KR102425705B1 - 반도체 장치의 제작 방법 - Google Patents

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사토루 이도지리
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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

반도체 장치의 제작 공정의 수율을 높인다. 반도체 장치의 생산성을 높인다. 기판 위에 제 1 재료층을 형성하고, 제 1 재료층 위에 제 2 재료층을 형성하고, 제 1 재료층과 제 2 재료층을 서로 분리하여, 반도체 장치를 제작한다. 또한 분리 전에 제 1 재료층과 제 2 재료층을 포함하는 적층을 가열하는 것이 바람직하다. 제 1 재료층은 수소, 산소, 및 물 중 하나 이상을 포함한다. 제 1 재료층은 예를 들어 금속 산화물을 포함한다. 제 2 재료층은 수지(예를 들어 폴리이미드 또는 아크릴)를 포함한다. 제 1 재료층과 제 2 재료층은 수소 결합을 절단함으로써 서로 분리한다. 제 1 재료층과 제 2 재료층은, 가열에 의하여 제 1 재료층과 제 2 재료층 사이의 계면 또는 그 계면의 근방에서 석출된 물을 광으로 조사하는 식으로 서로 분리한다.

Description

반도체 장치의 제작 방법
본 발명의 일 형태는 박리 방법, 반도체 장치의 제작 방법, 및 표시 장치의 제작 방법에 관한 것이다.
또한 본 발명의 일 형태는 상술한 기술분야에 한정되지 않는다. 본 발명의 일 형태의 기술분야의 예에는, 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치, 축전 장치, 기억 장치, 전자 기기, 조명 장치, 입력 장치(터치 센서 등), 입출력 장치(터치 패널 등), 이들의 구동 방법, 및 이들의 제작 방법이 포함된다.
또한 본 명세서 등에서 반도체 장치는 일반적으로, 반도체 특성을 이용함으로써 기능할 수 있는 장치를 뜻한다. 트랜지스터, 반도체 회로, 표시 장치, 발광 장치, 입력 장치, 입출력 장치, 연산 장치, 및 기억 장치 등은 각각 반도체 장치의 일 형태이다. 또한 촬상 장치, 전기 광학 장치, 발전 장치(예를 들어 박막 태양 전지 및 유기 박막 태양 전지), 및 전자 기기는 각각 반도체 장치를 포함하여도 좋다.
유기 일렉트로루미네선스(EL) 소자 또는 액정 소자를 사용한 표시 장치가 알려져 있다. 표시 장치의 예에는, 발광 다이오드(LED) 등의 발광 소자가 제공된 발광 장치, 및 전기 영동 방식 등으로 표시를 수행하는 전자 종이도 포함된다.
유기 EL 소자는 일반적으로, 발광성 유기 화합물을 포함하는 층이 한 쌍의 전극 사이에 제공되는 구조를 가진다. 전압이 이 소자에 인가되면, 발광성 유기 화합물로부터 발광을 얻을 수 있다. 이러한 유기 EL 소자를 사용함으로써, 얇고, 가볍고, 콘트라스트가 높으며 소비전력이 낮은 표시 장치를 실현할 수 있다.
플렉시블 기판(필름) 위에 트랜지스터 등의 반도체 소자 또는 유기 EL 소자 등의 표시 소자를 형성함으로써 플렉시블 표시 장치를 얻을 수 있다.
특허문헌 1에서 개시(開示)된 플렉시블 표시 장치의 제작 방법에서는, 희생층, 내열성 수지층, 및 전자 소자가 이 순서대로 제공된 지지 기판(유리 기판)에 레이저광 조사를 수행하고, 내열성 수지층을 유리 기판으로부터 박리한다.
일본 공개특허공보 특개2015-223823호
본 발명의 일 형태의 과제는 신규 박리 방법, 반도체 장치의 신규 제작 방법, 또는 표시 장치의 신규 제작 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 일 형태의 다른 과제는 각각 비용이 적고 생산성이 높은 박리 방법, 반도체 장치의 제작 방법, 또는 표시 장치의 제작 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 일 형태의 다른 과제는 수율이 높은 박리 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 일 형태의 다른 과제는 대형 기판을 사용하여 반도체 장치 또는 표시 장치를 제작하는 것이다. 본 발명의 일 형태의 다른 과제는 저온에서 반도체 장치 또는 표시 장치를 제작하는 것이다.
본 발명의 일 형태의 다른 과제는 소비전력이 낮은 표시 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 형태의 다른 과제는 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 형태의 다른 과제는 표시 장치의 두께 또는 무게를 저감하는 것이다. 본 발명의 일 형태의 다른 과제는 가요성 또는 곡면을 가지는 표시 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 형태의 다른 과제는 튼튼한 표시 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 형태의 다른 과제는 신규 표시 장치, 신규 입출력 장치, 또는 신규 전자 기기 등을 제공하는 것이다.
또한 이들 과제의 기재는 다른 과제의 존재를 방해하지 않는다. 본 발명의 일 형태는 반드시 모든 과제를 달성할 필요는 없다. 명세서, 도면, 및 청구항의 기재로부터 다른 과제가 추출될 수 있다.
본 발명의 일 형태는 기판 위에 제 1 재료층을 형성하는 단계, 제 1 재료층 위에 제 2 재료층을 형성하는 단계, 및 제 1 재료층과 제 2 재료층을 서로 분리하는 단계를 포함하는 반도체 장치의 제작 방법이다. 제 1 재료층은 수소, 산소, 및 물 중 하나 이상을 포함한다. 제 2 재료층은 수지를 포함한다. 수소 결합을 절단함으로써 제 1 재료층과 제 2 재료층을 서로 분리한다. 수소 결합은 광 조사에 의하여 절단된다. 제 1 재료층과 제 2 재료층은, 수소 결합을 절단함으로써 제 1 재료층과 제 2 재료층 사이의 계면 또는 그 근방에서 서로 분리하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 형태는 기판 위에 제 1 재료층을 형성하는 단계, 제 1 재료층 위에 제 2 재료층을 형성하는 단계, 및 광을 사용하여 제 1 재료층과 제 2 재료층을 서로 분리하는 단계를 포함하는 반도체 장치의 제작 방법이다. 제 1 재료층은 수소, 산소, 및 물 중 하나 이상을 포함한다. 제 2 재료층은 수지층을 포함한다. 수소 결합을 절단함으로써 제 1 재료층과 제 2 재료층을 서로 분리한다. 광으로서는 레이저광을 사용한다. 수소 결합은, 레이저광을 사용하여 제 1 재료층과 제 2 재료층 사이의 계면 또는 그 근방을 조사함으로써 절단된다.
본 발명의 다른 일 형태는 기판 위에 제 1 재료층을 형성하는 단계, 제 1 재료층 위에 제 2 재료층을 형성하는 단계, 제 1 재료층과 제 2 재료층을 포함하는 적층을 가열하는 단계, 및 제 1 재료층과 제 2 재료층을 서로 분리하는 단계를 포함하는 반도체 장치의 제작 방법이다. 제 1 재료층은 수소, 산소, 및 물 중 하나 이상을 포함한다. 제 2 재료층은 수지를 포함한다. 적층을 가열하는 단계에서는, 제 1 재료층과 제 2 재료층 사이의 계면 또는 그 계면의 근방에서 물이 석출된다. 분리하는 단계에서는, 광을 사용하여 상기 계면 또는 그 계면의 근방에서의 물이 조사됨으로써 제 1 재료층과 제 2 재료층이 서로 분리된다.
제 2 재료층은, 450nm 이상 700nm 이하의 파장 범위에서 광의 평균 투과율이 70% 이상이 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 제 2 재료층은, 400nm 이상 700nm 이하의 파장 범위에서 광의 평균 투과율이 70% 이상이 되도록 형성되는 것이 바람직하고, 80% 이상이 더 바람직하다. 예를 들어, 제 2 재료층은 아크릴을 포함하는 것이 바람직하다. 또는, 제 2 재료층은 폴리이미드를 포함하는 것이 바람직하다.
분리하는 단계에서 조사되는 광은 180nm 이상 450nm 이하의 파장 범위에 있는 것이 바람직하다. 이 광은 파장이 308nm 또는 308nm 근방인 것이 바람직하다. 분리하는 단계에서 기판, 제 1 재료층, 및 제 2 재료층을 포함하는 적층의 광(예를 들어, 파장 308nm의 광)의 흡수율은 80% 이상 100% 이하이고, 더 바람직하게는 85% 이상 100% 이하이다.
광 조사는 레이저 장치를 사용하여 수행하는 것이 바람직하다. 광 조사는 선형 레이저 장치를 사용하여 수행하는 것이 바람직하다.
광 조사는 300mJ/cm2 이상 360mJ/cm2 이하의 에너지 밀도로 수행하는 것이 바람직하다.
제 1 재료층과 제 2 재료층 사이의 밀착성은 제 1 재료층과 기판 사이의 밀착성보다 낮은 것이 바람직하다.
제 1 재료층은 타이타늄, 몰리브데넘, 알루미늄, 텅스텐, 실리콘, 인듐, 아연, 갈륨, 탄탈럼, 및 주석 중 하나 이상을 포함하도록 형성하는 것이 바람직하다. 제 1 재료층은 타이타늄 및 산화 타이타늄 중 하나 이상을 포함하도록 형성하는 것이 바람직하다. 제 1 재료층은 타이타늄과 산화 타이타늄을 포함하는 적층을 가지도록 형성하는 것이 바람직하다.
제 2 재료층은 두께가 0.1μm 이상 5μm 이하인 영역을 가지도록 형성하는 것이 바람직하다.
제 2 재료층은 구조식(100)으로 나타내어지는 화합물의 잔사물(residue)을 포함하도록 형성하는 것이 바람직하다.
[화학식 1]
Figure 112019032491339-pct00001
제 1 재료층을 형성하는 단계에서는, 기판 위에 금속층을 형성하고, 금속층의 표면에 플라스마 처리를 수행함으로써 금속 산화물층을 형성하여도 좋다. 플라스마 처리에서는, 산소 및 수증기(H2O) 중 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 분위기에 금속층의 표면을 노출시키는 것이 바람직하다.
제 1 재료층과 제 2 재료층을 서로 분리하는 단계는 분리 계면에 액체를 공급하면서 수행하는 것이 바람직하다. 액체는 물을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 형태는, 기판 위에 금속 산화물층을 형성하는 단계, 금속 산화물층 위에, 두께가 0.1μm 이상 5μm 이하인 영역을 포함하도록 수지층을 형성하는 단계, 수지층 위에, 채널 형성 영역에 금속 산화물을 포함하는 트랜지스터를 형성하는 단계, 및 광 조사에 의하여 금속 산화물층과 수지층을 서로 분리하는 단계를 포함하는 반도체 장치의 제작 방법이다.
기판 위에 금속층을 형성하고, 금속층의 표면에 플라스마 처리를 수행함으로써 금속 산화물층을 형성하는 것이 바람직하다. 플라스마 처리에서는, 산소 및 수증기(H2O) 중 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 분위기에 금속층의 표면을 노출시키는 것이 바람직하다.
수지층은, 450nm 이상 700nm 이하의 파장 범위에서 광의 평균 투과율이 70% 이상이 되도록 형성하는 것이 바람직하다.
기판 측으로부터 선형 레이저를 사용하여 금속 산화물층과 수지층 사이의 계면 또는 그 근방을 조사하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태에 따르면 신규 박리 방법, 반도체 장치의 신규 제작 방법, 또는 표시 장치의 신규 제작 방법을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 따르면 각각 비용이 적고 생산성이 높은 박리 방법, 반도체 장치의 제작 방법, 또는 표시 장치의 제작 방법을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 따르면 수율이 높은 박리 방법을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 따르면 대형 기판을 사용하여 반도체 장치 또는 표시 장치를 제작할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 따르면 저온에서 반도체 장치 또는 표시 장치를 제작할 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따르면 소비전력이 낮은 표시 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 따르면 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 따르면 표시 장치의 두께 또는 무게를 저감할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 따르면 가요성 또는 곡면을 가지는 표시 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 따르면 튼튼한 표시 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 따르면 신규 표시 장치, 신규 입출력 장치, 또는 신규 전자 기기 등을 제공할 수 있다.
또한 이들 효과의 기재는 다른 효과의 존재를 방해하지 않는다. 본 발명의 일 형태는 반드시 모든 효과를 가질 필요는 없다. 명세서, 도면, 및 청구항의 기재로부터 다른 효과가 추출될 수 있다.
도 1은 박리 방법의 예를 도시한 모식도이다.
도 2는 박리 방법의 예를 도시한 모식도이다.
도 3은 박리 방법의 예를 도시한 모식도이다.
도 4는 금속 산화물층과 수지층 사이의 계면의 예를 도시한 모식도이다.
도 5의 (A1), (A2), (B), (C), 및 (D)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 도시한 단면도이다.
도 6의 (A), (B1), 및 (B2)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 도시한 단면도이다.
도 7의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 각각 도시한 단면도이다.
도 8의 (A) 내지 (E)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 도시한 단면도이다.
도 9의 (A), (B1), (B2), (B3), 및 (B4)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 도시한 단면도 및 상면도이다.
도 10의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 도시한 단면도 및 상면도이다.
도 11의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 도시한 단면도이다.
도 12의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 예를 도시한 상면도 및 단면도이다.
도 13의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 도시한 단면도이다.
도 14의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 도시한 단면도이다.
도 15는 표시 장치의 제작 방법의 예를 도시한 단면도이다.
도 16의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 도시한 단면도이다.
도 17은 표시 장치의 제작 방법의 예를 도시한 단면도이다.
도 18의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 도시한 단면도이다.
도 19의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 각각 도시한 단면도이다.
도 20의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 각각 도시한 단면도이다.
도 21의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 예를 도시한 상면도 및 단면도이다.
도 22는 적층 제작 장치의 예를 도시한 것이다.
도 23의 (A) 및 (B)는 레이저 조사 유닛의 예를 도시한 것이다.
도 24의 (A) 내지 (E)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 도시한 단면도이다.
도 25의 (A) 내지 (E)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 도시한 단면도이다.
도 26의 (A) 내지 (C)은 표시 장치의 제작 방법의 예를 도시한 단면도이다.
도 27의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 도시한 단면도이다.
도 28의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 예를 도시한 상면도 및 단면도이다.
도 29는 표시 장치의 예를 도시한 사시도이다.
도 30은 표시 장치의 예를 도시한 단면도이다.
도 31은 표시 장치의 제작 방법의 예를 나타낸 흐름도이다.
도 32는 표시 장치의 제작 방법의 예를 도시한 단면도이다.
도 33의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 도시한 단면도이다.
도 34는 입출력 장치의 예를 도시한 단면도이다.
도 35는 표시 장치의 제작 방법의 예를 나타낸 흐름도이다.
도 36은 표시 장치의 제작 방법의 예를 도시한 단면도이다.
도 37은 표시 장치의 제작 방법의 예를 도시한 단면도이다.
도 38은 입출력 장치의 예를 도시한 단면도이다.
도 39의 (A) 및 (B)는 표시 모듈의 예를 도시한 것이다.
도 40의 (A) 내지 (D)는 전자 기기의 예를 도시한 것이다.
도 41의 (A) 내지 (E)는 전자 기기의 예를 도시한 것이다.
도 42는 실시예 1의 박리 결과를 나타낸 것이다.
도 43의 (A) 내지 (C)는 실시예 1의 시료의 단면 STEM 관찰 이미지이다.
도 44는 레이저 가공 조건의 예를 나타낸 것이다.
도 45는 실시예 2의 박리 결과를 나타낸 것이다.
도 46의 (A1), (A2), (B1), (B2), (C1), (C2), (D1), 및 (D2)는 실시예 2의 시료의 제작 방법 및 박리 방법을 도시한 것이다.
도 47의 (A) 내지 (F)는 실시예 2에서 형성되는 차광층의 형상을 각각 나타낸 현미경 관찰 사진이다.
도 48의 (A) 내지 (F)는 실시예 2의 유리 기판 측의 박리면의 현미경 관찰 사진이다.
도 49의 (A) 내지 (D)는 실시예 2의 유리 기판 측의 박리면의 현미경 관찰 사진이다.
도 50의 (A) 내지 (F)는 실시예 2의 필름 기판 측의 박리면의 현미경 관찰 사진이다.
도 51의 (A) 및 (B)는 실시예 2의 박리 결과를 나타낸 것이다.
도 52는 실시예 4의 광 투과율을 나타낸 것이다.
도 53은 실시예 4의 박리 결과를 나타낸 사진이다.
도 54의 (A) 및 (B)는 실시예 4의 시료 박리 후의 단면 관찰 사진이다.
도 55는 실시예 5의 트랜지스터의 Id-Vg 특성을 나타낸 것이다.
도 56은 실시예 5의 플렉시블 OLED 디스플레이에 표시되는 사진이다.
실시형태에 대하여 도면을 참조하여 자세히 설명한다. 또한 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 범위에서 벗어나지 않고, 형태 및 자세한 사항을 다양하게 변경할 수 있다는 것은 통상의 기술자에 의하여 쉽게 이해된다. 따라서, 본 발명은 이하의 실시형태에서의 설명에 한정하여 해석되지 말아야 한다.
또한 아래에서 설명하는 발명의 구성에서, 같은 부분 또는 유사한 기능을 가지는 부분은 다른 도면에서 같은 부호로 나타내어지며, 이러한 부분의 설명은 반복하지 않는다. 또한 유사한 기능을 가지는 부분에는 같은 해칭 패턴을 적용하고, 이 부분을 부호로 나타내지 않는 경우가 있다.
도면에 도시된 구성 요소의 위치, 크기, 또는 범위 등은, 이해를 쉽게 하기 위하여 정확하게 나타내어지지 않는 경우가 있다. 그러므로, 개시된 발명은 도면에 개시된 위치, 크기, 또는 범위 등에 반드시 한정될 필요는 없다.
또한 "막" 및 "층"이라는 용어는 경우 또는 상황에 따라 서로 바꿀 수 있다. 예를 들어, "도전층"이라는 용어를 "도전막"이라는 용어로 바꿀 수 있고 "절연막"이라는 용어를 "절연층"이라는 용어로 바꿀 수 있다.
본 명세서 등에서, 금속 산화물이란 넓은 의미에서 금속의 산화물을 뜻한다. 금속 산화물은 산화물 절연체, 산화물 도전체(투명 산화물 도전체를 포함함), 및 산화물 반도체(단순히 OS라고도 함) 등으로 분류된다. 예를 들어, 트랜지스터의 반도체층에 사용되는 금속 산화물을 산화물 반도체라고 부르는 경우가 있다. 바꿔 말하면, OS FET는 금속 산화물 또는 산화물 반도체를 포함하는 트랜지스터이다.
본 명세서 등에서는, 질소를 포함하는 금속 산화물도 금속 산화물이라고 부르는 경우가 있다. 또한 질소를 포함하는 금속 산화물을 금속 산질화물(metal oxynitride)이라고 불러도 좋다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태의 박리 방법 및 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 제작 방법에 대하여 도 1, 도 2, 도 3, 도 4, 도 5의 (A1), (A2), (B), (C), 및 (D), 도 6의 (A), (B1), 및 (B2), 도 7의 (A) 및 (B), 도 8의 (A) 내지 (E), 도 9의 (A), (B1), (B2), (B3), 및 (B4), 도 10의 (A) 내지 (C), 도 11의 (A) 및 (B), 도 12의 (A) 내지 (C), 도 13의 (A) 내지 (C), 도 14의 (A) 내지 (D), 도 15, 도 16의 (A) 및 (B), 도 17, 도 18의 (A) 및 (B), 도 19의 (A) 및 (B), 도 20의 (A) 및 (B), 도 21의 (A) 및 (B), 도 22, 그리고 도 23의 (A) 및 (B)를 참조하여 설명한다.
본 실시형태에서는, 예로서 트랜지스터 및 유기 EL 소자를 포함하는 표시 장치(액티브 매트릭스형 유기 EL 표시 장치라고도 함)에 대하여 설명한다. 표시 장치는 기판에 가요성 재료를 사용함으로써 가요성을 가질 수 있다. 또한 본 발명의 일 형태는 유기 EL 소자를 포함하는 발광 장치, 표시 장치, 및 입출력 장치(예를 들어, 터치 패널)에 한정되지 않고, 본 발명의 일 형태는 다른 종류의 기능 소자를 포함하는 반도체 장치, 발광 장치, 표시 장치, 및 입출력 장치 등의 다양한 장치에 적용할 수 있다.
본 실시형태에서는, 우선 기판 위에 제 1 재료층(여기서는 금속 산화물층)을 형성한다. 그리고, 금속 산화물층 위에 제 2 재료층(여기서는 수지층)을 형성한다. 그 후, 광 조사에 의하여 금속 산화물층과 수지층을 서로 분리한다.
본 실시형태에서는, 기판과 수지층 사이에 하지(base)로서 기능하는 층(하지층이라고도 함)을 형성한다. 이 하지층은 수지층에 대한 밀착성(접착성)이 기판보다 낮다. 본 실시형태에서 설명하는 예에서는, 하지층으로서 금속 산화물층을 사용하지만, 본 발명의 일 형태는 이 예에 한정되지 않는다.
금속 산화물층과 수지층 사이의 분리에는 광을 사용하는 것이 바람직하다. 금속 산화물층과 수지층 사이의 계면 또는 그 근방("계면 또는 그 계면의 근방"이라고도 함)이 광으로 조사되는 것이 바람직하다. 금속 산화물층의 내부가 광으로 조사되어도 좋다. 수지층의 내부가 광으로 조사되어도 좋다. 또한 본 명세서 등에서, "A와 B 사이의 계면 또는 그 근방" 및 "A와 B 사이의 계면 또는 그 계면의 근방"은 적어도 A와 B 사이의 계면을 각각 포함하고, A와 B 사이의 계면으로부터 A 또는 B의 두께의 20% 이내의 범위도 포함한다.
광 조사에 의하여 금속 산화물층과 수지층 사이의 계면(금속 산화물층 내부 및 수지층 내부도 마찬가지)을 가열하여, 금속 산화물층과 수지층 사이의 밀착성(또는 접착성)을 저하시킬 수 있다. 또한 금속 산화물층과 수지층을 서로 분리할 수 있다.
금속 산화물층과 수지층을 서로 분리하는 메커니즘의 예에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.
H2O가 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 밀착성을 저해하는 작용(이하, 저해 작용이라고 함)에 대하여 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
도 1에서, 형성 기판(14) 위에 금속 산화물층(20)이 제공되고, 금속 산화물층(20) 위에 수지층(23)이 제공된다.
금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면 및/또는 금속 산화물층(20) 내에서는, 금속 산화물층(20) 형성 단계 또는 금속 산화물층(20) 형성 후의 첨가(도핑) 단계 등에 의하여 공급될 수 있는 H2O, 수소(H), 산소(O), 수산기(OH), 수소 라디칼(H*), 산소 라디칼(O*), 및 하이드록시 라디칼(OH*) 중 하나 이상이 존재한다. 도 1의 단계(i)의 예에서는, 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면 및 금속 산화물층(20) 내 양쪽에, H2O, H, 및 O 등이 존재한다.
금속 산화물층(20) 내 및 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면에 공급된 H, O, 및 H2O 등은, 수지층(23)(예를 들어 폴리이미드 또는 아크릴)을 고체화(경화)시키는 단계(예를 들어 350℃에서의 가열)에 의하여 상기 계면에 H2O로서 석출되는 경우가 있다. 이 경우, 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면에 석출된 H2O가 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 밀착성을 저해할 가능성이 있다. 바꿔 말하면, 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면에 석출된 H2O는 밀착성을 저해하는 작용(저해 작용)을 가진다. 도 1의 단계(ii)의 예에서는, 금속 산화물층(20) 내의 H2O가 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면에 석출되어 있다. 도 1의 단계(ii)의 예에서는, 금속 산화물층(20) 내의 수소 및 수산기(OH)가 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면에 H2O로서 석출되어 있다.
다음으로, 형성 기판(14), 금속 산화물층(20), 및 수지층(23)을 포함하는 적층을 광으로 조사한다. 도 2의 단계(iii)의 예에서, 형성 기판(14)이 위쪽에 면한 상태로 적층을 배치한다. 도 2의 단계(iii)에서는, 도면에서 화살표로 나타낸 방향으로 반송 기구(미도시)에 의하여 적층을 이동시킴으로써, 도면의 오른쪽으로부터 왼쪽으로 광 조사가 수행된다. 형성 기판(14)을 통하여 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면 또는 그 근방이 광으로 조사된다. 여기서는, 선형 레이저광을 사용하는 예를 나타낸다. 도 2의 단계(iii) 및 단계(iv)의 예에서, 형성 기판(14)을 통하여 가공 영역(27)이 선형 빔(26)으로 조사된다. 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면(금속 산화물층(20) 내 및 수지층(23) 내도 마찬가지)이 광 조사에 의하여 가열된다. 또한 광 조사에 의하여, 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면에 존재하는 H2O가, 고에너지에서 순간적으로 기화(증발)되어 제거(또는 폭발)된다.
도 2의 단계(v)의 예에서는, 적층을 위아래 거꾸로 반전시킨다. 도 2의 단계(vi)의 예에서는, 금속 산화물층(20)과 수지층(23)을 서로 분리한다. 광 조사에 의하여 H2O가 수증기로 변화되어 체적이 팽창된다. 그 결과, 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 밀착성이 저하되어, 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이에서 분리가 일어난다.
다음으로, 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 결합에 대하여 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3에서, 금속 산화물층(20)과 수지층(23)이 적층되어 있다.
금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이에는 결합이 있다고 생각된다. 구체적으로는 공유 결합, 이온 결합, 또는 수소 결합 등의 화학 결합이 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이에 있다.
도 3의 단계(i)의 예에서는, 금속 산화물층(20)의 금속 M과 수지층(23)의 탄소 원자 C가 산소 원자 O를 통하여 결합되어 있다.
금속 산화물층(20)과 수지층(23)을 포함하는 적층을 광으로 조사한다(도 3의 레이저광(55) 참조). 여기서는, 선형 레이저광을 사용한 예를 나타낸다. 기판과 광원을 상대적으로 이동시킴으로써, 레이저광(55)을 사용하여 주사(scanning)를 수행하고, 분리를 일으키고자 하는 영역을 따라 레이저광(55)을 사용한 조사를 수행한다.
금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면(금속 산화물층(20) 내 및 수지층(23) 내도 마찬가지)을 광 조사로 가열함으로써, 식(1)(아래 및 도 3 참조)으로 나타낸 반응을 일으킨다. 광 조사에 의하여, H2O(수증기)가 금속 M-산소 O-탄소 C의 결합을 절단한다. 그리고, 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 결합이 수소 결합으로 변화된다.
M-O-C+H2O→M-OH+C-OH (1)
도 3의 단계(ii)의 예에서는, 금속 산화물층(20)의 금속 원자 M 및 수지층(23)의 탄소 원자 C가 각각의 산소 원자 O에 결합되어 있다. 2개의 산소 원자는 각각의 수소 원자와 공유 결합을 형성한다. 2개의 산소 원자 중 하나는, 다른 하나의 산소 원자에 결합된 수소 원자와 수소 결합을 형성한다.
수소 결합은 공유 결합보다 매우 약하므로 쉽게 절단될 수 있다. 광 조사의 에너지에 의하여 물은 증발되어 수증기가 된다. 이때, 팽창력에 의하여 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 수소 결합을 절단할 수 있는 경우가 있다. 따라서, 금속 산화물층(20)과 수지층(23)을 서로 쉽게 분리할 수 있다.
도 3의 단계(iii)의 예에서는, 수소 결합된 산소 원자와 수소 원자가 서로 분리되고, 금속 산화물층(20)과 수지층(23)이 서로 분리되어 있다. 금속 산화물층(20)의 금속 원자 M 및 수지층(23)의 탄소 원자 C는 각각의 산소 원자 O에 결합되어 있다. 2개의 산소 원자는 각각의 수소 원자와 공유 결합을 형성한다.
상술한 바와 같이, 금속 산화물층(20)과 수지층(23)을 포함하는 적층을 광으로 조사함으로써, H2O에 의하여, 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 강한 결합이, 결합이 약한 수소 결합으로 변화된다. 이로써, 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 분리에 요구되는 힘을 저감할 수 있다. 또한 광 조사의 에너지에 기인한 H2O의 팽창에 의하여, 금속 산화물층(20)과 수지층(23)을 서로 분리할 수 있다.
다음으로, 상술한 저해 작용 및 상술한 식(1)으로 나타낸 반응에 관여하는 H2O에 대하여 설명한다.
H2O는 예를 들어, 금속 산화물층(20) 내, 수지층(23) 내, 및 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면에 존재하는 경우가 있다.
또한 예를 들어 금속 산화물층(20) 내, 수지층(23) 내, 및 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면에 존재하는 수소(H), 산소(O), 수산기(OH), 수소 라디칼(H*), 산소 라디칼(O*), 및 하이드록시 라디칼(OH*) 등은 가열에 의하여 H2O로 변화되는 경우가 있다.
H2O, 수소(H), 산소(O), 수산기(OH), 수소 라디칼(H*), 산소 라디칼(O*), 및 하이드록시 라디칼(OH*) 중 하나 이상을 금속 산화물층(20) 내, 금속 산화물층(20)의 표면(수지층(23)과 접하는 표면), 또는 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면에 첨가하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 일 형태의 박리 방법에서는 상술한 저해 작용 및 상술한 식(1)으로 나타낸 반응이 동시에 일어나는 경우가 있다. 이 경우, 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 밀착성을 더 저하시킬 수 있고, 바꿔 말하면 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 박리성을 더 높일 수 있는 것으로 추정된다.
H2O, 수소(H), 산소(O), 수산기(OH), 수소 라디칼(H*), 산소 라디칼(O*), 및 하이드록시 라디칼(OH*) 등은 예를 들어, 금속 산화물층(20) 내, 수지층(23) 내, 및 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면에 대량으로 존재하는 것이 바람직하다. 반응에 기여하는 H2O의 양이 많으면, 반응을 촉진하여, 분리에 요구되는 힘을 더 저감할 수 있다.
예를 들어, 금속 산화물층(20) 내 또는 그 표면에 H2O, 수소, 산소, 수산기, 수소 라디칼(H*), 산소 라디칼(O*), 및 하이드록시 라디칼(OH*) 등이 대량으로 존재하도록 금속 산화물층(20)을 형성하는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 금속층을 형성하고 나서 금속층의 표면에 라디칼 처리를 수행하는 식으로 금속 산화물층(20)을 형성하는 것이 바람직하다. 라디칼 처리에서는, 산소 라디칼 및/또는 하이드록시 라디칼을 포함하는 분위기에 금속층의 표면을 노출시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 산소 및/또는 수증기(H2O)를 포함하는 분위기에서 플라스마 처리를 수행하는 것이 바람직하다.
또는, 금속 산화물층(20) 형성 후에, 금속 산화물층(20)의 표면에 라디칼 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 라디칼 처리에서는, 산소 라디칼, 수소 라디칼, 및 하이드록시 라디칼 중 적어도 하나를 포함하는 분위기에 금속 산화물층(20)의 표면을 노출시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 산소, 수소, 및 수증기(H2O) 중 하나 이상을 포함하는 분위기에서 플라스마 처리를 수행하는 것이 바람직하다.
라디칼 처리는 플라스마 발생 장치 또는 오존 발생 장치를 사용하여 수행할 수 있다.
예를 들어, 산소 플라스마 처리, 수소 플라스마 처리, 물 플라스마 처리, 또는 오존 처리 등을 수행할 수 있다. 산소 플라스마 처리는, 산소를 포함하는 분위기에서 플라스마를 생성시킴으로써 수행할 수 있다. 수소 플라스마 처리는 수소를 포함하는 분위기에서 플라스마를 생성시킴으로써 수행할 수 있다. 물 플라스마 처리는 수증기(H2O)를 포함하는 분위기에서 플라스마를 생성시킴으로써 수행할 수 있다. 물 플라스마 처리는, 금속 산화물층(20)의 표면 또는 금속 산화물층(20) 내에 수분을 대량으로 존재시킬 수 있기 때문에 특히 바람직하다.
플라스마 처리는 산소, 수소, 물(수증기), 및 불활성 가스(대표적으로 아르곤) 중 2개 이상을 포함하는 분위기에서 수행하여도 좋다. 플라스마 처리의 예에는, 산소 및 수소를 포함하는 분위기에서의 플라스마 처리, 산소 및 물을 포함하는 분위기에서의 플라스마 처리, 물 및 아르곤을 포함하는 분위기에서의 플라스마 처리, 산소 및 아르곤을 포함하는 분위기에서의 플라스마 처리, 그리고 산소, 물, 및 아르곤을 포함하는 분위기에서의 플라스마 처리가 포함된다. 플라스마 처리에 아르곤 가스를 사용하면 플라스마 처리 동안에 금속층 또는 금속 산화물층(20)이 손상되기 때문에 바람직하다.
2종류 이상의 플라스마 처리를 대기로의 노출 없이 연속적으로 수행하여도 좋다. 예를 들어, 아르곤 플라스마 처리 후에 물 플라스마 처리를 수행하여도 좋다.
상술한 방식에서, 도 4에 도시된 바와 같이 금속 산화물층(20)의 표면 또는 금속 산화물층(20) 내에 수소, 산소, 수소 라디칼(H*), 산소 라디칼(O*), 및 하이드록시 라디칼(OH*) 등이 존재할 수 있다. 도 4에 도시된 예에서, 수지층(23)은 수소 원자 H 또는 수산기 OH에 결합된 탄소 원자 C를 포함한다. 수소 원자 H 및 수산기 OH는 가열 처리 또는 광 조사에 의하여 가열됨으로써 H2O로 변화되는 것으로 생각된다.
광 조사는 램프 또는 레이저 장치 등을 사용하여 수행할 수 있다.
레이저광 조사는 선형 레이저 장치를 사용하여 수행하는 것이 바람직하다. LTPS(low temperature polysilicon) 등의 제조 라인의 레이저 장치를 사용할 수 있고, 이에 의하여 이들 장치의 유효 이용이 가능하다. 예를 들어, LTPS의 결정화 단계에 사용되는 선형 레이저 장치는, 기판을 위아래 거꾸로 반전시키고 형성 기판(14) 측이 앞면으로 설치된 상태로 바로 위로부터 레이저광으로 조사되면, 본 발명의 일 형태의 레이저광 조사 단계에 사용할 수 있다. OS(oxide semiconductor)를 포함하는 톱 게이트형 자기정렬 트랜지스터의 제조 라인에 기존의 LTPS 제조 라인을 적용할 수 있다. 상술한 바와 같이, 기존의 LTPS 제조 설비를, 본 발명의 일 형태의 분리 단계 및 OS 트랜지스터의 제작 공정을 수행할 수 있는 제조 설비로 쉽게 전환할 수 있다.
선형 레이저는, 긴 직사각형으로 레이저광을 집광(레이저광을 선형 레이저 빔으로 성형)하여 금속 산화물층과 수지층 사이의 계면을 광으로 조사한다.
조사에는, 파장 범위 180nm 이상 450nm 이하의 광을 사용하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 파장 308nm 또는 308nm 근방의 광을 사용한다.
본 발명의 일 형태에서, 형성 기판(14), 금속 산화물층(20), 및 수지층(23)을 포함하는 적층의 레이저광 흡수율은 높은 것이 바람직하다. 예를 들어, 적층의 파장 308nm의 광의 흡수율은 80% 이상 100% 이하인 것이 바람직하고, 85% 이상 100% 이하인 것이 더 바람직하다. 레이저광의 대부분이 적층에 의하여 흡수되면, 박리의 수율을 높일 수 있다. 또한 기능 소자가 레이저광으로 조사되는 것을 억제할 수 있는 경우, 기능 소자의 신뢰성 저하를 억제할 수 있다.
광의 에너지 밀도는 250mJ/cm2 이상 400mJ/cm2 이하인 것이 바람직하고, 250mJ/cm2 이상 360mJ/cm2 이하인 것이 더 바람직하다.
레이저 장치를 사용하여 광 조사를 수행하는 경우, 한 부분에 조사되는 레이저광의 숏의 수(number of shot)는 1 이상 50 이하, 바람직하게는 1보다 많고 10 이하, 더 바람직하게는 1보다 많고 5 이하이다.
레이저 빔의 단축(short axis)의 양쪽 단부에는 광 강도가 낮은 부분이 있다. 따라서, 광 강도가 낮은 부분의 폭 이상만큼 하나의 숏과 다른 숏이 서로 중첩되는 것이 바람직하다. 그러므로, 레이저 숏의 수는 1.1 이상인 것이 바람직하고, 1.25 이상인 것이 더 바람직하다.
본 명세서에서, 레이저 숏의 수는, 어떤 점(영역)이 레이저광으로 조사되는 횟수를 말하고, 빔 폭, 스캔 속도, 주파수, 또는 오버랩 비율(overlap percentage) 등으로 결정된다. 선형 빔을 어떤 스캔 방향으로 이동시킬 때의 펄스와 다른 펄스 사이의 부분, 즉 하나의 숏과 다른 숏이 서로 중첩되는 부분이 있고, 그들이 중첩되는 비율을 오버랩 비율이라고 한다. 또한 오버랩 비율이 100%에 가까워질수록 숏의 수는 많아지고, 오버랩 비율이 100%부터 멀어질수록 숏의 수는 적어진다. 스캔 속도가 빠를수록 숏의 수는 적어진다.
"레이저광의 숏의 수가 1.1"이라는 표현은, 연속되는 2개의 숏 사이에 빔 폭의 약 10분의 1에 상당하는 오버랩이 있다는 것을 뜻하고, 그 오버랩 비율이 10%인 것을 뜻할 수 있다. 마찬가지로, "레이저광의 숏의 수가 1.25"라는 표현은, 연속되는 2개의 숏 사이에 빔 폭의 약 4분의 1에 상당하는 오버랩이 있다는 것을 뜻하고, 그 오버랩 비율이 25%인 것을 뜻할 수 있다.
여기서, LTPS의 레이저 결정화 단계에서 조사에 사용되는 광의 에너지 밀도는 높고, 예를 들어 350mJ/cm2 이상 400mJ/cm2 이하이다. 또한 레이저 숏의 수는 많을 필요가 있고, 예를 들어 10 이상 100 이하이다.
한편, 본 실시형태에서, 금속 산화물층(20)과 수지층(23)을 서로 분리하기 위한 광 조사는, 레이저 결정화 단계에서 수행되는 것보다 낮은 에너지 밀도 또는 적은 숏의 수로 수행할 수 있다. 따라서, 레이저 장치에 의하여 가공할 수 있는 기판의 수를 늘릴 수 있다. 예를 들어 레이저 장치의 유지 보수의 빈도를 저감함으로써, 레이저 장치의 러닝 코스트를 저감할 수 있다. 그 결과, 표시 장치 등의 제작 비용을 줄일 수 있다.
레이저 결정화 단계에서 수행되는 것보다 낮은 에너지 밀도 또는 적은 숏의 수로 광 조사가 수행되기 때문에, 레이저광 조사로 생기는 기판에 대한 대미지를 저감할 수 있다. 따라서, 기판을 한 번 사용한 후에 기판의 강도가 저하되기 어렵고, 기판을 재이용할 수 있다. 그 결과, 비용을 줄일 수 있다.
본 실시형태에서는, 형성 기판(14)과 수지층(23) 사이에 금속 산화물층(20)이 제공된다. 금속 산화물층(20) 때문에, 금속 산화물층(20)을 사용하지 않은 경우보다 낮은 에너지 밀도 또는 적은 숏의 수로 광 조사를 수행할 수 있는 경우가 있다.
형성 기판을 통한 광 조사 시에 형성 기판의 광 조사면에 먼지 등의 이물이 부착되면, 광 조사가 불균일해지고 박리성이 낮은 부분이 생겨, 금속 산화물층과 수지층을 서로 분리하는 단계의 수율이 저하되는 경우가 있다. 이 이유로, 광 조사 전 또는 광 조사 동안에 광 조사면을 세정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 형성 기판의 광 조사면은 아세톤 등의 유기 용매 또는 물 등을 사용하여 세정할 수 있다. 에어 나이프를 사용하여 기체를 분무하면서 광 조사를 수행하여도 좋다. 이로써, 광 조사 시의 불균일을 저감할 수 있고 분리의 수율을 높일 수 있다.
또는, 본 실시형태는 다음과 같다. 우선, 기판 위에 금속 산화물층을 형성한다. 그리고, 금속 산화물층 위에 수지층을 형성한다. 다음으로, 수지층의 단부를 덮어 기판 및 수지층 위에 절연층을 형성한다. 그 후, 절연층을 개재(介在)하여 수지층 위에, 채널 형성 영역에 금속 산화물을 포함하는 트랜지스터를 형성한다. 금속 산화물층과 수지층 사이의 계면 또는 그 근방을 광으로 조사한다. 다음으로, 수지층의 적어도 일부를 금속 산화물층으로부터 분리함으로써 분리 기점(separation trigger)을 형성한다. 그리고, 금속 산화물층과 수지층을 서로 분리한다.
기판의 상면은 수지층과 접하는 부분 및 절연층과 접하는 부분을 포함한다. 절연층은 수지층의 단부를 덮어 제공된다. 절연층은 금속 산화물층에 대한 밀착성 또는 접착성이 수지층보다 높다. 수지층의 단부를 덮어 절연층을 제공하면, 광 조사 후에 기판으로부터 수지층이 의도하지 않게 박리되는 것을 억제할 수 있다. 예를 들어, 기판을 레이저 장치로부터 다른 곳으로 이동시킬 때의 수지층의 박리를 억제할 수 있다. 또한 분리 기점의 형성에 의하여, 금속 산화물층과 수지층이 원하는 타이밍에 서로 분리되도록 할 수 있다. 바꿔 말하면, 본 실시형태에서는 분리에 요구되는 힘이 작아질 뿐만 아니라, 금속 산화물층과 수지층 사이의 분리의 타이밍을 제어할 수 있다. 이에 의하여, 금속 산화물층과 수지층을 서로 분리하는 공정의 수율 및 표시 장치의 제작 공정의 수율을 높일 수 있다.
본 실시형태의 표시 장치는 트랜지스터의 채널 형성 영역에 금속 산화물을 포함하는 것이 바람직하다. 금속 산화물은 산화물 반도체로서 기능할 수 있다.
트랜지스터의 채널 형성 영역에 LTPS(low temperature polysilicon)를 사용하는 경우, 약 500℃ 내지 550℃의 온도에서 열이 가해질 필요가 있기 때문에, 수지층은 내열성을 가지는 것이 요구된다. 레이저 결정화 단계에서의 대미지를 완화하기 위하여 수지층의 두께가 더 두꺼워지는 것이 요구되는 경우가 있다.
한편, 채널 형성 영역에 금속 산화물을 포함하는 트랜지스터는 350℃ 이하, 게다가 300℃ 이하의 온도에서 형성할 수 있다. 그러므로, 수지층은 높은 내열성이 요구되지 않는다. 따라서, 수지층의 상한 온도가 낮아도 좋고, 재료 선택의 폭이 넓어질 수 있다.
또한 채널 형성 영역에 금속 산화물을 포함하는 트랜지스터는 레이저 결정화 단계가 불필요하다. 또한 본 실시형태에서는, 레이저 결정화 단계에 사용되는 것보다 낮은 에너지 밀도 또는 적은 숏의 수로 광 조사를 수행할 수 있다. 레이저 결정화 단계에서는 기판을 통하지 않고 수지층이 레이저광으로 조사되지만, 본 실시형태에서는 형성 기판 및 금속 산화물층을 통하여 수지층이 레이저광으로 조사된다. 상술한 바와 같이 수지층에 대한 대미지가 적기 때문에, 수지층을 얇게 할 수 있다. 수지층은 높은 내열성이 요구되지 않고 얇게 할 수 있기 때문에, 장치의 제작 비용을 크게 줄일 수 있다. 금속 산화물을 사용하는 경우, LTPS를 사용하는 경우에 비하여 공정을 간략화할 수 있어 바람직하다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 트랜지스터가 채널 형성 영역에 금속 산화물을 포함하는 구조에 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 실시형태의 표시 장치에서, 트랜지스터는 채널 형성 영역에 실리콘을 포함할 수 있다. 실리콘으로서는, 예를 들어 비정질 실리콘 또는 결정성 실리콘을 사용할 수 있다. 결정성 실리콘의 예에는 미결정 실리콘, 다결정 실리콘, 및 단결정 실리콘이 포함된다.
채널 형성 영역에는 LTPS를 사용하는 것이 바람직하다. 다결정 실리콘, 예를 들어 LTPS는 단결정 실리콘보다 낮은 온도에서 형성할 수 있고, 비정질 실리콘보다 높은 전계 효과 이동도 및 높은 신뢰성을 가진다.
수지층(23)은 두께가 0.1μm 이상 5μm 이하이어도 좋다. 수지층(23)을 얇게 형성함으로써, 표시 장치를 적은 비용으로 제작할 수 있다. 또한 표시 장치를 가볍게, 그리고 얇게 할 수 있다. 또한 표시 장치는 높은 가요성을 가질 수 있다.
수지층(23)의 가시광 투과성은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 수지층(23)은 착색된 층이어도 좋고 투명한 층이어도 좋다. 표시 장치의 표시면 측에 착색된 수지층(23)이 위치하는 경우, 광 추출 효율이 저하되거나, 추출 전후의 광의 색이 변화되거나, 또는 표시 품질이 저하되는 등의 문제가 일어날 수 있다.
수지층(23)은 웨트 에칭 장치, 드라이 에칭 장치, 또는 애싱 장치 등을 사용하여 제거할 수 있다. 특히, 산소 플라스마를 사용한 애싱에 의하여 수지층(23)을 제거하는 것이 바람직하다.
본 실시형태에서는, 형성 기판(14)과 수지층(23) 사이에 금속 산화물층(20)이 제공된다. 금속 산화물층(20)이 광을 흡수하는 기능을 가지기 때문에, 수지층(23)의 광 흡수율이 낮은 경우에도 광 조사의 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 가시광 투과율이 높은 수지층(23)을 사용할 수 있다. 그러므로, 표시 장치의 표시면 측에 수지층(23)이 위치하는 경우에도, 높은 표시 품질을 얻을 수 있다. 또한 표시 품질을 높이기 위하여, 착색된(유색의) 수지층(23)을 제거하는 단계를 생략할 수 있다. 또한 수지층(23)의 재료 선택의 폭이 넓어진다.
수지층(23)은, 파장 450nm 이상 700nm 이하에서 광 투과율이 평균적으로 70% 이상 100% 이하인 것이 바람직하고, 80% 이상 100% 이하인 것이 더 바람직하고, 90% 이상 100% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
본 실시형태에서는, 수지층의 상한 온도 이하의 온도에서 트랜지스터 등을 형성한다. 수지층의 내열성은, 예를 들어 열 유발 중량 감소율, 구체적으로는 5% 중량 감소 온도에 의하여 측정할 수 있다. 본 실시형태의 박리 방법 및 본 실시형태의 표시 장치의 제작 방법에서는, 공정 시의 최고 온도를 낮게 할 수 있다. 예를 들어, 본 실시형태에서는, 수지층의 5% 중량 감소 온도를 200℃ 이상 650℃ 이하, 200℃ 이상 500℃ 이하, 200℃ 이상 400℃ 이하, 또는 200℃ 이상 350℃ 이하로 할 수 있다. 따라서, 재료 선택의 폭이 넓어진다. 또한 수지층의 5% 중량 감소 온도를 650℃보다 높게 하여도 좋다.
분리 전 또는 분리 동안에, 물을 포함하는 액체를 분리 계면에 공급하는 것이 바람직하다. 분리 계면에 존재하는 물은 수지층(23)과 금속 산화물층(20) 사이의 밀착성 또는 접착성을 더 저하시키고 분리에 요구되는 힘을 저감한다. 또한 물을 포함하는 액체를 분리 계면에 공급하면 수지층(23)과 금속 산화물층(20) 사이의 결합이 약해지거나 또는 절단되는 경우가 있다. 액체와의 화학 결합을 이용하여 수지층(23)과 금속 산화물층(20) 사이의 결합을 절단함으로써, 분리를 진행시킬 수 있다. 예를 들어, 수지층(23)과 금속 산화물층(20) 사이에 수소 결합이 있는 경우, 물을 포함하는 액체의 공급에 의하여 물과, 수지층(23) 또는 금속 산화물층(20) 사이에 수소 결합이 형성되어, 수지층(23)과 금속 산화물층(20) 사이의 수소 결합이 절단되는 것으로 추정된다.
금속 산화물층(20)은 표면 장력이 낮고 물을 포함하는 액체에 대한 습윤성이 높은 것이 바람직하다. 이 경우, 물을 포함하는 액체는 금속 산화물층(20)의 표면 전체로 확산될 수 있고 분리 계면에 쉽게 공급될 수 있다. 금속 산화물층(20) 전체로 물이 확산되면 균일한 박리로 이어진다.
금속 산화물층(20)과 물을 포함하는 액체 사이의 접촉 각도는 0°보다 크고 60° 이하인 것이 바람직하고, 0°보다 크고 50° 이하인 것이 더 바람직하다. 물을 포함하는 액체에 대한 습윤성이 지나치게 높으면(예를 들어 접촉 각도가 20° 이하 정도이면), 접촉 각도의 정확한 값을 얻기 어려운 경우가 있다. 물을 포함하는 액체에 대한 금속 산화물층(20)의 습윤성이 높을수록 적합하다. 따라서, 물을 포함하는 액체에 대한 습윤성은, 접촉 각도의 정확한 값의 취득을 방해할 정도로 높아도 좋다.
물을 포함하는 액체가 분리 계면에 존재함에 의하여, 분리 시에 생기는 정전기가 피박리층에 포함되는 기능 소자에 미치는 악영향(예를 들어, 반도체 소자에 대한 정전기로부터의 대미지)을 억제할 수 있다. 이오나이저 등을 사용하여, 분리에 의하여 노출된 피박리층의 표면의 정전기를 제거하여도 좋다.
분리 계면에 액체를 공급한 경우에는, 분리에 의하여 노출된 피박리층의 표면을 건조시켜도 좋다.
본 실시형태의 표시 장치의 제작 방법에 대하여 아래에서 구체적으로 설명한다.
또한 표시 장치에 포함되는 박막(예를 들어 절연막, 반도체막, 또는 도전막)은 스퍼터링법, CVD(chemical vapor deposition)법, 진공 증착법, PLD(pulsed laser deposition)법, 및 ALD(atomic layer deposition)법 등 중 임의의 방법에 의하여 형성할 수 있다. CVD법으로서는 PECVD(plasma-enhanced chemical vapor deposition)법 또는 열 CVD법을 사용하여도 좋다. 열 CVD법으로서는 예를 들어 MOCVD(metal organic chemical vapor deposition)법을 사용하여도 좋다.
또는, 표시 장치에 포함되는 박막(예를 들어 절연막, 반도체막, 또는 도전막)은 스핀 코팅, 디핑(dipping), 스프레이 코팅, 잉크젯, 디스펜싱, 스크린 인쇄, 또는 오프셋 인쇄 등의 방법에 의하여, 또는 닥터 나이프, 슬릿 코터, 롤 코터, 커튼 코터, 또는 나이프 코터를 사용하여 형성할 수 있다.
표시 장치에 포함되는 박막을 가공할 때, 가공에는 리소그래피법 등을 사용할 수 있다. 또는, 차폐 마스크를 사용한 막 형성법에 의하여 섬 형상의 박막을 형성하여도 좋다. 박막의 가공에는 나노 임프린팅법, 샌드 블라스트법(sandblast method), 또는 리프트 오프법 등을 사용하여도 좋다. 포토리소그래피법의 예에는, 가공하고자 하는 박막 위에 레지스트 마스크를 형성하고, 에칭 등에 의하여 이 박막을 가공하고, 레지스트 마스크를 제거하는 방법, 및 감광성 박막을 형성하고 노광하고 현상하여 원하는 형상으로 가공하는 방법이 포함된다.
리소그래피법에서 광을 사용하는 경우, i선(파장 365nm의 광), g선(파장 436nm의 광), 및 h선(파장 405nm의 광) 중 어느 것, 또는 이들 중 어느 것을 조합한 광을 노광에 사용할 수 있다. 또는 자외광, KrF 레이저광, 또는 ArF 레이저광 등을 사용할 수 있다. 노광은 액침 노광 기술에 의하여 수행하여도 좋다. 노광을 위한 광으로서 EUV(extreme ultra-violet)광 또는 X선을 사용하여도 좋다. 노광을 위한 광 대신에 전자 빔을 사용할 수 있다. EUV, X선, 또는 전자 빔을 사용하면 매우 미세한 가공을 수행할 수 있어 바람직하다. 또한 전자 빔 등의 빔을 주사함으로써 노광을 수행하는 경우에는 포토마스크는 불필요하다.
박막의 에칭에는 드라이 에칭법, 웨트 에칭법, 또는 샌드 블라스트법 등을 사용할 수 있다.
[박리 방법]
우선, 형성 기판(14) 위에 금속 산화물층(20)을 형성한다(도 5의 (A1)). 또는, 형성 기판(14) 위에 금속층(19)과 금속 산화물층(20)을 적층한다(도 5의 (A2)).
형성 기판(14)은 쉽게 반송하는 데 충분히 높은 강성(rigidity)을 가지고, 제작 공정에서 가해지는 열에 대한 내성을 가진다. 형성 기판(14)에 사용할 수 있는 재료의 예에는 유리, 석영, 세라믹, 사파이어, 수지, 반도체, 금속, 및 합금이 포함된다. 유리의 예에는 무알칼리 유리, 바륨보로실리케이트 유리, 및 알루미노보로실리케이트 유리가 포함된다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태에서는 형성 기판(14)과 수지층(23) 사이에 하지층을 형성한다. 하지층은 수지층(23)에 대한 밀착성(접착성)이 형성 기판(14)보다 낮다. 본 실시형태에서 설명하는 예에서는 금속 산화물층(20)을 사용하지만, 본 발명의 일 형태는 이 예에 한정되지 않는다.
구체적으로는, 하지층은 타이타늄, 몰리브데넘, 알루미늄, 텅스텐, 실리콘, 인듐, 아연, 갈륨, 탄탈럼, 주석, 하프늄, 이트륨, 지르코늄, 마그네슘, 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 비스무트, 및 나이오븀 중 하나 이상을 포함하는 층으로 할 수 있다. 하지층은 금속, 합금, 및 이들의 화합물(예를 들어 금속 산화물)을 포함할 수 있다. 하지층은 타이타늄, 몰리브데넘, 알루미늄, 텅스텐, 실리콘, 인듐, 아연, 갈륨, 탄탈럼, 및 주석 중 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
하지층의 재료는 무기 재료에 한정되지 않고, 유기 재료이어도 좋다. 예를 들어, 유기 EL 소자의 EL층에 사용할 수 있는 다양한 유기 재료 중 임의의 것을 사용하여도 좋다. 하지층은 이러한 유기 재료의 증착막으로 할 수 있다. 이 경우, 밀착성이 낮은 막을 형성할 수 있다.
금속층(19)은 예를 들어 다양한 금속 및 합금 중 임의의 것을 사용하여 형성할 수 있다.
금속 산화물층(20)은 다양한 금속 중 임의의 것의 산화물을 사용하여 형성할 수 있다. 금속 산화물의 예로서, 산화 타이타늄(TiO x ), 산화 몰리브데넘, 산화 알루미늄, 산화 텅스텐, 실리콘을 포함하는 인듐 주석 산화물(ITSO), 인듐 아연 산화물, 및 In-Ga-Zn 산화물 등을 들 수 있다.
금속 산화물의 다른 예로서, 산화 인듐, 타이타늄을 포함하는 산화 인듐, 텅스텐을 포함하는 산화 인듐, 인듐 주석 산화물(ITO), 타이타늄을 포함하는 ITO, 텅스텐을 포함하는 인듐 아연 산화물, 산화 아연(ZnO), 갈륨을 포함하는 ZnO, 산화 하프늄, 산화 이트륨, 산화 지르코늄, 산화 갈륨, 산화 탄탈럼, 산화 마그네슘, 산화 란타넘, 산화 세륨, 산화 네오디뮴, 산화 주석, 산화 비스무트, 타이타늄산염, 탄탈럼산염, 및 나이오븀산염 등을 들 수 있다.
금속 산화물층(20)의 형성 방법에 특별한 한정은 없다. 예를 들어, 스퍼터링법, 플라스마 강화 CVD법, 증착법, 졸겔법, 전기 영동법, 또는 스프레이법 등에 의하여 금속 산화물층(20)을 형성할 수 있다.
금속 산화물층(20)은, 금속층을 형성한 후에 금속층에 산소를 도입하는 식으로 형성할 수 있다. 이때, 금속층의 표면만 또는 금속층 전체가 산화된다. 전자의 경우, 금속층에 산소를 도입함으로써, 금속층(19)과 금속 산화물층(20)이 적층된 구조가 형성된다(도 5의 (A2)).
예를 들어, 산소를 포함하는 분위기에서 금속층을 가열함으로써, 금속층의 산화를 수행할 수 있다. 산소를 포함하는 가스를 공급하면서 금속층을 가열하는 것이 바람직하다. 금속층을 가열하는 온도는, 100℃ 이상 500℃ 이하인 것이 바람직하고, 100℃ 이상 450℃ 이하인 것이 더 바람직하고, 100℃ 이상 400℃ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 100℃ 이상 350℃ 이하인 것이 더더욱 바람직하다.
금속층을 가열하는 온도는 트랜지스터 제작 시의 최고 온도 이하로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 표시 장치 제작 시의 최고 온도가 높아지는 것을 방지할 수 있다. 금속층을 가열하는 온도를 트랜지스터 제작 시의 최고 온도 이하로 하면, 예를 들어 트랜지스터의 제작 공정의 제작 장치를, 본 실시형태의 표시 장치의 제작 방법에도 이용할 수 있어, 추가 설비 투자 등을 줄일 수 있다. 그 결과, 줄여진 비용으로 표시 장치를 제작할 수 있다. 예를 들어, 트랜지스터의 제작 온도가 350℃ 이하인 경우에는, 가열 처리의 온도를 350℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.
또는, 금속층의 표면에 라디칼 처리를 수행함으로써 금속층을 산화시킬 수 있다. 라디칼 처리에서는, 산소 라디칼 및/또는 하이드록시 라디칼을 포함하는 분위기에 금속층의 표면을 노출시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 산소 및/또는 수증기(H2O)를 포함하는 분위기에서 플라스마 처리를 수행하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 금속 산화물층(20)의 표면 또는 금속 산화물층(20) 내에 수소, 산소, 수소 라디칼(H*), 산소 라디칼(O*), 또는 하이드록시 라디칼(OH*) 등이 존재하면, 금속 산화물층(20)과 수지층(23)을 서로 분리하는 데 요구되는 힘을 저감할 수 있다. 따라서, 다시 말해서, 라디칼 처리 또는 플라스마 처리를 수행함으로써 금속 산화물층(20)을 형성하는 것이 바람직하다.
금속층을 산화시키기 위하여 금속층의 표면에 이러한 라디칼 처리 또는 플라스마 처리를 수행하면, 금속층을 고온으로 가열하는 단계의 필요성이 없어진다. 따라서, 표시 장치 제작 시의 최고 온도가 높아지는 것을 방지할 수 있다.
또는, 금속 산화물층(20)을 산소 분위기에서 형성할 수 있다. 예를 들어, 산소를 포함하는 가스를 공급하면서 스퍼터링법에 의하여 금속 산화물막을 형성함으로써, 금속 산화물층(20)을 형성할 수 있다. 이 경우에도 금속 산화물층(20)의 표면에 라디칼 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 라디칼 처리에서는, 산소 라디칼, 수소 라디칼, 및 하이드록시 라디칼 중 적어도 하나를 포함하는 분위기에 금속 산화물층(20)의 표면을 노출시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 산소, 수소, 및 수증기(H2O) 중 하나 이상을 포함하는 분위기에서 플라스마 처리를 수행하는 것이 바람직하다.
라디칼 처리의 자세한 사항에 대해서는 상술한 설명을 참조할 수 있다.
또는, 이온 주입법, 이온 도핑법, 또는 플라스마 잠입 이온 주입법 등에 의하여 산소, 수소, 또는 물 등을 도입할 수 있다.
금속층(19)의 두께는 1nm 이상 100nm 이하인 것이 바람직하고, 1nm 이상 50nm 이하인 것이 더 바람직하고, 1nm 이상 20nm 이하인 것이 더욱 바람직하다.
금속 산화물층(20)의 두께는 예를 들어 1nm 이상 200nm 이하인 것이 바람직하고, 5nm 이상 100nm 이하인 것이 더 바람직하고, 5nm 이상 50nm 이하인 것이 더욱 바람직하다. 금속층을 사용하여 금속 산화물층(20)을 형성하는 경우, 완성된 금속 산화물층(20)은, 처음에 형성한 금속층보다 두꺼운 경우가 있다.
박리 전 또는 박리 동안에, 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면에 물을 포함하는 액체를 공급함으로써, 분리에 요구되는 힘을 저감할 수 있다. 금속 산화물층(20)과 액체 사이의 접촉 각도가 작을수록, 액체 공급은 더 효과적이다. 구체적으로, 금속 산화물층(20)과 물을 포함하는 액체 사이의 접촉 각도는 0°보다 크고 60° 이하인 것이 바람직하고, 0°보다 크고 50° 이하인 것이 더 바람직하다.
금속 산화물층(20)에는 산화 타이타늄 또는 산화 텅스텐 등이 적합하다. 산화 텅스텐을 사용하는 경우보다 비용을 줄일 수 있기 때문에 산화 타이타늄을 사용하는 것이 바람직하다.
금속 산화물층(20)은 광촉매 기능을 가져도 좋다. 광촉매 기능을 가지는 금속 산화물층의 광 조사는 광촉매 반응을 일으킬 수 있다. 이로써, 금속 산화물층과 수지층 사이의 결합 강도가 약해지므로, 박리가 쉽게 일어나는 경우가 있다. 금속 산화물층(20)은, 금속 산화물층(20)을 활성화시키는 파장의 광으로 적절히 조사할 수 있다. 예를 들어, 자외광으로 금속 산화물층(20)을 조사한다. 예를 들어, 금속 산화물층(20)을 형성한 후, 다른 층을 통하지 않고 금속 산화물층(20)을 자외광으로 직접 조사하여도 좋다. 자외광을 사용한 조사에는, 자외광 램프를 적합하게 사용할 수 있다. 자외광 램프로서, 수은 램프, 수은 제논 램프, 또는 메탈 할라이드 램프 등을 사용할 수 있다. 또는, 분리 전에 수행되는 레이저 조사 단계를 통하여 금속 산화물층(20)을 활성화시켜도 좋다.
금속 산화물층(20)은 금속 또는 질소를 첨가한 산화 타이타늄을 사용하여 형성하여도 좋다. 이러한 원소를 첨가한 산화 타이타늄을 사용하여 금속 산화물층(20)을 형성하면, 활성화에는 자외광 대신에 가시광을 사용할 수 있다.
다음으로, 금속 산화물층(20) 위에 제 1 층(24)을 형성한다(도 5의 (B)).
도 5의 (B)는 도포법에 의하여 금속 산화물층(20)의 전체 영역 위에 제 1 층(24)을 형성하는 예를 도시한 것이다. 본 발명의 일 형태는 이 예에 한정되지 않고, 인쇄법 등을 채용하여 제 1 층(24)을 형성하여도 좋다. 금속 산화물층(20) 위에, 섬 형상을 가지는 제 1 층(24), 또는 개구 또는 요철을 가지는 제 1 층(24)을 형성하여도 좋다.
제 1 층(24)은 다양한 수지 재료(수지 전구체(precursor)를 포함함) 중 임의의 것을 사용하여 형성할 수 있다.
제 1 층(24)은 열 경화성 재료를 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.
제 1 층(24)은 감광성을 가지는 재료 또는 감광성을 가지지 않는 재료(비감광성 재료라고도 부름)를 사용하여 형성하여도 좋다.
감광성 재료를 사용하는 경우, 포토리소그래피법에 의하여 제 1 층(24)의 일부를 제거함으로써, 원하는 형상을 가지도록 수지층(23)을 형성할 수 있다.
제 1 층(24)은 폴리이미드 수지, 폴리이미드 수지 전구체, 또는 아크릴 수지를 포함하는 재료를 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 제 1 층(24)은 예를 들어, 폴리이미드 수지 및 용매를 포함하는 재료, 폴리아믹산 및 용매를 포함하는 재료, 또는 아크릴 수지 및 용매를 포함하는 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 또한 제 1 층(24)을 폴리이미드 수지 또는 폴리이미드 수지 전구체를 포함하는 재료를 사용하여 형성하면, 내열성이 비교적 높아지기 때문에 바람직하다. 한편, 제 1 층(24)을 아크릴 수지를 포함하는 재료를 사용하여 형성하면, 가시광 투과성이 높아지기 때문에 바람직하다. 폴리이미드 수지 및 아크릴 수지는 표시 장치의 평탄화막 등에 적합한 재료이기 때문에, 공통의 퇴적 장치 및 공통의 재료를 공유할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 형태의 구조를 얻기 위하여 다른 장치 및 다른 재료를 준비할 필요가 없다. 상술한 바와 같이 제 1 층(24)은 특별한 재료를 필요로 하지 않고 표시 장치에 사용되는 수지 재료를 사용하여 형성할 수 있기 때문에, 비용 절감을 실현할 수 있다.
구체적으로는, 수지층(23)은 구조식(100)으로 나타내어지는 화합물(옥시다이프탈산)의 잔사물을 포함하는 것이 바람직하다.
[화학식 2]
Figure 112019032491339-pct00002
옥시다이프탈산 또는 옥시다이프탈산 유도체를 포함하는 산 성분, 그리고 방향족 아민 또는 방향족 아민 유도체를 포함하는 아민 성분을 사용하여 얻어지는 폴리이미드 수지는 수지층(23)에 적합하다. 옥시다이프탈산 유도체의 예에는 옥시다이프탈산 무수물이 포함된다. 수지층(23)은 플루오린을 포함하여도 좋다. 수지층(23)이 플루오린을 포함하는 경우, 플루오린을 사용하여 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 수소 결합이 형성되는 경우가 있다.
표 1은 폴리이미드 수지 또는 폴리이미드 수지 전구체를 각각 포함하고 제 1 층(24)에 적합하게 사용할 수 있는 재료의 물성을 열거한 것이다.
[표 1]
Figure 112019032491339-pct00003
수지층(23)은 표 1에 열거된 재료 A 내지 E 중 임의의 것을 사용하여 형성할 수 있다. 수지층(23)의 신뢰성을 높이기 위하여, 재료의 유리 전이 온도(Tg) 및 5% 중량 감소 온도는 높은 것이 바람직하다.
제 1 층(24)을 형성하기 위하여 사용할 수 있는 수지 재료의 예에는 에폭시 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리이미드아마이드 수지, 실록산 수지, 벤조사이클로뷰텐계 수지, 페놀 수지, 및 이들 수지의 전구체가 포함된다.
제 1 층(24)은 스핀 코터를 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 스핀 코팅법에 의하여, 대형 기판 위에 박막을 균일하게 형성할 수 있다.
제 1 층(24)은 점도가 5cP 이상 500cP 미만인 용액을 사용하여 형성하는 것이 바람직하고, 5cP 이상 100cP 미만이 더 바람직하고, 10cP 이상 50cP 이하가 더욱 바람직하다. 용액의 점도가 낮을수록 도포가 쉬워진다. 용액의 점도가 낮을수록 기포의 침입을 더 억제할 수 있기 때문에, 형성되는 막의 품질을 더 높일 수 있다.
예를 들어 디핑, 스프레이 코팅, 잉크젯, 디스펜싱, 스크린 인쇄, 또는 오프셋 인쇄에 의하여, 또는 닥터나이프, 슬릿 코터, 롤 코터, 커튼 코터, 또는 나이프 코터를 사용하여 제 1 층(24)을 형성할 수 있다.
다음으로, 제 1 층(24)에 가열 처리를 수행하여 수지층(23)을 형성한다(도 5의 (C)).
가열 처리는 예를 들어, 산소, 질소, 및 희가스(예를 들어 아르곤) 중 하나 이상을 포함하는 가스를 가열 장치의 체임버에 공급하면서 수행할 수 있다. 또는, 가열 처리는 가열 장치의 체임버 또는 핫플레이트 등을 사용하여 대기 분위기에서 수행할 수 있다.
가열을 대기 분위기에서 수행하거나, 또는 산소를 포함하는 가스를 공급하면서 수행하면, 수지층(23)이 산화에 의하여 착색되어 가시광 투과성이 저하되는 경우가 있다.
이 이유로, 질소 가스를 공급하면서 가열을 수행하는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 가열 분위기는 대기 분위기보다 산소를 적게 포함할 수 있기 때문에, 수지층(23)의 산화를 억제할 수 있고 수지층(23)의 가시광 투과성을 높일 수 있다.
가열 처리에 의하여 수지층(23) 내의 탈가스 성분(예를 들어 수소 또는 물)을 저감할 수 있다. 특히 가열 처리는 수지층(23) 위에 형성되는 각 층의 제작 온도 이상의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다. 이로써, 트랜지스터의 제작 공정에서 수지층(23)으로부터 방출되는 가스를 크게 저감할 수 있다.
예를 들어, 트랜지스터의 제작 온도가 350℃ 이하인 경우, 수지층(23)이 되는 막을 350℃ 이상 480℃ 이하의 온도에서 가열하는 것이 바람직하고, 400℃ 이하가 더 바람직하고, 375℃ 이하가 더욱 바람직하다. 이로써, 트랜지스터의 제작 공정에서 수지층(23)으로부터 방출되는 가스를 크게 저감할 수 있다.
가열 처리의 온도는 트랜지스터 제작 시의 최고 온도 이하로 하는 것이 바람직하다. 가열 처리의 온도를 트랜지스터 제작 시의 최고 온도 이하로 하면, 예를 들어 트랜지스터의 제작 공정의 제작 장치를 본 실시형태의 표시 장치의 제작 방법에도 이용할 수 있어, 추가 설비 투자 등을 줄일 수 있다. 그 결과, 줄여진 비용으로 표시 장치를 제작할 수 있다. 예를 들어, 트랜지스터의 제작 온도가 350℃ 이하인 경우에는, 가열 처리의 온도를 350℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.
트랜지스터 제작 시의 최고 온도가 가열 처리의 온도와 같은 경우, 가열 온도에 의하여 표시 장치 제작 시의 최고 온도가 높아지는 것을 방지할 수 있고, 또한 수지층(23)에서의 탈가스 성분을 저감할 수도 있어 바람직하다.
가열 온도가 비교적 낮은 경우에도, 처리 시간을 늘림으로써, 가열 온도가 더 높을 때 얻어지는 박리성만큼 높은 박리성이 가능해지는 경우가 있다. 따라서, 가열 장치의 구조 때문에 가열 온도를 높게 설정할 수 없을 때는 가열 시간을 길게 설정하는 것이 바람직하다.
가열 처리의 시간은 예를 들어, 5분 이상 24시간 이하인 것이 바람직하고, 30분 이상 12시간 이하인 것이 더 바람직하고, 1시간 이상 6시간 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한 가열 처리의 시간은 이들 예에 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, RTA(rapid thermal annealing)법에 의하여 수행되는 가열 처리의 시간은 5분 미만이어도 좋다.
가열 장치로서는 예를 들어, 전기로, 또는 저항 발열체 등의 발열체로부터의 열 전도 또는 열 복사에 의하여 물체를 가열하는 임의의 장치를 사용할 수 있다. 예를 들어 GRTA(gas rapid thermal annealing) 장치 또는 LRTA(lamp rapid thermal annealing) 장치 등의 RTA 장치를 사용할 수 있다. LRTA 장치는 할로젠 램프, 메탈 할라이드 램프, 제논 아크 램프, 카본 아크 램프, 고압 소듐 램프, 또는 고압 수은 램프 등의 램프로부터 방출되는 광(전자기파)의 복사에 의하여 물체를 가열하는 장치이다. GRTA 장치는 고온 가스를 사용하여 가열 처리하는 장치이다. 이러한 RTA 장치에 의하여 처리 시간을 줄일 수 있기 때문에, RTA 장치는 대량 생산에 바람직하다. 또는, 인라인형 가열 장치(in-line heating apparatus)를 가열 처리에 사용하여도 좋다.
또한 가열 처리에 의하여 제 1 층(24)보다 수지층(23)이 얇아지거나 또는 두꺼워지는 경우가 있다. 예를 들어, 제 1 층(24)에 포함된 용매가 제거될 때 또는 경화 진행에 따라 밀도가 증대될 때 체적이 감소되어, 수지층(23)의 두께가 제 1 층(24)보다 얇아지는 경우가 있다.
가열 처리 전에, 제 1 층(24)에 포함되는 용매를 제거하기 위한 가열 처리(프리베이킹 처리라고도 함)를 수행하여도 좋다. 프리베이킹 처리의 온도는 사용되는 재료에 따라 적절히 설정할 수 있다. 예를 들어, 프리베이킹 처리의 온도는 50℃ 이상 180℃ 이하, 80℃ 이상 150℃ 이하, 또는 90℃ 이상 120℃ 이하로 할 수 있다. 가열 처리가 프리베이킹 처리를 겸하여도 좋고, 이 경우 제 1 층(24)에 포함되는 용매는 가열 처리에 의하여 제거할 수 있다.
수지층(23)은 가요성을 가진다. 형성 기판(14)은 수지층(23)보다 가요성이 낮다.
수지층(23)의 두께는 0.01μm 이상 10μm 미만인 것이 바람직하고, 0.1μm 이상 5μm 이하인 것이 더 바람직하고, 0.5μm 이상 3μm 이하인 것이 더욱 바람직하다. 수지층을 얇게 형성함으로써, 표시 장치를 적은 비용으로 제작할 수 있다. 표시 장치를 가볍게, 그리고 얇게 할 수 있다. 표시 장치의 가요성을 높일 수 있다. 점도가 낮은 용액을 사용하면 두께가 얇은 수지층(23)의 형성이 용이해진다. 본 발명의 일 형태는 상술한 예에 한정되지 않고, 수지층(23)의 두께는 10μm 이상이어도 좋다. 예를 들어, 수지층(23)의 두께는 10μm 이상 200μm 이하이어도 좋다. 수지층(23)의 두께가 10μm 이상이면 표시 장치의 강성을 높일 수 있어 바람직하다.
수지층(23)의 열팽창 계수는 0.1ppm/℃ 이상 50ppm/℃ 이하인 것이 바람직하고, 0.1ppm/℃ 이상 20ppm/℃ 이하인 것이 더 바람직하고, 0.1ppm/℃ 이상 10ppm/℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 수지층(23)의 열팽창 계수가 낮을수록, 가열 처리에 의하여 일어나는, 트랜지스터 등에 포함되는 층에서의 크랙의 발생 및 트랜지스터 등의 파손을 더 방지할 수 있다.
다음으로, 수지층(23) 위에 피박리층(25)을 형성한다(도 5의 (D)).
피박리층(25)으로서 예를 들어, 절연층 또는 기능 소자(예를 들어 트랜지스터 또는 표시 소자)를 제공할 수 있다.
피박리층(25)은 절연층을 포함하는 것이 바람직하다. 절연층은, 나중의 가열 단계에서 금속 산화물층(20) 및 수지층(23) 등으로부터 방출되는 수소, 산소, 및 물을 차단하는 기능을 가지는 것이 바람직하다.
피박리층은 예를 들어, 질화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 또는 질화산화 실리콘막을 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 실레인 가스, 수소 가스, 및 암모니아(NH3) 가스를 포함하는 퇴적 가스를 사용한 플라스마 강화 CVD법에 의하여 질화 실리콘막을 형성한다. 절연층의 두께에 대하여 특별한 한정은 없다. 두께는 예를 들어, 50nm 이상 600nm 이하, 바람직하게는 100nm 이상 300nm 이하로 할 수 있다.
또한 본 명세서 등에서, "산화질화 실리콘"은 질소보다 산소를 많이 포함한다. 본 명세서 등에서, "질화산화 실리콘"은 산소보다 질소를 많이 포함한다.
다음으로, 피박리층(25) 위에 보호층을 형성한다. 보호층은 표시 장치의 가장 바깥쪽 표면에 위치하는 층이다. 보호층은 가시광 투과성이 높은 것이 바람직하다. 보호층은 유기 절연막을 포함하면 표시 장치의 표면이 손상되거나 또는 깨지는 것을 방지할 수 있기 때문에 바람직하다.
도 5의 (D)는 접착층(75b)을 사용하여 기판(75a)이 피박리층(25)에 접합된 예를 도시한 것이다.
접착층(75b)으로서는, 반응 경화형 접착제, 열 경화형 접착제, 혐기형 접착제, 및 자외선 경화형 접착제 등의 광 경화형 접착제 등, 다양한 경화형 접착제 중 임의의 것을 사용할 수 있다. 또는, 접착 시트 등을 사용하여도 좋다.
기판(75a)에는 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스터 수지, 폴리아크릴로나이트릴 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리에터설폰(PES) 수지, 폴리아마이드 수지(예를 들어 나일론 또는 아라미드), 폴리실록산 수지, 사이클로올레핀 수지, 폴리스타이렌 수지, 폴리아마이드이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리염화바이닐 수지, 폴리염화바이닐리덴 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 수지, ABS 수지, 또는 셀룰로스 나노섬유를 사용할 수 있다. 기판(75a)은 각각 가요성을 가질 정도로 얇은 유리, 석영, 수지, 금속, 합금, 및 반도체 등의 다양한 재료 중 임의의 것을 사용하여 형성하여도 좋다.
다음으로, 레이저광(55)을 사용한 조사를 수행한다(도 6의 (A)). 레이저광(55)은 예를 들어, 도 6의 (A)에서는 왼쪽으로부터 오른쪽으로 주사가 수행되는 선형 레이저 빔이고, 그 장축은 주사 방향 및 입사 방향(위로부터 아래)에 수직이다. 레이저 장치에서는, 형성 기판(14)이 위쪽에 면한 상태로 적층을 배치한다. 적층(형성 기판(14))의 위쪽으로부터 그 적층이 레이저광(55)으로 조사된다.
금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면 또는 그 근방을 형성 기판(14)을 통하여 레이저광(55)으로 조사하는 것이 바람직하다(도 6의 (A)의 가공 영역(640) 참조). 금속 산화물층(20)의 내부를 레이저광(55)으로 조사하여도 좋고, 수지층(23)의 내부를 레이저광(55)으로 조사하여도 좋다.
금속 산화물층(20)은 레이저광(55)을 흡수한다. 수지층(23)은 레이저광(55)을 흡수하여도 좋다.
형성 기판(14)과 금속 산화물층(20)을 포함하는 적층의 레이저광(55)의 흡수율은 50% 이상 100% 이하인 것이 바람직하고, 75% 이상 100% 이하인 것이 더 바람직하고, 80% 이상 100% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 레이저광(55)의 대부분은 적층에 의하여 흡수되기 때문에, 금속 산화물층과 수지층(23) 사이의 계면에서 분리를 확실하게 수행할 수 있다. 또한 수지층(23)에 대한 광으로 인한 대미지를 저감할 수 있다.
레이저광(55)으로 조사함으로써 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 밀착성 또는 접착성이 저하된다. 수지층(23)은 레이저광(55) 조사에 의하여 취약화되는 경우가 있다.
레이저광(55)으로서는, 적어도 레이저광(55)의 일부가 형성 기판(14)을 투과하고 금속 산화물층(20)에 의하여 흡수되는 파장을 가지는 광을 선택한다. 레이저광(55)은 가시광부터 자외광까지의 파장 범위에 있는 광인 것이 바람직하다. 예를 들어, 180nm 이상 450nm 이하, 바람직하게는 200nm 이상 400nm 이하, 더 바람직하게는 250nm 이상 350nm 이하의 파장의 광을 사용할 수 있다.
레이저광(55)은 금속 산화물층(20)의 에너지 갭보다 높은 에너지를 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 산화 타이타늄의 에너지 갭은 약 3.2eV이다. 금속 산화물층(20)에 산화 타이타늄을 사용하는 경우, 3.2eV보다 높은 에너지를 가지는 광을 사용하는 것이 바람직하다.
특히, 파장 308nm의 엑시머 레이저를 사용하면 생산성이 높아지기 때문에 바람직하다. 엑시머 레이저는 LTPS의 레이저 결정화에도 사용할 수 있으므로, 기존의 LTPS 제조 라인의 장치를 사용할 수 있고 새로운 설비 투자를 필요로 하지 않기 때문에 바람직하다. 파장 308nm의 광의 에너지는 약 4.0eV이다. 즉, 산화 타이타늄을 금속 산화물층(20)에 사용하는 경우, 파장 308nm의 엑시머 레이저를 사용하는 것이 바람직하다. 또는, Nd:YAG 레이저의 제 3 고조파인 파장 355nm의 UV 레이저 등의 고체 UV 레이저(반도체 UV 레이저라고도 함)를 사용하여도 좋다. 고체 레이저는 가스를 사용하지 않으므로 엑시머 레이저에 비하여 러닝 코스트를 저감할 수 있기 때문에 바람직하다. 피코초 레이저 등의 펄스 레이저를 사용하여도 좋다.
레이저광(55)으로서 선형 레이저광을 사용하는 경우, 형성 기판(14)과 광원을 상대적으로 이동시킴으로써, 레이저광(55)으로 주사를 수행하고, 분리되는 영역을 전체적으로 레이저광(55)으로 조사한다.
여기서, 형성 기판(14)의 광 조사면에 먼지 등의 이물(18)이 부착되면, 광 조사가 불균일해지는 경우가 있다. 도 7의 (A)는 형성 기판(14) 위에 형성 기판(14)과 접하여 수지층(23)이 형성된 비교예를 도시한 것이다. 도 7의 (A)에서는, 형성 기판(14)과 수지층(23) 사이의 계면 또는 그 근방에 있어서, 광이 조사된 영역(16)이 이물(18) 바로 밑에서 불연속적으로 되어 있다. 이러한 부분은 다른 부분보다 박리성이 낮으므로, 형성 기판(14)과 수지층(23)을 분리하는 단계의 수율이 저하될 우려가 있다.
한편, 본 실시형태에서는 형성 기판(14)과 수지층(23) 사이에 하지층을 형성한다. 하지층으로서는, 금속층(19), 금속 산화물층(20), 또는 도 7의 (B)에 도시된 금속층(19)과 금속 산화물층(20)을 포함하는 적층 등을 사용한다. 하지층은 열 전도성이 높은 층을 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 7의 (B)의 금속층(19)의 열 전도성이 높은 경우, 형성 기판(14)의 광 조사면에 이물(18)이 부착되더라도, 이물(18) 근방의 가열된 금속층(19) 때문에 금속층(19) 전체에 열이 균일하게 전도된다. 금속층(19) 중 이물(18)로 가려진 부분이 가열되므로, 박리성이 낮은 부분이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 도 7의 (B)에 도시된 바와 같이, 금속층(19)과 금속 산화물층(20) 사이의 계면 또는 그 근방에서, 이물(18) 바로 밑의 부분을 포함하는 전체면에, 가열된 영역(17)이 형성된다.
금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면 또는 그 근방에서, 한 곳 또는 여러 곳에 광으로 조사되지 않는 영역이 제공되어도 좋다. 광으로 조사되지 않는 영역의 면적은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 1μm2 이상 1cm2 이하이다. 경우에 따라서는, 광으로 조사되지 않는 영역의 면적은 1μm2 이하, 또는 1cm2 이상이어도 좋다.
그리고, 형성 기판(14)과 수지층(23)을 서로 분리한다. 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 밀착성 또는 접착성이 낮기 때문에, 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면에서 분리가 일어난다(도 6의 (B1)). 취약화된 수지층(23)에서 분리가 일어나는 경우가 있다.
형성 기판(14)과 수지층(23)은 예를 들어, 수지층(23)에 대하여 수직으로 인장력을 가함으로써 서로 분리할 수 있다. 구체적으로는, 기판(75a)의 흡착된 상면의 일부를 위로 당김으로써 형성 기판(14)으로부터 수지층(23)을 박리할 수 있다.
여기서, 물 또는 수용액 등, 물을 포함하는 액체를 분리 계면에 첨가하고 상기 액체를 분리 계면에 침투시키는 식으로 분리를 수행하면, 분리의 용이성을 높일 수 있다. 또한 분리에서 생기는 정전기가 트랜지스터 등의 기능 소자에 미치는 악영향(예를 들어 정전기로부터의 반도체 소자에 대한 대미지)을 억제할 수 있다. 도 6의 (B2)에는 액체 공급 기구(21)를 사용하여 분리 계면에 액체를 공급하는 예를 도시하였다.
공급하는 액체는 물(바람직하게는 순수), 중성, 알칼리성, 또는 산성의 수용액, 또는 소금이 용해된 수용액 등으로 할 수 있다. 액체의 다른 예에는 에탄올 및 아세톤이 포함된다. 다양한 유기 용매 중 임의의 것을 사용하여도 좋다.
분리 전에, 수지층(23)의 일부를 형성 기판(14)으로부터 분리함으로써 분리 기점을 형성하여도 좋다. 예를 들어, 칼 등의 날카로운 기구를 형성 기판(14)과 수지층(23) 사이에 삽입함으로써 분리 기점을 형성하여도 좋다. 또는, 기판(75a) 측으로부터 날카로운 기구로 수지층(23)을 자름으로써 분리 기점을 형성하여도 좋다. 또는, 레이저 어블레이션법 등 레이저를 사용하는 방법에 의하여 분리 기점을 형성하여도 좋다.
본 실시형태에서는, 금속 산화물층(20)과 수지층(23)을 적층하고 광으로 조사한다. 그 결과, 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 밀착성 또는 접착성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 형성 기판(14)과 수지층(23)을 서로 쉽게 분리할 수 있다.
본 실시형태의 박리 방법에 의하여, 각각 비용이 적고 대량 생산성이 높은 반도체 장치의 제작 방법 또는 박리 방법을 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 실시형태의 박리 방법에서는 형성 기판(14)(예를 들어 유리 기판), 또는 형성 기판(14)과 금속 산화물층(20)을 포함하는 적층을 반복적으로 사용할 수 있기 때문에, 제작 비용을 줄일 수 있다.
[제작 방법예 1]
다음으로, 본 실시형태의 표시 장치의 제작 방법예에 대하여 설명한다. 상술한 박리 방법과 유사한 부분에 대해서는 설명하지 않는 경우가 있다.
우선, 형성 기판(14) 위에 금속 산화물층(20)을 형성한다(도 8의 (A)). 금속 산화물층(20)에 대해서는, 상술한 박리 방법의 설명을 참조할 수 있다.
다음으로, 금속 산화물층(20) 위에 제 1 층(24)을 형성한다(도 8의 (B)). 제 1 층(24)에 대해서는, 상술한 박리 방법의 설명을 참조할 수 있다.
본 실시형태에서는, 감광성 및 열 경화성의 재료를 사용하여 제 1 층(24)을 형성한다. 또한 제 1 층(24)은 비감광성 재료를 사용하여 형성하여도 좋다.
제 1 층(24) 형성 후에, 용매를 제거하기 위한 가열 처리(프리베이킹 처리)를 수행한 다음, 포토마스크를 사용하여 노광을 수행한다. 다음으로, 현상을 수행함으로써 불필요한 부분을 제거할 수 있다. 이어서, 원하는 형상으로 가공된 제 1 층(24)에 가열 처리를 수행하여 수지층(23)을 형성한다(도 8의 (C)). 도 8의 (C)에 도시된 예에서는, 섬 형성을 가지는 수지층(23)을 형성한다.
또한 수지층(23)은 하나의 섬의 형상일 필요는 없고, 예를 들어 복수의 섬의 형상 또는 개구를 가져도 좋다. 또한 하프톤 마스크 또는 그레이톤 마스크를 사용한 노광 기출, 또는 다중 노광 기술 등에 의하여 수지층(23)의 표면에 요철을 형성하여도 좋다.
레지스트 마스크 또는 하드 마스크 등의 마스크를 제 1 층(24) 또는 수지층(23) 위에 형성하고 에칭을 수행하는 식으로, 원하는 형상을 가지는 수지층(23)을 형성할 수 있다. 이 방법은 비감광성 재료를 사용하는 경우에 특히 적합하다.
예를 들어, 수지층(23)에 무기막을 형성하고, 무기막 위에 레지스트 마스크를 형성한다. 레지스트 마스크를 사용하여 무기막을 에칭한 후, 무기막을 하드 마스크로서 사용하여 수지층(23)을 에칭할 수 있다.
하드 마스크로서 사용할 수 있는 무기막의 예로서는, 다양한 무기 절연막, 및 도전층에 사용할 수 있는 금속막과 합금막 등을 들 수 있다.
두께가 매우 얇은 마스크를 형성하고 에칭과 동시에 마스크를 제거하는 경우, 마스크의 제거 단계를 없앨 수 있어 바람직하다.
가열 처리의 자세한 사항에 대해서는, 상술한 박리 방법에서의 가열 처리의 설명을 참조할 수 있다.
다음으로, 수지층(23) 위에 절연층(31)을 형성한다(도 8의 (D)). 수지층(23)의 단부를 덮어 절연층(31)을 형성한다. 금속 산화물층(20)은 수지층(23)이 제공되지 않는 부분을 포함한다. 따라서, 절연층(31)을 금속 산화물층(20) 위에 금속 산화물층(20)과 접하여 형성할 수 있다.
절연층(31)은 수지층(23)의 상한 온도 이하의 온도에서 형성한다. 절연층(31)은 가열 처리의 온도보다 낮은 온도에서 형성하는 것이 바람직하다.
절연층(31)은, 수지층(23)에 포함되는 불순물이, 나중에 형성되는 트랜지스터 및 표시 소자로 확산되는 것을 방지하는 배리어층으로서 사용할 수 있다. 예를 들어, 절연층(31)은 수지층(23)이 가열될 때, 수지층(23)에 포함되는 수분 등이 트랜지스터 및 표시 소자로 확산되는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 따라서, 절연층(31)은 배리어성이 높은 것이 바람직하다.
절연층(31)으로서 예를 들어 질화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 산화 실리콘막, 질화산화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 또는 질화 알루미늄막 등의 무기 절연막을 사용할 수 있다. 산화 하프늄막, 산화 이트륨막, 산화 지르코늄막, 산화 갈륨막, 산화 탄탈럼막, 산화 마그네슘막, 산화 란타넘막, 산화 세륨막, 또는 산화 네오디뮴막 등을 사용하여도 좋다. 상술한 절연막들 중 2개 이상을 포함한 적층을 사용하여도 좋다. 수지층(23) 위에 질화 실리콘막을 형성하고, 질화 실리콘막 위에 산화 실리콘막을 형성하는 것이 특히 바람직하다.
무기 절연막은, 퇴적 온도가 높아질수록 밀도 및 배리어성이 높아질 수 있기 때문에, 고온에서 형성되는 것이 바람직하다.
절연층(31) 형성 시의 기판 온도는 실온(25℃) 이상 350℃ 이하인 것이 바람직하고, 100℃ 이상 300℃ 이하인 것이 더 바람직하다.
다음으로, 절연층(31) 위에 트랜지스터(40)를 형성한다(도 8의 (E)).
표시 장치에 포함되는 트랜지스터의 구조에 특별한 한정은 없다. 예를 들어, 플레이너형(planar) 트랜지스터, 스태거형 트랜지스터, 또는 역스태거형 트랜지스터를 사용하여도 좋다. 톱 게이트형 트랜지스터 또는 보텀 게이트형 트랜지스터를 사용하여도 좋다. 채널 상하에 게이트 전극을 제공하여도 좋다.
이 예에서는, 금속 산화물층(44)을 포함하는 보텀 게이트형 트랜지스터를 트랜지스터(40)로서 형성한다. 금속 산화물층(44)이 트랜지스터(40)의 반도체층으로서 기능할 수 있다. 금속 산화물은 산화물 반도체로서 기능할 수 있다.
본 실시형태에서는, 산화물 반도체를 트랜지스터의 반도체로서 사용한다. 실리콘보다 밴드 갭이 넓고 캐리어 밀도가 낮은 반도체 재료를 사용하면 트랜지스터의 오프 상태 전류를 저감할 수 있어 바람직하다.
트랜지스터(40)는 수지층(23)의 상한 온도 이하의 온도에서 형성한다. 트랜지스터(40)는 가열 처리 온도 미만의 온도에서 형성하는 것이 바람직하다.
구체적으로는 먼저, 도전층(41)을 절연층(31) 위에 형성한다. 도전층(41)은 도전막을 형성하고, 레지스트 마스크를 형성하고, 상기 도전막을 에칭하고, 상기 레지스트 마스크를 제거하는 식으로 형성할 수 있다.
도전막 형성 시의 기판 온도는 실온 이상 350℃ 이하인 것이 바람직하고, 실온 이상 300℃ 이하인 것이 더 바람직하다.
표시 장치에 포함되는 도전층 각각은 알루미늄, 타이타늄, 크로뮴, 니켈, 구리, 이트륨, 지르코늄, 몰리브데넘, 은, 탄탈럼, 및 텅스텐 등의 금속 중 임의의 것, 또는 이들 금속 중 임의의 것을 주성분으로 포함하는 합금을 포함하는 단층 구조 또는 적층 구조를 가질 수 있다. 또는 산화 인듐, 인듐 주석 산화물(ITO), 텅스텐을 포함하는 산화 인듐, 텅스텐을 포함하는 인듐 아연 산화물, 타이타늄을 포함하는 산화 인듐, 타이타늄을 포함하는 ITO, 인듐 아연 산화물, 산화 아연(ZnO), 갈륨을 포함하는 ZnO, 또는 실리콘을 포함하는 ITO 등의 투광성 도전 재료를 사용하여도 좋다. 또는, 예를 들어 불순물 원소를 첨가함으로써 저항을 저하시킨 다결정 실리콘 또는 산화물 반도체 등의 반도체, 또는 니켈 실리사이드 등의 실리사이드를 사용하여도 좋다. 그래핀을 포함하는 막을 사용할 수도 있다. 그래핀을 포함하는 막은 예를 들어, 산화 그래핀을 포함하는 막을 환원함으로써 형성될 수 있다. 불순물 원소를 포함하는 산화물 반도체 등의 반도체를 사용하여도 좋다. 또는 도전층은 은, 탄소, 또는 구리 등의 도전성 페이스트, 또는 폴리싸이오펜 등의 도전성 폴리머를 사용하여 형성하여도 좋다. 도전성 페이스트는 저렴하기 때문에 바람직하다. 도전성 폴리머는 도포하기 쉽기 때문에 바람직하다.
다음으로, 절연층(32)을 형성한다. 절연층(32)에 대해서는, 절연층(31)에 사용할 수 있는 무기 절연막의 설명을 참조할 수 있다.
이어서, 금속 산화물층(44)을 형성한다. 금속 산화물층(44)은, 금속 산화물막을 형성하고, 레지스트 마스크를 형성하고, 상기 금속 산화물막을 에칭하고, 상기 레지스트 마스크를 제거하는 식으로 형성할 수 있다.
금속 산화물막 형성 시의 기판 온도는 350℃ 이하인 것이 바람직하고, 실온 이상 200℃ 이하인 것이 더 바람직하고, 실온 이상 130℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
금속 산화물막은 불활성 가스 및 산소 가스 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 사용하여 형성할 수 있다. 또한 금속 산화물막 형성 단계의 산소 유량비(산소 분압)에 특별한 한정은 없다. 전계 효과 이동도가 높은 트랜지스터를 얻는 경우, 금속 산화물막 형성 단계 시의 산소 유량비(산소 분압)는 0% 이상 30% 이하인 것이 바람직하고, 5% 이상 30% 이하인 것이 더 바람직하고, 7% 이상 15% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
금속 산화물막은 적어도 인듐 또는 아연을 포함하는 것이 바람직하다. 특히, 인듐 및 아연이 포함되는 것이 바람직하다.
금속 산화물의 에너지 갭은 2eV 이상인 것이 바람직하고, 2.5eV 이상인 것이 더 바람직하고, 3eV 이상인 것이 더욱 바람직하다. 에너지 갭이 넓은 이러한 금속 산화물을 사용함으로써, 트랜지스터의 오프 상태 전류를 저감할 수 있다.
금속 산화물막은 스퍼터링법에 의하여 형성할 수 있다. 또는 PLD법, PECVD법, 열 CVD법, ALD법, 또는 진공 증착법 등을 사용하여도 좋다.
다음으로, 도전층(43a) 및 도전층(43b)을 형성한다. 도전층(43a) 및 도전층(43b)은, 도전막을 형성하고, 레지스트 마스크를 형성하고, 상기 도전막을 에칭하고, 상기 레지스트 마스크를 제거하는 식으로 형성할 수 있다. 도전층(43a 및 43b) 각각은 금속 산화물층(44)에 접속된다.
또한 도전층(43a) 및 도전층(43b) 형성을 위한 가공 시에, 레지스트 마스크에 의하여 덮이지 않은 영역에서 금속 산화물층(44)이 부분적으로 에칭되어 얇아지는 경우가 있다.
도전막 형성 시의 기판 온도는 실온 이상 350℃ 이하인 것이 바람직하고, 실온 이상 300℃ 이하인 것이 더 바람직하다.
상술한 식으로, 트랜지스터(40)를 제작할 수 있다(도 8의 (E)). 트랜지스터(40)에서는 도전층(41)의 일부가 게이트로서 기능하고, 절연층(32)의 일부가 게이트 절연층으로서 기능하고, 도전층(43a) 및 도전층(43b)이 소스 및 드레인으로서 기능한다.
다음으로, 트랜지스터(40)를 덮는 절연층(33)을 형성한다(도 9의 (A)). 절연층(33)은 절연층(31)과 유사한 방법을 사용하여 형성할 수 있다.
절연층(33)에는, 산소를 포함하는 분위기에서 형성된 산화 실리콘막 또는 산화질화 실리콘막 등의 산화물 절연막을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 산화 실리콘막 또는 상기 산화질화 실리콘막 위에 질화 실리콘막 등 산소 확산성 및 산소 투과성이 낮은 절연막을 적층하는 것이 바람직하다. 산소를 포함하는 분위기에서 형성된 산화물 절연막은, 가열에 의하여 대량의 산소를 쉽게 방출할 수 있다. 산소를 방출하는 이러한 산화물 절연막, 그리고 산소 확산성 및 산소 투과성이 낮은 이러한 절연막을 포함한 적층을 가열하면, 금속 산화물층(44)에 산소를 공급할 수 있다. 결과적으로, 금속 산화물층(44) 내의 산소 빈자리를 채우고 금속 산화물층(44)과 절연층(33) 사이의 계면에서의 결함을 수복(修復)할 수 있어 결함 준위가 저감된다. 따라서, 신뢰성이 매우 높은 표시 장치를 제작할 수 있다.
상술한 단계를 거쳐, 절연층(31), 트랜지스터(40), 및 절연층(33)을 수지층(23) 위에 형성할 수 있다(도 9의 (A)).
이 단계에서, 후술하는 방법에 의하여 형성 기판(14)과 트랜지스터(40)를 서로 분리하면, 표시 소자를 포함하지 않는 디바이스를 제작할 수 있다. 예를 들어 트랜지스터(40)를 형성함으로써, 또는 트랜지스터(40)에 더하여 용량 소자, 레지스터, 및 배선 등을 형성함으로써 반도체 장치를 제공할 수 있다.
다음으로, 절연층(33) 위에 절연층(34)을 형성한다(도 9의 (A)). 이후의 단계에서 절연층(34)에 표시 소자가 형성되기 때문에, 절연층(34)은 평탄화층으로서 기능하는 것이 바람직하다. 절연층(34)에 대해서는, 절연층(31)에 사용할 수 있는 유기 절연막 또는 무기 절연막의 설명을 참조할 수 있다.
절연층(34)은 수지층(23)의 상한 온도 이하의 온도에서 형성한다. 절연층(34)은 가열 처리 온도 미만의 온도에서 형성하는 것이 바람직하다.
절연층(34)에 유기 절연막을 사용하는 경우, 절연층(34) 형성 시에서 수지층(23)에 가해지는 온도는 실온 이상 350℃ 이하인 것이 바람직하고, 실온 이상 300℃ 이하인 것이 더 바람직하다.
절연층(34)으로서 무기 절연막을 사용하는 경우, 막 형성 시의 기판 온도는 실온 이상 350℃ 이하인 것이 바람직하고, 100℃ 이상 300℃ 이하인 것이 더 바람직하다.
다음으로, 절연층(34) 및 절연층(33)에 도전층(43b)에 도달하는 개구를 형성한다.
그 후, 도전층(61)을 형성한다. 도전층(61)은 부분적으로 발광 소자(60)의 화소 전극으로서 기능한다. 도전층(61)은, 도전막을 형성하고, 레지스트 마스크를 형성하고, 상기 도전막을 에칭하고, 상기 레지스트 마스크를 제거하는 식으로 형성할 수 있다.
도전층(61)은 수지층(23)의 상한 온도 이하의 온도에서 형성한다. 도전층(61)은 가열 처리 온도 미만의 온도에서 형성하는 것이 바람직하다.
도전막 형성 시의 기판 온도는 실온 이상 350℃ 이하인 것이 바람직하고, 실온 이상 300℃ 이하인 것이 더 바람직하다.
다음으로, 도전층(61)의 단부를 덮어 절연층(35)을 형성한다. 절연층(35)에 대해서는, 절연층(31)에 사용할 수 있는 유기 절연막 또는 무기 절연막의 설명을 참조할 수 있다.
절연층(35)은 수지층(23)의 상한 온도 이하의 온도에서 형성한다. 절연층(35)은 가열 처리 온도 미만의 온도에서 형성하는 것이 바람직하다.
절연층(35)에 유기 절연막을 사용하는 경우, 절연층(35) 형성 시에 수지층(23)에 가해지는 온도는 실온 이상 350℃ 이하인 것이 바람직하고, 실온 이상 300℃ 이하인 것이 더 바람직하다.
절연층(35)으로서 무기 절연막을 사용하는 경우, 막 형성 시의 기판 온도는 실온 이상 350℃ 이하인 것이 바람직하고, 100℃ 이상 300℃ 이하인 것이 더 바람직하다.
그리고, EL층(62) 및 도전층(63)을 형성한다. 도전층(63)의 일부는 발광 소자(60)의 공통 전극으로서 기능한다.
EL층(62)은 증착법, 도포법, 인쇄법, 또는 토출법 등에 의하여 형성할 수 있다. 각 화소마다 EL층(62)을 형성하는 경우에는, 메탈 마스크 등의 차폐 마스크를 사용한 증착법, 또는 잉크젯법 등을 사용할 수 있다. 일부의 화소들이 EL층(62)을 공유하는 경우에는, 메탈 마스크를 사용하지 않는 증착법을 사용할 수 있다.
EL층(62)에는 저분자 화합물 및 고분자 화합물 중 어느 한쪽을 사용할 수 있고, 또한 무기 화합물이 포함되어도 좋다.
도전층(63)은 증착법 또는 스퍼터링법 등에 의하여 형성할 수 있다.
도전층(63)은 수지층(23)의 상한 온도 이하 및 EL층(62)의 상한 온도 이하의 온도에서 형성한다. 도전층(63)은 가열 처리 온도 미만의 온도에서 형성하는 것이 바람직하다.
상술한 식으로, 발광 소자(60)를 형성할 수 있다(도 9의 (A)). 발광 소자(60)에서는, 일부가 화소 전극으로서 기능하는 도전층(61), EL층(62), 및 일부가 공통 전극으로서 기능하는 도전층(63)이 적층된다.
여기서는 발광 소자(60)로서 톱 이미션(top-emission)형 발광 소자를 형성하는 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 일 형태는 이에 한정되지 않는다.
발광 소자는 톱 이미션형, 보텀 이미션형, 또는 듀얼 이미션형의 발광 소자이어도 좋다. 광이 추출되는 전극으로서는 가시광을 투과시키는 도전막을 사용한다. 광이 추출되지 않는 전극으로서는 가시광을 반사하는 도전막을 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도전층(63)을 덮도록 절연층(74)을 형성한다(도 9의 (A)). 절연층(74)은 물 등의 불순물이 발광 소자(60)로 확산되는 것을 방지하는 보호층으로서 기능한다. 발광 소자(60)는 절연층(74)으로 밀봉된다. 도전층(63)을 형성한 후, 대기에 노출시키지 않고 절연층(74)을 형성하는 것이 바람직하다.
절연층(74)은 수지층(23)의 상한 온도 이하 및 발광 소자(60)의 상한 온도 이하의 온도에서 형성한다. 절연층(74)은 가열 처리 온도 미만의 온도에서 형성하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 절연층(74)은 절연층(31)에 사용할 수 있는 배리어성이 높은 무기 절연막을 포함하는 것이 바람직하다. 무기 절연막과 유기 절연막을 포함하는 적층을 사용할 수도 있다.
절연층(74)은 ALD법 또는 스퍼터링법 등에 의하여 형성할 수 있다. ALD법 및 스퍼터링법은 저온에서 막을 형성할 수 있기 때문에 바람직하다. ALD법은 절연층(74)과의 피복성이 향상되기 때문에 바람직하다.
그리고, 절연층(74) 위에 보호층(75)을 형성한다(도 9의 (A)). 도 5의 (D)에 도시된 바와 같이, 보호층(75)으로서 접착층(75b) 및 기판(75a)을 사용하여도 좋다.
다음으로, 레이저광(55)을 사용한 조사를 수행한다(도 9의 (B1)). 레이저광(55)은 예를 들어 도 9의 (B1)에서는 왼쪽으로부터 오른쪽으로 주사가 수행되는 선형 레이저 빔이고, 그 장축은 주사 방향 및 입사 방향(위로부터 아래)에 수직이다. 레이저 장치에서는, 형성 기판(14)이 위쪽에 면한 상태로 적층을 제공한다. 적층(형성 기판(14))의 위쪽으로부터 그 적층에 레이저광(55)이 조사된다.
레이저광 조사 단계에는, 상술한 박리 방법의 설명을 참조할 수 있다.
하나의 형성 기판을 사용하여 복수의 표시 장치를 제작(다중 패널 방식(multiple panel method))하는 경우, 하나의 수지층(23)을 사용하여 복수의 표시 장치를 형성할 수 있다. 또는, 표시 장치마다 복수의 수지층(23)을 따로따로 형성하여도 좋다. 도 9의 (B2)는 형성 기판 위에 하나의 수지층(23)이 제공되는 예를 도시한 것이다. 도 9의 (B3) 및 (B4)는 형성 기판 위에 4개의 수지층(23)이 제공되는 예를 도시한 것이다.
레이저 장치는 대형 기판의 가공에 사용하기 어렵거나 또는 가격이 비싼 경우가 있다. 따라서, 형성 기판의 크기에 따라서는, 도 9의 (B4)에 도시된 바와 같이, 형성 기판을 분단하고, 분단된 형성 기판을 레이저광으로 각각 조사하여도 좋다.
다음으로, 수지층(23)에 분리 기점을 형성한다(도 10의 (A) 내지 (C)).
예를 들어, 수지층(23)의 단부보다 내측에 위치한 부분에 보호층(75) 측으로부터 칼 등의 날카로운 기구(65)를 삽입하여, 프레임 형상의 칼금(64)을 낸다.
또는, 수지층(23)에 프레임 형상으로 레이저광을 조사하여도 좋다.
상술한 바와 같이, 다중 패널 방식에 의하여 하나의 수지층(23)을 사용하여 복수의 표시 장치를 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 10의 (B)에 나타낸 칼금(64) 내에 복수의 표시 장치가 제공된다. 이 경우, 형성 기판으로부터 복수의 표시 장치를 한번에 분리할 수 있다.
또는, 표시 장치마다 복수의 수지층(23)을 따로따로 형성하여도 좋다. 도 10의 (C)에 도시된 예에서는, 형성 기판 위에 4개의 수지층(23)을 형성한다. 4개의 수지층(23) 각각에서 프레임 형상으로 칼금(64)을 냄으로써, 형성 기판으로부터 상이한 타이밍에 표시 장치를 분리할 수 있다.
제작 방법예 1에서, 금속 산화물층(20)의 상면은 수지층(23)과 접하는 부분 및 절연층(31)과 접하는 부분을 포함한다. 금속 산화물층(20)과 절연층(31) 사이의 밀착성(접착성)은 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 밀착성(접착성)보다 높다. 따라서, 금속 산화물층(20)으로부터 수지층(23)이 의도하지 않게 박리되는 것을 억제할 수 있다. 또한 분리 기점의 형성에 의하여 금속 산화물층(20)과 수지층(23)을 원하는 타이밍에 서로 분리할 수 있다. 따라서, 분리의 타이밍을 제어할 수 있고 분리에 요구되는 힘이 작다. 이에 의하여 분리 공정 및 표시 장치의 제작 공정의 수율을 높일 수 있다.
그리고, 금속 산화물층(20)과 수지층(23)을 서로 분리한다(도 11의 (A))
그 후, 접착층(28)을 사용하여 기판(29)을 노출된 수지층(23)에 접합한다(도 11의 (B)).
기판(29)은 표시 장치의 지지 기판으로서 기능할 수 있다. 기판(29)은 필름인 것이 바람직하고, 수지 필름인 것이 더 바람직하다. 이 경우, 표시 장치의 무게 및 두께를 저감할 수 있다. 필름 기판을 사용한 표시 장치는 유리 또는 금속 등을 사용한 표시 장치보다 튼튼하다. 또한 표시 장치는 더 높은 가요성을 가질 수 있다.
본 실시형태에서 설명한 박리 방법을 사용함으로써, 형성 기판(14) 위에 제작된 트랜지스터(40) 및 발광 소자(60) 등을 형성 기판(14)으로부터 박리하고 기판(29)으로 전치할 수 있다.
접착층(28)은 접착층(75b)에 사용할 수 있는 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 기판(29)은 기판(75a)에 사용할 수 있는 재료를 사용하여 형성할 수 있다.
제작 방법예 1에서는, 금속 산화물층(20)과 수지층(23)을 적층하고 광으로 조사한다. 그 결과, 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 밀착성 또는 접착성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 형성 기판(14)과 수지층(23)을 서로 쉽게 분리할 수 있다.
[표시 장치의 구조예 1]
도 12의 (A)는 표시 장치(10A)의 상면도이다. 도 12의 (B) 및 (C) 각각은 표시 장치(10A)의 표시부(381), 및 FPC(372)에 접속하기 위한 부분을 도시한 단면도의 예이다.
표시 장치(10A)는 상술한 제작 방법예 1을 사용하여 제작할 수 있다. 표시 장치(10A)는 예를 들어 휘어진 상태로 유지될 수 있고, 반복적으로 휘어질 수도 있다.
표시 장치(10A)는 보호층(75) 및 기판(29)을 포함한다. 보호층(75) 측은 표시 장치의 표시면 측이다. 표시 장치(10A)는 표시부(381) 및 구동 회로부(382)를 포함한다. FPC(372)는 표시 장치(10A)에 접착된다.
도전층(43c)과 FPC(372)는 커넥터(76)를 통하여 전기적으로 접속된다(도 12의 (B) 및 (C)). 도전층(43c)은 트랜지스터의 소스 및 드레인과 같은 재료 및 같은 단계를 사용하여 형성될 수 있다.
커넥터(76)로서는 다양한 이방성 도전 필름(ACF) 및 이방성 도전 페이스트(ACP) 등 중 임의의 것을 사용할 수 있다.
도 12의 (C)에 도시된 표시 장치는, 트랜지스터(40)가 아닌 트랜지스터(49)가 제공되고 절연층(33) 위에 착색층(97)이 제공되는 점에서 도 12의 (B)에 도시된 구조와 상이하다. 발광 소자(60)가 보텀 이미션 구조를 가지는 경우, 착색층(97)이 발광 소자(60)보다 기판(29)에 가깝게 제공되어도 좋다. 상술한 제작 방법예 1에서는, 가시광 투과율이 높은 재료를 수지층(23)에 사용할 수 있다. 따라서, 발광 소자(60)로부터의 광이 수지층(23)을 통하여 추출되는 표시 장치라도 높은 표시 품질을 가질 수 있다.
도 12의 (C)에 도시된 트랜지스터(49)는 도 12의 (B)의 트랜지스터(40)의 구성 요소에 더하여, 게이트로서 기능하는 도전층(45)을 포함한다.
트랜지스터(49)는 채널이 형성되는 반도체층이 2개의 게이트 사이에 제공된 구조를 가진다. 이러한 구조에 의하여, 트랜지스터의 문턱 전압을 제어할 수 있다. 2개의 게이트를 서로 접속하여도 좋고, 같은 신호를 공급하여 트랜지스터를 동작시켜도 좋다. 이러한 트랜지스터는 다른 트랜지스터보다 높은 전계 효과 이동도를 가질 수 있기 때문에, 높은 온 상태 전류를 가질 수 있다. 그 결과, 고속 동작이 가능한 회로를 얻을 수 있다. 또한 회로부에 의하여 점유되는 면적을 축소할 수 있다. 온 상태 전류가 높은 트랜지스터를 사용하면, 크기 또는 해상도의 증가 때문에 배선의 수가 늘어난 표시 장치에서도 배선의 신호 지연을 저감할 수 있고, 표시의 불균일을 저감할 수 있다.
또는, 2개의 게이트 중 한쪽에 문턱 전압을 제어하기 위한 전위를 공급하고 다른 쪽에 구동을 위한 전위를 공급함으로써, 트랜지스터의 문턱 전압을 제어할 수 있다.
[제작 방법예 2]
먼저, 상술한 박리 방법과 같이 금속 산화물층(20)부터 절연층(31)까지의 구성 요소를 형성 기판(14) 위에 형성한다(도 13의 (A)).
다음으로, 절연층(31) 위에 트랜지스터(80)를 형성한다(도 13의 (B)).
이 예에서는, 금속 산화물층(83) 및 2개의 게이트를 포함하는 트랜지스터를 트랜지스터(80)로서 제작한다.
트랜지스터(80)는 수지층(23)의 상한 온도 이하의 온도에서 형성한다. 트랜지스터(80)는 가열 처리 온도 미만의 온도에서 형성하는 것이 바람직하다.
구체적으로는 먼저, 도전층(81)을 절연층(31) 위에 형성한다. 도전층(81)은, 도전막을 형성하고, 레지스트 마스크를 형성하고, 상기 도전막을 에칭하고, 상기 레지스트 마스크를 제거하는 식으로 형성할 수 있다.
다음으로, 절연층(82)을 형성한다. 절연층(82)에 대해서는, 절연층(31)에 사용할 수 있는 무기 절연막의 설명을 참조할 수 있다.
이어서, 금속 산화물층(83)을 형성한다. 금속 산화물층(83)은, 금속 산화물막을 형성하고, 레지스트 마스크를 형성하고, 상기 금속 산화물막을 에칭하고, 상기 레지스트 마스크를 제거하는 식으로 형성할 수 있다. 금속 산화물층(83)의 재료에 대해서는, 금속 산화물층(44)에 사용할 수 있는 재료의 설명을 참조할 수 있다.
그리고, 절연층(84) 및 도전층(85)을 형성한다. 절연층(84)에 대해서는, 절연층(31)에 사용할 수 있는 무기 절연막의 설명을 참조할 수 있다. 절연층(84) 및 도전층(85)은, 절연층(84)이 되는 절연막 및 도전층(85)이 되는 도전막을 형성하고, 레지스트 마스크를 형성하고, 상기 절연막 및 상기 도전막을 에칭하고, 상기 레지스트 마스크를 제거하는 식으로 형성할 수 있다.
다음으로, 금속 산화물층(83), 절연층(84), 및 도전층(85)을 덮는 절연층(33)을 형성한다. 절연층(33)은 절연층(31)과 유사한 방법을 사용하여 형성할 수 있다.
절연층(33)은 수소를 포함하는 것이 바람직하다. 절연층(33)에 포함된 수소는 절연층(33)과 접하는 금속 산화물층(83)으로 확산되어, 금속 산화물층(83)의 일부의 저항이 저감된다. 금속 산화물층(83)의 일부가 저저항 영역으로서 기능하기 때문에, 트랜지스터(80)의 온 상태 전류 및 전계 효과 이동도를 높일 수 있다.
이어서, 금속 산화물층(83)에 도달하는 개구를 절연층(33)에 형성한다.
그 후, 도전층(86a) 및 도전층(86b)을 형성한다. 도전층(86a) 및 도전층(86b)은, 도전막을 형성하고, 레지스트 마스크를 형성하고, 상기 도전막을 에칭하고, 상기 레지스트 마스크를 제거하는 식으로 형성할 수 있다. 도전층(86a 및 86b)은 절연층(33)에 형성된 개구를 통하여 금속 산화물층(83)에 전기적으로 접속된다.
상술한 식으로, 트랜지스터(80)를 제작할 수 있다(도 13의 (B)). 트랜지스터(80)에서 도전층(81)의 일부는 게이트로서 기능하고, 절연층(84)의 일부는 게이트 절연층으로서 기능하고, 절연층(82)의 일부는 게이트 절연층으로서 기능하고, 도전층(85)의 일부는 게이트로서 기능한다. 금속 산화물층(83)은 채널 영역 및 저저항 영역을 포함한다. 채널 영역 및 도전층(85)은 절연층(84)을 개재하여 중첩된다. 저저항 영역은 도전층(86a)에 접속되는 부분 및 도전층(86b)에 접속되는 부분을 가진다.
다음으로, 절연층(34)부터 발광 소자(60)까지의 구성 요소를 절연층(33) 위에 형성한다(도 13의 (C)). 이들 단계에 대해서는 제작 방법예 1을 참조할 수 있다.
또한 도 14의 (A) 내지 (C)에 도시된 단계와 독립하여 도 13의 (A) 내지 (C)에 도시된 단계를 수행한다. 먼저, 형성 기판(14) 위에 금속 산화물층(20)을 형성하는 단계와 유사한 식으로 형성 기판(91) 위에 금속 산화물층(92)을 형성한다(도 14의 (A)). 그 후, 금속 산화물층(20) 위에 수지층(23)을 형성하는 단계와 유사한 식으로 금속 산화물층(92) 위에 제 1 층을 형성하고, 가열 처리를 수행함으로써 수지층(93)을 형성한다(도 14의 (B)). 그리고, 수지층(23) 위에 절연층(31)을 형성하는 단계와 유사한 식으로 수지층(93) 위에, 수지층(93)의 단부를 덮는 절연층(95)을 형성한다(도 14의 (B)).
다음으로, 절연층(95) 위에 착색층(97) 및 차광층(98)을 형성한다(도 14의 (C)).
착색층(97)으로서 컬럴 필터 등을 사용할 수 있다. 착색층(97)은 발광 소자(60)의 표시 영역과 중첩하여 제공한다.
차광층(98)으로서 블랙 매트릭스 등을 사용할 수 있다. 차광층(98)은 절연층(35)과 중첩하여 제공한다.
그리고, 트랜지스터(80) 등이 형성된 형성 기판(14)의 표면이, 수지층(93) 등이 형성된 형성 기판(91)의 표면과 대향하도록, 접착층(99)을 사용하여 형성 기판(14)과 형성 기판(91)을 서로 접합한다(도 14의 (D)).
다음으로, 레이저광(55)을 사용한 조사를 수행한다(도 15). 레이저광(55)은 예를 들어 도 15에서는 왼쪽으로부터 오른쪽으로 주사가 수행되는 선형 레이저 빔이고, 그 장축은 주사 방향 및 입사 방향(위로부터 아래)에 수직이다. 레이저 장치에서는, 형성 기판(14)이 위쪽에 면한 상태로 적층을 제공한다. 적층(형성 기판(14))의 위쪽으로부터 그 적층에 레이저광(55)이 조사된다.
형성 기판(14) 및 형성 기판(91) 중 어느 쪽을 먼저 분리하여도 좋다. 본 예에서는, 형성 기판(91)보다 먼저 형성 기판(14)의 분리를 수행한다.
금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면 또는 그 근방을 형성 기판(14)을 통하여 레이저광(55)으로 조사하는 것이 바람직하다. 금속 산화물층(20)의 내부를 레이저광(55)으로 조사하여도 좋고, 수지층(23)의 내부를 레이저광(55)으로 조사하여도 좋다.
금속 산화물층(20)은 레이저광(55)을 흡수한다. 수지층(23)은 레이저광(55)을 흡수하여도 좋다.
레이저광(55)으로 조사함으로써 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 밀착성 또는 접착성이 저하된다. 수지층(23)은 레이저광(55) 조사에 의하여 취약화되는 경우가 있다.
레이저광(55)의 대부분은, 레이저광(55)을 사용한 조사가 수행되는 측의 형성 기판, 금속 산화물층, 및 수지층의 3개의 층에 의하여 흡수된다. 이 이유로, 레이저광(55)을 사용한 한 번의 조사에 의하여, 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 밀착성 및 금속 산화물층(92)과 수지층(93) 사이의 밀착성 중 한쪽만을 저하시킬 수 있다. 형성 기판(14) 및 형성 기판(91) 간에서 분리의 타이밍을 다르게 할 수 있기 때문에, 형성 기판(14) 및 형성 기판(91)을 상이한 단계에서 분리할 수 있다. 이에 의하여, 분리 공정 및 표시 장치의 제작 공정의 수율을 높일 수 있다.
레이저광 조사 단계에 대해서는 상술한 박리 방법의 설명을 참조할 수 있다.
그리고, 수지층(23)에 분리 기점을 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 형성 기판(14)과 형성 기판(91) 사이에 날카로운 칼 등을 삽입함으로써, 형성 기판(14)과 형성 기판(91)이 접착층(99)에 의하여 서로 접합된 부분을 분리하는 것이 바람직하다.
제작 방법예 2에서, 금속 산화물층(20)의 상면은 수지층(23)과 접하는 부분 및 절연층(31)과 접하는 부분을 포함한다. 금속 산화물층(20)과 절연층(31) 사이의 밀착성(접착성)은 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 밀착성(접착성)보다 높다. 따라서, 금속 산화물층(20)으로부터 수지층(23)이 의도하지 않게 박리되는 것을 억제할 수 있다. 마찬가지로, 금속 산화물층(92)의 상면은 수지층(93)과 접하는 부분 및 절연층(95)과 접하는 부분을 포함한다. 금속 산화물층(92)과 절연층(95) 사이의 밀착성(접착성)은 금속 산화물층(92)과 수지층(93) 사이의 밀착성(접착성)보다 높다. 따라서, 금속 산화물층(92)으로부터 수지층(93)이 의도하지 않게 박리되는 것을 억제할 수 있다.
다음으로, 형성 기판(14)과 트랜지스터(80)를 서로 분리한다(도 16의 (A)). 도 16의 (A)에 도시된 예에서는, 수지층(23)의 단부보다 외측의 접착층(99)에서 분리가 일어나지만(접착층(99)의 응집 파괴가 일어나지만), 본 발명의 일 형태는 이 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 접착층(99)과, 절연층(95) 또는 절연층(33) 사이의 계면에서 분리(계면 파괴 또는 접착 파괴)가 일어나는 경우가 있다.
제작 방법예 2에서는, 금속 산화물층(20)과 수지층(23)을 적층하고 광으로 조사한다. 그 결과, 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 밀착성 또는 접착성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 형성 기판(14)과 수지층(23)을 서로 쉽게 분리할 수 있다.
다음으로, 형성 기판(14)으로부터 분리됨으로써 노출된 수지층(23)과 기판(29)을 접착층(28)을 사용하여 서로 접합한다(도 16의 (B)). 기판(29)은 표시 장치의 지지 기판으로서 기능할 수 있다.
다음으로, 레이저광(55)을 사용한 조사를 수행한다(도 17). 레이저광(55)은 예를 들어 도 17에서는 왼쪽으로부터 오른쪽으로 주사가 수행되는 선형 레이저 빔이고, 그 장축은 주사 방향 및 입사 방향(위로부터 아래)에 수직이다. 레이저 장치에서는, 형성 기판(91)이 위쪽에 면한 상태로 적층을 제공한다. 적층(형성 기판(91))의 위쪽으로부터 그 적층에 레이저광(55)이 조사된다.
금속 산화물층(92)과 수지층(93) 사이의 계면 또는 그 근방을 형성 기판(91)을 통하여 레이저광(55)으로 조사하는 것이 바람직하다. 금속 산화물층(92)의 내부를 레이저광(55)으로 조사하여도 좋고, 수지층(93)의 내부를 레이저광(55)으로 조사하여도 좋다.
금속 산화물층(92)은 레이저광(55)을 흡수한다. 수지층(93)은 레이저광(55)을 흡수하여도 좋다.
레이저광(55)으로 조사함으로써 금속 산화물층(92)과 수지층(93) 사이의 밀착성 또는 접착성이 저하된다. 수지층(93)은 레이저광(55) 조사에 의하여 취약화되는 경우가 있다.
레이저광 조사 단계에는, 상술한 박리 방법의 설명을 참조할 수 있다.
다음으로, 수지층(93)에 분리 기점을 형성한다(도 18의 (A)).
도 18의 (A)에 도시된 예에서는, 수지층(93)의 단부보다 내측에 위치한 부분에 기판(29) 측으로부터 칼 등의 날카로운 기구(65)를 삽입하여, 프레임 형상의 칼금을 낸다. 이 방법은 기판(29)에 수지가 사용되는 경우에 적합하다.
또는, 수지층(23)에 분리 기점을 형성하는 것과 유사한 식으로, 형성 기판(91) 측으로부터 레이저광을 사용하여 수지층(93)을 프레임 형상으로 조사하여도 좋다.
분리 기점의 형성에 의하여 형성 기판(91)과 수지층(93)을 원하는 타이밍에 서로 분리할 수 있다. 따라서, 분리의 타이밍을 제어할 수 있고 분리에 요구되는 힘이 작다. 이에 의하여 분리 공정 및 표시 장치의 제작 공정의 수율을 높일 수 있다.
다음으로, 형성 기판(91)과 트랜지스터(80)를 서로 분리한다(도 18의 (B)). 이 예에서는, 프레임 형상의 칼금 내측의 부분과 형성 기판(91)을 서로 분리한다.
제작 방법예 2에서는, 금속 산화물층(92)과 수지층(93)을 적층하고 광으로 조사한다. 그 결과, 금속 산화물층(92)과 수지층(93) 사이의 밀착성 또는 접착성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 형성 기판(91)과 수지층(93)을 서로 쉽게 분리할 수 있다.
다음으로, 형성 기판(91)으로부터 분리됨으로써 노출된 수지층(93)과 기판(22)을, 접착층(13)을 사용하여 서로 접합한다(도 19의 (A)). 기판(22)은 표시 장치의 지지 기판으로서 기능할 수 있다.
도 19의 (A)에 도시된 예에서는, 발광 소자(60)로부터 방출된 광이 착색층(97), 절연층(95), 및 수지층(93)을 통하여 표시 장치의 외부로 추출된다. 따라서, 수지층(93)은 가시광 투과율이 높은 것이 바람직하다. 본 발명의 일 형태에서, 수지층(93)은 얇은 두께를 가질 수 있다. 따라서, 수지층(93)은 높은 가시광 투과율을 가질 수 있어, 발광 소자(60)의 광 추출 효율 저하가 억제된다.
또한 본 발명의 일 형태에서는, 금속 산화물층(92)과 수지층(93) 사이의 계면 또는 그 근방이 광으로 조사되고, 금속 산화물층(92)이 광의 일부를 흡수한다. 따라서, 수지층(93)의 광 흡수율이 낮은 경우에도, 금속 산화물층(92)과 수지층(93)을 서로 쉽게 분리할 수 있다. 그러므로, 수지층(93)에 가시광 투과율이 높은 재료를 사용할 수 있다. 그 결과, 발광 소자(60)의 광 추출 효율 저하를 방지할 수 있다.
수지층(93)을 제거하여도 좋다. 이 경우, 발광 소자(60)의 광 추출 효율을 더 높일 수 있다. 도 19의 (B)는 수지층(93)을 제거하고 접착층(13)에 의하여 기판(22)을 절연층(95)과 접합한 예를 도시한 것이다.
접착층(13)은 접착층(75b)에 사용할 수 있는 재료를 사용하여 형성할 수 있다.
기판(22)은 기판(75a)에 사용할 수 있는 재료를 사용하여 형성할 수 있다.
제작 방법예 2에서는, 본 발명의 일 형태의 박리 방법을 2번 실시하여 표시 장치를 제작한다. 본 발명의 일 형태에서, 표시 장치에 포함되는 기능 소자 등 각각은 형성 기판 위에 형성되기 때문에, 해상도가 높은 표시 장치를 제작하는 경우에도, 가요성 기판의 높은 정렬 정확도(alignment accuracy)가 요구되지 않는다. 따라서 가요성 기판을 쉽게 접착할 수 있다.
[변형예]
제작 방법예 2(도 14의 (D))에서, 접착층(99)은, 금속 산화물층(20)과 절연층(31)이 서로 접하는 부분 및 금속 산화물층(92)과 절연층(95)이 서로 접하는 부분의 양쪽과 중첩된다.
금속 산화물층(20)과 절연층(31) 사이의 밀착성(접착성)은 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 밀착성(접착성)보다 높다. 금속 산화물층(92)과 절연층(95) 사이의 밀착성(접착성)은 금속 산화물층(92)과 수지층(93) 사이의 밀착성(접착성)보다 높다.
금속 산화물층(20)과 절연층(31) 사이의 계면 또는 금속 산화물층(92)과 절연층(95) 사이의 계면에서 박리가 일어나면, 예를 들어 박리가 실패되어 박리의 수율이 저하되는 경우가 있다. 따라서, 수지층에 프레임 형상으로 분리 기점을 형성한 후, 수지층과 중첩되는 부분만을 형성 기판으로부터 분리하는 공정이 적합하다.
도 20의 (A) 및 (B)에 도시된 바와 같이 접착층(99)이, 금속 산화물층(20)과 절연층(31)이 서로 접하는 부분 및 금속 산화물층(92)과 절연층(95)이 서로 접하는 부분과 중첩되지 않는 구조를 채용할 수도 있다. 이로써, 박리 불량을 억제할 수 있다.
예를 들어 유동성이 낮은 접착제 또는 접착 시트를 접착층(99)에 사용하면, 섬 형상을 가지도록 접착층(99)을 쉽게 형성할 수 있다(도 20의 (A)).
또는, 프레임 형상을 가지는 격벽(96)을 형성하여도 좋고, 격벽(96)에 의하여 둘러싸인 공간을 접착층(99)으로 충전하여도 좋다(도 20의 (B)).
격벽(96)이 표시 장치의 구성 요소로서 사용되는 경우, 격벽(96)은 경화된 수지를 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우 격벽(96)은, 금속 산화물층(20)과 절연층(31)이 서로 접하는 부분 및 금속 산화물층(92)과 절연층(95)이 서로 접하는 부분의 양쪽과 중첩되지 않는 것이 바람직하다.
격벽(96)이 표시 장치의 구성 요소로서 사용되지 않는 경우에서, 격벽(96)은 경화되지 않은 수지 또는 반경화된 수지(semi-cured resin)를 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우 격벽(96)은, 금속 산화물층(20)과 절연층(31)이 서로 접하는 부분 및 금속 산화물층(92)과 절연층(95)이 서로 접하는 부분 중 한쪽 또는 양쪽과 중첩되어도 좋다.
본 실시형태에서 설명한 예에서는, 격벽(96)은 경화되지 않은 수지를 사용하여 형성하고, 또한 격벽(96)은 금속 산화물층(20)과 절연층(31)이 서로 접하는 부분 및 금속 산화물층(92)과 절연층(95)이 서로 접하는 부분과 중첩되지 않는다.
[표시 장치의 구조예 2]
도 21의 (A)는 표시 장치(10B)의 상면도이다. 도 21의 (B)는 표시 장치(10B)의 표시부(381), 및 FPC(372)에 접속하기 위한 부분을 도시한 단면도의 예이다.
표시 장치(10B)는 상술한 제작 방법예 2를 사용하여 제작할 수 있다. 표시 장치(10B)는 예를 들어 휘어진 상태로 유지될 수 있거나 또는 반복적으로 휘어질 수 있다.
표시 장치(10B)는 기판(22) 및 기판(29)을 포함한다. 기판(22) 측은 표시 장치(10B)의 표시면 측이다. 표시 장치(10B)는 표시부(381) 및 구동 회로부(382)를 포함한다. FPC(372)는 표시 장치(10B)에 접착된다.
기판(22) 및 기판(29) 각각은 필름인 것이 바람직하고, 수지 필름인 것이 더 바람직하다. 이 경우, 표시 장치의 무게 및 두께를 저감할 수 있다. 필름 기판을 사용한 표시 장치는 유리 또는 금속 등을 사용한 표시 장치보다 튼튼하다. 또한 표시 장치는 더 높은 가요성을 가질 수 있다.
도전층(86c)과 FPC(372)는 커넥터(76)를 통하여 전기적으로 접속된다(도 21의 (B)). 도전층(86c)은 트랜지스터의 소스 및 드레인과 같은 재료 및 같은 단계를 사용하여 형성할 수 있다.
[적층 제작 장치의 예]
다음으로, 적층 제작 장치의 예에 대하여 도 22를 참조하여 설명한다. 도 22에 도시된 적층 제작 장치를 사용하여, 본 실시형태의 박리 방법에 의하여 형성 기판으로부터 피박리층을 박리하고 다른 기판으로 전치할 수 있다. 도 22에 도시된 적층 제작 장치를 사용하여, 반도체 장치 또는 표시 장치 등의 적층을 제작할 수 있다.
도 22에 도시된 적층 제작 장치는 레이저 조사 유닛(610), 기판 반전 유닛(630), 복수의 반송 롤러(예를 들어, 반송 롤러(643, 644, 645, 및 646)), 테이프 릴(602), 권취 릴(683)(wind-up reel), 방향 전환 롤러(604), 및 프레스 롤러(606)를 포함한다.
도 22에 도시된 적층 제작 장치를 사용하여 가공할 수 있는 적층(56)은 예를 들어 피박리 부재(56a)와 지지체(56b)를 포함하는 적층이다. 적층(56)에서, 박리는 피박리 부재(56a)와 지지체(56b) 사이에서 일어난다. 예를 들어, 피박리 부재(56a)는 수지층을 포함하고, 지지체(56b)는 형성 기판을 포함한다.
도 22에 도시된 적층 제작 장치는 지지체(601)를 적층(56)에 접착하고 지지체(601)를 당김으로써, 지지체(56b)로부터 피박리 부재(56a)를 박리한다. 지지체(601)를 사용하여 적층(56)을 자동적으로 분리할 수 있기 때문에, 가공 시간을 단축할 수 있고 제품의 제작 수율을 향상시킬 수 있다.
지지체(56b)로부터 분리된 피박리 부재(56a)는 접착제에 의하여 지지체(671)에 접합된다. 그 결과, 지지체(601), 피박리 부재(56a), 및 지지체(671)가 이 순서대로 적층된 적층(59)을 제작할 수 있다.
복수의 반송 롤러는 적층(56)을 반송할 수 있다. 적층(56)을 반송하는 반송 기구는 반송 롤러에 한정되지 않고, 벨트 컨베이어 또는 반송 로봇 등이어도 좋다. 또한 적층(56)은 반송 기구 위의 스테이지 위에 배치되어도 좋다.
각각 일렬로 배치된 반송 롤러들 중 하나인 반송 롤러(643), 반송 롤러(644), 반송 롤러(645), 및 반송 롤러(646)는 소정의 간격으로 제공되고, 적층(56), 피박리 부재(56a), 또는 지지체(56b)가 보내지는 방향(실선으로 나타낸 시계 방향)으로 회전한다. 일렬로 배치된 복수의 반송 롤러는, 미도시의 구동부(예를 들어 모터)에 의하여 각각 회전한다.
레이저 조사 유닛(610)은 적층(56)을 레이저로 조사하는 유닛이다. 레이저로서는 예를 들어, 파장 308nm의 자외광을 방출하는 엑시머 레이저를 사용할 수 있다. 또는, 고압 수은 램프 또는 UV-LED 등을 사용하여도 좋다.
도 22에 도시된 바와 같이, 지지체(56b)가 위쪽에 면한 상태로 적층(56)이 레이저 조사 유닛(610)으로 반송된다.
엑시머 레이저는 출력이 높은 펄스 레이저이고, 광학계에 의하여 빔을 선형으로 성형할 수 있다. 선형 레이저 빔으로 조사되는 범위 내에서 기판을 이동시킴으로써, 기판의 전체 또는 필요한 부분을 레이저광으로 조사할 수 있다. 또한 선형 빔의 길이가 기판의 한 변 이상인 경우, 기판을 하나의 방향으로만 이동시킴으로써, 기판 전체를 레이저광으로 조사할 수 있다. 펄스 레이저의 발진 주파수는 1Hz 이상 300Hz 이하인 것이 바람직하고, 60Hz 또는 60Hz 부근인 것이 더 바람직하다.
엑시머 레이저 장치에는, 하나의 레이저 발진기가 탑재된 장치 외에, 2개 이상의 레이저 발진기가 탑재된 장치를 사용하여도 좋다. 복수의 레이저 발진기를 포함하는 장치에서는, 레이저 발진기들로부터 동기되어 출력된 레이저 빔들을 광학계에 의하여 합성(중첩)함으로써, 에너지 밀도가 높은 레이저광을 얻을 수 있다. 따라서, 본 실시형태를 적용할 때, 크기가 3.5세대(600mm×720mm) 이상, 6세대(1500mm×1850mm) 이상, 7세대(1870mm×2200mm) 이상, 또는 8세대(2160mm×2460mm) 이상인 유리 기판을 가공할 수 있다. 복수의 레이저 발진기를 포함하는 장치에서는, 레이저 발진기들로부터 방출되는 레이저광의 출력 편차가 보완되어, 펄스마다의 강도 편차가 감소되고, 수율이 높은 가공을 수행할 수 있다. 복수의 레이저 발진기를 포함하는 장치 대신에, 복수의 엑시머 레이저 장치를 사용할 수 있다.
도 23의 (A)는 엑시머 레이저를 사용한 레이저 조사 유닛(610)의 예를 도시한 것이다. 2개의 레이저 발진기를 가지는 엑시머 레이저 장치(660)로부터 방출된 레이저광(610a 및 610b)이 광학계(635)에 의하여 합성된다. 광학계(635)에 의하여 수평으로 연장된 레이저광(610c)이 미러(650)를 통하여 렌즈(680)에 입사한다. 렌즈(680)를 투과한 레이저광(610d)은 레이저광(610c)에 비하여 축소된다. 이때, 적층(56)에 포함되는 가공 영역(640)이 지지체(56b)(예를 들어, 유리 기판)를 통하여 레이저광(610d)으로 조사된다. 이하에서는, 레이저광(610d) 중 가공 영역(640)을 조사하는 부분을 선형 빔(610e)이라고 한다.
여기서는 2개의 레이저 발진기를 포함하는 장치의 예에 대하여 설명하였다. 장치는 하나의 레이저 발진기를 포함하여도 좋고, 이 경우에는 장치가 간략화될 수 있다. 또는, 3개 이상의 레이저 발진기를 포함하는 장치를 사용하여도 좋고, 이 경우에는 선형 빔(610e)의 강도를 높일 수 있다.
도면에서 화살표로 나타낸 방향으로 반송 롤러(644)에 의하여 적층(56)을 이동시킴으로써, 가공 영역(640)을 선형 빔(610e)으로 조사할 수 있다.
도 23의 (A)에 도시된 바와 같이, 반송 롤러(644)에 의하여 적층(56)을 소정의 속도로 반송하면서 선형 빔(610e)을 사용한 조사를 수행함으로써, 가공 시간을 줄일 수 있다. 또한 적어도 하나의 방향으로 이동 가능한 스테이지에 적층(56)을 제공하고, 스테이지를 이동시키면서 선형 빔(610e)을 사용한 조사를 수행하여도 좋다. 스테이지를 사용하는 경우, 스테이지는 진행 방향에 대하여 가로 방향, 및 높이 방향으로 이동 가능한 것이 바람직하고, 또한 선형 빔(610e)의 초점의 위치 또는 깊이를 조절할 수 있는 것이 바람직하다. 도 23의 (A)에는 적층(56)을 이동시킴으로써 선형 빔(610e)을 사용한 조사를 수행하는 예를 도시하였지만, 본 발명의 일 형태는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 적층(56)을 고정하고 엑시머 레이저 장치(660) 등을 이동함으로써, 선형 빔(610e)에 의하여 적층(56)을 조사하여도 좋다.
도 23의 (A)에 도시된 예에서는, 선형 빔(610e)으로 조사되는 가공 영역(640)이 적층(56)의 단부보다 내측에 위치한다. 이에 의하여, 가공 영역(640) 외측의 영역은 강한 밀착성을 유지함으로써, 반송 동안의 박리를 방지할 수 있다. 또한 선형 빔(610e)의 폭은 적층(56)과 같아도 좋고 적층(56)보다 넓어도 좋다. 이 경우, 적층(56) 전체를 선형 빔(610e)으로 조사할 수 있다.
도 23의 (B)는 적층(56)의 가공 영역(640)이 선형 빔(610e)으로 조사되는 상태를 도시한 것이다. 적층(56)은 형성 기판(58), 제 1 층(57a), 및 제 2 층(57b)을 포함한다. 여기서, 형성 기판(58) 및 제 2 층(57b)을 포함하는 부분은 지지체(56b)에 상당하고, 제 1 층(57a)을 포함하는 부분은 피박리 부재(56a)에 상당한다.
예를 들어, 제 1 층(57a) 및 제 2 층(57b)은 각각, 수지층(23) 및 금속 산화물층(20)에 상당한다.
레이저광(610d)은 형성 기판(58)을 통과하고, 선형 빔(610e)은 제 1 층(57a)과 제 2 층(57b) 사이의 계면 또는 그 근방에 들어가는 것이 바람직하다. 선형 빔(610e)의 초점이 제 1 층(57a)과 제 2 층(57b) 사이의 계면 또는 그 근방에 맞추어지는 것이 특히 바람직하다.
제 1 층(57a)과 제 2 층(57b) 사이의 계면에 선형 빔(610e)의 초점이 맞추어지면, 제 1 층(57a)과 제 2 층(57b) 사이의 계면에 존재할 가능성이 있는 물이 기화되고 물의 체적이 급격하게 증가되는 경우가 있다. 이 경우, 물의 체적 증가에 의하여 제 1 층(57a)과 제 2 층(57b) 사이의 계면 또는 그 근방에서 박리가 일어난다고 추정된다.
또한 레이저광을 사용한 조사에 의하여 비정질 실리콘막을 결정화시키는 기술이 있다. 이 기술의 경우, 비정질 실리콘막 내부에 레이저광의 초점이 맞추어진다. 한편, 본 발명의 일 형태에서는 도 23의 (B)에 도시된 바와 같이, 제 1 층(57a)과 제 2 층(57b) 사이의 계면 또는 그 근방에 레이저광(여기서는 선형 빔(610e))의 초점이 맞추어진다. 즉, 본 발명의 일 형태는 레이저광의 초점 위치가, 비정질 실리콘막을 결정화시키는 기술과 상이하다.
또한 선형 빔(610e)의 초점이 충분히 큰 깊이에 있는 경우에는, 제 1 층(57a)과 제 2 층(57b) 사이의 계면 또는 그 근방뿐만 아니라, 두께 방향의 제 1 층(57a) 전체, 두께 방향의 제 2 층(57b) 전체, 또는 양쪽 모두에 선형 빔(610e)의 초점이 맞추어지는 경우가 있다.
엑시머 레이저로서는, 파장 308nm 이상의 레이저를 사용하는 것이 바람직하다. 파장 308nm 이상의 레이저를 사용함으로써, 유리 기판을 지지체(56b)에 사용한 경우에도, 가공에 필요로 되는 충분한 양의 레이저광이 지지체(56b)를 투과할 수 있다.
도 22에 도시된 기판 반전 유닛(630)은 적층(56)을 위아래 거꾸로 하는 유닛이다. 예를 들어, 기판 반전 유닛(630)은 적층(56)의 위아래를 끼우는 회전 가능한 반송 롤러들을 포함할 수 있다. 또한 기판 반전 유닛(630)의 구조는 이에 한정되지 않고, 적층(56)의 위아래를 끼우는 반송 롤러들이 나선상으로 제공되어도 좋고, 반전 가능한 반송 암을 기판 반전 유닛(630)이 포함하여도 좋다.
기판 반전 유닛(630)을 통과한 후의 적층(56)은, 도 22에 도시된 바와 같이 피박리 부재(56a)가 위쪽에 면한 상태로 위치한다.
테이프 릴(602)은 롤 시트상의 지지체(601)를 풀 수 있다. 지지체(601)가 풀리는 속도는 조절 가능한 것이 바람직하다. 예를 들어, 속도를 비교적 느리게 설정하면, 적층의 박리 불량 또는 박리된 부재에서의 크랙을 억제할 수 있다.
권취 릴(683)은 적층(59)을 말 수 있다.
테이프 릴(602) 및 권취 릴(683)은 지지체(601)에 장력을 가할 수 있다.
지지체(601)는 간헐적으로 또는 연속적으로 보내진다. 지지체(601)를 연속적으로 풀면, 균일한 속도 및 균일한 힘으로 박리를 수행할 수 있기 때문에 바람직하다. 박리 공정에서는, 박리는 멈추지 않고 연속적으로 수행되는 것이 바람직하고, 일정한 속도로 수행되는 것이 더 바람직하다. 공정의 도중에 박리가 멈춘 후 같은 영역으로부터 개재되면, 연속적인 박리의 경우와 달리, 이 영역에서 변형 등이 생긴다. 따라서, 이 영역의 미세한 구조 또는 이 영역에서의 전자 기기 등의 특성이 변화되어, 예를 들어 표시 장치의 표시에 영향을 미치는 경우가 있다.
지지체(601)로서는, 유기 수지, 금속, 합금, 또는 유리 등으로 이루어진 롤 시트상의 필름을 사용할 수 있다.
도 22에 도시된 예에서 지지체(601)는, 가요성 기판으로 대표되는, 제작되는 장치(예를 들어 플렉시블 디바이스)를 피박리 부재(56a)와 함께 구성하는 부재이다. 지지체(601)는 캐리어 테이프로 대표되는, 제작되는 장치를 구성하지 않는 부재이어도 좋다.
지지체(601)의 반송 방향은 방향 전환 롤러(604)에 의하여 전환할 수 있다. 도 22에 도시된 예에서는, 방향 전환 롤러(604)가 테이프 릴(602)과 프레스 롤러(606) 사이에 위치한다.
프레스 롤러(606) 및 반송 롤러(645)에 의하여 지지체(601)가 적층(56)(피박리 부재(56a))과 접합된다.
도 22에 도시된 구조에서는, 프레스 롤러(606)에 도달하기 전에 지지체(601)가 적층(56)과 접하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 지지체(601)와 적층(56) 사이에 기포가 포획되는 것을 억제할 수 있다.
프레스 롤러(606)는 미도시의 구동부(예를 들어 모터)에 의하여 회전한다. 프레스 롤러(606)가 회전할 때, 피박리 부재(56a)를 박리하는 힘이 적층(56)에 가해지므로, 피박리 부재(56a)가 박리된다. 이때, 적층(56)은 박리 기점을 가지는 것이 바람직하다. 피박리 부재(56a)의 박리는 박리 기점으로부터 시작한다. 그 결과, 적층(56)이 피박리 부재(56a)와 지지체(56b)로 나누어진다.
적층(56)으로부터 피박리 부재(56a)를 분리하는 기구는 프레스 롤러(606)에 한정되지 않고, 볼록면(또는 볼록한 곡면)을 가지는 구조체를 사용할 수 있다. 예를 들어, 원통형(예를 들어 원주형, 직원주형, 타원 원통형, 또는 포물 원통형(parabolic cylindrical)) 또는 구형의 구조체를 사용할 수 있다. 또한 예를 들어, 드럼형 롤러 등의 롤러를 사용할 수 있다. 구조체의 형상의 예에는, 경계가 곡선을 포함한 저면을 가지는 기둥(예를 들어, 완벽한 원형의 저면을 가지는 원통 또는 타원형의 저면을 가지는 타원통), 및 경계가 곡선 및 직선을 포함하는 저면을 가지는 기둥(예를 들어, 반원형의 저면 또는 반타원형의 저면을 가지는 기둥)이 포함된다. 구조체의 형상이 이들 기둥 중 임의의 것이면, 볼록면은 이 기둥의 곡면에 상당한다.
구조체의 재료의 예에는 금속, 합금, 유기 수지, 및 고무가 포함된다. 구조체는 내부에 공간 또는 중공을 가져도 좋다. 고무의 예에는 자연 고무, 우레탄 고무, 나이트릴 고무, 및 네오프렌 고무가 포함된다. 고무를 사용하는 경우, 마찰 또는 박리에 의하여 대전되기 어려운 재료를 사용하거나, 또는 정전기를 방지하기 위한 대책을 세우는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 22에 도시된 프레스 롤러(606)는 고무 또는 유기 수지로 형성된 중공의 원통(606a), 및 금속 또는 합금으로 형성되며 원통(606a) 내부에 위치하는 원주(606b)를 포함한다.
프레스 롤러(606)의 회전 속도는 조절 가능한 것이 바람직하다. 프레스 롤러(606)의 회전 속도를 조절함으로써, 박리의 수율을 더 높일 수 있다.
프레스 롤러(606) 및 복수의 반송 롤러는 적어도 하나의 방향(예를 들어, 수직 방향, 수평 방향, 또는 깊이 방향)으로 이동 가능하여도 좋다. 프레스 롤러(606)의 볼록면과 반송 롤러의 지지면 사이의 거리가 조절 가능하면 다양한 두께의 적층에 박리를 수행할 수 있기 때문에 바람직하다.
프레스 롤러(606)가 지지체(601)를 구부리는 각도에 특별한 한정은 없다. 도 22는 프레스 롤러(606)가 둔각으로 지지체(601)를 구부리는 예를 도시한 것이다.
도 22에 도시된 적층 제작 장치는 롤러(617)를 더 포함한다. 롤러(617)는 볼록면을 따라 프레스 롤러(606)로부터 권취 릴(683)로 지지체(601)를 반송할 수 있다.
롤러(617)는 하나 이상의 방향으로 이동 가능하다.
롤러(617)의 굴대가 이동함으로써 롤러(617)는 지지체(601)에 장력을 가할 수 있다. 즉, 롤러(617)를 장력 롤러라고도 한다. 구체적으로는, 롤러(617)는 프레스 롤러(606)에 의하여 전환된 반송 방향으로 지지체(601)를 당길 수 있다.
롤러(617)의 굴대가 이동함으로써, 롤러(617)는 프레스 롤러(606)가 지지체(601)를 구부리는 각도를 제어할 수 있다.
롤러(617)는 지지체(601)를 구부려 지지체(601)의 반송 방향을 전환할 수 있다. 예를 들어, 지지체(601)의 반송 방향을 수평 방향으로 전환하여도 좋다. 또는, 롤러(617)가 지지체(601)를 구부려 지지체(601)의 반송 방향을 전환한 후, 롤러(617)와 권취 릴(683) 사이에 위치한 방향 전환 롤러(607)에 의하여 지지체(601)의 반송 방향을 수평 방향으로 또 전환하는 구조를 채용하여도 좋다.
도 22에 도시된 적층 제작 장치는 가이드 롤러(예를 들어 가이드 롤러(631, 632, 및 633)), 권취 릴(613), 액체 공급 기구(659), 건조 기구(614), 및 이오나이저(예를 들어 이오나이저(639 및 620))를 더 포함한다.
적층 제작 장치는 지지체(601)를 권취 릴(683)까지 안내하는 가이드 롤러를 포함하여도 좋다. 하나의 가이드 롤러를 사용하여도 좋고, 복수의 가이드 롤러를 사용하여도 좋다. 가이드 롤러(632)와 같이, 가이드 롤러는 지지체(601)에 장력을 가할 수 있어도 좋다.
지지체(601)의 적어도 한쪽 면에 테이프(600)(세파레이트 필름이라고도 함)를 접합하여도 좋다. 이 경우, 적층 제작 장치는 지지체(601)의 한쪽 면에 접합한 테이프(600)를 말 수 있는 릴을 포함하는 것이 바람직하다. 도 22에는 권취 릴(613)이 테이프 릴(602)과 프레스 롤러(606) 사이에 위치하는 예를 도시하였다. 또한 적층 제작 장치는 가이드 롤러(634)를 포함하여도 좋다. 가이드 롤러(634)는 테이프(600)를 권취 릴(613)까지 안내할 수 있다.
적층 제작 장치는 건조 기구(614)를 포함하여도 좋다. 피박리 부재(56a)에 포함되는 기능 소자(예를 들어 트랜지스터 또는 박막 집적 회로)는 정전기에 약하기 때문에, 박리 전에 피박리 부재(56a)와 지지체(56b) 사이의 계면에 액체를 공급하거나, 또는 상기 계면에 액체를 공급하면서 박리를 수행하는 것이 바람직하다. 박리가 진행되는 부분에 액체가 존재하면 박리에 요구되는 힘을 저하시킬 수 있다. 액체 공급 기구(659)를 사용하여 상기 계면에 액체를 공급하면서 박리를 수행할 수 있다. 피박리 부재(56a)에 부착된 액체가 기화되면 워터마크가 형성될 가능성이 있기 때문에, 박리 직후에 액체를 제거하는 것이 바람직하다. 그러므로, 기능 소자를 포함하는 피박리 부재(56a)를 블로 드라이하여 피박리 부재(56a)에 잔존한 액적을 제거하는 것이 바람직하다. 따라서, 워터마크의 발생을 억제할 수 있다. 지지체(601)의 느슨함을 방지하기 위하여 캐리어 플레이트(609)를 제공하여도 좋다.
지지체(601)를 수평면에 대하여 비스듬한 방향으로 이동시키면서, 지지체(601)의 기울기를 따라 아래쪽으로 공기를 흘려 액적을 적하하는 것이 바람직하다.
지지체(601)의 반송 방향은 수평면에 수직이어도 좋지만, 반송 중의 지지체(601)의 안정성을 높이고 진동을 적게 하기 위하여, 반송 방향은 수평면에 비스듬한 것이 바람직하다.
공정 중, 정전기가 발생할 가능성이 있는 부분에는, 적층 제작 장치에 포함되는 정전기 제거 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 정전기 제거 장치에 특별한 한정은 없고, 예를 들어 코로나 방전 이오나이저, 연질 X선 이오나이저, 또는 자외선 이오나이저를 사용할 수 있다.
예를 들어, 적층 제작 장치에 이오나이저가 제공되고 이오나이저로부터 공기 또는 질소 가스 등을 피박리 부재(56a)에 분무함으로써 정전기 제거를 수행하여 기능 소자에 대한 정전기의 악영향을 저감하는 것이 바람직하다. 2개의 부재를 서로 접합하는 단계 및 하나의 부재를 분리하는 단계에서 이오나이저를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
예를 들어, 피박리 부재(56a)와 지지체(56b) 사이의 계면 근방을 이오나이저(639)를 사용하여 이온으로 조사하여 정전기를 제거하면서, 적층(56)을 피박리 부재(56a)와 지지체(56b)로 나누는 것이 바람직하다.
적층 제작 장치는 기판 로드 카세트(641) 및 기판 언로드 카세트(642)를 포함하여도 좋다. 예를 들어, 적층(56)이 기판 로드 카세트(641)에 공급될 수 있다. 기판 로드 카세트(641)는 적층(56)을 반송 기구 등에 공급할 수 있다. 또한 지지체(56b)가 기판 언로드 카세트(642)에 공급될 수 있다.
테이프 릴(672)은 롤 시트상의 지지체(671)를 풀 수 있다. 지지체(671)에는 지지체(601)와 유사한 재료를 사용할 수 있다.
테이프 릴(672) 및 권취 릴(683)은 지지체(671)에 장력을 가할 수 있다.
적층 제작 장치는 지지체(671)를 권취 릴(683)까지 안내하는 가이드 롤러(677, 678, 및 679)를 포함하여도 좋다.
지지체(671)의 반송 방향은 방향 전환 롤러(676)에 의하여 전환할 수 있다.
프레스 롤러(675)는 피박리 부재(56a)와, 테이프 릴(672)에 의하여 풀린 지지체(671)를, 이들을 가압하면서 접합할 수 있다. 따라서, 지지체(671)와 피박리 부재(56a) 사이에 기포가 포함되는 것을 억제할 수 있다.
지지체(671)의 적어도 한쪽 면에는 분리 테이프(670)가 접합되어도 좋다. 릴(673)은 분리 테이프(670)를 말 수 있다. 가이드 롤러(674)는 분리 테이프(670)를 릴(673)까지 안내할 수 있다.
제작된 적층(59)은 말려도 좋고 절단되어도 좋다. 도 22는 권취 릴(683)이 적층(59)을 마는 예를 도시한 것이다. 가이드 롤러(665 및 666) 등, 적층(59)을 권취 릴(683)까지 안내하는 가이드 롤러를 제공하여도 좋다.
도 22에 도시된 적층 제작 장치에서는, 프레스 롤러(606)에 의하여 적층(56)으로부터 피박리 부재(56a)를 박리하고, 프레스 롤러(675)에 의하여 지지체(671)로 전치한다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태에서 설명한 박리 방법에서는, 형성 기판 위에 금속 산화물층 및 수지층을 적층하고, 금속 산화물층에 대한 수지층의 박리성을 광 조사에 의하여 조절한다. 또한 금속 산화물층의 상면이, 수지층과 접하는 부분 및 절연층과 접하는 부분을 포함하면, 원하는 타이밍에 수지층을 형성 기판으로부터 박리할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서 설명한 박리 방법에 의하여, 표시 장치 등을 높은 수율로 제작할 수 있다.
본 실시형태는 다른 임의의 실시형태와 적절히 조합할 수 있다. 본 명세서의 하나의 실시형태에서 복수의 구조예가 설명되는 경우에는, 구조예들 중 여러 가지를 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 제작 방법에 대하여 도 24의 (A) 내지 (E), 도 25의 (A) 내지 (E), 도 26의 (A) 내지 (C), 도 27의 (A) 및 (B), 그리고 도 28의 (A) 내지 (C)를 참조하여 설명한다.
본 실시형태에서는, 트랜지스터의 채널 형성 영역에 LTPS(low-temperature polysilicon)를 사용하는 경우에 대하여 설명한다.
LTPS를 사용하는 경우, 내열성이 높은 재료를 사용하여 수지층을 형성하는 것이 바람직하다. 또한 수지층은 두껍게 형성하는 것이 바람직하다. 이로써, 고온 프로세스가 가능해지고 레이저 결정화를 위한 단계에서의 대미지를 저감할 수 있다.
먼저, 형성 기판(14) 위에 금속 산화물층(20)을 형성한다(도 24의 (A)). 금속 산화물층(20)의 재료 및 형성 방법에 대해서는 실시형태 1을 참조할 수 있다.
다음으로, 금속 산화물층(20) 위에 제 1 층(24)을 형성한다(도 24의 (B)).
제 1 층(24)의 재료 및 형성 방법에 대해서는 실시형태 1을 참조할 수 있다. 본 실시형태에서 사용되는 제 1 층(24)의 재료의 내열성은 충분히 높은 것이 바람직하다.
다음으로, 원하는 형상을 가지는 제 1 층(24)에 가열 처리를 수행함으로써 수지층(23)을 형성한다(도 24의 (C)). 여기서는, 섬 형상을 가지는 수지층(23)을 형성한다.
가열 처리의 조건에 대해서는 실시형태 1의 설명을 참조할 수 있다.
본 실시형태에서는, 내열성이 높은 재료를 사용하여 제 1 층(24)을 형성하기 때문에, 수지층(23)의 내열성을 높게 할 수 있다.
본 실시형태에서는, 내열성이 높은 재료를 제 1 층(24)에 사용하기 때문에, 실시형태 1의 가열 온도보다 높은 온도에서 가열 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 가열 처리의 온도는 400℃ 이상 600℃ 이하인 것이 바람직하고, 450℃ 이상 550℃ 이하인 것이 더 바람직하다.
수지층(23)의 두께는 10μm 이상 200μm 이하인 것이 바람직하고, 10μm 이상 100μm 이하인 것이 더 바람직하고, 10μm 이상 50μm 이하인 것이 더욱 바람직하다. 수지층(23)의 두께가 충분히 두꺼우면, 레이저 결정화의 단계에서의 대미지를 저감할 수 있다. 표시 장치의 강성을 높일 수 있다.
수지층(23)의 5% 중량 감소 온도는 400℃ 이상 600℃ 이하인 것이 바람직하고, 450℃ 이상 600℃ 이하인 것이 더 바람직하고, 500℃ 이상 600℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
다음으로, 형성 기판(14) 및 수지층(23) 위에 절연층(31)을 형성한다(도 24의 (D)).
절연층(31)은 수지층(23)의 상한 온도 이하의 온도에서 형성한다. 절연층(31)은 가열 처리의 온도 미만의 온도에서 형성하는 것이 바람직하다.
절연층(31)은, 수지층(23)에 포함되는 불순물이, 나중에 형성되는 트랜지스터 및 표시 소자로 확산되는 것을 방지하는 배리어층으로서 사용할 수 있다. 예를 들어, 절연층(31)은 수지층(23)이 가열될 때, 수지층(23)에 포함되는 수분 등이 트랜지스터 및 표시 소자로 확산되는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 따라서, 절연층(31)은 배리어성이 높은 것이 바람직하다.
절연층(31)에는, 실시형태 1에서 설명한 재료 중 임의의 것을 사용할 수 있다.
다음으로, 절연층(31) 위에 트랜지스터(140)를 형성한다(도 24의 (E) 그리고 도 25의 (A) 내지 (E)).
여기서는, 채널 형성 영역에 LTPS를 포함하는 톱 게이트형 트랜지스터를 트랜지스터(140)로서 형성하는 경우를 나타낸다.
우선, 절연층(31) 위에 스퍼터링법 또는 CVD법 등에 의하여 반도체막을 형성한다. 본 실시형태에서는, 플라스마 CVD 장치를 사용하여 두께 50nm의 비정질 실리콘막(161)을 형성한다.
다음으로, 비정질 실리콘막(161)에 가열 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 이로써, 비정질 실리콘막(161)으로부터 수소를 방출할 수 있다. 구체적으로는, 400℃ 이상 550℃ 이하의 온도에서 비정질 실리콘막(161)을 가열하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 비정질 실리콘막(161)에 포함되는 수소량이 5atomic% 이하일 때, 결정화 단계에서의 제작 수율을 향상시킬 수 있다. 비정질 실리콘막(161)에 포함되는 수소량이 적은 경우에는, 가열 처리를 생략하여도 좋다.
본 실시형태에서는, 수지층(23)의 내열성이 높기 때문에, 비정질 실리콘막(161)을 고온에서 가열할 수 있다. 이로써, 비정질 실리콘막(161)의 수소를 충분히 방출할 수 있고 결정화 단계에서의 제작 수율을 높일 수 있다.
다음으로, 반도체막을 결정화시켜 결정 구조를 가지는 반도체막(162)을 형성한다(도 25의 (A))
반도체막은 반도체막 상방으로부터의 레이저광 조사에 의하여 결정화시킬 수 있다. 예를 들어 파장 193nm, 248nm, 308nm, 또는 351nm의 레이저광을 사용할 수 있다. 또는, 금속 촉매 원소를 사용하여 반도체막을 결정화시켜도 좋다.
본 실시형태에서, 수지층(23)은 내열성이 높고 두껍게 형성되기 때문에, 결정화로 인한 대미지를 저감할 수 있다.
이어서, 결정 구조를 가지는 반도체막(162)에 채널 도핑을 수행하여도 좋다.
다음으로, 결정 구조를 가지는 반도체막(162)을 가공하여 섬 형상의 반도체막을 형성한다.
반도체막은 웨트 에칭법 및/또는 드라이 에칭법에 의하여 가공할 수 있다.
다음으로, 절연층(31) 및 반도체막 위에 절연층(163) 및 도전층(164)을 형성한다. 절연층(163)에 대해서는 절연층(31)에 사용할 수 있는 무기 절연막의 설명을 참조할 수 있다. 절연층(163) 및 도전층(164)은, 절연층(163)이 되는 절연막을 형성하고, 도전층(164)이 되는 도전막을 형성하고, 마스크를 형성하고, 상기 절연막 및 상기 도전막을 에칭하고, 상기 마스크를 제거하는 식으로 형성할 수 있다.
반도체막의 일부에 불순물 원소를 첨가함으로써 채널 영역(162a) 및 저저항 영역(162b)(소스 영역 및 드레인 영역이라고도 함)을 형성한다. 불순물 원소를 복수 회 첨가(라이트 도핑(light doping) 및 헤비 도핑(heavy doping)을 수행)하여, 채널 영역(162a)과 각 저저항 영역(162b)들 사이에 LDD(lightly doped drain) 영역을 형성하여도 좋다. 절연층(163), 도전층(164), 및 이들 층 형성을 위한 마스크는 불순물 원소 첨가를 위한 마스크로서 기능할 수 있다.
n채널 트랜지스터를 형성하는 경우에는, 반도체막에 n형 도전성을 부여하는 불순물 원소를 사용한다. 예를 들어 P, As, Sb, S, Te, 또는 Se 등의 원소를 사용할 수 있다.
p채널 트랜지스터를 형성하는 경우에는, 반도체막에 p형 도전성을 부여하는 불순물 원소를 사용한다. 예를 들어 B, Al, 또는 Ga 등의 원소를 사용할 수 있다.
다음으로, 반도체층, 절연층(163), 및 도전층(164)을 덮는 절연층(165)을 형성한다(도 25의 (C)). 절연층(165)은 절연층(31)과 유사한 식으로 형성할 수 있다.
이어서, 가열 처리를 수행한다. 이로써, 반도체막에 첨가된 불순물 원소를 활성화시킨다. 가열 처리는, 도전층(164)의 산화를 방지하기 위하여, 절연층(165) 형성 후에 수행하는 것이 바람직하다.
본 실시형태에서는, 수지층(23)의 내열성이 높기 때문에, 불순물 원소를 활성화시키기 위한 가열 처리를 고온에서 수행할 수 있다. 이로써, 트랜지스터의 특성을 향상시킬 수 있다.
이어서, 절연층(165) 위에 절연층(166)을 형성한다(도 25의 (D)). 절연층(166)은 절연층(31)과 유사한 식으로 형성할 수 있고, 구체적으로는 절연층(166)으로서 수소를 포함하는 절연막을 형성한다.
다음으로, 가열 처리를 수행한다. 그 결과, 수소를 포함하는 절연층(166)으로부터 반도체막(특히 채널 영역(162a))에 수소가 공급되어, 반도체막의 결함을 수소로 종단시킬 수 있다. 가열 처리는, 수소를 포함하는 절연층(166)을 형성한 후에 수행하는 것이 바람직하다. 상기 가열 처리는, 수소를 방출하기 위하여 비정질 실리콘막(161)에 수행한 가열 처리의 온도보다 낮은 온도에서 수행한다.
본 실시형태에서는, 수지층(23)의 내열성이 높기 때문에, 수소화를 위한 가열 처리를 고온에서 수행할 수 있다. 이로써, 트랜지스터의 특성을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 반도체층의 저저항 영역(162b)에 도달하는 개구를 절연층(165 및 166)에 형성한다.
이어서, 도전층(167a) 및 도전층(167b)을 형성한다. 도전층(167a 및 167b)은, 도전막을 형성하고, 레지스트 마스크를 형성하고, 상기 도전막을 에칭하고, 상기 레지스트 마스크를 제거하는 식으로 형성할 수 있다. 도전층(167a 및 167b)은 절연층(165 및 166)에 형성된 개구를 통하여 저저항 영역(162b)에 전기적으로 접속된다.
상술한 식으로 트랜지스터(140)를 제작할 수 있다(도 25의 (E)). 트랜지스터(140)에서는, 도전층(164)의 일부가 게이트로서 기능하고 절연층(163)의 일부가 게이트 절연층으로서 기능한다. 반도체층은 채널 영역(162a) 및 저저항 영역(162b)을 포함한다. 채널 영역(162a) 및 도전층(164)은 절연층(163)을 개재하여 서로 중첩된다. 저저항 영역(162b)은 도전층(167a)에 접속된 부분 및 도전층(167b)에 접속된 부분을 포함한다.
다음으로, 절연층(34)부터 보호층(75)까지의 구성 요소를 절연층(166) 위에 형성한다(도 26의 (A) 참조). 이들 단계에 대해서는 실시형태 1을 참조할 수 있다.
그 후, 레이저광(55)을 사용한 조사를 수행한다(도 26의 (B)). 레이저광(55)을 사용한 조사 방법에 대해서는 실시형태 1을 참조할 수 있다.
이어서, 수지층(23)에 분리 기점을 형성한다(도 26의 (C)). 분리 기점의 형성 방법에 대해서는 실시형태 1을 참조할 수 있다.
본 실시형태에서, 금속 산화물층(20)의 상면은 수지층(23)과 접하는 부분 및 절연층(31)과 접하는 부분을 포함한다. 금속 산화물층(20)과 절연층(31) 사이의 밀착성(접착성)은 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 밀착성(접착성)보다 높다. 따라서, 금속 산화물층(20)으로부터 수지층(23)이 의도하지 않게 박리되는 것을 억제할 수 있다. 또한 분리 기점의 형성에 의하여 금속 산화물층(20)과 수지층(23)을 원하는 타이밍에 서로 분리할 수 있다. 따라서, 분리의 타이밍을 제어할 수 있고 분리에 요구되는 힘이 작다. 이에 의하여 분리 공정 및 표시 장치의 제작 공정의 수율을 높일 수 있다.
그리고, 금속 산화물층(20)과 수지층(23)을 서로 분리한다(도 27의 (A)).
그 후, 노출된 수지층(23)에 접착층(28)에 의하여 기판(29)을 접합한다(도 27의 (B)).
기판(29)은 표시 장치의 지지 기판으로서 기능할 수 있다. 기판(29)은 필름인 것이 바람직하고, 수지 필름인 것이 더 바람직하다. 이 경우, 표시 장치의 무게 및 두께를 저감할 수 있다. 필름 기판을 사용한 표시 장치는 유리 또는 금속 등을 사용한 표시 장치보다 튼튼하다. 또한 표시 장치는 더 높은 가요성을 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 내열성이 높은 재료를 사용하여 수지층을 두껍게 형성함으로써, 트랜지스터에 LTPS를 포함한 표시 장치를 제작할 수 있다.
[표시 장치의 구조예 3]
도 28의 (A)는 표시 장치(10C)의 상면도이다. 도 28의 (B) 및 (C)는 각각, 표시 장치(10C)의 표시부(381), 및 FPC(372)에 접속하기 위한 부분을 도시한 단면도의 예이다.
예를 들어, 표시 장치(10C)는 구부러진 상태로 유지할 수 있고 반복적으로 구부릴 수 있다.
표시 장치(10C)는 보호층(75) 및 기판(29)을 포함한다. 보호층(75) 측은 표시 장치의 표시면 측이다. 표시 장치(10C)는 표시부(381) 및 구동 회로부(382)를 포함한다. 표시 장치(10C)에는 FPC(372)가 접착되어 있다.
도전층(43c)과 FPC(372)는 커넥터(76)를 통하여 전기적으로 접속된다(도 28의 (B) 및 (C)). 도전층(43c)은 트랜지스터의 소스 및 드레인과 같은 재료 및 같은 단계를 사용하여 형성할 수 있다.
도 28의 (C)에 도시된 표시 장치는 수지층(23) 및 절연층(31)을 포함하지 않지만, 수지층(23a), 절연층(31a), 수지층(23b), 및 절연층(31b)을 포함한 적층을 포함한다. 이러한 적층에 의하여 표시 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 실시형태는 다른 임의의 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태를 적용함으로써 제작할 수 있는 표시 장치 및 입출력 장치에 대하여 도 29, 도 30, 도 31, 도 32, 도 33의 (A) 및 (B), 도 34, 도 35, 도 36, 도 37, 그리고 도 38을 참조하여 설명한다.
본 실시형태의 표시 장치는 가시광을 반사하는 제 1 표시 소자 및 가시광을 방출하는 제 2 표시 소자를 포함한다.
본 실시형태의 표시 장치는 제 1 표시 소자에 의하여 반사된 광 및 제 2 표시 소자로부터 방출된 광 중 한쪽 또는 양쪽을 사용하여 화상을 표시하는 기능을 가진다.
제 1 표시 소자로서, 외광을 반사하여 화상을 표시하는 소자를 사용할 수 있다. 이러한 소자는 광원을 포함하지 않아(또는 인공 광원을 요구하지 않아), 화상 표시에 소비되는 전력을 현저히 저감할 수 있다.
제 1 표시 소자의 대표적인 예로서 반사형 액정 소자를 들 수 있다. 제 1 표시 소자로서, MEMS(microelectromechanical systems) 셔터 소자 또는 광 간섭형 MEMS 소자 외에, 마이크로캡슐법, 전기 영동 방식, 일렉트로 웨팅법, 또는 전자 분류체(Electronic Liquid Powder(등록 상표))법 등을 사용한 소자를 사용할 수 있다.
제 2 표시 소자로서, 발광 소자를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 표시 소자로부터 방출되는 광의 휘도 및 색도는 외광에 영향을 받지 않기 때문에, 색재현성이 높고(색역이 넓고) 콘트라스트가 높은 선명한 화상을 표시할 수 있다.
제 2 표시 소자로서, OLED(organic light-emitting diode), LED(light-emitting diode), 또는 QLED(quantum-dot light-emitting diode) 등의 자발광형 발광 소자를 사용할 수 있다.
본 실시형태의 표시 장치는, 제 1 표시 소자만을 사용하여 화상을 표시하는 제 1 모드, 제 2 표시 소자만을 사용하여 화상을 표시하는 제 2 모드, 그리고 제 1 표시 소자 및 제 2 표시 소자의 양쪽을 사용하여 화상을 표시하는 제 3 모드를 가진다. 본 실시형태의 표시 장치는 이들 모드 사이에서 자동적으로 또는 수동적으로 전환될 수 있다.
제 1 모드에서는, 제 1 표시 소자 및 외광을 사용하여 화상을 표시한다. 제 1 모드에서는 광원이 불필요하기 때문에, 이 모드에서 소비되는 전력은 매우 낮다. 예를 들어 표시 장치에 충분한 외광이 들어오는 경우(예를 들어 밝은 환경에서), 제 1 표시 소자에 의하여 반사된 광을 사용하여 화상을 표시할 수 있다. 제 1 모드는, 예를 들어 외광이 백색 또는 백색에 가까운 광이며 충분히 강한 경우에 효과적이다. 제 1 모드는 텍스트를 표시하는 데 적합하다. 또한 제 1 모드는, 반사된 외광의 사용에 의하여 눈이 편한 표시를 가능하게 하여, 눈 피로 완화 효과로 이어진다.
제 2 모드에서는, 제 2 표시 소자로부터 방출된 광을 사용하여 화상을 표시한다. 그러므로 조도 및 외광의 색도에 상관없이 매우 생생한(콘트라스트 높고 우색재현성을 우수한) 화상을 표시할 수 있다. 제 2 모드는 예를 들어 야간 환경 또는 어두운 방 등, 조도가 매우 낮은 경우에 효과적이다. 어두운 환경에서 밝은 화상을 표시하면, 사용자는 화상을 눈부시게 느낄 수 있다. 이것을 방지하기 위하여, 제 2 모드에서는 휘도가 저감된 화상을 표시하는 것이 바람직하다. 이 경우, 눈부심을 저감할 수 있고 소비전력도 저감할 수 있다. 제 2 모드는 생생한 화상(정지 화상 및 동영상) 등을 표시하는 데 적합하다.
제 3 모드에서는, 제 1 표시 소자에 의하여 반사된 광 및 제 2 표시 소자로부터 방출된 광의 양쪽을 사용하여 화상을 표시한다. 제 3 모드에서 표시되는 화상은 제 1 모드에서 표시되는 화상보다 생생할 수 있으면서 제 2 모드보다 소비전력을 낮출 수 있다. 제 3 모드는, 실내 조명 환경하, 또는 아침 또는 저녁 등, 조도가 비교적 낮은 경우 또는 외광의 색도가 백색이 아닌 경우에 효과적이다.
이러한 구조에 의하여, 주위의 밝기에 상관없이 시인성이 높고 편리성이 높은 표시 장치를 제작할 수 있다. 구체적으로는, 외광하 및 실내에서 시인성이 높고 편리성이 높은 표시 장치를 제작할 수 있다.
또한 제 3 모드는 하이브리드 표시 방법을 채용한 모드라고 할 수 있다.
본 실시형태에서 설명하는 표시 장치 및 입출력 장치는 하이브리드 디스플레이라고 할 수 있다.
하이브리드 표시는 서로의 색조 또는 광 강도를 보완하는 반사광 및 자발광을 하나의 패널에서 함께 사용하여 문자 및/또는 화상을 표시하는 방법이다. 또는, 하이브리드 표시는 복수의 표시 소자로부터의 광을 하나의 화소 또는 하나의 부화소에서 사용하여 문자 및/또는 화상을 표시하는 방법이다. 또한 하이브리드 표시를 수행하는 하이브리드 디스플레이를 국소적으로 관찰하면, 복수의 표시 소자 중 어느 하나를 사용하여 표시를 수행하는 화소 또는 부화소, 및 복수의 표시 소자 중 2개 이상을 사용하여 표시를 수행하는 화소 또는 부화소가 포함되는 경우가 있다.
또한 본 명세서 등에서, 하이브리드 표시는 상술한 설명 중 어느 하나 또는 복수를 만족시킨다.
또한 하이브리드 디스플레이는 하나의 화소 또는 하나의 부화소에 복수의 표시 소자를 포함한다. 또한 복수의 표시 소자의 예로서, 광을 반사하는 반사 소자 및 광을 방출하는 자발광 소자를 들 수 있다. 또한 반사 소자 및 자발광 소자는 독립적으로 제어할 수 있다. 하이브리드 디스플레이는 표시부에서 반사광 및 자발광 중 한쪽 또는 양쪽을 사용하여 문자 및/또는 화상을 표시하는 기능을 가진다.
본 실시형태의 표시 장치는 제 1 표시 소자를 포함하는 복수의 제 1 화소 및 제 2 표시 소자를 포함하는 복수의 제 2 화소를 포함한다. 제 1 화소 및 제 2 화소는 매트릭스로 배열되는 것이 바람직하다.
제 1 화소 및 제 2 화소의 각각은 하나 이상의 부화소를 포함할 수 있다. 예를 들어 각 화소는, 하나의 부화소(예를 들어 백색(W)의 부화소), 3개의 부화소(예를 들어 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 부화소, 또는 황색(Y), 시안(C), 및 마젠타(M)의 부화소), 또는 4개의 부화소(예를 들어 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 및 백색(W)의 부화소, 또는 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 및 황색(Y)의 부화소)를 포함할 수 있다.
본 실시형태의 표시 장치에서는, 제 1 화소 및 제 2 화소를 사용하여 풀 컬러 화상을 표시할 수 있다. 또는 본 실시형태의 표시 장치는, 제 1 화소를 사용하여 흑백 화상 또는 그레이스케일 화상을 표시할 수 있고 제 2 화소를 사용하여 풀 컬러 화상을 표시할 수 있다. 흑백 화상 또는 그레이스케일 화상을 표시하는 데 사용할 수 있는 제 1 화소는, 텍스트 정보 등, 컬러로 표시할 필요가 없는 정보를 표시하는 데 적합하다.
도 29는 표시 장치(300A)의 사시 모식도이다. 표시 장치(300A)에서, 기판(351)과 기판(361)은 서로 접합된다. 도 29에서는 기판(361)을 파선으로 나타내었다.
표시 장치(300A)는 표시부(362), 회로(364), 및 배선(365) 등을 포함한다. 도 29에는, 표시 장치(300A)에 집적 회로(IC)(373) 및 FPC(372)가 제공된 예를 도시하였다. 그러므로 도 29에 도시된 구조는 표시 장치(300A), IC, 및 FPC를 포함하는 표시 모듈로 간주할 수 있다.
회로(364)로서는 예를 들어 주사선 구동 회로를 사용할 수 있다.
배선(365)은 표시부(362) 및 회로(364)에 신호 및 전력을 공급하는 기능을 가진다. 상기 신호 및 전력은, FPC(372)를 통하여 외부로부터, 또는 IC(373)로부터 배선(365)에 입력된다.
도 29는 COG(chip on glass)법 또는 COF(chip on film)법 등에 의하여 기판(351) 위에 IC(373)가 제공된 예를 도시한 것이다. IC(373)로서는, 예를 들어 주사선 구동 회로 또는 신호선 구동 회로 등을 포함하는 IC를 사용할 수 있다. 또한 표시 장치(300A) 및 표시 모듈에는 IC를 반드시 제공할 필요는 없다. IC는 COF법 등에 의하여 FPC 위에 제공되어도 좋다.
도 29는 표시부(362)의 일부의 확대도를 도시한 것이다. 복수의 표시 소자에 포함되는 전극(311b)은 표시부(362)에서 매트릭스로 배열된다. 전극(311b)은 가시광을 반사하는 기능을 가지고, 액정 소자(180)의 반사 전극으로서 기능한다.
도 29에 도시된 바와 같이, 전극(311b)은 개구(451)를 포함한다. 또한 표시부(362)는, 전극(311b)보다 기판(351)에 더 가깝게 위치하는 발광 소자(170)를 포함한다. 발광 소자(170)로부터의 광은 전극(311b)의 개구(451)를 통하여 기판(361) 측에 방출된다. 발광 소자(170)의 발광 영역의 면적은 개구(451)의 면적과 같아도 좋다. 정렬 불량에 대한 마진을 크게 할 수 있기 때문에, 발광 소자(170)의 발광 영역의 면적 및 개구(451)의 면적 중 한쪽이 다른 쪽보다 큰 것이 바람직하다. 개구(451)의 면적이 발광 소자(170)의 발광 영역의 면적보다 큰 것이 특히 바람직하다. 개구(451)의 면적이 작으면, 발광 소자(170)로부터의 광의 일부가 전극(311b)에 의하여 차단되고 외부로 추출될 수 없는 경우가 있다. 면적이 충분히 큰 개구(451)에 의하여, 발광 소자(170)로부터 방출되는 광의 낭비를 줄일 수 있다.
도 30은, 도 29에 도시된 표시 장치(300A)의, FPC(372)를 포함하는 영역의 일부, 회로(364)를 포함하는 영역의 일부, 및 표시부(362)를 포함하는 영역의 일부의 단면의 예를 도시한 것이다.
도 30에 도시된 표시 장치(300A)는, 기판(351)과 기판(361) 사이에 트랜지스터(201), 트랜지스터(203), 트랜지스터(205), 트랜지스터(206), 액정 소자(180), 발광 소자(170), 절연층(220), 착색층(131), 및 착색층(134) 등을 포함한다. 기판(361)과 절연층(220)은 접착층(141)에 의하여 서로 접합된다. 기판(351)과 절연층(220)은 접착층(142)에 의하여 서로 접합된다.
기판(361)에는, 착색층(131), 차광층(132), 절연층(121), 액정 소자(180)의 공통 전극으로서 기능하는 전극(113), 배향막(133b), 및 절연층(117) 등이 제공된다. 편광판(135)은 기판(361)의 외측 면에 제공된다. 절연층(121)은 평탄화층의 기능을 가져도 좋다. 절연층(121)은 전극(113)이 거의 평탄한 면을 가지게 할 수 있어, 액정층(112)의 배향 상태를 균일하게 할 수 있다. 절연층(117)은 액정 소자(180)의 셀 갭을 유지하기 위한 스페이서로서 기능한다. 절연층(117)이 가시광을 투과시키는 경우, 절연층(117)은 액정 소자(180)의 표시 영역과 중첩하여 위치하여도 좋다.
액정 소자(180)는 반사형 액정 소자이다. 액정 소자(180)는 액정층(112), 전극(113), 및 화소 전극으로서 기능하는 전극(311a)의 적층 구조를 가진다. 가시광을 반사하는 전극(311b)은, 전극(311a)의 기판(351) 측의 표면의 접하여 제공된다. 전극(311b)은 개구(451)를 포함한다. 전극(311a) 및 전극(113)은 가시광을 투과시킨다. 배향막(133a)은 액정층(112)과 전극(311a) 사이에 제공된다. 배향막(133b)은 액정층(112)과 전극(113) 사이에 제공된다.
액정 소자(180)에서, 전극(311b)은 가시광을 반사하는 기능을 가지고, 전극(113)은 가시광을 투과시키는 기능을 가진다. 기판(361) 측으로부터 들어오는 광은 편광판(135)에 의하여 편광되고, 전극(113) 및 액정층(112)을 투과하고, 전극(311b)에 의하여 반사된다. 그리고, 상기 광은 다시 액정층(112) 및 전극(113)을 투과하고, 편광판(135)에 도달한다. 이 경우, 전극(311b)과 전극(113) 사이에 인가되는 전압에 의하여 액정의 배향이 제어될 수 있기 때문에, 광의 광학 변조를 제어할 수 있다. 바꿔 말하면, 편광판(135)을 통하여 방출되는 광의 강도를 제어할 수 있다. 특정 파장 범위에서의 광을 제외한 광은 착색층(131)에 의하여 흡수되기 때문에, 방출되는 광은 예를 들어 적색광이다.
도 30에 도시된 바와 같이, 가시광을 투과시키는 전극(311a)은 개구(451)를 걸쳐 제공되는 것이 바람직하다. 따라서, 액정층(112)에서의 액정이 다른 영역에서와 같이 개구(451)와 중첩하는 영역에서 배향되는 경우, 이들 영역의 경계 부분에서의 액정의 배향 불량을 방지하고, 원하지 않는 광 누설을 억제할 수 있다.
접속부(207)에서 전극(311b)은 도전층(221b)을 통하여, 트랜지스터(206)에 포함되는 도전층(222a)에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(206)는 액정 소자(180)의 구동을 제어하는 기능을 가진다.
접속부(252)는 접착층(141)이 제공되는 영역의 일부에 제공된다. 접속부(252)에서, 전극(311a)과 같은 도전막을 가공함으로써 얻은 도전층은, 커넥터(243)에 의하여 전극(113)의 일부에 전기적으로 접속된다. 따라서, 기판(351) 측에 접속된 FPC(372)로부터 입력된 신호 또는 전위는, 기판(361) 측에 형성된 전극(113)에, 접속부(252)를 통하여 공급될 수 있다.
커넥터(243)로서는, 예를 들어 도전성 입자를 사용할 수 있다. 도전성 입자로서는, 금속 재료로 피복한 유기 수지 또는 실리카 등의 입자를 사용할 수 있다. 금속 재료로서 니켈 또는 금을 사용하면 접촉 저항을 저감할 수 있으므로 바람직하다. 또한 니켈로 피복하고 금으로 더 피복한 입자 등, 2종류 이상의 금속 재료의 층으로 피복한 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 탄성 변형 또는 소성(塑性) 변형이 가능한 재료를 커넥터(243)에 사용하는 것이 바람직하다. 도 30에 도시된 바와 같이, 도전성 입자인 커넥터(243)는 수직으로 찌부러진 형상을 가지는 경우가 있다. 찌부러진 형상에 의하여, 커넥터(243)와, 커넥터(243)에 전기적으로 접속된 도전층의 접촉 면적을 증대시킬 수 있으므로, 접촉 저항이 저감되고 접속 불량 등의 문제 발생이 억제된다.
커넥터(243)는 접착층(141)으로 덮이도록 제공되는 것이 바람직하다. 예를 들어 커넥터(243)는 접착층(141)을 경화하기 전에 접착층(141)에 분산된다.
발광 소자(170)는 보텀 이미션형 발광 소자이다. 발광 소자(170)는, 화소 전극으로서 기능하는 전극(191), EL층(192), 및 공통 전극으로서 기능하는 전극(193)이 절연층(220) 측으로부터 이 순서대로 적층된 적층 구조를 가진다. 전극(191)은, 절연층(214)에 제공된 개구를 통하여, 트랜지스터(205)에 포함되는 도전층(222a)에 접속된다. 트랜지스터(205)는 발광 소자(170)의 구동을 제어하는 기능을 가진다. 절연층(216)은 전극(191)의 단부를 덮는다. 전극(193)은 가시광을 반사하는 재료를 포함하고, 전극(191)은 가시광을 투과시키는 재료를 포함한다. 절연층(194)은 전극(193)을 덮어 제공된다. 광은, 발광 소자(170)로부터 착색층(134), 절연층(220), 개구(451), 및 전극(311a) 등을 통하여 기판(361) 측에 방출된다.
액정 소자(180) 및 발광 소자(170)는, 화소 간에서 착색층의 색이 달라지면, 다양한 색을 나타낼 수 있다. 표시 장치(300A)는 액정 소자(180)를 사용하여 컬러 화상을 표시할 수 있다. 표시 장치(300A)는 발광 소자(170)를 사용하여 컬러 화상을 표시할 수 있다.
트랜지스터(201), 트랜지스터(203), 트랜지스터(205), 및 트랜지스터(206)는 절연층(220)의 기판(351) 측의 면에 형성된다. 이들 트랜지스터는 같은 공정을 거쳐 제작할 수 있다.
액정 소자(180)에 전기적으로 접속된 회로 및 발광 소자(170)에 전기적으로 접속된 회로는 같은 면에 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 2개의 회로가 상이한 면에 형성되는 경우보다 표시 장치의 두께를 얇게 할 수 있다. 또한 2개의 트랜지스터를 같은 공정에서 형성할 수 있기 때문에, 2개의 트랜지스터를 상이한 면에 형성하는 경우에 비하여 제작 공정을 간략화할 수 있다.
액정 소자(180)의 화소 전극은, 트랜지스터에 포함되는 게이트 절연층의, 발광 소자(170)의 화소 전극과는 반대 측에 위치한다.
예를 들어 트랜지스터(206)로서, 채널 형성 영역에 금속 산화물을 포함하고 오프 상태 전류가 매우 낮은 트랜지스터를 사용하는 경우, 또는 트랜지스터(206)에 전기적으로 접속되는 메모리 소자를 사용하는 경우에, 액정 소자(180)를 사용하여 정지 화상을 표시함에 있어서 화소로의 기록 동작이 정지되더라도, 계조를 유지할 수 있다. 바꿔 말하면, 프레임 레이트가 매우 낮은 경우에도 화상 표시를 유지할 수 있다. 본 발명의 일 형태에서는, 프레임 레이트를 매우 낮게 할 수 있고 소비전력이 낮은 구동을 수행할 수 있다.
트랜지스터(203)는 화소를 선택할지 여부를 제어하기 위하여 사용된다(이러한 트랜지스터를 스위칭 트랜지스터 또는 선택 트랜지스터라고도 함). 트랜지스터(205)는 발광 소자(170)에 흐르는 전류를 제어하기 위하여 사용된다(이러한 트랜지스터를 구동 트랜지스터라고도 함).
절연층(211), 절연층(212), 절연층(213), 및 절연층(214) 등의 절연층은, 절연층(220)의 기판(351) 측에 제공된다. 절연층(211)의 일부는, 각 트랜지스터의 게이트 절연층으로서 기능한다. 절연층(212)은 트랜지스터(206) 등을 덮어 제공된다. 절연층(213)은 트랜지스터(205) 등을 덮어 제공된다. 절연층(214)은 평탄화층으로서 기능한다. 또한 트랜지스터를 덮는 절연층의 개수는 한정되지 않고, 하나이어도 좋고 2개 이상이어도 좋다.
트랜지스터들을 덮는 절연층 중 적어도 하나에는, 물 또는 수소 등의 불순물이 용이하게 확산되지 않는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이 이유는, 이러한 절연층은 배리어막으로서 기능할 수 있기 때문이다. 이러한 구조에 의하여, 외부로부터 트랜지스터로의 불순물 확산을 효과적으로 억제할 수 있고, 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다.
트랜지스터(201, 203, 205, 및 206) 각각은 게이트로서 기능하는 도전층(221a), 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층(211), 소스 및 드레인으로서 기능하는 도전층(222a) 및 도전층(222b), 그리고 반도체층(231)을 포함한다. 여기서는 같은 도전막을 가공하여 얻은 복수의 층이 같은 해치 패턴으로 나타내어진다.
트랜지스터(201) 및 트랜지스터(205) 각각은 트랜지스터(203) 또는 트랜지스터(206)의 구성 요소에 더하여, 게이트로서 기능하는 도전층(223)을 포함한다.
채널이 형성되는 반도체층이 2개의 게이트 사이에 제공되는 구조를 트랜지스터(201 및 205)의 예로서 사용한다. 이러한 구조에 의하여, 트랜지스터의 문턱 전압을 제어할 수 있다. 2개의 게이트를 서로 접속하고, 같은 신호를 공급하여 트랜지스터를 동작시켜도 좋다. 이러한 트랜지스터는 다른 트랜지스터보다 높은 전계 효과 이동도를 가질 수 있기 때문에, 온 상태 전류를 높게 할 수 있다. 그 결과, 고속 동작이 가능한 회로를 얻을 수 있다. 또한 회로부에 의하여 점유되는 면적을 축소할 수 있다. 온 상태 전류가 높은 트랜지스터를 사용하면, 크기를 크게 하거나 해상도를 높임으로써 배선의 수가 증가된 표시 장치에서도 배선의 신호 지연을 저감할 수 있고, 표시의 불균일을 저감할 수 있다.
또는, 2개의 게이트 중 한쪽에 문턱 전압을 제어하기 위한 전위를, 다른 쪽에 구동을 위한 전압을 공급함으로써, 트랜지스터의 문턱 전압을 제어할 수 있다.
표시 장치에 포함되는 트랜지스터의 구조에 한정은 없다. 회로(364)에 포함되는 트랜지스터 및 표시부(362)에 포함되는 트랜지스터는 같은 구조를 가져도 좋고 상이한 구조를 가져도 좋다. 회로(364)에 포함되는 복수의 트랜지스터는 같은 구조를 가져도 좋고 2종류 이상의 구조의 조합이어도 좋다. 마찬가지로, 표시부(362)에 포함되는 복수의 트랜지스터는 같은 구조를 가져도 좋고 2종류 이상의 구조의 조합이어도 좋다.
도전층(223)에는 산화물을 포함하는 도전성 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 도전층(223)에 사용되는 도전막을, 산소를 포함하는 분위기에서 형성함으로써 절연층(212)에 산소를 공급할 수 있다. 퇴적 가스에서의 산소 가스의 비율은 90% 이상 100% 이하인 것이 바람직하다. 그리고, 절연층(212)에 공급된 산소는 나중의 가열 처리에 의하여 반도체층(231)에 공급되고, 그 결과 반도체층(231)에서의 산소 빈자리를 저감할 수 있다.
도전층(223)에는 저저항의 금속 산화물을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 이 경우, 예를 들어 질화 실리콘막 등 수소를 방출하는 절연막을 절연층(213)에 사용하면, 절연층(213)의 형성 시, 또는 절연층(213)의 형성 후에 수행되는 가열 처리에 의하여 수소가 도전층(223)에 공급될 수 있기 때문에 바람직하고, 이로써 도전층(223)의 전기 저항이 효과적으로 저감된다.
착색층(134)은 절연층(213)과 접하여 제공된다. 착색층(134)은 절연층(214)으로 덮인다.
접속부(204)는 기판(351)이 기판(361)과 중첩되지 않는 영역에 제공된다. 접속부(204)에서는, 배선(365)이 접속층(242)을 통하여 FPC(372)에 전기적으로 접속된다. 접속부(204)는 접속부(207)의 구조와 유사한 구조를 가진다. 접속부(204)의 상면에서는, 전극(311a)과 같은 도전막을 가공하여 얻은 도전층이 노출된다. 따라서, 접속부(204) 및 FPC(372)는 접속층(242)을 통하여 서로 전기적으로 접속될 수 있다.
기판(361)의 외측 면에 제공된 편광판(135)으로서는, 직선 편광판 또는 원 편광판을 사용할 수 있다. 원 편광판의 예는 직선 편광판 및 1/4 파장 위상차판을 포함하는 적층이다. 이러한 구조에 의하여, 외광의 반사를 저감할 수 있다. 액정 소자(180)로서 사용되는 액정 소자의 셀 갭, 배향, 및 구동 전압 등은 원하는 콘트라스트가 얻어지도록, 편광판의 종류에 따라 제어된다.
또한 다양한 광학 부재를 기판(361)의 외측 면에 배치할 수 있다. 광학 부재의 예에는 편광판, 위상차판, 광 확산층(예를 들어 확산 필름), 반사 방지층(anti-reflective layer), 및 집광 필름이 포함된다. 또한 먼지의 부착을 방지하는 대전 방지막, 얼룩(stain)의 부착을 억제하는 발수막, 또는 사용에 의하여 일어나는 흠집의 발생을 억제하는 하드 코트막 등을 기판(361)의 외측 면에 배치하여도 좋다.
기판(351 및 361)의 각각에는 유리, 석영, 세라믹, 사파이어, 또는 유기 수지 등을 사용할 수 있다. 가요성 재료를 사용하여 기판(351 및 361)을 형성하면, 표시 장치의 가요성을 높일 수 있다.
예를 들어 VA(vertical alignment) 모드를 가지는 액정 소자를 액정 소자(180)로서 사용할 수 있다. 수직 배향 모드의 예에는 MVA(multi-domain vertical alignment) 모드, PVA(patterned vertical alignment) 모드, 및 ASV(advanced super view) 모드가 포함된다.
다양한 모드를 가지는 액정 소자를 액정 소자(180)로서 사용할 수 있다. 예를 들어 VA 모드 대신에, TN(twisted nematic) 모드, IPS(in-plane switching) 모드, FFS(fringe field switching) 모드, ASM(axially symmetric aligned micro-cell) 모드, OCB(optically compensated birefringence) 모드, FLC(ferroelectric liquid crystal) 모드, 또는 AFLC(antiferroelectric liquid crystal) 모드, STN(super twisted nematic) 모드, TBA(transverse bend alignment) 모드, ECB(electrically controlled birefringence) 모드, 또는 게스트-호스트 모드 등을 사용한 액정 소자를 사용할 수 있다.
액정 소자는 액정의 광학적 변조 작용을 이용하여 광의 투과 또는 비투과를 제어하는 소자이다. 액정의 광학 변조 작용은 액정에 인가되는 전계(수평 전계, 수직 전계, 및 경사 전계를 포함함)에 의하여 제어된다. 액정 소자에 사용되는 액정으로서, 서모트로픽 액정, 저분자 액정, 고분자 액정, PDLC(polymer dispersed liquid crystal), PNLC(polymer network liquid crystal), 강유전성 액정, 또는 반강유전성 액정 등을 사용할 수 있다. 이러한 액정 재료는, 조건에 따라, 콜레스테릭상, 스멕틱상, 큐빅상, 키랄 네마틱상, 또는 등방상 등을 나타낸다.
액정 재료로서는, 포지티브형 액정 또는 네거티브형 액정을 사용하여도 좋고, 사용되는 모드 또는 설계에 따라 적절한 액정 재료를 사용할 수 있다.
액정의 배향을 제어하기 위하여, 배향막을 제공할 수 있다. 수평 전계 모드를 채용하는 경우, 배향막이 불필요한 블루상(blue phase)을 나타내는 액정을 사용하여도 좋다. 블루상은, 콜레스테릭 액정의 온도가 상승되는 동안에 콜레스테릭상이 등방상으로 전이하기 직전에 생성되는 액정상 중 하나이다. 블루상은 좁은 온도 범위에서만 나타나기 때문에, 온도 범위를 개선하기 위하여, 수중량% 이상을 차지하도록 키랄제를 혼합한 액정 조성물을 액정에 사용한다. 블루상을 나타내는 액정 및 키랄제를 포함하는 액정 조성물은 응답 속도가 짧고, 광학적 등방성을 가진다. 또한 블루상을 나타내는 액정 및 키랄제를 포함하는 액정 조성물은 배향 처리가 불필요하고 시야각 의존성이 작다. 배향막을 제공할 필요가 없기 때문에 러빙 처리가 필요하지 않고, 이에 따라 러빙 처리에 기인하는 정전기 방전 대미지를 방지할 수 있고, 제작 공정에서의 액정 표시 장치의 불량 및 대미지를 저감할 수 있다.
반사형 액정 소자를 사용하는 경우, 표시면 측에 편광판(135)을 제공한다. 또한 표시면 측에 광 확산판을 제공하여 시인성을 향상시키는 것이 바람직하다.
편광판(135)의 외측에 프런트 라이트를 제공하여도 좋다. 프런트 라이트로서는, 에지 라이트형(edge-light) 프런트 라이트를 사용하는 것이 바람직하다. 소비전력을 저감하기 위하여 LED를 포함하는 프런트 라이트를 사용하는 것이 바람직하다.
발광 소자, 트랜지스터, 절연층, 도전층, 접착층, 및 접속층 등에 사용할 수 있는 재료에 대해서는, 실시형태 1에서의 설명을 참조할 수 있다.
<응용예>
본 발명의 일 형태에서, 터치 센서가 제공된 표시 장치(이하에서 입출력 장치 또는 터치 패널이라고도 함)를 제작할 수 있다.
본 발명의 일 형태의 입출력 장치에 포함되는 검지 소자에는 특별한 한정은 없다. 또한 손가락 또는 스타일러스 등의 피검지체의 근접 또는 접촉을 검지할 수 있는 다양한 센서를 검지 소자로서 사용할 수 있다.
예를 들어, 센서에는 정전 용량(capacitive) 방식, 저항막(resistive) 방식, 표면 탄성파 방식, 적외선 방식, 광학 방식, 및 감압 방식 등 다양한 방식을 사용할 수 있다.
본 실시형태에서는, 정전 용량 방식 검지 소자를 포함하는 입출력 장치를 예로서 설명한다.
정전 용량 방식 검지 소자의 예에는 표면형 정전 용량 방식 검지 소자 및 투영형 정전 용량 방식 검지 소자가 포함된다. 투영형 정전 용량 방식 검지 소자의 예에는 자기 용량 방식 검지 소자 및 상호 용량 방식 검지 소자가 포함된다. 상호 용량 방식 검지 소자를 사용하면 여러 지점을 동시에 검지할 수 있어 바람직하다.
본 발명의 일 형태의 입출력 장치는, 따로따로 형성한 표시 장치와 검지 소자를 서로 접합하는 구조, 및 표시 패널에 포함되는 한 쌍의 기판 중 한쪽 또는 양쪽 위에, 검지 소자에 포함되는 전극 등이 제공되는 구조를 포함하는 다양한 구조 중 임의의 것을 가질 수 있다.
따로따로 형성한 표시 장치 및 검지 소자를 서로 접합한 구조를 가지는 입출력 장치에 대하여 아래에서 설명한다. 도 31 및 도 35는 각각 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 제작 방법의 흐름도를 나타낸 것이다. 도 32 그리고 도 33의 (A) 및 (B)는 제작 중의 표시 장치의 단면도이다. 도 32는 도 31의 단계 S6에 대응한다. 마찬가지로 도 33의 (A) 및 (B)는 각각 단계 S7 및 단계 S8에 대응한다. 도 36 및 도 37은 제작 중의 표시 장치의 단면도이다. 도 36은 도 35의 단계 S26에 대응한다. 마찬가지로, 도 37은 단계 S27에 대응한다.
도 31에 나타낸 바와 같이, 형성 기판(14) 위에 금속층(19)을 형성한다(단계 S1). 다음으로, 금속층(19)을 산화시켜 금속 산화물층(20)을 형성한다(단계 S2). 여기서는, 금속층(19)은 H2O 플라스마 처리를 수행하여 산화시킴으로써, 금속 산화물층(20)을 형성한다. 금속 산화물층(20)의 형성 방법에 대해서는 실시형태 1을 참조할 수 있다.
다음으로, 금속 산화물층(20) 위에 제 1 층(24)을 형성한다(단계 S3). 그리고, 제 1 층(24)을 경화하여 수지층(23)을 형성한다(단계 S4). 여기서는, 제 1 층(24)을 도포하고 베이킹을 수행하여 수지층(23)을 형성한다. 수지층(23)의 형성 방법에 대해서는 실시형태 1을 참조할 수 있다.
이어서, 수지층(23) 위에 트랜지스터 등을 형성한다(단계 S5). 다음으로, 트랜지스터에 전기적으로 접속되는 발광 소자를 형성하고 밀봉한다(단계 S6). 수지층(23) 위에 형성하는 구성 요소에 대해서는 도 32를 참조하여 설명한다. 또한 이미 설명한 구성 요소에 대해서는 상술한 설명을 참조할 수 있다.
도 32에 도시된 바와 같이, 형성 기판(14) 위에 금속 산화물층(20)이 형성되고 금속 산화물층(20) 위에 수지층(23)이 형성된다. 수지층(23) 위에 절연층(115)이 형성된다. 절연층(115)은 배리어성이 높은 것이 바람직하다. 절연층(115)에는 질화 실리콘막이 적합하게 사용된다. 절연층(115) 위에는 전극(311a), 전극(311b), 및 전극(311c)이 이 순서대로 적층된다. 전극(311a)의 단부 및 전극(311c)의 단부는 전극(311b)의 단부보다 외측에 위치하고 서로 접한다. 가시광을 투과시키는 도전막이 전극(311a 및 311c)에 사용된다. 가시광을 반사하는 도전막이 전극(311b)에 사용된다. 전극(311b)에는 개구(451)가 제공된다. 개구(451)는 발광 소자(170)의 발광 영역과 중첩된다. 전극(311c) 위에 절연층(220a)이 제공되고, 절연층(220a) 위에 도전층(224)이 제공되고, 도전층(224) 위에 절연층(220b)이 제공된다. 도전층(224)은 용량 소자의 한쪽 전극으로서 기능한다. 절연층(220b) 위에는 트랜지스터(203), 트랜지스터(205), 및 트랜지스터(206)가 제공된다. 트랜지스터(206)의 소스 및 드레인 중 한쪽은 접속부(207)에서 전극(311c)에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(205)는 2개의 게이트를 포함한다. 이들 2개의 게이트는 서로 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(205)의 소스 및 드레인 중 한쪽은 도전층(228)을 통하여 발광 소자(170)의 전극(191)에 전기적으로 접속된다. 이들 트랜지스터는 절연층(212, 213, 및 214) 그리고 절연층(225 및 215)으로 덮인다. 이들 절연층 중 하나 이상은 배리어성이 높은 것이 바람직하다. 도 32는 절연층(213) 및 절연층(225)에 배리어성이 높은 재료를 사용한 예를 도시한 것이다. 절연층(213)은 절연층(220a), 절연층(220b), 및 절연층(212) 등의 단부를 덮어 제공된다. 절연층(225)은 절연층(214)의 단부를 덮어 제공된다. 피복막(226)은 가시광을 반사하는 막이다. 피복막(226)은 발광 소자(170)로부터의 광의 일부를 반사하여 그 광의 일부를 개구(451) 측으로 공급하는 기능을 가진다. 렌즈(227)는 발광 소자(170)로부터의 광을 투과시키는 기능을 가진다. 렌즈(227)는 발광 소자(170)의 발광 영역과 중첩된다. 발광 소자(170)는 전극(191), EL층(192), 및 전극(193)을 포함한다. EL층(192)은 부화소마다 별도로 형성된다. 전극(191)의 단부는 절연층(216)으로 덮인다. 절연층(217)은 스페이서로서 기능한다. 발광 소자(170) 및 기판(351)은 접착층(142)에 의하여 서로 접합된다.
절연층(214) 및 절연층(215) 중 한쪽 또는 양쪽에는, 굴절률이 1.55 또는 약 1.55인 재료, 굴절률이 1.66 또는 약 1.66인 재료, 아크릴 수지, 또는 폴리이미드 수지 등을 사용할 수 있다.
피복막(226)에는 금속을 사용할 수 있다. 구체적으로는 은을 포함하는 재료, 은 및 팔라듐을 포함하는 재료, 또는 은 및 구리를 포함하는 재료 등을 사용하여 피복막(226)을 형성할 수 있다.
렌즈(227)의 굴절률은 1.3 이상 2.5 이하인 것이 바람직하다. 렌즈(227)는 무기 재료 및 유기 재료의 한쪽 또는 양쪽을 사용하여 형성할 수 있다.
렌즈(227)를 위한 재료의 예에는 산화물 또는 황화물을 포함하는 재료 및 수지를 포함하는 재료가 포함된다. 구체적으로는 산화 세륨, 산화 하프늄, 산화 란타넘, 산화 마그네슘, 산화 나이오븀, 산화 탄탈럼, 산화 타이타늄, 산화 이트륨, 산화 아연, 인듐 및 주석을 포함하는 산화물, 인듐, 갈륨, 및 아연을 포함하는 산화물, 또는 황화 아연 등을, 산화물 또는 황화물을 포함하는 재료로서 사용할 수 있다. 구체적으로는, 염소, 브로민, 또는 아이오딘이 도입된 수지, 중금속 원자가 도입된 수지, 방향 고리가 도입된 수지, 또는 황이 도입된 수지 등을, 수지를 포함하는 재료로서 사용할 수 있다. 또는, 수지 및 이 수지보다 굴절률이 높은 재료의 나노 입자를 포함하는 재료를 사용하여 렌즈(227)를 형성할 수 있다. 나노 입자에는 산화 타이타늄 또는 산화 지르코늄 등을 사용할 수 있다.
다음으로, 형성 기판(14)으로부터 트랜지스터 등을 박리하고 기판(351) 측으로 전치한다(단계 S7). 여기서는, 형성 기판(14)을 통하여 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면 또는 그 근방을 레이저광으로 조사한다. 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면에서 분리가 일어나 수지층(23)이 노출된다(도 33의 (A)).
다음으로, 수지층(23)을 제거하여 절연층(115)을 노출시킨다(단계 S8). 또한 절연층(115)의 일부 또는 전체를 제거하여 전극(311a)을 노출시켜도 좋다. 배리어성이 높은 절연층(115)이 잔존하면, 트랜지스터 또는 발광 소자(170)로의 물 침입이 방지될 수 있고, 이에 의하여 표시 장치의 신뢰성을 높일 수 있다. 여기서는, 애싱에 의하여 수지층(23)을 제거한다(도 33의 (B)).
이어서, 액정 소자(180)를 형성한다(단계 S9). 절연층(115)(또는 전극(311a)) 위에 배향막(133a)을 형성한다. 기판(361)의 한쪽 면에는 착색층(131), 절연층(121), 절연층(232), 전극(113), 절연층(117), 및 배향막(133b)을 이 순서대로 형성한다. 도 34는 착색층(131)이 발광 소자(170)의 발광 영역과 중첩되지 않은 예를 도시한 것이지만, 착색층(131)은 발광 소자(170)의 발광 영역과 중첩되어도 좋다. 절연층(121)은 오버코트로서 기능한다. 절연층(232)으로서는, 배리어성이 높은 절연막이 적합하게 사용된다. 전극(113)은 액정 소자(180)의 공통 전극으로서 기능한다. 절연층(117)은 액정 소자(180)의 셀 갭을 유지하는 스페이서로서 기능한다. 절연층(117)은 가시광을 투과시킨다.
액정 소자(180)는, 배향막(133a)과 배향막(133b) 사이에 액정층(112)이 끼워지도록 기판(351)과 기판(361)을 접합함으로써 형성한다. 액정 소자(180)는 전극(311a), 전극(311b), 전극(311c), 액정층(112), 및 전극(113)을 포함한다.
또한 기판(361)의 다른 쪽 면에 확산막(233) 및 편광판(135)을 접합한다. 한쪽 면에 터치 센서가 제공된 기판(235)을 편광판(135)에 접합한다. 또한 도 34에서는 일부분에는 접착층이 도시되지 않았다. 기판(235)의 다른 쪽 면에 반사 방지 가공을 수행하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 눈부심 방지(anti-glare) 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 반사를 저감하도록 표면의 요철에 의하여 반사광을 확산시킬 수 있다. 터치 센서의 도전층(234a)과 도전층(234b) 사이에는 절연층(234c)이 제공된다. 도전층(234b)은 절연층(234d)으로 덮인다.
상술한 단계를 거쳐, 도 34의 입출력 장치(310A)를 형성할 수 있다. 그 후, FPC 및 IC 등을 실장하고(단계 S10), 표시를 확인할 수 있다(단계 S11).
도 31의 흐름도는 형성 기판(14)으로부터 박리된 수지층(23)을 제거하는 단계를 포함한다. 한편, 도 35는 이 단계가 없는 흐름도이다.
도 35에 나타낸 바와 같이, 먼저 형성 기판(14) 위에 금속층(19)을 형성한다(단계 S21). 다음으로, 금속층(19)을 산화시켜 금속 산화물층(20)을 형성한다(단계 S22). 여기서는, H2O 플라스마 처리를 수행하여 금속층(19)을 산화시킴으로써 금속 산화물층(20)을 형성한다. 금속 산화물층(20)의 형성 방법에 대해서는 실시형태 1을 참조할 수 있다.
다음으로, 금속 산화물층(20) 위에 제 1 층(24)을 형성한다(단계 S23). 그리고, 제 1 층(24)을 경화하여 수지층(23)을 형성한다(단계 S24). 여기서는, 제 1 층(24)을 도포하고 베이킹을 수행함으로써 수지층(23)을 형성한다. 수지층(23)의 형성 방법에 대해서는 실시형태 1을 참조할 수 있다. 또한 여기서는 개구를 포함하는 수지층(23)을 형성한다. 예를 들어, 수지층(23) 중 도전층을 노출시키고자 하는 부분에 개구를 제공함으로써, 박리 후에 수지층(23)을 제거하지 않고 도전층을 노출시킬 수 있다. 수지층(23)의 가시광 투과율이 낮은 경우에는, 수지층(23) 중 광이 추출되는 부분에 개구를 제공함으로써, 박리 후에 수지층(23)을 제거하지 않고 광 추출 효율의 저하를 방지할 수 있다.
다음으로, 금속 산화물층(20) 및 수지층(23) 위에 트랜지스터 등을 형성한다(단계 S25). 이이서, 트랜지스터에 전기적으로 접속되는 발광 소자를 형성하고 밀봉한다(단계 S26). 도 36을 참조하여 구성 요소에 대하여 설명한다. 또한 이미 설명한 구성 요소에 대해서는 상술한 설명을 참조할 수 있다.
도 36에 도시된 바와 같이, 형성 기판(14) 위에 금속 산화물층(20)이 형성되고, 금속 산화물층(20) 위에 수지층(23)이 형성된다. 수지층(23)에는 개구가 제공된다. 수지층(23)이 제공되지 않은 부분은, 금속 산화물층(20)과 전극(311a)이 서로 접하는 영역 및 금속 산화물층(20)과 절연층(213)이 서로 접하는 영역을 포함한다. 금속 산화물층(20) 및 수지층(23) 위에는 전극(311a), 전극(311b), 및 전극(311c)이 이 순서대로 적층된다. 전극(311a)의 단부 및 전극(311c)의 단부는 전극(311b)의 단부보다 외측에 위치하고 서로 접한다. 가시광을 투과시키는 도전막이 전극(311a 및 311c)에 사용된다. 가시광을 반사하는 도전막이 전극(311b)에 사용된다. 발광 소자(170)의 발광 영역은 전극들과 중첩되지 않는 부분에 제공된다. 전극(311c) 위에 절연층(220a)이 제공되고, 절연층(220a) 위에 도전층(224)이 제공되고, 도전층(224) 위에 절연층(220b)이 제공된다. 도전층(224)은 용량 소자의 한쪽 전극으로서 기능한다. 절연층(220b) 위에는 트랜지스터(203), 트랜지스터(205), 및 트랜지스터(206)가 제공된다. 트랜지스터(206)의 소스 및 드레인 중 한쪽은 접속부(207)에서 전극(311c)에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(205)는 2개의 게이트를 포함한다. 이들 2개의 게이트는 서로 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(205)의 소스 및 드레인 중 한쪽은 도전층(228)을 통하여 발광 소자(170)의 전극(191)에 전기적으로 접속된다. 이들 트랜지스터 각각은 절연층(212 내지 215 및 225)으로 덮인다. 이들 절연층 중 하나 이상은 배리어성이 높은 것이 바람직하다. 도 36은 절연층(213) 및 절연층(225)에 배리어성이 높은 재료를 사용한 예를 도시한 것이다. 절연층(213)은 절연층(220a), 절연층(220b), 및 절연층(212) 등의 단부를 덮어 제공된다. 절연층(225)은 절연층(214)의 단부를 덮어 제공된다. 피복막(226)은 가시광을 반사하는 막이다. 피복막(226)은 발광 소자(170)로부터의 광의 일부를 반사하고 그 광의 일부를 도면 아래로 공급하는 기능을 가진다. 렌즈(227)는 발광 소자(170)로부터의 광을 투과시키는 기능을 가진다. 렌즈(227)는 발광 소자(170)의 발광 영역과 중첩된다. 발광 소자(170)는 전극(191), EL층(192), 및 전극(193)을 포함한다. EL층(192)은 부화소마다 별도로 형성된다. 전극(191)의 단부는 절연층(216)으로 덮인다. 절연층(217)은 스페이서로서 기능한다. 발광 소자(170) 및 기판(351)은 접착층(142)에 의하여 서로 접합된다.
다음으로, 형성 기판(14)으로부터 트랜지스터 등을 박리하고 기판(351) 측으로 전치한다(단계 S27). 여기서는, 형성 기판(14)을 통하여 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면 또는 그 근방을 레이저광으로 조사한다. 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면에서 분리가 일어나 수지층(23)이 노출된다(도 37). 수지층(23)이 제공되지 않은 부분에서는 금속 산화물층(20)과 전극(311a) 사이의 계면에서 분리가 일어나 전극(311a)이 노출된다(도 37). 전극(311a)은 금속 산화물층(20)에 대한 밀착성이 낮은 재료를 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 전극(311a)과 금속 산화물층(20) 사이의 접촉 면적이 작으면, 이 계면에서의 분리가 일어나기 쉬워지기 때문에 바람직하다.
그 후, 액정 소자(180)를 형성한다(단계 S28). 수지층(23) 및 전극(311a) 위에 배향막(133a)을 형성한다. 기판(361)의 한쪽 면에는 착색층(131), 절연층(121), 절연층(232), 전극(113), 절연층(117), 및 배향막(133b)을 이 순서대로 형성한다. 이들 구성 요소는 도 34의 구성 요소와 같기 때문에 설명은 생략한다.
액정 소자(180)는, 배향막(133a)과 배향막(133b) 사이에 액정층(112)이 끼워지도록 기판(351)과 기판(361)을 접합함으로써 형성한다. 액정 소자(180)는 전극(311a), 전극(311b), 전극(311c), 액정층(112), 및 전극(113)을 포함한다.
또한 기판(361)의 다른 쪽 면에 확산막(233) 및 편광판(135)을 접합한다. 한쪽 면에 터치 센서가 제공된 기판(235)을 편광판(135)에 접합한다. 이들 구성 요소는 도 34의 구성 요소와 같기 때문에 설명은 생략한다.
상술한 단계를 거쳐, 도 38의 입출력 장치(310B)를 형성할 수 있다. 그 후, FPC 및 IC 등을 실장하고(단계 S29), 표시를 확인할 수 있다(단계 S30).
상술한 바와 같이, 본 실시형태의 표시 장치는 2종류의 표시 소자를 포함하기 때문에, 복수의 표시 모드 간의 전환이 가능하다. 그러므로 표시 장치는 주위의 밝기에 상관없이 높은 시인성을 가질 수 있어, 편리성이 높아진다.
본 실시형태는 다른 임의의 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 4)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태에서 설명한 트랜지스터에 적용할 수 있는 금속 산화물에 대하여 설명한다. 특히, 금속 산화물 및 CAC(cloud-aligned composite)-OS에 대하여 아래에서 자세히 설명한다.
CAC-OS 또는 CAC metal oxide는 재료의 일부에서 도전성 기능을 가지고, 재료의 다른 일부에서 절연성 기능을 가지고, 전체로서는 CAC-OS 또는 CAC metal oxide는 반도체의 기능을 가진다. CAC-OS 또는 CAC metal oxide가 트랜지스터의 채널 형성 영역에 사용되는 경우, 도전성 기능은 캐리어로서 기능하는 전자(또는 정공)를 흘리게 하기 위한 것이고, 절연성 기능은 캐리어로서 기능하는 전자를 흘리지 않게 하기 위한 것이다. 도전성 기능과 절연성 기능의 상보적인 작용에 의하여, CAC-OS 또는 CAC metal oxide는 스위칭 기능(온/오프 기능)을 가질 수 있다. CAC-OS 또는 CAC metal oxide에서는, 기능을 분리함으로써 각 기능을 최대화시킬 수 있다.
CAC-OS 또는 CAC metal oxide는 도전성 영역 및 절연성 영역을 포함한다. 도전성 영역은 상술한 도전성 기능을 가지고, 절연성 영역은 상술한 절연성 기능을 가진다. 재료 내의 도전성 영역 및 절연성 영역은 나노 입자 레벨로 분리되어 있는 경우가 있다. 도전성 영역 및 절연성 영역은 재료 내에서 고르지 않게 분포되어 있는 경우가 있다. 도전성 영역은 그 경계가 흐릿해져 클라우드상(cloud-like)으로 연결되어 있는 것이 관찰되는 경우가 있다.
또한 CAC-OS 또는 CAC metal oxide에서, 도전성 영역 및 절연성 영역 각각은 0.5nm 이상 10nm 이하, 바람직하게는 0.5nm 이상 3nm 이하의 크기를 가지고, 재료 내에서 분산되어 있는 경우가 있다.
CAC-OS 또는 CAC metal oxide는 밴드 갭이 상이한 성분을 포함한다. 예를 들어, CAC-OS 또는 CAC metal oxide는 절연성 영역에 기인하는 와이드 갭(wide gap)을 가지는 성분 및 도전성 영역에 기인하는 내로 갭(narrow gap)을 가지는 성분을 포함한다. 이러한 구성의 경우, 내로 갭을 가지는 성분에서 캐리어가 주로 흐른다. 내로 갭을 가지는 성분은 와이드 갭을 가지는 성분을 보완하고, 내로 갭을 가지는 성분과 연동하여 와이드 갭을 가지는 성분에서도 캐리어가 흐른다. 그러므로, 상술한 CAC-OS 또는 CAC metal oxide를 트랜지스터의 채널 형성 영역에 사용하는 경우, 트랜지스터의 온 상태에서의 높은 전류 구동 능력, 즉 높은 온 상태 전류 및 높은 전계 효과 이동도를 얻을 수 있다.
바꿔 말하면, CAC-OS 또는 CAC-metal oxide를 매트릭스 복합재(matrix composite) 또는 금속 매트릭스 복합재(metal matrix composite)라고 부를 수 있다.
CAC-OS는 예를 들어 금속 산화물에 포함되는 원소가 고르지 않게 분포되어 있는 구성을 가진다. 고르지 않게 분포된 원소를 포함하는 각 재료는 0.5nm 이상 10nm 이하, 바람직하게는 1nm 이상 2nm 이하, 또는 이와 유사한 크기를 가진다. 또한 아래에서 설명하는 금속 산화물에서, 하나 이상의 금속 원소가 고르지 않게 분포되어 있고 이 금속 원소(들)를 포함하는 영역이 혼합되어 있는 상태를 모자이크 패턴 또는 패치상 패턴이라고 한다. 그 영역은 0.5nm 이상 10nm 이하, 바람직하게는 1nm 이상 2nm 이하, 또는 이와 유사한 크기를 가진다.
또한 금속 산화물은 적어도 인듐을 포함하는 것이 바람직하다. 특히, 인듐 및 아연을 포함하는 것이 바람직하다. 또한 알루미늄, 갈륨, 이트륨, 구리, 바나듐, 베릴륨, 붕소, 실리콘, 타이타늄, 철, 니켈, 저마늄, 지르코늄, 몰리브데넘, 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 하프늄, 탄탈럼, 텅스텐, 및 마그네슘 등이 포함되어도 좋다.
예를 들어 CAC-OS 중, CAC 구성을 가지는 In-Ga-Zn 산화물(이러한 In-Ga-Zn 산화물을 특히 CAC-IGZO라고 하여도 좋음)은 산화 인듐(InO X 1, 여기서 X1은 0보다 큰 실수(實數)) 또는 인듐 아연 산화물(In X 2Zn Y 2O Z 2, 여기서 X2, Y2, 및 Z2는 0보다 큰 실수)와, 산화 갈륨(GaO X 3, 여기서 X3은 0보다 큰 실수) 또는 갈륨 아연 산화물(Ga X 4Zn Y 4O Z 4, 여기서 X4, Y4, 및 Z4는 0보다 큰 실수)로 재료가 분리되어 모자이크 패턴이 형성되는 구성을 가진다. 그리고, 모자이크 패턴을 형성하는 InO X 1 또는 In X 2Zn Y 2O Z 2가 막 내에 균일하게 분포되어 있다. 이 구성을 클라우드상 구성이라고도 한다.
즉, CAC-OS는 GaO X 3을 주성분으로 포함하는 영역과, In X 2Zn Y 2O Z 2 또는 InO X 1을 주성분으로 포함하는 영역이 혼합되어 있는 구성을 가진 복합 금속 산화물이다. 또한 본 명세서에서, 예를 들어 제 1 영역에서의 원소 M에 대한 In의 원자수비가 제 2 영역에서의 원소 M에 대한 In의 원자수비보다 클 때, 제 1 영역은 제 2 영역보다 In 농도가 높다.
또한 IGZO로서, In, Ga, Zn, 및 O를 포함하는 화합물도 알려져 있다. IGZO의 대표적인 예에는 InGaO3(ZnO) m 1(m1은 자연수)로 나타내어지는 결정성 화합물 및 In(1+ x 0)Ga(1- x 0)O3(ZnO) m 0(-1≤x0≤1, m0은 임의의 수)로 나타내어지는 결정성 화합물이 포함된다.
상기 결정성 화합물은 단결정 구조, 다결정 구조, 또는 CAAC(c-axis-aligned crystalline) 구조를 가진다. 또한 CAAC 구조는 복수의 IGZO 나노 결정이 c축 배향을 가지고 a-b면 방향에서는 배향하지 않고 연결되어 있는 결정 구조이다.
한편, CAC-OS는 금속 산화물의 재료 구성에 관한 것이다. In, Ga, Zn, 및 O를 포함하는 CAC-OS의 재료 구성에서, Ga을 주성분으로 포함하는 나노 입자 영역이 CAC-OS의 일부에 관찰되고, In을 주성분으로 포함하는 나노 입자 영역이 일부에 관찰된다. 이들 나노 입자 영역은 무작위로 분산되어 모자이크 패턴을 형성한다. 그러므로, 이 결정 구조는 CAC-OS에서 부차적인 요소이다.
또한 CAC-OS에서, 원자수비가 상이한 2개 이상의 막을 포함하는 적층 구조는 포함되지 않는다. 예를 들어 In을 주성분으로 포함하는 막과 Ga을 주성분으로 포함하는 막의 2층 구조는 포함되지 않는다.
GaO X 3을 주성분으로 포함하는 영역과 In X 2Zn Y 2O Z 2 또는 InO X 1을 주성분으로 포함하는 영역의 경계가 명확하게 관찰되지 않는 경우가 있다.
CAC-OS에서 갈륨 대신에, 알루미늄, 이트륨, 구리, 바나듐, 베릴륨, 붕소, 실리콘, 타이타늄, 철, 니켈, 저마늄, 지르코늄, 몰리브데넘, 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 하프늄, 탄탈럼, 텅스텐, 및 마그네슘 등 중 하나 이상이 포함되는 경우, CAC-OS의 일부에 선택된 금속 원소(들)를 주성분으로 포함하는 나노 입자 영역이 관찰되고, 그 일부에 In을 주성분으로 포함하는 나노 입자 영역이 관찰되고, 이들 나노 입자 영역은 CAC-OS에서 무작위로 분산되어 모자이크 패턴을 형성한다.
예를 들어 기판을 의도적으로 가열하지 않는 조건하에서 스퍼터링법에 의하여 CAC-OS를 형성할 수 있다. 스퍼터링법에 의하여 CAC-OS를 형성하는 경우, 퇴적 가스로서, 불활성 가스(대표적으로는 아르곤), 산소 가스, 및 질소 가스 중에서 선택된 하나 이상을 사용하여도 좋다. 퇴적 시의 퇴적 가스의 총유량에 대한 산소 가스의 유량비는 가능한 한 낮은 것이 바람직하고, 예를 들어 산소 가스의 유량비는 0% 이상 30% 미만인 것이 바람직하고, 0% 이상 10% 이하인 것이 더 바람직하다.
CAC-OS는 X선 회절(XRD) 측정 방법인, out-of-plane법에 의한 θ/2θ 스캔을 사용한 측정에서 명확한 피크가 관찰되지 않는다는 특징을 가진다. 즉, X선 회절은 측정 영역에서 a-b면 방향 및 c축 방향에서의 배향성을 나타내지 않는다.
프로브 직경 1nm의 전자 빔(나노미터 크기의 전자 빔이라고도 함)을 사용한 조사에 의하여 얻어지는, CAC-OS의 전자 회절 패턴에서, 휘도가 높은 링 형상의 영역, 및 이 링 형성의 영역에서 복수의 휘점이 관찰된다. 그러므로, 전자 회절 패턴은 CAC-OS의 결정 구조가, 평면 방향 및 단면 방향에서 배향성이 없는 나노 결정(nc) 구조를 포함하는 것을 가리킨다.
예를 들어 에너지 분산형 X선 분광법(EDX)의 매핑 화상으로부터, CAC 구성을 가지는 In-Ga-Zn 산화물은 GaO X 3을 주성분으로 포함하는 영역 및 In X 2Zn Y 2O Z 2 또는 InO X 1을 주성분으로 포함하는 영역이 고르지 않게 분포되고 혼합되어 있는 구조를 가지는 것이 확인된다.
CAC-OS는 금속 원소가 균일하게 분포된 IGZO 화합물과는 상이한 구조를 가지고, IGZO 화합물과 상이한 특징을 가진다. 즉, CAC-OS에서, GaO X 3 등을 주성분으로 포함하는 영역 및 In X 2Zn Y 2O Z 2 또는 InO X 1을 주성분으로 포함하는 영역은 분리되어, 모자이크 패턴을 형성한다.
In X 2Zn Y 2O Z 2 또는 InO X 1을 주성분으로 포함하는 영역의 도전성은, GaO X 3 등을 주성분으로 포함하는 영역의 도전성보다 높다. 바꿔 말하면 In X 2Zn Y 2O Z 2 또는 InO X 1을 주성분으로 포함하는 영역을 캐리어가 흐를 때, 산화물 반도체의 도전성이 발현된다. 따라서, In X 2Zn Y 2O Z 2 또는 InO X 1을 주성분으로 포함하는 영역이 산화물 반도체에서 클라우드상으로 분포되는 경우, 높은 전계 효과 이동도(μ)를 실현할 수 있다.
한편, GaO X 3 등을 주성분으로 포함하는 영역의 절연성은 In X 2Zn Y 2O Z 2 또는 InO X 1을 주성분으로 포함하는 영역의 절연성보다 높다. 바꿔 말하면 GaO X 3 등을 주성분으로 포함하는 영역이 산화물 반도체에 분포되면, 누설 전류를 억제할 수 있고 양호한 스위칭 동작을 실현할 수 있다.
따라서, CAC-OS를 반도체 소자에 사용한 경우, GaO X 3 등에서 유래하는 절연성과 In X 2Zn Y 2O Z 2 또는 InO X 1에서 유래하는 도전성이 서로를 보완함으로써, 높은 온 상태 전류(Ion) 및 높은 전계 효과 이동도(μ)를 실현할 수 있다.
CAC-OS를 포함하는 반도체 소자는 신뢰성이 높다. 따라서, CAC-OS는 디스플레이로 대표되는 다양한 반도체 장치에 적합하게 사용된다.
본 실시형태는 다른 임의의 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 5)
본 실시형태에서는, 본 발명의 형태의 표시 모듈 및 전자 기기에 대하여 설명한다.
도 39의 (A)의 표시 모듈(8000)에서는, 상부 커버(8001)와 하부 커버(8002) 사이에, FPC(8005)에 접속된 표시 패널(8006), 프레임(8009), 인쇄 회로 기판(8010), 및 배터리(8011)가 제공된다.
본 발명의 일 형태를 사용하여 제작한 표시 장치를, 예를 들어 표시 패널(8006)에 사용할 수 있다. 이로써, 높은 수율로 표시 모듈을 제작할 수 있다.
상부 커버(8001) 및 하부 커버(8002)의 형상 및 크기는 표시 패널(8006)의 크기에 따라 적절히 변경할 수 있다.
표시 패널(8006)과 중첩되도록 터치 패널을 제공하여도 좋다. 터치 패널은 저항막 터치 패널 또는 정전 용량 터치 패널로 할 수 있고, 표시 패널(8006)과 중첩하여 형성할 수 있다. 터치 패널을 제공하는 것 대신, 표시 패널(8006)이 터치 패널 기능을 가져도 좋다.
프레임(8009)은 표시 패널(8006)을 보호하고, 인쇄 회로 기판(8010)의 동작에 의하여 발생하는 전자기파를 차단하기 위한 전자기 실드로서 기능한다. 프레임(8009)은 방열판으로도 기능할 수 있다.
인쇄 회로 기판(8010)은 전원 회로, 및 비디오 신호와 클럭 신호를 출력하기 위한 신호 처리 회로를 포함한다. 전원 회로에 전력을 공급하기 위한 전원으로서는 외부 상용 전원 또는 별도 제공된 배터리(8011)를 사용하여도 좋다. 상용 전원을 사용하는 경우에는 배터리(8011)를 생략할 수 있다.
표시 모듈(8000)에 편광판, 위상차판, 또는 프리즘 시트 등의 부재를 추가적으로 제공하여도 좋다.
도 39의 (B)는 광학 터치 센서를 가진 표시 모듈(8000)의 단면 모식도이다.
표시 모듈(8000)은 인쇄 회로 기판(8010)에 제공되는 발광부(8015) 및 수광부(8016)를 포함한다. 상부 커버(8001)와 하부 커버(8002)에 의하여 둘러싸인 영역에 한 쌍의 도광부(도광부(8017a) 및 도광부(8017b))가 제공된다.
예를 들어, 상부 커버(8001) 및 하부 커버(8002)에는 플라스틱 등을 사용할 수 있다. 상부 커버(8001) 및 하부 커버(8002)는 각각 얇게 할 수 있다. 예를 들어, 각 커버의 두께를 0.5mm 이상 5mm 이하로 할 수 있다. 따라서, 표시 모듈(8000)을 현저히 가볍게 할 수 있다. 상부 커버(8001) 및 하부 커버(8002)는 적은 재료로 제작할 수 있기 때문에, 제작 비용을 줄일 수 있다.
표시 패널(8006)은 프레임(8009)을 개재하여 인쇄 회로 기판(8010) 및 배터리(8011)와 중첩된다. 표시 패널(8006) 및 프레임(8009)은 도광부(8017a) 및 도광부(8017b)에 고정된다.
발광부(8015)로부터 방출된 광(8018)은 도광부(8017a)를 통하여 표시 패널(8006) 위를 이동하고, 도광부(8017b)를 통하여 수광부(8016)에 도달한다. 예를 들어, 손가락 또는 스타일러스 등의 피검지체에 의한 광(8018)의 차단을 터치 동작으로서 검출할 수 있다.
복수의 발광부(8015)가 예를 들어, 표시 패널(8006)의 인접한 2변을 따라 제공된다. 복수의 수광부(8016)가 발광부(8015)와 대향하도록 제공된다. 따라서, 터치 동작의 위치에 대한 정보를 얻을 수 있다.
발광부(8015)로서, LED 소자 등의 광원을 사용할 수 있다. 발광부(8015)로서, 사용자에 의하여 시인되지 않고 사용자에게 해가 없는 적외선을 방출하는 광원을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
수광부(8016)로서, 발광부(8015)로부터 방출되는 광을 수광하고 전기 신호로 변환하는 광전 소자를 사용할 수 있다. 적외선을 수광할 수 있는 포토다이오드를 바람직하게 사용할 수 있다.
도광부(8017a 및 8017b)에는, 적어도 광(8018)을 투과시키는 부재를 사용할 수 있다. 도광부(8017a 및 8017b)를 사용함으로써, 발광부(8015) 및 수광부(8016)를 표시 패널(8006) 아래에 배치할 수 있고, 수광부(8016)에 도달하는 외광으로 인한 터치 센서의 오동작을 억제할 수 있다. 가시광을 흡수하고 적외선을 투과시키는 수지를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 이것은 터치 센서의 오동작을 억제하는 데 더 효과적이다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 곡면을 가지고 신뢰성이 높은 전자 기기를 제작할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 따르면, 플렉시블하고 신뢰성이 높은 전자 기기를 제작할 수 있다.
전자 기기의 예에는, 텔레비전 장치, 데스크톱형 또는 노트북형 퍼스널 컴퓨터, 컴퓨터 등의 모니터, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 디지털 포토 프레임, 휴대 전화기, 휴대 게임기, 휴대 정보 단말, 음향 재생 장치, 및 파친코기 등의 대형 게임기가 포함된다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 외광의 강도에 상관없이 높은 시인성을 실현할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 휴대형 전자 기기, 웨어러블 전자 기기(웨어러블 기기), 또는 전자책 단말기 등에 적합하게 사용될 수 있다.
도 40의 (A) 및 (B)에 도시된 휴대 정보 단말(800)은 하우징(801), 하우징(802), 표시부(803), 및 힌지부(805) 등을 포함한다.
하우징(801)과 하우징(802)은 힌지부(805)에 의하여 연결된다. 휴대 정보 단말(800)은, 닫힌 상태(도 40의 (A))로부터 도 40의 (B)에 도시된 바와 같이 펼칠 수 있다. 따라서, 휴대 정보 단말(800)은 가지고 다닐 때는 휴대성이 높고 사용 시에는 표시 영역이 크기 때문에 시인성이 우수하다.
휴대 정보 단말(800)에서, 힌지부(805)에 의하여 서로 연결된 하우징(801)과 하우징(802)에 걸쳐 플렉시블한 표시부(803)가 제공된다.
본 발명의 일 형태를 사용하여 제작된 표시 장치를 표시부(803)에 사용할 수 있다. 이로써, 높은 수율로 휴대 정보 단말을 제작할 수 있다.
표시부(803)는 텍스트, 정지 화상, 및 동영상 등 중 적어도 하나를 표시할 수 있다. 표시부에 텍스트를 표시할 때, 휴대 정보 단말(800)을 전자책 단말기로서 사용할 수 있다.
휴대 정보 단말(800)이 펼쳐지면 표시부(803)는 크게 만곡된다. 예를 들어, 곡률 반경 1mm 이상 50mm 이하, 바람직하게는 5mm 이상 30mm 이하로 만곡된 부분을 포함하면서 표시부(803)가 유지된다. 표시부(803)의 일부는 하우징(801)으로부터 하우징(802)까지 화소가 연속적으로 배치되기 때문에, 휘어진 채로 화상을 표시할 수 있다.
표시부(803)는 터치 패널로서 기능하고 손가락 또는 스타일러스 등으로 제어할 수 있다.
표시부(803)는 하나의 플렉시블 디스플레이를 사용하여 형성되는 것이 바람직하다. 이로써, 하우징(801)과 하우징(802) 사이에서 연속적인 화상을 표시할 수 있다. 또한 하우징(801) 및 하우징(802) 각각에 디스플레이가 제공되어도 좋다.
힌지부(805)는, 휴대 정보 단말(800)이 펼쳐질 때, 하우징(801)과 하우징(802) 사이에 형성되는 각도가 소정의 각도보다 크게 되지 않도록 잠금 기구를 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 하우징(801)과 하우징(802)이 잠겨지는(이들이 더 이상 펼쳐지지 않는) 각도는 90° 이상 180° 미만인 것이 바람직하고, 대표적으로는 90°, 120°, 135°, 150°, 또는 175° 등으로 할 수 있다. 이 경우, 휴대 정보 단말(800)의 편리성, 안전성, 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
힌지부(805)가 잠금 기구를 포함하면, 과도한 힘이 표시부(803)에 가해지지 않기 때문에, 표시부(803)의 파손을 방지할 수 있다. 따라서, 신뢰성이 높은 휴대 정보 단말을 제공할 수 있다.
하우징(801) 및 하우징(802)에는 전원 버튼, 조작 버튼, 외부 접속 포트, 스피커, 또는 마이크로폰 등이 제공되어도 좋다.
하우징(801) 및 하우징(802) 중 어느 하나에는 무선 통신 모듈이 제공되고, 인터넷, LAN(local area network), 또는 Wi-Fi(등록 상표) 등의 컴퓨터 네트워크를 통하여 데이터를 송수신할 수 있다.
도 40의 (C)에 도시된 휴대 정보 단말(810)은 하우징(811), 표시부(812), 조작 버튼(813), 외부 접속 포트(814), 스피커(815), 마이크로폰(816), 및 카메라(817) 등을 포함한다.
본 발명의 일 형태를 사용하여 제작된 표시 장치를 표시부(812)에 사용할 수 있다. 그러므로 휴대 정보 단말을 높은 수율로 제작할 수 있다.
휴대 정보 단말(810)은 표시부(812)에 터치 센서를 포함한다. 전화를 걸거나 문자를 입력하는 등의 조작을 표시부(812)를 손가락 또는 스타일러스 등으로 터치함으로써 수행할 수 있다.
조작 버튼(813)에 의하여 전원을 온 또는 오프로 할 수 있다. 또한 표시부(812)에 표시되는 화상의 종류를 전환할 수 있고, 예를 들어 조작 버튼(813)에 의하여 메일 작성 화면에서 메인 메뉴 화면으로 화상 전환을 수행한다.
휴대 정보 단말(810) 내부에 자이로스코프 센서 또는 가속도 센서 등의 검출 장치를 제공하면, 휴대 정보 단말(810)의 방향(휴대 정보 단말(810)이 수평으로 위치하는지 또는 수직으로 위치하는지)을 판단함으로써, 표시부(812)의 화면 표시의 방향이 자동적으로 전환될 수 있다. 또한 표시부(812)의 터치, 조작 버튼(813)으로의 조작, 또는 마이크로폰(816)을 사용한 음성 입력 등에 의하여, 화면 표시의 방향을 전환할 수 있다.
휴대 정보 단말(810)은 예를 들어, 전화기, 노트, 및 정보 열람 시스템 중 하나 이상으로서 기능한다. 구체적으로는, 휴대 정보 단말(810)은 스마트폰으로서 사용할 수 있다. 휴대 정보 단말(810)은 예를 들어 이동 전화, 이메일, 텍스트의 열람 및 편집, 음악 재생, 동영상 재생, 인터넷 통신, 및 컴퓨터 게임 등의 다양한 애플리케이션을 실행할 수 있다.
도 40의 (D)에 도시된 카메라(820)는 하우징(821), 표시부(822), 조작 버튼(823), 및 셔터 버튼(824) 등을 포함한다. 또한 탈착 가능한 렌즈(826)가 카메라(820)에 장착된다.
본 발명의 일 형태를 사용하여 제작된 표시 장치를 표시부(822)에 사용할 수 있다. 그러므로 카메라를 높은 수율로 제작할 수 있다.
여기서는 카메라(820)의 렌즈(826)를 교환을 위하여 하우징(821)으로부터 떼어낼 수 있지만, 렌즈(826)는 하우징(821)에 내장되어도 좋다.
셔터 버튼(824)을 눌러 카메라(820)로 정지 화상 또는 동영상을 촬상할 수 있다. 또한 터치 패널의 기능을 가지는 표시부(822)의 터치에 의하여 화상을 촬상할 수도 있다.
또한 카메라(820)에는 스트로보스코프 또는 뷰파인더 등이 추가로 장착될 수 있다. 또는 이들이 하우징(821)에 내장되어도 좋다.
도 41의 (A) 내지 (E)는 전자 기기를 도시한 것이다. 이들 전자 기기 각각은 하우징(9000), 표시부(9001), 스피커(9003), 조작 키(9005)(전원 스위치 또는 조작 스위치를 포함함), 접속 단자(9006), 센서(9007)(힘, 변위, 위치, 속도, 가속도, 각속도, 회전수, 거리, 광, 액체, 자기, 온도, 화학 물질, 음성, 시간, 경도, 전기장, 전류, 전압, 전력, 방사선, 유량, 습도, 경사도, 진동, 냄새, 또는 적외선을 측정하는 기능을 가지는 센서), 및 마이크로폰(9008) 등을 포함한다.
본 발명의 일 형태를 사용하여 제작된 표시 장치를 표시부(9001)에 바람직하게 사용할 수 있다. 그러므로 전자 기기를 높은 수율로 제작할 수 있다.
도 41의 (A) 내지 (E)에 도시된 전자 기기는, 예를 들어 다양한 정보(정지 화상, 동영상, 및 텍스트 화상 등)를 표시부에 표시하는 기능, 터치 패널 기능, 달력, 날짜, 및 시간 등을 표시하는 기능, 다양한 소프트웨어(프로그램)로 처리를 제어하는 기능, 무선 통신 기능, 무선 통신 기능으로 다양한 컴퓨터 네트워크에 접속되는 기능, 무선 통신 기능으로 다양한 데이터를 송수신하는 기능, 및 기억 매체에 저장된 프로그램 또는 데이터를 판독하고 표시부에 프로그램 또는 데이터를 표시하는 기능 등의 다양한 기능을 가질 수 있다. 또한 도 41의 (A) 내지 (E)에 도시된 전자 기기의 기능은 상술한 것에 한정되지 않고, 전자 기기는 다른 기능을 가져도 좋다.
도 41의 (A)는 손목시계형 휴대 정보 단말(9200)의 사시도이다. 도 41의 (B)는 손목시계형 휴대 정보 단말(9201)의 사시도이다.
도 41의 (A)에 도시된 휴대 정보 단말(9200)은 이동 전화, 이메일, 텍스트의 열람 및 편집, 음악 재생, 인터넷 통신, 및 컴퓨터 게임 등의 다양한 애플리케이션을 실행할 수 있다. 표시부(9001)의 표시면이 휘어져 있고, 휘어진 표시면에 화상을 표시할 수 있다. 휴대 정보 단말(9200)은, 통신 표준에 맞는 근거리 무선 통신을 채용할 수 있다. 이 경우, 예를 들어 휴대 정보 단말(9200)과, 무선 통신이 가능한 헤드셋 간의 상호 통신을 실시할 수 있어 핸즈프리 통화가 가능하다. 휴대 정보 단말(9200)은 접속 단자(9006)를 포함하고, 커넥터를 통하여 다른 정보 단말에 데이터를 직접 송신하고 다른 정보 단말로부터 데이터를 직접 수신할 수 있다. 접속 단자(9006)를 통한 충전도 가능하다. 또한 접속 단자(9006)를 사용하지 않고 무선 급전에 의하여 충전 동작을 수행하여도 좋다.
도 41의 (A)에 도시된 휴대 정보 단말과는 달리, 도 41의 (B)에 도시된 휴대 정보 단말(9201)에서 표시부(9001)의 표시면은 만곡되어 있지 않다. 또한 휴대 정보 단말(9201)의 표시부의 외부 상태는 비(非)직사각형(도 41의 (B)에서는 원형)이다.
도 41의 (C) 내지 (E)는 접을 수 있는 휴대 정보 단말(9202)의 사시도이다. 도 41의 (C)는 펼쳐진 휴대 정보 단말(9202)을 도시한 사시도이다. 도 41의 (D)는 펼치고 있는 중 또는 접고 있는 중의 휴대 정보 단말(9202)을 도시한 사시도이다. 도 41의 (E)는 접힌 휴대 정보 단말(9202)을 도시한 사시도이다.
접힌 휴대 정보 단말(9202)은 휴대성이 높고, 펼쳐진 휴대 정보 단말(9202)은 이음매가 없는 큰 표시 영역에 의하여 열람성이 높다. 휴대 정보 단말(9202)의 표시부(9001)는, 힌지(9055)에 의하여 연결된 3개의 하우징(9000)에 의하여 지지된다. 힌지(9055)를 이용하여 2개의 하우징(9000) 사이의 연결부에서 휴대 정보 단말(9202)을 접음으로써, 휴대 정보 단말(9202)을, 펼친 형태에서 접은 형태로 가역적으로 변형할 수 있다. 예를 들어, 휴대 정보 단말(9202)은 곡률 반경 1mm 이상 150mm 이하로 휘어질 수 있다.
본 실시형태는 다른 임의의 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시예 1)
본 실시예에서는, 형성 기판으로부터 수지층을 박리한 결과에 대하여 설명한다.
본 실시예의 시료의 제작 방법에 대하여 도 5의 (A1) 내지 (D) 및 도 6의 (A) 내지 (B2)를 참조하여 설명한다.
우선, 형성 기판(14) 위에 금속 산화물층(20)을 형성하였다(도 5의 (A1)).
형성 기판(14)으로서 두께 약 0.7mm의 유리 기판을 사용하였다. 금속 산화물층(20)으로서 산화 타이타늄막을 형성하였다. 구체적으로는, 먼저 스퍼터링법에 의하여 두께 약 5nm의 타이타늄막을 형성하였다. 그 후, 질소 가스와 산소 가스의 혼합 가스(산소 농도 20%)를 유량 580NL/min으로 공급하면서 타이타늄막에 450℃에서 1시간 동안 베이킹을 실시함으로써, 산화 타이타늄막을 형성하였다.
다음으로, 금속 산화물층(20) 위에 제 1 층(24)을 형성하였다(도 5의 (B)). 제 1 층(24)은 가용성 폴리이미드 수지를 포함하는 비감광성 재료를 사용하여 형성하였다. 재료 도포 시의 제 1 층(24)의 두께는 약 2.0μm이었다.
이어서, 제 1 층(24)에 가열 처리를 수행하여 수지층(23)을 형성하였다(도 5의 (C)). 가열 처리는 N2 분위기에 있어서 온도 350℃에서 1시간 동안 수행하였다.
그리고, 수지층(23)에 UV 박리 테이프(도 5의 (D)에서의 접착층(75b) 및 기판(75a)에 상당함)를 접착하였다.
본 실시예의 시료를 형성 기판(14) 측으로부터 레이저광으로 조사하였다(도 6의 (A)). 위에서 보아, 시료의 전체면을 레이저광으로 조사하였다. 또한 광 조사 시에 시료의 주변부에 차광용 마스크(미도시)를 제공하였다.
레이저광을 방출하는 레이저로서는, 파장 308nm의 XeCl 엑시머 레이저를 사용하였다. 빔의 단축 집광폭(short-axis light-condensing width)은 625μm, 에너지 밀도는 약 440mJ/cm2로 하였다. 또한 시료를 레이저광의 조사 조건이 상이한 4개의 영역으로 나누었다. 4개의 영역을 위한 숏의 수는 10, 20, 30, 및 40으로 하였다. 반복률은 60Hz로 하였다. 스캔 속도는 숏의 수에 의하여 결정된다. 레이저광이 10숏 조사되는 영역의 스캔 속도는 3.75mm/초, 20숏 조사되는 영역의 스캔 속도는 1.90mm/초, 30숏 조사되는 영역의 스캔 속도는 1.25mm/초, 그리고 40숏 조사되는 영역의 스캔 속도는 0.93mm/초로 하였다.
형성 기판(14)과 금속 산화물층(20)을 포함하는 적층의 파장 308nm의 광의 흡수율은 약 75%, 투과율은 약 13%이었다. 따라서, 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면, 금속 산화물층(20) 내부, 및 수지층(23) 내부 모두가 레이저광으로 조사되었다고 생각된다.
레이저광 조사 후, 기판(75a) 측으로부터 칼로 시료의 주변부보다 내측을 자름으로써, 시료로부터 형성 기판(14)을 박리하였다(도 6의 (B1)).
도 42에 나타낸 바와 같이, 레이저광을 10숏, 20숏, 30숏, 및 40숏 조사한 영역 모두에서 형성 기판(14)으로부터 기판(75a)을 박리할 수 있었다.
도 43의 (A) 내지 (C)는 레이저광을 10숏 조사한 시료의 단면 STEM(scanning transmission electron microscopy)에 의한 관찰 결과를 나타낸 것이다.
도 43의 (A)는 박리 전의 시료의 단면 STEM 이미지이다. 금속 산화물층(20)의 두께는 약 14nm이었다. 도 43의 (B)는 박리 후의 기판(75a) 측의 시료의 단면 STEM 이미지이다. 수지층(23)과 관찰을 위하여 형성된 코트층 사이에서 금속 산화물층(20)은 관찰되지 않았다. 또한 EDX(energy dispersive X-ray spectroscopy)에 의하여 수지층(23) 측에 타이타늄이 검출되지 않았다. 도 43의 (C)는 박리 후의 형성 기판(14) 측의 시료의 단면 STEM 이미지이다. 금속 산화물층(20)의 두께는 약 11nm이었다. 상술한 결과로부터, 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면에서 분리가 일어났다고 생각된다.
본 실시예의 결과로부터, 본 발명의 일 형태의 박리 방법에 의하여 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면에서 형성 기판(14)을 박리할 수 있는 것이 확인되었다.
또한 에너지 밀도가 약 306mJ/cm2, 약 324mJ/cm2, 약 342mJ/cm2, 및 약 360mJ/cm2인 어느 조건에서도 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면에서 형성 기판(14)을 박리할 수 있는 것을 알았다(숏의 수는 각각 10이었음). 따라서, 레이저 결정화 단계의 에너지 밀도보다 낮은 에너지 밀도로 가공할 수 있다. 그러므로, 레이저 장치에 의하여 가공할 수 있는 기판의 개수를 늘릴 수 있다. 또한 레이저 장치를 오랫동안 사용할 수 있고, 레이저 장치의 러닝 코스트를 저감할 수 있다.
본 실시예의 수지층은 광 투과율이 높고(특히 가시광의 투과율이 높고) 착색된 수지층보다 광의 흡수율이 낮다. 한편, 본 실시예에서의 형성 기판(유리 기판), 금속 산화물층(산화 타이타늄막), 및 수지층(폴리이미드막)을 포함하는 적층의 파장 308nm의 광의 흡수율은 약 87%이었다. 이 흡수율은, 금속 산화물층(산화 타이타늄막)을 제공하지 않은 경우의 파장 308nm의 광의 흡수율(81%)보다 높았다. 형성 기판과 수지층 사이에 금속 산화물층을 제공함으로써, 레이저광의 흡수율을 높일 수 있다.
도 44는 본 발명의 일 형태의 박리 방법에 사용할 수 있는 레이저 가공 조건의 예를 나타낸 것이다. 범위 A는, 본 실시예에서의 형성 기판(유리 기판), 금속 산화물층(산화 타이타늄막), 및 수지층(폴리이미드막)을 포함하는 적층을 사용한 박리 방법에 사용할 수 있다. 범위 B는, 본 실시예의 수지층(가시광 투과율이 높은 폴리이미드막)을 형성 기판(유리 기판)과 접하여 형성한 구조를 사용한 박리 방법에 사용할 수 있다. 금속 산화물층을 제공함으로써, 레이저광의 에너지 밀도 및 숏의 수를 줄일 수 있는 것을 알았다. 구체적으로는, 본 발명의 일 형태를 적용함으로써, 레이저광의 에너지 밀도 및 숏의 수를, 착색된 수지층을 사용한 경우와 유사하게 할 수 있었다.
따라서, 본 발명의 일 형태에서는 특별한 레이저 가공 조건이 불필요하고 제작 비용 증가를 방지할 수 있는 것을 알았다. 또한 가시광의 투과율이 높은 수지층을 사용할 수 있기 때문에, 수지층이 표시 장치의 표시면 측에 위치하더라도 높은 표시 품질을 얻을 수 있다. 표시 품질을 높이기 위하여, 착색된 수지층을 제거하는 단계를 생략할 수 있다. 수지층의 재료 선택폭이 넓어진다.
(실시예 2)
본 실시예에서는, 형성 기판으로부터 수지층을 박리한 결과에 대하여 설명한다.
비교예의 표시 장치를 제작하고 표시 상태를 관찰하였다. 먼저, 형성 기판(유리 기판) 위에 형성 기판과 접하여 수지층(폴리이미드막)을 형성하고, 수지층 위에 피박리층(트랜지스터 및 표시 소자를 포함함)을 형성하였다. 형성 기판을 통하여 수지층을 레이저광으로 조사하여, 형성 기판으로부터 피박리층을 박리하였다. 이로써, 표시 장치를 제작하였다.
이 결과로부터, 레이저광의 에너지 밀도가 지나치게 높으면 그을음(수지의 탄소화에 의하여 얻어진 분말 등의 잔사물)이 발생하기 쉬운 것을 알았다.
낮은 에너지 밀도에서는 그을음의 발생을 억제할 수 있지만, 형성 기판(유리 기판) 위에 수지층(폴리이미드막)의 잔사물이 발생하여, 박리 수율의 저하로 이어진다는 것을 알았다.
형성 기판을 통하여 수지층을 조사할 때 광 조사가 실시되는 형성 기판의 표면에 먼지 등의 이물이 부착되어 있으므로, 광 조사가 불균일해지고 원하는 위치에서 박리가 일어나지 않았다고 생각된다.
상술한 바와 같이 형성 기판 위에 형성 기판과 접하여 수지층이 형성되는 경우, 레이저광 조사 조건의 바람직한 범위가 좁으므로, 광 조사의 제어가 어려운 경우가 있다.
본 실시예에서는, 본 발명의 일 형태를 채용한 적층을 제작하고, 세 가지 평가를 수행하였다. 첫 번째 평가에서는, 레이저의 에너지 밀도가 시료의 박리성에 미치는 영향을 평가하였다. 두 번째 및 세 번째 평가에서는, 레이저광 조사가 실시되는 형성 기판 표면의 먼지 등의 이물이 시료의 박리성에 미치는 영향을 평가하였다.
<평가 1>
평가 1의 시료의 제작 방법에 대하여 도 5의 (A1) 내지 (D) 및 도 6의 (A) 내지 (B2)를 참조하여 설명한다.
우선, 형성 기판(14) 위에 금속 산화물층(20)을 형성하였다(도 5의 (A1)).
형성 기판(14)으로서 두께 약 0.7mm의 유리 기판을 사용하였다. 금속 산화물층(20)으로서 산화 타이타늄막을 형성하였다. 구체적으로는, 먼저 스퍼터링법에 의하여 두께 약 10nm의 타이타늄막을 형성하였다. 다음으로, 타이타늄막의 표면에 H2O 플라스마 처리를 실시하여, 금속 산화물층(20)인 산화 타이타늄막을 형성하였다. H2O 플라스마 처리에서는, 바이어스 파워를 4500W, ICP 파워를 0W, 압력을 15Pa, 가공 시간을 600초, 프로세스 가스를 유량 250sccm의 수증기로 하였다. 산화 타이타늄막의 두께는 약 26nm이었다.
다음으로, 금속 산화물층(20) 위에 제 1 층(24)을 형성하였다(도 5의 (B)). 제 1 층(24)은 폴리이미드 수지 전구체를 포함하는 감광성 재료를 사용하여 형성하였다. 재료 도포 시의 제 1 층(24)의 두께는 약 2.0μm이었다.
이어서, 제 1 층(24)에 가열 처리를 수행하여 수지층(23)을 형성하였다(도 5의 (C)). 가열 처리는 N2 분위기에 있어서 온도 450℃에서 1시간 동안 수행하였다.
그리고, 접착층(75b)에 의하여 기판(75a)을 수지층(23)에 접착하였다(도 5의 (D)).
본 실시예의 시료를 형성 기판(14) 측으로부터 레이저광으로 조사하였다(도 6의 (A)). 위에서 보아, 시료의 전체면을 레이저광으로 조사하였다. 또한 광 조사 시에 시료의 주변부에 차광용 마스크(미도시)를 제공하였다.
레이저광을 방출하는 레이저로서는, 파장 308nm의 XeCl 엑시머 레이저를 사용하였다. 빔의 단축 집광폭은 625μm, 숏의 수는 10, 반복률은 60Hz, 스캔 속도는 3.75mm/초로 하였다. 또한 시료를 레이저광의 조사 조건이 상이한 5개 영역으로 나누었다. 5개 영역의 에너지 밀도는 약 263mJ/cm2, 약 306mJ/cm2, 약 350mJ/cm2, 약 394mJ/cm2, 및 약 438mJ/cm2로 하였다.
레이저광 조사 후, 기판(75a) 측으로부터 칼로 시료의 주변부보다 내측을 자름으로써, 시료로부터 형성 기판(14)을 박리하였다(도 6의 (B1)).
도 45에 나타낸 바와 같이, 에너지 밀도가 약 263mJ/cm2, 약 306mJ/cm2, 약 350mJ/cm2, 약 394mJ/cm2, 및 약 438mJ/cm2인 광을 사용하여 조사한 영역 모두에서 형성 기판(14)으로부터 기판(75a)을 박리할 수 있었다. 또한 높은 에너지 밀도에서도 그을음이 관찰되지 않았다.
<평가 2>
다음으로, 본 발명의 일 형태를 채용한 적층(시료 A) 및 비교 적층(비교 시료 B)을 제작하고, 형성 기판으로부터 수지층을 박리한 결과를 평가한다.
시료 A 및 비교 시료 B의 제작 방법 및 박리 방법에 대하여 도 46의 (A1) 내지 (D2)를 참조하여 설명한다. 시료 A는 금속 산화물층(20)을 포함하는 한편, 비교 시료 B는 금속 산화물층(20)을 포함하지 않는다.
먼저, 시료 A의 형성 기판(14) 위에 금속 산화물층(20)을 형성하였다(도 46의 (A1)). 비교 시료 B의 형성 기판(14) 위에는 금속 산화물층(20)을 형성하지 않았다(도 46의 (A2)).
형성 기판(14)으로서는 두께 약 0.7mm의 유리 기판을 사용하였다. 금속 산화물층(20)으로서는 산화 타이타늄막을 형성하였다. 구체적으로는, 먼저 스퍼터링법에 의하여 두께 약 10nm의 타이타늄막을 형성하였다. 이어서, 타이타늄막의 표면에 H2O 플라스마 처리를 실시하여, 금속 산화물층(20)인 산화 타이타늄막을 형성하였다. H2O 플라스마 처리에서는, 바이어스 파워를 4500W, ICP 파워를 0W, 압력을 15Pa, 가공 시간을 600초, 프로세스 가스를 유량 250sccm의 수증기로 하였다. 산화 타이타늄막의 두께는 약 26nm이었다.
다음으로, 시료 A의 금속 산화물층(20) 위에 수지층(23)을 형성하였다(도 46의 (A1)). 비교 시료 B의 형성 기판(14) 위에 수지층(23)을 형성하였다(도 46의 (A2)). 수지층(23)은 폴리이미드 수지 전구체를 포함하는 감광성 재료를 사용하여 형성하였다. 재료 도포 시의 수지층(23)의 두께는 약 2.0μm이었다. 재료를 도포한 후, 질소를 포함하는 분위기, 450℃에서 1시간 동안 베이킹을 수행하였다.
그리고, 접착층(75b)에 의하여 기판(75a)을 수지층(23)에 접착하였다(도 46의 (A1) 및 (A2)). 접착층(75b)으로서는 에폭시 수지를 사용하였다. 기판(75a)으로서는 PET 필름을 사용하였다.
다음으로, 수지층(23) 등이 형성되지 않은 형성 기판(14)의 표면에 복수의 차광층(15)을 형성하였다(도 46의 (B1) 및 (B2)). 차광층(15)은 스퍼터링법에 의하여 두께 약 300nm의 타이타늄막을 형성하여 형성하였다. 차광층(15)은 마스크를 사용하여 섬 형상을 가지도록 형성하였다. 차광층(15)은 220μm×220μm, 520μm×520μm, 300μm×1100μm, 820μm×1000μm, 및 1000μm×2000μm의 5개의 크기를 가진다. 각 크기의 차광층(15)을 형성 기판(14) 위에 형성하였다.
도 47의 (A) 내지 (F)는 차광층(15)의 현미경 관찰 사진이다. Keyence Corporation이 제작한 디지털 현미경 VHX-100을 관찰에 사용하였다.
도 47의 (A) 내지 (C)는 시료 A 위에 형성된 차광층(15)의 패턴을 나타낸 것이다. 도 47의 (A)는 300μm×1100μm의 패턴, 도 47의 (B)는 820μm×1000μm의 패턴, 도 47의 (C)는 1000μm×2000μm의 패턴을 나타낸 것이다.
도 47의 (D) 내지 (F)는 비교 시료 B 위에 형성된 차광층(15)의 패턴을 나타낸 것이다. 도 47의 (D)는 300μm×1100μm의 패턴, 도 47의 (E)는 820μm×1000μm의 패턴, 도 47의 (F)는 1000μm×2000μm의 패턴을 나타낸 것이다.
다음으로, 형성 기판(14) 측(차광층(15) 측)으로부터 시료 A 및 비교 시료 B를 레이저광으로 조사하였다(도 46의 (C1) 및 (C2)). 위에서 보아, 시료의 전체면을 레이저광으로 조사하였다. 또한 광 조사 시에 차광용 마스크(미도시)를 시료 각각의 주변부에 제공하였다.
레이저광을 방출하는 레이저로서는, 파장 308nm의 XeCl 엑시머 레이저를 사용하였다. 빔의 단축 집광폭은 625μm, 에너지 밀도는 약 352mJ/cm2, 숏의 수는 10, 반복률은 60Hz, 스캔 속도는 3.75mm/초로 하였다.
또한 형성 기판(14)과 금속 산화물층(20)을 포함하는 적층의 파장 308nm의 광의 흡수율은 약 82%이었다. 한편, 형성 기판(14) 자체의 파장 308nm의 광의 흡수율은 약 51%이었다.
시료 각각에서, 레이저광 조사 후, 기판(75a) 측으로부터 칼로 시료의 주변부보다 내측을 자름으로써, 시료로부터 형성 기판(14)을 박리하였다(도 46의 (D1) 및 (D2)).
도 48의 (A) 내지 (F) 및 도 49의 (A) 내지 (D)는 형성 기판(14) 측의 박리면의 현미경 관찰 사진이다. 도 48의 (A) 내지 (F)는 Keyence Corporation이 제작한 디지털 현미경 VHX-100에 의하여 얻어진 관찰 결과를 나타낸 것이다. 도 49의 (A) 내지 (D)는 Olympus Corporation이 제작한 반도체/FPD 검사 현미경에 의하여 얻어진 관찰 결과를 나타낸 것이다.
도 48의 (A) 내지 (C) 그리고 도 49의 (A) 및 (B)는 형성 기판(14) 측의 시료 A의 박리면의 관찰 사진이다. 도 48의 (A)는 패턴 300μm×1100μm의 차광층(15)이 제공된 부분에 대응한다. 마찬가지로, 도 48의 (B)는 패턴 820μm×1000μm의 차광층(15)이 제공된 부분에 대응하고, 도 48의 (C) 및 도 49의 (A)는 패턴 1000μm×2000μm의 차광층(15)이 제공된 부분에 대응하고, 도 49의 (B)는 패턴 220μm×220μm의 차광층(15)이 제공된 부분에 대응한다.
도 48의 (A) 내지 (C) 그리고 도 49의 (A) 및 (B)에 나타낸 바와 같이, 형성 기판(14) 측의 시료 A의 박리면에는 수지층(23)의 잔사물이 관찰되지 않았다. 또한 시료 A에서는, 경우에 따라 레이저광 조사 시에 차광층(15)이 제거되거나 또는 잔존하였다. 도 48의 (A) 내지 (C) 그리고 도 49의 (B)에서는, 형성 기판(14) 측의 박리면과 반대인 면에, 잔존하는 차광층(15)의 패턴이 관찰되었다.
도 48의 (D) 내지 (F) 그리고 도 49의 (C) 및 (D)는 형성 기판(14) 측의 비교 시료 B의 박리면의 관찰 사진이다. 도 48의 (D)는 패턴 300μm×1100μm의 차광층(15)이 제공된 부분에 대응한다. 마찬가지로, 도 48의 (E)는 패턴 820μm×1000μm의 차광층(15)이 제공된 부분에 대응하고, 도 48의 (F) 및 도 49의 (C)는 각각 패턴 1000μm×2000μm의 차광층(15)이 제공된 부분에 대응하고, 도 49의 (D)는 패턴 220μm×220μm의 차광층(15)이 제공된 부분에 대응한다.
도 48의 (D) 내지 (F) 그리고 도 49의 (C) 및 (D)에 나타낸 바와 같이, 형성 기판(14) 측의 비교 시료 B의 박리면에는 수지층(23)의 잔사물이 관찰되었다. 수지층(23)은 차광층(15)과 대략 중첩되는 위치에 잔존하였다.
도 50의 (A) 내지 (F)는 기판(75a) 측의 박리면의 현미경 관찰 사진이다. Keyence Corporation이 제작한 디지털 현미경 VHX-100을 관찰에 사용하였다.
도 50의 (A) 내지 (C)는 형성 기판(75a) 측의 시료 A의 박리면의 관찰 사진이다. 도 50의 (A)는 패턴 300μm×1100μm의 차광층(15)이 제공된 부분에 대응한다. 마찬가지로, 도 50의 (B)는 패턴 820μm×1000μm의 차광층(15)이 제공된 부분에 대응하고, 도 50의 (C)는 패턴 1000μm×2000μm의 차광층(15)이 제공된 부분에 대응한다.
도 50의 (A) 내지 (C)에 나타낸 바와 같이, 시료 A에서 수지층(23)이 박리면 전체에 잔존하고, 수지층(23)에 결손은 관찰되지 않았다.
도 50의 (D) 내지 (F)는 형성 기판(75a) 측의 비교 시료 B의 박리면의 관찰 사진이다. 도 50의 (D)는 패턴 300μm×1100μm의 차광층(15)이 제공된 부분에 대응한다. 마찬가지로, 도 50의 (E)는 패턴 820μm×1000μm의 차광층(15)이 제공된 부분에 대응하고, 도 50의 (F)는 패턴 1000μm×2000μm의 차광층(15)이 제공된 부분에 대응한다.
도 50의 (D) 내지 (F)에 나타낸 바와 같이, 비교 시료 B에서는, 차광층(15)이 제공된 부분과 대략 중첩되는 위치에 수지층(23)의 결손이 관찰되었다.
차광층(15)과 중첩되는 부분에 수지층(23)의 잔사물이 존재하는지 여부는, 형성 기판(14) 측의 박리면을 관찰함으로써 평가하였다. 차광층의 크기마다 10개의 차광층을 평가하였다. 평가의 결과를 표 2에 나타내었다.
[표 2]
Figure 112019032491339-pct00004
비교 시료 B에서는, 5개의 크기 각각에 관하여, 10개의 차광층 각각에서 수지층(23)의 잔사물이 관찰되었다. 비교 시료 B에서는, 차광층(15)이 형성 기판(14)의 광 조사면에 부착되어 있기 때문에, 형성 기판(14)을 통한 광 조사 시에 광 조사가 불균일해지므로, 원하는 위치에서 박리가 수행되지 않은 것으로 생각된다.
본 발명의 일 형태를 채용한 시료 A에서의 형성 기판(14) 측의 박리면도 마찬가지로 평가하였다. 5개의 크기의 10개의 차광층 모두에 관하여 수지층(23)의 잔사물이 관찰되지 않았다. 본 발명의 일 형태를 채용한 시료 A에서는, 형성 기판(14)의 광 조사면에 차광층(15)이 부착된 경우에도, 박리성이 낮은 부분이 생기는 것을 억제할 수 있었다.
<평가 3>
다음으로, 본 발명의 일 형태를 채용한 적층(시료 C) 및 비교 적층(비교 시료 D)을 제작하고, 형성 기판으로부터 수지층을 박리한 결과를 평가하였다.
시료 C 및 비교 시료 D의 제작 방법 및 박리 방법에 대하여 도 46의 (A1) 내지 (D2)를 참조하여 설명한다. 시료 C는 금속 산화물층(20)을 포함하는 한편, 비교 시료 D는 금속 산화물층(20)을 포함하지 않는다.
먼저, 시료 C의 형성 기판(14) 위에 금속 산화물층(20)을 형성하였다(도 46의 (A1)). 비교 시료 D의 형성 기판(14) 위에는 금속 산화물층(20)을 형성하지 않았다(도 46의 (A2)).
형성 기판(14)으로서는 두께 약 0.7mm의 유리 기판을 사용하였다. 금속 산화물층(20)으로서는 산화 타이타늄막을 형성하였다. 구체적으로는, 먼저 스퍼터링법에 의하여 두께 약 20nm의 타이타늄막을 형성하였다. 이어서, 타이타늄막의 표면에 H2O 플라스마 처리를 실시하여, 금속 산화물층(20)인 산화 타이타늄막을 형성하였다. H2O 플라스마 처리에서는, 바이어스 파워를 4500W, ICP 파워를 0W, 압력을 15Pa, 가공 시간을 600초, 프로세스 가스를 유량 250sccm의 수증기로 하였다. 산화 타이타늄막의 두께는 약 30nm이었다.
다음으로, 시료 C의 금속 산화물층(20) 위에 수지층(23)을 형성하였다(도 46의 (A1)). 비교 시료 D의 형성 기판(14) 위에 수지층(23)을 형성하였다(도 46의 (A2)). 수지층(23)은 폴리이미드 수지 전구체를 포함하는 감광성 재료를 사용하여 형성하였다. 재료 도포 시의 수지층(23)의 두께는 약 2.0μm이었다. 재료를 도포한 후, 질소를 포함하는 분위기, 450℃에서 1시간 동안 베이킹을 수행하였다.
그리고, 접착층(75b)에 의하여 기판(75a)을 수지층(23)에 접착하였다(도 46의 (A1) 및 (A2)).
또한 형성 기판(14)의 광 조사면에 흑색 유성 마커 펜에 의하여, 광을 차단하고 육안으로 인식할 수 있는 크기(직경 약 1mm)를 가지는 5개의 영역(이하, 차광 영역이라고 함)을 형성하였다. 다음으로, 형성 기판(14)을 통하여 수지층(23)을 레이저광으로 조사하였다. 그 후, 수지층(23)을 형성 기판(14)으로부터 박리하고, 형성 기판(14)의 박리면에 수지층(23)이 잔존하는지 여부를 관찰하였다.
도 51의 (B)에 나타낸 바와 같이, 비교 시료 D에서는 형성 기판(14)의 박리면의 5개 부분(점선으로 둘러싼 부분)에서 수지층(23)의 잔사물이 관찰되었다. 이들 잔사물은 차광 영역과 중첩되어 있었다. 한편, 도 51의 (A)에 나타낸 바와 같이, 시료 C에서는 수지층(23)의 잔사물이 관찰되지 않았다. 도 51의 (A)에서는 형성 기판(14)의 뒷면(박리만과 반대인 면)의 차광 영역을 약간 인식할 수 있지만, 형성 기판(14)의 박리면에는 수지층(23)이 잔존하지 않았다.
평가 1의 결과로부터, 본 발명의 일 형태를 채용함으로써, 레이저광의 에너지 밀도가 높을 때도 그을음의 발생을 억제할 수 있는 것을 알았다. 또한 평가 2 및 평가 3의 결과로부터, 본 발명의 일 형태를 채용함으로써, 이물이 광 조사면에 존재하는 경우에 레이저광의 에너지 밀도를 과도하게 높이지 않고 수지층의 잔사물의 발생을 억제할 수 있는 것도 알았다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 형태의 박리 방법은 레이저광 조사 조건의 범위가 넓고 박리를 쉽게 제어할 수 있다. 본 발명의 일 형태의 박리 방법에 의하여 박리의 수율을 높일 수 있다.
(실시예 3)
본 발명의 일 형태의 박리 방법에서의 표 3에 나타낸 항목에 대하여 아래에서 자세히 설명한다.
[표 3]
Figure 112019032491339-pct00005
실시예 1 등에서 설명한 바와 같이, 하지층에 수행하는 처리로서는 H2O 플라스마 처리가 바람직하다. 수지층의 재료로서는, 폴리이미드 수지 전구체를 포함하는 감광성 재료가 바람직하다. 또는, 수지층의 재료로서, 가용성 폴리이미드 수지를 포함하는 비감광성 재료가 바람직하다.
여기서, 수지층의 재료를 형성 기판에 도포하면, 재료가 기판의 주변부 등의 일부에 불균일하게 도포될 가능성이 있다. 수지층의 경화 전에 이러한 불필요한 부분을 용이하게 제거하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 불필요한 부분은 시너(thinner) 등의 유기 용매를 사용하여 제거할 수 있다. 수지층의 재료에 따라서는, 시너와의 반응에 의하여 혼탁, 겔화, 또는 응고가 일어날 가능성이 있다. 실시예 1 등에서 사용한 수지층의 재료는 시너 등의 유기 용매에 용해되기 때문에, 수지층 경화 전에 불필요한 부분을 용이하게 제거할 수 있다.
감광성 재료를 사용하면 수지층을 쉽게 가공할 수 있어 바람직하다. 재료를 도포한 다음, 노광 및 현상함으로써 수지층을 가공할 수 있다. 레지스트 마스크가 불필요하므로 제작 공정을 줄일 수 있다.
비감광성 재료를 사용하는 경우, 재료를 도포하고 가열로 경화시키고, 수지층에 레지스트를 도포한 다음, 노광 및 현상하는 식으로 레지스트 마스크를 형성한다. 그 후, 수지층을 드라이 에칭에 의하여 가공할 수 있다.
수지층 위에 피박리층(예를 들어 트랜지스터 또는 표시 소자)을 형성하는 단계 및 수지층에 기판을 접착하는 단계에서, 제작 장치가 얼라인먼트 마커를 판독하기 쉬운 것이 바람직하다. 감광성 재료는 비감광성 재료에 비하여 착색되어 있는 경우가 있다. 가시광 투과성이 높은 수지층은, 착색된 수지층에 비하여, 제작 장치가 마커를 쉽게 인식할 수 있고 레이아웃의 자유도가 높아지므로 바람직하다.
형성 기판을 통하여 수지층의 전체면을 레이저광으로 조사하는 단계에서 형성 기판의 뒷면(수지층이 형성되는 면과 반대인 면)에 먼지가 존재하면, 광 조사가 적절히 수행되지 않아 박리 불량으로 이어진다. 수지층에 대한 레이저의 파워가 지나치게 강하면, 수지층이 변질하는 경우가 있다. 예를 들어, 그을음이 발생한다. 본 발명의 일 형태의 박리 방법에서는, 형성 기판과 수지층 사이에 하지층이 형성된다. 형성 기판의 광 조사면에 이물이 부착된 경우에도, 이물 주위의 하지층을 가열함으로써 하지층 전체에 열이 균일하게 전도되는 경우가 있다. 따라서, 레이저의 파워를 과도하게 높일 필요가 없고, 레이저광으로 수지층이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 일 형태의 박리 방법은 형성 기판의 뒷면의 먼지에 의하여 영향을 받기 어렵고, 그을음의 발생이 일어나기 어렵다. 또한 표 2에 나타낸 바와 같이, 산화 타이타늄의 열 전도율은 약 6.3W/m·K이고 폴리이미드의 열 전도율은 약 0.18W/m·K이다.
실시예 1 등에서 설명한 바와 같이, 금속 산화물층과 수지층 사이의 계면에서 박리가 일어나면, 박리 후에 형성 기판 위에 수지층이 잔존하지 않는다. 금속 산화물층의 두께 등에 따라서는 수지층 내에서 박리가 일어난다. 즉, 박리 후에 형성 기판 위에 수지층이 잔존하는 경우가 있다.
박리 후에 수지층을 제거하는 경우, 관통 전극을 노출시킬 수 있다. 수지층은 애싱에 의하여 제거하는 것이 바람직하다. 수지층이 제거되기 때문에, 완성된 장치는 수지층의 색에 의하여 영향을 받지 않는다.
박리 후에 수지층을 제거하지 않는 경우, 박리에 의하여 관통 전극을 노출시키는 것이 바람직하다. 수지층을 형성할 때 수지층에 개구를 형성하여 개구에 관통 전극을 형성한다. 감광성 재료를 사용하는 경우에는 노광 기술에 의하여 수지층에 개구를 형성할 수 있다. 이때, 개구는 테이퍼 형상을 가진다. 비감광성 재료를 사용하는 경우에는 레지스트 마스크를 사용하여 수지층에 개구를 형성할 수 있다. 이때, 개구의 형상은 수직 형상에 가깝다. 그리고, 박리에 의하여 수지층 및 관통 전극을 노출시킨다. 또한 형성 기판에 대한 밀착성이 낮은 재료를 관통 전극에 사용하는 것이 바람직하다. 또한 관통 전극과 형성 기판의 접촉 면적은 가능한 한 작은 것이 바람직하다. 수지층을 제거하지 않기 때문에, 완성된 장치는 수지층의 색에 의한 영향을 받는다. 착색된 수지를 사용하는 경우, 광 추출 효율의 저하를 억제하기 위하여, 불필요한 부분에 수지층이 제공되지 않는 것이 바람직하다. 가시광 투과성이 높은 수지층을 사용하면 수지층이 잔존한 경우에도 광 추출 효율이 저하되기 어렵기 때문에 바람직하다.
(실시예 4)
본 실시예에서는, 형성 기판으로부터 수지층을 박리한 결과에 대하여 설명한다.
본 실시예의 시료의 제작 방법에 대하여 도 5의 (A1) 내지 (D) 및 도 6의 (A) 내지 (B2)를 참조하여 설명한다.
우선, 형성 기판(14) 위에 금속 산화물층(20)을 형성하였다(도 5의 (A1)).
형성 기판(14)으로서 두께 약 0.7mm의 유리 기판을 사용하였다. 금속 산화물층(20)으로서 산화 타이타늄막을 형성하였다. 구체적으로는, 먼저 스퍼터링법에 의하여 두께 약 20nm의 타이타늄막을 형성하였다. 다음으로, 타이타늄막의 표면에 H2O 플라스마 처리를 수행함으로써, 금속 산화물층(20)인 산화 타이타늄막을 형성하였다. H2O 플라스마 처리에서는, 바이어스 파워를 4500W, ICP 파워를 0W, 압력을 15Pa, 가공 시간을 600초, 프로세스 가스를 유량 250sccm의 수증기로 하였다.
다음으로, 금속 산화물층(20) 위에 제 1 층(24)을 형성하였다(도 5의 (B)). 제 1 층(24)은 감광성 아크릴 수지를 포함하는 재료를 사용하여 형성하였다. 재료 도포 시의 제 1 층(24)의 두께는 약 2μm이었다.
이어서, 제 1 층(24)에 가열 처리를 수행하여 수지층(23)을 형성하였다(도 5의 (C)). 가열 처리는 N2 분위기, 온도 300℃에서 1시간 동안 수행하였다.
도 52는 아크릴 수지의 광 투과율을 나타낸 것이다. 시료는, 감광성 아크릴 수지를 포함하는 재료를 유리 기판에 약 2μm의 두께를 가지도록 도포하고, N2 분위기에서 1시간 동안 베이킹을 수행하는 식으로 제작하였다. 베이킹 온도는 250℃, 300℃, 및 350℃로 하였다. 도 52에 나타낸 바와 같이, 아크릴 수지는 가시광 투과성이 높다. 본 실시예에서 사용한 300℃에서 베이킹하여 형성된 아크릴 수지는 가시광 투과성이 높기 때문에, 박리 후에 잔존하는 경우에도 상기 아크릴 수지의 가시광 투과성이 악영향을 받기 어려웠다.
그리고, 접착층(75b)에 의하여 기판(75a)(필름)을 수지층(23)에 접착하였다(도 5의 (D)).
본 실시예의 시료를 형성 기판(14) 측으로부터 레이저광으로 조사하였다(도 6의 (A)). 위에서 보아, 시료의 전체면을 레이저광으로 조사하였다. 또한 광 조사 시에 시료의 주변부에 차광용 마스크(미도시)를 제공하였다.
레이저광을 방출하는 레이저로서는, 파장 308nm의 XeCl 엑시머 레이저를 사용하였다. 빔의 단축 집광폭은 625μm, 숏의 수는 10, 반복률은 60Hz, 스캔 속도는 3.75mm/초로 하였다. 에너지 밀도는 약 352mJ/cm2 및 약 396mJ/cm2로 하였다.
본 실시예에서 제작한 형성 기판(14), 금속 산화물층(20), 및 수지층(23)을 포함하는 적층의 파장 308nm의 광의 흡수율은 약 92%이었다. 따라서, 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면, 금속 산화물층(20) 내부, 및 수지층(23) 내부 모두가 레이저광으로 조사되었다고 생각된다.
다른 구성 요소에서의 파장 308nm의 광의 흡수율에 대하여 설명한다. 형성 기판(14)으로서 사용되는 유리 기판의 파장 308nm의 광의 흡수율은 약 51%이었다. 형성 기판(14)과 금속 산화물층(20)(산화 타이타늄막)을 포함하는 적층의 파장 308nm의 광의 흡수율은, 금속 산화물층(20)의 두께가 약 10nm인 경우에 약 76%이고, 금속 산화물층(20)의 두께가 약 30nm인 경우에 약 85%이었다. 금속 산화물층(20)의 두께가 두꺼울수록, 박리성이 높아지는 것을 알았다. 이것은 금속 산화물층(20)의 레이저광 흡수율이 높기 때문이라고 추정된다.
레이저광 조사 후, 기판(75a) 측으로부터 칼로 시료의 주변부보다 내측을 자름으로써, 시료로부터 형성 기판(14)을 박리하였다(도 6의 (B1)).
본 실시예에서는, 레이저광의 에너지 밀도가 약 352mJ/cm2 및 약 396mJ/cm2인 어느 쪽 조건에서도, 형성 기판(14)으로부터 기판(75a)을 박리할 수 있었다.
도 53은 에너지 밀도 약 352mJ/cm2의 레이저광을 사용하여 제작한 시료의 사진이다.
도 54의 (A) 및 (B)는 에너지 밀도 약 352mJ/cm2의 레이저광을 사용하여 제작한 시료를 단면 STEM(scanning transmission electron microscopy)에 의하여 관찰한 결과를 나타낸 것이다.
도 54의 (A)는 박리 후의 기판(75a) 측의 시료의 단면 STEM 이미지이다. 수지층(23)과 관찰을 위하여 형성된 코트층(30a) 사이에서는 금속 산화물층(20)이 관찰되지 않았다. 도 54의 (A)에서는, 수지층(23)과 코트층(30a) 사이의 계면 및 그 근방을 파선으로 둘러쌌다. 또한 EDX(energy dispersive X-ray spectroscopy)에 의하여 수지층(23) 측에 노이즈 레벨의 피크만 관찰되었기 때문에, 타이타늄이 잔존하지 않은 것으로 생각된다. 도 54의 (B)는 박리 후의 형성 기판(14) 측의 시료의 단면 STEM 이미지이다. 금속 산화물층(20)과 관찰을 위하여 형성된 코트층(30b) 사이에는 수지층(23)이 관찰되지 않았다. 상술한 결과로부터, 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면에서 박리가 일어난 것으로 생각된다.
본 실시예의 결과로부터, 본 발명의 일 형태의 박리 방법에 의하여 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면에서 형성 기판(14)을 박리할 수 있는 것이 확인되었다.
또한 에너지 밀도가 약 396mJ/cm2 및 약 352mJ/cm2인 어느 쪽 조건에서도 금속 산화물층(20)과 수지층(23) 사이의 계면에서 형성 기판(14)을 박리할 수 있는 것을 알았다(숏의 수는 각각 10임). 따라서, 레이저 결정화 단계의 에너지 밀도 이하의 에너지 밀도로 공정을 수행할 수 있는 것을 알았다. 레이저 결정화 단계에 사용되는 숏의 수와 같거나 그것보다 적은 숏의 수로 공정을 수행할 수 있는 것도 알았다.
본 실시예의 수지층은 광 투과율이 높고(특히 가시광의 투과율이 높고) 착색된 수지층보다 광의 흡수율이 낮다. 한편, 본 실시예에서의 형성 기판(유리 기판), 금속 산화물층(산화 타이타늄막), 및 수지층(아크릴막)의 적층의 파장 308nm의 광의 흡수율은 약 92%이었다. 이 흡수율은, 금속 산화물층(산화 타이타늄막)을 제공하지 않은 경우의 파장 308nm의 광의 흡수율(77%)보다 높았다. 형성 기판과 수지층 사이에 금속 산화물층을 제공함으로써, 레이저광의 흡수율을 높일 수 있다.
또한 실시형태 1에서 도 7의 (A) 및 (B)를 참조하여 설명한 바와 같이, 형성 기판(14)의 광 조사면에 먼지 등의 이물(18)이 존재하면, 광 조사가 불균일해진다. 본 실시예의 구조에서는, 레이저광 조사가 실시되는 형성 기판 표면의 먼지 등의 이물이 시료의 박리성에 미치는 영향을 평가하였다.
형성 기판(14)의 광 조사면에 흑색 마커 펜에 의하여, 광을 차단하고 육안으로 인식할 수 있는 크기(직경 약 1mm)인 10개의 영역을 형성하였다. 상술한 방법과 유사한 식으로 다른 구성 요소를 제작하였다. 형성 기판(14) 및 금속 산화물층(20)을 통하여 수지층(23)을 레이저광으로 조사하였다. 레이저광 조사 조건은 상기와 같게 하고, 에너지 밀도는 약 352mJ/cm2로 하였다. 그 후, 수지층(23)을 형성 기판(14)으로부터 박리하고, 형성 기판(14)의 박리면에 수지층(23)이 잔존하는지 여부를 관찰하였다. 그 결과, 본 실시예의 구조를 가지는 시료에서는 수지층(23)의 잔사물이 관찰되지 않았다.
이 결과로부터, 본 발명의 일 형태를 채용함으로써, 이물이 광 조사면에 존재하는 경우에 레이저광의 에너지 밀도를 과도하게 높이지 않고 수지층(23)의 잔사물의 발생을 억제할 수 있는 것을 알았다.
형성 기판(14)의 광 조사면에 이물이 부착되면, 이물 주위의 하지층을 가열함으로써 열이 하지층 전체에 균일하게 전도된다. 따라서, 하지층의 이물로 가려진 부분에 열이 전도되고, 박리성이 낮은 부분의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 형성 기판(14)과 수지층(23) 사이의 하지층으로서, 형성 기판(14)보다 열 전도성이 높은 층을 사용하는 것이 바람직하다.
본 실시예의 결과로부터, 본 발명의 일 형태의 박리 방법에 의하여, 잔사물의 발생이 억제되고 박리의 수율이 높아지는 것을 알았다.
따라서, 본 발명의 일 형태에서는 특별한 레이저 가공 조건 및 특별한 수지 재료가 불필요하고 제작 비용 증가를 방지할 수 있는 것을 알았다. 또한 가시광의 투과율이 높은 수지층을 사용할 수 있기 때문에, 수지층이 표시 장치의 표시면 측에 위치하더라도 높은 표시 품질을 얻을 수 있다. 표시 품질을 높이기 위하여, 착색된 수지층을 제거하는 단계를 생략할 수 있다. 수지층의 재료 선택폭이 넓어진다.
(실시예 5)
본 실시예에서는, 본 발명의 일 형태에 의하여 제작한 트랜지스터 및 플렉시블 OLED 디스플레이의 결과에 대하여 설명한다.
<트랜지스터의 제작 결과>
본 실시예의 시료의 제작 방법은 도 5의 (A1) 내지 (D) 그리고 도 6의 (A) 내지 (B2)를 참조하여 설명한다.
우선, 형성 기판(14) 위에 금속층(19) 및 금속 산화물층(20)을 형성하였다(도 5의 (A2)).
형성 기판(14)으로서는 두께 약 0.7mm의 유리 기판을 사용하였다. 금속층(19)과 금속 산화물층(20)의 형성 방법에 대하여 설명한다. 먼저, 형성 기판(14) 위에 스퍼터링법에 의하여 두께 약 35nm의 타이타늄막을 형성하였다. 다음으로, 타이타늄막의 표면에 H2O 플라스마 처리를 실시하여 타이타늄막의 일부를 산화시킴으로써, 산화 타이타늄막을 형성하였다. 이로써, 금속층(19)에 상당하는 타이타늄막과 금속 산화물층(20)에 상당하는 산화 타이타늄막을 포함하는 적층을 형성할 수 있었다. H2O 플라스마 처리에서는, 바이어스 파워를 4500W, ICP 파워를 0W, 압력을 15Pa, 가공 시간을 600초, 프로세스 가스를 유량 250sccm의 수증기로 하였다.
다음으로, 금속 산화물층(20) 위에 수지층(23)을 형성하였다(도 5의 (C)). 수지층(23)은 폴리이미드 수지 전구체를 포함하는 감광성 재료를 사용하여 형성하였다. 총두께 약 4.0μm가 되도록 재료를 2번 도포하였다. 각 도포마다 가열 처리를 수행하였다(총 2번). 각 가열 처리로서, N2 분위기, 450℃에서 1시간 동안 베이킹을 수행하였다.
이어서, 수지층(23) 위에 채널 에칭형 보텀 게이트 트랜지스터(도 5의 (D)의 피박리층(25)에 대응함)를 형성하였다. 반도체층에는 CAC-OS를 사용하였다. 채널 길이를 4μm로, 채널 폭을 3μm로 하였다.
그리고, 접착층(75b)에 의하여 기판(75a)을 피박리층(25)에 접착하였다(도 5의 (D)).
형성 기판(14) 측으로부터 본 실시예의 시료를 레이저광으로 조사하였다(도 6의 (A)). 형성 기판(14)으로부터 피박리층(25)을 박리하였다. 박리 시에 박리 계면에 물을 공급하였다.
레이저광을 방출하는 레이저로서는, 파장 308nm의 XeCl 엑시머 레이저를 사용하였다. 빔의 단축 집광폭은 625μm, 숏의 수는 10, 반복률은 60Hz, 스캔 속도는 3.75mm/초, 그리고 에너지 밀도는 약 440mJ/cm2로 하였다.
도 55는 레이저광 조사로 일어나는 박리 전후의 트랜지스터의 Id-Vg 특성 및 전계 효과 이동도 μFE를 나타낸 것이다. 도 55는 Vd=0.1V일 때의 결과 및 Vd=20V일 때의 결과를 나타낸 것이다. 도 55에서, 박리 전의 Id-Vg 특성을 굵은 실선으로 나타내고, 박리 후의 Id-Vg 특성을 가는 실선으로 나타내고, 박리 전의 μFE를 굵은 점선으로 나타내고, 박리 후의 μFE를 가는 점선으로 나타낸다. 도 55에서, 굵은 실선 및 가는 실선은 대략 서로 중첩되고, 굵은 점선 및 가는 점선은 대략 서로 중첩된다. 도 55에 나타낸 바와 같이, 박리 전후에서 특성은 크게 변화하지 않고, 채널 길이가 4μm인 트랜지스터조차 노멀리 오프 특성을 가진다.
<플렉시블 OLED 디스플레이의 제작 결과>
본 실시예에서 제작한 플렉시블 OLED 디스플레이는 대각선 크기 8.67인치의 표시 영역, 1080×1920개의 유효 화소, 254ppi의 해상도, 및 46.0%의 개구율을 가지는 액티브 매트릭스형 유기 EL 디스플레이이다. 플렉시블 OLED 디스플레이는 스캔 드라이버를 포함하고, COF에 의하여 소스 드라이버가 외장되어 있다.
CAC-OS를 포함하는 채널 에칭형 트랜지스터를 트랜지스터로서 사용하였다.
발광 소자로서, 백색광을 방출하는 탠덤(적층)형 유기 EL 소자를 사용하였다. 발광 소자는 톱 이미션 구조를 가진다. 발광 소자로부터의 광은 컬러 필터를 통하여 디스플레이 외부로 추출된다.
본 실시예의 플렉시블 OLED 디스플레이의 제작 방법에서는, 트랜지스터 등이 형성된 형성 기판과 컬러 필터 등이 형성된 형성 기판을 서로 접합하고, 박리 처리를 2번 함으로써, 트랜지스터 및 컬러 필터 등을 필름 기판으로 전치하였다. 본 실시예에서는, 트랜지스터 등이 형성된 형성 기판의 박리 공정에 본 발명의 일 형태를 적용하였다. 구체적으로는, 금속 산화물층 및 수지층을 개재하여 형성 기판 위에 트랜지스터 및 발광 소자 등을 형성하였다. 금속 산화물층 및 수지층의 구조는 상술한 트랜지스터의 제작과 같다. 한편, 컬러 필터 등이 형성된 형성 기판의 박리 공정에서는 무기 박리층(산화 텅스텐막)을 사용하였다.
도 56은 본 실시예에서 제작한 플렉시블 OLED 디스플레이의 표시 결과를 나타낸 것이다. 도 56에 나타낸 바와 같이, 레이저 조사에 의하여 일어나는 박리에 기인하는 표시 결함은 관찰되지 않았고, 정상적인 발광이 확인되었다.
10A: 표시 장치, 10B: 표시 장치, 10C: 표시 장치, 13: 접착층, 14: 형성 기판, 15: 차광층, 16: 영역, 17: 영역, 18: 이물, 19: 금속층, 20: 금속 산화물층, 21: 액체 공급 기구, 22: 기판, 23: 수지층, 23a: 수지층, 23b: 수지층, 24: 제 1 층, 25: 층, 26: 선형 빔, 27: 가공 영역, 28: 접착층, 29: 기판, 31: 절연층, 31a: 절연층, 31b: 절연층, 32: 절연층, 33: 절연층, 34: 절연층, 35: 절연층, 40: 트랜지스터, 41: 도전층, 43a: 도전층, 43b: 도전층, 43c: 도전층, 44: 금속 산화물층, 45: 도전층, 49: 트랜지스터, 55: 레이저광, 56: 적층, 56a: 피박리 부재, 56b: 지지체, 57a: 제 1 층, 57b: 제 2 층, 58: 형성 기판, 59: 적층, 60: 발광 소자, 61: 도전층, 62: EL층, 63: 도전층, 64: 칼금, 65: 기구, 74: 절연층, 75: 보호층, 75a: 기판, 75b: 접착층, 76: 커넥터, 80: 트랜지스터, 81: 도전층, 82: 절연층, 83: 금속 산화물층, 84: 절연층, 85: 도전층, 86a: 도전층, 86b: 도전층, 86c: 도전층, 91: 형성 기판, 92: 금속 산화물층, 93: 수지층, 95: 절연층, 96: 격벽, 97: 착색층, 98: 차광층, 99: 접착층, 112: 액정층, 113: 전극, 115: 절연층, 117: 절연층, 121: 절연층, 131: 착색층, 132: 차광층, 133a: 배향막, 133b: 배향막, 134: 착색층, 135: 편광판, 140: 트랜지스터, 141: 접착층, 142: 접착층, 162a: 채널 영역, 162b: 저저항 영역, 163: 절연층, 164: 도전층, 165: 절연층, 166: 절연층, 167a: 도전층, 167b: 도전층, 170: 발광 소자, 180: 액정 소자, 191: 전극, 192: EL층, 193: 전극, 194: 절연층, 201: 트랜지스터, 203: 트랜지스터, 204: 접속부, 205: 트랜지스터, 206: 트랜지스터, 207: 접속부, 211: 절연층, 212: 절연층, 213: 절연층, 214: 절연층, 215: 절연층, 216: 절연층, 217: 절연층, 220: 절연층, 220a: 절연층, 220b: 절연층, 221a: 도전층, 221b: 도전층, 222a: 도전층, 222b: 도전층, 223: 도전층, 224: 도전층, 225: 절연층, 226: 피복막, 227: 렌즈, 228: 도전층, 231: 반도체층, 232: 절연층, 233: 확산 필름, 234a: 도전층, 234b: 도전층, 234c: 절연층, 234d: 절연층, 235: 기판, 242: 접속층, 243: 커넥터, 252: 접속부, 300A: 표시 장치, 310A: 입출력 장치, 310B: 입출력 장치, 311a: 전극, 311b: 전극, 311c: 전극, 351: 기판, 361: 기판, 362: 표시부, 364: 회로, 365: 배선, 372: FPC, 373: IC, 381: 표시부, 382: 구동 회로부, 451: 개구, 600: 테이프, 601: 지지체, 602: 테이프 릴, 604: 방향 전환 롤러, 606: 프레스 롤러, 606a: 원통, 606b: 원주, 607: 방향 전환 롤러, 609: 캐리어 플레이트, 610: 레이저 조사 유닛, 610a: 레이저광, 610b: 레이저광, 610c: 레이저광, 610d: 레이저광, 610e: 선형 빔, 613: 릴, 614: 건조 기구, 617: 롤러, 620: 이오나이저, 630: 기판 반전 유닛, 631: 가이드 롤러, 632: 가이드 롤러, 633: 가이드 롤러, 634: 가이드 롤러, 635: 광학계, 639: 이오나이저, 640: 가공 영역, 641: 기판 로드 카세트, 642: 기판 언로드 카세트, 643: 반송 롤러, 644: 반송 롤러, 645: 반송 롤러, 646: 반송 롤러, 650: 미러, 659: 액체 공급 기구, 660: 엑시머 레이저 장치, 665: 가이드 롤러, 666: 가이드 롤러, 670: 분리 테이프, 671: 지지체, 672: 테이프 릴, 673: 릴, 674: 가이드 롤러, 675: 프레스 롤러, 676: 방향 전환 롤러, 677: 가이드 롤러, 678: 가이드 롤러, 679: 가이드 롤러, 680: 렌즈, 683: 릴, 800: 휴대 정보 단말, 801: 하우징, 802: 하우징, 803: 표시부, 805: 힌지부, 810: 휴대 정보 단말, 811: 하우징, 812: 표시부, 813: 조작 버튼, 814: 외부 접속 포트, 815: 스피커, 816: 마이크로폰, 817: 카메라, 820: 카메라, 821: 하우징, 822: 표시부, 823: 조작 버튼, 824: 셔터 버튼, 826: 렌즈, 8000: 표시 모듈, 8001: 상부 커버, 8002: 하부 커버, 8005: FPC, 8006: 표시 패널, 8009: 프레임, 8010: 인쇄 기판, 8011: 배터리, 8015: 발광부, 8016: 수광부, 8017a: 도광부, 8017b: 도광부, 8018: 광, 9000: 하우징, 9001: 표시부, 9003: 스피커, 9005: 조작 키, 9006: 접속 단자, 9007: 센서, 9008: 마이크로폰, 9055: 힌지, 9200: 휴대 정보 단말, 9201: 휴대 정보 단말, 및 9202: 휴대 정보 단말.
본 출원은 2016년 8월 31일에 일본 특허청에 출원된 일련 번호 2016-170379의 일본 특허 출원, 2016년 9월 6일에 일본 특허청에 출원된 일련 번호 2016-173346의 일본 특허 출원, 2016년 10월 7일에 일본 특허청에 출원된 일련 번호 2016-198948의 일본 특허 출원, 및 2016년 11월 30일에 일본 특허청에 출원된 일련 번호 2016-233445의 일본 특허 출원에 기초하고, 본 명세서에 그 전문이 참조로 통합된다.

Claims (24)

  1. 반도체 장치의 제작 방법으로서,
    기판 위에 제 1 재료층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 재료층 위에 제 2 재료층을 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 재료층과 상기 제 2 재료층을 서로 분리하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제 1 재료층은 수소, 산소, 및 물 중 하나 이상을 포함하고,
    상기 제 2 재료층은 수지를 포함하고,
    상기 제 1 재료층과 상기 제 2 재료층은 수소 결합의 절단에 의하여 분리되고,
    상기 수소 결합은 광을 사용한 조사에 의하여 절단되고,
    상기 제 1 재료층과 상기 제 2 재료층을 분리하는 상기 단계에서 분리 계면에 액체를 공급하는, 반도체 장치의 제작 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 재료층과 상기 제 2 재료층은, 상기 수소 결합의 절단에 의하여, 상기 제 1 재료층과 상기 제 2 재료층 사이의 계면 또는 상기 계면의 근방에서 서로 분리되는, 반도체 장치의 제작 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 재료층과 상기 제 2 재료층은 레이저광에 의하여 서로 분리되는, 반도체 장치의 제작 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 수소 결합은, 상기 제 1 재료층과 상기 제 2 재료층 사이의 계면 또는 상기 계면의 근방을 상기 레이저광으로 조사함으로써 절단되는, 반도체 장치의 제작 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광을 사용한 조사는, 상기 광이 180nm 이상 450nm 이하의 파장 범위에 있도록 수행되는, 반도체 장치의 제작 방법.
  6. 반도체 장치의 제작 방법으로서,
    기판 위에 제 1 재료층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 재료층 위에 제 2 재료층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 재료층과 상기 제 2 재료층을 포함하는 적층을 가열하는 단계; 및
    상기 제 1 재료층과 상기 제 2 재료층을 서로 분리하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제 1 재료층은 수소, 산소, 및 물 중 하나 이상을 포함하고,
    상기 제 2 재료층은 수지를 포함하고,
    상기 적층을 가열하는 상기 단계에서, 상기 제 1 재료층과 상기 제 2 재료층 사이의 계면 또는 상기 계면의 근방에서 물이 석출되고,
    상기 분리하는 단계에서, 상기 계면 및 상기 계면의 근방에서의 상기 물이 광으로 조사됨으로써 상기 제 1 재료층과 상기 제 2 재료층이 분리되는, 반도체 장치의 제작 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 광을 사용한 조사는, 300mJ/cm2 이상 360mJ/cm2 이하의 에너지 밀도로 수행되는, 반도체 장치의 제작 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 재료층은, 상기 제 1 재료층과 상기 제 2 재료층 사이의 밀착성이 상기 제 1 재료층과 상기 기판 사이의 밀착성보다 낮게 되도록 형성되는, 반도체 장치의 제작 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 재료층은 타이타늄, 몰리브데넘, 알루미늄, 텅스텐, 실리콘, 인듐, 아연, 갈륨, 탄탈럼, 및 주석 중 하나 이상을 포함하여 형성되는, 반도체 장치의 제작 방법.
  10. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 재료층은 두께가 0.1μm 이상 5μm 이하인 영역을 포함하여 형성되는, 반도체 장치의 제작 방법.
  11. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 재료층은 구조식(100)으로 나타내어지는 화합물의 잔사물을 포함하여 형성되는, 반도체 장치의 제작 방법.
    Figure 112019032927760-pct00064
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 재료층과 상기 제 2 재료층을 분리하는 상기 단계에서 분리 계면에 액체를 공급하는, 반도체 장치의 제작 방법.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 조사는 상기 광이 180nm 이상 450nm 이하의 파장 범위에 있도록 수행되는, 반도체 장치의 제작 방법.
  14. 반도체 장치의 제작 방법으로서,
    기판 위에 금속 산화물층을 형성하는 단계;
    상기 금속 산화물층 위에, 두께가 0.1μm 이상 5μm 이하인 영역을 포함하여 수지층을 형성하는 단계;
    상기 수지층 위에, 채널 형성 영역에 금속 산화물을 포함하는 트랜지스터를 형성하는 단계; 및
    광을 사용한 조사에 의하여 상기 금속 산화물층 및 상기 수지층을 분리하는 단계
    를 포함하고,
    상기 금속 산화물층 및 상기 수지층을 분리하는 상기 단계에서 분리 계면에 액체를 공급하는, 반도체 장치의 제작 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 금속 산화물층은, 상기 기판 위에 금속층을 형성하고 상기 금속층의 표면에 플라스마 처리를 수행함으로써 형성되는, 반도체 장치의 제작 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 플라스마 처리에서는 산소 및 수증기 중 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 분위기에 상기 금속층의 상기 표면이 노출되는, 반도체 장치의 제작 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 수지층은 450nm 이상 700nm 이하의 파장 범위에서 광의 평균 투과율이 70% 이상이 되도록 형성되는, 반도체 장치의 제작 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 금속 산화물층과 상기 수지층 사이의 계면 또는 상기 계면의 근방이 기판 측으로부터 선형 레이저광으로 조사되는, 반도체 장치의 제작 방법.
  19. 삭제
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  23. 삭제
  24. 삭제
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