(57)【要約】      （修正有）【課題】薄く、軽量であり且つ破壊が生じにくい液晶表示装置を、作製工程を大幅に削減して低コストで作製する方法を提供する。【解決手段】剥離層を介して基板上に素子領域を形成する際に、半導体層のエッチングと、画素電極２１０とドレイン電極を接続するためのコンタクトホールの形成を、同一のフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程で行う。更に素子領域を基板から剥離してじん性の高い第１の支持体８００に移し替え、第１の支持体８００及びじん性の高い第２の支持体８１０で液晶素子を挟持することで、薄く、軽量であり且つ破壊が生じにくい液晶表示装置を、作製工程を大幅に削減して低コストで作製できる。【選択図】図８
2018156085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素部と接続部を有する表示装置において、
前記画素部はトランジスタを有し、
前記トランジスタは、
ゲート電極と、
前記ゲート電極上の絶縁層と、
前記絶縁層上の第１の酸化物半導体層と、
前記第１の酸化物半導体層上に接する第１の金属酸化物層と、
前記第１の金属酸化物層上に接し、且つ前記第１の酸化物半導体層に電気的に接続された第１の導電層と、を有し、
前記接続部は、
第２の導電層と、
前記第２の導電層上の前記絶縁層と、
前記絶縁層の第２の酸化物半導体層と、
前記第２の酸化物半導体層上に接する第２の金属酸化物層と、
前記第２の金属酸化物層上の第３の導電層と、を有し、
前記絶縁層、前記第２の酸化物半導体層及び前記第２の金属酸化物層にコンタクトホールが設けられ、
前記コンタクトホールを介して、前記第３の導電層は、前記第２の導電層と接し、
前記第３の導電層は、前記絶縁層、前記第２の酸化物半導体層及び前記第２の金属酸化物層のそれぞれの側面と接していることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ゲート電極及び前記第２の導電層は、同一面上に接しており、
前記第１の酸化物半導体層及び前記第２の酸化物半導体層は、前記絶縁層上面に接していることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１の酸化物半導体層及び前記第２の酸化物半導体層は、それぞれ、ＩｎとＧａとＺｎを含むことを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項において、
前記第１の導電層上に液晶材料を有することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタ及び液晶表示装置の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置に対して、低価格化、薄型化、軽量化のニーズが非常に高まっている
。
【０００３】
液晶表示装置の低価格化を実現させる方法の１つとして、液晶表示装置作製時の工程を簡
略化する事が挙げられる。
【０００４】
液晶表示装置の駆動方式は、パッシブマトリクス型とアクティブマトリクス型の２つに大
別されるが、近年では高画質化や高速応答への対応に優れたアクティブマトリクス型の液
晶表示装置が主流となっている。
【０００５】
アクティブマトリクス型液晶表示装置は、各画素毎にスイッチング素子が設けられている
。スイッチング素子には主に薄膜トランジスタが用いられており、そのような薄膜トラン
ジスタとしては例えば、チャネル形成領域がゲート電極より下層に設けられるトップゲー
ト型のトランジスタと、チャネル形成領域がゲート電極より上層に設けられるボトムゲー
ト型のトランジスタが挙げられる。これらの薄膜トランジスタは、少なくとも５枚以上の
フォトマスクを用いて作製されることが一般的である。
【０００６】
液晶表示装置を安価に作製するためには、フォトマスクの枚数をいかに少なくできるかが
、重要な要素の一つとなっている。フォトマスクの使用枚数を削減するには、裏面露光（
例えば特許文献１を参照）、レジストリフロー又はリフトオフ法といった複雑な技術を用
いるものが多く、特殊な装置を必要とするものが多い。このような複雑な技術を用いるこ
とで、これに起因する様々な問題が生じ、液晶表示装置の歩留まり低下や薄膜トランジス
タの電気特性悪化の一因となり得てしまう。
【０００７】
また、液晶表示装置の薄型化、軽量化を実現する方法の１つとして、液晶材料を挟持する
ための基板を、機械的研磨や化学的研磨などの手法により薄くする事が挙げられる。
【０００８】
液晶材料を挟持するための基板は主としてガラス基板が用いられており、基板を機械的研
磨や化学的研磨などの手法により薄くするには限界があり、さらに、薄くするほど基板の
強度が低下し、外部からの衝撃により液晶表示装置が破壊され易くなるといった課題があ
るため、液晶材料を挟持するための基板としては、高いじん性を備えた支持体（例えば樹
脂フィルムや金属フィルムなど）を用いて液晶表示装置を作製することが理想とされてい
る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０５−２０３９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような技術的背景のもとでなされたものである。したがって、その目的は
、複雑な技術や特殊な装置を用いることなくフォトマスクの使用枚数を従来よりも少なく
することを課題の一とする。また、薄く、軽量であり且つ破壊が生じにくい液晶表示装置
の作製方法を提供することを課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち、本発明の一態様は、基板上に剥離層を形成し、剥離層上に第１の導電層を形成
し、第１の導電層上に第１のレジストマスクを形成し、第１のレジストマスクを用いて第
１の導電層を部分的に除去してゲート電極を形成し、ゲート電極上にゲート絶縁層となる
第１の絶縁層を形成し、第１の絶縁層上に半導体層を形成し、半導体層上に第２の導電層
を形成し、第２の導電層上に第２のレジストマスクを形成し、第２のレジストマスクを用
いて第２の導電層を部分的に除去してソース電極及びドレイン電極を形成することで、ゲ
ート電極、ソース電極及びドレイン電極を有するトランジスタを形成し、ソース電極、ド
レイン電極および半導体層を覆う状態に保護絶縁層となる第２の絶縁層を形成し、第２の
絶縁層上に第３のレジストマスクを形成し、第３のレジストマスクを用いてドレイン電極
と重畳する第２の絶縁層の一部を選択的に除去して第１の開口部を形成すると同時に、ソ
ース電極およびドレイン電極と重畳しない第２の絶縁層の一部、半導体層の一部および第
１の絶縁層の一部を除去して第２の開口部を形成し、第１の開口部、第２の開口部および
第２の絶縁層を覆う状態に第３の導電層を形成し、第３の導電層上に第４のレジストマス
クを形成し、第４のレジストマスクを用いて第３の導電層を部分的に除去して画素電極を
形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。
【００１２】
上記本発明の一態様によれば、コンタクトホールとして機能する第１の開口部形成工程と
半導体層のエッチング工程を同時に行うことによりフォトマスクの使用枚数を従来より少
なくした薄膜トランジスタを作製でき、さらに薄膜トランジスタを含む層を基板から剥離
することができる。
【００１３】
また、本発明の一態様は、基板上に、剥離層に接して下地層が形成されることを特徴とす
る液晶表示装置の作製方法である。
【００１４】
上記本発明の一態様によれば、基板からの不純物元素の拡散を抑制できる。これにより、
半導体層に不純物元素が拡散する事に起因した薄膜トランジスタの特性変化を抑制できる
。
【００１５】
また、本発明の一態様は、半導体層の側面（半導体端部の側面）が画素電極により覆われ
ていることを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。
【００１６】
上記本発明の一態様によれば、外部からの不純物の浸入を抑制できる。これにより、外部
からの不純物の浸入に起因した薄膜トランジスタの特性変化を抑制できる。
【００１７】
また、本発明の一態様は、半導体層が酸化物半導体を含むことを特徴とする液晶表示装置
の作製方法である。
【００１８】
上記本発明の一態様によれば、半導体層に酸化物半導体を用いることで消費電力が少なく
、信頼性の高い液晶表示装置を実現できる。
【００１９】
また、本発明の一態様は、酸化物半導体に加熱処理を行うことを特徴とする液晶表示装置
の作製方法である。
【００２０】
上記発明の一態様によれば、半導体層の電子供与体（ドナー）となる水分または水素など
の不純物濃度を十分に低減できる。このため、トランジスタのオフ電流を下げることがで
きる。
【００２１】
なお、電子供与体（ドナー）となる水分または水素などの不純物が低減された酸化物半導
体（ｐｕｒｉｆｉｅｄ  ＯＳ）では、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａ
ｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）による水素濃度の測定値が、５×
１０１９／ｃｍ３以下、好ましくは５×１０１８／ｃｍ３以下、より好ましくは５×１０
１７／ｃｍ３以下、さらに好ましくは１×１０１６／ｃｍ３以下であることが望ましい。
また、酸化物半導体のバンドギャップは、２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より
好ましくは３ｅＶ以上であることが望ましい。
【００２２】
ここで、酸化物半導体中の水素濃度のＳＩＭＳ分析について触れておく。ＳＩＭＳ分析は
、その原理上、試料表面近傍や、材質が異なる膜との積層界面近傍のデータを正確に得る
ことが困難であることが知られている。そこで、膜中における水素濃度をＳＩＭＳで分析
する場合、値に極端な変動が無く、ほぼ一定の値が得られる領域における平均値を、水素
濃度として採用する。また、測定の対象となる膜の厚さが小さい場合、隣接する膜内の水
素の影響を受けて、ほぼ一定の値が得られる領域を見いだせない場合がある。この場合、
水素濃度の最大値または最小値を、当該膜中の水素濃度として採用する。さらに、最大値
を意味するピーク、最小値を意味する谷が存在しない場合、変曲点の値を水素濃度として
採用する。
【００２３】
また、本発明の一態様は、第１の導電層および第２の導電層が銅を含む材料で形成されて
いることを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。
【００２４】
上記発明の一態様によれば、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、もしくはこれらの
電極に接続する配線を、銅を含む材料で形成することにより、配線抵抗を低減し、信号の
遅延を防ぐことができる。
【００２５】
また、本発明の一態様は、第１の導電層および第２の導電層形成後のプロセス温度の上限
が４５０℃以下であることを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。
【００２６】
上記発明の一態様によれば、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、もしくはこれらの
電極に接続する配線を、銅を含む材料で形成した場合において、熱的な要因によりこれら
の電極や配線が変形する、含有する成分が溶出することがない。このため、信頼性の高い
液晶表示装置を作製できる。
【００２７】
また、本発明の一態様は、第１の導電層および第２の導電層がアルミニウムを含む材料で
形成されていることを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。
【００２８】
上記発明の一態様によれば、ゲート電極、ソース電極、またはドレイン電極は、もしくは
これらの電極に接続する配線を、アルミニウムを含む材料で形成することにより、配線抵
抗を低減し、信号の遅延を防ぐことができる。
【００２９】
また、本発明の一態様は、第１の導電層および第２の導電層形成後のプロセス温度の上限
が３８０℃以下であることを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。
【００３０】
上記発明の一態様によれば、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、もしくはこれらの
電極に接続する配線を、アルミニウムを含む材料で形成した場合において、熱的な要因に
よりこれらの電極や配線が変形する、含有する成分が溶出することがない。このため、信
頼性の高い液晶表示装置を作製できる。
【００３１】
また、本発明の一態様は、少なくともゲート電極、第１の絶縁層、半導体層、ソース電極
、ドレイン電極、第２の絶縁層、画素電極を有する素子領域を、基板上に剥離層を介して
形成した後に、素子領域表面を覆う状態に保護層を形成する工程と、保護層および素子領
域を基板から剥離する工程と、素子領域の裏面に１．５［ＭＰａ・ｍ１／２］以上の破壊
じん性値を有する第１の支持体を貼り合わせる工程と、第１の支持体から保護層を除去す
る工程と、１．５［ＭＰａ・ｍ１／２］以上の破壊じん性値を有する第２の支持体の一面
に第４の導電層を形成する工程と、第１の支持体の素子領域形成面と第２の支持体の第４
の導電層形成面の間に液晶材料を挟持する工程とを少なくとも有することを特徴とする液
晶表示装置の作製方法である。
【００３２】
上記発明の一態様によれば、基板上に設けられた素子領域を１．５［ＭＰａ・ｍ１／２］
以上の破壊じん性値を有する第１の支持体上に移すことができる。さらに液晶材料を挟持
するための第２の支持体も１．５［ＭＰａ・ｍ１／２］以上の破壊じん性値を有するため
、薄く、軽量であり且つ破壊が生じにくい液晶表示装置を作製できる。
【００３３】
なお、本明細書中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得る装置
全般を指し、半導体回路、記憶装置、撮像装置、表示装置、電気光学装置及び電子機器な
どは全て半導体装置である。
【００３４】
また、本明細書においてＡの上にＢが形成されている、あるいは、Ａ上にＢが形成されて
いる、と明示的に記載する場合は、Ａの上にＢが直接接して形成されていることに限定さ
れない。直接接してはいない場合、つまり、ＡとＢとの間に別の対象物が介在する場合も
含むものとする。ここで、Ａ、Ｂは、対象物（例えば装置、素子、回路、配線、電極、端
子、膜、層、または基板など）であるとする。
【００３５】
従って、例えば層Ａの上または層Ａ上に層Ｂが形成されていると明示的に記載されている
場合は、層Ａの上に直接接して層Ｂが形成されている場合と、層Ａの上に直接接して別の
層（例えば層Ｃや層Ｄなど）が形成されていて、その上に直接接して層Ｂが形成されてい
る場合とを含むものとする。なお、別の層（例えば層Ｃや層Ｄなど）は、単層でもよいし
、複層でもよい。
【００３６】
また、本明細書における「第１」、「第２」、「第３」などの序数詞は、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ことを付記する。
【００３７】
また、本明細書における「トランジスタ」は半導体素子の一種であり、電流や電圧の増幅
や、導通または非導通を制御するスイッチング動作などを実現することができ、ＩＧＦＥ
Ｔ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ
）や薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を含む。
【００３８】
また、本明細書におけるトランジスタの「ソース」や「ドレイン」の機能は、異なる極性
のトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには
入れ替わることがある。このため、本明細書においては、「ソース」や「ドレイン」の用
語は、入れ替えて用いることができるものとする。
【００３９】
また、本明細書において「電極」や「配線」の用語は、これらの構成要素を機能的に限定
するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、そ
の逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「配線
」が一体となって形成されている場合なども含む。
【００４０】
また、本明細書において「じん性」とは物質の破壊に抵抗する性質を表す言葉であり、高
いじん性を備えた材料ほど大きな負荷や衝撃を加えても破壊が進行し難く、例えば基板の
一部に生じた小さな傷を起点として破壊が進行しにくい性質をいう。また、じん性の程度
は、破壊じん性値Ｋｃで表すことができる。なお、破壊じん性値ＫｃはＪＩＳ  Ｒ１６０
７に定義される試験方法などで求めることができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、複雑な技術や特殊な装置を用いることなくフォトマスクの使用枚数を従
来よりも少なくすることができる。また、薄く、軽量であり且つ高いじん性を備えた液晶
表示装置の作製方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一態様を説明する上面図及び断面図。
【図２】本発明の一態様を説明する上面図及び断面図。
【図３】本発明の一態様を説明する回路図。
【図４】本発明の一態様を説明する上面図及び断面図。
【図５】本発明の一態様を説明する断面工程図。
【図６】本発明の一態様を説明する断面工程図。
【図７】本発明の一態様を説明する断面図。
【図８】本発明の一態様を説明する上面図及び断面図。
【図９】本発明の一態様を説明する断面工程図。
【図１０】本発明の一態様を説明する断面工程図。
【図１１】本発明の一態様を説明する断面工程図。
【図１２】電子機器の使用形態の例を説明する図。
【図１３】電子機器の使用形態の例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定さ
れず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し
得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の
記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において
、同一部分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。
【００４４】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様における液晶表示装置が有する画素部の構成の一例を
、図１乃至図６を用いて説明する。
【００４５】
図３（Ａ）に、液晶表示装置に用いる半導体装置１００の構成の一例を示す。半導体装置
１００は、基板１０１上に画素領域１０２と、ｍ個（ｍは１以上の整数）の端子１０５を
有する端子部１０３と、ｎ個（ｎは１以上の整数）の端子１０６を有する端子部１０４を
有している。また、半導体装置１００は、端子部１０３に電気的に接続するｍ本の配線２
１２と、端子部１０４に電気的に接続するｎ本の配線２１６を有している。また、画素領
域１０２は、縦ｍ個（行）×横ｎ個（列）のマトリクス状に配置された複数の画素１１０
を有している。ｉ行ｊ列の画素１１０（ｉ、ｊ）（ｉは１以上ｍ以下の整数、ｊは１以上
ｎ以下の整数）は、配線２１２−ｉ、配線２１６−ｊにそれぞれ電気的に接続されている
。また、配線２１２−ｉは端子１０５−ｉと電気的に接続され、配線２１６−ｊは端子１
０６−ｊと電気的に接続されている。
【００４６】
端子部１０３及び端子部１０４は外部入力端子であり、外部に設けられた制御回路と、Ｆ
ＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等により接続される。外部
に設けられた制御回路から供給される信号は、端子部１０３及び端子部１０４を介して半
導体装置１００に入力される。図３（Ａ）では、端子部１０３を画素領域１０２の左右外
側に形成し、２カ所から信号を入力する構成を示している。また、端子部１０４を画素領
域１０２の上下外側に形成し、２カ所から信号を入力する構成を示している。２カ所から
信号を入力することにより、信号の供給能力が高まるため、半導体装置１００の高速動作
が容易となる。また、半導体装置１００の大型化や高精細化に伴う配線抵抗の増大による
信号遅延の影響を軽減することができる。また、半導体装置１００に冗長性を持たせるこ
とが可能となるため、半導体装置１００の信頼性を向上させることができる。なお、図３
（Ａ）では端子部１０３及び端子部１０４をそれぞれ２カ所設ける構成としているが、そ
れぞれ１カ所設ける構成としても構わない。
【００４７】
図３（Ｃ）は、画素１１０の回路構成を示している。画素１１０は、トランジスタ１１１
と、液晶素子１１２と、容量素子１１３を有している。トランジスタ１１１のゲート電極
は配線２１２−ｉに電気的に接続され、トランジスタ１１１のソース電極またはドレイン
電極の一方は配線２１６−ｊに電気的に接続されている。また、トランジスタ１１１のソ
ース電極またはドレイン電極の他方は、液晶素子１１２の一方の電極および容量素子１１
３の一方の電極に電気的に接続されている。液晶素子１１２の他方の電極および容量素子
１１３の他方の電極は、電極１１４に電気的に接続されている。電極１１４の電位は、０
Ｖや、ＧＮＤや、共通電位などの固定電位としておけばよい。
【００４８】
トランジスタ１１１は、液晶素子１１２に配線２１６−ｊから供給される画像信号を入力
させるか否かを選択する機能を有する。配線２１２−ｉにトランジスタ１１１をオン状態
とする信号が供給されると、トランジスタ１１１を介して配線２１６−ｊの画像信号が液
晶素子１１２に供給される。液晶素子１１２は、供給される画像信号（電位）に応じて、
光の透過率が制御される。容量素子１１３は、液晶素子１１２に供給された電位を保持す
るための保持容量（Ｃｓ容量ともいう）としての機能を有する。容量素子１１３は、必ず
しも設ける必要はないが、容量素子１１３を設けることにより、トランジスタ１１１がオ
フ状態の時にソース電極とドレイン電極間に流れる電流（オフ電流）に起因する、液晶素
子１１２に印加された電位の変動を抑制することができる。
【００４９】
液晶表示装置に設けられる保持容量の大きさは、画素部に配置されるトランジスタのリー
ク電流等を考慮して、所定の期間電荷を保持できるように設定される。チャネル領域が形
成される半導体層に、高純度化された酸化物半導体を有するトランジスタを用いることに
より、各画素における液晶容量に対して１／３以下、好ましくは１／５以下の容量の大き
さを有する保持容量を設ければ充分である。
【００５０】
トランジスタ１１１のチャネルが形成される半導体には、単結晶半導体、多結晶半導体、
微結晶半導体、非晶質半導体等を用いることができる。半導体材料としては、例えば、シ
リコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、炭化シリコン、またはガリウムヒ素等を
挙げることができる。
【００５１】
また、トランジスタ１１１のチャネルが形成される半導体に酸化物半導体を用いることも
できる。酸化物半導体は、単結晶でも、非単結晶でもよい。後者の場合、アモルファスで
も、微結晶（マイクロクリスタル、ナノクリスタルなど）でも、多結晶でもよい。また、
アモルファス中に結晶性を有する部分を含む構造でも、結晶性を有する部分を含まない非
アモルファスでもよい。アモルファスの酸化物半導体は、酸化物半導体のターゲットを用
いてスパッタリングをすることにより得ることができる。なお、結晶性を有する酸化物半
導体は、スパッタリング時に基板を室温以上の温度に加熱して成膜を行うことで得ること
ができる。また、酸化物半導体として、実施の形態２で示すように、結晶軸の配向が揃っ
た酸化物半導体を用いることができる。
【００５２】
酸化物半導体は、エネルギーギャップが３．０〜３．５ｅＶ以上と大きく、酸化物半導体
を有するトランジスタを適切な条件下で作製した場合、オフ電流を使用時の温度条件下（
例えば、２５℃）において、１００ｚＡ（１×１０−１９Ａ）以下、もしくは１０ｚＡ（
１×１０−２０Ａ）以下、さらには１ｚＡ（１×１０−２１Ａ）以下とすることができる
。
【００５３】
このように、トランジスタ１１１のチャネルが形成される半導体層に酸化物半導体を用い
ることにより、オフ状態における電流値（オフ電流値）を低くすることができる。よって
、画像信号等の電気信号の保持時間を長くすることができ、新たな書き込みをしなくても
長い時間信号を保持できる。よって、リフレッシュ動作の頻度を少なくすることができる
ため、消費電力を抑制する効果を奏する。また、半導体層に酸化物半導体を用いたトラン
ジスタ１１１は、保持容量を設けなくても、液晶素子に印加された電位の保持が可能とな
る。
【００５４】
また、チャネルが形成される半導体層に酸化物半導体を用いたトランジスタは、比較的高
い電界効果移動度が得られるため、高速駆動が可能である。よって、液晶表示装置の画素
部に上記トランジスタを用いることで、高画質な画像を提供することができる。また、上
記トランジスタは、同一基板上に駆動回路部または画素部に作り分けて作製することもで
きるため、液晶表示装置の部品点数を削減することができる。
【００５５】
次に、図３で示した画素１１０の構成例について、図１を用いて説明する。図１（Ａ）は
、画素１１０の平面構成を示す上面図であり、図１（Ｂ）は、画素１１０の積層構成を示
す断面図である。なお、図１（Ａ）におけるＡ１−Ａ２、Ｂ１−Ｂ２、Ｃ１−Ｃ２の１点
鎖線は、図１（Ｂ）における断面Ａ１−Ａ２、断面Ｂ１−Ｂ２、断面Ｃ１−Ｃ２に相当す
る。
【００５６】
本実施の形態に示すトランジスタ１１１は、ドレイン電極２０６ｂを、Ｕ字型（Ｃ字型、
コの字型、または馬蹄型）のソース電極２０６ａで囲む形状としている。このような形状
とすることで、トランジスタの面積が少なくても、十分なチャネル幅を確保することが可
能となり、トランジスタの導通時に流れる電流（オン電流ともいう）の量を増やすことが
可能となる。
【００５７】
また、画素電極２１０と電気的に接続するドレイン電極２０６ｂと、ゲート電極２０２の
間に生じる寄生容量が大きいと、フィードスルーの影響を受けやすくなるため、液晶素子
１１２に供給された電位が正確に保持できず、表示品位悪化の要因となる。本実施の形態
に示すように、ソース電極２０６ａをＵ字型としてドレイン電極２０６ｂを囲む形状とす
ることで、十分なチャネル幅を確保しつつ、ドレイン電極２０６ｂとゲート電極２０２間
に生じる寄生容量を小さくすることができるため、液晶表示装置の表示品位を向上させる
ことができる。
【００５８】
図１（Ｂ）の断面Ａ１−Ａ２は、トランジスタ１１１の積層構造を示している。トランジ
スタ１１１は、ボトムゲート構造のトランジスタである。図１（Ｂ）の断面Ｂ１−Ｂ２は
、容量素子１１３の積層構造を示している。また、断面Ｃ１−Ｃ２は、容量配線２０３と
配線２１６の配線交差部における積層構造を示している。
【００５９】
断面Ａ１−Ａ２において、基板２００上に剥離層２５０が形成され、剥離層２５０上に下
地層２０１が形成され、下地層２０１上にゲート電極２０２が形成されている。また、ゲ
ート電極２０２上に、第１の絶縁層２０４と半導体層２０５が形成されている。また、半
導体層２０５上にソース電極２０６ａ及びドレイン電極２０６ｂが形成されている。また
、半導体層２０５の一部に接し、ソース電極２０６ａ及びドレイン電極２０６ｂ上に第２
の絶縁層２０７が形成されている。第２の絶縁層２０７上には画素電極２１０が形成され
、第２の絶縁層２０７に形成されたコンタクトホール２０８を介してドレイン電極２０６
ｂに電気的に接続されている。
【００６０】
また、第１の絶縁層２０４と、半導体層２０５と、第２の絶縁層２０７の一部が除去され
、画素電極２１０が第１の絶縁層２０４と、半導体層２０５と、第２の絶縁層２０７に接
して形成されている。本実施の形態では半導体層２０５にキャリア濃度の極めて低減され
た酸化物半導体（Ｉ型化（真性化）または実質的にＩ型化された酸化物半導体ともいえる
）を用いる。当該酸化物半導体は、オフ状態ではほぼ絶縁物とみなすことができるため、
画素電極２１０と半導体層２０５の端部の側面が接しても、漏れ電流等の問題は生じない
。
【００６１】
また、半導体層２０５の端部の側面は画素電極２１０により覆われているため、外部から
の不純物、例えば、水素、水、水酸基を有する化合物、水素化物、アルカリ金属（例えば
、ナトリウム、リチウム、カリウムなど）、又はアルカリ土類金属が半導体層２０５に到
達して、トランジスタの電気特性や信頼性に悪影響を及ぼす事を抑制できる。
【００６２】
断面Ｂ１−Ｂ２において、基板２００上に剥離層２５０が形成され、剥離層２５０上に下
地層２０１が形成され、下地層２０１上に容量配線２０３が形成されている。また、容量
配線２０３上に、第１の絶縁層２０４と半導体層２０５が形成され、半導体層２０５上に
第２の絶縁層２０７が形成されている。また、第２の絶縁層２０７上に画素電極２１０が
形成されている。
【００６３】
容量配線２０３と画素電極２１０が、第１の絶縁層２０４と半導体層２０５と第２の絶縁
層２０７を間に挟んで重なっている部分が容量素子１１３として機能する。第１の絶縁層
２０４と半導体層２０５と第２の絶縁層２０７は誘電体層として機能する。容量配線２０
３と画素電極２１０の間に形成される誘電体層を多層構造とすることで、一つの誘電体層
にピンホールが生じても、ピンホールは他の誘電体層で被覆されるため、容量素子１１３
を正常に機能させることができる。また、酸化物半導体の比誘電率は、絶縁膜として一般
的に用いられている酸化珪素や窒化珪素等と比較して大きいため、半導体層２０５に酸化
物半導体を用いると、容量素子１１３の容量値を大きくすることができる。
【００６４】
断面Ｃ１−Ｃ２において、基板２００上に剥離層２５０が形成され、剥離層２５０上に下
地層２０１が形成され、下地層２０１上に容量配線２０３が形成されている。また、容量
配線２０３上に、第１の絶縁層２０４と半導体層２０５が形成されている。また、半導体
層２０５上に配線２１６が形成され、配線２１６上に第２の絶縁層２０７と画素電極２１
０が形成されている。
【００６５】
なお、図１（Ｂ）において、剥離層２５０より上に形成された層を、以下では素子領域２
６０と呼称する。素子領域２６０は少なくともゲート電極２０２、第１の絶縁層２０４、
半導体層２０５、ソース電極２０６ａ、ドレイン電極２０６ｂ、第２の絶縁層２０７、画
素電極２１０を有する。その他に下地層２０１、配線２１６を有しても良く、また、後述
の配線２１２、電極２２１、電極２２２などを有してもよい。
【００６６】
次に、図１で示した画素１１０と容量素子の構成が異なる画素構成について、図２を用い
て説明する。図２（Ａ）は、画素１２０の平面構成を示す上面図であり、図２（Ｂ）は、
画素１２０の積層構成を示す断面図である。なお、図２（Ａ）におけるＡ１−Ａ２、Ｂ１
−Ｂ２、Ｃ１−Ｃ２の一点鎖線は、図２（Ｂ）における断面Ａ１−Ａ２、断面Ｂ１−Ｂ２
、断面Ｃ１−Ｃ２に相当する。
【００６７】
断面Ｂ１−Ｂ２において、基板２００上に剥離層２５０が形成され、剥離層２５０上に下
地層２０１が形成され、下地層２０１上に容量配線２０３が形成されている。また、容量
配線２０３上に、第１の絶縁層２０４と半導体層２０５が形成され、半導体層２０５上に
電極２１７が形成されている。また、電極２１７上に第２の絶縁層２０７が形成され、第
２の絶縁層２０７上に画素電極２１０が形成されている。画素電極２１０は、第２の絶縁
層２０７に形成されたコンタクトホール２１８を介して、電極２１７に電気的に接続され
ている。
【００６８】
容量配線２０３と電極２１７が、第１の絶縁層２０４と半導体層２０５を間に挟んで重な
っている部分が容量素子１２３として機能する。容量素子１２３は、容量素子１１３と比
較して容量配線２０３と電極２１７の間に形成される誘電体層の厚さを、第２の絶縁層２
０７が無い分薄くできる。このため、容量素子１２３の容量値を図１（Ｂ）で示した容量
素子１１３よりも、大きくすることができる。
【００６９】
なお、図２（Ｂ）において、剥離層２５０より上に形成された層を、以下では素子領域２
６０と呼称する。素子領域２６０は少なくともゲート電極２０２、第１の絶縁層２０４、
半導体層２０５、ソース電極２０６ａ、ドレイン電極２０６ｂ、第２の絶縁層２０７、画
素電極２１０を有する。また、素子領域２６０は下地層２０１、配線２１６を有してもよ
い。さらに、素子領域２６０は後述の配線２１２、電極２２１、電極２２２などを有して
もよい。
【００７０】
次に、端子１０５及び端子１０６の構成例について、図４を用いて説明する。図４（Ａ１
）、図４（Ａ２）は、端子１０５の上面図及び断面図をそれぞれ示している。図４（Ａ１
）におけるＤ１−Ｄ２の一点鎖線は、図４（Ａ２）における断面Ｄ１−Ｄ２に相当する。
また、図４（Ｂ１）、図４（Ｂ２）は、端子１０６の上面図及び断面図をそれぞれ図示し
ている。図４（Ｂ１）におけるＥ１−Ｅ２の一点鎖線は、図４（Ｂ２）における断面Ｅ１
−Ｅ２に相当する。
【００７１】
断面Ｄ１−Ｄ２において、基板２００上に剥離層２５０が形成され、剥離層２５０上に下
地層２０１が形成され、下地層２０１上に配線２１２が形成されている。また、配線２１
２上に、第１の絶縁層２０４、半導体層２０５、及び第２の絶縁層２０７が形成されてい
る。第２の絶縁層２０７上に電極２２１が形成され、電極２２１は、第１の絶縁層２０４
、半導体層２０５、及び第２の絶縁層２０７に形成されたコンタクトホール２１９を介し
て配線２１２に電気的に接続されている。
【００７２】
断面Ｅ１−Ｅ２において、基板２００上に剥離層２５０が形成され、剥離層２５０上に下
地層２０１が形成され、下地層２０１上に第１の絶縁層２０４が形成され、第１の絶縁層
２０４上に半導体層２０５が形成されている。また、半導体層２０５上に配線２１６が形
成され、配線２１６上に第２の絶縁層２０７が形成されている。第２の絶縁層２０７上に
電極２２２が形成され、電極２２２は、第２の絶縁層２０７に形成されたコンタクトホー
ル２２０を介して配線２１６に電気的に接続されている。
【００７３】
続いて、図１を用いて説明した液晶表示装置の画素部の作製方法について、図５及び図６
を用いて説明する。なお、図５及び図６における断面Ａ１−Ａ２、断面Ｂ１−Ｂ２、及び
断面Ｃ１−Ｃ２は、図１（Ａ）におけるＡ１−Ａ２、Ｂ１−Ｂ２、及びＣ１−Ｃ２の一点
鎖線で示した部位の断面図である。
【００７４】
また、図５及び図６には、断面Ｄ１−Ｄ２として端子１０５の積層構成を附記し、断面Ｅ
１−Ｅ２として端子１０６の積層構成を附記する。断面Ｄ１−Ｄ２及び断面Ｅ１−Ｅ２に
おいて、Ｄ２及びＥ２は、基板端部に相当する。
【００７５】
まず、基板２００上に剥離層２５０を５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、好ましくは１００
ｎｍ以上５００ｎｍ以下、より好ましくは１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下の厚さで形成す
る。
【００７６】
基板２００は、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板や金属基板など
を用いることができる。なお、これら基板は、可撓性を明確に表さない程度に厚みのある
ものを使用することで、精度良くトランジスタなどの素子を形成することができる。可撓
性を明確に表さない程度とは、通常液晶ディスプレイを作製する際に使用されているガラ
ス基板の弾性率程度、もしくはより弾性率が大きいことを言う。本実施の形態では、基板
２００にアルミノホウケイ酸ガラスを用いる。
【００７７】
また、剥離層２５０は、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法、塗布法、印刷法等により
、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオ
ブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ
）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）
、イリジウム（Ｉｒ）、珪素（Ｓｉ）から選択された元素、又は上記元素を主成分とする
合金材料、又は上記元素を主成分とする化合物材料からなる層を、単層又は積層して形成
する。
【００７８】
剥離層２５０が単層構造の場合、好ましくは、タングステン、モリブデン、又はタングス
テンとモリブデンの混合物を含む層を形成する。又は、タングステンの酸化物若しくは酸
化窒化物を含む層、モリブデンの酸化物若しくは酸化窒化物を含む層、又はタングステン
とモリブデンの混合物の酸化物若しくは酸化窒化物を含む層を形成する。なお、タングス
テンとモリブデンの混合物とは、例えば、タングステンとモリブデンの合金に相当する。
【００７９】
剥離層２５０が積層構造の場合、好ましくは、１層目として金属層を形成し、２層目とし
て金属酸化物層を形成する。代表的には１層目としてタングステン層、モリブデン層、又
はタングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成し、２層目として、タングステン、
モリブデン又はタングステンとモリブデンの混合物の酸化物、酸化窒化物又は窒化酸化物
を形成すると良い。２層目の金属酸化物層の形成は、１層目の金属層上に、酸化物層（例
えば酸化シリコンなどの絶縁層として利用できるもの）を形成することで金属層表面に当
該金属の酸化物が形成されることを応用しても良い。
【００８０】
また、剥離層２５０として、水素を含む非晶質珪素層や、窒素、酸素や水素等を含む層（
例えば、水素を含む非晶質珪素膜、水素含有合金膜、酸素含有合金膜など）や、有機樹脂
を用いてもよい。
【００８１】
本実施の形態では、剥離層２５０として膜厚１５０ｎｍのタングステン膜を用いる。なお
、このタングステン膜は、表面が酸化された状態（つまり、タングステン膜の表面にタン
グステン酸化膜が形成された状態）である場合も含むものとする。
【００８２】
なお、剥離層２５０は下地層２０１より上の層に形成された半導体装置を基板２００から
剥離することを主目的とした層であるが、それ以外に、基板２００からの不純物元素の拡
散を防止する機能も併せ持つ。
【００８３】
次に、剥離層２５０上に下地層２０１となる絶縁層を５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下、好ま
しくは１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚さで形成する。
【００８４】
下地層２０１は、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化シリコン、酸化シリコ
ン、窒化酸化シリコンまたは酸化窒化シリコンから選ばれた一又は複数の絶縁層による積
層構造により形成することができ、基板２００や剥離層２５０からの不純物元素の拡散を
防止する機能がある。なお、本明細書中において、窒化酸化珪素とは、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、ラザフォード後方散乱分析（ＲＢＳ）法及
び水素前方散乱分析（ＨＦＳ）法を用いて測定した場合に、組成範囲として酸素が５〜３
０原子％、窒素が２０〜５５原子％、珪素が２５〜３５原子％、水素が１０〜３０原子％
の範囲で見積もられることが好ましい。下地層２０１は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、
塗布法、印刷法等を適宜用いることができる。なお、下地層２０１として窒化酸化シリコ
ン等の酸素を含む膜を成膜する場合、成膜時に剥離層２５０の表面が酸化され金属酸化物
薄膜となる。当該金属酸化物薄膜は剥離層２５０として扱うものとする。
【００８５】
本実施の形態では、下地層２０１として、窒化シリコンと酸化シリコンの積層を用いる。
具体的には、剥離層２５０上に窒化シリコンを５０ｎｍの厚さで形成し、該窒化シリコン
上に酸化シリコンを１５０ｎｍの厚さで形成する。なお、下地層２０１中にリン（Ｐ）や
硼素（Ｂ）がドープされていても良い。
【００８６】
また、下地層２０１に、塩素、フッ素などのハロゲン元素を含ませることで、基板２００
からの不純物元素の拡散を防止する機能をさらに高めることができる。下地層２０１に含
ませるハロゲン元素の濃度は、ＳＩＭＳ（二次イオン質量分析計）を用いた分析により得
られる濃度ピークにおいて、１×１０１５／ｃｍ３以上１×１０２０／ｃｍ３以下とすれ
ばよい。
【００８７】
また、下地層２０１として酸化ガリウムを用いてもよい。また、下地層２０１を酸化ガリ
ウムと上記絶縁層の積層構造としてもよい。酸化ガリウムは帯電しにくい材料であるため
、絶縁層のチャージアップによるしきい値電圧の変動を抑えることができる。
【００８８】
次に、下地層２０１上にスパッタリング法、真空蒸着法、またはメッキ法を用いて１００
ｎｍ以上５００ｎｍ以下、好ましくは２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下の厚さで第１の導電
層を形成し、第１の導電層上に第１のレジストマスクを形成し、第１のレジストマスクを
用いて第１の導電層を部分的にエッチングして、ゲート電極２０２、容量配線２０３、配
線２１２を形成する。
【００８９】
ゲート電極２０２、容量配線２０３、配線２１２を形成するための第１の導電層は、モリ
ブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）タンタル（Ｔａ）、アルミニウム
（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、スカンジウム（Ｓｃ）等の
金属材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層又は積層して形成することが
できる。また、導電性の金属酸化物で形成しても良い。導電性の金属酸化物としては酸化
インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウ
ム酸化スズ（Ｉｎ２Ｏ３―ＳｎＯ２、ＩＴＯと略記する）、酸化インジウム酸化亜鉛（Ｉ
ｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用い
ることができる。さらに、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物
を用いて形成することができる。導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高
分子を用いることができる。例えば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまた
はその誘導体、ポリチオフェンまたはその誘導体、若しくはアニリン、ピロールおよびチ
オフェンの２種以上からなる共重合体若しくはその誘導体などがあげられる。
【００９０】
第１の導電層は配線となるため、低抵抗材料であるＡｌやＣｕを用いることが好ましい。
ＡｌやＣｕを用いることで、信号遅延を低減し、高画質化を望むことができる。なお、Ａ
ｌは耐熱性が低く、ヒロック、ウィスカー、あるいはマイグレーションによる不良が発生
しやすい。Ａｌのマイグレーションを防ぐため、Ａｌに、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｗなどの、Ａｌよ
りも融点の高い金属材料を積層する、あるいはＮｄ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃｕなどのヒロック防
止元素とＡｌとの合金を用いることが好ましい。また、第１の導電層にＡｌを含む材料を
用いる場合には、以後の工程におけるプロセス最高温度を３８０℃以下とすることが好ま
しく、より好ましくは３５０℃以下とするとよい。
【００９１】
また、第１の導電層にＣｕを用いる場合も、マイグレーションによる不良やＣｕ元素の拡
散を防ぐため、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｗなどの、Ｃｕよりも融点の高い金属材料を積層することが
好ましい。また、第１の導電層にＣｕを含む材料を用いる場合には、以後の工程における
プロセス最高温度を４５０℃以下とすることが好ましい。
【００９２】
本実施の形態では、第１の導電層として下地層２０１上に厚さ５ｎｍのＴｉ層を形成し、
Ｔｉ層上に厚さ２５０ｎｍのＣｕ層を形成する。その後、第１の導電層上に第１のレジス
トマスクを形成し、第１のレジストマスクを用いて第１の導電層を部分的にエッチングし
て除去し、ゲート電極２０２、容量配線２０３、配線２１２を形成する（図５（Ａ）参照
）。
【００９３】
なお、第１の導電層上に形成する第１のレジストマスクはインクジェット法で形成しても
よい。インクジェット法では、フォトマスクを使用しないため、更に製造コストを低減す
ることができる。また、第１のレジストマスクはエッチング工程の後に剥離するものとし
、剥離に関する工程の説明は省略する。
【００９４】
なお、第１の導電層に対してのエッチング処理は、ドライエッチングでもウェットエッチ
ングでもよく、両方を用いてもよい。ドライエッチングに用いるエッチングガスとしては
、塩素を含むガス（塩素系ガス、例えば塩素（Ｃｌ２）、三塩化硼素（ＢＣｌ３）、四塩
化珪素（ＳｉＣｌ４）、四塩化炭素（ＣＣｌ４）など）を用いることができる。
【００９５】
ドライエッチングとしては、平行平板型ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉ
ｎｇ）法や、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：誘導結
合型プラズマ）エッチング法を用いることができる。また、下地層２０１は基板２００か
らの不純物元素の拡散を防止する機能を有するため、上記エッチングに際して、下地層２
０１が極力エッチングされることのないように、エッチング条件を調整することが好まし
い。
【００９６】
次に、ゲート電極２０２、容量配線２０３、配線２１２上に、ゲート絶縁層として機能す
る第１の絶縁層２０４を５０ｎｍ以上８００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以上６００
ｎｍ以下の厚さで形成する。第１の絶縁層２０４には、酸化シリコン、窒化シリコン、酸
化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化ア
ルミニウム、窒化酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ガリウム、酸化イットリウム、
酸化ハフニウム、ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉｘＯｙ（ｘ＞０、ｙ＞０））、窒素が
導入されたハフニウムシリケート、窒素が導入されたハフニウムアルミネート等を用いる
ことができ、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等で形成することができる。また、第
１の絶縁層２０４は単層に限らず異なる層の積層でも良い。例えば、ゲート絶縁層Ａとし
てプラズマＣＶＤ法により窒化シリコン層（ＳｉＮｙ（ｙ＞０））を形成し、ゲート絶縁
層Ａの上にゲート絶縁層Ｂとして酸化シリコン層（ＳｉＯｘ（ｘ＞０））を積層して、第
１の絶縁層２０４としても良い。
【００９７】
第１の絶縁層２０４の形成は、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法などのほか、μ波（
例えば周波数２．４５ＧＨｚ）を用いた高密度プラズマＣＶＤ法などの成膜方法を適用す
ることができる。
【００９８】
本実施の形態では、第１の絶縁層２０４として、窒化シリコンと酸化シリコンの積層を用
いる。具体的には、ゲート電極２０２上に窒化シリコンを５０ｎｍの厚さで形成し、該窒
化シリコン上に酸化シリコンを１００ｎｍの厚さで形成する。
【００９９】
また、第１の絶縁層２０４は保護層としても機能する。Ｃｕを含むゲート電極２０２を、
窒化シリコンを含む絶縁層で覆う構成とすることで、ゲート電極２０２からのＣｕ拡散を
防ぐことができる。
【０１００】
また、第１の絶縁層２０４には、後の工程で形成する半導体層に酸化物半導体を用いる場
合には、酸化物半導体と同種の成分を含む絶縁材料を用いてもよい。第１の絶縁層２０４
を異なる層の積層とする場合には、酸化物半導体に接する層を酸化物半導体と同種の成分
を含む絶縁材料とすればよい。このような材料は酸化物半導体との相性が良く、これを第
１の絶縁層２０４に用いることで、酸化物半導体との界面の状態を良好に保つことができ
るからである。ここで、「酸化物半導体と同種の成分」とは、酸化物半導体の構成元素か
ら選択される一または複数の元素を意味する。例えば、酸化物半導体がＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ
系の酸化物半導体材料によって構成される場合、同種の成分を含む絶縁材料としては酸化
ガリウムなどがある。
【０１０１】
また、第１の絶縁層２０４を積層構造とする場合には、酸化物半導体と同種の成分を含む
絶縁材料でなる膜と、該膜の成分材料とは異なる材料を含む膜との積層構造としても良い
。
【０１０２】
なお、第１の絶縁層２０４を成膜する際に用いるスパッタガスは水素、水、水酸基を有す
る化合物、又は水素化物などの不純物が除去された高純度ガスを用いることが好ましい。
不純物が除去された高純度ガスとしては、例えば、スパッタ装置に導入するガスの純度を
、６Ｎ（９９．９９９９％）以上、好ましくは７Ｎ（９９．９９９９９％）以上（すなわ
ち、不純物濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下）とすることが望ましい。
【０１０３】
次に、第１の絶縁層２０４上に、半導体層２０５を形成する。
【０１０４】
用いる酸化物半導体としては、少なくともインジウム（Ｉｎ）あるいは亜鉛（Ｚｎ）を含
むことが好ましい。特にＩｎとＺｎを含むことが好ましい。また、該酸化物半導体を用い
たトランジスタの電気特性のばらつきを減らすためのスタビライザーとして、それらに加
えてガリウム（Ｇａ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてスズ（Ｓｎ
）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてハフニウム（Ｈｆ）を有するこ
とが好ましい。また、スタビライザーとしてアルミニウム（Ａｌ）を有することが好まし
い。
【０１０５】
また、他のスタビライザーとして、ランタノイドである、ランタン（Ｌａ）、セリウム（
Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム
（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホル
ミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ル
テチウム（Ｌｕ）のいずれか一種あるいは複数種を有してもよい。
【０１０６】
例えば、酸化物半導体として、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、二元系金属の酸化
物であるＩｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｚｎ−Ｍｇ系
酸化物、Ｓｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｇａ系酸化物、三元系金属の
酸化物であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物（ＩＧＺＯとも表記する）、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系
酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸
化物、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ系酸化
物、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚｎ系酸化物
、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｇｄ−Ｚｎ系酸化物、
Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｏ−Ｚｎ系酸化物、Ｉ
ｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ
−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物、四元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉ
ｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−
Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物を用
いることができる。
【０１０７】
なお、ここで、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物とは、ＩｎとＧａとＺｎを主成分とし
て有する酸化物という意味であり、ＩｎとＧａとＺｎの比率は問わない。また、ＩｎとＧ
ａとＺｎ以外の金属元素が入っていてもよい。
【０１０８】
例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１（＝１／３：１／３：１／３）あるいはＩｎ：Ｇ
ａ：Ｚｎ＝２：２：１（＝２／５：２／５：１／５）の原子数比のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸
化物やその組成の近傍の酸化物を用いることができる。あるいは、Ｉｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝１
：１：１（＝１／３：１／３：１／３）、Ｉｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝２：１：３（＝１／３：１
／６：１／２）あるいはＩｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝２：１：５（＝１／４：１／８：５／８）の
原子数比のＩｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物やその組成の近傍の酸化物を用いるとよい。
【０１０９】
しかし、これらに限られず、必要とする半導体特性（移動度、しきい値、ばらつき等）に
応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とする半導体特性を得るために、キ
ャリア濃度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間結合距離、密度
等を適切なものとすることが好ましい。
【０１１０】
例えば、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物では比較的容易に高い移動度が得られる。しかしなが
ら、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物でも、バルク内欠陥密度を低減することにより移動度を上
げることができる。
【０１１１】
なお、例えば、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎの原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝ａ：ｂ：ｃ（ａ＋ｂ＋
ｃ＝１）である酸化物の組成が、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝Ａ：Ｂ：Ｃ（Ａ＋Ｂ＋Ｃ
＝１）の酸化物の組成の近傍であるとは、ａ、ｂ、ｃが、
（ａ―Ａ）２＋（ｂ―Ｂ）２＋（ｃ―Ｃ）２≦ｒ２
を満たすことを言い、ｒは、例えば、０．０５とすればよい。他の酸化物でも同様である
。
【０１１２】
酸化物半導体は単結晶でも、非単結晶でもよい。後者の場合、アモルファスでも、多結晶
でもよい。また、アモルファス中に結晶性を有する部分を含む構造でも、結晶性領域を持
たない非アモルファスでもよい。
【０１１３】
アモルファス状態の酸化物半導体は、比較的容易に平坦な表面を得ることができるため、
トランジスタの界面散乱を低減でき、比較的容易に、比較的高い移動度を得ることができ
る。
【０１１４】
また、結晶性を有する酸化物半導体では、よりバルク内欠陥を低減することができ、表面
の平坦性を高めればアモルファス状態の酸化物半導体以上の移動度を得ることができる。
表面の平坦性を高めるためには、平坦な表面上に酸化物半導体を形成することが好ましく
、具体的には、平均面粗さ（Ｒａ）が１ｎｍ以下、好ましくは０．３ｎｍ以下、より好ま
しくは０．１ｎｍ以下の表面上に形成するとよい。
【０１１５】
なお、Ｒａは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１で定義されている中心線平均粗さを面に対して適用で
きるよう三次元に拡張したものであり、「基準面から指定面までの偏差の絶対値を平均し
た値」と表現でき、以下の式にて定義される。
【０１１６】
【数１】
2018156085.tif 000003
【０１１７】
なお、上記において、Ｓ０は、測定面（座標（ｘ１，ｙ１）（ｘ１，ｙ２）（ｘ２，ｙ１
）（ｘ２，ｙ２）で表される４点によって囲まれる長方形の領域）の面積を指し、Ｚ０は
測定面の平均高さを指す。Ｒａは原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  
Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）にて評価可能である。
【０１１８】
結晶性を有する酸化物半導体の一例としては、ｃ軸配向し、かつａｂ面、表面または界面
の方向から見て三角形状または六角形状の原子配列を有し、ｃ軸においては金属原子が層
状または金属原子と酸素原子とが層状に配列しており、ａｂ面においてはａ軸またはｂ軸
の向きが異なる（ｃ軸を中心に回転した）結晶（ＣＡＡＣ：Ｃ  Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅ
ｄ  Ｃｒｙｓｔａｌともいう。）を含む酸化物がある。
【０１１９】
ＣＡＡＣを含む酸化物とは、広義に、非単結晶であって、そのａｂ面に垂直な方向から見
て、三角形、六角形、正三角形または正六角形の原子配列を有し、かつｃ軸方向に垂直な
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が層状に配列した相を含む酸
化物をいう。
【０１２０】
ＣＡＡＣは単結晶ではないが、非晶質のみから形成されているものでもない。また、ＣＡ
ＡＣは結晶化した部分（結晶部分）を含むが、１つの結晶部分と他の結晶部分の境界を明
確に判別できないこともある。
【０１２１】
ＣＡＡＣに酸素が含まれる場合、酸素の一部は窒素で置換されてもよい。また、ＣＡＡＣ
を構成する個々の結晶部分のｃ軸は一定の方向（例えば、ＣＡＡＣを支持する基板面、Ｃ
ＡＡＣの表面などに垂直な方向）に揃っていてもよい。または、ＣＡＡＣを構成する個々
の結晶部分のａｂ面の法線は一定の方向（例えば、ＣＡＡＣを支持する基板面、ＣＡＡＣ
の表面などに垂直な方向）を向いていてもよい。
【０１２２】
ＣＡＡＣは、その組成などに応じて、導体であったり、半導体であったり、絶縁体であっ
たりする。また、その組成などに応じて、可視光に対して透明であったり不透明であった
りする。
【０１２３】
このようなＣＡＡＣの例として、膜状に形成され、膜表面または支持する基板面に垂直な
方向から観察すると三角形または六角形の原子配列が認められ、かつその膜断面を観察す
ると金属原子または金属原子および酸素原子（または窒素原子）の層状配列が認められる
結晶を挙げることもできる。
【０１２４】
本実施の形態では、半導体層２０５として、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物ターゲットを
用いて、スパッタリング法により３０ｎｍのＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物半導体を形成する
（図５（Ｂ）参照）。
【０１２５】
半導体層２０５に水素、水酸基及び水分がなるべく含まれないようにするために、半導体
層２０５の成膜の前処理として、スパッタリング装置の予備加熱室で基板２００を予備加
熱し、基板２００や第１の絶縁層２０４に吸着した水素、水分などの不純物を脱離させて
排気することが好ましい。なお、この予備加熱の処理は省略することもできる。またこの
予備加熱は、第１の絶縁層２０４の成膜前に、ゲート電極２０２、容量配線２０３、及び
配線２１２まで形成した基板２００にも同様に行ってもよい。
【０１２６】
また、金属酸化物ターゲットの充填率は９０％以上１００％以下、好ましくは９５％以上
９９．９％以下である。充填率の高い金属酸化物ターゲットを用いることにより、成膜し
た半導体層を緻密な膜とすることができる。
【０１２７】
半導体層２０５を成膜する際に用いるスパッタガスは水素、水、水酸基を有する化合物、
又は水素化物などの不純物が除去された高純度ガスを用いることが好ましい。不純物が除
去された高純度ガスとしては、例えば、スパッタ装置に導入するガスの純度を、６Ｎ（９
９．９９９９％）以上、好ましくは７Ｎ（９９．９９９９９％）以上（すなわち、不純物
濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下）とすることが望ましい。
【０１２８】
半導体層２０５は、水素、水、水酸基又は水素化物などの不純物が混入しにくいスパッタ
リング法により成膜することが好ましい。基板加熱温度は１００℃以上６００℃以下、好
ましくは１５０℃以上５５０℃以下、さらに好ましくは２００℃以上５００℃以下とし、
酸素ガス雰囲気で成膜する。なお、第１導電層をエッチングして形成された配線層（例え
ば、ゲート電極２０２）にＡｌが用いられている場合は、基板温度を３８０℃以下、好ま
しくは３５０℃以下とする。また、第１の導電層をエッチングして形成された配線層にＣ
ｕが用いられている場合は、基板温度を４５０℃以下とする。半導体層２０５の厚さは、
１ｎｍ以上４０ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以上２０ｎｍ以下とする。成膜時の基板加熱
温度が高いほど、得られる半導体層２０５の不純物濃度は低くなる。また、半導体層２０
５中の原子配列が整い、高密度化され、多結晶またはＣＡＡＣが形成されやすくなる。さ
らに、酸素ガス雰囲気で成膜することでも、希ガスなどの余分な原子が含まれないため、
多結晶またはＣＡＡＣが形成されやすくなる。ただし、酸素ガスと希ガスの混合雰囲気と
してもよく、その場合は酸素ガスの割合は３０体積％以上、好ましくは５０体積％以上、
さらに好ましくは８０体積％以上とする。なお、半導体層２０５は薄いほど、トランジス
タの短チャネル効果が低減される。ただし、薄くしすぎると界面散乱の影響が強くなり、
電界効果移動度の低下が起こることがある。
【０１２９】
また、基板を加熱しながら成膜することにより、成膜した半導体層２０５に含まれる水素
、水分、水素化物、または水酸基などの不純物濃度を低減することができる。また、スパ
ッタリングによる損傷が軽減される。そして、成膜室内の残留水分を除去しつつ水素、水
、水酸基を有する化合物又は水素化物などの不純物が除去された高純度ガスを導入し、上
記ターゲットを用いて半導体層２０５を成膜する。
【０１３０】
成膜室内の残留水分を除去するためには、吸着型の真空ポンプ、例えば、クライオポンプ
、イオンポンプ、チタンサブリメーションポンプを用いることが好ましい。また、排気手
段としては、ターボ分子ポンプにコールドトラップを加えたものであってもよい。クライ
オポンプを用いて排気した成膜室は、例えば、水素原子、水（Ｈ２Ｏ）など水素原子を含
む化合物（より好ましくは炭素原子を含む化合物も）等が排気されるため、当該成膜室で
成膜した半導体層２０５に含まれる不純物の濃度を低減できる。
【０１３１】
成膜条件の一例としては、基板とターゲットの間との距離を１００ｍｍ、圧力０．６Ｐａ
、直流（ＤＣ）電源０．５ｋＷ、酸素（酸素流量比率１００％）雰囲気下の条件が適用さ
れる。なお、パルス直流電源を用いると、成膜時に発生する粉状物質（パーティクル、ゴ
ミともいう）が軽減でき、膜厚分布も均一となるために好ましい。
【０１３２】
酸化物半導体は不純物に対して鈍感であり、膜中にはかなりの金属不純物が含まれていて
も問題がなく、ナトリウムのようなアルカリ金属が多量に含まれる廉価なソーダ石灰ガラ
スも使えると指摘されている（神谷、野村、細野、「アモルファス酸化物半導体の物性と
デバイス開発の現状」、固体物理、２００９年９月号、Ｖｏｌ．４４、ｐｐ．６２１−６
３３．）しかし、このような指摘は適切でない。酸化物半導体中のアルカリ金属の濃度を
二次イオン質量分析法で測定した場合、ナトリウム（Ｎａ）が５×１０１６ｃｍ−３以下
、好ましくは１×１０１６ｃｍ−３以下、さらに好ましくは１×１０１５ｃｍ−３以下、
リチウム（Ｌｉ）が５×１０１５ｃｍ−３以下、好ましくは１×１０１５ｃｍ−３以下、
カリウム（Ｋ）が５×１０１５ｃｍ−３以下、好ましくは１×１０１５ｃｍ−３以下であ
ることが望ましい。
【０１３３】
アルカリ金属、及びアルカリ土類金属は酸化物半導体にとっては悪性の不純物であり、少
ないほうがよい。特にアルカリ金属のうち、Ｎａイオンは酸化物半導体に接する絶縁膜が
酸化物であった場合、絶縁膜から酸化物半導体へ拡散する。また、酸化物半導体内におい
て、金属と酸素の結合を分断し、あるいは結合中に割り込む。その結果、トランジスタ特
性の劣化（例えば、ノーマリオン化（しきい値の負へのシフト）、移動度の低下等）をも
たらす。加えて、特性のばらつきの原因ともなる。このような問題は、特に酸化物半導体
中の水素の濃度が十分に低い場合において顕著となる。したがって、酸化物半導体中の水
素の濃度が５×１０１９ｃｍ−３以下、特に５×１０１８ｃｍ−３以下である場合には、
アルカリ金属の濃度を上記の値にすることが強く求められる。
【０１３４】
上述のような方法で半導体層２０５を成膜しても、半導体層２０５には不純物としての水
分又は水素（水酸基を含む）が含まれていることがある。水分又は水素はドナー準位を形
成しやすいため、酸化物半導体にとっては不純物である。そこで、半導体層２０５中の水
分又は水素などの不純物を低減（脱水化または脱水素化）するために、半導体層２０５に
対して、減圧雰囲気下、窒素や希ガスなどの不活性ガス雰囲気下、酸素ガス雰囲気下など
において、脱水化または脱水素化の加熱処理（以下、第１の加熱処理と略記する）を行っ
てもよい。
【０１３５】
半導体層２０５に第１の加熱処理を行うことで、表面および内部に存在する水分又は水素
を脱離させることができる。具体的には、２５０℃以上７５０℃以下、好ましくは４００
℃以上基板の歪み点未満の温度で加熱処理を行えば良い。例えば、５００℃、３分間以上
６分間以下程度で行えばよい。加熱処理にＲＴＡ法を用いれば、短時間に脱水化または脱
水素化が行えるため、ガラス基板の歪点を超える温度でも処理することができる。ただし
、第１の導電層をエッチングして形成された配線層（ゲート電極２０２など）にＡｌが用
いられている場合は、加熱処理の温度を３８０℃以下、好ましくは３５０℃以下とする。
また、第１の導電層をエッチングして形成された配線層（ゲート電極２０２など）にＣｕ
が用いられている場合は、加熱処理の温度を４５０℃以下とする。
【０１３６】
加熱処理装置は電気炉に限られず、抵抗発熱体などの発熱体からの熱伝導又は熱輻射によ
って、被処理物を加熱する装置を備えていてもよい。例えば、ＧＲＴＡ（Ｇａｓ  Ｒａｐ
ｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）装置、ＬＲＴＡ（Ｌａｍｐ  Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅ
ｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）装置等のＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ
）装置を用いることができる。ＬＲＴＡ装置は、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ
、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウムランプ、高圧水銀ラン
プなどのランプから発する光（電磁波）の輻射により、被処理物を加熱する装置である。
ＧＲＴＡ装置は、高温のガスを用いて加熱処理を行う装置である。気体には、アルゴンな
どの希ガス、又は窒素のような、加熱処理によって被処理物と反応しない不活性気体が用
いられる。
【０１３７】
第１の加熱処理においては、減圧雰囲気や、窒素、ヘリウム、ネオンまたはアルゴン等の
不活性雰囲気で行う。なお、水分又は水素などが含まれないことが望ましい。また、加熱
処理装置に導入する窒素、又はヘリウム、ネオン、アルゴン等の希ガスの純度を、６Ｎ（
９９．９９９９％）以上、好ましくは７Ｎ（９９．９９９９９％）以上、（即ち不純物濃
度を１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下）とすることが望ましい。
【０１３８】
また、第１の加熱処理を行った半導体層２０５に、更に第２の加熱処理を行ってもよい。
第２の加熱処理は酸化性雰囲気にて行い、これにより半導体層２０５中に酸素を供給して
、第１の加熱処理の際に半導体層２０５中に生じた酸素欠損を補填する。このため、第２
の加熱処理は加酸素化処理ということができる。第２の加熱処理は、例えば２００℃以上
基板の歪み点未満で行えばよい。好ましくは、２５０℃以上４５０℃以下とする。処理時
間は３分〜２４時間とする。処理時間を長くするほど非晶質領域に対して結晶領域の割合
の多い半導体層を形成することができるが、２４時間を超える熱処理は生産性の低下を招
くため好ましくない。
【０１３９】
酸化性雰囲気とは酸化性ガスを含む雰囲気である。酸化性ガスとは、酸素、オゾンまたは
亜酸化窒素などであって、水、水素などが含まれないことが好ましい。例えば、熱処理装
置に導入する酸素、オゾン、亜酸化窒素の純度を、６Ｎ（９９．９９９９％）以上、好ま
しくは７Ｎ（９９．９９９９９％）以上、（即ち不純物濃度を１ｐｐｍ未満、好ましくは
０．１ｐｐｍ未満）とすることが望ましい。酸化性雰囲気は、酸化性ガスを不活性ガスと
混合して用いてもよい。その場合、酸化性ガスが少なくとも１０ｐｐｍ以上含まれるもの
とする。また、不活性雰囲気とは、窒素、希ガス（ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプ
トン、キセノン）などの不活性ガスを主成分とする雰囲気である。具体的には、酸化性ガ
スなどの反応性ガスが１０ｐｐｍ未満とする。
【０１４０】
なお、第２の加熱処理に用いる熱処理装置およびガス種は、第１の加熱処理と同じ物を用
いることができる。また、脱水化または脱水素化の加熱処理である第１の加熱処理と、加
酸素化の加熱処理である第２の加熱処理は連続して行うことが好ましい。連続して行うこ
とで、半導体装置の生産性を向上させることができる。
【０１４１】
このように、水素濃度が十分に低減されて高純度化され、十分な酸素の供給により酸素欠
乏に起因するエネルギーギャップ中の欠陥準位が低減された半導体層２０５では、キャリ
ア濃度が１×１０１２／ｃｍ３未満、１×１０１１／ｃｍ３未満、あるいは１．４５×１
０１０／ｃｍ３未満となる。その結果、室温（２５℃）でのオフ電流（ここでは、単位チ
ャネル幅（１μｍ）あたりの値）は、１００ｚＡ／μｍ（１ｚＡ（ゼプトアンペア）は１
×１０−２１Ａ）以下、あるいは１０ｚＡ／μｍ以下となる。また、８５℃では、１００
ｚＡ／μｍ（１×１０−１９Ａ／μｍ）以下、あるいは１０ｚＡ／μｍ（１×１０−２０
Ａ／μｍ）以下となる。このようにキャリア濃度の極めて低減された酸化物半導体（Ｉ型
化（真性化）または実質的にＩ型化された酸化物半導体ともいえる）を用いることで、極
めて優れたオフ電流特性のトランジスタ１１１を得ることができる。
【０１４２】
また、当該トランジスタ１１１は、しきい値電圧やオン電流などの電気的特性に温度依存
性がほとんど見られない。また、光劣化によるトランジスタ特性の変動も少ない。
【０１４３】
したがって、高純度化し、キャリア濃度の極めて低減された酸化物半導体を有するトラン
ジスタは、電気的特性変動が抑制されており、電気的に安定である。よって安定した電気
的特性を有する酸化物半導体を用いることにより、信頼性の高い液晶表示装置を提供する
ことができる。
【０１４４】
なお、上述では半導体層２０５を成膜した直後に、半導体層２０５に対して第１の加熱処
理や第２の加熱処理を行う説明を記載したが、当該加熱処理は、半導体層２０５を成膜し
た後であれば、どのタイミングで行ってもよい。
【０１４５】
また、半導体層２０５の成膜後において、半導体層２０５に以下に述べるような酸素添加
処理を行い、第１の熱処理により該酸化物半導体に含まれる水素や水酸基若しくは水分を
放出させ、第１の熱処理と同時に又はその後のさらなる熱処理により酸化物半導体を結晶
化させてもよい。このような結晶化若しくは再結晶化の処理により、半導体層２０５の結
晶性をより高めることができる。
【０１４６】
ここで、酸素添加処理とは、酸素（少なくとも、酸素ラジカル、酸素原子、酸素イオン、
のいずれかを含む）を半導体層２０５のバルクに添加することをいう。なお、当該「バル
ク」の用語は、酸素を、薄膜表面のみでなく薄膜内部に添加することを明確にする趣旨で
用いている。また、「酸素ドープ」には、プラズマ化した酸素をバルクに添加する「酸素
プラズマドープ」が含まれる。酸素添加処理を行うことにより、半導体層２０５に含まれ
る酸素を、化学量論的組成比より多くすることができる。また、後の工程にて第２の絶縁
層２０７を成膜した後、第２の絶縁層２０７に対して酸素添加処理を行い、第２の絶縁層
２０７に含まれる酸素を、化学量論的組成比より多くすることができる。第２の絶縁層２
０７に対して酸素添加処理を行うことにより、当該処理後に加熱処理を行うことで、第２
の絶縁層２０７中の酸素を半導体層２０５に添加し、半導体層２０５中の酸素欠損を効率
良く補填することができる。
【０１４７】
酸素添加処理は、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：誘
導結合型プラズマ）方式を用いて、マイクロ波（例えば、周波数２．４５ＧＨｚ）により
励起された酸素プラズマを用いて行うことが望ましい。
【０１４８】
なお、上述酸素添加処理は、半導体層２０５や第２の絶縁層２０７等に含まれる酸素を、
化学量論比的組成比よりも多くする処理であるため、過酸素化処理とも言える。過剰酸素
は主に格子間に存在する酸素であり、その酸素濃度は１×１０１６／ｃｍ３以上２×１０
２０／ｃｍ３以下とすれば、結晶に歪み等を与えることなく酸化物半導体中に含ませるこ
とができる。
【０１４９】
次に、半導体層２０５上に第２の導電層を形成し、第２の導電層上に第２のレジストマス
クを形成し、第２のレジストマスクを用いて第２の導電層に対して部分的にエッチングを
行い、ソース電極２０６ａ、ドレイン電極２０６ｂ、及び配線２１６を形成する。
【０１５０】
ソース電極２０６ａ、ドレイン電極２０６ｂ、及び配線２１６に用いる第２の導電層は、
モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）タンタル（Ｔａ）、アルミニ
ウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、スカンジウム（Ｓｃ）
等の金属材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層又は積層して形成するこ
とができる。また、導電性の金属酸化物で形成しても良い。導電性の金属酸化物としては
酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化イン
ジウム酸化スズ（Ｉｎ２Ｏ３―ＳｎＯ２、ＩＴＯと略記する）、酸化インジウム酸化亜鉛
（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを
用いることができる。さらに、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組
成物を用いて形成することもできる。導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電
性高分子を用いることができる。例えば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロール
またはその誘導体、ポリチオフェンまたはその誘導体、若しくはアニリン、ピロールおよ
びチオフェンの２種以上からなる共重合体若しくはその誘導体などがあげられる。
【０１５１】
第２の導電層は配線となるため、低抵抗材料であるＡｌやＣｕを用いることが好ましい。
ＡｌやＣｕを用いることで、信号遅延を低減し、高画質化を望むことができる。なお、Ａ
ｌは耐熱性が低く、ヒロック、ウィスカー、あるいはマイグレーションによる不良が発生
しやすい。Ａｌのマイグレーションを防ぐため、Ａｌに、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｗなどの、Ａｌよ
りも融点の高い金属材料を積層する、Ｎｄ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃｕなどのヒロック防止元素と
の合金を用いることが好ましい。また、第２の導電層にＡｌを含む材料を用いる場合には
、以後の工程におけるプロセス最高温度を３８０℃以下とすることが好ましく、より好ま
しくは３５０℃以下とするとよい。
【０１５２】
また、第２の導電層にＣｕを用いる場合も、マイグレーションによる不良やＣｕ元素の拡
散を防ぐため、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｗなどの、Ｃｕよりも融点の高い金属材料を積層することが
好ましい。また、第２の導電層にＣｕを含む材料を用いる場合には、以後の工程における
プロセス最高温度を４５０℃以下とすることが好ましい。
【０１５３】
本実施の形態では、第２の導電層として半導体層２０５上に厚さ５ｎｍのＴｉ層を形成し
、Ｔｉ層上に厚さ２５０ｎｍのＣｕ層を形成する。その後、第２の導電膜上に第２のレジ
ストマスクを形成し、第２のレジストマスクを用いて第２の導電膜に対して部分的にエッ
チング処理を行い、ソース電極２０６ａ、ドレイン電極２０６ｂ、及び配線２１６を形成
する（図５（Ｃ）参照）。
【０１５４】
なお、第２の導電層上に形成する第２のレジストマスクはインクジェット法で形成しても
よい。インクジェット法では、フォトマスクを使用しないため、更に製造コストを低減す
ることができる。また、第１のレジストマスクはエッチング工程の後に剥離するものとし
、説明は省くこととする。
【０１５５】
次に、ソース電極２０６ａ、ドレイン電極２０６ｂ、配線２１６、半導体層２０５上に第
２の絶縁層２０７を形成する（図６（Ａ）参照。）。第２の絶縁層２０７は、第１の絶縁
層２０４または下地層２０１と同様の材料及び方法で形成することができる。なお、水素
や水素を含む不純物などが混入しにくいという点では、スパッタリング法による形成が好
ましい。第２の絶縁層２０７に水素が含まれると、その水素が半導体層へ侵入、又は水素
による半導体層中の酸素の引き抜きが生じる恐れがある。従って、第２の絶縁層２０７は
、水素及び水素を含む不純物が極力含まれない手段を用いて成膜することが重要である。
【０１５６】
第２の絶縁層２０７としては、代表的には酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化ハフニ
ウム、酸化アルミニウム、酸化ガリウムなどの無機絶縁材料を用いることができる。酸化
ガリウムは帯電しにくい材料であるため、絶縁層のチャージアップによるしきい値電圧の
変動を抑えることができる。なお、半導体層２０５に酸化物半導体を用いる場合、第２の
絶縁層２０７として、または、第２の絶縁層２０７と積層して、酸化物半導体と同種の成
分を含む金属酸化物層を形成してもよい。
【０１５７】
本実施の形態では、第２の絶縁層２０７として膜厚２００ｎｍの酸化シリコンをスパッタ
リング法を用いて成膜する。成膜時の基板温度は、室温以上３００℃以下とすればよく、
本実施の形態では１００℃とする。酸化シリコン層のスパッタリング法による成膜は、希
ガス（代表的にはアルゴン）雰囲気下、酸素雰囲気下、または希ガスと酸素の混合雰囲気
下において行うことができる。また、ターゲットには、酸化シリコンまたはシリコンを用
いることができる。例えば、シリコンをターゲットに用いて、酸素を含む雰囲気下でスパ
ッタを行うと酸化シリコンを形成することができる。
【０１５８】
第２の絶縁層２０７の成膜時における成膜室内の残留水分を除去するためには、吸着型の
真空ポンプ、例えば、クライオポンプ、イオンポンプ、チタンサブリメーションポンプを
用いることが好ましい。例えば、クライオポンプを用いて排気した成膜室で成膜した第２
の絶縁層２０７は、第２の絶縁層２０７中に含まれる不純物の濃度を低減することができ
る。また、成膜室内の残留水分を除去するための他の排気手段としては、ターボ分子ポン
プにコールドトラップ機構を加えたものであってもよい。
【０１５９】
なお、第２の絶縁層２０７を成膜する際に用いるスパッタガスは水素、水、水酸基を有す
る化合物又は水素化物などの不純物が除去された高純度ガスを用いることが好ましい。水
素、水、水酸基を有する化合物又は水素化物などの不純物が除去された高純度ガスとして
は、例えば、６Ｎ（９９．９９９９％）以上、好ましくは７Ｎ（９９．９９９９９％）以
上（すなわち、不純物濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下）の純度を有す
るガスを用いることが望ましい。
【０１６０】
その後、減圧雰囲気下、不活性ガス雰囲気下、酸素ガス雰囲気下、または超乾燥エア雰囲
気下で第３の加熱処理（好ましくは２００℃以上６００℃以下、より好ましくは２５０℃
以上５５０℃以下）を行ってもよい。ただし、第１の導電層をエッチングして形成された
配線層、第２の導電層をエッチングして形成された配線層の一方または両方にＡｌが用い
られている場合は、加熱処理の温度を３８０℃以下、好ましくは３５０℃以下とし、また
、上記配線層にＣｕが用いられている場合は、加熱処理の温度を４５０℃以下とする。例
えば、窒素雰囲気下で４５０℃、１時間の第３の加熱処理を行ってもよい。第３の加熱処
理を行うと、半導体層の一部（チャネル形成領域）が第２の絶縁層２０７と接した状態で
昇温され、酸素を含む第２の絶縁層２０７から酸素を半導体層２０５へ供給し、半導体層
２０５中の酸素欠損を低減することができる。なお、第３の加熱処理時の雰囲気は、第２
の絶縁層２０７の成膜室内と同様に、水、水素などの不純物を極力除去することが望まし
い。
【０１６１】
次に、第２の絶縁層２０７上に第３のレジストマスクを形成し、第２の絶縁層２０７、半
導体層２０５および第１の絶縁層２０４に対して部分的にエッチング処理を行う。この時
、画素のうち、薄膜トランジスタが形成されていない部分では、第２の絶縁層２０７、半
導体層２０５、及び第１の絶縁層２０４が除去され、画素開口部２２５が形成される。ま
た、ドレイン電極２０６ｂ上では、第２の絶縁層２０７のみが除去され、コンタクトホー
ル２０８が形成される。また、断面Ｅ１−Ｅ２における配線２１６上では、第２の絶縁層
２０７のみが除去され、コンタクトホール２２０を形成する。また、断面Ｄ１−Ｄ２にお
ける配線２１２上では、第２の絶縁層２０７、半導体層２０５、及び第１の絶縁層２０４
が除去され、コンタクトホール２１９が形成される（図６（Ｂ）参照）。
【０１６２】
なお、画素開口部（画素のうち、薄膜トランジスタが形成されていない部分）の第２の絶
縁層２０７、半導体層２０５、及び第１の絶縁層２０４はエッチングを行わずに残しても
かまわない。ただし、画素開口部の第２の絶縁層２０７、半導体層２０５、及び第１の絶
縁層２０４を除去することで、液晶表示装置を透過型の液晶表示装置として用いた場合の
、画素の透過率が向上する。このため、バックライトからの光が効率良く画素を透過し、
低消費電力化や、輝度向上による表示品位の向上が可能となる。
【０１６３】
第２の絶縁層２０７、半導体層２０５、及び第１の絶縁層２０４に対してのエッチング処
理は、ドライエッチングでもウェットエッチングでもよく、両方を用いてもよい。ドライ
エッチングに用いるエッチングガスとしては、塩素を含むガス（塩素系ガス、例えば塩素
（Ｃｌ２）、三塩化硼素（ＢＣｌ３）、四塩化珪素（ＳｉＣｌ４）、四塩化炭素（ＣＣｌ
４）など）を用いることができる。
【０１６４】
ドライエッチングとしては、平行平板型ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉ
ｎｇ）法や、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：誘導結
合型プラズマ）エッチング法を用いることができる。また、下地層２０１は基板２００か
らの不純物元素の拡散を防止する機能を有するため、上記エッチングに際して、下地層２
０１が極力エッチングされることのないように、エッチング条件を調整することが好まし
い。
【０１６５】
一般に、半導体層のエッチングと、絶縁層におけるコンタクトホールの形成は、異なるレ
ジストマスク形成工程及びエッチング工程により別々に実施されるが、本実施の形態に示
す作製工程によれば、一回のレジストマスク形成工程とエッチング工程により、同時に実
施することが可能となる。よって、フォトマスクの削減のみならず、レジストマスク形成
工程とエッチング工程を削減することができる。すなわち、少ない工程により、低コスト
で、生産性よく液晶表示装置を作製することができる。
【０１６６】
また、本実施の形態に示す作製工程によれば、半導体層２０５にレジストマスクが直接形
成されることがない。また、半導体層２０５のチャネル形成領域が第２の絶縁層２０７で
保護されているため、フォトレジストの剥離洗浄工程等においても、半導体層のチャネル
形成領域に水分が付着することがないため、トランジスタ１１１の特性バラツキが低減さ
れ、信頼性が向上する。特に、半導体層２０５として酸化物半導体を用いた場合は、上記
効果がより大きい。
【０１６７】
次に、第２の絶縁層２０７上に、スパッタリング法、真空蒸着法などを用いて、第３の導
電層を形成し、第３の導電層上に第４のレジストマスクを形成し、第３の導電層に対して
部分的にエッチングを行うことにより、画素電極２１０、電極２２１、及び電極２２２を
形成する。なお、第３の導電層の膜厚は３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎ
ｍ以上１００ｎｍ以下の厚さで形成することが望ましい。これにより、基板２００上に剥
離層２５０を介して素子領域２６０が形成される（図６（Ｃ）参照。）。
【０１６８】
第３の導電層としては画素電極として用いるため、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、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す）
、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などの透光性を有す
る導電性材料を用いることが望ましい。また、１枚から１０枚程度の単層または積層され
たグラフェンシート（グラファイトの１層分）からなる材料を用いてもよい。さらに、導
電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することができ
る。導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子を用いることができる。
例えば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェ
ンまたはその誘導体、若しくはアニリン、ピロールおよびチオフェンの２種以上からなる
共重合体若しくはその誘導体などがあげられる。
【０１６９】
本実施の形態では、第３の導電層として厚さ８０ｎｍのＩＴＯ層を形成し、第３の導電層
上に第４のレジストマスクを形成し、第３の導電層に対して部分的にエッチングを行うこ
とにより、画素電極２１０、電極２２１、及び電極２２２を形成する。
【０１７０】
画素電極２１０は、コンタクトホール２０８を介してドレイン電極２０６ｂに電気的に接
続される。また、電極２２１はコンタクトホール２１９を介して配線２１２に電気的に接
続される。また、電極２２２はコンタクトホール２２０を介して配線２１６に電気的に接
続される。
【０１７１】
また、コンタクトホール２１９及びコンタクトホール２２０において、配線２１２及び配
線２１６を露出した状態のままとせず、ＩＴＯなどの酸化物導電性材料で覆うことは重要
である。配線２１２及び配線２１６は金属層であるため、配線２１２及び配線２１６を露
出した状態のままとすると、露出表面が酸化され、ＦＰＣ等との接触抵抗が増大し、信頼
性が低下してしまう。配線２１２及び配線２１６の露出表面をＩＴＯなどの酸化物導電性
材料で覆うことにより、接触抵抗の増大を防ぎ、液晶表示装置の信頼性を向上させること
ができる。
【０１７２】
なお、図面には記載されていないが、素子領域２６０に形成されたトランジスタは静電気
などにより破壊されやすいため、保護回路を設けることが好ましい。保護回路は、非線形
素子を用いて構成することが好ましい。
【０１７３】
本実施の形態によれば、従来よりも少ないフォトリソグラフィ工程により液晶表示装置を
作製することが可能となる。よって、液晶表示装置を低コストで、生産性よく作製するこ
とができる。また、液晶表示装置を動作させるために必要な素子領域２６０が、剥離層２
５０を介して基板２００上に形成されるため、素子領域２６０を基板２００から剥離して
他の支持体に移す事ができる。
【０１７４】
本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０１７５】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１と一部異なる工程例を、図７を用いて説明する。なお、
実施の形態１と同一の箇所には同じ符号を用い、同じ符号の詳細な説明はここでは省略す
る。また、本実施の形態の工程例は、トランジスタ部のみについて図面を用いて説明する
。
【０１７６】
まず、実施の形態１と同様に、絶縁表面を有する基板２００上に剥離層２５０を形成し、
剥離層２５０上に第１の導電層を形成した後、第１の導電層上に第１のレジストマスクを
形成し、第１のレジストマスクを用いて第１の導電層を選択的にエッチングしてゲート電
極２０２を形成する。
【０１７７】
剥離層２５０とゲート電極２０２との間には、下地層となる絶縁層を設けてもよく、本実
施の形態では下地層２０１を設ける。下地層２０１は、基板２００からの不純物元素（Ｎ
ａなど）の拡散を防止する機能があり、酸化シリコン、酸窒化シリコン、窒化シリコン、
酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化ガリウムアルミニウムから選ば
れた膜で形成することができる。また、該下地層は単層に限らず、上記の複数の膜の積層
であっても良い。
【０１７８】
本実施の形態では、後に成膜する半導体層の成膜温度が２００℃以上４５０℃以下、半導
体層の成膜後の加熱処理の温度が２００℃以上４５０℃以下であるため、ゲート電極２０
２の材料として、銅を下層とし、モリブデンを上層とする積層、または銅を下層とし、タ
ングステンを上層とする積層を用いる。
【０１７９】
次に、実施の形態１と同様に、ゲート電極２０２上に第１の絶縁層２０４をＣＶＤ法やス
パッタ法等を用いて形成する。ここまでの工程を経た断面図を図７（Ａ）に示す。
【０１８０】
次に、第１の絶縁層２０４上に、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の第１の半導体層を形成する。
本実施の形態では、酸化物半導体用ターゲット（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体用
ターゲット（Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：１：２［ｍｏｌ数比］）を用いて、
基板とターゲットの間の距離を１７０ｍｍ、基板温度２５０℃、圧力０．４Ｐａ、直流（
ＤＣ）電源０．５ｋＷ、酸素のみ、アルゴンのみ、又はアルゴン及び酸素雰囲気下で膜厚
５ｎｍの第１の半導体層を成膜する。
【０１８１】
次に、基板を配置する雰囲気を窒素、または乾燥空気とし、第１の加熱処理を行う。第１
の加熱処理の温度は、２００℃以上４５０℃以下とする。また、第１の加熱処理の加熱時
間は１時間以上２４時間以下とする。第１の加熱処理によって第１の結晶性半導体層７４
８ａを形成する（図７（Ｂ）参照）。
【０１８２】
次に、第１の結晶性半導体層７４８ａ上に１０ｎｍよりも厚い第２の半導体層を形成する
。本実施の形態では、酸化物半導体用ターゲット（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体
用ターゲット（Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：１：２［ｍｏｌ数比］）を用いて
、基板とターゲットの間との距離を１７０ｍｍ、基板温度４００℃、圧力０．４Ｐａ、直
流（ＤＣ）電源０．５ｋＷ、酸素のみ、アルゴンのみ、又はアルゴン及び酸素雰囲気下で
膜厚２５ｎｍの第２の半導体層を成膜する。
【０１８３】
次に、基板を配置する雰囲気を窒素、または乾燥空気とし、第２の加熱処理を行う。第２
の加熱処理の温度は、２００℃以上４５０℃以下とする。また、第２の加熱処理の加熱時
間は１時間以上２４時間以下とする。第２の加熱処理によって第２の結晶性半導体層７４
８ｂを形成する（図７（Ｃ）参照）。
【０１８４】
以降の工程は、実施の形態１に従って、ソース電極２０６ａ、ドレイン電極２０６ｂ、第
２の絶縁層２０７を形成した後に、第１の開口部と第２の開口部を同時に形成する工程を
単一のレジストマスクを用いて行う。第１の開口部は、ドレイン電極２０６ｂと重畳する
第２の絶縁層２０７をエッチングして形成する。第２の開口部は、ソース電極２０６ａお
よびドレイン電極２０６ｂと重畳しない第２の絶縁層２０７の一部、第１の結晶性半導体
層７４８ａの一部、第２の結晶性半導体層７４８ｂの一部、ならびに第１の絶縁層２０４
の一部をエッチングして形成する。これにより、工程を削減する。
【０１８５】
この後、実施の形態１と同様の工程を経てトランジスタ１１１を得ることができる。ただ
し、本実施の形態を用いた場合、これらのトランジスタのチャネル形成領域を含む半導体
層は、第１の結晶性半導体層７４８ａ、及び第２の結晶性半導体層７４８ｂの積層となる
。第１の結晶性半導体層７４８ａを成膜後に第１の加熱処理を行って第１の結晶性半導体
層７４８ａをＣＡＡＣ化した後に、第２の結晶性半導体層７４８ｂを成膜および第２の加
熱処理を行うことで、第２の結晶性半導体層７４８ｂは第１の結晶性半導体層７４８ａを
種として結晶（ＣＡＡＣ）が成長するため、ＣＡＡＣ化した酸化物半導体を効率良く形成
することができる。
【０１８６】
第１の結晶性半導体層と第２の結晶性半導体層の積層を有するトランジスタは、トランジ
スタに光照射が行われ、またはバイアス−熱ストレス（ＢＴ）試験前後においてもトラン
ジスタのしきい値電圧の変化量が低減でき、安定した電気的特性を有する。
【０１８７】
本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０１８８】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１および実施の形態２で作製した素子領域２６０を、基板
２００から剥離して他の支持体に設置することにより作製される、薄く、軽量であり且つ
高いじん性を備えた半導体装置の構造の一例を図８に示すと共に、当該半導体装置を作製
する方法の一例を、図９乃至図１１を用いて説明する。
【０１８９】
なお、図８に記載する液晶表示装置の断面図において、実施の形態１で説明した素子領域
２６０の断面図を画素部８５０の断面図として用いて説明を行う。また、本実施の形態に
示す液晶表示装置は、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードの駆動方式
であり、液晶層としてブルー相を示す液晶材料を用いた反射型モノクローム液晶表示装置
であることを前提として説明を行う。
【０１９０】
上記ＶＡモード（垂直配向モードとも言う）とは、液晶表示パネルの液晶分子の配列を制
御する方式の一種であり、電圧が印加されていない時にパネル面に対して液晶分子が垂直
方向を向く方式である。垂直配向モードとしては、いくつか挙げられるが、例えば、ＭＶ
Ａ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶ
Ａ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（Ａ
ｄｖａｎｃｅｄ  Ｓｕｐｅｒ−Ｖｉｅｗ）モードなどを用いることができる。また、画素
（ピクセル）をいくつかの領域（サブピクセル）に分け、それぞれ別の方向に分子を倒す
よう工夫されているマルチドメイン化あるいはマルチドメイン設計といわれる方法を用い
ることができる。
【０１９１】
なお、本実施の形態における液晶表示装置はＶＡモードであるがこれに限定されることは
なく、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａ
ｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈ
ｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉ
ｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒ
ｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  
Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉ
ｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モードなどの駆動方式を用いてもよい。
【０１９２】
＜液晶表示装置の構成例＞
図８（Ａ）は、素子領域２６０、及び液晶材料８４０を、第１の支持体８００と第２の支
持体８１０との間にシール材８２０を用いて封止したパネルの平面図であり、図８（Ｂ）
は、図８（Ａ）の一点鎖線Ｍ−Ｎにおける断面図に相当する。
【０１９３】
第１の支持体８００は破壊じん性値が１．５［ＭＰａ・ｍ１／２］以上の値を有し、固定
用接着剤８０８を介して素子領域２６０が設けられている。第１の支持体８００として破
壊じん性値が１．５［ＭＰａ・ｍ１／２］以上の値を有した材料を用いているため、薄く
、軽量であり且つ高いじん性を備えた液晶表示装置を作製できる。
【０１９４】
第２の支持体８１０は、破壊じん性値が１．５［ＭＰａ・ｍ１／２］以上の値を有し、第
２の支持体８１０の一面に第４の導電層８１４が設けられ、第２の支持体８１０の他の一
面に偏光フィルタ８６０が設けられている。第２の支持体８１０として破壊じん性値が１
．５［ＭＰａ・ｍ１／２］以上の値を有した支持体を用いているため、薄く、軽量であり
且つ高いじん性を備えた液晶表示装置を作製することができる。
【０１９５】
素子領域２６０が設けられた第１の支持体８００および第４の導電層８１４が設けられた
第２の支持体８１０により、シール材８２０、液晶材料８４０および第１の導電材料８４
５が挟持されている。なお、シール材８２０は画素部８５０を囲む状態に設けられ、液晶
材料８４０がシール材８２０の外側に漏れないようになっている。また、第１の導電材料
８４５は素子領域２６０に形成された配線２１２と第２の支持体上に形成された第４の導
電層８１４を電気的に接続するように設けられ、これにより第４の導電層８１４と画素電
極２１０の間に電圧を印加して液晶材料８４０の配向を変化させることができる。
【０１９６】
また、第１の支持体８００上のシール材８２０によって囲まれている領域の外側に入力端
子８８０を有し、外部配線８７０ａ、外部配線８７０ｂが第２の導電材料８５５を介して
、素子領域２６０の配線２１６に接続されている。外部配線８７０ａおよび外部配線８７
０ｂは、外部から液晶表示装置を動作させるために必要な電力や信号を第２の導電材料８
５５を介して素子領域２６０に供給する機能を持つ。
【０１９７】
上記構造を形成することにより、薄く、軽量であり且つ破壊が生じにくい液晶表示装置を
作製できる。
【０１９８】
＜液晶表示装置の作製方法＞
次に、上記液晶表示装置の作製方法の一例について、図９乃至図１１を用いて説明する。
なお、本実施の形態における液晶表示装置の作成工程は「第１の支持体への素子領域設置
工程」、「第２の支持体形成工程」、「液晶層封止工程」、の３つに分けて説明を行う。
【０１９９】
＜第１の支持体への素子領域設置工程＞
まず、実施の形態１にて作製した、基板２００上に剥離層２５０を介して形成された素子
領域２６０の一面に、剥離用接着剤９００を用いて仮支持基材９０２を接着した後に、素
子領域２６０を基板２００から剥離して仮支持基材９０２側に移し替える（図９（Ａ）参
照）。なお、本明細書において、素子領域２６０を剥離層２５０から剥離して仮支持基材
９０２側に移し替える工程を転置工程という。
【０２００】
剥離用接着剤９００は、水や有機溶媒に可溶な性質を有するものや、紫外線などの照射に
より可塑化させることが可能であるような、必要に応じて仮支持基材９０２と素子領域２
６０から除去できる接着剤を用いる。なお、剥離用接着剤９００は、スピンコーター、ス
リットコーター、グラビアコーター、ロールコーターなどの各種コーティング装置や、フ
レキソ印刷装置、オフセット印刷装置、グラビア印刷装置、スクリーン印刷装置、インク
ジェット装置などの各種印刷装置を用いて薄く均一な膜厚で設けることが好ましい。
【０２０１】
仮支持基材９０２には、ＵＶ剥離型テープ、熱剥離型テープなどのような、表面の粘着性
を任意に低下できるテープを用いることができる。また、ガラス基板、石英基板、サファ
イア基板、セラミック基板、金属基板、プラスチック基板などを用いてもよい。なお、表
面の粘着性を任意に低下できるテープを用いる場合は、剥離用接着剤９００を必ずしも別
途用いる必要はない。。また、プラスチック基板を用いる場合は、以降の処理温度に耐え
うる耐熱性を有するものを用いることが好ましい。
【０２０２】
なお、仮支持基材９０２を素子領域２６０に貼り合わせる方法には特に限定はないが、仮
支持基材９０２として各種テープのような可撓性を有する材料を用いる場合は、例えば、
ローラーを用いて貼り合わせる事が可能な装置（ロールラミネーターとも呼ぶ）などを用
いればよい。これにより、素子領域２６０と仮支持基材９０２の間に気泡などが混入せず
、安定した貼り合わせを行うことができる。
【０２０３】
本実施の形態では、紫外線照射により硬化し、且つ水に可溶な接着剤（以下、水溶性接着
剤と呼称する）を剥離用接着剤９００として用い、スピンコート装置を用いて素子領域２
６０の一面に薄く塗布して硬化処理を行った。その後、剥離用接着剤９００上に仮支持基
材としてＵＶ剥離型テープ（ＵＶの照射により粘着力を低下できるテープ）を、ロールラ
ミネーターを用いて貼り合わせた。
【０２０４】
素子領域２６０を基板２００から剥離するには、様々な方法を適宜用いることができる。
例えば、剥離層２５０として、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ
）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコ
ニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（
Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、珪素（Ｓｉ）から選択された元素、
又は上記元素を主成分とする合金材料、又は上記元素を主成分とする化合物材料からなる
層を形成し、剥離層２５０の表面が金属酸化物となっている場合（例えば、実施の形態１
にて記載したように、剥離層２５０形成後に下地層２０１として酸素を含む膜を形成した
場合）は、当該金属酸化膜を結晶化させることにより脆弱化させ、物理的な力（例えば、
仮支持基材９０２を基板２００から引き剥がす力）を加えることにより、素子領域２６０
を剥離層２５０から剥離することができる。
【０２０５】
また、剥離層２５０として水素を含む非晶質珪素膜を形成した場合は、レーザ光の照射ま
たはエッチングにより当該水素を含む非晶質珪素膜を除去して、素子領域２６０を基板２
００から剥離することができる。また、剥離層２５０として窒素、酸素や水素等を含む膜
（例えば、水素を含む非晶質珪素膜、水素含有合金膜、酸素含有合金膜など）を用いた場
合には、剥離層２５０にレーザ光を照射して剥離層２５０内に含有する窒素、酸素や水素
をガスとして放出させ、素子領域２６０と基板２００との剥離を促進することができる。
また、剥離層２５０を溶液やＮＦ３、ＢｒＦ３、ＣｌＦ３等のフッ化ハロゲンガスによる
エッチングで除去する方法等も用いることができる。
【０２０６】
また、剥離層２５０として有機樹脂を形成した場合は、有機樹脂に内在する応力を利用し
て剥離を行ってもよい。
【０２０７】
上記剥離方法を複数組み合わせることでより容易に剥離工程を行うことができる。具体的
には、レーザ光の照射、ガスや溶液などによる剥離層へのエッチング、鋭いナイフやメス
などの機械的力で剥離層を部分的に除去するなどを行い、剥離層と素子層とを剥離しやす
い状態にしてから、物理的な力（機械等による）によって剥離を行う工程などがこれに当
たる。剥離層２５０を金属と金属酸化物との積層構造により形成した場合、レーザ光の照
射によって形成される溝や鋭いナイフやメスなどによる傷などをきっかけとして、剥離層
から物理的に引き剥がすことも容易となる。
【０２０８】
素子領域２６０を物理的に引き剥がす剥離は、溶液やガスなどを用いて剥離層を除去する
ことで素子領域２６０を剥離する方法と比較して、短時間で大面積の剥離処理を行うこと
が可能である。また、溶液やガスを用いないため安全性も高い。したがって、素子領域２
６０を基板２００から剥離する方法としては、物理的な力を加えて剥離する方法が生産性
や安全性の観点から最も有利である。
【０２０９】
また、物理的な手段により剥離を行う場合には、水などの液体をかけながら剥離を行って
もよい。これにより、剥離作業により生じる静電気が、素子領域２６０に与える悪影響（
例えば、半導体素子が静電気により破壊される）を抑制できる。
【０２１０】
なお、半導体層２０５として酸化物半導体を用いた場合、酸化物半導体はシリコン材料を
用いた一般的な半導体層と比較して絶縁耐性が高く絶縁破壊を生じにくい。このため、半
導体層２０５として酸化物半導体を用いることにより、剥離作業により静電気が発生した
場合においても、半導体層２０５が静電気により破壊されてしまうことを抑制できる。
【０２１１】
素子領域２６０を剥離層２５０から剥離する際に基板２００を固定することで、基板２０
０の動きおよび撓みを抑制できるため、素子領域２６０に局所的な力が加わることを防止
できる。したがって、素子領域２６０を不具合なく（例えば、素子領域２６０にクラック
が発生しない）剥離することができる。基板２００を固定する方法としては、例えば、接
着材料（または粘着材料）を用いて安定した台座に固定する、真空チャックにより固定す
るなどの方法があるが、基板２００を剥がす手間や基板２００の再利用を考慮すると、真
空チャックにより固定することが望ましい。特に、表面が多孔質状になっている真空チャ
ック（ポーラスチャックとも呼ぶ）を用いることで、基板２００の全面を均一な力で固定
できるため、より望ましい。
【０２１２】
なお、素子領域２６０上に剥離用接着剤９００を設ける前に、素子領域２６０に対して、
ジェット洗浄、超音波洗浄、プラズマ洗浄、ＵＶ洗浄、オゾン洗浄などを行い、素子領域
２６０表面に付着したゴミや有機成分を除去することが好ましい。
【０２１３】
次に、素子領域２６０の他の一面に固定用接着剤８０８を介して第１の支持体８００を接
着する（図９（Ｂ）参照。）。
【０２１４】
固定用接着剤８０８の材料としては、紫外線硬化型接着剤など光硬化型の接着剤、反応硬
化型接着剤、熱硬化型接着剤、または嫌気型接着剤など各種硬化型接着剤を用いることが
できる。
【０２１５】
固定用接着剤８０８は、スピンコーター、スリットコーター、グラビアコーター、ロール
コーターなどの各種コーティング装置や、フレキソ印刷装置、オフセット印刷装置、グラ
ビア印刷装置、スクリーン印刷装置、インクジェット装置などの各種印刷装置を用いて薄
く均一な膜厚で設けることが好ましい。
【０２１６】
第１の支持体８００としては、高いじん性（具体的には、１．５［ＭＰａ・ｍ１／２］以
上の破壊じん性値）を備えた各種材料を用いる。例えば、有機樹脂基板および有機樹脂薄
膜、または、金属基板および金属薄膜などを用いる。これにより、薄く軽量であり且つ衝
撃や曲げなど、外部から力を付加しても破壊の生じにくい液晶表示装置を作製できる。な
お、高いじん性を備えた各種材料は一般的に、じん性と共に高い可撓性を併持しており、
高いじん性を備えた第１の支持体８００は自由に湾曲させる事が可能である。また、第１
の支持体８００の厚さは、液晶表示装置の使用用途により適宜選択すればよい。例えば、
液晶表示装置を曲面などの形状に沿った状態に湾曲して設置する、丸めて持ち運ぶといっ
た状態で使用する場合は、第１の支持体８００の厚さを薄くすればよい。また、外部から
の負荷が絶えず加わるような状況下で使用する場合においては、第１の支持体８００の厚
さを厚くすればよい。
【０２１７】
上記有機樹脂基板および有機樹脂薄膜としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹
脂（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン樹脂（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート樹脂（
ＰＥＮ）、ポリビニルアルコール樹脂（ＰＶＡ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ナイ
ロン樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリルニトリル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂
（ＰＥＥＫ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、ポリスルホン樹脂（ＰＳＦ）、ポリエーテル
イミド樹脂（ＰＥＩ）、ポリアリレート樹脂（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート樹
脂（ＰＢＴ）、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリアミドイミド樹
脂（ＰＡＩ）、ポリイソブチレン樹脂（ＰＩＢ）、塩素化ポリエーテル樹脂（ＣＰ）、メ
ラミン樹脂（ＭＦ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、塩化ビニリデン樹脂（ＰＶｄＣ）、ポリプ
ロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、フッ素樹脂、フェノール樹脂（
ＰＦ）、フラン樹脂（ＦＦ）、不飽和ポリエステル樹脂（ＦＲＰ）、酢酸セルロース樹脂
（ＣＡ）、ユリア樹脂（ＵＦ）、キシレン樹脂（ＸＲ）、ジアリルフタレート樹脂（ＤＡ
Ｐ）、ポリ酢酸ビニル樹脂（ＰＶＡｃ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ＡＢＳ樹脂のうち
少なくとも１種類以上を構成成分として含む基板および薄膜を用いることができる。
【０２１８】
上記金属基板および金属薄膜としては、例えば、アルミ（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ニッ
ケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、ベリリウム（Ｂ
ｅ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉄
（Ｆｅ）、鉛（Ｐｂ）、スズ（Ｓｎ）、またはこれらの合金からなる基板および薄膜を用
いることができる。
【０２１９】
第１の支持体８００の材料選定に際して、本実施の形態のように外光の反射によって表示
を行なう反射型の液晶表示装置では、可視光に対する反射率が高い上記金属基板および薄
膜を第１の支持体８００として用いることが好ましく、特に、熱膨張係数が２０ｐｐｍ／
℃以下である金属基板および薄膜が好ましい。また、バックライトなどを光源として表示
を行なう透過型もしくは半透過型の液晶表示装置では、可視光に対する透過率が高い上記
有機樹脂基板および薄膜を第１の支持体８００として用いることが好ましく、特に、熱膨
張係数が２０ｐｐｍ／℃以下でありリタデーション（複屈折位相差）のない有機樹脂基板
および薄膜が好ましい。
【０２２０】
なお、本実施の形態では第１の支持体８００は単層構造であるが、第１の支持体８００の
表面や裏面に保護層を形成してもよい。保護層としては、例えば、酸化珪素（ＳｉＯ２）
、窒化珪素（ＳｉＮ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯＮ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）などの無
機薄膜や、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）などの金属膜およびそれら金属
の酸化膜などを用いることができ、特に水蒸気透過性、ガス透過性、紫外線透過性の低い
膜を用いることが好ましい。これらの保護層は、例えば、スパッタリング法やプラズマＣ
ＶＤ法を用いて設ければよい。
【０２２１】
なお、透過型もしくは半透過型液晶表示装置では、可視光透過率の比較的高い無機膜や金
属酸化膜などを用いることが好ましく、反射型液晶表示装置では、可視光反射率の高い金
属膜を用いることが好ましい。
【０２２２】
また保護層として、耐溶剤性を備えた樹脂などを用いてもよい。保護層の成分は基板洗浄
に用いる薬液や配向膜中に含まれる溶剤の種類に応じて適宜選択すればよく、例えば、塩
化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリイソブチレン樹脂（Ｐ
ＩＢ）、アクリル（メタクリル）樹脂（ＰＭＭＡ）、酢酸セルロース樹脂（ＣＡ）、ユリ
ア樹脂（ＵＦ）、キシレン樹脂（ＸＲ）、ジアリルフタレート樹脂（ＤＡＰ）、ポリ酢酸
ビニル樹脂（ＰＶＡｃ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリアミド（ナイロン）樹脂（Ｐ
Ａ）、ポリカーネイト樹脂（ＰＣ）、塩素化ポリエーテル樹脂（ＣＰ）、メラミン樹脂（
ＭＦ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、塩化ビニリデン樹脂（ＰＶｄＣ）、ポリスチレン（ＰＳ
）樹脂、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、フッ素樹脂（Ｐ
ＴＦＥ）、フェノール樹脂（ＰＦ）、フラン樹脂（ＦＦ）、不飽和ポリエステル樹脂（Ｆ
ＲＰ）ＡＢＳ樹脂などから適宜選択すればよい。これにより、基板洗浄時に用いる薬液や
配向膜中に含まれる溶剤などによる第１の支持体の変質を防止できる。
【０２２３】
これらの保護層を形成する方法としては、例えば、スピンコーター、スリットコーター、
グラビアコーター、ロールコーターなどの各種コーティング装置や、フレキソ印刷装置、
オフセット印刷装置、グラビア印刷装置、スクリーン印刷装置、インクジェット装置など
の各種印刷装置を用いて薄く均一な膜厚で設けることが好ましい。
【０２２４】
なお、本実施の形態では素子領域２６０の他の一面に、固定用接着剤８０８を介して第１
の支持体８００を接着しているが、第１の支持体８００として繊維体に有機樹脂が含浸さ
れた構造体（いわゆるプリプレグ）を用いた場合には、含浸された有機樹脂が固定用接着
剤８０８の役割を果たすため、固定用接着剤８０８を用いず直接素子領域２６０と第１の
支持体８００を接着することができる。この際、当該構造体の有機樹脂としては、反応硬
化型、熱硬化型、紫外線硬化型など追加処理を施すことによって硬化が進行するものを用
いるとよい。
【０２２５】
本実施の形態では、第１の支持体としてステンレスフィルム（いわゆるＳＵＳフィルム。
鉄をベースとしてクロムやニッケルなどを添加した材料から作製されるフィルム）を用い
、スクリーン印刷装置を用いて表面に熱硬化型接着剤を薄く設けた。これを素子領域の他
の一面に貼り合わせて硬化処理を行った。
【０２２６】
なお、第１の支持体８００上に固定用接着剤８０８を設ける前に、第１の支持体８００に
対して、流体ジェット洗浄、超音波洗浄、プラズマ洗浄、ＵＶ洗浄、オゾン洗浄などを行
い、第１の支持体８００に付着したゴミや有機成分を除去することが好ましい。
【０２２７】
また、第１の支持体８００に対して加熱処理を行ってもよい。加熱処理を行うことにより
、第１の基板に付着した水分や不純物を除去できる。さらに、減圧状態で加熱処理を行う
ことにより、より効率的に水分や不純物を除去できる。加熱処理を行う場合は、第１の支
持体８００には、加熱処理の温度に耐えるだけの耐熱温度を有した基板を用いることが好
ましい。
【０２２８】
なお、上記の各種洗浄方法および加熱処理については、どれか１つを行ってもよいし、複
数を組み合わせてもよい。例えば、流体ジェット洗浄を行って第１の支持体８００に付着
したゴミを除去した後にオゾン洗浄を行って有機成分を除去し、最後に加熱処理を行って
、流体洗浄の際に第１の支持体８００に付着した水分や内部に吸収された水分を除去する
ことで、第１の支持体８００のゴミ、有機成分、水分を効果的に除去できる。
【０２２９】
次に、素子領域２６０から剥離用接着剤９００および、仮支持基材９０２を取り除く。
【０２３０】
本実施の形態では、剥離用接着剤９００として水溶性接着剤を用い、仮支持基材９０２と
してＵＶ剥離型テープを用いているため、まずＵＶ照射処理を行い仮支持基材９０２を取
り除いた後に、水洗浄により剥離用接着剤９００を取り除いた。
【０２３１】
なお、第１の支持体８００は高いじん性を備えているため、外部から力が加わることによ
り変形するだけの可撓性を有している。このため、分離作業時や後の工程にて第１の支持
体８００に負荷が加わり変形や破壊が生じないように、第１の支持体８００に対して接着
部材を介して剛性の高い基板を貼り付けた状態で、素子領域２６０から仮支持基材９０２
を分離することが好ましい。このように、剛性の高い基板を貼り付けることにより、ガラ
ス基板などで用いられる製造装置をそのまま用いることができる。
【０２３２】
以上の工程により、固定用接着剤８０８を介して素子領域２６０が表面に設置された第１
の支持体８００を作製することができる。
【０２３３】
なお、本実施の形態は、液晶層としてブルー相を示す液晶材料を用いた液晶表示装置のた
め必ずしも配向膜を設ける必要がないため、図８乃至図１１において配向膜を記載してい
ないが、液晶層としてブルー相を示さない液晶材料を用いた液晶表示装置では、素子領域
２６０上（少なくとも画素電極２１０上）に配向膜（例えば、ポリイミド（ＰＩ）、ポリ
ビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルシンナメート（ＰＶＣｉ）などの絶縁有機材料
を用いればよい）を形成し、配向膜に対してラビング処理（例えば、レーヨン繊維、コッ
トン繊維、ナイロン繊維などを主材料とする繊維が設けられているローラーなどを用いて
配向膜を擦る）を行って配向膜に配向性能を付加すればよい。
【０２３４】
なお、液晶層としてブルー相を示す液晶材料を用いた場合、配向膜を設けなくてもよいの
でラビング処理も不要となる。このため、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊
を防止することができ、作製工程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる
。よって液晶表示装置の生産性を向上できるという利点も併せ持つ。
【０２３５】
＜第２の支持体の形成工程＞
次に、第２の支持体８１０を準備し、第２の支持体８１０の一面に第４の導電層８１４を
設ける（図１０（Ａ）参照。）。なお、本実施の形態はモノクローム液晶表示装置の説明
であるため、カラーフィルタを設けていないが、カラー液晶表示装置を作製する場合は、
第２の支持体８１０と第４の導電層８１４の間にカラーフィルタを設けてもよい。
【０２３６】
カラーフィルタを設ける場合は通常、画素部にＲＧＢ（Ｒは赤、Ｇは緑、Ｂは青を表す）
の三色のカラーフィルタを配置するが、これに限定されることはなく、例えば、ＲＧＢＷ
（Ｗは白を表す）、又はＲＧＢに、イエロー、シアン、マゼンタ等を一色以上追加したも
のがある。なお、色要素のドット毎にその表示領域の大きさが異なっていてもよい。なお
、画素部における表示方式は、プログレッシブ方式やインターレース方式等を用いること
ができる。
【０２３７】
また、第２の支持体に対してブラックマトリクス（遮光層）や、位相差部材、反射防止部
材などの光学部材（光学基板）を適宜設けてもよい。
【０２３８】
また、本実施の形態では液晶表示装置の駆動方式がＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎ
ｍｅｎｔ）方式の説明であるため、第２の支持体８１０の一面に第４の導電層８１４を形
成し、画素電極２１０と第４の導電層８１４により液晶材料８４０を挟む縦電界方式の構
造となっているが、横電界方式の駆動方式を用いた場合は、第４の導電層８１４は必ずし
も第２の支持体８１０上に設ける必要はない。
【０２３９】
第２の支持体８１０としては、高いじん性（具体的には、１．５［ＭＰａ・ｍ１／２］以
上の破壊じん性値）を備えた各種材料を用いる。第２の支持体は、外部に出る光を極力妨
げない性質が必要であるため、有機樹脂基板および有機樹脂薄膜を用いる。これにより、
薄く軽量であり且つ衝撃や曲げなど、外部から力を付加しても破壊の生じにくい液晶表示
装置を作製できる。なお、高いじん性を備えた各種材料は一般的に、じん性と共に高い可
撓性を併持しており、高いじん性を備えた第２の支持体８１０は自由に湾曲させる事が可
能である。また、第２の支持体８１０の厚さは、液晶表示装置の使用用途により適宜選択
すればよい。例えば、液晶表示装置を曲面などの形状に沿った状態に湾曲して設置する、
丸めて持ち運ぶといった状態で使用する場合は、第２の支持体８１０の厚さを薄くすれば
よい。また、外部からの負荷が絶えず加わるような状況下で使用する場合においては、第
２の支持体８１０の厚さを薄くすればよい。
【０２４０】
上記有機樹脂基板および有機樹脂薄膜としては、第１の支持体８００と同様の材料を用い
ることができる。
【０２４１】
第２の支持体８１０への保護層形成や洗浄などについては第１の支持体８００と同様であ
るため、ここでは説明を省略する。
【０２４２】
なお、第２の支持体８１０は高いじん性を備えているため、外部から力が加わることによ
り変形するだけの可撓性を有している。このため、後の工程にて第２の支持体８１０に負
荷が加わる事による変形を抑制するため、第２の支持体８１０に対して接着部材を介して
剛性の高い基板を貼り付けることが好ましい。このように、剛性の高い基板を貼り付ける
ことにより、ガラス基板などで用いられる製造装置をそのまま用いることができる。なお
、上述の剛性の高い基板は、第２の支持体を８１０を素子領域２６０に貼り合わせた後に
分離する必要があるため、接着部材としては弱粘性接着部材（例えばシリコンゴムなど）
、光照射や加熱処理により粘着性を低下できる部材（例えばＵＶ剥離テープや熱剥離テー
プ）を用いることが望ましい。
【０２４３】
第４の導電層８１４は、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、塗布法、印刷法等により
、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
ジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す）、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などの透光性を有する導電材料を主成分とする層を、単層または積層
にて用いることができる。
【０２４４】
本実施の形態では、第２の支持体８１０としてポリイミドフィルムを用い、ポリイミドフ
ィルム上に第４の導電層８１４として、スパッタリング法によりＩＴＯ膜を２００ｎｍ成
膜した。
【０２４５】
なお、図１０（Ａ）には図示していないが、第４の導電層８１４を形成した後に、第４の
導電層８１４に対してスペーサ材料（第１の支持体８００と第２の支持体８１０を貼り合
わせた際に、画素電極２１０と第４の導電層８１４の間に液晶材料８４０を設けるための
間隔、いわゆるギャップを確保する材料）を、必要に応じて設けてもよい。
【０２４６】
また、本実施の形態は、液晶層としてブルー相を示す液晶材料を用いた液晶表示装置のた
め必ずしも配向膜を設ける必要がないため、図１０（Ａ）には配向膜を記載していないが
、液晶相としてブルー相を示さない液晶材料を用いた液晶表示装置では、第４の導電層８
１４上に配向膜（例えば、ポリイミド（ＰＩ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリ
ビニルシンナメート（ＰＶＣｉ）などの絶縁有機材料を用いればよい）を形成し、配向膜
に対してラビング処理（例えば、レーヨン繊維、コットン繊維、ナイロン繊維などを主材
料とする繊維設けられているローラーなどを用いて配向膜を擦る）を行って配向膜に配向
性能を付加すればよい。
【０２４７】
なお、本実施の形態では、第１の支持体８００上に固定用接着剤８０８を介して素子領域
２６０を設ける工程の次に、第２の支持体８１０に第４の導電層８１４を形成する工程が
記載されているが、両者の作製順序に限定はない。液晶表示装置の製造時間を短縮するた
めには、両工程を同時に並行して行うことが好ましい。
【０２４８】
＜液晶層封止工程＞
次に、固定用接着剤８０８を介して素子領域２６０が表面に設置された第１の支持体８０
０を準備した後、画素部８５０の周辺に画素部８５０を囲む状態にシール材８２０を設け
、電極２２１上に第１の導電材料８４５を設けた後に、画素部８５０上に液晶材料８４０
を設ける（図１０（Ｂ）参照。）。
【０２４９】
シール材８２０は、フレキソ印刷装置、オフセット印刷装置、グラビア印刷装置、スクリ
ーン印刷装置、インクジェット装置、ディスペンサー装置などの各種印刷装置を用いて設
ければよい。なお、シール材８２０とし、例えば、紫外線硬化型接着剤など光硬化型の接
着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、または嫌気型接着剤など各種硬化型接着剤を
用いればよい。液晶表示装置に使用される各種材料への影響や生産性を考慮すると、高温
状態での硬化処理が不要であり、短時間にて接着剤が硬化する光硬化型接着剤を用いるこ
とが好ましい。また、シール材８２０は、スペーサ材料を含んでいてもよい。
【０２５０】
なお、図８及び図１０では、シール材８２０は画素部８５０を囲む状態に１ラインだけ設
けられているが、複数ライン設けても良い。複数ライン設けることにより、第１の支持体
８００と第２の支持体８１０をより強固に接着できる。
【０２５１】
第１の導電材料８４５としては、導電性粒子と有機樹脂を有する材料を用いる。具体的に
は、粒径が数ｎｍから数十μｍの導電性粒子を有機樹脂に分散させた材料を用いる。導電
性粒子としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ
）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、ア
ルミ（Ａｌ）、カーボン（Ｃ）のいずれか一つ以上の金属粒子、絶縁粒子（例えばガラス
粒子や有機樹脂粒子など）表面に前記いずれか一つ以上の金属膜が形成された粒子、ハロ
ゲン化銀の微粒子などを用いることができる。また、第１の導電材料８４５に含まれる有
機樹脂は、金属粒子のバインダ、溶媒、分散剤および被覆材として機能する有機樹脂から
選ばれた一つまたは複数を用いることができる。代表的には、エポキシ樹脂、シリコーン
樹脂等の有機樹脂が挙げられる。
【０２５２】
第１の導電材料８４５を設ける方法としては、フレキソ印刷装置、オフセット印刷装置、
グラビア印刷装置、スクリーン印刷装置、インクジェット装置、ディスペンサー装置など
の各種印刷装置を用いればよい。
【０２５３】
液晶材料８４０としては、リオトロピック液晶、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高
分子液晶、ディスコチック液晶、強誘電液晶、反強誘電液晶等を用いる。なお、上記液晶
材料は、条件により、ネマチック相、コレステリック相、コレステリックブルー相、スメ
クチック相、スメクチックブルー相、キュービック相、スメクチックＤ相、カイラル・ネ
マチック相、等方相等を示す。コレステリックブルー相及びスメクチックブルー相は、螺
旋ピッチが５００ｎｍ以下で比較的短いコレステリック相またはスメクチック相を有する
液晶材料にみられる。該液晶材料の配向は二重ねじれ構造を有し、また光学波長以下の秩
序を有している。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと
、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。
【０２５４】
本実施の形態で用いているブルー相は、狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を
改善するために、５重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を用いて液晶材料に
適用する。なかでも、ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度
が１０μｓ〜１００μｓと短く、光学的に等方性であるため配向膜が不要であり、視野角
依存性が小さいといった特性を有している。このため、表示画像品質の向上およびコスト
の削減を実現できる。
【０２５５】
なお、液晶材料の固有抵抗率は、１×１０９Ω・ｃｍ以上であり、好ましくは１×１０１
１Ω・ｃｍ以上であり、さらに好ましくは１×１０１２Ω・ｃｍ以上である。
【０２５６】
次に、第１の支持体８００の液晶材料８４０を設けた面に対して、第２の支持体８１０の
第４の導電層８１４を設けた面を貼り合わせると共に、シール材８２０、第１の導電材料
８４５に対して硬化処理を行う（図１０（Ｃ）参照。）。
【０２５７】
貼り合わせ処理は、真空貼り合わせ装置などを用いて、減圧状態が保たれた処理室内で、
第１の支持体８００および第２の支持体８１０を貼り合わせる事が好ましい。これにより
、シール材や液晶材料に気泡が発生しない状態で貼り合わせることができ、また、シール
材８２０により囲まれた領域内に、大気成分が封入されるのを抑制することができる。
【０２５８】
なお、貼り合わせ処理を行った後に、第１の支持体８００および第２の支持体８１０の片
面または両面に対して圧力を付加する処理を行うことが好ましい。これにより、シール材
８２０により囲まれた領域内に、液晶材料８４０が隙間なく均一に形成される。
【０２５９】
硬化処理は、シール材８２０、第１の導電材料８４５の材料成分により、可視光照射、Ｕ
Ｖ光照射、加熱処理の中から１種類または複数の処理を、硬化状態が最適となるように行
う。例えば、シール材８２０、第１の導電材料８４５が光硬化性材料である場合は、各々
の硬化条件に応じて照射する光の波長、強度、時間を適宜選択する。なお、シール材８２
０、第１の導電材料８４５に硬化条件が同じである材料（例えば、シール材８２０、第１
の導電材料８４５共に光硬化性材料であり、硬化のための光の波長や強度も概ね一致して
いるなど）を用いると、硬化処理回数を少なくできるため好ましい。なお、第１の導電材
料８４５自体の導電性向上や導通不良防止のため、第１の導電材料８４５の硬化時には圧
力を加えることが望ましい。
【０２６０】
なお、本実施の形態ではシール材８２０および液晶材料８４０を滴下した後に第１の支持
体８００と第２の支持体８１０を貼り合わせる方法（滴下法）を用いたが、シール材８２
０を滴下した後に第１の支持体８００と第２の支持体８１０を貼り合わせ、その後、第１
の支持体８００と第２の支持体８１０の間に生じる隙間を利用して、毛細管現象によりシ
ール材８２０に囲まれた領域内に液晶材料８４０を注入する方法（注入法）を用いてもよ
い。
【０２６１】
次に、第１の支持体８００の電極２２２上に、第２の導電材料８５５を設ける（図１１（
Ａ）参照。）。
【０２６２】
第２の導電材料８５５としては、例えば、導電性粒子と有機樹脂を有する材料を用いる。
具体的には、粒径が数ｎｍから数十μｍの導電性粒子を有機樹脂に分散させた材料を用い
る。導電性粒子としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白
金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔ
ｉ）、アルミ（Ａｌ）、カーボン（Ｃ）のいずれか一つ以上の金属粒子、絶縁粒子表面に
前記いずれか一つ以上の金属膜が形成された粒子、ハロゲン化銀の微粒子、または半田材
料などを用いることができる。また、第２の導電材料８５５に含まれる有機樹脂は、金属
粒子のバインダ、溶媒、分散剤および被覆材として機能する有機樹脂から選ばれた一つま
たは複数を用いることができる。代表的には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の有機樹
脂が挙げられる。
【０２６３】
第２の導電材料８５５を設ける方法としては、フレキソ印刷装置、オフセット印刷装置、
グラビア印刷装置、スクリーン印刷装置、インクジェット装置、ディスペンサー装置など
の各種印刷装置を用いればよい。
【０２６４】
本実施の形態では、第２の導電材料８５５として、数ｎｍから数十μｍサイズのフレーク
状銀粒子が混入されたエポキシ樹脂を用いた。
【０２６５】
次に、第２の導電材料８５５上に外部配線８７０ａを設け、接続処理を行うことにより電
極２２２と外部配線８７０ａを電気的に接続すると共に、第２の支持体８１０に偏光フィ
ルタ８６０を貼り付ける（図１１（Ｂ）参照。）。
【０２６６】
外部配線８７０ａとしては、例えば、プリント配線板やＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒ
ｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などがある。本実施の形態における液晶表示装置は、ベー
ス基板、対向基板共に高いじん性を備えており、液晶表示装置が可撓性を有する状態の場
合もあるため、外部配線８７０ａも可撓性を有することが好ましい。
【０２６７】
接続処理としては、第２の導電材料８５５が硬化する条件（可視光照射、ＵＶ光照射、加
熱処理など）を第２の導電材料８５５に与えればよい。さらに、第２の導電材料８５５自
体の導電性向上や、電極２２２と第２の導電材料８５５の導通不良防止のため、第２の導
電材料８５５の接続処理時には圧力を加えることが望ましい。なお、接続処理としては、
第２の導電材料８５５、外部配線８７０ａに対して加圧処理を行いながら加熱処理を行う
熱圧着装置が広く用いられている。
【０２６８】
なお、本実施の形態は反射型液晶表示装置の説明であるため光源を設けていないが、透過
型液晶表示装置や半透過型液晶表示装置では、第１の支持体８００側に光源としてバック
ライト、サイドライトなどを設置してもよい。
【０２６９】
また、バックライトとして複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いて、時間分割表示方式
（フィールドシーケンシャル駆動方式）を行うことも可能である。フィールドシーケンシ
ャル駆動方式を適用することで、カラーフィルタを用いることなく、カラー表示を行うこ
とができる。
【０２７０】
なお、本実施の形態は反射型の液晶表示装置であるため、第２の支持体８１０側のみに偏
光フィルタ８６０を設けたが、透過型や半透過型の液晶表示装置では第１の支持体８００
側に偏光フィルタを設けてもよい。また、本実施の形態では電極２２２と外部配線８７０
ａを接続した後に偏光フィルタ８６０を貼り付けているが、この順序は逆になってもよい
。
【０２７１】
以上の工程により作製された液晶表示装置は、液晶表示装置の動作に必要な素子領域２６
０が従来よりも少ない枚数のフォトマスクで作製されており、且つ、素子領域２６０が、
１．５［ＭＰａ・ｍ１／２］以上の破壊じん性値を有する第１の支持体８００に形成され
ている。さらに、液晶材料８４０を挟持する第２の支持体８１０も、１．５［ＭＰａ・ｍ
１／２］以上の破壊じん性値を有している。
【０２７２】
したがって、複雑な技術や特殊な装置を用いることなくフォトマスクの使用枚数を従来よ
りも少なくすることができると共に、薄く、軽量であり且つ高いじん性を備えた液晶表示
装置の作製できる。
【０２７３】
また、第１の支持体８００および第２の支持体８１０として、高い可撓性を併持する材料
を用いることにより、曲面などの形状に沿った状態に湾曲して設置する、丸めて持ち運ぶ
という用途に使用できる液晶表示装置を作製する事も可能となる。
【０２７４】
本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０２７５】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明に係る半導体装置の使用形態の一例について説明する。本発明
に係る半導体装置は、作製した基板から剥離することによって、可撓性を有する状態とす
ることができる。以下に、本発明に係る半導体装置を有する電子機器の具体例に関して図
１２を参照して説明する。電子機器とは、液晶表示装置、テレビジョン装置（単にテレビ
、テレビ受像機、テレビジョン受像機とも呼ぶ）及び携帯電話等を指す。
【０２７６】
図１２（Ａ）はディスプレイ１２０１であり、支持台１２０２、表示部１２０３を含む。
表示部１２０３は可撓性を有する基板を用いて形成されており、軽量で薄型のディスプレ
イを実現できる。また、表示部１２０３を湾曲させることも可能であり、支持台１２０２
から取り外して湾曲した壁に沿ってディスプレイを取り付けることも可能である。上記実
施の形態で示した半導体装置を、表示部１２０３に用いることによって、本発明の半導体
装置の使用形態の一つである可撓性を有するディスプレイを作製することができる。この
ように、可撓性を有するディスプレイは、フラットな面はもちろん湾曲した部分にも設置
することが可能となるため、様々な用途に用いることができる。
【０２７７】
図１２（Ｂ）は巻き取り可能なディスプレイ１２１１であり、表示部１２１２を含む。上
記実施の形態で示した半導体装置を、表示部１２１２に用いることによって、本発明の半
導体装置の使用形態の一つである、巻取りが可能で薄型の大型ディスプレイを作製するこ
とができる。巻き取り可能なディスプレイ１２１１は可撓性を有する基板を用いて形成さ
れているため、表示部１２１２と共に折り畳んだり、巻き取ったりして持ち運ぶことが可
能である。そのため、巻き取り可能なディスプレイ１２１１が大型である場合でも折り畳
んだり、巻き取ったりして鞄に入れて持ち運ぶことができる。
【０２７８】
図１２（Ｃ）は、シート型のコンピュータ１２２１であり、表示部１２２２、キーボード
１２２３、タッチパッド１２２４、外部接続ポート１２２５、電源プラグ１２２６等を含
んでいる。上記実施の形態で示した半導体装置を、表示部１２２２に用いることによって
、本発明の半導体装置の使用形態の一つである、薄型またはシート型のコンピュータを作
製することができる。表示部１２２２は可撓性を有する基板を用いて形成されており、軽
量で薄型のコンピュータを実現できる。また、シート型のコンピュータ１２２１の本体部
分に収納スペースを設けることによって表示部１２２２を本体に巻き取って収納すること
が可能である。また、キーボード１２２３も可撓性を有するように設けることによって、
表示部１２２２と同様にシート型のコンピュータ１２２１の収納スペースに巻き取って収
納することができ、持ち運びが便利になる。また、使用しない場合にも折り畳むことによ
って場所をとらずに収納することが可能となる。
【０２７９】
図１２（Ｄ）は、２０〜８０インチの大型の表示部を有する表示装置１２３１であり、操
作部であるキーボード１２３３、表示部１２３２、スピーカー１２３４等を含む。また、
表示部１２３２は可撓性を有する基板を用いて形成されており、キーボード１２３３を取
り外して表示装置１２３１を折り畳んだり巻き取ったりして持ち運ぶことが可能である。
また、キーボード１２３３と表示部１２３２との接続は無線で行うことができ、例えば、
湾曲した壁に沿って表示装置１２３１を取り付けながらキーボード１２３３で無線によっ
て操作することができる。
【０２８０】
図１２（Ｄ）に示す例では、上記実施の形態で示した半導体装置を、表示部１２３２に用
いている。これによって、本発明の半導体装置の使用形態の一つである、薄型の大型表示
装置を作製することができる。
【０２８１】
図１２（Ｅ）は電子ブック１２４１であり、表示部１２４２、操作キー１２４３等を含む
。またモデムが電子ブック１２４１に内蔵されていても良い。表示部１２４２は可撓性基
板を用いて形成されており、折り曲げたり巻き取ったりすることができる。そのため、電
子ブックの持ち運びも場所をとらずに行うことができる。さらに、表示部１２４２は文字
等の静止画像はもちろん動画も表示することが可能となっている。
【０２８２】
図１２（Ｅ）に示す例では、上記実施の形態で示した半導体装置を、表示部１２４２に用
いている。これによって、本発明の半導体装置の使用形態の一つである、薄型の電子ブッ
クを作製することができる。
【０２８３】
図１２（Ｆ）はＩＣカード１２５１であり、表示部１２５２、接続端子１２５３等を含む
。表示部１２５２は可撓性基板を用いて軽量、薄型のシート状になっているため、カード
の表面に張り付けて形成することができる。また、ＩＣカードが非接触でデータの受信が
行える場合に外部から取得した情報を表示部１２５２に表示することが可能となっている
。
【０２８４】
図１２（Ｆ）に示す例では、上記実施の形態で示した半導体装置を、表示部１２５２に用
いている。これによって、本発明の半導体装置の使用形態の一つである、薄型のＩＣカー
ドを作製することができる。
【０２８５】
このように、本発明に係る半導体装置を電子機器に用いることにより、曲げ等の外力が加
わり応力が生じた場合であっても、トランジスタ等の素子の損傷を低減することができる
ため、半導体装置の歩留まりや信頼性を向上させることができる。
【０２８６】
以上のように、本発明の適用範囲はきわめて広く、あらゆる分野の電子機器や情報表示手
段に用いることができる。
【０２８７】
（実施の形態５）
本実施の形態では、左目用の映像と右目用の映像を高速で切り換える表示装置として、実
施の形態３で作製した液晶表示装置を用いて、表示装置の映像と同期する専用の眼鏡を用
いて動画または静止画である３Ｄ映像を視認する例を図１３を用いて示す。
【０２８８】
図１３（Ａ）は表示装置１３１１と、専用の眼鏡本体１３０１がケーブル１３０３で接続
されている外観図を示す。専用の眼鏡本体１３０１は、左目用パネル１３０２ａと右目用
パネル１３０２ｂに設けられているシャッターが交互に開閉することによって使用者が表
示装置１３１１の画像を３Ｄとして認識することができる。
【０２８９】
また、表示装置１３１１と専用の眼鏡本体１３０１の主要な構成についてのブロック図を
図１３（Ｂ）に示す。
【０２９０】
図１３（Ｂ）に示す表示装置１３１１は、表示制御回路１３１６、表示部１３１７、タイ
ミング発生器１３１３、ソース線側駆動回路１３１８、外部操作手段１３２２及びゲート
線側駆動回路１３１９を有する。本発明の半導体装置は表示部１３１７に用いることがで
きる。なお、キーボード等の外部操作手段１３２２による操作に応じて、出力する信号を
可変する。
【０２９１】
タイミング発生器１３１３では、スタートパルス信号などを形成するとともに、左目用映
像と左目用パネル１３０２ａのシャッターとを同期させるための信号、右目用映像と右目
用パネル１３０２ｂのシャッターとを同期させるための信号などを形成する。
【０２９２】
左目用映像の同期信号１３３１ａを表示制御回路１３１６に入力して表示部１３１７に表
示すると同時に、左目用パネル１３０２ａのシャッターを開ける同期信号１３３０ａを左
目用パネル１３０２ａに入力する。また、右目用映像の同期信号１３３１ｂを表示制御回
路１３１６に入力して表示部１３１７に表示すると同時に、右目用パネル１３０２ｂのシ
ャッターを開ける同期信号１３３０ｂを右目用パネル１３０２ｂに入力する。
【０２９３】
また、左目用の映像と右目の映像を高速で切り換えるため、表示装置１３１１は、発光ダ
イオード（ＬＥＤ）を用いて、時分割によりカラー表示する継時加法混色法（フィールド
シーケンシャル法）とすることが好ましい。
【０２９４】
また、フィールドシーケンシャル法を用いるため、タイミング発生器１３１３は、発光ダ
イオードのバックライト部にも同期信号１３３０ａ、１３３０ｂと同期する信号を入力す
ることが好ましい。なお、バックライト部はＲ、Ｇ、及びＢのＬＥＤを有するものとする
。
【０２９５】
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる
。
【符号の説明】
【０２９６】
１００    半導体装置
１０１    基板
１０２    画素領域
１０３    端子部
１０４    端子部
１０５    端子
１０６    端子
１１０    画素
１１１    トランジスタ
１１２    液晶素子
１１３    容量素子
１１４    電極
１２０    画素
１２３    容量素子
１５０    大版基板
２００    基板
２０１    下地層
２０２    ゲート電極
２０３    容量配線
２０４    第１の絶縁層
２０５    半導体層
２０７    第２の絶縁層
２０８    コンタクトホール
２１０    画素電極
２１２    配線
２１６    配線
２１７    電極
２１８    コンタクトホール
２１９    コンタクトホール
２２０    コンタクトホール
２２１    電極
２２２    電極
２２５    画素開口部
２５０    剥離層
２６０    素子領域
８００    第１の支持体
８０８    固定用接着剤
８１０    第２の支持体
８１４    第４の導電層
８２０    シール材
８４０    液晶材料
８４５    第１の導電材料
８５０    画素部
８５５    第２の導電材料
８６０    偏光フィルタ
８８０    入力端子
９００    剥離用接着剤
９０２    仮支持基材
１２０１    ディスプレイ
１２０２    支持台
１２０３    表示部
１２１１    ディスプレイ
１２１２    表示部
１２２１    コンピュータ
１２２２    表示部
１２２３    キーボード
１２２４    タッチパッド
１２２５    外部接続ポート
１２２６    電源プラグ
１２３１    表示装置
１２３２    表示部
１２３３    キーボード
１２３４    スピーカー
１２４１    電子ブック
１２４２    表示部
１２４３    操作キー
１２５１    ＩＣカード
１２５２    表示部
１２５３    接続端子
１３０１    眼鏡本体
１３０３    ケーブル
１３１１    表示装置
１３１３    タイミング発生器
１３１６    表示制御回路
１３１７    表示部
１３１８    ソース線側駆動回路
１３１９    ゲート線側駆動回路
１３２２    外部操作手段
２０６ａ    ソース電極
２０６ｂ    ドレイン電極
７４８ａ    結晶性半導体層
７４８ｂ    結晶性半導体層
８７０ａ    外部配線
８７０ｂ    外部配線
１３０２ａ    左目用パネル
１３０２ｂ    右目用パネル
１３３０ａ    同期信号
１３３０ｂ    同期信号
１３３１ａ    同期信号
１３３１ｂ    同期信号
【図１】
2018156085.tif 000004
【図２】
2018156085.tif 000005
【図３】
2018156085.tif 000006
【図４】
2018156085.tif 000007
【図５】
2018156085.tif 000008
【図６】
2018156085.tif 000009
【図７】
2018156085.tif 000010
【図８】
2018156085.tif 000011
【図９】
2018156085.tif 000012
【図１０】
2018156085.tif 000013
【図１１】
2018156085.tif 000014
【図１２】
2018156085.tif 000015
【図１３】
2018156085.tif 000016