(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、前記第１の電極と接する混合層と、前記混合層と接する有機化合物層と、前記有機化合物層と接する第２の電極とを有し、
前記混合層は、正孔輸送性の第１の有機化合物および遷移金属の酸化物からなり、
前記有機化合物層は、正孔輸送性又は電子輸送性の第２の有機化合物からなることを特徴とする温度センサ素子。
【請求項２】
第１の電極と、前記第１の電極と接する混合層と、前記混合層と接する有機化合物層と、前記有機化合物層と接する第２の電極とを有し、
前記混合層は、正孔輸送性の第１の有機化合物および遷移金属の酸化物からなり、
前記有機化合物層は、正孔輸送性の第２の有機化合物からなり、
前記混合層に含まれる前記第１の有機化合物と前記有機化合物層に含まれる前記第２の有機化合物は、同一であることを特徴とする温度センサ素子。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記混合層は、前記第１の有機化合物として芳香族アミン化合物、フタロシアニン化合物、カルバゾール誘導体、又は芳香族炭化水素、又は高分子化合物のいずれか一と、
前記遷移金属の酸化物としてチタン酸化物、バナジウム酸化物、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、又はマンガン酸化物のいずれか一と、からなることを特徴とする温度センサ素子。
【請求項４】
発光素子と、温度センサ素子と、を有し、
前記発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、前記第１の電極と接する第１の混合層と、前記第１の混合層と接する正孔輸送層と、発光層と、を有し、
前記温度センサ素子は、第３の電極と、前記第３の電極と接する第２の混合層と、前記第２の混合層と接する有機化合物層と、前記有機化合物層と接する第４の電極と、を有し、
前記発光素子の有する前記第１の電極と前記温度センサ素子の有する前記第３の電極は、同時に形成された同一の導電層からなり、
前記発光素子の有する前記第１の混合層と前記温度センサ素子の有する前記第２の混合層は、正孔輸送性の第１の有機化合物および遷移金属の酸化物であって、且つ同時に形成された同一の層からなり、
前記発光素子の有する前記正孔輸送層と前記温度センサ素子の有する前記有機化合物層は、正孔輸送性の第２の有機化合物であって、且つ同時に形成された同一の層からなり、
前記発光素子の有する前記第２の電極と前記温度センサの有する前記第４の電極は、同時に形成された同一の導電層からなることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
発光素子と、温度センサ素子と、を有し、
前記発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、前記第１の電極と接する第１の混合層と、前記第１の混合層と接する正孔輸送層と、発光層と、を有し、
前記温度センサ素子は、第３の電極と、前記第３の電極と接する第２の混合層と、前記第２の混合層と接する有機化合物層と、前記有機化合物層と接する第４の電極と、を有し、
前記発光素子の有する前記第１の電極と前記温度センサ素子の有する前記第３の電極は、同時に形成された同一の導電層からなり、
前記発光素子の有する前記第１の混合層と前記温度センサ素子の有する前記第２の混合層は、正孔輸送性の第１の有機化合物および遷移金属の酸化物であって、且つ同時に形成された同一の層からなり、
前記発光素子の有する前記正孔輸送層と前記温度センサ素子の有する前記有機化合物層は、正孔輸送性の第２の有機化合物であって、且つ同時に形成された同一の層からなり、
前記発光素子の有する前記第２の電極と前記温度センサの有する前記第４の電極は、同時に形成された同一の導電層からなり、
前記第１の混合層および前記第２の混合層のそれぞれに含まれる前記第１の有機化合物と前記正孔輸送層および前記有機化合物層のそれぞれに含まれる前記第２の有機化合物は同一であることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５において、
前記第１の混合層および前記第２の混合層は、前記第１の有機化合物として芳香族アミン化合物、フタロシアニン化合物、カルバゾール誘導体、又は芳香族炭化水素、又は高分子化合物のいずれか一と、
前記遷移金属の酸化物としてチタン酸化物、バナジウム酸化物、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、又はマンガン酸化物のいずれか一と、からなることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
第１の薄膜トランジスタと電気的に接続される温度センサ素子と、第２の薄膜トランジスタと電気的に接続されるアンテナと、を有し、
前記温度センサ素子は、第１の電極と、前記第１の電極と接する混合層と、前記混合層と接する有機化合物層と、前記有機化合物層と接する第２の電極とを有し、
前記混合層は、正孔輸送性の第１の有機化合物および遷移金属の酸化物からなり、
前記有機化合物層は、正孔輸送性又は電子輸送性の第２の有機化合物からなり、
前記第１の電極または前記第２の電極のどちらか一方は、前記第１のトランジスタと電気的に接続されることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
第１の薄膜トランジスタと電気的に接続される温度センサ素子と、第２の薄膜トランジスタと電気的に接続されるアンテナと、を有し、
前記温度センサ素子は、第１の電極と、前記第１の電極と接する混合層と、前記混合層と接する有機化合物層と、前記有機化合物層と接する第２の電極とを有し、
前記混合層は、正孔輸送性の第１の有機化合物および遷移金属の酸化物からなり、
前記有機化合物層は、正孔輸送性の第２の有機化合物からなり、
前記混合層に含まれる前記第１の有機化合物および前記有機化合物層に含まれる前記第２の有機化合物は、同一であり、
前記第１の電極または前記第２の電極のどちらか一方は、前記第１のトランジスタと電気的に接続されることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項７又は請求項８において、
前記混合層は、前記第１の有機化合物として芳香族アミン化合物、フタロシアニン化合物、カルバゾール誘導体、又は芳香族炭化水素、又は高分子化合物のいずれか一と、
前記遷移金属の酸化物としてチタン酸化物、バナジウム酸化物、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、又はマンガン酸化物のいずれか一と、からなることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項７乃至請求項９のいずれか一において、
フィルム又は紙からなる一対の基体の間に、前記第１の薄膜トランジスタと電気的に接続される前記温度センサ素子と、前記第２の薄膜トランジスタと電気的に接続される前記アンテナと、が封止されており、
非接触でデータを送信又は受信することを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
第１の電極と、前記第１の電極と接する混合層と、前記混合層と接する有機化合物層と、前記有機化合物層と接する第２の電極とを有し、
前記混合層は、ＮＰＢ及び酸化モリブデンの混合物からなり、
前記有機化合物層は、ＮＰＢからなることを特徴とする温度センサ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度センサに関し、特に有機化合物を温度センサ素子に用いた温度センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、温度センサとしては、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕ等の酸化物系、Ｖ、Ｂａ、Ｓｒ等の酸化物系などのサ−ミスタを温度センサ素子に用いたものが知られている。
【０００３】
しかしながら、上記温度センサは、温度センサ素子を基板上に設ける際、高温処理を伴っていた。そのため、基板材料が高温に耐える材料、例えば、アルミナ等のセラミックス基板に限定されるという欠点があった。
【０００４】
この欠点を解決するために、有機化合物を用いて温度センサを作製することが検討されている（例えば特許文献１、２）。
【０００５】
特許文献１は、ガラス基板上にペンタセン−ヨウ素電荷移動錯体、ポリアセチレン−ヨウ素電荷移動錯体、或いはペンタセン−ルビジウム電荷移動錯体を蒸着して、温度センサを形成している。
【０００６】
また、特許文献２は、共役系有機モノマ−のプラズマ重合と金属のスパッタリングを同時に行うことによって形成される有機高分子−金属複合体からなる第１層、ペリレン系色素からなる第２層、ならびにフタロシアニン系色素またはキナクリドン系色素からなる第３層が積層されてなる温度センサ素子が開示されている。さらに、キナクリドン系色素からなる第４層が積層されてなる温度センサ素子も開示されている。
【特許文献１】特開平５−５２６６７号公報
【特許文献２】特開平５−１０８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１で用いられているペンタセンを含む電荷移動錯体は、結晶化しやすい。このため、温度センサを作製した後、ペンタセンが結晶化して抵抗が変化してしまう可能性があり、安定性に問題がある。
【０００８】
また、ペンタセン−ヨウ素電荷移動錯体を形成する際、ペンタセン薄膜を形成後にヨウ素をドーピングしているため、作製工程が増加してしまう。
【０００９】
また、ポリアセチレン−ヨウ素電荷移動錯体を形成する際には、まず重合反応によってポリアセチレンフィルムを作製し、その後ヨウ素をドーピングしている。このため上記と同様に作製工程が増加してしまう。
【００１０】
さらに、ペンタセン−ルビジウム電荷移動錯体を形成する際には、ガラス基板上にペンタセン薄膜を形成した後、鉛ガラス管にガラス基板とルビジウム金属塊とを封入し、１５０℃で１０時間加熱して、ペンタセン薄膜にルビジウムをドープしている。このため作製工程の増加、作製時間の増加が避けられない。
【００１１】
また、特許文献２では有機高分子−金属複合体からなる第１層を形成する際に、プラズマ重合とスパッタリングを同時に行って形成している。そのため、プラズマやスパッタによって、電極や第１層そのものにダメージを与えている。さらに、第１層をプラズマ及びスパッタリング法にて形成し、第２層から第４層までを蒸着法にて形成しているため、連続成膜できず、作製工程が増加してしまう。また、第１層、第２層、第３層、第４層で用いている有機化合物が異なるため、コストアップにつながる。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものである。そして、その目的とするところは、作製工程や作製時間を増加させることなく、良好な特性を有する温度センサ素子、温度センサ及びそれらの作製方法を提供することにある。さらに、プラズマやスパッタ等でダメージを与えることなく、連続成膜可能であり、低コストで作製でき、良好な特性を有する温度センサ素子、温度センサ及びそれらの作製方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、温度センサの温度センサ素子の構造を、一対の電極間に正孔輸送性または電子輸送性の高い有機化合物を含む層を挟んだ構造とすると、有機化合物を含む層の特性が温度に大きく依存することを見出した。
【００１４】
また、本発明者らは、電極と有機化合物を含む層との間に、有機化合物と金属酸化物とを含む混合層を挿入すると、温度センサ素子の感度が向上することを見出した。
【００１５】
したがって、本発明の温度センサ素子は、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた有機化合物と金属酸化物とを含む混合層と、を有することを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の温度センサ素子の他の構成は、第１の電極と第２の電極との間に有機化合物と金属酸化物とを含む混合層と、有機化合物を含む層と、を有し、前記有機化合物と金属酸化物とを含む混合層が、前記第１の電極又は前記第２の電極の一方に接し、前記有機化合物を含む層が、前記第１の電極又は前記第２の電極の他方に接することを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の温度センサ素子の他の構成は、第１の電極と第２の電極との間に有機化合物と金属酸化物とを含む第１の混合層と、有機化合物と金属酸化物とを含む第２の混合層と、有機化合物を含む層と、を有し、前記第１の混合層が、前記第１の電極又は前記第２の電極の一方に接し、前記第２の混合層が、前記第１の電極又は前記第２の電極の他方に接し、前記有機化合物を含む層が、前記第１の混合層及び前記第２の混合層に接することを特徴としている。
【００１８】
また、本発明の温度センサは、温度センサ素子と、前記温度センサ素子の特性変化を検出する検出手段と、を有し、前記温度センサ素子が、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた有機化合物と金属酸化物とを含む混合層と、を有することを特徴としている。
【００１９】
また、本発明の温度センサの他の構成は、温度センサ素子と、前記温度センサ素子の特性変化を検出する検出手段と、を有し、前記温度センサ素子が第１の電極と第２の電極との間に有機化合物と金属酸化物とを含む混合層と、有機化合物を含む層と、を有し、前記有機化合物と金属酸化物とを含む混合層が、前記第１の電極又は前記第２の電極の一方に接し、前記有機化合物を含む層が、前記第１の電極又は前記第２の電極の他方に接することを特徴としている。
【００２０】
また、本発明の温度センサの他の構成は、温度センサ素子と、前記温度センサ素子の特性変化を検出する検出手段と、を有し、前記温度センサ素子が第１の電極と第２の電極との間に有機化合物と金属酸化物とを含む第１の混合層と、有機化合物と金属酸化物とを含む第２の混合層と、有機化合物を含む層と、を有し、前記第１の混合層は、前記第１の電極又は前記第２の電極の一方に接し、前記第２の混合層は、前記第１の電極又は前記第２の電極の他方に接し、前記有機化合物を含む層は、前記第１の混合層及び前記第２の混合層に接することを特徴としている。
【００２１】
また、本発明の半導体装置は、薄膜トランジスタと、温度センサと、アンテナと、を有し、前記温度センサが、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた有機化合物と金属酸化物とを含む第１の混合層と、を有し、前記第１の電極と前記薄膜トランジスタは電気的に接続していることを特徴としている。
【００２２】
また、本発明の半導体装置の他の構成は、薄膜トランジスタと、温度センサと、アンテナと、を有し、前記温度センサが、第１の電極と第２の電極との間に有機化合物と金属酸化物とを含む混合層と有機化合物を含む層と、を有し、前記有機化合物と金属酸化物とを含む混合層は、前記第１の電極又は前記第２の電極の一方に接し、前記有機化合物を含む層は、前記第１の電極又は前記第２の電極の他方に接し、前記第１の電極と前記薄膜トランジスタは電気的に接続していることを特徴としている。
【００２３】
また、本発明の半導体装置の他の構成は、薄膜トランジスタと、温度センサと、アンテナと、を有し、前記温度センサが、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた有機化合物と金属酸化物とを含む第１の混合層と、有機化合物と金属酸化物とを含む第２の混合層と、有機化合物を含む層と、を有し、前記第１の混合層は、前記第１の電極又は前記第２の電極の一方に接し、前記第２の混合層は、前記第１の電極又は前記第２の電極の他方に接し、前記有機化合物を含む層は、前記第１の混合層及び前記第２の混合層に接し、前記第１の電極と前記薄膜トランジスタは電気的に接続していることを特徴としている。
【００２４】
また、本発明の半導体装置の他の構成は、前記アンテナは、前記温度センサが有する第１の電極と同一の導電層からなることを特徴としている。
【００２５】
また、本発明の表示装置は、発光素子と、温度センサと、を有し、前記発光素子は、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた有機化合物を含む層と、を有し、前記温度センサは、第３の電極と、第４の電極と、前記第３の電極と前記第４の電極との間に設けられた有機化合物と金属酸化物とを含む混合層と、を有することを特徴としている。
【００２６】
また、本発明の表示装置の他の構成は、発光素子と、温度センサと、を有し、前記発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に有機化合物を含む層を有し、前記温度センサは、第３の電極と第４の電極との間に有機化合物と金属酸化物とを含む混合層と、有機化合物を含む層と、を有し、前記有機化合物と金属酸化物とを含む混合層は、前記第３の電極又は前記第４の電極の一方に接し、前記有機化合物を含む層は、前記第３の電極又は前記第４の電極の他方に接することを特徴としている。
【００２７】
また、本発明の表示装置の他の構成は、発光素子と、温度センサと、を有し、前記発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に有機化合物を含む層を有し、前記温度センサは、第３の電極と第４の電極との間に有機化合物と金属酸化物とを含む第１の混合層と、有機化合物と金属酸化物とを含む第２の混合層と、有機化合物を含む層と、を有し、前記第１の混合層は、前記第３の電極又は前記第４の電極の一方に接し、前記第２の混合層は、前記第３の電極又は前記第４の電極の他方に接し、前記有機化合物を含む層は、前記第１の混合層及び前記第２の混合層に接することを特徴としている。
【００２８】
また、本発明の表示装置の他の構成は、前記発光素子が有する第１の電極と前記温度センサが有する第３の電極は同一の導電層からなり、前記発光素子が有する第２の電極と前記温度センサが有する第４の電極は同一の導電層からなることを特徴としている。
【００２９】
また、本発明は、有機化合物と金属酸化物とを含む混合層は、正孔輸送性の有機化合物を含むことを特徴としている。
【００３０】
また、本発明は、有機化合物と金属酸化物とを含む混合層は、遷移金属の金属酸化物を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００３１】
本発明により、感度よく温度を検出することができる温度センサを得ることができる。また、本発明により、ＲＦＩＤ等の半導体装置や表示装置に感度のよい温度センサを具備することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、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、本発明は本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。
【００３３】
（実施の形態１）
ここでは、本発明の温度センサ素子の一態様について、図１を用いて説明する。本実施の形態における温度センサ素子は、一対の電極間に有機化合物層を有する構造とする。
【００３４】
図１に示す温度センサ素子１０は、基板１、第１の電極２、第２の電極４、有機化合物層３を有している。具体的には、第１の電極２上に有機化合物層３を有し、有機化合物層３の上に第２の電極４を有するという構成、すなわち有機化合物層３は、第１の電極２と第２の電極４で挟み込まれた構成になっている。
【００３５】
有機化合物層３は、正孔輸送性の有機化合物又は電子輸送性の有機化合物から形成される。有機化合物層３を形成する正孔輸送性材料としては、芳香族アミン化合物（すなわち、ベンゼン環−窒素の結合を有するもの）、フタロシアニン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。以下に、有機化合物層３を形成する正孔輸送性材料の具体例を例示する。
【００３６】
例えば、芳香族アミン化合物としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ジ（ｍ−トリル）アミノ］ベンゼン（略称：ｍ−ＭＴＤＡＢ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）等を挙げることができる。その他にも、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。
【００３７】
また、カルバゾール誘導体としては、下記一般式（ｇ−１）、（ｇ−２）、（ｇ−３）、（ｇ−４）で表されるようなカルバゾール誘導体も好適に用いることができる。
【００３８】
【化１】
0004799204.tif 000002
（式中、Ｒ１１およびＲ１３は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基、アリールアルキル基、炭素数１〜７のアシル基のいずれかを表す。Ａｒ１１は、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基のいずれかを表す。Ｒ１２は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基のいずれかを表し、Ｒ１４は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、下記一般式（ｇ−２）で示される置換基のいずれかを表す。また、一般式（ｇ−２）で示される置換基において、Ｒ１５は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基、アリールアルキル基、炭素数１〜７のアシル基のいずれかを表す。Ａｒ１２は、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基のいずれかを表す。Ｒ１６は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基のいずれかを表す。）
【００３９】
【化２】
0004799204.tif 000003
【００４０】
【化３】
0004799204.tif 000004
（式中、Ｒ２１は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基、アリールアルキル基、炭素数１〜７のアシル基のいずれかを表す。Ｒ２２は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基のいずれかを表す。Ｒ２３は、一般式（ｇ−４）で示される置換基を表す。一般式（ｇ−４）で示される置換基において、Ｒ２４は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基、アリールアルキル基、炭素数１〜７のアシル基のいずれかを表す。Ａｒ２１は、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基のいずれかを表す。Ｒ２５は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基のいずれかを表す。）
【００４１】
【化４】
0004799204.tif 000005
【００４２】
上記一般式で表されるカルバゾール誘導体の具体例としては、下記構造式（ｓ−１）で示される３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、下記構造式（ｓ−２）で示される３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）等が挙げられる。その他、下記構造式（ｓ−３）で示される３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等を挙げることができる。この構造を有する有機化合物を用いた場合は熱的安定性に優れ、信頼性が良い。
【００４３】
【化５】
0004799204.tif 000006
【００４４】
上記一般式で表されるカルバゾール誘導体の合成方法としては、種々の反応の適用が可能である。例えば、下記の反応スキーム（Ａ−１）や反応スキーム（Ａ―２）に示す方法が挙げられる。ただし、本発明の温度センサ素子の有機化合物層に用いるカルバゾール誘導体の合成方法は、これに限定されることはない。
【００４５】
【化６】
0004799204.tif 000007
【００４６】
【化７】
0004799204.tif 000008
【００４７】
また、カルバゾール誘導体としては、下記一般式（ｇ−５）乃至（ｇ―８）のいずれかで示されるような有機化合物も好適に用いることができる。
【００４８】
【化８】
0004799204.tif 000009
（式中Ａｒ３１は炭素数６〜４２の芳香族炭化水素基を表す。ｎは１〜３の自然数を表す。Ｒ３１、Ｒ３２は水素、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜１２のアリール基を表す。）
【００４９】
【化９】
0004799204.tif 000010
（式中Ａｒ３１は炭素数６〜４２の１価の芳香族炭化水素基を表す。Ｒ３１、Ｒ３２は水素、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜１２のアリール基を表す。）
【００５０】
【化１０】
0004799204.tif 000011
（式中Ａｒ３１は炭素数６〜４２の２価の芳香族炭化水素基を表す。Ｒ３１〜Ｒ３４は水素、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜１２のアリール基を表す。）
【００５１】
【化１１】
0004799204.tif 000012
（式中Ａｒ３１は炭素数６〜４２の３価の芳香族炭化水素基を表す。Ｒ３１〜Ｒ３６は水素、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜１２のアリール基を表す。）
【００５２】
上記一般式で表されるカルバゾール誘導体の具体例としては、Ｎ−（２−ナフチル）カルバゾール（略称：ＮＣｚ）、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、９，１０−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］アントラセン（略称：ＢＣＰＡ）等を挙げることができる。その他、３，５−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ビフェニル（略称：ＢＣＰＢｉ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）等を挙げることができる。
【００５３】
また、芳香族炭化水素としては、例えば、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，１０−ジ（ナフタレン−１−イル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（４−フェニルフェニル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ジ（４−メチルナフタレン−１−イル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（ナフタレン−１−イル）フェニル］アントラセン、９，１０−ビス［２−（ナフタレン−１−イル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（ナフタレン−１−イル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジ（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４〜４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
【００５４】
なお、芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
【００５５】
また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）等の高分子化合物を用いることもできる。
【００５６】
なお、ペンタセン等の芳香族炭化水素も正孔輸送性材料であるが、ペンタセンは結晶化しやすい。ペンタセンを用いて温度センサ素子を作製した場合、ペンタセンの結晶構造が変化すると抵抗も変化してしまう。そうすると温度センサ素子の材料として用いるには不適当である。
【００５７】
その他、フタロシアニン化合物としては、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等が挙げられる。
【００５８】
また、有機化合物層３を形成する電子輸送性材料としては、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を用いることができる。また、この他、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。
【００５９】
ここに述べた物質は、主に１０−６〜１０ｃｍ２／Ｖｓの電子移動度を有する物質である。しかし、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を用いても構わない。また単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【００６０】
第１の電極２及び第２の電極４としては、さまざまな金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物金属、化合物、合金を用いることができる。例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、酸化珪素を含有したインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）等を用いることができる。その他、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）等を用いる事ができる。また、アルミニウム−シリコン（Ａｌ−Ｓｉ）、アルミニウム−チタン（Ａｌ−Ｔｉ）、アルミニウム−シリコン−銅（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ）または金属材料の窒化物（ＴｉＮ）等も用いることができる。
【００６１】
基板１としては、ガラス基板、アルミナなど絶縁物質で形成される基板等を用いることができる。また、後工程の処理温度に耐え得る耐熱性を有するプラスチック基板、シリコン基板等を用いることもできる。基板１にプラスチック基板を用いる場合、ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ  ポリカーボネート）、ＰＥＳ（Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ  ポリエーテルサルフォン）等を用いることができる。また、ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ  ポリエチレンテレフタレート）もしくはＰＥＮ（Ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ  ポリエチレンナフタレート）等も用いることができる。プラスチック基板の場合、表面にガスバリア層として無機層または有機層を設けてもよい。
【００６２】
ここからは図１に示す温度センサ素子１０の作製方法について説明する。
【００６３】
まず、基板１上に第１の電極２をスパッタリング法、蒸着法等により形成する。次に第１の電極２上に有機化合物層３を蒸着法、スピンコートなどの塗布法により形成する。有機化合物層３は１０ｎｍ〜５００ｎｍの厚さで形成する。その後、有機化合物層３上に第２の電極４をスパッタリング法、蒸着法等により形成する。
【００６４】
なお、上記した有機化合物層３は、正孔輸送性の有機化合物又は電子輸送性の有機化合物によって形成されるため、水分等によって劣化する場合がある。このため、以下に示すようにパッシベーション膜の成膜や対向基板を用いた封止を行ってもよい。図１（Ｂ）を用いて、具体的に説明する。
【００６５】
第１の電極２、有機化合物層３、第２の電極４は、上記で説明したように、基板１上に順次積層形成する。次いで、第２の電極４上に、パッシベーション膜１１として窒素を含む酸化珪素膜をプラズマＣＶＤ法、スパッタリング法等により形成する。窒素を含む酸化珪素膜としては、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ４、Ｎ２Ｏ、ＮＨ３から形成される酸化窒化珪素膜、またはＳｉＨ４、Ｎ２Ｏから形成される酸化窒化珪素膜、あるいはＳｉＨ４、Ｎ２ＯをＡｒで希釈したガスから形成される酸化窒化珪素膜を形成すれば良い。
【００６６】
また、パッシベーション膜１１として、ＳｉＨ４、Ｎ２Ｏ、Ｈ２から形成される酸化窒化水素化珪素膜を適用しても良い。もちろん、パッシベーション膜１１は単層構造に限定されるものではなく、珪素を含むその他の絶縁層を単層構造、もしくは積層構造として形成しても良い。また、窒化炭素膜と窒化珪素膜の多層膜やスチレンポリマーの多層膜、窒化珪素膜やダイヤモンドライクカーボン膜を、窒素を含む酸化珪素膜の代わりに形成してもよい。
【００６７】
さらに、対向基板１４を用いて封止してもよい。対向基板１４と、第１の電極２、有機化合物層３、第２の電極４及びパッシベーション膜１１が形成された基板１との間の空間には、乾燥した窒素などの不活性気体を充填しても良い。また、パッシベーション膜１１上にシール材又は透光性を有する樹脂等を全面に塗布し、シール材又は樹脂を介して対向基板１４を貼り合わせても良い。ここでは、パッシベーション膜１１上にシール材１２を形成する。なお、シール材１２には紫外線硬化樹脂などを用いると好適である。また、シール材には乾燥材や、基板間のギャップを一定に保つための粒子を混入しておいても良い。ここでは、シール材１２中に粒子１３を混入しておく。
【００６８】
なお、図１（Ｂ）には上記パッシベーション膜１１、シール材１２、対向基板１４を全て形成した温度センサ素子を示しているが、本発明はこれに限定されることはない。シール材１２、または対向基板１４を形成せず、パッシベーション膜１１を形成して封止してもよい。またパッシベーション膜１１を形成せず、シール材１２、対向基板１４を形成して封止してもよい。
【００６９】
上記のようにして形成された温度センサ素子１０の有機化合物層３の特性変化を測定することで、温度を検出することができる。そして、上記温度センサ素子１０に、該温度センサ素子１０の特性変化を検出する検出手段を設けることで、温度センサを得ることができる。
【００７０】
本発明は、特性変化を測定し、温度を検知する温度センサ素子として、正孔輸送性の有機化合物または電子輸送性の有機化合物を一対の電極間に挟んだ構造を有している。本発明の温度センサ素子を用いることで、感度がよく、低電圧で駆動することのできる温度センサを得ることができる。また、温度センサの低消費電力化も達成できる。
【００７１】
（実施の形態２）
ここでは、本発明の温度センサの一態様について、図２を用いて説明する。本実施の形態における温度センサは、一対の電極間に、有機化合物とその有機化合物に対して電子受容性を示す金属酸化物とを含む混合層を有する構造とする。
【００７２】
実施の形態１と同様に、図２における温度センサ素子２０は、基板１、第１の電極２、第２の電極４、混合層５を有している。具体的には、第１の電極２上に混合層５を有し、混合層５の上に第２の電極４を有するという構成、すなわち混合層５は、第１の電極２と第２の電極４で挟み込まれた構成になっている。
【００７３】
有機化合物と、その有機化合物に対して電子受容性を示す金属酸化物と、を含む混合層５は、有機化合物と金属酸化物との間で電子の授受が行われ、キャリア密度が増大するため、正孔輸送性に優れる。この場合、混合層５に含まれる有機化合物としては、正孔輸送性に優れた有機化合物であることが好ましい。具体的には、実施の形態１に示した芳香族アミン化合物（すなわち、ベンゼン環−窒素の結合を有するもの）、フタロシアニン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。
【００７４】
また、混合層５に含まれる金属酸化物としては、有機化合物に対し、電子受容性を示す物質であればよい。具体的には、遷移金属の酸化物であることが好ましい。例えば、チタン酸化物（ＴｉＯｘ）、バナジウム酸化物（ＶＯｘ）、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）、レニウム酸化物（ＲｅＯｘ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯｘ）、クロム酸化物（ＣｒＯｘ）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯｘ）、ハフニウム酸化物（ＨｆＯｘ）、タンタル酸化物（ＴａＯｘ）、銀酸化物（ＡｇＯｘ）、マンガン酸化物（ＭｎＯｘ）等の金属酸化物を用いることができる。
【００７５】
基板１、第１の電極２、第２の電極４については、実施の形態１に示したものを用いればよい。さらに、実施の形態１に示したように、パッシベーション膜、シール材、対向基板等を用いて封止してもよい。
【００７６】
ここからは図２に示す温度センサ素子２０の作製方法について説明する。
【００７７】
まず、基板１上に第１の電極２をスパッタリング法、蒸着法等により形成する。次に第１の電極２上に混合層５を形成する。混合層５は５０ｎｍ〜５００ｎｍの厚さで形成する。その後、第２の電極４をスパッタリング法、蒸着法等により形成する。
【００７８】
混合層５は、上述した有機化合物と金属酸化物とを共蒸着することによって作製することができる。その他、湿式法、液滴吐出法等によって形成することもできる。混合層５において、有機化合物と金属酸化物とは重量比で９５：５〜２０：８０であることが好ましく、より好ましくは９０：１０〜５０：５０であるとよい。
【００７９】
そして、上記温度センサ素子２０に、該温度センサ素子２０の特性変化を検出する検出手段（具体的には、回路等）を設けることで、温度センサを得ることができる。
【００８０】
本発明は、特性変化を測定し、温度を検知する温度センサ素子として、有機化合物と金属酸化物とを含む混合層を一対の電極間に挟んだ構造を有している。本発明の温度センサ素子を用いることで、感度が良く、低電圧で駆動することのできる温度センサを得ることができる。また、温度センサの低消費電力化を達成することができる。
【００８１】
（実施の形態３）
ここでは、本発明の温度センサの一態様について、図３、図４を用いて説明する。本実施の形態における温度センサは、一対の電極間に、有機化合物と金属酸化物との混合層と、有機化合物層と、を有する構造とする。
【００８２】
図３に示す温度センサ素子３０は、第１の電極２上に混合層５を有し、混合層５の上に有機化合物層３を有し、有機化合物層３の上に第２の電極４を有するという構成になっている。
【００８３】
なお、基板１、第１の電極２、第２の電極４、有機化合物層３は、上記実施形態１又は２に示したものを用いることができる。また、混合層５については、上記実施の形態２に示したものを用いることができる。
【００８４】
また、有機化合物層３に用いる有機化合物と、混合層５に用いる有機化合物は同じ有機化合物であってもよい。もちろん、異なる有機化合物を用いてもよい。
【００８５】
図４に示す温度センサ素子４０は、第１の電極２上に第１の混合層６を有し、第１の混合層６の上に有機化合物層３を有し、有機化合物層３の上に第２の混合層７を有し、第２の混合層７の上に第２の電極４を有するという構成になっている。
【００８６】
基板１、第１の電極２、第２の電極４、有機化合物層３は、上記実施の形態１又は２に示したものを用いることができる。また、第１の混合層６及び第２の混合層７は、上記実施の形態２に示した混合層を用いることができる。さらに、実施の形態１に示したようにパッシベーション膜、樹脂、対向基板等を用いて封止してもよい。
【００８７】
なお、有機化合物層３に用いる有機化合物と、第１の混合層６、又は第２の混合層７に用いる有機化合物とは同じであってもよいし、異なるものを用いてもよい。また、第１の混合層６と第２の混合層７には同じ有機化合物、同じ金属酸化物を用いてもよいし、異なるものを用いてもよい。
【００８８】
本実施形態に示す構成の温度センサ素子３０、４０は上記実施形態に示した方法により作製することが可能である。
【００８９】
本発明は、特性変化を測定し、温度を検出する温度センサ素子として、有機化合物層及び有機化合物と金属酸化物とを含む混合層を一対の電極間に挟んだ構造を有している。本発明の温度センサ素子を用いることで、有機化合物層と電極との間のエネルギー障壁を低減させることができる。その結果、感度が良く、低電圧で駆動することのできる温度センサを得ることができる。そして、温度センサの低消費電力化も達成することができる。
【００９０】
（実施の形態４）
ここでは上記実施形態にて説明した温度センサ素子を有する温度センサと発光素子とを備えた表示装置について説明する（図５〜８）。図５〜図８では左側に温度センサ素子、右側に発光素子が記載されている。
【００９１】
図５（Ａ）では、実施形態１に示す温度センサ素子１０を有している。一方、発光素子１００は、基板上に第１の電極１０２を有し、第１の電極１０２上に正孔輸送層１０４、正孔輸送層１０４上に発光層１０５、発光層１０５上に電子輸送層１０６、電子輸送層１０６上に第２の電極１０７を有している。
【００９２】
図５（Ｂ）では、実施形態２に示す温度センサ素子２０を有している。一方、発光素子１２０は、基板上に第１の電極１０２を有し、第１の電極１０２上に混合層１０３、混合層１０３上に正孔輸送層１０４、正孔輸送層１０４上に発光層１０５、発光層１０５上に電子輸送層１０６、電子輸送層１０６上に第２の電極１０７を有している。
【００９３】
図５（Ｃ）では、実施形態３（図３）に示す温度センサ素子３０を有している。一方、発光素子１２０は、図５（Ｂ）と同じ構成である。
【００９４】
図６（Ａ）では、実施形態３（図４）に示す温度センサ素子４０を有している。一方、発光素子１２０は、図５（Ｂ）と同じ構成である。
【００９５】
図６（Ｂ）では、実施形態３（図４）に示す温度センサ素子４０を有している。一方、発光素子１４０は、基板上に第１の電極１０２を有し、第１の電極１０２上に第１の混合層１０３を有している。第１の混合層１０３上には、正孔輸送層１０４、正孔輸送層１０４上に発光層１０５、発光層１０５上に電子輸送層１０６、電子輸送層１０６上に電子注入層１０８を有している。さらに、電子注入層１０８上に第２の混合層１０９、第２の混合層１０９上に第２の電極１０７を有している。
【００９６】
図５及び図６では基板から正孔輸送層、発光層、電子輸送層の順で積層されているが、逆に基板から電子輸送層、発光層、正孔輸送層の順で積層されていてもよい。これが図７及び図８に示す構成である。
【００９７】
図７（Ａ）では、実施形態１に示す温度センサ素子１０を有している。一方、発光素子１６０は、基板上に第２の電極１０７を有し、第２の電極１０７上に電子輸送層１０６、電子輸送層１０６上に発光層１０５、発光層１０５上に正孔輸送層１０４、正孔輸送層１０４上に第１の電極１０２を有している。
【００９８】
図７（Ｂ）では、実施形態２に示す温度センサ素子２０を有している。一方、発光素子１８０は、基板上に第２の電極１０７を有し、第２の電極１０７上に電子輸送層１０６、電子輸送層１０６上に発光層１０５、発光層１０５上に正孔輸送層１０４、正孔輸送層１０４上に混合層１０３、混合層１０３上に第１の電極１０２を有している。
【００９９】
図７（Ｃ）では、実施形態３（図３）に示す温度センサ素子３０を有している。一方、発光素子１８０は、図７（Ｂ）と同じ構成である。
【０１００】
図８（Ａ）では、実施形態３（図４）に示す温度センサ素子４０を有している。一方、発光素子１８０は、図７（Ｂ）と同じ構成である。
【０１０１】
図８（Ｂ）では、実施形態３（図４）に示す温度センサ素子４０を有している。一方、発光素子１９０は、基板上に第２の電極１０７を有し、第２の電極１０７上に第１の混合層１０９を有している。第１の混合層１０９上には、電子注入層１０８、電子注入層１０８上に電子輸送層１０６、電子輸送層１０６上に発光層１０５、発光層１０５上に正孔輸送層１０４を有している。さらに、正孔輸送層１０４上には、第２の混合層１０３、第２の混合層１０３上に第１の電極１０２を有している。
【０１０２】
図５〜図８では温度センサ素子の有機化合物層３に正孔輸送性の有機化合物を用いているが、電子輸送性の有機化合物を用いてもよいことは言うまでもない。
【０１０３】
図５〜図８の発光素子は第１の電極は陽極として機能し、第２の電極は陰極として機能する。第１の電極１０２に第２の電極１０７より高い電圧を印加し、電流を流すことにより発光層１０５から発光する。
【０１０４】
ここからは発光素子の構成について説明する。
【０１０５】
第１の電極１０２は発光層１０５へ正孔を注入する機能を有するものであり、さまざまな金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物金属、化合物、合金を用いることができる。例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、チタン（Ｔｉ）などの導電性を有する金属、又はアルミニウム−シリコン（Ａｌ−Ｓｉ）、アルミニウム−チタン（Ａｌ−Ｔｉ）、アルミニウム−シリコン−銅（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ）等それらの合金、または窒化チタン（ＴｉＮ）等の金属材料の窒化物、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、珪素を含有するＩＴＯ、酸化インジウムに２〜２０［％］の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）等の金属化合物などを用いることができる。
【０１０６】
通常、陽極は正孔を注入できるように仕事関数の大きい（仕事関数４．０ｅＶ以上など）もので形成されていることが好ましい。しかし、第１の電極１０２の上に混合層１０３を接して形成する場合には、第１の電極１０２は仕事関数の大きい材料に限定されず、仕事関数の小さい材料も用いることができる。
【０１０７】
混合層１０３、混合層１０９は上記実施形態に示したものを用いることができる。
【０１０８】
正孔輸送層１０４は上記実施形態１に示した正孔輸送性材料を用いることができる。また正孔輸送層１０４と第１の電極１０２との間に正孔注入層を形成してもよい。
【０１０９】
発光層１０５について特に限定は無いが、発光層として機能する層には大きく分けて２つの態様ある。一つは発光中心となる発光物質（ドーパント材料）の有するエネルギーギャップよりも大きいエネルギーギャップを有する材料（ホスト材料）からなる層に発光材料を分散するホストーゲスト型の層と、もう一つは発光材料のみで発光層を構成する層である。前者は濃度消光が起こりにくく、好ましい構成である。発光中心となる発光物質としては、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴ）、４−ジシアノメチレン−２−ｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン、ペリフランテン、２，５−ジシアノ−１，４−ビス（１０−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）ベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、クマリン６、クマリン５４５Ｔ、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、９，９’−ビアントリル、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）や９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、ＰｔＯＥＰ、Ｉｒ（ｐｐｙ）３、Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）、ＦＩｒｐｉｃ等が挙げられる。また、上記発光材料を分散してなる層を形成する場合に母体となるホスト材料としては、９，１０−ジ（２−ナフチル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）等のアントラセン誘導体、４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）等のカルバゾール誘導体、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ピリジナト］亜鉛（略称：Ｚｎｐｐ２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：ＺｎＢＯＸ）などの金属錯体等を用いることができる。また、発光物質のみで発光層１０５を構成することのできる材料としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）などがある。
【０１１０】
電子輸送層１０６は上記実施形態１に示した電子輸送性材料を用いることができる。
【０１１１】
電子注入層１０８はフッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物を用いることができる。また、この他、電子輸送性を有する物質にアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有させたもの、例えばＡｌｑ３中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたもの等を用いることができる。電子注入層１０８は図６（Ｂ）、図８（Ｂ）の発光素子に設けられているが、図５、図６（Ａ）、図７、図８（Ａ）の発光素子の第２の電極１０７と電子輸送層１０６の間に設けてもよいことは言うまでもない。
【０１１２】
第２の電極１０７は、仕事関数の小さい（仕事関数３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の１族または２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ）が挙げられる。しかしながら、第２の電極１０７と電子輸送層１０６との間に、電子注入層を設ける場合には、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、珪素を含むＩＴＯ等、第１の電極１０２の材料として挙げた材料も含め、様々な導電性材料を第２の電極１０７として用いることができる。
【０１１３】
温度センサ素子及び発光素子は水分等によって劣化する場合があるため、実施の形態１に示した方法によって封止を行ってもよい。
【０１１４】
図５（Ａ）に示す構成についての作製方法を説明する。基板１上に導電膜をスパッタリング法、蒸着法等により成膜する。その後フォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いて島状の導電膜とし、電極２及び第１の電極１０２を形成する。
【０１１５】
次に電極２及び第１の電極１０２上に蒸着法、液滴吐出法などの塗布法により有機化合物層３及び正孔輸送層１０４を形成する。有機化合物層３と正孔輸送層１０４とは同じ有機化合物を用いることができる。もちろん、異なる有機化合物を用いてもかまわない。
【０１１６】
正孔輸送層１０４上に発光層１０５、電子輸送層１０６を蒸着法、液滴吐出法などの塗布法により形成する。有機化合物層３上には発光層１０５及び電子輸送層１０６は形成しないので、これらが蒸着されないようにマスク等を設けておく。
【０１１７】
有機化合物層３上に電極４を、電子輸送層１０６上に第２の電極１０７をスパッタリング法や蒸着法等を用いて形成する。電子輸送層１０６と第２の電極１０７との間に電子注入層を、また正孔輸送層１０４と第１の電極１０２との間に正孔注入層を形成してもよい。また上記実施の形態に示すように封止をしてもよい。
【０１１８】
図５（Ｂ）に示す構成は、電極２及び第１の電極１０２上に上記実施の形態で示した有機化合物と金属酸化物とを共蒸着して、混合層５及び第１の混合層１０３とを同時に形成する。塗布法などの湿式法を用いてもよい。次に第１の混合層１０３上に正孔輸送層１０４、発光層１０５及び電子輸送層１０６を形成する。このとき混合層５上には正孔輸送層１０４、発光層１０５及び電子輸送層１０６が形成されないようにマスク等を設けておく。その後、混合層５及び電子輸送層１０６上に電極４及び第２の電極１０７を形成する。なお、電子輸送層１０６と第２の電極１０７との間に電子注入層を形成してもよい。また上記実施の形態に示すように封止をしてもよい。
【０１１９】
図５（Ｃ）に示す構成は、電極２及び第１の電極１０２上に共蒸着等して、混合層５及び第１の混合層１０３を同時に形成する。次いで、混合層５及び第１の混合層１０３上に有機化合物層３及び正孔輸送層１０４を同時に形成する。そして正孔輸送層１０４上に発光層１０５及び電子輸送層１０６は形成する。このとき有機化合物層３上には発光層１０５及び電子輸送層１０６が形成されないようにマスク等を設けておく。その後、有機化合物膜３及び電子輸送層１０６上に電極４及び第２の電極１０７を形成する。電子輸送層１０６と第２の電極１０７との間に電子注入層を形成してもよい。また上記実施の形態に示すように封止をしてもよい。
【０１２０】
図６（Ａ）に示す構成は、図５（Ｃ）において有機化合物層３及び正孔輸送層１０４を形成した後、再度混合層７を有機化合物層３上に形成する。このとき発光素子１２０の方には混合層が形成されないようにマスク等を設けておく。そして、混合層７上に電極４を、電子輸送層１０６上に第２の電極１０７を形成する。電子輸送層１０６と第２の電極１０７との間に電子注入層を形成してもよい。また上記実施の形態に示すように封止をしてもよい。
【０１２１】
図６（Ｂ）に示す構成は、電子注入層１０８を形成した後に有機化合物層３及び電子注入層１０８上に混合層７、混合層１０９を同時に形成する。そして混合層７上に電極４を、混合層１０９上に第２の電極１０７を形成する。また上記実施の形態に示すように封止をしてもよい。
【０１２２】
図７、図８に示す構成は、発光素子の積層順序が図５、図６と逆になっている点が異なっている。
【０１２３】
図７（Ａ）に示す構成は、発光素子１６０の方にのみ電子輸送層１０６、発光層１０５を形成してから電極２上に有機化合物層３を、発光層１０５上に正孔輸送層１０４を同時に形成する。その後、電極４及び第１の電極１０２を形成する。電子輸送層１０６と第２の電極１０７との間に電子注入層を、また正孔輸送層１０４と第１の電極１０２との間に正孔注入層を形成してもよい。また上記実施の形態に示すように封止をしてもよい。
【０１２４】
図７（Ｂ）に示す構成は、発光素子１８０の方にのみ電子輸送層１０６、発光層１０５、正孔輸送層１０４を形成してから、電極２及び正孔輸送層１０４上に上記実施の形態で示した金属酸化物と有機化合物とを共蒸着等して混合層５及び混合層１０３とを同時に形成する。その後、混合層５、１０３上に電極４及び第１の電極１０２を形成する。電子輸送層１０６と第２の電極１０７との間に電子注入層を形成してもよい。また上記実施の形態に示すように封止をしてもよい。
【０１２５】
図７（Ｃ）に示す構成は、発光素子１８０の方にのみ電子輸送層１０６、発光層１０５を形成してから、電極２上に有機化合物層３を、発光層１０５上に正孔輸送層１０４を同時に形成する。その後、上記実施の形態で示した金属酸化物と有機化合物とを共蒸着等して混合層５及び混合層１０３とを同時に形成する。次いで、混合層５上に電極４を、混合層１０３上に第１の電極１０２を形成する。電子輸送層１０６と第２の電極１０７との間に電子注入層を形成してもよい。また上記実施の形態に示すように封止をしてもよい。
【０１２６】
図８（Ａ）に示す構成は、温度センサ素子４０の方にのみ混合層６を形成する。一方、発光素子１８０の方にのみ電子輸送層１０６、発光層１０５を形成する。そして混合層６上に有機化合物層３を、発光層１０５上に正孔輸送層１０４を同時に形成する。次いで、有機化合物層３上に混合層７を、正孔輸送層１０４上に混合層１０３を同時に形成する。そして混合層７上に電極４を、電子輸送層１０６上に第２の電極１０７を同時に形成する。電子輸送層１０６と第２の電極１０７との間に電子注入層を形成してもよい。また上記実施の形態に示すように封止をしてもよい。
【０１２７】
図８（Ｂ）に示す構成は、電極２上に混合層６、第２の電極１０７上に混合層１０９を形成する。そして、発光素子１９０の方にのみ電子注入層１０８、電子輸送層１０６、発光層１０５を形成する。その後は図８（Ａ）の作製方法と同じである。また上記実施の形態に示すように封止をしてもよい。
【０１２８】
図５〜図８に示す構成では、温度センサ素子の有機化合物層３に正孔輸送性の有機化合物を用いているが、電子輸送性の有機化合物を用いてもよい。また本実施の形態は上記の実施の形態と組み合わせて用いることが可能である。
【０１２９】
（実施の形態５）
本実施の形態では薄膜トランジスタと電気的に接続された温度センサを作製する例を説明する。ここでは、温度センサとして実施の形態２で説明した温度センサを形成する。なお、本発明はこれに限らず、その他の実施の形態１、実施の形態３、または実施の形態４で説明した温度センサを形成してもよい。
【０１３０】
まず、基板５００上に下地絶縁層５０２を形成する。次いで、下地絶縁層５０２上に非晶質半導体層５０４を形成する。
【０１３１】
基板５００の材料としてはガラス基板、石英基板やステンレス基板の一表面に絶縁層を形成したものを用いることができる。その他、本工程の処理温度に耐えうる耐熱性があるプラスチック（ポリイミド、アクリル、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリエーテルスルホンなど）等も用いることができる。これら基板は必要に応じてＣＭＰ等により研磨してから使用しても良い。本実施の形態においてはガラス基板を用いる。
【０１３２】
下地絶縁層５０２は基板５００中のアルカリ金属やアルカリ土類金属など、半導体層の特性に悪影響を及ぼすような元素が半導体層中に拡散するのを防ぐ為に設ける。下地絶縁層５０２は、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法等により、珪素の酸化物または珪素の窒化物を含む層を、単層又は積層で形成する。珪素の酸化物材料とは、珪素（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）を含む物質であり、酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素等が該当する。珪素の窒化物材料とは、珪素と窒素（Ｎ）を含む物質であり、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素等が該当する。下地となる絶縁層が２層構造の場合、例えば、１層目として窒化酸化珪素層を形成し、２層目として酸化窒化珪素層を形成するとよい。下地となる絶縁層が３層構造の場合、１層目の絶縁層として酸化珪素層を形成し、２層目の絶縁層として窒化酸化珪素層を形成し、３層目の絶縁層として酸化窒化珪素層を形成するとよい。または、１層目の絶縁層として酸化窒化珪素層を形成し、２層目の絶縁層として窒化酸化珪素層を形成し、３層目の絶縁層として酸化窒化珪素層を形成するとよい。また、基板からの不純物の拡散が気にならないようであれば下地絶縁層は設ける必要がない。
【０１３３】
次いで、下地絶縁層５０２上に非晶質半導体層５０４（例えば、非晶質珪素を含む層）を形成する。非晶質半導体層５０４は、スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等により、２５ｎｍ〜２００ｎｍ（好ましくは３０ｎｍ〜１５０ｎｍ）の厚さで形成する（図９（Ａ））。
【０１３４】
次いで、レーザ照射装置を用いて非晶質半導体層を結晶化して結晶質半導体層を形成する。本実施の形態では、レーザ結晶化にエキシマレーザを使用する。そして、発振されたレーザビームを光学系を用いて線状のビームスポットに加工し、非晶質半導体層に照射して結晶質半導体層を得る。
【０１３５】
なお、レーザ結晶化の他、非晶質半導体層を結晶化する方法としては、熱処理のみにより結晶化を行う熱結晶化法や結晶化を促進する触媒元素を用い加熱処理を行う事によって行う熱結晶化法もある。また、熱結晶化法とレーザ結晶化法を併用させて結晶化してもよい。結晶化を促進する触媒元素としてはニッケル、鉄、パラジウム、スズ、鉛、コバルト、白金、銅、金などが挙げられる。このような触媒元素を用いることによって、熱処理のみで結晶化を行った場合に比べ、低温、短時間で結晶化が行われるため、ガラス基板などへのダメージが少ない。熱処理のみにより結晶化をする場合は、基板５００を熱に強い石英基板などにすればよい。
【０１３６】
続いて、必要に応じて結晶質半導体層にしきい値をコントロールする為に微量の不純物添加、いわゆるチャネルドーピングを行う。要求されるしきい値を得る為にｎ型もしくはｐ型を呈する不純物（リン、ボロンなど）をイオンドーピング法などにより添加する。
【０１３７】
その後、図９（Ｂ）に示すように結晶質半導体層をフォトリソグラフィ法により、所望の形状にエッチングして、島状の結晶質半導体層５０６を得る。島状の結晶質半導体層５０６は、結晶質半導体層上にフォトレジストを塗布し、所定のマスク形状を露光し、焼成して、結晶質半導体層上にレジストマスクを形成する。そして、レジストマスクを用いてエッチングをすることにより形成される。
【０１３８】
次いで、結晶質半導体層５０６を覆うように後に絶縁層５０８を形成する。絶縁層５０８はプラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法を用いて膜厚を４０ｎｍ〜１５０ｎｍとして珪素の酸化物又は珪素の窒化物を含む層を、単層又は積層して形成する。本実施の形態では酸化珪素を含む層を用いて形成する。
【０１３９】
次いで、絶縁層５０８上に第１の導電層と第２の導電層を積層して形成する。第１の導電層は、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法により、２０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さで形成する。第２の導電層は、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法により、１００ｎｍ〜４００ｎｍの厚さで形成する。第１の導電層と第２の導電層は、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ニオブ（Ｎｂ）等から選択された元素又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成する。または、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素に代表される半導体材料により形成する。第１の導電層と第２の導電層の組み合わせの例を挙げると、窒化タンタル層とタングステン層、窒化タングステン層とタングステン層、窒化モリブデン層とモリブデン層等が挙げられる。タングステンや窒化タンタルは、耐熱性が高いため、第１の導電層と第２の導電層を形成した後に、熱活性化を目的とした加熱処理を行うことができる。また、２層構造ではなく、３層構造の場合は、モリブデン層とアルミニウム層とモリブデン層の積層構造を採用するとよい。
【０１４０】
次いで、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスクを形成し、ゲート電極を形成するためのエッチング処理を行って、ゲート電極５１０として機能する導電層５１２、導電層５１４を形成する。
【０１４１】
また、本実施の形態のゲート電極５１０は２層の積層構造であるが、単層構造でもかまわない。また、２層以上の積層構造の場合、ゲート長を異ならせた導電層を積層したゲート電極を形成してもよい。
【０１４２】
次いで、ゲート電極５１０をマスクとして、結晶質半導体層５０６にイオンドープ法又はイオン注入法により、不純物元素を低濃度に添加して、不純物領域５１６、不純物領域５１８と、チャネル形成領域５２０を形成する。なお、添加する不純物元素はｎ型不純物元素、またはｐ型不純物元素を用いればよく、適宜選択すればよい。ｎ型不純物元素としては１５族に属する元素を用いれば良く、例えばリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）を用いることができる。また、ｐ型不純物元素としては１３族に属する元素を用いればよく、例えば硼素（Ｂ）を用いることができる。
【０１４３】
次いで、絶縁層５０８とゲート電極５１０を覆うように、絶縁層を形成する。絶縁層は、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法により、珪素、珪素の酸化物又は珪素の窒化物の無機材料を含む層や、有機樹脂などの有機材料を含む層を、単層又は積層して形成する。次に、絶縁層を、垂直方向を主体とした異方性エッチングにより選択的にエッチングして、ゲート電極５１０の側面に接する絶縁層（サイドウォールともよばれる）５２２、５２４を形成する。また、絶縁層５２２、５２４の作製の際に、絶縁層５０８をエッチングしたゲート絶縁層５０９を形成する（図９（Ｂ））。なお、本発明はこれに限らず、絶縁層５２２、５２４の作製の際に絶縁層５０８はエッチングせず、絶縁層５０８をそのままゲート絶縁層としてもよい。
【０１４４】
次いで、ゲート電極５１０及び絶縁層５２２、５２４をマスクとして用いて、不純物元素を高濃度に添加する。この工程により、第１の不純物領域５１７、第１の不純物領域５１９と、第２の不純物領域５２６、第２の不純物領域５２８とが形成される。また、第１の不純物領域５１７、５１９は低濃度不純物領域（ＬＤＤ領域とも呼ぶ）となり、第２の不純物領域５２６、５２８はソース領域またはドレイン領域となる。なお、第１の不純物領域５１７、５１９の濃度よりも、第２の不純物領域の濃度の方が高い。サイドウォールの絶縁層をマスクとして用いることで、低濃度不純物領域の幅の制御が容易になる。また、低濃度不純物領域を確実に設けることが可能となる。
【０１４５】
上記までの工程によって、チャネル形成領域５２０と第１の不純物領域５１７、５１９と第２の不純物領域５２６、５２８とを有する半導体層と、ゲート絶縁層５０９と、ゲート電極５１０とを含む薄膜トランジスタ５３０が形成される。
【０１４６】
なお、薄膜トランジスタ５３０の作製工程については特に限定されず、所望の構造のトランジスタを作製できるように適宜変更すればよい。本実施の形態は、低濃度不純物領域を設ける構造としたが、特に設けなくともよい。
【０１４７】
さらに、本実施の形態では、結晶質半導体層を用いたトップゲートの薄膜トランジスタを形成したが、本発明はこれに限らない。例えば、結晶質半導体層を用いたボトムゲート型の薄膜トランジスタとしても良いし、非晶質半導体層を用いたボトムゲート型の薄膜トランジスタとしてもよい。非晶質半導体としては珪素だけではなくシリコンゲルマニウムも用いることができる。なお、シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウムの濃度は０．０１ａｔｏｍｉｃ％〜４．５ａｔｏｍｉｃ％程度であることが好ましい。
【０１４８】
また、非晶質半導体中に０．５ｎｍ〜２０ｎｍの結晶粒を観察することができる微結晶半導体（セミアモルファス半導体）を用いてもよい。なお、０．５ｎｍ〜２０ｎｍの結晶粒を観察することができる微結晶は、マイクロクリスタル（μｃ）とも呼ばれている。
【０１４９】
微結晶半導体（セミアモルファス半導体）であるセミアモルファスシリコン（ＳＡＳとも呼ぶ）は、ＳｉＨ４をグロー放電分解することにより得ることができる。また、ＳｉＨ４の他にもＳｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などを用いることができる。ＳｉＨ４等の気体を、水素、水素とヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈して用いることで、ＳＡＳの形成を容易にすることができる。この場合の希釈率は、１０倍〜１０００倍の範囲とすることが好ましい。また、グロー放電分解による被膜の反応生成は、０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲の圧力で行えば良い。グロー放電を形成するための電力は、１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚの高周波電力を供給すれば良い。さらに、基板加熱温度は３００度以下が好ましく、１００〜２５０度の基板加熱温度が好適である。
【０１５０】
このようにして形成されたＳＡＳは、ラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしており、Ｘ線回折ではＳｉ結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。また、未結合手（ダングリングボンド）を中和させるために水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０２０ｃｍ−１以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０１９ｃｍ−３以下、好ましくは１×１０１９ｃｍ−３以下とするのがよい。なお、ＳＡＳは、レーザ照射装置を用いて更に結晶化してもかまわない。
【０１５１】
次いで、薄膜トランジスタ５３０を覆って、絶縁層を形成する。絶縁層は、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ方、ＳＯＧ法、液滴吐出法等により、珪素の酸化物や珪素の窒化物等の無機材料、ポリイミド、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、アクリル、エポキシ、シロキサン等の有機材料等により、単層又は積層で形成する。例えば、薄膜トランジスタ５３０を覆う絶縁層が３層構造の場合、１層目の絶縁層５３２として酸化珪素を含む層を形成し、２層目の絶縁層５３４として樹脂を含む層を形成し、３層目の絶縁層５３６として窒化珪素を含む層を形成するとよい。
【０１５２】
なお、絶縁層５３２、５３４、５３６を形成する前、あるいは絶縁層５３２、５３４、５３６のうちの１層又は複数層を形成した後に、半導体層の結晶性の回復や半導体層に添加された不純物元素の活性化、半導体層の水素化を目的とした加熱処理を行うとよい。加熱処理には、熱アニール、レーザアニール法又はＲＴＡ法などを適用するとよい。
【０１５３】
次いで、フォトリソグラフィ法を用いて絶縁層５３２、５３４、５３６をエッチングして、第２の不純物領域５２６、５２８を露出させるコンタクトホールを形成する。エッチングは、ウエットエッチング法、ドライエッチング法のいずれを用いてもよい。また、条件によって一回でエッチングを行ってしまっても良いし、複数回に分けてエッチングを行っても良い。さらに、複数回でエッチングする際は、ウエットエッチングとドライエッチングの両方を用いても良い。
【０１５４】
次いで、コンタクトホールを充填するように、導電層を形成し、当該導電層をパターン加工して、ソース配線又はドレイン配線として機能する導電層５３８、導電層５４０を形成する（図９（Ｃ））。
【０１５５】
導電層５３８、５４０は、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法により、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ネオジウム（Ｎｄ）から選択された元素、又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で、単層又は積層で形成する。アルミニウムを主成分とする合金材料とは、例えば、アルミニウムを主成分としニッケルを含む材料、又は、アルミニウムを主成分とし、ニッケルと、炭素と珪素の一方又は両方とを含む合金材料に相当する。導電層５３８、５４０は、例えば、バリア層とアルミニウムシリコン（Ａｌ−Ｓｉ）層とバリア層の積層構造、バリア層とアルミニウムシリコン（Ａｌ−Ｓｉ）層と窒化チタン層とバリア層の積層構造を採用するとよい。なお、バリア層とは、チタン、チタンの窒化物、モリブデン、又はモリブデンの窒化物からなる薄膜に相当する。アルミニウムやアルミニウムシリコンは抵抗値が低く、安価であるため、導電層５３８、５４０を形成する材料として最適である。また、上層と下層のバリア層を設けると、アルミニウムやアルミニウムシリコンのヒロックの発生を防止することができる。また、還元性の高い元素であるチタンを含むバリア層を形成すると、結晶質半導体層上に薄い自然酸化膜ができていたとしても、この自然酸化膜を還元し、結晶質半導体層と良好なコンタクトをとることができる。
【０１５６】
次いで、導電層５３８、５４０を覆うように、絶縁層５４２を形成する（図１０（Ａ））。絶縁層５４２は、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、ＳＯＧ法、液滴吐出法等を用いて、無機材料又は有機材料により、単層又は積層で形成する。また、絶縁層５４２は、好適には、０．７５μｍ〜３μｍの厚さで形成する。なお、絶縁層５４２を有機材料を用いて形成する場合、上層に無機材料を用いた積層構造としてもよい。有機材料を用いた層と無機材料を用いた積層構造とすることで、後の画素電極のエッチングにおいて、有機材料で形成される絶縁層が必要以上にエッチングされてしまうのを防ぐことができる。
【０１５７】
次いで、フォトリソグラフィ法を用いて絶縁層５４２をエッチングして、導電層５４０を露出させるコンタクトホールを形成する。続いて、コンタクトホールを充填するように、導電層を形成する。導電層は、スパッタリング法、蒸着法等を用いて、導電性材料により形成する。そして、導電層をパターン加工して、本発明の温度センサ素子の第１の電極５４４となる導電層を形成する。温度センサ素子の第１の電極５４４は、導電層５４０と接続している。なお、第１の電極５４４を形成するためのエッチング工程においては、下層の薄膜トランジスタ５３０にダメージを与えないために、ウエットエッチング加工を行うとよい。エッチング剤にはフッ化水素（ＨＦ）又はアンモニア過水を用いるとよい（図１０（Ｂ））。
【０１５８】
次いで、第１の電極５４４、絶縁層５４２を覆って絶縁層を形成する。絶縁層は、ＳＯＧ法、液滴吐出法等を用いて、無機材料又は有機材料により、単層又は積層で形成する。また、絶縁層は、無機材料又は有機材料にチタンブラックやカーボンナイトライドなどの黒色顔料や染料を分散材などを用いて分散し、黒くしてもよい。絶縁層は、好適には、０．７５μｍ〜３μｍの厚さで形成する。そして、フォトリソグラフィ法を用いて、第１の電極５４４が露出するように絶縁層をエッチングして、隔壁層５４６を形成する。（図１０（Ｃ））。
【０１５９】
次いで、隔壁層５４６、該隔壁層５４６から露出した第１の電極５４４を覆って、有機化合物を含む層５４８を形成する。有機化合物を含む層５４８は、蒸着法、スピンコートなどの塗布法等を用いて形成する。有機化合物を含む層５４８としては、上記実施の形態１乃至４のいずれかで説明した層を形成する。すなわち、正孔輸送性の有機化合物又は電子輸送性の有機化合物を含む層、または有機化合物と当該有機化合物に対して電子受容性を示す金属酸化物とを含む混合層のいずれか１層又は複数層とする。また、有機化合物と当該有機化合物に対して電子受容性を示す金属酸化物とを含む混合層を２層とし、該２層間に正孔輸送性の有機化合物又は電子輸送性の有機化合物を含む層が挟まれた構造としてもよい。
【０１６０】
次いで、有機化合物を含む層５４８を覆って第２の電極５５０を形成する。第２の電極５５０は、スパッタリング法、蒸着法等を用いて、導電性材料により形成する。上記工程によって、第１の電極５４４、有機化合物を含む層５４８、第２の電極５５０とを有する温度センサ素子５５２を形成する。
【０１６１】
なお、第２の電極５５０上に、さらに絶縁層を設けてもよい。絶縁層は、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法等により珪素の酸化物または珪素の窒化物を含む層を形成する。また、珪素の酸化物または珪素の窒化物を含む層の代わりに、窒化炭素膜と窒化珪素膜の多層膜やスチレンポリマーの多層膜、ダイヤモンドライクカーボン膜を形成してもよい。
【０１６２】
次いで、温度センサ素子を水などの劣化を促進する物質から保護するために、対向基板５５６を用いて封止を行う（図１１（Ｂ））。対向基板５５６と温度センサ素子５５２が設けられた基板５００との間には樹脂５５４等を充填する。対向基板５５６を用いて封止することによって、温度センサ素子５５２が水分等により劣化することを防ぐ事ができる。さらに、樹脂５５４は吸湿性を有していることが望ましい。また、樹脂５５４中に透光性の高い乾燥剤５５８を分散させると、水分の影響を抑えることが可能になるためさらより好ましい。
【０１６３】
上記工程によって作製された本発明の温度センサ素子を有する薄膜トランジスタは、対向基板等によって封止されているため、水分等により特性が劣化する恐れがない。また、本発明の温度センサ素子を有するため、感度良く温度を検出することができる。なお、本実施の形態は上記の実施の形態と組み合わせて用いることが可能である。
【０１６４】
（実施の形態６）
ここでは非接触でデータのやりとりが可能であるＩＣタグ、ＲＦＩＤなどの半導体装置を作製する方法について説明する。具体的には、薄膜トランジスタ、本発明の温度センサ素子を有する温度センサ、アンテナを含む半導体装置の作製方法について説明する。なお、ここでは実施の形態２で説明した温度センサ素子を有する温度センサを形成する。しかしこれに限られず、その他の実施の形態で説明した温度センサを形成してもよい。また温度センサ、薄膜トランジスタの作製方法については上記実施形態に準じる。
【０１６５】
まず、基板７０１の一表面に、剥離層７０２を形成する（図１２（Ａ））。基板７０１は、ガラス基板、石英基板、金属基板やステンレス基板の一表面に絶縁膜を形成したもの、或いは本工程の処理温度に耐えうる耐熱性があるプラスチック基板等を用いるとよい。なお、ここでは、剥離層７０２は基板７０１の全面に設けているが、必要に応じて、基板７０１の全面に剥離層７０２を設けた後に、フォトリソグラフィー法により、選択的設けてもよい。また、基板７０１に接するように剥離層７０２を形成しているが、必要に応じて、基板７０１に接するように下地となる絶縁膜を形成し、当該絶縁膜に接するように剥離層７０２を形成してもよい。
【０１６６】
剥離層７０２は、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ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）、鉛（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または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる層を、単層又は積層して形成する。珪素を含む層の結晶構造は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれの場合でもよい。
【０１６７】
剥離層７０２が単層構造の場合、好ましくは、タングステン層、モリブデン層、又はタングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成する。または、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。また、タングステンの酸化物は、酸化タングステンと表記することがある。
【０１６８】
剥離層７０２が積層構造の場合、好ましくは、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する。そして、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、窒化物、酸化窒化物又は窒化酸化物を形成する。
【０１６９】
なお、剥離層７０２として、タングステンを含む層とタングステンの酸化物を含む層の積層構造を形成する場合、タングステンを含む層を形成し、その上層に酸化珪素を含む層を形成することで、タングステン層と酸化珪素層との界面に、タングステンの酸化物を含む層が形成されることを活用してもよい。これは、タングステンの窒化物、酸化窒化物及び窒化酸化物を含む層を形成する場合も同様であり、タングステンを含む層を形成後、その上層に窒化珪素層、酸化窒化珪素層、窒化酸化珪素層を形成する。なお、タングステンを含む層を形成後に、その上層に形成する酸化珪素層、酸化窒化珪素層、窒化酸化珪素層などは、後に下地となる絶縁層として機能する。
【０１７０】
また、タングステンの酸化物は、ＷＯｘで表され、ｘは２〜３である。ｘが２の場合（ＷＯ２）、ｘが２．５の場合（Ｗ２Ｏ５）、ｘが２．７５の場合（Ｗ４Ｏ１１）、ｘが３の場合（ＷＯ３）などがある。タングステンの酸化物を形成するにあたり、上記に挙げたＸの値に特に制約はなく、そのエッチングレートなどを基に決めるとよい。但し、エッチングレートの最も良いものは、酸素雰囲気下で、スパッタリング法により形成するタングステンの酸化物を含む層（ＷＯｘ、０＜Ｘ＜３）である。従って、作製時間の短縮のために、剥離層として、酸素雰囲気下でスパッタリング法によりタングステンの酸化物を含む層を形成するとよい。
【０１７１】
次に、剥離層７０２を覆うように、下地となる絶縁層７０３を形成する。絶縁層７０３は、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法等により、珪素の酸化物または珪素の窒化物を含む層を、単層又は積層で形成する。珪素の酸化物材料とは、珪素（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）を含む物質であり、酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素等が該当する。珪素の窒化物材料とは、珪素と窒素（Ｎ）を含む物質であり、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素等が該当する。下地となる絶縁層が２層構造の場合、例えば、１層目として窒化酸化珪素層を形成し、２層目として酸化窒化珪素層を形成するとよい。下地となる絶縁層が３層構造の場合、１層目の絶縁層として酸化珪素層を形成し、２層目の絶縁層として窒化酸化珪素層を形成し、３層目の絶縁層として酸化窒化珪素層を形成するとよい。または、１層目の絶縁層として酸化窒化珪素層を形成し、２層目の絶縁層として窒化酸化珪素層を形成し、３層目の絶縁層として酸化窒化珪素層を形成するとよい。下地となる絶縁層は、基板７０１からの不純物の侵入を防止するブロッキング膜として機能する。
【０１７２】
その後、上記実施形態に記載した方法によって、薄膜トランジスタ５３０を形成する。また、薄膜トランジスタ５３０と同様に、薄膜トランジスタ７１０、薄膜トランジスタ７２０、薄膜トランジスタ７４０も形成する（図１２（Ｂ））。なお、本実施の形態の薄膜トランジスタ５３０は、チャネル形成領域５２０と、第１のｎ型不純物領域５１７、５１９と、第２のｎ型不純物領域５２６、５２８とを含むｎ型の薄膜トランジスタとする。また、薄膜トランジスタ７１０、７４０もｎ型の薄膜トランジスタとする。そして、薄膜トランジスタ７１０はチャネル形成領域７１３、第１のｎ型不純物領域７１２、第１のｎ型不純物領域７１４、第２のｎ型不純物領域７１１、第２のｎ型不純物領域７１５を含むものとする。同様に、薄膜トランジスタ７４０は、チャネル形成領域７４３、第１のｎ型不純物領域７４２、第１のｎ型不純物領域７４４、第２のｎ型不純物領域７４１、第２のｎ型不純物領域７４５を含むものとする。なお、第１のｎ型不純物領域は低濃度不純物領域として機能し、第２のｎ型不純物領域はソース領域又はドレイン領域として機能する。
【０１７３】
また、薄膜トランジスタ７２０はｐ型の薄膜トランジスタとし、チャネル形成領域７２３、第１のｐ型不純物領域７２２、第１のｐ型不純物領域７２４、第２のｐ型不純物領域７２１、第２のｐ型不純物領域７２５を含むものとする。
【０１７４】
ｎ型の薄膜トランジスタ７１０、５３０、７４０と、ｐ型の薄膜トランジスタ７２０は、適宜フォトリソグラフィ法を用いて形成したレジストからなるマスクと、サイドウォール及びゲート絶縁層をマスクとして、不純物元素を添加して作製すればよい。例えば、薄膜トランジスタ７１０、５３０、７４０にｎ型の不純物元素を添加する際には、薄膜トランジスタ７２０をレジストからなるマスクで覆っておけばよい。同様に、薄膜トランジスタ７２０にｐ型の不純物元素を添加する際には、薄膜トランジスタ７１０、５３０、７４０をレジストからなるマスクで覆っておけばよい。
【０１７５】
なお、薄膜トランジスタ７１０、７２０、５３０、７４０は上記構成に限定されず、適宜変更可能である。例えば、第１のｎ型不純物領域或いは第１のｐ型不純物領域を形成さず、ソース領域又はドレイン領域として機能する第２のｎ型不純物領域或いは第２のｐ型不純物領域のみを含む構成としてもよい。また、薄膜トランジスタ７１０、５３０、７４０をｐ型の薄膜トランジスタとしてもよいし、薄膜トランジスタ７２０をｎ型の薄膜トランジスタとしてもよい。
【０１７６】
また、本実施の形態では、絶縁層５０８はサイドウォール作製の際にエッチングせず、そのままゲート絶縁層として用いるものとする。また、上記実施形態５と同じものは同じ符号を付してある。
【０１７７】
次いで、薄膜トランジスタ７１０、７２０、５３０、７４０を覆って、絶縁層５３２、５３４、５３６を形成する。絶縁層５３２、５３４、５３６は、上記実施の形態５と同様に作製すればよい。
【０１７８】
次いで、上記実施の形態５と同様にフォトリソグラフィ法を用いて絶縁層５３２、５３４、５３６をエッチングする。絶縁層５３２、５３４、５３６は、第１のｎ型不純物領域７１２、７１４、５２６、５２８、７４２、７４４、第１のｐ型不純物領域７２２、７２４を露出するようコンタクトホールを形成する。そして、コンタクトホールを充填するように導電層を形成する。該導電層をパターン加工して、ソース配線又はドレイン配線として機能する導電層５３８、導電層５４０、導電層７４７、導電層７４８、導電層７４９、導電層７５０、導電層７５１、導電層７５２を形成する（図１２（Ｃ））。
【０１７９】
次いで、導電層５３８、５４０、７４２、７４４、７４６、７４８、７５０、７５２、及び絶縁層５３６を覆って絶縁層５４２を形成する。絶縁層５４２は、上記実施の形態５と同様に作製すればよい。
【０１８０】
次いで、フォトリソグラフィ法を用いて絶縁層５４２をエッチングして、導電層５４０、７５２を露出させるコンタクトホールを形成する。そして、コンタクトホールを充填するように、導電層を形成する。導電層は、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法を用いて、導電性材料により形成する。次に、導電層をパターン加工して、第１の電極５４４、導電層７５４を形成する。第１の電極５４４は、上記実施の形態５と同様に作製すればよく、本発明の温度センサ素子の電極となる。また、導電層７５４は第１の電極５４４と同工程で作製される。
【０１８１】
次いで、第１の電極５４４、導電層７５４、及び絶縁層５４２を覆って絶縁層を形成する。絶縁層も、上記実施の形態５と同様に形成すればよい。そして、フォトリソグラフィ法を用いて、絶縁層をエッチングして、第１の電極５４４、及び導電層７５４を露出させるコンタクトホールを形成する。ここで、残存する絶縁層を隔壁層５４６とする（図１３（Ａ））。
【０１８２】
次いで、導電層７５４に接し、アンテナとして機能する導電層７５６を形成する。導電層７５６は、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、印刷法、液滴吐出法を用いて、導電性材料により形成する。好ましくは、導電層７５６は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）チタン（Ｔｉ）、から選択された元素、又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で、単層又は積層で形成する。具体的には、導電層７５６は、スクリーン印刷法により、銀を含むペーストを用いて形成し、その後、５０℃〜３５０℃の加熱処理を行って形成する。又は、スパッタリング法によりアルミニウム膜を形成し、当該アルミニウム膜をパターン加工することにより形成する。アルミニウム膜のパターン加工は、ウエットエッチング加工を用いるとよく、ウエットエッチング加工後は２００℃〜３００℃の加熱処理を行うとよい。
【０１８３】
次いで、隔壁層５４６、該隔壁層５４６から露出した第１の電極５４４を覆って、有機化合物を含む層５４８を形成する。続けて、有機化合物を含む層５４８上に第２の電極５５０を形成する。有機化合物を含む層５４８、第２の電極５５０は、上記実施の形態５と同様に作製すればよい。上記工程によって、本発明の温度センサ５５２を得ることができる。
【０１８４】
また、第２の電極５５０上に、さらに絶縁層を設けてもよい。絶縁層は、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法等により珪素の酸化物または珪素の窒化物を含む層を形成すればよい。
【０１８５】
次いで、温度センサ５５２を水などの劣化を促進する物質から保護するために、封止を行う。吸湿性を有する樹脂５５４等を充填し、封止することによって温度センサ５５２が水分により劣化することを防ぐ。さらに樹脂５５４中に透光性の高い乾燥剤５５８を分散させる。
【０１８６】
次いで、下地膜７０３から温度センサ５５２、薄膜トランジスタ７１０、７２０、５３０、７４０等を含む層７６０（以下、「層７６０」とも記す。）を基板７０１から剥離する。レーザー光（例えばＵＶ光）を照射することによって開口部７６２、開口部７６４を形成後（図１４（Ａ））、物理的な力を用いて基板７０１から層７６０を剥離することができる（図１４（Ｂ））。また基板７０１から層７６０を剥離する前に、開口部７６２、７６４にエッチング剤を導入して、剥離層７０２を除去してもよい。エッチング剤は、フッ化ハロゲンまたはハロゲン間化合物を含む気体又は液体を使用する。例えば、フッ化ハロゲンを含む気体として三フッ化塩素（ＣｌＦ３）を使用する。そうすると、層７６０は、基板７０１から剥離された状態となる。なお、剥離層７０２は、全て除去せず一部分を残存させてもよい。こうすることによって、エッチング剤の消費量を抑え剥離層の除去に要する処理時間を短縮することが可能となる。また、剥離層７０２の除去を行った後にも、基板７０１上に層７６０を保持しておくことが可能となる。また、層７６０が剥離された基板７０１は、コストの削減のために、再利用することが好ましい。
【０１８７】
次いで、層７６０の一方の面を、第１の基体７６６に接着させて、基板７０１から完全に剥離する。続いて、層７６０の他方の面を、第２の基体７６８に接着させ、その後加熱処理と加圧処理の一方又は両方を行って、層７６０を、第１の基体７６６と第２の基体７６８により封止する（図１５）。第１の基体７６６と第２の基体７６８は、ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなるフィルム、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム（ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等）と接着性合成樹脂フィルム（アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等）との積層フィルムなどに相当する。
【０１８８】
フィルムは、被処理体と熱圧着により処理が行われるものである。加熱処理と加圧処理を行う際には、フィルムの最表面に設けられた接着層か、又は最外層に設けられた層（接着層ではない）を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。また、第１の基体７６６と第２の基体７６８の表面には接着層が設けられていてもよいし、接着層が設けられていなくてもよい。接着層は、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂系接着剤、樹脂添加剤等の接着剤を含む層に相当する。
【０１８９】
以上の工程により、温度センサおよびアンテナを有する半導体装置を作製することができる。本実施の形態の半導体装置は、非接触でデータのやりとりを行うことが可能である。また、上記工程により、可撓性を有する半導体装置を得ることができる。なお本実施形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【０１９０】
上記工程によって、本発明の温度センサとアンテナとを有する半導体装置を作製することができる。また、本発明の温度センサを有するため、感度良く温度を検出することができる。さらに、可撓性を有する半導体装置を作製することができる。
【０１９１】
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の温度センサを有する半導体装置を、非接触でデータの送受信が可能であるＲＦＩＤタグとして利用した場合に関して、図１６、図１７を用いて説明する。
【０１９２】
まず、半導体装置をＲＦＩＤタグとして実際に使用する例について説明する。本実施の形態で説明するＲＦＩＤタグは、非接触でデータを交信する機能を有するものとする。ここでは、半導体装置を温度測定装置として対象者の体温を測定する例について、図１６、図１７を用いて説明する。
【０１９３】
ここで説明する温度測定装置６０２は、粘着シート上に温度センサを有する半導体装置を有するものとする。
【０１９４】
検温対象者６００には、本発明の温度測定装置６０２が貼り付けられている。検温対象者６００に温度測定装置６０２を貼り付ける場所については特に限定されないが、正確に体温を測定するため、腋下（脇の下）あるいは大腿部付け根付近が望ましい。
【０１９５】
検温実施者は、必要に合わせて、検温対象者６００に貼り付けられている温度測定装置６０２にリーダライタ６０４をかざす。温度測定装置６０２は、リーダライタ６０４から送信される電磁波を受信し、検温を開始する。そして、温度測定装置６０２は、検温が終了すると、検温結果をリーダライタ６０４へ送信する。
【０１９６】
温度測定装置６０２から送信された検温結果を受信したリーダライタ６０４は、検温結果を表示装置６０６へ転送する。
【０１９７】
リーダライタ６０４から送信された検温結果を受信した表示装置６０６は、表示部６０８に検温結果を表示する。このように、温度測定装置６０２としてＲＦＩＤタグを活用することで、情報の取得を簡単に行うことができ、検温時間の短縮を図ることができる。また、検温測定者６００は、温度測定装置６０２を常時貼り付けたままでよく、検温毎に温度測定装置（例えば体温計等）を装着し、測定する煩雑さから解放されることが可能となる。
【０１９８】
温度測定装置６０２とリーダライタ６０４間、及びリーダライタ６０４と表示装置６０６間のデータの交信は、無線通信で行われる。なお、リーダライタ６０４と表示装置６０６間のデータの交信については、無線通信に限定されない。例えば、金属導線や光ファイバーなどで電気的に接続し、データの交信を行ってもかまわない。
【０１９９】
なお、好ましくはリーダライタ６０４と表示装置６０６とは一体型であるとよい。リーダライタ６０４と表示装置６０６を一体型とすることで、検温実施者が管理する備品の数を減らすことができる。その結果、検温実施者の負担を軽減できる。
【０２００】
次に、上記で説明した温度測定装置６０２の構成と動作内容の一例について、図６（Ｂ）を用いて具体的に説明する。
【０２０１】
温度測定装置６０２は、非接触でデータを交信する機能を有し、センシング回路６２０と、アナログデジタル変換回路６２３（以下、Ａ／Ｄ変換回路とする）と、無線インターフェースコントローラ６２６と、変調回路６２４と、復調回路６２８と、電源回路６３０と、アンテナ６３２を有する。
【０２０２】
センシング回路６２０は、温度センサ素子６２１と増幅回路６２２とを有し、温度情報を取り出す回路である。温度センサ素子６２１は、検温対象者６００の温度（体温）によって特性（例えば抵抗値）が変化し、その特性変化を温度情報として検出する。ここでの温度センサ素子６２１は、上記実施の形態で説明した本発明の温度センサ素子を有している。温度センサ素子６２１が検出し、出力する温度情報の信号は、増幅回路６２２によって増幅される。
【０２０３】
Ａ／Ｄ変換回路６２３は、アナログ信号をデジタル信号に変換、あるいはデジタル信号をアナログ信号に変換する回路である。無線インターフェースコントローラ６２６は、変調回路６２４および復調回路６２８を制御するためのものである。本実施の形態において、無線インターフェースコントローラ６２６は、センシング回路６２６及びＡ／Ｄ変換回路６２３を制御する機能も有している。
【０２０４】
変調回路６２４は、センシング回路６２０で検出した温度情報を搬送波へ変調する回路である。復調回路６２８は、アンテナで受信した搬送波からデータを取り出すための回路である。電源回路６３０は、アンテナ６３２で受信した電力を基に、半導体装置の内部の各回路に供給する各種電源を生成する回路である。アンテナ６３２は、電磁波あるいは電波などの搬送波の送受信を行う機能を有する。
【０２０５】
温度測定装置６０２は、リーダライタ６０４から送信される命令信号を含む搬送波をアンテナ６３２で受信する。復調回路６２８は、アンテナ６３２で受信した搬送波から命令信号を復調する。
【０２０６】
復調回路６２８で復調された命令信号は、無線インターフェースコントローラ６２６に入力される。そして、無線インターフェースコントローラ６２６は命令を実行する。
【０２０７】
センシング回路６２０は、電源が供給されると、温度情報を取り出す。具体的には、温度センサ素子６２１により温度を検出し、当該温度情報の信号を増幅回路６２２によって増幅する。そして、増幅回路６２２で増幅された温度情報の信号は、Ａ／Ｄ変換回路６２３において、アナログ信号からデジタル信号へ変換され、無線インターフェースコントローラ６２６を介して変調回路６２４へ入力される。
【０２０８】
温度情報の信号は、変調回路６２４において搬送波に載せられ、アンテナ６３２を介してリーダライタ６０４へ送信される。
【０２０９】
さらに、本発明の温度測定装置に係るセンシング回路６２０の例について、図１７（Ａ）〜（Ｃ）を用いて説明する。なお、増幅回路６２２以外は、図１７（Ａ）〜（Ｃ）は共通である。
【０２１０】
温度センサ素子６２１は、一方は抵抗器Ｒｓ１に直列に接続し、他方は接地している。温度センサ素子６２１は、検温対象者６００の温度（体温）が変化することにより抵抗値が変化する。抵抗器Ｒｓ１は、基準温度において温度センサ素子６２１と同程度の抵抗値を示すものである。
【０２１１】
抵抗器Ｒｓ０は、一方は抵抗器Ｒｓ２に直列に接続し、他方は接地している。抵抗器Ｒｓ１および抵抗器Ｒｓ２は、一方は電源に接続されており、他方は温度センサ素子６２１または抵抗器Ｒｓ０にそれぞれ接続している。
【０２１２】
ここで、温度センサ素子６２１と抵抗器Ｒｓ１とが接続している地点をＰ１とする。地点Ｐ１の電位は、温度センサ素子６２１と抵抗器Ｒｓ１との抵抗値の比率によって決定する。また、抵抗器Ｒｓ２と抵抗器Ｒｓ０とが接続している地点をＰ２とする。地点Ｐ２の電位は、抵抗器Ｒｓ２と抵抗器Ｒｓ０との抵抗値の比率によって決定する。
【０２１３】
温度センサ素子６２１は、上記実施の形態で説明した本発明の温度センサ素子である。よって、温度センサ素子６２１は、検温対象者６００の温度変化に対して、感度良く特性（抵抗値）が変化する。その結果、地点Ｐ１の電位は、検温対象者６００の温度変化に依存して変化する。
【０２１４】
これに対し、抵抗器Ｒｓ０、Ｒｓ１およびＲｓ２は、検温対象者６００（生物）の体温変化の範囲、例えば３４℃〜４２℃の範囲の場合には、検温対象者６００の温度が変化しても抵抗値がほとんど変動しない。よって、地点Ｐ２の電位は、検温対象者６００の温度が変化してもほとんど変動しない。したがって、地点Ｐ１と地点Ｐ２間の電位差を検出することで、検温対象者６００の温度変化を検出することができる。
【０２１５】
ただし、上記地点Ｐ１と地点Ｐ２間の電位差の変化は非常に小さいため、正確に温度を検出するには、電位差の変化を増幅する必要がある。したがって、本発明は温度センサ素子６２１に加えて増幅回路６２２を設けるものとする。
【０２１６】
次に、増幅回路６２２について、図１７（Ａ）〜（Ｃ）の３つの例について説明する。
【０２１７】
まず、図１７（Ａ）を用いて説明する。抵抗器Ｒ１は、一方は地点Ｐ１の出力に接続され、他方はオペアンプ３０１の非反転入力端子（＋）に接続されている。抵抗器Ｒ２は、一方は地点Ｐ２の出力に接続され、他方はオペアンプ３０１の反転入力端子（−）に接続されている。
【０２１８】
オペアンプ３０１の出力端子は、抵抗器Ｒ３を介して反転入力端子に接続されている。なお、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２の抵抗値は等しくすることが好ましい。また、抵抗器Ｒ２と抵抗器Ｒ３との比率により増幅率が決まる。
【０２１９】
ただし、図１７（Ａ）において、温度センサ素子６２１の抵抗値が大きく、温度センサ素子６２１に流れ込む電流が非常に小さい場合、地点Ｐ１において温度センサ素子６２１よりも抵抗値の小さい素子や回路を接続してしまうと、温度センサ素子６２１へは電流が充分に供給されない。そのため、地点Ｐ１の電位は検温対象者６００の温度変化を正しく反映することができない。そこで、地点Ｐ１の電位に対して、地点Ｐ１に接続されている温度センサ素子６２１以外の回路が影響を与えることを阻止するため、図１７（Ｂ）に示すように地点Ｐ１と抵抗器Ｒ１との間にオペアンプ３０２を設けても良い。
【０２２０】
図１７（Ｂ）において、抵抗器Ｒ１の一方はオペアンプ３０２の出力端子に接続され、他方はオペアンプ３０１の非反転入力端子に接続されている。また、オペアンプ３０２の非反転入力端子は地点Ｐ１の出力に接続されている。オペアンプ３０２の出力端子は、オペアンプ３０２の非反転入力端子に接続されている。
【０２２１】
抵抗器Ｒ２は、一方は地点Ｐ２の出力に接続され、他方はオペアンプ３０１の反転入力端子に接続されている。オペアンプ３０１の出力端子は、抵抗器Ｒ３を介して反転入力端子に接続している。なお、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２の抵抗値は等しくすることが好ましい。また、抵抗器Ｒ２と抵抗器Ｒ３との比率により増幅率が決まる。
【０２２２】
さらに、図１７（Ａ）および図１７（Ｂ）において、オペアンプ３０１の反転入力端子および非反転入力端子への入力が非対称である場合、あるいはノイズによる悪影響が懸念される場合でも、正しく増幅するように改良した回路を図１７（Ｃ）に示す。
【０２２３】
抵抗器Ｒ１は、一方は地点Ｐ１の出力に接続され、他方はオペアンプ３０３の非反転入力端子に接続されている。オペアンプ３０３の出力端子は、抵抗器Ｒ６を介してオペアンプ３０３の反転入力端子に接続されている。
【０２２４】
抵抗器Ｒ２は、一方は地点Ｐ２の出力に接続され、他方はオペアンプ３０４の非反転入力端子に接続されている。オペアンプ３０４の出力端子は、抵抗器Ｒ５を介してオペアンプ３０４の反転入力端子に接続されている。また、抵抗器Ｒ４、抵抗器Ｒ５および抵抗器Ｒ６は直列に接続されている。
【０２２５】
さらに、オペアンプ３０３の出力端子は、抵抗器Ｒ８を介してオペアンプ３０１の反転入力端子に接続されている。また、オペアンプ３０４の出力端子は、抵抗器Ｒ７を介してオペアンプ３０１の非反転入力端子に接続されている。
【０２２６】
オペアンプ３０１の出力端子は、抵抗器Ｒ３を介してオペアンプ３０１の反転入力端子に接続されている。さらに、オペアンプ３０１の非反転入力端子は、抵抗器Ｒ９を介して接地されている。なお、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２、抵抗器Ｒ５と抵抗器Ｒ６、抵抗器Ｒ７と抵抗器Ｒ８、抵抗器Ｒ９と抵抗器Ｒ３の抵抗値は、それぞれ等しくすることが好ましい。また、増幅回路６２２の増幅率は、抵抗器Ｒ４と抵抗器Ｒ５との比率、抵抗器Ｒ４と抵抗器Ｒ６との比率、抵抗器Ｒ７と抵抗器Ｒ９との比率、抵抗器Ｒ８と抵抗器Ｒ３との比率によって決まる。
【０２２７】
増幅回路６２２によって増幅された地点Ｐ１と地点Ｐ２間の電位差は、Ａ／Ｄ変換回路６２３へ送信される。
【０２２８】
上記のように本発明の温度センサを温度測定装置に用いると、簡便に体温管理を行うことができる。したがって、病院等で用いれば測定時間の短縮を図ることもできる。
【０２２９】
（実施の形態８）
ここでは、上記実施の形態で示した半導体装置を有する表示装置について、図１８を用いて説明する。
【０２３０】
図１８（Ａ）に、本実施の形態の表示装置の上面の模式図を示す。本実施の形態で説明する表示装置８００は、同一基板８０１上に、画素部８０２と、画素部８０２を駆動する駆動回路部８０４と、センサ部８０６とを有する。センサ部８０６には本発明の温度センサが設けられている。画素部８０２及び駆動回路部８０４等に設けられる薄膜トランジスタについては、上記実施の形態に準じる。
【０２３１】
まず、画素部８０２がアクティブマトリクス型であり、センサ部８０６がパッシブマトリクス型で設けられている場合について、図１８（Ｂ）を用いて説明する。なお、図１８（Ａ）におけるＡ−Ｂ間の断面図が図１８（Ｂ）に該当する。
【０２３２】
画素部８０２には、発光素子８１０が設けられている。発光素子８１０は、第１の電極８１２と有機化合物層８１４と第２の電極８１６とが順次積層された構造を有する。有機化合物層８１４には、少なくとも発光層が含まれる。なお、有機化合層８１４には、発光層の他、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、または電子注入層等は適宜設けられてよいものとする。発光素子８１０については、上記実施の形態に準ずるものとする。第１の電極８１２は、駆動用トランジスタ８１８のソース配線又はドレイン配線として機能する導電層８２０に接続している。
【０２３３】
駆動回路部８０４には、複数のトランジスタ８２２が設けられており、画素部８０２及びセンサ部８０６の動作を制御する駆動回路を構成する。画素部８０２の動作を制御する駆動回路部８０４には、例えば、シフトレジスタ、デコーダ、バッファ、サンプリング回路、ラッチ等が設けられる。
【０２３４】
センサ部８０６には、本発明の温度センサ素子８２４が設けられている。温度センサ素子８２４は、第１の電極８２６と、有機化合物を含む層８２８と、第２の電極８３０とが順次積層された構造を有する。有機化合物を含む層８２８には、上記実施の形態の温度センサ素子で示したいずれの層を用いてもよい。例えば、正孔輸送性又は電子輸送性の有機化合物を含む層、又は有機化合物と金属酸化物とを含む混合層のいずれかの層、或いはこれらの層を組み合わせたもの等を用いればよい。
【０２３５】
また、基板８０１上には、接続フィルム８０８が設けられている。接続フィルムは、具体的には、フレキシブルプリント回路（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔ  Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＦＰＣ）等に相当する。画素部８０２とセンサ部８０６を構成する複数の素子の動作を制御する信号や電源電位は、接続フィルム８０８を介して、外部から入力される。
【０２３６】
次いで、画素部８０２及びセンサ部８０６の両方をアクティブマトリクス型で設けた場合について、図１８（Ｃ）に示す。
【０２３７】
画素部８０２及び駆動回路部８０４は、センサ部８０６以外は図１８（Ｂ）と同じであるため、説明を省略する。
【０２３８】
センサ部８０６は、温度センサ素子８３２が設けられている。温度センサ素子８３２は、第３の電極８３４と、有機化合物を含む層８３６と、第４の電極８３８とが順次積層された構造を有する。温度センサ素子８３２が有する第３の電極８３４は、薄膜トランジスタ８４０のソース配線又はドレイン配線として機能する導電層８４２に接続している。
【０２３９】
本実施の形態の表示装置は、同一基板上に画素部とセンサ部とを有する。したがって、センサ部で検出した情報を画素部にて表示することが可能となり、視覚により温度情報を得ることができる。
【実施例１】
【０２４０】
本実施例では、本実施の形態で説明した温度センサ素子を実際に作製した例について説明する。作製した温度センサ素子Ａ９０１０、温度センサ素子Ｂ９０２０の素子構造を図１９に示す。温度センサ素子Ａ９０１０の素子構造は実施の形態１で示したものとし、温度センサ素子Ｂ９０２０の素子構造は実施の形態３で示したものとする。
【０２４１】
まず、温度センサ素子Ａ９０１０の素子構造及び作製方法について、図１９（Ａ）を用いて説明する。
【０２４２】
最初に、ＩＴＳＯが１１０ｎｍの膜厚で成膜されたガラス基板９０００を用意した。ＩＴＳＯは、第１の電極９００２に相当する。
【０２４３】
次いで、ガラス基板９０００上に絶縁膜を形成した。このとき、ＩＴＳＯ表面は２ｍｍ角の大きさで露出するようにし、その他の領域を絶縁膜で覆った。なお、図面では絶縁膜は省略する。そして、多孔質樹脂のブラシを用いて、第１の電極９００２が形成されたガラス基板９０００表面を洗浄した。その後、２００℃で１時間焼成し、さらにＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
【０２４４】
次いで、第１の電極９００２が形成された面が下方となるように、基板を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定し、真空装置内を１０−４Ｐａに減圧した。そして、第１の電極９００２上に有機化合物層９００３として下記構造式（ｓ−４）で表されるＮＰＢを１００ｎｍ蒸着した。
【０２４５】
【化１２】
0004799204.tif 000013
【０２４６】
次いで、有機化合物層９００３上に、第２の電極９００４として、アルミニウム膜を２００ｎｍ成膜した。以上の工程で、本実施例の温度センサ素子Ａ９０１０を得た。なお、上述した蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
【０２４７】
次に、温度センサ素子Ｂ９０２０の素子構造及び作製方法について、図１９（Ｂ）を用いて説明する。
【０２４８】
温度センサ素子Ｂ９０２０は、有機化合物層９００３と第２の電極９００４との間に、有機化合物と金属酸化物とを含む混合層９００５が設けられている。その他の素子構造及び作製方法については、温度センサ素子Ａ９０１０と同じなので、説明は省略する。
【０２４９】
温度センサ素子Ａ９０１０と同様に、基板９０００から有機化合物層９００３まで形成した。次いで、有機化合物層９００３上に有機化合物と金属酸化物とを含む混合層９００５を形成した。混合層９００５は、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）との比率を、質量比でＮＰＢ：酸化モリブデン（ＶＩ）＝４：１となるように共蒸着して形成した。なお、共蒸着とは、異なる複数の物質をそれぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法である。
【０２５０】
最後に、混合層９００５上に、第２の電極としてアルミニウムを２００ｎｍ成膜し、本実施例の温度センサ素子Ｂ９０２０を得た。
【０２５１】
次いで、窒素雰囲気のグローブボックス内において、本実施例の温度センサ素子Ａ９０１０、温度センサ素子Ｂ９０２０のそれぞれを、対向基板を用いて封止した。対向基板と温度センサ素子Ａ９０１０、Ｂ９０２０のそれぞれの間の空間には乾燥材を充填した。そして、温度センサ素子Ａ９０１０、温度センサ素子Ｂ９０２０の特性について測定した。
【０２５２】
図２０に、温度センサ素子Ａ９０１０、温度センサ素子Ｂ９０２０について、感度の素子構造依存性を測定した結果を示す。横軸を電圧（Ｖ）とし、縦軸を感度（ΔＶ／Δ℃）として、電圧と感度との関係をプロットした。なお、温度センサ素子Ａ９０１０の結果は、白抜きの三角のプロットで示した。温度センサ素子Ｂ９０２０の結果は、菱形のプロットで示した。
【０２５３】
感度については、次のように求めた。まず、温度センサ素子Ａ９０１０、Ｂ９０２０のそれぞれについて、一定の電流値の際の温度と電圧の関係をプロットした。この時、横軸を温度（℃）とし、縦軸を電圧（Ｖ）とした。そして、得られた温度と電圧の関係式から最小２乗法により傾きを求め、その傾きを感度とした。
【０２５４】
図２０より、温度センサ素子Ａは、１．２Ｖ付近から感度が立ち上がった。これに対し、温度センサ素子Ｂは、ほぼ０Ｖの時から感度が立ち上がった。
【０２５５】
以上の結果から、温度センサ素子において、有機化合物層と第２の電極との間に有機化合物と金属酸化物とを含む混合層を挿入すると、感度の立ち上がり電圧が下がることがわかった。したがって、混合層を挿入することで、低電圧駆動が可能になることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【０２５６】
【図１】本発明の温度センサ素子の一例を示す図。
【図２】本発明の温度センサ素子の一例を示す図。
【図３】本発明の温度センサ素子の一例を示す図。
【図４】本発明の温度センサ素子の一例を示す図。
【図５】本発明の表示装置の一例を示す図。
【図６】本発明の表示装置の一例を示す図。
【図７】本発明の表示装置の一例を示す図。
【図８】本発明の表示装置の一例を示す図。
【図９】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１０】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１１】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１２】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１３】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１４】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１５】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１６】本発明の半導体装置の使用形態の一例を示す図。
【図１７】本発明の半導体装置の使用形態の一例を示す図。
【図１８】本発明の表示装置の一例を示す図。
【図１９】本発明の温度センサの一例を示す図。
【図２０】本発明の温度センサにおける感度依存性の測定図。
【符号の説明】
【０２５７】
１    基板
２    第１の電極
３    有機化合物層
４    第２の電極
５    混合層
６    混合層
７    混合層
１０    温度センサ素子
１１    パッシベーション膜
１２    シール材
１３    粒子
１４    対向基板
２０    温度センサ素子
【図１】
0004799204.tif 000014
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0004799204.tif 000029
【図１７】
0004799204.tif 000030
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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