導体装置を実現できる。
【０１５７】
［電極］
半導体装置が有する電極（ゲート電極や、ソース電極及びドレイン電極）を形成するための導電性材料としては、アルミニウム、クロム、銅、銀、金、白金、タンタル、ニッケル、チタン、モリブデン、タングステン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、マンガン、マグネシウム、ジルコニウム、ベリリウム等から選ばれた金属元素、上述した金属元素を成分とする合金、又は上述した金属元素を組み合わせた合金等を用いることができる。また、リン等の不純物元素を含有させた多結晶シリコンに代表される半導体、ニッケルシリサイド等のシリサイドを用いてもよい。導電層の形成方法は特に限定されず、蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法等の各種形成方法を用いることができる。
【０１５８】
また、半導体装置が有する電極は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物等の酸素を含む導電性材料を適用することもできる。また、上記酸素を含む導電性材料と、上記金属元素を含む材料の積層構造とすることもできる。
【０１５９】
また、半導体装置が有する電極としては、例えば、シリコンを含むアルミニウム層の単層構造、アルミニウム層上にチタン層を積層する二層構造、窒化チタン層上にチタン層を積層する二層構造、窒化チタン層上にタングステン層を積層する二層構造、窒化タンタル層上にタングステン層を積層する二層構造、チタン層と、そのチタン層上にアルミニウム層を積層し、さらにその上にチタン層を形成する三層構造等が挙げられる。また、アルミニウムに、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウムから選ばれた元素の層、又は複数組み合わせた合金層、もしくは窒化物層を用いてもよい。
【０１６０】
［半導体層］
本発明の一態様の半導体装置は、半導体層３０３に酸化物半導体を用いることが好ましい。酸化物半導体は、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上であるため、トランジスタのオフ電流を低減することができる。本実施の形態では、半導体層３０３として酸化物半導体層を適用する場合について説明する。
【０１６１】
酸化物半導体層は、ＩｎもしくはＧａの一方、または両方を含む。代表的には、Ｉｎ−Ｇａ酸化物（ＩｎとＧａを含む酸化物）、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物（ＩｎとＺｎを含む酸化物）、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（Ｉｎと、元素Ｍと、Ｚｎを含む酸化物。元素Ｍは、Ａｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆから選ばれた１種類以上の元素。）がある。また、Ｓｎ、Ｓｃ、またはＧｄ等を含んでいてもよい。
【０１６２】
酸化物半導体層中のインジウムやガリウム等の含有量は、飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）や、Ｘ線電子分光法（ＸＰＳ）で比較できる。
【０１６３】
酸化物半導体層を用いたトランジスタに安定した電気特性を付与するためには、酸化物半導体層中の酸素欠損及び不純物濃度を低減し、酸化物半導体層を真性または実質的に真性と見なせる半導体層とすることが好ましい。また、酸化物半導体層中のチャネル形成領域が真性または実質的に真性と見なせることが好ましい。具体的には、酸化物半導体層のキャリア密度を、１×１０１７／ｃｍ３未満、１×１０１５／ｃｍ３未満、または１×１０１３／ｃｍ３未満とする。
【０１６４】
また、酸化物半導体層において、水素、窒素、炭素、シリコン、及び主成分以外の金属元素は不純物となる。特に、酸化物半導体層にシリコンが高い濃度で含まれることにより、酸化物半導体層にシリコンに起因する不純物準位が形成される。該不純物準位は、トラップとなり、トランジスタの電気特性を劣化させることがある。トランジスタの電気特性の劣化を小さくするためには、酸化物半導体層のシリコン濃度を１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、さらに好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満とすればよい。
【０１６５】
また、酸化物半導体層中で水素及び窒素は、ドナー準位を形成し、キャリア密度を増大させてしまう。酸化物半導体層を真性または実質的に真性とするためには、酸化物半導体層中の水素濃度は、二次イオン分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）において、２×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、より好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、さらに好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。また、窒素濃度は、ＳＩＭＳにおいて、５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、より好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、さらに好ましくは５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。
【０１６６】
なお、酸化物半導体層にシリコン及び炭素が高い濃度で含まれることにより、酸化物半導体層の結晶性を低下させることがある。酸化物半導体層の結晶性を低下させないためには、酸化物半導体層のシリコン濃度を上記の値（トランジスタの電気特性の劣化を小さくするために適した値と同様の値）とすればよい。また、酸化物半導体層の結晶性を低下させないためには、酸化物半導体層の炭素濃度を１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、さらに好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満とすればよい。
【０１６７】
ここで、酸化物半導体層の結晶性について説明する。
【０１６８】
酸化物半導体層は、例えば非単結晶を有してもよい。非単結晶は、例えば、ＣＡＡＣ（Ｃ  Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）、多結晶、微結晶、非晶質部を有する。非晶質部は、微結晶、ＣＡＡＣよりも欠陥準位密度が高い。また、微結晶は、ＣＡＡＣよりも欠陥準位密度が高い。なお、ＣＡＡＣを有する酸化物半導体を、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ  Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）と呼ぶ。
【０１６９】
酸化物半導体層は、例えばＣＡＡＣを有してもよい。ＣＡＡＣは、例えば、ｃ軸配向し、ａ軸または／及びｂ軸はマクロに揃っていない。
【０１７０】
酸化物半導体層は、例えば微結晶を有してもよい。微結晶を有する酸化物（微結晶酸化物とも記す）層は、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ未満のサイズの微結晶（ナノ結晶ともいう）を膜中に含む酸化物を有している。または、微結晶酸化物層は、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ未満の結晶部を有する結晶−非晶質混相構造の酸化物を有している。
【０１７１】
酸化物半導体層は、例えば非晶質部を有してもよい。非晶質部を有する酸化物（非晶質酸化物とも記す）層は、例えば、原子配列が無秩序であり、結晶成分を有さない。または、非晶質酸化物層は、例えば、完全な非晶質であり、結晶部を有さない。
【０１７２】
なお、酸化物半導体層が、ＣＡＡＣ、微結晶酸化物、非晶質酸化物の混合膜であってもよい。混合膜は、例えば、非晶質酸化物の領域と、微結晶酸化物の領域と、ＣＡＡＣの領域と、を有する。また、混合膜は、例えば、非晶質酸化物の領域と、微結晶酸化物の領域と、ＣＡＡＣの領域と、の積層構造を有してもよい。
【０１７３】
なお、酸化物半導体層は、例えば、単結晶を有してもよい。
【０１７４】
酸化物半導体層は、複数の結晶部を有し、当該結晶部のｃ軸が被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向に揃っていることが好ましい。なお、異なる結晶部間で、それぞれａ軸及びｂ軸の向きが異なっていてもよい。そのような酸化物層（または酸化物半導体層）の一例としては、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜がある。
【０１７５】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、完全な非晶質ではない。ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、例えば、結晶部及び非晶質部を有する結晶−非晶質混相構造の酸化物半導体を有している。なお、当該結晶部は、一辺が１００ｎｍ未満の立方体内に収まる大きさであることが多い。また、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）による観察像では、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる非晶質部と結晶部との境界、結晶部と結晶部との境界は明確ではない。また、ＴＥＭによってＣＡＡＣ−ＯＳ膜には明確な粒界（グレインバウンダリーともいう）は確認できない。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、粒界に起因する電子移動度の低下が抑制される。
【０１７６】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部は、例えば、ｃ軸がＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向になるように揃い、かつａｂ面に垂直な方向から見て金属原子が三角形状また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または金属原子と酸素原子とが層状に配列している。なお、異なる結晶部間で、それぞれａ軸及びｂ軸の向きが異なっていてもよい。本明細書において、単に垂直と記載する場合、８０°以上１００°以下、好ましくは８５°以上９５°以下の範囲も含まれることとする。また、単に平行と記載する場合、−１０°以上１０°以下、好ましくは−５°以上５°以下の範囲も含まれることとする。
【０１７７】
なお、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜において、結晶部の分布が一様でなくてもよい。例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の形成過程において、酸化物半導体膜の表面側から結晶成長させる場合、被形成面の近傍に対し表面の近傍では結晶部の占める割合が高くなることがある。また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜へ不純物を添加することにより、当該不純物添加領域において結晶部が非晶質化することもある。
【０１７８】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部のｃ軸は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向になるように揃うため、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の形状（被形成面の断面形状または表面の断面形状）によっては互いに異なる方向を向くことがある。また、結晶部は、成膜したとき、または成膜後に加熱処理等の結晶化処理を行ったときに形成される。従って、結晶部のｃ軸は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜が形成されたときの被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向になるように揃う。
【０１７９】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を用いたトランジスタは、可視光や紫外光の照射による電気特性の変動が小さい。よって、当該トランジスタは、信頼性が高い。
【０１８０】
酸化物半導体層をＣＡＡＣ−ＯＳ膜とするためには、酸化物半導体層が形成される表面が非晶質であると好ましい。酸化物半導体層が形成される表面が結晶質であると、酸化物半導体層の結晶性が乱れやすく、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜が形成されにくい。
【０１８１】
また、酸化物半導体層が形成される表面はＣＡＡＣ−ＯＳ膜と同様の結晶質を有していてもよい。酸化物半導体層が形成される表面がＣＡＡＣ−ＯＳ膜と同様の結晶質を有している場合は、酸化物半導体層もＣＡＡＣ−ＯＳ膜になりやすい。
【０１８２】
酸化物半導体層はチャネルが形成される層であるため、酸化物半導体層が高い結晶性を有すると、トランジスタに安定した電気特性を付与できるため好ましい。
【０１８３】
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。
【０１８４】
（実施の形態４）
本実施の形態では本発明の一態様の発光装置について図６を用いて説明する。
【０１８５】
本発明の一態様では、発光装置が有する絶縁層の少なくともいずれか一に、ガスバリア性の高い（ガス透過性の低い）絶縁層を用いる。ガスバリア性の高い絶縁層は、例えば、下地膜や発光装置の保護層等に適用できる。例えば、ガスバリア性の高い絶縁層の水蒸気透過量は、高温高湿環境（例えば温度６５℃、湿度９５％、１気圧）に保持した場合において、１×１０−４［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下、好ましくは１×１０−５［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下、より好ましくは１×１０−６［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下、より好ましくは１×１０−７［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下、より好ましくは１×１０−８［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下とする。このような絶縁層を有することで、信頼性の高い発光装置を実現できる。
【０１８６】
本発明の一態様の発光装置は、構成要素に、実施の形態２にて詳述した本発明の一態様の膜の評価方法を用いてガスバリア性（ガス透過性）を評価した材料を用いた絶縁層を有する。ガスバリア性が十分に高い（ガス透過性が十分に低い）と評価した材料を用いることで、本発明の一態様では、信頼性の高い発光装置を実現できる。
【０１８７】
図６（Ａ）は、発光装置４００の上面概略図である。また、図６（Ｂ）は、図６（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４００は、上面射出方式が採用された照明装置である。なお、実施の形態１に示した表示装置２００と重複する構成要素については、説明を省略するか簡略化して説明する。
【０１８８】
発光装置４００は、可撓性基板２５４上に、接着層２５１を介して絶縁層２５５を有する。発光装置４００は、絶縁層２５５上に発光素子２４０を有する。発光素子２４０は、保護層２３９に覆われている。発光装置４００は、保護層２３９上に、接着層２５２を介して可撓性基板２５３を有する。
【０１８９】
可撓性基板２５４及び可撓性基板２５３が重ならない領域に、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４０３と、第２の電極２３７と電気的に接続する取り出し電極４０７が設けられている。
【０１９０】
ここで、発光素子２４０及び保護層２３９を含む構成が素子層２７０に相当する。
【０１９１】
保護層２３９、可撓性基板２５３及び接着層２５２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。
【０１９２】
図６（Ｂ）には、取り出し電極４０３と取り出し電極４０７が同一平面上に形成され、且つ、第１の電極２３３と同一の層から構成される例を示している。ここで第１の電極２３３の一部が取り出し電極４０３を構成している。
【０１９３】
第２の電極２３７は、第１の電極２３３と取り出し電極４０７の各々の段部を覆う絶縁層４０９を越えて取り出し電極４０７と接するように設けられ、これと電気的に接続している。
【０１９４】
なお取り出し電極４０３や取り出し電極４０７を、第１の電極２３３とは異なる導電膜で別途形成してもよい。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。
【０１９５】
絶縁層４０９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４０９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４０９の上端部または下端部に曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせるのが好ましい。また、絶縁層４０９の材料としては、光の照射によってエッチャントに不溶解性となるネガ型の感光性樹脂、あるいは光の照射によってエッチャントに溶解性となるポジ型の感光性樹脂などの有機化合物や、酸化シリコン、酸窒化シリコン等の無機化合物を用いることができる。
【０１９６】
また、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、可撓性基板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、可撓性基板２５３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。可撓性基板２５３としては、光屈折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用いることもできる。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。
【０１９７】
また、可撓性基板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宜用いることができる。
【０１９８】
ここで、可撓性基板２５３の屈折率が、接着層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膜ほど、屈折率が大き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。
【０１９９】
発光装置４００では、絶縁層２５５、絶縁層４０９、または保護層２３９の少なくともいずれか一に、ガスバリア性の高い絶縁層を用いる。これにより、信頼性の高い発光装置を実現できる。絶縁層２５５、絶縁層４０９、または保護層２３９は、実施の形態１にて例示した絶縁層に用いることができる材料を用いて形成できる。
【０２００】
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。
【０２０１】
（実施の形態５）
本実施の形態では電子機器及び照明装置の一例、並びに表示装置の応用例について説明する。
【０２０２】
本実施の形態の電子機器は、本発明の一態様の表示装置、半導体装置、または発光装置の少なくとも一つを有する。本実施の形態の照明装置は、本発明の一態様の発光装置を有する。
【０２０３】
本発明の一態様の表示装置や半導体装置、発光装置は、ガスバリア性が十分に高い（ガス透過性が十分に低い）膜を構成要素に含む。したがって、信頼性の高い電子機器や照明装置を実現できる。
【０２０４】
本発明の一態様では、表示装置や半導体装置、発光装置が有する絶縁層の少なくともいずれか一に、ガスバリア性の高い（ガス透過性の低い）絶縁層を用いる。ガスバリア性の高い絶縁層は、例えば、下地膜、トランジスタのゲート絶縁層や保護層、発光素子の保護層等に適用される。例えば、ガスバリア性の高い絶縁層の水蒸気透過量は、高温高湿環境（例えば温度６５℃、湿度９５％、１気圧）に保持した場合において、１×１０−４［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下、好ましくは１×１０−５［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下、より好ましくは１×１０−６［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下、より好ましくは１×１０−７［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下、より好ましくは１×１０−８［ｇ／ｍ２・ｄａｙ］以下とする。このような絶縁層を有する表示装置や半導体装置、発光装置を適用することで、信頼性の高い電子機器や照明装置を実現できる。
【０２０５】
本発明の一態様では、構成要素に、実施の形態２にて詳述した本発明の一態様の膜の評価方法を用いてガスバリア性（ガス透過性）を評価した材料を用いた絶縁層を有する。ガスバリア性が十分に高い（ガス透過性が十分に低い）と評価した材料を用いることで、本発明の一態様では、信頼性の高い電子機器や照明装置を実現できる。
【０２０６】
図７（Ａ）乃至図７（Ｈ）、図８（Ａ）乃至図８（Ｄ）は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐体５０００、表示部５００１、スピーカ５００３、ＬＥＤランプ５００４、操作キー５００５（電源スイッチ、または操作スイッチを含む）、接続端子５００６、センサ５００７（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５００８、等を有することができる。
【０２０７】
図７（Ａ）はモバイルコンピュータであり、上述したものの他に、スイッチ５００９、赤外線ポート５０１０、等を有することができる。図７（Ｂ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（たとえば、ＤＶＤ再生装置）であり、上述したものの他に、第２表示部５００２、記録媒体読込部５０１１、等を有することができる。図７（Ｃ）はゴーグル型ディスプレイであり、上述したものの他に、第２表示部５００２、支持部５０１２、イヤホン５０１３、等を有することができる。図７（Ｄ）は携帯型遊技機であり、上述したものの他に、記録媒体読込部５０１１、等を有することができる。図７（Ｅ）はテレビ受像機能付きデジタルカメラであり、上述したものの他に、アンテナ５０１４、シャッターボタン５０１５、受像部５０１６、等を有することができる。図７（Ｆ）は携帯型遊技機であり、上述したものの他に、第２表示部５００２、記録媒体読込部５０１１、等を有することができる。図７（Ｇ）はテレビ受像器であり、上述したものの他に、チューナ、画像処理部、等を有することができる。図７（Ｈ）は持ち運び型テレビ受像機であり、上述したものの他に、信号の送受信が可能な充電器５０１７、等を有することができる。図８（Ａ）はディスプレイであり、上述したものの他に、支持台５０１８、等を有することができる。図８（Ｂ）はカメラであり、上述したものの他に、外部接続ポート５０１９、シャッターボタン５０１５、受像部５０１６、等を有することができる。図８（Ｃ）はコンピュータであり、上述したものの他に、ポインティングデバイス５０２０、外部接続ポート５０１９、リーダ／ライタ５０２１、等を有することができる。図８（Ｄ）は携帯電話機であり、上述したものの他に、送信部、受信部、携帯電話・移動端末向けの１セグメント部分受信サービス用チューナ、等を有することができる。
【０２０８】
図７（Ａ）乃至図７（Ｈ）、図８（Ａ）乃至図８（Ｄ）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。さらに、複数の表示部を有する電子機器においては、一つの表示部を主として画像情報を表示し、別の一つの表示部を主として文字情報を表示する機能、または、複数の表示部に視差を考慮した画像を表示することで立体的な画像を表示する機能、等を有することができる。さらに、受像部を有する電子機器においては、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を自動または手動で補正する機能、撮影した画像を記録媒体（外部またはカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図７（Ａ）乃至図７（Ｈ）、図８（Ａ）乃至図８（Ｄ）に示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０２０９】
本実施の形態において述べた電子機器は、何らかの情報を表示するための表示部を有することを特徴とする。
【０２１０】
次に、表示装置の応用例を説明する。
【０２１１】
図８（Ｅ）に、表示装置を、建造物と一体にして設けた例について示す。図８（Ｅ）は、筐体５０２２、表示部５０２３、操作部であるリモコン装置５０２４、スピーカ５０２５等を含む。表示装置は、壁かけ型として建物と一体となっており、設置するスペースを広く必要とすることなく設置可能である。
【０２１２】
図８（Ｆ）に、建造物内に表示装置を、建造物と一体にして設けた別の例について示す。表示モジュール５０２６は、ユニットバス５０２７と一体に取り付けられており、入浴者は表示モジュール５０２６の視聴が可能になる。
【０２１３】
なお、本実施の形態において、建造物として壁、ユニットバスを例としたが、本実施の形態はこれに限定されず、様々な建造物に表示装置を設置することができる。
【０２１４】
次に、表示装置を、移動体と一体にして設けた例について示す。
【０２１５】
図８（Ｇ）は、表示装置を、自動車に設けた例について示した図である。表示モジュール５０２８は、自動車の車体５０２９に取り付けられており、車体の動作または車体内外から入力される情報をオンデマンドに表示することができる。なお、ナビゲーション機能を有していてもよい。
【０２１６】
図８（Ｈ）は、表示装置を、旅客用飛行機と一体にして設けた例について示した図である。図８（Ｈ）は、旅客用飛行機の座席上部の天井５０３０に表示モジュール５０３１を設けたときの、使用時の形状について示した図である。表示モジュール５０３１は、天井５０３０とヒンジ部５０３２を介して一体に取り付けられており、ヒンジ部５０３２の伸縮により乗客は表示モジュール５０３１の視聴が可能になる。表示モジュール５０３１は乗客が操作することで情報を表示する機能を有する。
【０２１７】
なお、本実施の形態において、移動体としては自動車車体、飛行機機体について例示したがこれに限定されず、自動二輪車、自動四輪車（自動車、バス等を含む）、電車（モノレール、鉄道等を含む）、船舶等、様々なものに設置することができる。
【０２１８】
次に、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。
【０２１９】
図９（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７４０１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。
【０２２０】
図９（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。
【０２２１】
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。
【０２２２】
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。
【０２２３】
図９（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７１００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。
【０２２４】
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。
【０２２５】
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。
【０２２６】
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。
【０２２７】
図９（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。
【０２２８】
図９（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。
【０２２９】
図９（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。
【０２３０】
図９（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。
【０２３１】
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。
【０２３２】
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。
【０２３３】
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。
【０２３４】
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】
【０２３５】
本実施例では、本発明の一態様の評価サンプルの作製方法を用いて、評価サンプルを作製した。
【０２３６】
［評価サンプルの作製］
まず、第１の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法により形成した。次いで、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成膜した。次いで、タングステン膜の表面にＮ２Ｏプラズマ処理を施した後、連続して第１の被評価膜として厚さ約６００ｎｍの酸化窒化シリコン膜をプラズマＣＶＤ法により成膜した。その後、剥離層と第１の被評価膜の外周部をエッチングにより除去し、島状に加工した。次いで、第２の被評価膜として、厚さ約２００ｎｍの窒化シリコン膜、厚さ約２００ｎｍの酸化窒化シリコン膜、厚さ約１４０ｎｍの窒化酸化シリコン膜、及び厚さ約１００ｎｍの酸化窒化シリコン膜を連続してプラズマＣＶＤ法により成膜した。その後４８０℃１時間の加熱処理を施した。
【０２３７】
続いて、第２の被評価膜上に、厚さ約１００ｎｍのチタン膜、厚さ約４００ｎｍのアルミニウム膜、厚さ約１００ｎｍのチタン膜を連続してスパッタリング法により成膜し、フォトリソグラフィ法を用いて加工し、ストライプ状の配線を形成した。該配線は、剥離工程におけるクラックなどの不具合を防止するために設けた。
【０２３８】
続いて、第２の被評価膜及び配線上に検出層として厚さ約１００ｎｍのカルシウム膜を、シャドウマスクを用いた真空蒸着法により形成した。次いでカルシウム膜を覆ってバリア層として厚さ約８００ｎｍのアルミニウム膜を、シャドウマスクを用いた真空蒸着法により形成した。
【０２３９】
その後、アルミニウム膜上に接着層として紫外線硬化型のアクリル樹脂を塗布し、第２のガラス基板を張り付けた後、アクリル樹脂に対し紫外線を照射して硬化させた。
【０２４０】
その後、タングステン膜及び第１の被評価膜の側面が露出するように、２枚のガラスの外周部を切断し、タングステン膜と第１の被評価膜との間で剥離させ、タングステン膜が形成された第１のガラス基板を除去した。
【０２４１】
このようにして、第２の基板上に接着層、バリア層、検出層、第１の被評価膜、及び第２の被評価膜が順に積層された評価サンプルを得た。
【０２４２】
以上のように、本発明の一態様の評価サンプルの作製方法により、評価サンプルが作製できた。
【０２４３】
本実施例は、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。
【符号の説明】
【０２４４】
１００    評価サンプル
１０１    基板
１０２    剥離層
１０４    被評価膜
１０５    検出層
１０６    バリア層
１０７    接着層
１０８    基板
１１１    ステージ
１１２    カメラ
１１３    演算装置
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
２２３    絶縁層
２３３    第１の電極
２３５    ＥＬ層
２３７    第２の電極
２３９    保護層
２４０    発光素子
２５０    表示装置
２５１    接着層
２５２    接着層
２５３    可撓性基板
２５４    可撓性基板
２５５    絶縁層
２７０    素子層
３００    トランジスタ
３０１    ゲート電極
３０２    ゲート絶縁層
３０３    半導体層
３０４ａ    ソース電極
３０４ｂ    ドレイン電極
３０５    保護層
３０６    絶縁層
３１０    トランジスタ
３２０    トランジスタ
３３０    基板
４００    発光装置
４０３    取り出し電極
４０７    取り出し電極
４０９    絶縁層
５０００    筐体
５００１    表示部
５００２    表示部
５００３    スピーカ
５００４    ＬＥＤランプ
５００５    操作キー
５００６    接続端子
５００７    センサ
５００８    マイクロフォン
５００９    スイッチ
５０１０    赤外線ポート
５０１１    記録媒体読込部
５０１２    支持部
５０１３    イヤホン
５０１４    アンテナ
５０１５    シャッターボタン
５０１６    受像部
５０１７    充電器
５０１８    支持台
５０１９    外部接続ポート
５０２０    ポインティングデバイス
５０２１    リーダ／ライタ
５０２２    筐体
５０２３    表示部
５０２４    リモコン装置
５０２５    スピーカ
５０２６    表示モジュール
５０２７    ユニットバス
５０２８    表示モジュール
５０２９    車体
５０３０    天井
５０３１    表示モジュール
５０３２    ヒンジ部
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】
2014127521.tif 000005
【図２】
2014127521.tif 000006
【図３】
2014127521.tif 000007
【図４】
2014127521.tif 000008
【図５】
2014127521.tif 000009
【図６】
2014127521.tif 000010
【図７】
2014127521.tif 000011
【図８】
2014127521.tif 000012
【図９】
2014127521.tif 000013