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JP6674764B2 - 表示パネルの作製方法 - Google Patents
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Description

本発明の一態様は、表示パネルに関する。また本発明の一態様は、表示モジュールに関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
不純物が拡散することにより、その機能が損なわれてしまう機能素子がある。このような機能素子の機能を維持するために、機能素子をそれが設けられた基板、封止基板および前記基板と前記封止基板を貼り合わせる封止材に囲まれた空間に封止する発明が知られている（特許文献１）。
発光装置の作製工程において、電極層や素子層を作製後、形状を成形する加工を行うことによって少なくとも一部が曲折した発光パネルを作製し、少なくとも一部が曲折した発光パネル表面を覆う保護膜を形成して、当該発光パネルを用いた発光装置に高機能化及び高信頼性を付加する発明が知られている（特許文献２）。
米国特許出願公開第２００７／０１７０８５４号明細書 特開２０１１−００３５３７号公報
本発明の一態様は、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することを課題の一とする。または、筐体への収納性に優れた新規な表示パネルを提供することを課題の一とする。または、消費電力が抑制された新規な表示パネルを提供することを課題の一とする。または、新規な表示モジュールまたは新規な半導体装置を提供することを課題の一とする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様は、端子と、端子を支持する第１の基材と、第１の基材に重なる領域を備える第２の基材と、第１の基材と第２の基材を貼り合わせる接合層と、第１の基材と第２の基材の間に端子と電気的に接続する表示素子と、第１の基材、第２の基材および接合層と接する絶縁層と、を有し、絶縁層は表示素子と重なる領域に開口部を備える表示パネルである。
また、本発明の一態様は、樹脂層を有し、絶縁層は、接合層と樹脂層の間に挟まれる領域を備える、前記の表示パネルである。
また、本発明の一態様は、表示素子が発光性の有機化合物を含む、前記の表示パネルである。
また、本発明の一態様は、第１の基材は、可撓性を備え、第２の基材は、可撓性を備える、前記の表示パネルである。
また、本発明の一態様は、表示素子が液晶を含む、前記の表示パネルである。
また、本発明の一態様は、前記の表示パネルと、端子と電気的に接続されるフレキシブルプリント基板を有する、表示モジュールである。
また、本発明の一態様は、端子、端子を支持する第１の基材、第１の基材に重なる領域を備える第２の基材、第１の基材と第２の基材を貼り合わせる接合層および第１の基材と第２の基材の間に端子と電気的に接続する表示素子を有する加工部材を準備して、表示素子が配置される領域に重なる領域にマスクを形成する第１のステップと、原子層堆積法を用いて、第１の基材、第２の基材および接合層と接する絶縁層を形成する第２のステップと、絶縁層の一部をマスクと共に取り除く第３のステップと、を有する前記の表示パネルの作製方法である。
なお、本明細書において、ＥＬ層とは発光素子の一対の電極間に設けられた層を示すものとする。従って、電極間に挟まれた発光物質である有機化合物を含む発光層はＥＬ層の一態様である。
また、本明細書において、物質Ａを他の物質Ｂからなるマトリクス中に分散する場合、マトリクスを構成する物質Ｂをホスト材料と呼び、マトリクス中に分散される物質Ａをゲスト材料と呼ぶものとする。なお、物質Ａ並びに物質Ｂは、それぞれ単一の物質であっても良いし、２種類以上の物質の混合物であっても良いものとする。
なお、本明細書中において、発光装置とは表示装置または光源（照明装置含む）を指す。また、発光装置にコネクター、例えばフレキシブル端子基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子が形成された基板にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールは発光装置に含む場合がある。
なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、または、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
また、本明細書中において、トランジスタの第１の電極または第２の電極の一方がソース電極を、他方がドレイン電極を指す。
本発明の一態様によれば、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供できる。または、筐体への収納性に優れた新規な表示パネルを提供できる。または、消費電力が抑制された新規な表示パネルを提供できる。または、新規な表示モジュールまたは新規な半導体装置を提供できる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
実施の形態に係る表示パネルの構成を説明する図。 実施の形態に係る表示パネルの構成を説明する図。 実施の形態に係る表示パネルの構成を説明する図。 実施の形態に係る表示パネルの構成を説明する図。 実施の形態に係る表示パネルの構成を説明する図。 実施の形態に係る表示モジュールの構成を説明する図。 実施の形態に係る表示モジュールの構成を説明する図。 実施の形態に係る表示パネルの作製方法を説明するフロー図。 実施の形態に係る表示パネルの作製方法を説明する図。 実施の形態に係る表示パネルの作製方法を説明する図。 実施の形態に係る表示パネルの作製方法を説明する図。 実施の形態に係る成膜装置の構成を説明する図。 実施の形態に係る表示パネルの作製方法を説明する図。 本発明の一態様に係る、トランジスタの構成例を説明する図。 本発明の一態様に係る、トランジスタの作製方法例を説明する図。 本発明の一態様に係る、トランジスタの構成例を説明する図。 本発明の一態様に係る、トランジスタの構成例を説明する図。 ＣＡＡＣ−ＯＳの断面におけるＣｓ補正高分解能ＴＥＭ像、およびＣＡＡＣ−ＯＳの断面模式図。 ＣＡＡＣ−ＯＳの平面におけるＣｓ補正高分解能ＴＥＭ像。 ＣＡＡＣ−ＯＳおよび単結晶酸化物半導体のＸＲＤによる構造解析を説明する図。 ＣＡＡＣ−ＯＳの電子回折パターンを示す図。 Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物の電子照射による結晶部の変化を示す図。 本発明の一態様に係る、表示モジュールの構成を説明する図。 本発明の一態様に係る、表示モジュールの構成を説明する図。 本発明の一態様に係る、表示モジュールの構成を説明する図。 実施の形態に係る表示パネルの作製方法を説明する図。 実施の形態に係る表示パネルの作製方法を説明する図。 本発明の一態様に係る、表示モジュールの構成を説明する図。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示パネルの構成について、図面を参照しながら説明する。
図２は本発明の一態様の表示パネルの構成を説明する図である。図２（Ａ）は本発明の一態様の表示パネル２００の上面図である。また、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の切断線Ａ−Ｂおよび切断線Ｃ−Ｄにおける断面図である。
また、図２（Ｃ）は図２（Ｂ）に示す表示パネル２００とは、異なる構成を備える表示パネル２００Ｂの構成を説明する断面図である。
＜表示パネルの構成例１．＞
本実施の形態で説明する表示パネル２００は、端子２１９と、端子２１９を支持する第１の基材２１０と、第１の基材２１０に重なる領域を備える第２の基材２７０と、第１の基材２１０と第２の基材２７０を貼り合わせる接合層２０５と、第１の基材２１０と第２の基材２７０の間に端子２１９と電気的に接続する表示素子２５０と、第１の基材２１０、第２の基材２７０および接合層２０５と接する絶縁層２９０と、を有する。絶縁層２９０は、開口部２９１および開口部２９５を有する。
本実施の形態で説明する表示パネル２００は、端子２１９を支持する第１の基材２１０、第１の基材２１０に重なる第２の基材２７０および第１の基材２１０と第２の基材２７０を貼り合わせる接合層２０５と接する、絶縁層２９０を含んで構成される。これにより、絶縁層２９０に囲まれた領域への不純物の拡散を抑制することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供できる。
また、本実施の形態で説明する表示パネル２００は、表示素子２５０が配置される領域に重なる領域に開口部２９１を備える絶縁層２９０を有する。これにより、表示素子２５０に重なる領域に発光を吸収する層を形成することなく、不純物の拡散を抑制する絶縁層を他の領域に設けることができる。その結果、信頼性に優れ且つ消費電力が抑制された新規な表示パネルを提供できる。
また、表示パネル２００は、端子２１９および表示素子２５０と電気的に接続する配線２１１を有する。
また、表示パネル２００は、表示素子２５０が配置される領域と第１の基材２１０の端部の間に駆動回路２０３Ｇを有する。
なお、図２（Ｂ）を参照しながら説明する表示パネル２００は、第１の基材２１０、第２の基材２７０および接合層２０５で囲まれた領域に接合層２０５とは異なる材料（例えば気体、液体または液晶）を含む。
一方、図２（Ｃ）を参照しながら説明する表示パネル２００Ｂは、表示素子２５０と第２の基材２７０の間を接合層２０５が満たしている点が、図２（Ｂ）を参照しながら説明する表示パネル２００とは異なる。
ところで、表示パネル２００は、駆動回路２０３Ｇを有し、駆動回路２０３Ｇから最も近い第１の基材２１０の端部までの距離Ｌ２は、１．０ｍｍ以下好ましくは０．３ｍｍ以下であり、０ｍｍより大きい。
例えば、表示パネル２００は、駆動回路２０３Ｇを第１の基材２１０の端部との間に挟むように配置された表示素子２５０から、最も近い第１の基材２１０の端部までの距離Ｌ１を４．０ｍｍ以下好ましくは２ｍｍ以下さらに好ましくは１．０ｍｍ以下であり、０ｍｍより大きい。
例えば、表示パネル２００は表示素子２５０を有し、第１の基材２１０の端部または第２基材２７０の端部から最も近い表示素子２５０までの距離Ｌ３は、３．０ｍｍ未満好ましくは１．５ｍｍ未満であり、０ｍｍより大きい。
例えば、表示パネル２００は接合層２０５を有し、第２の基材２７０に重なる第１の基材２１０の端部から接合層２０５の端部までの距離または、第１の基材２１０に重なる第２の基材２７０の端部から接合層２０５の端部までの距離のいずれか最も長い距離Ｌ４が、０．３ｍｍ以上好ましくは０．５ｍｍ以上１０ｍｍ未満である。例えば、原子層堆積法を用いることにより、成膜材料を回り込ませて、絶縁層２９０を形成することができる（図２（Ｂ）参照）。
以下に、表示パネル２００を構成する個々の要素について説明する。なお、これらの構成は明確に分離できず、一つの構成が他の構成を兼ねる場合や他の構成の一部を含む場合がある。
《表示パネル２００》
表示パネル２００は、端子２１９、第１の基材２１０、第２の基材２７０、接合層２０５、表示素子２５０、および絶縁層２９０を有する。
また、表示パネル２００は、配線２１１を有する。
《第１の基材２１０》
第１の基材２１０または第２の基材２７０の少なくとも一方は、透光性を備える領域を表示素子２５０と重なる領域に有する。
第１の基材２１０は、製造工程に耐えられる程度の耐熱性および製造装置に適用可能な厚さおよび大きさを備えるものであれば、特に限定されない。
有機材料、無機材料または有機材料と無機材料の複合材料等を第１の基材２１０に用いることができる。例えば、ガラス、セラミックス、金属等の無機材料を第１の基材２１０に用いることができる。
具体的には、無アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリガラスまたはクリスタルガラス等を、第１の基材２１０に用いることができる。具体的には、無機酸化物膜、無機窒化物膜または無機酸窒化物膜等を、第１の基材２１０に用いることができる。例えば、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、アルミナ膜等を、第１の基材２１０に用いることができる。ＳＵＳまたはアルミニウム等を、第１の基材２１０に用いることができる。
例えば、樹脂、樹脂フィルムまたはプラスチック等の有機材料を第１の基材２１０に用いることができる。具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル樹脂等の樹脂フィルムまたは樹脂板を、第１の基材２１０に用いることができる。
例えば、金属板、薄板状のガラス板または無機材料等の膜を樹脂フィルム等に貼り合わせた複合材料を第１の基材２１０に用いることができる。例えば、繊維状または粒子状の金属、ガラスもしくは無機材料等を樹脂フィルムに分散した複合材料を、第１の基材２１０に用いることができる。例えば、繊維状または粒子状の樹脂もしくは有機材料等を無機材料に分散した複合材料を、第１の基材２１０に用いることができる。
また、単層の材料または複数の層が積層された材料を、第１の基材２１０に用いることができる。例えば、基材と基材に含まれる不純物の拡散を防ぐ絶縁層等が積層された材料を、第１の基材２１０に用いることができる。具体的には、ガラスとガラスに含まれる不純物の拡散を防ぐ酸化シリコン層、窒化シリコン層または酸化窒化シリコン層等から選ばれた一または複数の膜が積層された材料を、第１の基材２１０に適用できる。または、樹脂と樹脂を透過する不純物の拡散を防ぐ酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜等が積層された材料を、第１の基材２１０に適用できる。
可撓性を有する材料を第１の基材２１０に用いることができる。例えば、折り曲げることができる程度または折り畳むことができる程度の可撓性を有する材料を用いることができる。具体的には５ｍｍ以上、好ましくは４ｍｍ以上、より好ましくは３ｍｍ以上、特に好ましくは１ｍｍ以上の曲率半径で屈曲できる材料を用いることができる。また、厚さが２．５μｍ以上３ｍｍ以下好ましくは５μｍ以上１．５ｍｍ以下より好ましくは１０μｍ以上５００μｍ以下の材料を第１の基材２１０に用いることができる。
例えば、可撓性を有する基材２１０ｂ、不純物の拡散を防ぐバリア膜２１０ａおよび基材２１０ｂとバリア膜２１０ａを貼り合わせる接着層２１０ｃを備える積層体を、第１の基材２１０に用いることができる。
《第２の基材２７０》
第１の基材２１０に用いることができる材料を、第２の基材２７０に用いることができる。
例えば、第２の基材２７０は、可撓性を有する基材２７０ｂ、不純物の拡散を防ぐバリア膜２７０ａおよび基材２７０ｂとバリア膜２７０ａを貼り合わせる接着層２７０ｃを備える。
《接合層２０５》
第１の基材２１０および第２の基材２７０を貼り合わせることができる材料を、接合層２０５に用いることができる。
無機材料、有機材料または無機材料と有機材料の複合材料等を接合層２０５に用いることができる。
例えば、融点が４００℃以下好ましくは３００℃以下のガラスを、接合層２０５に用いることができる。
例えば、熱溶融性の樹脂または硬化性の樹脂等の有機材料を、接合層２０５に用いることができる。
例えば、光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤または／および嫌気型接着剤等の有機材料を接合層２０５に用いることができる。
具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等を含む接着剤を用いることができる。
《配線２１１、端子２１９》
導電性を有する材料を配線２１１または端子２１９に用いることができる。
例えば、無機導電性材料、有機導電性材料、金属または導電性セラミックスなどを配線２１１または端子２１９に用いることができる。
具体的には、アルミニウム、金、白金、銀、銅、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン、ニッケル、鉄、コバルト、パラジウムまたはマンガンから選ばれた金属元素などを、配線２１１または端子２１９に用いることができる。または、上述した金属元素を含む合金などを、配線２１１または端子２１９に用いることができる。または、上述した金属元素を組み合わせた合金などを、配線２１１または端子２１９に用いることができる。
具体的には、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を、配線２１１または端子２１９に用いることができる。
具体的には、グラフェンまたはグラファイトを含む膜を配線２１１または端子２１９に用いることができる。
例えば、酸化グラフェンを含む膜を形成し、酸化グラフェンを含む膜を還元することにより、グラフェンを含む膜を形成することができる。還元する方法としては、熱を加える方法や還元剤を用いる方法等を挙げることができる。
具体的には、導電性高分子を配線２１１または端子２１９に用いることができる。
《表示素子２５０》
さまざまな表示素子を表示素子２５０に用いることができる。
例えば、電気的または磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化する表示媒体を表示素子に用いることができる。
具体的には、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子（有機物及び無機物を含むＥＬ素子、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子）、ＬＥＤ（白色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤなど）、トランジスタ（電流に応じて発光するトランジスタ）、電子放出素子、液晶素子、電子インク、電気泳動素子、グレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、ＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）を用いた表示素子、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、ＤＭＳ（デジタル・マイクロ・シャッター）、ＭＩＲＡＳＯＬ（登録商標）、ＩＭＯＤ（インターフェアレンス・モジュレーション）素子、シャッター方式のＭＥＭＳ表示素子、光干渉方式のＭＥＭＳ表示素子、エレクトロウェッティング素子、圧電セラミックディスプレイ、カーボンナノチューブを用いた表示素子、などを用いることができる。
《絶縁層２９０》
絶縁層２９０は、表示素子２５０が配置される領域に重なる領域に開口部２９１を備える。また、端子２１９と重なる領域に開口部２９５を備える。
例えば、酸化物、窒化物、フッ化物、三元化合物またはポリマーを含む膜を形成することができる。
具体的には、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、アルミニウムシリケート、ハフニウムシリケート、酸化ランタン、酸化珪素、チタン酸ストロンチウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化スカンジウム、酸化エルビウム、酸化バナジウムまたは酸化インジウム等を含む材料を用いることができる。
例えば、窒化アルミニウム、窒化ハフニウムまたは窒化珪素等を含む材料を用いることができる。
なお、図２を参照しながら説明する表示パネル２００および表示パネル２００Ｂは、第１の基材２１０および第２の基材２７０の表面が露出するように絶縁層２９０に開口部２９１が設けられているが、これに限られない。図３に示すように、表示パネル２００および表示パネル２００Ｂは、第２の基材２７０の表面が露出するように絶縁層２９０に開口部２９１が設けられていてもよい。また、表示パネル２００および表示パネル２００Ｂは、第１の基材２１０の表面が露出するように絶縁層２９０に開口部２９１が設けられていてもよい。
ところで、表示パネル２００および表示パネル２００Ｂにおいて絶縁層２９０は、図１に示すように接合層２０５と接する領域に設けられていてもよい。
また、開口部２９５に代えて、開口部２９５を形成する機能を有するマスクを絶縁層２９０と端子２１９の間に有していてもよい。具体的には、マスキングテープ等をマスクに用いることができる。例えば、表示パネルにフレキシブルプリント基板２２１を接続する時に、マスクを除去することにより、端子２１９を露出させることができる。
電気的な絶縁性を備える材料または不純物の拡散を抑制する機能を備える材料を絶縁層２９０に用いることができる。
例えば、水蒸気の透過を抑制する材料を絶縁層２９０に用いることができる。具体的には、１０−５ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下、好ましくは１０−６ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下の水蒸気透過率を備える材料を絶縁層２９０に用いることができる。
例えば、原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて形成することができる材料を、絶縁層２９０に用いることができる。
ところで、絶縁層２９０に含まれるクラック、ピンホールなどの欠陥または絶縁層２９０の厚さのムラは、不純物の拡散を助長する場合がある。原子層堆積法を用いて絶縁層２９０を形成すると、絶縁層２９０に含まれる欠陥または絶縁層２９０の厚さのムラを低減することができる。また、絶縁層２９０を緻密にすることができる。これにより、不純物の拡散を抑制することができる絶縁層２９０を提供できる。
第１の基材２１０または第２の基材２７０を他の基材から分断すると、端面に微細なヒビ（マイクロクラックともいう）が形成される場合がある。具体的には、けがき（スクライブともいう）をし、けがきに集中するように応力を加えて分断されたガラスの端面には、微細なヒビが形成される場合がある。原子層堆積法を用いて絶縁層２９０を形成すると、端面に形成された微細なヒビを塞ぐことができる場合がある。
また、原子層堆積法を絶縁層２９０の形成方法に用いることができる。原子層堆積法を用いると、加工部材に与える損傷を、例えば、プラズマＣＶＤや熱ＣＶＤに比べて軽減することができる。
ところで、３ｎｍ以上２００ｎｍ以下好ましくは５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の厚さを有する無機化合物を含む膜を絶縁層２９０に用いることができる。
特に、前駆体を含む要素を供給するステップと、ラジカルを含む要素を供給するステップと、を有する原子層堆積法を用いて、良好なカバレッジを留意して形成された無機化合物を含む膜を、絶縁層２９０に用いることができる。これにより、水分等の不純物を含む大気等が接合層２０５に触れないようにすることができる。
なお、原子層堆積法は、第１の要素を加工基材の表面に供給する第１のステップと、第１の要素と反応する第２の要素を供給する第２のステップと、を有し、加工基材の表面に第１の要素と第２の要素の反応生成物を堆積する成膜方法である。
なお、第１のステップにおいて、加工基材の表面に吸着する第１の要素の量は温度等の加工条件に基づいて限られる。なお、これを自己停止機構が作用する条件ともいう。これにより、一の第１のステップおよび一の第２のステップを含む１サイクルにおいて、制限された量の第１の要素と第２の要素の反応生成物を堆積することができる。
例えば、第１のステップと第２のステップを交互に繰り返すことにより、所定の量の第１の要素と第２の要素の反応生成物を加工基材の表面に堆積することができる。
また、第１のステップの後に、第１のステップにおいて余剰に供給された第１の要素を排出するステップを有してもよい。
また、第２のステップの後に、第２のステップにおいて余剰に供給された第２の要素を排出するステップを有してもよい。
具体的には、第１のステップにおいて、加工基材が配置され、所定の環境に準備された反応室に第１の要素を供給する。これにより、第１の要素が加工基材の表面に吸着される。
次いで、パージガスを供給しながら反応室内に残留する余剰な第１の要素を排気する。
第２のステップにおいて、第２の要素を供給する。これにより、加工基材の表面に吸着された第１の要素は第２の要素と反応し、加工基材の表面に反応生成物が堆積する。
次いで、パージガスを供給しながら反応室内に残留する余剰な第２の要素を排気する。
以後、第１のステップと第２のステップを繰り返し、加工基材の表面に所定の量の反応生成物を堆積する。
堆積したい反応生成物の種類に応じて選択された前駆体（プリカーサともいう）等を第１の要素に用いることができる。具体的には、揮発性の有機金属化合物、金属アルコキシド等を第１の要素に用いることができる。
なお、気化装置（ベーパライザまたはバブリング装置ともいう）を用いて気化された前駆体を第１の要素に用いることができる。
なお、複数の要素を含む材料を第１の要素に用いることができる。また、繰り返される第１のステップにおいて、異なる材料を第１の要素に用いることができる。
例えば、堆積したい反応生成物の種類および第１の要素に応じて選択された、第１の要素と反応をするさまざまな材料を第２の要素に用いることができる。例えば、酸化反応に寄与する材料、還元反応に寄与する材料、付加反応に寄与する材料、分解反応に寄与する材料または加水分解反応に寄与する材料などを第２の要素に用いることができる。
なお、第２の要素にプラズマを用いることができる。具体的には、酸素ラジカルまたは窒素ラジカル等を第２の要素に用いることができる。これにより、第１の要素との反応速度を高めることができる。その結果、加工基材の温度の上昇を抑制することができる。または、成膜時間を短縮できる。
＜表示パネルの構成例２．＞
本発明の一態様の表示パネルの別の構成について、図４を参照しながら説明する。
図４は本発明の一態様の表示パネルの構成を説明する図である。図４（Ａ）は本発明の一態様の表示パネル２００Ｃの上面図である。また、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の切断線Ａ−Ｂおよび切断線Ｃ−Ｄにおける断面図である。
また、図４（Ｃ）は図４（Ｂ）に示す表示パネル２００Ｃとは、異なる構成を備える表示パネル２００Ｄの構成を説明する断面図である。
なお、表示パネル２００Ｃは、絶縁層２９０が有する開口部の位置が異なる点が、図２を参照しながら説明する表示パネル２００とは異なる。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同様の構成を用いることができる部分は、上記の説明を援用する。
本実施の形態で説明する表示パネル２００Ｃは、絶縁層２９０が開口部２９２および開口部２９５を有する、上記の表示パネルである。また、基材２１０ｂおよび基材２７０ｂは可撓性を有する。
本実施の形態で説明する表示パネル２００Ｃは、絶縁層２９０が配線２１１と重なる領域に開口部２９２を有する構成である。これにより、表示パネル２００Ｃの開口部２９２の位置における可撓性を他の領域より高めることができる。その結果、筐体への収納性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供できる。
《表示パネル２００Ｃ》
表示パネル２００Ｃは、端子２１９、第１の基材２１０、第２の基材２７０、接合層２０５、表示素子２５０および絶縁層２９０を有する。
また、表示パネル２００Ｃは、配線２１１を有する。
また、絶縁層２９０は、配線２１１と重なる領域に開口部２９２を有する。
なお、絶縁層２９０が、表示素子２５０が配置される領域の一部と重なる領域に開口部２９２を有していてもよい。例えば、表示素子２５０が配置される領域を２等分する線を含む帯状に開口部２９２を有していてもよい（図４（Ｂ）参照）。また例えば、表示素子２５０が配置される領域を３等分する線を含む帯状に開口部２９２を有していてもよい。
＜表示パネルの構成例３．＞
本発明の一態様の表示パネルの別の構成について、図５を参照しながら説明する。
図５は本発明の一態様の表示パネルの構成を説明する図である。図５（Ａ）は本発明の一態様の表示パネル２００Ｅの上面図である。また、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の切断線Ａ−Ｂおよび切断線Ｃ−Ｄにおける断面図である。
また、図５（Ｃ）は図５（Ｂ）に示す表示パネル２００Ｅとは、異なる構成を備える表示パネル２００Ｆの構成を説明する断面図である。
なお、表示パネル２００Ｅは、樹脂層２９８を有する点が、図２を参照しながら説明する表示パネル２００とは異なる。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同様の構成を用いることができる部分は、上記の説明を援用する。
本実施の形態で説明する表示パネル２００Ｅは、樹脂層２９８を有する上記の表示パネルである。そして、絶縁層２９０は、接合層２０５と樹脂層２９８の間に挟まれる領域を備える。
本実施の形態で説明する表示パネル２００Ｅは、接合層２０５と樹脂層２９８の間に挟まれる絶縁層２９０を含んで構成される。これにより、さまざまな応力を分散し、応力の集中に伴う絶縁層の破壊を防ぐことができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示モジュールを提供できる。
《表示パネル２００Ｅ》
表示パネル２００Ｅは、樹脂層２９８、端子２１９、第１の基材２１０、第２の基材２７０、接合層２０５、表示素子２５０、および絶縁層２９０を有する。
また、表示パネル２００Ｅは、配線２１１を有する。
《樹脂層２９８》
表示パネル２００Ｅは絶縁層２９０が接合層２０５との間に挟まれる領域を有するように配置された樹脂層２９８を有する。
例えば、接合層２０５に用いることができる材料と同様の材料を樹脂層２９８に用いることができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示モジュールの構成について、図６及び図７を参照しながら説明する。
図６は本発明の一態様の表示モジュールの構成を説明する図である。図６（Ａ）は本発明の一態様の表示モジュール２００Ｍの上面図である。また、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の切断線Ａ−Ｂおよび切断線Ｃ−Ｄにおける断面図である。
また、図６（Ｃ）は図６（Ｂ）に示す表示モジュール２００Ｍとは、異なる構成を備える表示モジュール２００ＭＢの構成を説明する断面図である。
＜表示モジュールの構成例１．＞
本実施の形態で説明する表示モジュール２００Ｍは、端子２１９と、端子２１９を支持する第１の基材２１０と、第１の基材２１０に重なる領域を備える第２の基材２７０と、第１の基材２１０と第２の基材２７０を貼り合わせる接合層２０５と、第１の基材２１０と第２の基材２７０の間に端子２１９と電気的に接続する表示素子２５０と、端子２１９と電気的に接続されるフレキシブルプリント基板２２１と、第１の基材２１０、第２の基材２７０および接合層２０５と接する絶縁層２９０と、を有する。
本実施の形態で説明する表示モジュール２００Ｍは、端子２１９を支持する第１の基材２１０、第１の基材２１０に重なる第２の基材２７０および第１の基材２１０と第２の基材２７０を貼り合わせる接合層２０５と接する、絶縁層２９０と、端子２１９と電気的に接続されるフレキシブルプリント基板２２１を含んで構成される。これにより、絶縁層２９０に囲まれた領域への不純物の拡散を抑制することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示モジュールを提供できる。
また、表示モジュール２００Ｍは、端子２１９および表示素子２５０と電気的に接続する配線２１１を有する。
なお、図６（Ｂ）を参照しながら説明する表示モジュール２００Ｍは、表示素子２５０と第２の基材２７０の間に接合層２０５とは異なる材料を含む領域を有する。例えば気体を含む領域を有する。
一方、図６（Ｃ）を参照しながら説明する表示モジュール２００ＭＢは、表示素子２５０と第２の基材２７０の間に接合層２０５を有する点が、図６（Ｂ）を参照しながら説明する表示モジュール２００Ｍとは異なる。
なお、表示モジュール２００Ｍは、フレキシブルプリント基板２２１および異方性導電膜２２２を有する点が、図２を参照しながら説明する表示パネル２００とは異なる。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同様の構成を用いることができる部分は、上記の説明を援用する。
《フレキシブルプリント基板２２１》
フレキシブルプリント基板２２１は、端子２１９と電気的に接続する配線、当該配線を支持する基材および当該配線と重なる領域を備える被覆層を有する。配線は、基材と被覆層の間に挟まれる領域および被覆層と重ならない領域を備える。
なお、配線の被覆層と重ならない領域をフレキシブルプリント基板２２１の端子に用いることができる。
導電性を有する材料をフレキシブルプリント基板２２１の配線に用いることができる。例えば、配線２１１等に用いることができる材料をフレキシブルプリント基板２２１の配線に用いることができる。具体的には、銅等を用いることができる。
絶縁性の領域をフレキシブルプリント基板２２１の配線と接する領域に備える材料をフレキシブルプリント基板２２１の基材に用いることができる。
例えば、樹脂、樹脂フィルムまたはプラスチック等の有機材料を基材に用いることができる。具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル樹脂等の樹脂層、樹脂フィルムまたは樹脂板を、基材に用いることができる。ガラス転位温度が、１５０℃以上好ましくは２００℃以上より好ましくは２５０℃以上の延伸フィルムを、基材に用いることができる。
なお、異方性導電膜２２２をフレキシブルプリント基板２２１と端子２１９を電気的に接続する材料に用いることができる。例えば、導電性を備える粒子および樹脂等を含む材料を異方性導電膜２２２に用いることができる。これにより、フレキシブルプリント基板２２１の端子と端子２１９を導電性の粒子等を用いて電気的に接続することができる。
＜表示モジュールの構成例２．＞
本発明の一態様の表示モジュールの別の構成について、図７を参照しながら説明する。
図７は本発明の一態様の表示モジュールの構成を説明する図である。図７（Ａ）は本発明の一態様の表示モジュール２００ＭＣの上面図である。また、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の切断線Ａ−Ｂおよび切断線Ｃ−Ｄにおける断面図である。
また、図７（Ｃ）は図７（Ｂ）に示す表示モジュール２００ＭＣとは異なる構成を備える表示モジュール２００ＭＤの構成を説明する断面図である。
なお、表示モジュール２００ＭＣは、樹脂層２９８を有する点が、図６を参照しながら説明する表示モジュール２００Ｍとは異なる。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同様の構成を用いることができる部分は、上記の説明を援用する。
本実施の形態で説明する表示モジュール２００ＭＣは、樹脂層２９８と、を有する上記の表示モジュールである。そして、絶縁層２９０は、接合層２０５と樹脂層２９８の間に挟まれる領域を備える。
本実施の形態で説明する表示モジュール２００ＭＣは、接合層２０５と樹脂層２９８の間に挟まれる絶縁層２９０を含んで構成される。これにより、さまざまな応力を分散し、応力の集中に伴う絶縁層の破壊を防ぐことができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示モジュールを提供できる。
《表示モジュール２００ＭＣ》
表示モジュール２００ＭＣは、樹脂層２９８、端子２１９、第１の基材２１０、第２の基材２７０、接合層２０５、表示素子２５０、フレキシブルプリント基板２２１または絶縁層２９０を有する。
また、表示モジュール２００ＭＣは、配線２１１を有する。
《樹脂層２９８》
接合層２０５との間に挟まれる領域を絶縁層２９０が有するように配置された樹脂層２９８を有する。
例えば、接合層２０５に用いることができる材料と同様の材料を樹脂層２９８に用いることができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示パネルの作製の方法について、図８乃至図１１を参照しながら説明する。
図８は本発明の一態様の表示パネルの作製の方法を説明するフロー図である。
図９は本発明の一態様の表示パネルの作製方法を説明する図である。図９（Ａ）乃至図９（Ｃ）は作製工程中の表示パネルの断面図である。
＜表示パネルの作製方法例１＞
本実施の形態で説明する表示パネルの作製方法は、以下の３つのステップを有する（図８参照）。
《第１のステップ》
第１のステップにおいて、端子２１９、端子２１９を支持する第１の基材２１０、第１の基材２１０に重なる領域を備える第２の基材２７０、第１の基材２１０と第２の基材２７０を貼り合わせる接合層２０５および第１の基材２１０と第２の基材２７０の間に端子２１９と電気的に接続する表示素子２５０を有する加工部材を準備して、表示素子２５０が配置される領域に重なる領域に、第１の基材２１０と第２の基材２７０のそれぞれに接するようにマスク２２３を形成する（図８（Ｓ１）および図９（Ａ）参照）。
なお、第１のステップにおいて、端子２１９と重なる領域にマスク２２４を形成してもよい。
《第２のステップ》
第２のステップにおいて、原子層堆積法を用いて、第１の基材２１０、第２の基材２７０、接合層２０５および端子２１９と接する絶縁層２９０を形成する（図８（Ｓ２）参照）。
なお、端子２１９が露出する面を全てマスク２２４が覆っている場合は、第２のステップにおいて絶縁層２９０は端子２１９上に形成されない。
ところで、絶縁層２９０に含まれるクラック、ピンホールなどの欠陥または絶縁層２９０の厚さのムラは、不純物の拡散を助長する場合がある。原子層堆積法を用いて絶縁層２９０を形成すると、絶縁層２９０に含まれる欠陥または絶縁層２９０の厚さのムラを低減することができる。また、絶縁層２９０を緻密にすることができる。これにより、不純物の拡散を抑制することができる絶縁層２９０を提供できる。
第１の基材２１０または第２の基材２７０を他の基材から分断すると、端面に微細なヒビ（マイクロクラック２２５）が形成される場合がある。具体的には、けがき（スクライブともいう）をし、けがきに集中するように応力を加えて分断（ブレイクともいう）する方法で得られたガラスの端面には、微細なヒビが形成される場合がある。原子層堆積法を用いて絶縁層２９０を形成すると、端面に形成された微細なヒビを塞ぐことができる場合がある（図９（Ｂ）参照）。
例えば、実施の形態４において説明する成膜装置１９０を用いて、原子層堆積法により絶縁層２９０を形成することができる。
《第３のステップ》
第３のステップにおいて、絶縁層２９０の一部をマスク２２３と共に取り除き、絶縁層２９０の表示素子２５０と重なる領域に開口部２９１を形成する（図８（Ｓ３）および図９（Ｂ）参照）。
なお、端子２１９上にマスク２２４が重なっている場合は、第３のステップにおいて絶縁層２９０の一部をマスク２２４と共に取り除き、絶縁層２９０の端子２１９と重なる領域に開口部２９５を形成する。
本実施の形態で説明する表示パネルの作製方法は、表示素子２５０と重なる領域にマスク２２３を形成する第１のステップと、原子層堆積法を用いて絶縁層２９０を形成する第２のステップと、絶縁層２９０の表示素子２５０と重なる領域に開口部２９１を形成する第３のステップとを含んで構成される。これにより、表示素子と重なる領域に開口部を有する絶縁層を形成することができる。その結果、信頼性に優れた新規な表示パネルの作製方法を提供できる。
＜表示パネルの作製方法の変形例＞
本実施の形態で説明する表示パネルの作製方法は、上記のステップに加えて第４のステップを有する。
《第４のステップ》
第４のステップにおいて、接合層２０５と樹脂層２９８の間に挟まれる領域が、絶縁層２９０に形成されるように樹脂層２９８を形成する（図９（Ｃ）参照）。
＜表示パネルの作製方法例２＞
本発明の一態様の表示パネルの別の作製方法例について、図１０を参照しながら説明する。
図１０は本発明の一態様の表示パネルの作製方法を説明する図である。図１０（Ａ）乃び図１０（Ｂ）は作製工程中の表示パネルの断面図である。
なお、図１０を参照しながら説明する作製方法は、マスク２２３を形成する領域が異なる点が、図９を参照しながら説明する作製方法とは異なる。ここでは異なる点について詳細に説明し、同様の作製方法を適用することができる部分は、上記の説明を援用する。
《第１のステップ》
第１のステップにおいて、端子２１９、端子２１９を支持する第１の基材２１０、第１の基材２１０に重なる領域を備える第２の基材２７０、第１の基材２１０と第２の基材２７０を貼り合わせる接合層２０５および第１の基材２１０と第２の基材２７０の間に端子２１９と電気的に接続する表示素子２５０を有する加工部材を準備して、配線２１１と重なる領域に、第１の基材２１０と第２の基材２７０のそれぞれに接するようにマスク２２３を形成する（図８（Ｓ１）および図１０（Ａ）参照）。
なお、第１のステップにおいて、マスク２２３を表示素子２５０が配置される領域の一部と重なる領域に形成してもよい。例えば、表示素子２５０が配置される領域を２等分する線を含む帯状にマスク２２３を形成してもよい（図１０（Ａ）参照）。また例えば、表示素子２５０が配置される領域を３等分する線を含む帯状にマスク２２３を形成してもよい。
また、マスク２２３の断面形状は矩形に限られない。マスク２２３の端部が他の膜（ここでは第１の基材および第２の基材）と接する部分の断面においてマスク２２３の側面および他の膜の表面がなす角が９０°以上となるマスク２２３を用いることで、絶縁層２９０の端部を順テーパ形状とすることができる。その結果、絶縁層２９０の密着性を向上させることができる。例えば、マスク２２３の断面形状が円または長円であってもよい（図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）参照）。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示モジュールの作製に用いることができる成膜装置について、図１２および図１３を参照しながら説明する。
図１２は本発明の一態様の表示モジュールの作製に用いることができる成膜装置１９０を説明する断面図である。
図１３（Ａ）は本発明の一態様の表示モジュールの作製に用いることができる加工部材１０の斜視図である。
図１３（Ｂ）は本発明の一態様の表示モジュールの作製に用いることができる加工部材１０が支持体１８６によって支持されている状態を説明する図である。
＜成膜装置１９０の構成例＞
本実施の形態で説明する成膜装置１９０は、成膜室１８０と、成膜室１８０に接続される制御部１８２と、を有する。
制御部１８２は、制御信号を供給する制御装置（図示せず）ならびに制御信号を供給される流量制御器１８２ａ、流量制御器１８２ｂおよび流量制御器１８２ｃを備える。例えば、高速バルブを流量制御器に用いることができる。具体的にはＡＬＤ用バルブ等を用いることにより、精密に流量を制御することができる。また、流量制御器および配管の温度を制御する加熱機構１８２ｈを有する。
流量制御器１８２ａは、制御信号ならびに第１の原料および不活性ガスを供給され、制御信号に基づいて第１の原料または不活性ガスを供給する機能を有する。
流量制御器１８２ｂは、制御信号ならびに第２の原料および不活性ガスを供給され、制御信号に基づいて第２の原料または不活性ガスを供給する機能を有する。
流量制御器１８２ｃは、制御信号を供給され、制御信号に基づいて排気装置１８５に接続する機能を有する。
《原料供給部》
なお、原料供給部１８１ａは、第１の原料を供給する機能を有し、流量制御器１８２ａに接続されている。
原料供給部１８１ｂは、第２の原料を供給する機能を有し、流量制御器１８２ｂに接続されている。
気化器または加熱手段等を原料供給部に用いることができる。これにより、固体の原料や液体の原料から気体の原料を生成することができる。
なお、原料供給部は２つに限定されず、３つ以上の原料供給部を有することができる。
《原料》
さまざまな材料を第１の原料に用いることができる。
例えば、揮発性の有機金属化合物、金属アルコキシド等を第１の原料に用いることができる。
第１の原料と反応をするさまざまな材料を第２の原料に用いることができる。例えば、酸化反応に寄与する材料、還元反応に寄与する材料、付加反応に寄与する材料、分解反応に寄与する材料または加水分解反応に寄与する材料などを第２の原料に用いることができる。
また、ラジカルを含む材料を第２の原料に用いることができる。例えば、材料をプラズマ源に供給し、プラズマ状態の材料を第２の原料に用いることができる。具体的には酸素ラジカル、窒素ラジカル等を第２の原料に用いることができる。
また、第２の原料は、室温に近い温度で第１の原料と反応する原料が好ましい。例えば、反応温度が室温以上２００℃以下好ましくは５０℃以上１５０℃以下である材料が好ましい。
《排気装置１８５》
排気装置１８５は、排気する機能を有し、流量制御器１８２ｃに接続されている。なお、排出される材料を捕捉するトラップを排出口１８４と流量制御器１８２ｃの間に有してもよい。
《制御部１８２》
制御装置は、流量制御器を制御する制御信号または加熱機構を制御する制御信号等を供給する。例えば、第１のステップにおいて、第１の原料を加工基材の表面に供給する。そして、第２のステップにおいて、第１の原料と反応する第２の原料を供給する。これにより第１の原料は第２の原料と反応し、反応生成物が加工部材１０の表面に堆積することができる。
なお、加工部材１０の表面に堆積させる反応生成物の量は、第１のステップと第２のステップを繰り返すことにより、制御することができる。
なお、加工部材１０に供給される第１の原料の量は、加工部材１０の表面が吸着することができる量により制限される。例えば、第１の原料の単分子層が加工部材１０の表面に形成される条件を選択し、形成された第１の原料の単分子層に第２の原料を反応させることにより、極めて均一な第１の原料と第２の原料の反応生成物を含む層を形成することができる。
その結果、入り組んだ構造を表面に備える加工部材１０の表面に、さまざまな材料を成膜することができる。例えば３ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚さを備える膜を、加工部材１０に形成することができる。
例えば、加工部材１０の表面にピンホールと呼ばれる小さい穴等が形成されている場合、ピンホールの内部に回り込んで成膜材料を成膜し、ピンホールを埋めることができる。
また、余剰の第１の原料または第２の原料を、排気装置１８５を用いて成膜室１８０から排出する。例えば、アルゴンまたは窒素などの不活性ガスを導入しながら排気してもよい。
《成膜室１８０》
成膜室１８０は、第１の原料、第２の原料および不活性ガスを供給される導入口１８３と、第１の原料、第２の原料および不活性ガスを排出する排出口１８４とを備える。
成膜室１８０は、単数または複数の加工部材１０を支持する機能を備える支持体１８６と、加工部材を加熱する機能を備える加熱機構１８７と、加工部材１０の搬入および搬出をする領域を開閉する機能を備える扉１８８と、を有する。
例えば、抵抗加熱器または赤外線ランプ等を加熱機構１８７に用いることができる。
加熱機構１８７は、例えば８０℃以上、１００℃以上または１５０℃以上に加熱する機能を備える。
ところで、加熱機構１８７は、例えば室温以上２００℃以下好ましくは５０℃以上１５０℃以下の温度になるように加工部材１０を加熱する。
また、成膜室１８０は、圧力調整器および圧力検知器を有する。
《支持体１８６》
支持体１８６は、加工部材１０を支持する。
例えば、６つの加工部材１０が７つの支持体１８６を用いて支持されている状態を図１２および図１３（Ｂ）に示す。
支持体１８６は、例えば、外形が表示素子２５０の配置された領域より大きく、かつ加工部材１０よりも小さい。
支持体１８６に用いる材料としては、プラスチックのほか、金属、合金、紙、ガラスなどが挙げられる。また、表面に弱い粘着性を有する材料（例えば、微粘着シート、シリコンシート、ゴムシートなど）を用いることで、加工部材１０に支持体１８６を隙間なく配置することができる。
一の支持体１８６に支持された一の加工部材１０に他の支持体１８６を載せ、他の支持体１８６を用いて他の加工部材１０を支持することができる。このように支持体１８６と加工部材１０を交互に重ねることにより、成膜室１８０に複数の加工部材を準備することができる。
加工部材１０の外形より小さい支持体１８６を用いて、支持体１８６の外側に端部がはみ出すように加工部材１０を配置する。これにより、加工部材１０の端部とその側面に原料を均一に供給することができる（図１３（Ｂ）参照）。
また、加工部材１０の端部を、成膜室１８０の壁面から離して配置する。例えば、加工部材１０の端部から成膜室１８０の壁面までの距離を、一の加工部材１０と他の加工部材１０の間隔より大きくする。これにより、原料を均一に供給することができる。
支持体１８６は、個々に配置が可能な構成でもよく、また複数の支持体１８６を連結する梁部を備えていてもよい。
ところで、端子２１９と重なる位置にマスク１８６ａを載せてもよい。マスク１８６ａは、個々に配置が可能な構成でもよく、また一の支持体１８６と連結する構成であってもよい。マスク１８６ａに用いる材料としては、例えば支持体１８６と同様の材料が挙げられる。
なお、図１３（Ｃ）に示すように、支持体１８６のかわりに、断面が円または長円の支持体１８６Ｂを用いてもよい。支持体１８６Ｂに用いる材料としては、プラスチック、金属、合金、ガラスなどが挙げられる。
ところで、図２６および図２７に示すように、支持体１８６のかわりにセパレートフィルム１９６を用いてもよい。セパレートフィルム１９６は加工部材１０の上下に配置されている。セパレートフィルム１９６は、加工部材１０の表面を保護する機能を有する。セパレートフィルム１９６は、加工部材１０の外形と一致していてもよい。また、セパレートフィルム１９６が加工部材１０の外形よりも小さくなるように加工し、セパレートフィルム１９６の外側に加工部材１０の端部がはみ出すようにしてもよい（図２６（Ａ）参照）。図２６（Ａ）に示す加工部材１０は、第１の基材２１０と、第２の基材２７０と、接合層２０５と、端子を含む配線２１１と、表示素子２５０と、セパレートフィルム１９６と、着色層８４５と、を有する。複数の加工部材１０を重ねて絶縁層２９０を形成し（図２６（Ｂ）参照）、その後セパレートフィルム１９６を除去することで、図２６（Ｃ）に示すように第１の基材２１０、第２の基材２７０および接合層２０５と接する領域に絶縁層２９０を形成できる。また、セパレートフィルム１９６および加工部材１０が開口部１９９を有する場合は、複数重ねた加工部材１０における最上層および最下層のセパレートフィルム１９６と重なる位置に支持体１８６を設けてもよい（図２７（Ａ）参照）。図２７（Ａ）に示すように支持体１８６を設けた後に絶縁層２９０を成膜し、支持体１８６を除去し（図２７（Ｂ）参照）、セパレートフィルム１９６を除去することで、図２７（Ｃ）に示すように開口部１９９を有する加工部材１０の側面にのみ絶縁層２９０を形成することができる。なお、図２６（Ｂ）、図２７（Ａ）、（Ｂ）では、第１の基材２１０および第２の基材２７０の一部を省略している。
＜膜の例＞
本実施の形態で説明する成膜装置１９０を用いて、作製することができる膜について説明する。
例えば、酸化物、窒化物、フッ化物、硫化物、三元化合物、金属またはポリマーを含む膜を形成することができる。
例えば、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、アルミニウムシリケート、ハフニウムシリケート、酸化ランタン、酸化珪素、チタン酸ストロンチウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化スカンジウム、酸化エルビウム、酸化バナジウムまたは酸化インジウム等を含む材料を用いることができる。
例えば、窒化アルミニウム、窒化ハフニウム、窒化珪素、窒化タンタル、窒化チタン、窒化ニオブ、窒化モリブデン、窒化ジルコニウムまたは窒化ガリウム等を含む材料を用いることができる。
例えば、銅、白金、ルテニウム、タングステン、イリジウム、パラジウム、鉄、コバルトまたはニッケル等を含む材料を用いることができる。
例えば、硫化亜鉛、硫化ストロンチウム、硫化カルシウム、硫化鉛、フッ化カルシウム、フッ化ストロンチウムまたはフッ化亜鉛等を含む材料を用いることができる。
例えば、チタンおよびアルミニウムを含む窒化物、チタンおよびアルミニウムを含む酸化物、アルミニウムおよび亜鉛を含む酸化物、マンガンおよび亜鉛を含む硫化物、セリウムおよびストロンチウムを含む硫化物、エルビウムおよびアルミニウムを含む酸化物、イットリウムおよびジルコニウムを含む酸化物等を含む材料を用いることができる。
《酸化アルミニウムを含む膜》
例えば、アルミニウム前駆体化合物を含む材料を気化させたガスを第１の原料に用いることができる。具体的には、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ、化学式はＡｌ（ＣＨ３）３）またはトリス（ジメチルアミド）アルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、アルミニウムトリス（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナート）などを用いることができる。
水蒸気（化学式はＨ２Ｏ）を第２の原料に用いることができる。
成膜装置１９０を用いて上記の第１の原料および第２の原料から、酸化アルミニウムを含む膜を形成できる。
《酸化ハフニウムを含む膜》
例えば、ハフニウム前駆体化合物を含む材料を気化させたガスを第１の原料に用いることができる。具体的には、テトラキスジメチルアミドハフニウム（ＴＤＭＡＨ、化学式はＨｆ［Ｎ（ＣＨ３）２］４）またはテトラキス（エチルメチルアミド）ハフニウム等のハフニウムアミドを含む材料を用いることができる。
オゾンを第２の原料に用いることができる。
《タングステンを含む膜》
例えば、ＷＦ６ガスを第１の原料に用いることができる。
Ｂ２Ｈ６ガスまたはＳｉＨ４ガスなどを第２の原料に用いることができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、後述する表示モジュールの画素に適用できるトランジスタの構成例について、図面を参照して説明する。
＜トランジスタの構成例＞
図１４（Ａ）に、以下で例示するトランジスタ１００の上面概略図を示す。また図１４（Ｂ）に図１４（Ａ）中に示す切断線Ａ−Ｂにおけるトランジスタ１００の断面概略図を示す。図１４（Ａ）（Ｂ）で例示するトランジスタ１００はボトムゲート型のトランジスタである。
トランジスタ１００は、基板１０１上に設けられるゲート電極１０２と、基板１０１及びゲート電極１０２上に設けられる絶縁層１０３と、絶縁層１０３上にゲート電極１０２と重なるように設けられる酸化物半導体層１０４と、酸化物半導体層１０４の上面に接する一対の電極１０５ａ、１０５ｂとを有する。また、絶縁層１０３、酸化物半導体層１０４、一対の電極１０５ａ、１０５ｂを覆う絶縁層１０６と、絶縁層１０６上に絶縁層１０７が設けられている。
《基板》
基板１０１の材質などに大きな制限はないが、少なくとも、後の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する材料を用いる。例えば、ガラス基板、セラミック基板、石英基板、サファイヤ基板、ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）基板等を、基板１０１として用いてもよい。また、シリコンや炭化シリコンを材料とした単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウムを材料とした化合物半導体基板、ＳＯＩ基板等を適用することも可能である。また、これらの基板上に半導体素子が設けられたものを、基板１０１として用いてもよい。
また、基板１０１として、プラスチックなどの可撓性基板を用い、該可撓性基板上に直接、トランジスタ１００を形成してもよい。または、基板１０１とトランジスタ１００の間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上層にトランジスタの一部あるいは全部を形成した後、基板１０１より分離し、他の基板に転載するのに用いることができる。その結果、トランジスタ１００は耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも転載できる。
《ゲート電極》
ゲート電極１０２は、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンから選ばれた金属、または上述した金属を成分とする合金か、上述した金属を組み合わせた合金等を用いて形成することができる。また、マンガン、ジルコニウムのいずれか一または複数から選択された金属を用いてもよい。また、ゲート電極１０２は、単層構造でも、二層以上の積層構造としてもよい。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、窒化タンタル膜または窒化タングステン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、チタン膜と、そのチタン膜上にアルミニウム膜を積層し、さらにその上にチタン膜を形成する三層構造等がある。また、アルミニウムに、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウムから選ばれた一または複数を組み合わせた合金膜、もしくは窒化膜を用いてもよい。
また、ゲート電極１０２は、インジウム錫酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化シリコンを添加したインジウム錫酸化物等の透光性を有する導電性材料を適用することもできる。また、上記透光性を有する導電性材料と、上記金属の積層構造とすることもできる。
また、ゲート電極１０２と絶縁層１０３との間に、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸窒化物半導体膜、Ｉｎ−Ｓｎ系酸窒化物半導体膜、Ｉｎ−Ｇａ系酸窒化物半導体膜、Ｉｎ−Ｚｎ系酸窒化物半導体膜、Ｓｎ系酸窒化物半導体膜、Ｉｎ系酸窒化物半導体膜、金属窒化膜（ＩｎＮ、ＺｎＮ等）等を設けてもよい。これらの膜は５ｅＶ以上、好ましくは５．５ｅＶ以上の仕事関数を有し、トランジスタのしきい値電圧をプラスにシフトすることができ、所謂ノーマリーオフ特性のスイッチング素子を実現できる。例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸窒化物半導体膜を用いる場合、少なくとも酸化物半導体層１０４より高い窒素濃度、具体的には７原子％以上のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸窒化物半導体膜を用いる。
《絶縁層》
絶縁層１０３は、ゲート絶縁膜として機能する。酸化物半導体層１０４の下面と接する絶縁層１０３は、酸化物絶縁膜であることが好ましい。
絶縁層１０３は、例えば酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化ガリウムまたはＧａ−Ｚｎ系金属酸化物などを用いればよく、積層または単層で設ける。
また、絶縁層１０３として、ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯｘ）、窒素が添加されたハフニウムシリケート（ＨｆＳｉｘＯｙＮｚ）、窒素が添加されたハフニウムアルミネート（ＨｆＡｌｘＯｙＮｚ）、酸化ハフニウム、酸化イットリウムなどのｈｉｇｈ−ｋ材料を用いることでトランジスタのゲートリークを低減できる。
《一対の電極》
一対の電極１０５ａ及び１０５ｂは、トランジスタのソース電極またはドレイン電極として機能する。
一対の電極１０５ａ、１０５ｂは、導電材料として、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、またはタングステンなどの金属、またはこれを主成分とする合金を単層構造または積層構造として用いることができる。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、タングステン膜上にチタン膜を積層する二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜または窒化チタン膜と、そのチタン膜または窒化チタン膜上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、そのモリブデン膜または窒化モリブデン膜上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛を含む透明導電材料を用いてもよい。
《絶縁層》
絶縁層１０６は、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜は、加熱により一部の酸素が脱離する。化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜は、昇温脱離ガス分光法（ＴＤＳ：Ｔｈｅｒｍａｌ Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析にて、酸素原子に換算しての酸素の脱離量が１．０×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、好ましくは３．０×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上である酸化物絶縁膜である。なお、上記ＴＤＳ分析時における膜の表面温度としては１００℃以上７００℃以下、または１００℃以上５００℃以下の範囲が好ましい。
絶縁層１０６としては、酸化シリコン、酸化窒化シリコン等を用いることができる。
なお、絶縁層１０６は、後に形成する絶縁層１０７を形成する際の、酸化物半導体層１０４へのダメージ緩和膜としても機能する。
また、絶縁層１０６と酸化物半導体層１０４の間に、酸素を透過する酸化物膜を設けてもよい。
酸素を透過する酸化物膜としては、酸化シリコン、酸化窒化シリコン等を用いることができる。なお、本明細書中において、酸化窒化シリコン膜とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い膜を指し、窒化酸化シリコン膜とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い膜を指す。
絶縁層１０７は、酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する絶縁膜を用いることができる。絶縁層１０６上に絶縁層１０７を設けることで、酸化物半導体層１０４からの酸素の外部への拡散と、外部から酸化物半導体層１０４への水素、水等の侵入を防ぐことができる。酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する絶縁膜としては、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化窒化ガリウム、酸化イットリウム、酸化窒化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化窒化ハフニウム等がある。
＜トランジスタの作製方法例＞
続いて、図１４に例示するトランジスタ１００の作製方法の一例について説明する。
まず、図１５（Ａ）に示すように、基板１０１上にゲート電極１０２を形成し、ゲート電極１０２上に絶縁層１０３を形成する。
ここでは、基板１０１としてガラス基板を用いる。
《ゲート電極の形成》
ゲート電極１０２の形成方法を以下に示す。はじめに、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等により導電膜を形成し、導電膜上に第１のフォトマスクを用いてフォトリソグラフィ工程によりレジストマスクを形成する。次に、該レジストマスクを用いて導電膜の一部をエッチングして、ゲート電極１０２を形成する。その後、レジストマスクを除去する。
なお、ゲート電極１０２は、上記形成方法の代わりに、電解メッキ法、印刷法、インクジェット法等で形成してもよい。
《ゲート絶縁層の形成》
絶縁層１０３は、スパッタリング法、ＰＥＣＶＤ法、蒸着法等で形成する。
絶縁層１０３として酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、または窒化酸化シリコン膜を形成する場合、原料ガスとしては、シリコンを含む堆積性気体及び酸化性気体を用いることが好ましい。シリコンを含む堆積性気体の代表例としては、シラン、ジシラン、トリシラン、フッ化シラン等がある。酸化性気体としては、酸素、オゾン、一酸化二窒素、二酸化窒素等がある。
また、絶縁層１０３として窒化シリコン膜を形成する場合、２段階の形成方法を用いることが好ましい。はじめに、シラン、窒素、及びアンモニアの混合ガスを原料ガスとして用いたプラズマＣＶＤ法により、欠陥の少ない第１の窒化シリコン膜を形成する。次に、原料ガスを、シラン及び窒素の混合ガスに切り替えて、水素濃度が少なく、且つ水素をブロッキングすることが可能な第２の窒化シリコン膜を成膜する。このような形成方法により、絶縁層１０３として、欠陥が少なく、且つ水素ブロッキング性を有する窒化シリコン膜を形成することができる。
また、絶縁層１０３として酸化ガリウム膜を形成する場合、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて形成することができる。
《酸化物半導体層の形成》
次に、図１５（Ｂ）に示すように、絶縁層１０３上に酸化物半導体層１０４を形成する。
酸化物半導体層１０４の形成方法を以下に示す。はじめに、酸化物半導体膜を形成する。続いて、酸化物半導体膜上に第２のフォトマスクを用いてフォトリソグラフィ工程によりレジストマスクを形成する。次に、該レジストマスクを用いて酸化物半導体膜の一部をエッチングして、酸化物半導体層１０４を形成する。その後、レジストマスクを除去する。
この後、加熱処理を行ってもよい。加熱処理を行う場合には、酸素を含む雰囲気下で行うことが好ましい。また、上記加熱処理の温度としては、例えば、１５０℃以上６００℃以下、好ましくは２００℃以上５００℃以下とすればよい。
《一対の電極の形成》
次に、図１５（Ｃ）に示すように、一対の電極１０５ａ、１０５ｂを形成する。
一対の電極１０５ａ、１０５ｂの形成方法を以下に示す。はじめに、スパッタリング法、ＰＥＣＶＤ法、蒸着法等で導電膜を形成する。次に、該導電膜上に第３のフォトマスクを用いてフォトリソグラフィ工程によりレジストマスクを形成する。次に、該レジストマスクを用いて導電膜の一部をエッチングして、一対の電極１０５ａ、１０５ｂを形成する。その後、レジストマスクを除去する。
なお、図１５（Ｂ）に示すように、導電膜のエッチングの際に酸化物半導体層１０４の上部の一部がエッチングされ、薄膜化することがある。そのため、酸化物半導体層１０４の形成時、酸化物半導体膜の厚さを予め厚く設定しておくことが好ましい。
《絶縁層の形成》
次に、図１５（Ｄ）に示すように、酸化物半導体層１０４及び一対の電極１０５ａ、１０５ｂ上に、絶縁層１０６を形成し、続いて絶縁層１０６上に絶縁層１０７を形成する。
絶縁層１０６として酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を形成する場合、原料ガスとしては、シリコンを含む堆積性気体及び酸化性気体を用いることが好ましい。シリコンを含む堆積性気体の代表例としては、シラン、ジシラン、トリシラン、フッ化シラン等がある。酸化性気体としては、酸素、オゾン、一酸化二窒素、二酸化窒素等がある。
例えば、プラズマＣＶＤ装置の真空排気された処理室内に載置された基板を１８０℃以上２６０℃以下、さらに好ましくは２００℃以上２４０℃以下に保持し、処理室に原料ガスを導入して処理室内における圧力を１００Ｐａ以上２５０Ｐａ以下、さらに好ましくは１００Ｐａ以上２００Ｐａ以下とし、処理室内に設けられる電極に０．１７Ｗ／ｃｍ２以上０．５Ｗ／ｃｍ２以下、さらに好ましくは０．２５Ｗ／ｃｍ２以上０．３５Ｗ／ｃｍ２以下の高周波電力を供給する条件により、酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を形成する。
成膜条件として、上記圧力の反応室において上記パワー密度の高周波電力を供給することで、プラズマ中で原料ガスの分解効率が高まり、酸素ラジカルが増加し、原料ガスの酸化が進むため、酸化物絶縁膜中における酸素含有量が化学量論比よりも多くなる。しかしながら、基板温度が、上記温度であると、シリコンと酸素の結合力が弱いため、加熱により酸素の一部が脱離する。この結果、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含み、加熱により酸素の一部が脱離する酸化物絶縁膜を形成することができる。
また、酸化物半導体層１０４と絶縁層１０６の間に酸化物絶縁膜を設ける場合には、絶縁層１０６の形成工程において、該酸化物絶縁膜が酸化物半導体層１０４の保護膜となる。この結果、酸化物半導体層１０４へのダメージを低減しつつ、パワー密度の高い高周波電力を用いて絶縁層１０６を形成することができる。
例えば、ＰＥＣＶＤ装置の真空排気された処理室内に載置された基板を１８０℃以上４００℃以下、さらに好ましくは２００℃以上３７０℃以下に保持し、処理室に原料ガスを導入して処理室内における圧力を２０Ｐａ以上２５０Ｐａ以下、さらに好ましくは１００Ｐａ以上２５０Ｐａ以下とし、処理室内に設けられる電極に高周波電力を供給する条件により、酸化物絶縁膜として酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を形成することができる。また、処理室の圧力を１００Ｐａ以上２５０Ｐａ以下とすることで、該酸化物絶縁層を成膜する際に、酸化物半導体層１０４へのダメージを低減することが可能である。
酸化物絶縁膜の原料ガスとしては、シリコンを含む堆積性気体及び酸化性気体を用いることが好ましい。シリコンを含む堆積性気体の代表例としては、シラン、ジシラン、トリシラン、フッ化シラン等がある。酸化性気体としては、酸素、オゾン、一酸化二窒素、二酸化窒素等がある。
絶縁層１０７は、スパッタリング法、ＰＥＣＶＤ法等で形成することができる。
絶縁層１０７として窒化シリコン膜、または窒化酸化シリコン膜を形成する場合、原料ガスとしては、シリコンを含む堆積性気体、酸化性気体、及び窒素を含む気体を用いることが好ましい。シリコンを含む堆積性気体の代表例としては、シラン、ジシラン、トリシラン、フッ化シラン等がある。酸化性気体としては、酸素、オゾン、一酸化二窒素、二酸化窒素等がある。窒素を含む気体としては、窒素、アンモニア等がある。
以上の工程により、トランジスタ１００を形成することができる。
＜トランジスタの変形例＞
以下では、トランジスタ１００と一部が異なるトランジスタの構成例について説明する。
《変形例１》
図１６（Ａ）に、以下で例示するトランジスタ１１０の断面概略図を示す。トランジスタ１１０は、酸化物半導体層の構成が異なる点で、トランジスタ１００と相違している。
トランジスタ１１０が有する酸化物半導体層１１４は、酸化物半導体層１１４ａと酸化物半導体層１１４ｂとが積層されて構成される。
なお、酸化物半導体層１１４ａと酸化物半導体層１１４ｂの境界は不明瞭である場合があるため、図１６（Ａ）等の図中には、これらの境界を破線で示している。
酸化物半導体層１１４ａは、代表的にはＩｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、またはＨｆ）を用いる。また、酸化物半導体層１１４ａがＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物であるとき、ＺｎおよびＯを除いてのＩｎとＭの原子数比率は、好ましくは、Ｉｎが５０ａｔｏｍｉｃ％未満、Ｍが５０ａｔｏｍｉｃ％以上、さらに好ましくは、Ｉｎが２５ａｔｏｍｉｃ％未満、Ｍが７５ａｔｏｍｉｃ％以上とする。また例えば、酸化物半導体層１１４ａは、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上である材料を用いる。
酸化物半導体層１１４ｂはＩｎ若しくはＧａを含み、代表的には、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆ）であり、且つ酸化物半導体層１１４ａよりも伝導帯の下端のエネルギーが真空準位に近く、代表的には、酸化物半導体層１１４ｂの伝導帯の下端のエネルギーと、酸化物半導体層１１４ａの伝導帯の下端のエネルギーとの差が、０．０５ｅＶ以上、０．０７ｅＶ以上、０．１ｅＶ以上、または０．１５ｅＶ以上、且つ２ｅＶ以下、１ｅＶ以下、０．５ｅＶ以下、または０．４ｅＶ以下とすることが好ましい。
また、酸化物半導体層１１４ｂがＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物であるとき、Ｚｎ及びＯを除いてのＩｎとＭの原子数比率は、好ましくは、Ｉｎが２５ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｍが７５ａｔｏｍｉｃ％未満、さらに好ましくは、Ｉｎが３４ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｍが６６ａｔｏｍｉｃ％未満とする。
例えば、酸化物半導体層１１４ａとしてＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１．２、またはＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝３：１：２の原子数比のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を用いることができる。また、酸化物半導体層１１４ｂとしてＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：２、１：６：４、または１：９：６の原子数比のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を用いることができる。なお、酸化物半導体層１１４ａ、及び酸化物半導体層１１４ｂの原子数比はそれぞれ、誤差として上記の原子数比のプラスマイナス２０％の変動を含む。
上層に設けられる酸化物半導体層１１４ｂに、スタビライザとして機能するＧａの含有量の多い酸化物を用いることにより、酸化物半導体層１１４ａ、及び酸化物半導体層１１４ｂからの酸素の放出を抑制することができる。
なお、これらに限られず、必要とするトランジスタの半導体特性及び電気特性（電界効果移動度、しきい値電圧等）に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とするトランジスタの半導体特性を得るために、酸化物半導体層１１４ａ、酸化物半導体層１１４ｂのキャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。
なお、上記では酸化物半導体層１１４として、２つの酸化物半導体層が積層された構成を例示したが、３つ以上の酸化物半導体層を積層する構成としてもよい。
《変形例２》
図１６（Ｂ）に、以下で例示するトランジスタ１２０の断面概略図を示す。トランジスタ１２０は、酸化物半導体層の構成が異なる点で、トランジスタ１００及びトランジスタ１１０と相違している。
トランジスタ１２０が有する酸化物半導体層１２４は、酸化物半導体層１２４ａ、酸化物半導体層１２４ｂ、酸化物半導体層１２４ｃが順に積層されて構成される。
酸化物半導体層１２４ａ及び酸化物半導体層１２４ｂは、絶縁層１０３上に積層して設けられる。また酸化物半導体層１２４ｃは、酸化物半導体層１２４ｂの上面、並びに一対の電極１０５ａ、１０５ｂの上面及び側面に接して設けられる。
例えば、酸化物半導体層１２４ｂとして、上記変形例１で例示した酸化物半導体層１１４ａと同様の構成を用いることができる。また例えば、酸化物半導体層１２４ａ、１２４ｃとして、上記変形例１で例示した酸化物半導体層１１４ｂと同様の構成を用いることができる。
例えば、酸化物半導体層１２４ｂの下層に設けられる酸化物半導体層１２４ａ、及び上層に設けられる酸化物半導体層１２４ｃに、スタビライザとして機能するＧａの含有量の多い酸化物を用いることにより、酸化物半導体層１２４ａ、酸化物半導体層１２４ｂ、及び酸化物半導体層１２４ｃからの酸素の放出を抑制することができる。
また、例えば酸化物半導体層１２４ｂに主としてチャネルが形成される場合に、酸化物半導体層１２４ｂにＩｎの含有量の多い酸化物を用い、酸化物半導体層１２４ｂと接して一対の電極１０５ａ、１０５ｂを設けることにより、トランジスタ１２０のオン電流を増大させることができる。
＜トランジスタの他の構成例＞
以下では、本発明の一態様の酸化物半導体膜を適用可能な、トップゲート型のトランジスタの構成例について説明する。
なお、以下では、上記と同様の構成、または同様の機能を有する構成要素においては、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
《構成例》
図１７（Ａ）に、以下で例示するトップゲート型のトランジスタ１５０の断面概略図を示す。
トランジスタ１５０は、絶縁層１５１が設けられた基板１０１上に設けられる酸化物半導体層１０４と、酸化物半導体層１０４の上面に接する一対の電極１０５ａ、１０５ｂと、酸化物半導体層１０４、一対の電極１０５ａ、１０５ｂ上に設けられる絶縁層１０３と、絶縁層１０３上に酸化物半導体層１０４と重なるように設けられるゲート電極１０２とを有する。また、絶縁層１０３及びゲート電極１０２を覆って絶縁層１５２が設けられている。
絶縁層１５１は、基板１０１から酸化物半導体層１０４への不純物の拡散を抑制する機能を有する。例えば、上記絶縁層１０７と同様の構成を用いることができる。なお、絶縁層１５１は、不要であれば設けなくてもよい。
絶縁層１５２には、上記絶縁層１０７と同様、酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する絶縁膜を適用することができる。なお、絶縁層１０７は不要であれば設けなくてもよい。
《変形例１》
以下では、トランジスタ１５０と一部が異なるトランジスタの構成例について説明する。
図１７（Ｂ）に、以下で例示するトランジスタ１６０の断面概略図を示す。トランジスタ１６０は、酸化物半導体層の構成が異なる点で、トランジスタ１５０と相違している。
トランジスタ１６０が有する酸化物半導体層１６４は、酸化物半導体層１６４ａ、酸化物半導体層１６４ｂ、及び酸化物半導体層１６４ｃが順に積層されて構成されている。
酸化物半導体層１６４ａ、酸化物半導体層１６４ｂ、酸化物半導体層１６４ｃのうち、いずれか一、またはいずれか二、または全部に、先に説明した酸化物半導体膜を適用することができる。
例えば、酸化物半導体層１６４ｂとして、上記変形例１で例示した酸化物半導体層１１４ａと同様の構成を用いることができる。また例えば、酸化物半導体層１６４ａ、１６４ｃとして、上記変形例１で例示した酸化物半導体層１１４ｂと同様の構成を用いることができる。
また、酸化物半導体層１６４ｂの下層に設けられる酸化物半導体層１６４ａ、及び上層に設けられる酸化物半導体層１６４ｃに、スタビライザとして機能するＧａの含有量の多い酸化物を用いることにより、酸化物半導体層１６４ａ、酸化物半導体層１６４ｂ、酸化物半導体層１６４ｃからの酸素の放出を抑制することができる。
《変形例２》
以下では、トランジスタ１５０と一部が異なるトランジスタの構成例について説明する。
図１７（Ｃ）に、以下で例示するトランジスタ１７０の断面概略図を示す。トランジスタ１７０は、酸化物半導体層１０４に接する一対の電極１０５ａ、１０５ｂの形状、及びゲート電極１０２の形状等で、トランジスタ１５０と相違している。
トランジスタ１７０は、絶縁層１５１が設けられた基板１０１上に設けられる酸化物半導体層１０４と、酸化物半導体層１０４上の絶縁層１０３と、絶縁層１０３上のゲート電極１０２と、絶縁層１５１及び酸化物半導体層１０４上の絶縁層１５４と、絶縁層１５４上の絶縁層１５６と、絶縁層１５４、１５６に設けられる開口部を介して酸化物半導体層１０４に電気的に接続される一対の電極１０５ａ、１０５ｂと、絶縁層１５６及び一対の電極１０５ａ、１０５ｂ上の絶縁層１５２と、を有する。
絶縁層１５４としては、例えば水素を含む絶縁膜で形成される。該水素を含む絶縁膜としては、窒化シリコン膜等が挙げられる。絶縁層１５４に含まれる水素は、酸化物半導体層１０４中の酸素欠損と結合することで、酸化物半導体層１０４中でキャリアとなる。したがって、図１７（Ｃ）に示す構成においては、酸化物半導体層１０４と絶縁層１５４が接する領域をｎ型領域１０４ｂ及びｎ型領域１０４ｃとして表している。なお、ｎ型領域１０４ｂとｎ型領域１０４ｃに挟まれる領域は、チャネル領域１０４ａとなる。
酸化物半導体層１０４中にｎ型領域１０４ｂ、１０４ｃを設けることで、一対の電極１０５ａ、１０５ｂとの接触抵抗を低減させることができる。なお、ｎ型領域１０４ｂ、１０４ｃは、ゲート電極１０２の形成時、及びゲート電極１０２を覆う絶縁層１５４を用いて自己整合的に形成することができる。図１７（Ｃ）に示すトランジスタ１７０は、所謂セルフアライン型のトップゲート型のトランジスタである。セルフアライン型のトップゲート型のトランジスタ構造とすることで、ゲート電極１０２と、ソース電極及びドレイン電極として機能する一対の電極１０５ａ、１０５ｂと、の重なりが生じないため、電極間に生じる寄生容量を低減することができる。
また、トランジスタ１７０が有する絶縁層１５６としては、例えば、酸化窒化シリコン膜等により形成することができる。
本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示モジュールに適用することのできる酸化物半導体の構成について説明する。
酸化物半導体は、エネルギーギャップが３．０ｅＶ以上と大きく、酸化物半導体を適切な条件で加工し、そのキャリア密度を十分に低減して得られた酸化物半導体膜が適用されたトランジスタにおいては、オフ電流を従来のシリコンを用いたトランジスタと比較して極めて低いものとすることができる。
適用可能な酸化物半導体としては、少なくともインジウム（Ｉｎ）あるいは亜鉛（Ｚｎ）を含むことが好ましい。特にＩｎとＺｎを含むことが好ましい。また、該酸化物半導体を用いたトランジスタの電気特性のばらつきを減らすためのスタビライザとして、それらに加えてガリウム（Ｇａ）、スズ（Ｓｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタノイド（例えば、セリウム（Ｃｅ）、ネオジム（Ｎｄ）、ガドリニウム（Ｇｄ））から選ばれた一種、または複数種が含まれていることが好ましい。
例えば、酸化物半導体として、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、Ｉｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｚｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｓｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｇａ系酸化物、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物（ＩＧＺＯとも表記する）、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｚｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｉ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｃ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｇｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｏ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物を用いることができる。
ここで、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物とは、ＩｎとＧａとＺｎを主成分として有する酸化物という意味であり、ＩｎとＧａとＺｎの比率は問わない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の金属元素が入っていてもよい。
また、酸化物半導体として、ＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＞０、且つ、ｍは整数でない）で表記される材料を用いてもよい。なお、Ｍは、Ｇａ、Ｆｅ、Ｍｎ及びＣｏから選ばれた一の金属元素または複数の金属元素、若しくは上記のスタビライザとしての元素を示す。また、酸化物半導体として、Ｉｎ２ＳｎＯ５（ＺｎＯ）ｎ（ｎ＞０、且つ、ｎは整数）で表記される材料を用いてもよい。
例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：２、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：４、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：６、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝３：１：２あるいはＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：１：３の原子数比のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物やその組成の近傍の酸化物を用いるとよい。
酸化物半導体膜に水素が多量に含まれると、酸化物半導体と結合することによって、水素の一部がドナーとなり、キャリアである電子を生じてしまう。これにより、トランジスタのしきい値電圧がマイナス方向にシフトしてしまう。そのため、酸化物半導体膜の形成後において、脱水化処理（脱水素化処理）を行い酸化物半導体膜から、水素、又は水分を除去して不純物が極力含まれないように高純度化することが好ましい。
なお、酸化物半導体膜への脱水化処理（脱水素化処理）によって、酸化物半導体膜から酸素も同時に減少してしまうことがある。よって、酸化物半導体膜への脱水化処理（脱水素化処理）によって増加した酸素欠損を補填するために酸素を酸化物半導体膜に加える処理を行うことが好ましい。本明細書等において、酸化物半導体膜に酸素を供給する場合を、加酸素化処理と記す場合がある。または酸化物半導体膜に含まれる酸素を化学量論的組成よりも多くする場合を過酸素化処理と記す場合がある。
このように、酸化物半導体膜は、脱水化処理（脱水素化処理）により、水素または水分が除去され、加酸素化処理により酸素欠損を補填することによって、ｉ型（真性）化またはｉ型に限りなく近く実質的にｉ型（真性）である酸化物半導体膜とすることができる。なお、実質的に真性とは、酸化物半導体層のキャリア密度が、１×１０１７／ｃｍ３未満であること、好ましくは１×１０１５／ｃｍ３未満であること、さらに好ましくは１×１０１３／ｃｍ３未満、さらに好ましくは８×１０１１／ｃｍ３未満、さらに好ましくは１×１０１１／ｃｍ３未満、さらに好ましくは１×１０１０／ｃｍ３未満であり、１×１０−９／ｃｍ３以上であることを指す。
またこのように、ｉ型又は実質的にｉ型である酸化物半導体膜を備えるトランジスタは、極めて優れたオフ電流特性を実現できる。例えば、酸化物半導体膜を用いたトランジスタがオフ状態のときのドレイン電流を、室温（２５℃程度）にて１×１０−１８Ａ以下、好ましくは１×１０−２１Ａ以下、さらに好ましくは１×１０−２４Ａ以下、または８５℃にて１×１０−１５Ａ以下、好ましくは１×１０−１８Ａ以下、さらに好ましくは１×１０−２１Ａ以下とすることができる。なお、トランジスタがオフ状態とは、ｎチャネル型のトランジスタの場合、ゲート電圧がしきい値電圧よりも十分小さい状態をいう。具体的には、ゲート電圧がしきい値電圧よりも１Ｖ以上、２Ｖ以上または３Ｖ以上小さければ、トランジスタはオフ状態となる。
以下では、酸化物半導体膜の構造について説明する。
なお、本明細書において、「平行」とは、二つの直線が−１０°以上１０°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、−５°以上５°以下の場合も含まれる。また、「略平行」とは、二つの直線が−３０°以上３０°以下の角度で配置されている状態をいう。また、「垂直」とは、二つの直線が８０°以上１００°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。また、「略垂直」とは、二つの直線が６０°以上１２０°以下の角度で配置されている状態をいう。
また、本明細書において、結晶が三方晶または菱面体晶である場合、六方晶系として表す。
酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体とに分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶酸化物半導体、微結晶酸化物半導体、非晶質酸化物半導体などがある。
また別の観点では、酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体と、それ以外の結晶性酸化物半導体とに分けられる。結晶性酸化物半導体としては、単結晶酸化物半導体、ＣＡＡＣ−ＯＳ、多結晶酸化物半導体、微結晶酸化物半導体などがある。
まずは、ＣＡＡＣ−ＯＳについて説明する。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳを、ＣＡＮＣ（Ｃ−Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ）を有する酸化物半導体と呼ぶこともできる。
ＣＡＡＣ−ＯＳは、ｃ軸配向した複数の結晶部（ペレットともいう。）を有する酸化物半導体の一つである。
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）によって、ＣＡＡＣ−ＯＳの明視野像と回折パターンとの複合解析像（高分解能ＴＥＭ像ともいう。）を観察すると、複数のペレットを確認することができる。一方、高分解能ＴＥＭ像ではペレット同士の境界、即ち結晶粒界（グレインバウンダリーともいう。）を明確に確認することができない。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳは、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。
以下では、ＴＥＭによって観察したＣＡＡＣ−ＯＳについて説明する。図１８（Ａ）に、試料面と略平行な方向から観察したＣＡＡＣ−ＯＳの断面の高分解能ＴＥＭ像を示す。高分解能ＴＥＭ像の観察には、球面収差補正（Ｓｐｈｅｒｉｃａｌ Ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ Ｃｏｒｒｅｃｔｏｒ）機能を用いた。球面収差補正機能を用いた高分解能ＴＥＭ像を、特にＣｓ補正高分解能ＴＥＭ像と呼ぶ。Ｃｓ補正高分解能ＴＥＭ像の取得は、例えば、日本電子株式会社製原子分解能分析電子顕微鏡ＪＥＭ−ＡＲＭ２００Ｆなどによって行うことができる。
図１８（Ａ）の領域（１）を拡大したＣｓ補正高分解能ＴＥＭ像を図１８（Ｂ）に示す。図１８（Ｂ）より、ペレットにおいて、金属原子が層状に配列していることを確認できる。金属原子の各層の配列は、ＣＡＡＣ−ＯＳの膜を形成する面（被形成面ともいう。）または上面の凹凸を反映しており、ＣＡＡＣ−ＯＳの被形成面または上面と平行となる。
図１８（Ｂ）に示すように、ＣＡＡＣ−ＯＳは特徴的な原子配列を有する。図１８（Ｃ）は、特徴的な原子配列を、補助線で示したものである。図１８（Ｂ）および図１８（Ｃ）より、ペレット一つの大きさは１ｎｍ以上３ｎｍ以下程度であり、ペレットとペレットとの傾きにより生じる隙間の大きさは０．８ｎｍ程度であることがわかる。したがって、ペレットを、ナノ結晶（ｎｃ：ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌ）と呼ぶこともできる。
ここで、Ｃｓ補正高分解能ＴＥＭ像をもとに、基板５１２０上のＣＡＡＣ−ＯＳのペレット５１００の配置を模式的に示すと、レンガまたはブロックが積み重なったような構造となる（図１８（Ｄ）参照。）。図１８（Ｃ）で観察されたペレットとペレットとの間で傾きが生じている箇所は、図１８（Ｄ）に示す領域５１６１に相当する。
また、図１９（Ａ）に、試料面と略垂直な方向から観察したＣＡＡＣ−ＯＳの平面のＣｓ補正高分解能ＴＥＭ像を示す。図１９（Ａ）の領域（１）、領域（２）および領域（３）を拡大したＣｓ補正高分解能ＴＥＭ像を、それぞれ図１９（Ｂ）、図１９（Ｃ）および図１９（Ｄ）に示す。図１９（Ｂ）、図１９（Ｃ）および図１９（Ｄ）より、ペレットは、金属原子が三角形状、四角形状または六角形状に配列していることを確認できる。しかしながら、異なるペレット間で、金属原子の配列に規則性は見られない。
次に、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）によって解析したＣＡＡＣ−ＯＳについて説明する。例えば、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳに対し、ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による構造解析を行うと、図２０（Ａ）に示すように回折角（２θ）が３１°近傍にピークが現れる場合がある。このピークは、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の（００９）面に帰属されることから、ＣＡＡＣ−ＯＳの結晶がｃ軸配向性を有し、ｃ軸が被形成面または上面に略垂直な方向を向いていることが確認できる。
なお、ＣＡＡＣ−ＯＳのｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による構造解析では、２θが３１°近傍のピークの他に、２θが３６°近傍にもピークが現れる場合がある。２θが３６°近傍のピークは、ＣＡＡＣ−ＯＳ中の一部に、ｃ軸配向性を有さない結晶が含まれることを示している。より好ましいＣＡＡＣ−ＯＳは、ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による構造解析では、２θが３１°近傍にピークを示し、２θが３６°近傍にピークを示さない。
一方、ＣＡＡＣ−ＯＳに対し、ｃ軸に略垂直な方向からＸ線を入射させるｉｎ−ｐｌａｎｅ法による構造解析を行うと、２θが５６°近傍にピークが現れる。このピークは、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の（１１０）面に帰属される。ＣＡＡＣ−ＯＳの場合は、２θを５６°近傍に固定し、試料面の法線ベクトルを軸（φ軸）として試料を回転させながら分析（φスキャン）を行っても、図２０（Ｂ）に示すように明瞭なピークは現れない。これに対し、ＩｎＧａＺｎＯ４の単結晶酸化物半導体であれば、２θを５６°近傍に固定してφスキャンした場合、図２０（Ｃ）に示すように（１１０）面と等価な結晶面に帰属されるピークが６本観察される。したがって、ＸＲＤを用いた構造解析から、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ａ軸およびｂ軸の配向が不規則であることが確認できる。
次に、電子回折によって解析したＣＡＡＣ−ＯＳについて説明する。例えば、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳに対し、試料面に平行にプローブ径が３００ｎｍの電子線を入射させると、図２１（Ａ）に示すような回折パターン（制限視野透過電子回折パターンともいう。）が現れる場合がある。この回折パターンには、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の（００９）面に起因するスポットが含まれる。したがって、電子回折によっても、ＣＡＡＣ−ＯＳに含まれるペレットがｃ軸配向性を有し、ｃ軸が被形成面または上面に略垂直な方向を向いていることがわかる。一方、同じ試料に対し、試料面に垂直にプローブ径が３００ｎｍの電子線を入射させたときの回折パターンを図２１（Ｂ）に示す。図２１（Ｂ）より、リング状の回折パターンが確認される。したがって、電子回折によっても、ＣＡＡＣ−ＯＳに含まれるペレットのａ軸およびｂ軸は配向性を有さないことがわかる。なお、図２１（Ｂ）における第１リングは、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の（０１０）面および（１００）面などに起因すると考えられる。また、図２１（Ｂ）における第２リングは（１１０）面などに起因すると考えられる。
また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、欠陥準位密度の低い酸化物半導体である。酸化物半導体の欠陥としては、例えば、不純物に起因する欠陥や、酸素欠損などがある。したがって、ＣＡＡＣ−ＯＳは、不純物濃度の低い酸化物半導体ということもできる。また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、酸素欠損の少ない酸化物半導体ということもできる。
酸化物半導体に含まれる不純物は、キャリアトラップとなる場合や、キャリア発生源となる場合がある。また、酸化物半導体中の酸素欠損は、キャリアトラップとなる場合や、水素を捕獲することによってキャリア発生源となる場合がある。
なお、不純物は、酸化物半導体の主成分以外の元素で、水素、炭素、シリコン、遷移金属元素などがある。例えば、シリコンなどの、酸化物半導体を構成する金属元素よりも酸素との結合力の強い元素は、酸化物半導体から酸素を奪うことで酸化物半導体の原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。また、鉄やニッケルなどの重金属、アルゴン、二酸化炭素などは、原子半径（または分子半径）が大きいため、酸化物半導体の原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。
また、欠陥準位密度の低い（酸素欠損が少ない）酸化物半導体は、キャリア密度を低くすることができる。そのような酸化物半導体を、高純度真性または実質的に高純度真性な酸化物半導体と呼ぶ。ＣＡＡＣ−ＯＳは、不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低い。即ち、高純度真性または実質的に高純度真性な酸化物半導体となりやすい。したがって、ＣＡＡＣ−ＯＳを用いたトランジスタは、しきい値電圧がマイナスとなる電気特性（ノーマリーオンともいう。）になることが少ない。また、高純度真性または実質的に高純度真性な酸化物半導体は、キャリアトラップが少ない。酸化物半導体のキャリアトラップに捕獲された電荷は、放出するまでに要する時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、不純物濃度が高く、欠陥準位密度が高い酸化物半導体を用いたトランジスタは、電気特性が不安定となる場合がある。一方、ＣＡＡＣ−ＯＳを用いたトランジスタは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとなる。
また、ＣＡＡＣ−ＯＳは欠陥準位密度が低いため、光の照射などによって生成されたキャリアが、欠陥準位に捕獲されることが少ない。したがって、ＣＡＡＣ−ＯＳを用いたトランジスタは、可視光や紫外光の照射による電気特性の変動が小さい。
次に、微結晶酸化物半導体について説明する。
微結晶酸化物半導体は、高分解能ＴＥＭ像において、結晶部を確認することのできる領域と、明確な結晶部を確認することのできない領域と、を有する。微結晶酸化物半導体に含まれる結晶部は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、または１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の大きさであることが多い。特に、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、または１ｎｍ以上３ｎｍ以下の微結晶であるナノ結晶を有する酸化物半導体を、ｎｃ−ＯＳ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）と呼ぶ。ｎｃ−ＯＳは、例えば、高分解能ＴＥＭ像では、結晶粒界を明確に確認できない場合がある。なお、ナノ結晶は、ＣＡＡＣ−ＯＳにおけるペレットと起源を同じくする可能性がある。そのため、以下ではｎｃ−ＯＳの結晶部をペレットと呼ぶ場合がある。
ｎｃ−ＯＳは、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。また、ｎｃ−ＯＳは、異なるペレット間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。したがって、ｎｃ−ＯＳは、分析方法によっては、非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。例えば、ｎｃ−ＯＳに対し、ペレットよりも大きい径のＸ線を用いるＸＲＤ装置を用いて構造解析を行うと、ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、結晶面を示すピークが検出されない。また、ｎｃ−ＯＳに対し、ペレットよりも大きいプローブ径（例えば５０ｎｍ以上）の電子線を用いる電子回折（制限視野電子回折ともいう。）を行うと、ハローパターンのような回折パターンが観測される。一方、ｎｃ−ＯＳに対し、ペレットの大きさと近いかペレットより小さいプローブ径の電子線を用いるナノビーム電子回折を行うと、スポットが観測される。また、ｎｃ−ＯＳに対しナノビーム電子回折を行うと、円を描くように（リング状に）輝度の高い領域が観測される場合がある。さらに、リング状の領域内に複数のスポットが観測される場合がある。
このように、ペレット（ナノ結晶）間では結晶方位が規則性を有さないことから、ｎｃ−ＯＳを、ＲＡＮＣ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｌｉｇｎｅｄ ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ）を有する酸化物半導体、またはＮＡＮＣ（Ｎｏｎ−Ａｌｉｇｎｅｄ ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ）を有する酸化物半導体と呼ぶこともできる。
ｎｃ−ＯＳは、非晶質酸化物半導体よりも規則性の高い酸化物半導体である。そのため、ｎｃ−ＯＳは、非晶質酸化物半導体よりも欠陥準位密度が低くなる。ただし、ｎｃ−ＯＳは、異なるペレット間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、ｎｃ−ＯＳは、ＣＡＡＣ−ＯＳと比べて欠陥準位密度が高くなる。
次に、非晶質酸化物半導体について説明する。
非晶質酸化物半導体は、膜中における原子配列が不規則であり、結晶部を有さない酸化物半導体である。石英のような無定形状態を有する酸化物半導体が一例である。
非晶質酸化物半導体は、高分解能ＴＥＭ像において結晶部を確認することができない。
非晶質酸化物半導体に対し、ＸＲＤ装置を用いた構造解析を行うと、ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、結晶面を示すピークが検出されない。また、非晶質酸化物半導体に対し、電子回折を行うと、ハローパターンが観測される。また、非晶質酸化物半導体に対し、ナノビーム電子回折を行うと、スポットが観測されず、ハローパターンのみが観測される。
非晶質構造については、様々な見解が示されている。例えば、原子配列に全く秩序性を有さない構造を完全な非晶質構造（ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）と呼ぶ場合がある。また、長距離秩序性を有さないが、ある原子から最近接原子または第２近接原子までの範囲において秩序性を有していてもよい構造を非晶質構造と呼ぶ場合もある。したがって、最も厳格な定義によれば、僅かでも原子配列に秩序性を有する酸化物半導体を非晶質酸化物半導体と呼ぶことはできない。また、少なくとも、長距離秩序性を有する酸化物半導体を非晶質酸化物半導体と呼ぶことはできない。よって、結晶部を有することから、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳおよびｎｃ−ＯＳを、非晶質酸化物半導体または完全な非晶質酸化物半導体と呼ぶことはできない。
なお、酸化物半導体は、ｎｃ−ＯＳと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する場合がある。そのような構造を有する酸化物半導体を、特に非晶質ライク酸化物半導体（ａ−ｌｉｋｅ ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）と呼ぶ。
ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、高分解能ＴＥＭ像において鬆（ボイドともいう。）が観察される場合がある。また、高分解能ＴＥＭ像において、明確に結晶部を確認することのできる領域と、結晶部を確認することのできない領域と、を有する。
鬆を有するため、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、不安定な構造である。以下では、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳが、ＣＡＡＣ−ＯＳおよびｎｃ−ＯＳと比べて不安定な構造であることを示すため、電子照射による構造の変化を示す。
電子照射を行う試料として、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳ（試料Ａと表記する。）、ｎｃ−ＯＳ（試料Ｂと表記する。）およびＣＡＡＣ−ＯＳ（試料Ｃと表記する。）を準備する。いずれの試料もＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物である。
まず、各試料の高分解能断面ＴＥＭ像を取得する。高分解能断面ＴＥＭ像により、各試料は、いずれも結晶部を有することがわかる。
なお、どの部分を一つの結晶部と見なすかの判定は、以下のように行えばよい。例えば、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の単位格子は、Ｉｎ−Ｏ層を３層有し、またＧａ−Ｚｎ−Ｏ層を６層有する、計９層がｃ軸方向に層状に重なった構造を有することが知られている。これらの近接する層同士の間隔は、（００９）面の格子面間隔（ｄ値ともいう。）と同程度であり、結晶構造解析からその値は０．２９ｎｍと求められている。したがって、格子縞の間隔が０．２８ｎｍ以上０．３０ｎｍ以下である箇所を、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶部と見なすことができる。なお、格子縞は、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶のａ−ｂ面に対応する。
図２２は、各試料の結晶部（２２箇所から４５箇所）の平均の大きさを調査した例である。ただし、上述した格子縞の長さを結晶部の大きさとしている。図２２より、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、電子の累積照射量に応じて結晶部が大きくなっていくことがわかる。具体的には、図２２中に（１）で示すように、ＴＥＭによる観察初期においては１．２ｎｍ程度の大きさだった結晶部（初期核ともいう。）が、累積照射量が４．２×１０８ｅ−／ｎｍ２においては２．６ｎｍ程度の大きさまで成長していることがわかる。一方、ｎｃ−ＯＳおよびＣＡＡＣ−ＯＳは、電子照射開始時から電子の累積照射量が４．２×１０８ｅ−／ｎｍ２までの範囲で、結晶部の大きさに変化が見られないことがわかる。具体的には、図２２中の（２）および（３）で示すように、電子の累積照射量によらず、ｎｃ−ＯＳおよびＣＡＡＣ−ＯＳの結晶部の大きさは、それぞれ１．４ｎｍ程度および２．１ｎｍ程度であることがわかる。
このように、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、電子照射によって結晶部の成長が見られる場合がある。一方、ｎｃ−ＯＳおよびＣＡＡＣ−ＯＳは、電子照射による結晶部の成長がほとんど見られないことがわかる。即ち、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ−ＯＳおよびＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、不安定な構造であることがわかる。
また、鬆を有するため、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ−ＯＳおよびＣＡＡＣ−ＯＳと比べて密度の低い構造である。具体的には、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳの密度は、同じ組成の単結晶の密度の７８．６％以上９２．３％未満となる。また、ｎｃ−ＯＳの密度およびＣＡＡＣ−ＯＳの密度は、同じ組成の単結晶の密度の９２．３％以上１００％未満となる。単結晶の密度の７８％未満となる酸化物半導体は、成膜すること自体が困難である。
例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１［原子数比］を満たす酸化物半導体において、菱面体晶構造を有する単結晶ＩｎＧａＺｎＯ４の密度は６．３５７ｇ／ｃｍ３となる。よって、例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１［原子数比］を満たす酸化物半導体において、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳの密度は５．０ｇ／ｃｍ３以上５．９ｇ／ｃｍ３未満となる。また、例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１［原子数比］を満たす酸化物半導体において、ｎｃ−ＯＳの密度およびＣＡＡＣ−ＯＳの密度は５．９ｇ／ｃｍ３以上６．３ｇ／ｃｍ３未満となる。
なお、同じ組成の単結晶が存在しない場合がある。その場合、任意の割合で組成の異なる単結晶を組み合わせることにより、所望の組成における単結晶に相当する密度を見積もることができる。所望の組成の単結晶に相当する密度は、組成の異なる単結晶を組み合わせる割合に対して、加重平均を用いて見積もればよい。ただし、密度は、可能な限り少ない種類の単結晶を組み合わせて見積もることが好ましい。
以上のように、酸化物半導体は、様々な構造をとり、それぞれが様々な特性を有する。なお、酸化物半導体は、例えば、非晶質酸化物半導体、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳ、微結晶酸化物半導体、ＣＡＡＣ−ＯＳのうち、二種以上を有する積層膜であってもよい。
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、例えば以下の方法により形成することができる。
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、例えば、多結晶である酸化物半導体スパッタリング用ターゲットを用い、スパッタリング法によって成膜する。
成膜時の基板温度を高めることで、基板到達後にスパッタリング粒子のマイグレーションが起こる。具体的には、基板温度を１００℃以上７４０℃以下、好ましくは２００℃以上５００℃以下として成膜する。成膜時の基板温度を高めることで、スパッタリング粒子が基板に到達した場合、基板上でマイグレーションが起こり、スパッタリング粒子の平らな面が基板に付着する。このとき、スパッタリング粒子が正に帯電することで、スパッタリング粒子同士が反発しながら基板に付着するため、スパッタリング粒子が偏って不均一に重なることがなく、厚さの均一なＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜することができる。
成膜時の不純物混入を低減することで、不純物によって結晶状態が崩れることを抑制できる。例えば、成膜室内に存在する不純物濃度（水素、水、二酸化炭素及び窒素など）を低減すればよい。また、成膜ガス中の不純物濃度を低減すればよい。具体的には、露点が−８０℃以下、好ましくは−１００℃以下である成膜ガスを用いる。
また、成膜ガス中の酸素割合を高め、電力を最適化することで成膜時のプラズマダメージを軽減すると好ましい。成膜ガス中の酸素割合は、３０体積％以上、好ましくは１００体積％とする。
または、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、以下の方法により形成する。
まず、第１の酸化物半導体膜を１ｎｍ以上１０ｎｍ未満の厚さで成膜する。第１の酸化物半導体膜はスパッタリング法を用いて成膜する。具体的には、基板温度を１００℃以上５００℃以下、好ましくは１５０℃以上４５０℃以下とし、成膜ガス中の酸素割合を３０体積％以上、好ましくは１００体積％として成膜する。
次に、加熱処理を行い、第１の酸化物半導体膜を結晶性の高い第１のＣＡＡＣ−ＯＳ膜とする。加熱処理の温度は、３５０℃以上７４０℃以下、好ましくは４５０℃以上６５０℃以下とする。また、加熱処理の時間は１分以上２４時間以下、好ましくは６分以上４時間以下とする。また、加熱処理は、不活性雰囲気または酸化性雰囲気で行えばよい。好ましくは、不活性雰囲気で加熱処理を行った後、酸化性雰囲気で加熱処理を行う。不活性雰囲気での加熱処理により、第１の酸化物半導体膜の不純物濃度を短時間で低減することができる。一方、不活性雰囲気での加熱処理により第１の酸化物半導体膜に酸素欠損が生成されることがある。その場合、酸化性雰囲気での加熱処理によって該酸素欠損を低減することができる。なお、加熱処理は１０００Ｐａ以下、１００Ｐａ以下、１０Ｐａ以下または１Ｐａ以下の減圧下で行ってもよい。減圧下では、第１の酸化物半導体膜の不純物濃度をさらに短時間で低減することができる。
第１の酸化物半導体膜は、厚さが１ｎｍ以上１０ｎｍ未満であることにより、厚さが１０ｎｍ以上である場合と比べ、加熱処理によって容易に結晶化させることができる。
次に、第１の酸化物半導体膜と同じ組成である第２の酸化物半導体膜を１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の厚さで成膜する。第２の酸化物半導体膜はスパッタリング法を用いて成膜する。具体的には、基板温度を１００℃以上５００℃以下、好ましくは１５０℃以上４５０℃以下とし、成膜ガス中の酸素割合を３０体積％以上、好ましくは１００体積％として成膜する。
次に、加熱処理を行い、第２の酸化物半導体膜を第１のＣＡＡＣ−ＯＳ膜から固相成長させることで、結晶性の高い第２のＣＡＡＣ−ＯＳ膜とする。加熱処理の温度は、３５０℃以上７４０℃以下、好ましくは４５０℃以上６５０℃以下とする。また、加熱処理の時間は１分以上２４時間以下、好ましくは６分以上４時間以下とする。また、加熱処理は、不活性雰囲気または酸化性雰囲気で行えばよい。好ましくは、不活性雰囲気で加熱処理を行った後、酸化性雰囲気で加熱処理を行う。不活性雰囲気での加熱処理により、第２の酸化物半導体膜の不純物濃度を短時間で低減することができる。一方、不活性雰囲気での加熱処理により第２の酸化物半導体膜に酸素欠損が生成されることがある。その場合、酸化性雰囲気での加熱処理によって該酸素欠損を低減することができる。なお、加熱処理は１０００Ｐａ以下、１００Ｐａ以下、１０Ｐａ以下または１Ｐａ以下の減圧下で行ってもよい。減圧下では、第２の酸化物半導体膜の不純物濃度をさらに短時間で低減することができる。
以上のようにして、合計の厚さが１０ｎｍ以上であるＣＡＡＣ−ＯＳ膜を形成することができる。
以上のいずれかの構成を有する酸化物半導体膜を用いて、本発明の一態様に係る表示モジュールを構成することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示モジュールの構成について、図２３を参照しながら説明する。
図２３は本発明の一態様の表示モジュールの構成を説明する図である。図２３（Ａ）は本発明の一態様の表示モジュールの上面図であり、図２３（Ｂ）は図２３（Ａ）の切断線Ａ２−Ｂ２における断面図である。
本実施の形態で示す表示モジュールは、カラーフィルタ方式を用いたトップエミッション型の表示モジュールである。本実施の形態において、表示モジュールは、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の副画素で１つの色を表現する構成や、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗ（白）の４色の副画素で１つの色を表現する構成、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙ（黄）の４色の副画素で１つの色を表現する構成等が適用できる。色要素としては特に限定はなく、ＲＧＢＷＹ以外の色を用いてもよく、例えば、シアンやマゼンタ等を用いてもよい。
図２３（Ａ）に示す表示モジュールは、絶縁層８９０、表示部８０４、動作回路部８０６、ＦＰＣ８０８を有する。表示部８０４は、発光素子として有機ＥＬ素子を有する。動作回路部８０６には、例えば走査線駆動回路や信号線駆動回路が含まれる。
図２３（Ｂ）において、表示モジュールは、第１の基材８００（基板８０１、接着層８０３、絶縁層８０５）、複数のトランジスタ、端子８５７、絶縁層８１５、絶縁層８１６、絶縁層８１７、複数の発光素子、絶縁層８２１、接合層８２２、着色層８４５、遮光層８４７及び第２の基材８１０（絶縁層８１５、接着層８１３、基板８１１）を有する。接合層８２２、絶縁層８１５、接着層８１３及び基板８１１は可視光を透過する。表示部８０４及び動作回路部８０６に含まれる発光素子やトランジスタは絶縁層８０５、絶縁層８１５、及び接合層８２２によって封止されている。
本実施の形態で説明する表示モジュールは、端子８５７を支持する第１の基材８００、第１の基材に重なる第２の基材８１０および第１の基材８００と第２の基材８１０を貼り合わせる接合層８２２と接する、絶縁層８９０を含んで構成される。これにより、絶縁層８９０に囲まれた領域への不純物の拡散を抑制することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示モジュールを提供できる。
なお、図２８（Ａ）および図２８（Ｂ）に示すように、絶縁層８９０で囲まれる空間に第１の基材８００および発光素子８３０が含まれるように絶縁層８９０を形成してもよい。
表示部８０４は、接着層８０３、及び絶縁層８０５を介して基板８０１上にトランジスタ８２０及び発光素子８３０を有する。発光素子８３０は、絶縁層８１７上の下部電極８３１と、下部電極８３１上のＥＬ層８３３と、ＥＬ層８３３上の上部電極８３５と、を有する。すなわち、発光素子８３０は、下部電極８３１と、上部電極８３５と、下部電極８３１と上部電極８３５に挟持されたＥＬ層８３３を備える。
下部電極８３１は、トランジスタ８２０のソース電極又はドレイン電極と電気的に接続する。下部電極８３１の端部は、絶縁層８２１で覆われている。下部電極８３１は可視光を反射することが好ましい。上部電極８３５は可視光を透過する。
また、表示部８０４は、発光素子８３０と重なる着色層８４５と、絶縁層８２１と重なる遮光層８４７と、を有する。発光素子８３０と着色層８４５の間は接合層８２２で充填されている。
絶縁層８１５および絶縁層８１６は、トランジスタを構成する半導体への不純物の拡散を抑制する効果を奏する。また、絶縁層８１７は、トランジスタ起因の表面凹凸を低減するために平坦化機能を有する絶縁層を選択することが好適である。
動作回路部８０６は、接着層８０３及び絶縁層８０５を介して基板８０１上にトランジスタを複数有する。図２３（Ｂ）では、動作回路部８０６が有するトランジスタのうち、１つのトランジスタを示している。
絶縁層８０５や絶縁層８１５に防湿性の高い膜を用いることで、発光素子８３０やトランジスタ８２０に水等の不純物が侵入することを抑制でき、表示モジュールの信頼性を高くすることができる。また、表示モジュールが基板を有することで、物理的な衝撃から表示モジュールの表面を保護することができるため好ましい。基板８０１は接着層８０３によって絶縁層８０５と貼り合わされている。また、基板８１１は接着層８１３によって絶縁層８１５と貼り合わされている。
端子８５７は、動作回路部８０６に外部からの信号（ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、又はリセット信号等）や電位を伝達する外部電極と電気的に接続する。ここでは、外部電極としてＦＰＣ８０８を設ける例を示している。工程数の増加を防ぐため、端子８５７は、表示部や駆動回路部に用いる電極や配線と同一の材料、同一の工程で作製することが好ましい。ここでは、端子８５７を、トランジスタ８２０を構成する電極と同一の材料、同一の工程で作製した例を示す。
図２３（Ｂ）に示す表示モジュールでは、ＦＰＣ８０８が絶縁層８１５上に位置する。接続体８２５は、絶縁層８１５、接合層８２２、絶縁層８１７、及び絶縁層８１６に設けられた開口を介して端子８５７と接続している。また、接続体８２５はＦＰＣ８０８に接続している。接続体８２５を介してＦＰＣ８０８と端子８５７は電気的に接続する。
＜材料および形成方法の一例＞
次に、表示モジュールに用いることができる材料等を説明する。なお、本明細書中で先に説明した構成については説明を省略する場合がある。
基板には、ガラス、石英、有機樹脂、金属、合金などの材料を用いることができる。発光素子からの光を取り出す側の基板は、該光を透過する材料を用いる。
特に、可撓性基板を用いることが好ましい。例えば、有機樹脂や可撓性を有する程度の厚さのガラス、金属、合金を用いることができる。
ガラスに比べて有機樹脂は比重が小さいため、可撓性基板として有機樹脂を用いると、ガラスを用いる場合に比べて表示モジュールを軽量化でき、好ましい。
基板には、靱性が高い材料を用いることが好ましい。これにより、耐衝撃性に優れ、破損しにくい表示モジュールを実現できる。例えば、有機樹脂基板や、厚さの薄い金属基板もしくは合金基板を用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて、軽量であり、破損しにくい表示モジュールを実現できる。
金属材料や合金材料は熱伝導性が高く、基板全体に熱を容易に伝導できるため、表示モジュールの局所的な温度上昇を抑制することができ、好ましい。金属材料や合金材料を用いた基板の厚さは、１０μｍ以上２００μｍ以下が好ましく、２０μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。
金属基板や合金基板を構成する材料としては、特に限定はないが、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、又は、アルミニウム合金もしくはステンレス等の金属の合金などを好適に用いることができる。
また、基板に、熱放射率が高い材料を用いると表示モジュールの表面温度が高くなることを抑制でき、表示モジュールの破壊や信頼性の低下を抑制できる。例えば、基板を金属基板と熱放射率の高い層（例えば、金属酸化物やセラミック材料を用いることができる）の積層構造としてもよい。
可撓性及び透光性を有する基板としては、フィルム状のプラスチック基板、例えば、ポリイミド（ＰＩ）、アラミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、シリコーン樹脂などのプラスチック基板を用いることができる。また、該基板は、繊維などを含んでいてもよく、例えばプリプレグなどを含んでいてもよい。また、該基板としては、樹脂フィルムに限定されず、パルプを連続シート加工した透明な不織布や、フィブロインと呼ばれるたんぱく質を含む人工くも糸繊維を含むシートや、これらと樹脂とを混合させた複合体、繊維幅が４ｎｍ以上１００ｎｍ以下のセルロース繊維からなる不織布と樹脂膜の積層体、人工くも糸繊維を含むシートと樹脂膜の積層体を用いてもよい。
可撓性基板としては、上記材料を用いた層が、装置の表面を傷などから保護するハードコート層（例えば、窒化シリコン層など）や、押圧を分散可能な材質の層（例えば、アラミド樹脂層など）等と積層されて構成されていてもよい。
可撓性基板は、複数の層を積層して用いることもできる。特に、ガラス層を有する構成とすると、水や酸素に対するバリア性を向上させ、信頼性の高い表示モジュールとすることができる。
例えば、発光素子に近い側からガラス層、接着層、及び有機樹脂層を積層した可撓性基板を用いることができる。当該ガラス層の厚さとしては２０μｍ以上２００μｍ以下、好ましくは２５μｍ以上１００μｍ以下とする。このような厚さのガラス層は、水や酸素に対する高いバリア性と可撓性を同時に実現できる。また、有機樹脂層の厚さとしては、１０μｍ以上２００μｍ以下、好ましくは２０μｍ以上５０μｍ以下とする。このような有機樹脂層を設けることにより、ガラス層の割れやクラックを抑制し、機械的強度を向上させることができる。このようなガラス材料と有機樹脂の複合材料を基板に適用することにより、極めて信頼性が高いフレキシブルな表示モジュールとすることができる。
ここで、可撓性を有する表示モジュールを形成する方法について説明する。
ここでは便宜上、画素や駆動回路を含む構成、カラーフィルタ等の光学部材を含む構成、タッチセンサ回路を含む構成、またはそのほかの機能性部材を含む構成を素子層と呼ぶこととする。素子層は例えば表示素子を含み、表示素子のほかに表示素子と電気的に接続する配線、画素や回路に用いるトランジスタなどの素子を備えていてもよい。
またここでは、素子層が形成される絶縁表面を備える支持体のことを、基材と呼ぶこととする。
可撓性を有する基材上に素子層を形成する方法としては、基材上に直接素子層を形成する方法と、基材とは異なる剛性を有する支持基材上に素子層を形成した後、素子層と支持基材とを剥離して素子層を基材に転置する方法と、がある。
基材を構成する材料が、素子層の形成工程にかかる熱に対して耐熱性を有する場合には、基材上に直接素子層を形成すると、工程が簡略化されるため好ましい。このとき、基材を支持基材に固定した状態で素子層を形成すると、装置内、及び装置間における搬送が容易となるため好ましい。
また、素子層を支持基材上に形成した後に、基材に転置する方法を用いる場合、まず支持基材上に剥離層と絶縁層を積層し、当該絶縁層上に素子層を形成する。続いて、支持基材から素子層を剥離し、基材に転置する。このとき、剥離層として、支持基材と剥離層の界面、剥離層と絶縁層の界面、または剥離層中で剥離が生じるような材料を選択すればよい。このような方法により、素子層の形成工程において基材の耐熱温度よりも高い温度での処理を行うことが可能となるため、表示モジュールの信頼性を向上させることができる。
例えば剥離層としてタングステンなどの高融点金属材料を含む層と、当該金属材料の酸化物を含む層を積層して用い、剥離層上に絶縁層として、窒化シリコンや酸化窒化シリコンを複数積層した層を用いることが好ましい。高融点金属材料を用いると、素子層の形成時に高温の処理を行うことができ、信頼性を向上させることができる。例えば素子層に含まれる不純物をより低減することや、素子層に含まれる半導体などの結晶性をより高めることができる。
剥離は、機械的な力を加えて引き剥がすことや、剥離層をエッチングにより除去すること、または剥離界面の一部に液体を滴下して剥離界面全体に浸透させることなどにより行ってもよい。
また、支持基材と絶縁層の界面で剥離が可能な場合には、剥離層を設けなくてもよい。例えば、支持基材としてガラスを用い、絶縁層としてポリイミドなどの有機樹脂を用いて、有機樹脂の一部をレーザ光等により局所的に加熱することにより剥離の起点を形成し、ガラスと絶縁層の界面で剥離を行ってもよい。または、支持基材と有機樹脂を含む絶縁層の間に、金属や半導体などの熱伝導性の高い材料の層を設け、これに電流を流して加熱することにより剥離しやすい状態とし、剥離を行ってもよい。このとき、有機樹脂を含む絶縁層は基材として用いることもできる。
接着層には、紫外線硬化型等の光硬化型樹脂、反応硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、嫌気型樹脂などの各種硬化型樹脂を用いることができる。これら樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。
また、上記樹脂に乾燥剤を含んでいてもよい。例えば、アルカリ土類金属の酸化物（酸化カルシウムや酸化バリウム等）のように、化学吸着によって水分を吸着する物質を用いることができる。又は、ゼオライトやシリカゲル等のように、物理吸着によって水分を吸着する物質を用いてもよい。乾燥剤が含まれていると、水分などの不純物が発光素子に侵入することを抑制でき、表示モジュールの信頼性が向上するため好ましい。
また、上記樹脂に屈折率の高いフィラーや光散乱部材を混合することにより、発光素子からの光取り出し効率を向上させることができる。例えば、酸化チタン、酸化バリウム、ゼオライト、ジルコニウム等を用いることができる。
絶縁層８０５および絶縁層８１５としては、防湿性の高い絶縁膜を用いることが好ましい。または、絶縁層８０５および絶縁層８１５は、不純物の発光素子への拡散を防ぐ機能を有していることが好ましい。
防湿性の高い絶縁膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の窒素と珪素を含む膜や、窒化アルミニウム膜等の窒素とアルミニウムを含む膜等が挙げられる。また、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いてもよい。
例えば、防湿性の高い絶縁膜の水蒸気透過量は、１×１０−５［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、好ましくは１×１０−６［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、より好ましくは１×１０−７［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、さらに好ましくは１×１０−８［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下とする。
表示モジュールにおいて、絶縁層８０５又は絶縁層８１５のうち、少なくとも発光面側の絶縁層は、発光素子の発光を透過する必要がある。表示モジュールが絶縁層８０５及び絶縁層８１５を有する場合、絶縁層８０５又は絶縁層８１５のうち、発光素子の発光を透過する側の絶縁層は、他方の絶縁層よりも、波長４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下における透過率の平均が高いことが好ましい。
絶縁層８０５や絶縁層８１５は、酸素、窒素、及びシリコンを有することが好ましい。例えば、絶縁層８０５や絶縁層８１５は、酸化窒化シリコンを有することが好ましい。また、絶縁層８０５や絶縁層８１５は、窒化シリコン又は窒化酸化シリコンを有することが好ましい。また、絶縁層８０５や絶縁層８１５は、酸化窒化シリコン膜及び窒化シリコン膜を有し、該酸化窒化シリコン膜及び該窒化シリコン膜は接することが好ましい。酸化窒化シリコン膜と、窒化シリコン膜と、を交互に積層し、逆位相の干渉が可視領域で多く起こるようにすることで、積層体の可視領域における透過率を高めることができる。
絶縁層８９０の材料および形成方法としては、実施の形態１で説明した絶縁層２９０の説明を参照できる。また絶縁層８９０として、絶縁層８０５や絶縁層８１５と同様の材料を用いてもよい。
表示モジュールが有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型又はボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されず、例えば、シリコン、ゲルマニウム、有機半導体等が挙げられる。又は、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系金属酸化物などの、インジウム、ガリウム、亜鉛のうち少なくとも一つを含む酸化物半導体を用いてもよい。なお、酸化物半導体を用いたトランジスタの構成例については、先の実施の形態で説明したトランジスタを適用することができる。
トランジスタの特性安定化等のため、下地膜を設けることが好ましい。下地膜としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜などの無機絶縁膜を用い、単層で又は積層して作製することができる。下地膜はスパッタリング法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法（プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ ＣＶＤ）法など）、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、塗布法、印刷法等を用いて形成できる。なお、下地膜は、必要で無ければ設けなくてもよい。上記各構成例では、絶縁層８０５がトランジスタの下地膜を兼ねることができる。
発光素子としては、自発光が可能な素子を用いることができ、電流又は電圧によって輝度が制御される素子をその範疇に含んでいる。例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子等を用いることができる。
発光素子は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型のいずれであってもよい。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
可視光を透過する導電膜は、例えば、酸化インジウム、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを用いて形成することができる。また、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、もしくはチタン等の金属材料、これら金属材料を含む合金、又はこれら金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等も、透光性を有する程度に薄く形成することで用いることができる。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とＩＴＯの積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。また、グラフェン等を用いてもよい。
可視光を反射する導電膜は、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、もしくはパラジウム等の金属材料、又はこれら金属材料を含む合金を用いることができる。また、上記金属材料や合金に、ランタン、ネオジム、又はゲルマニウム等が添加されていてもよい。また、アルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金、アルミニウム、ニッケル、及びランタンの合金（Ａｌ−Ｎｉ−Ｌａ）等のアルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）や、銀と銅の合金、銀とパラジウムと銅の合金（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、ＡＰＣとも記す）、銀とマグネシウムの合金等の銀を含む合金を用いて形成することができる。銀と銅を含む合金は、耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム合金膜に接する金属膜又は金属酸化物膜を積層することで、アルミニウム合金膜の酸化を抑制することができる。該金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタン、酸化チタンなどが挙げられる。また、上記可視光を透過する導電膜と金属材料からなる膜とを積層してもよい。例えば、銀とＩＴＯの積層膜、銀とマグネシウムの合金とＩＴＯの積層膜などを用いることができる。
下部電極８３１、上部電極８３５に用いる材料として、上記の可視光を透過する導電膜または可視光を反射する導電膜を用いることができる。
電極は、それぞれ、蒸着法やスパッタリング法を用いて形成すればよい。そのほか、インクジェット法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法、又はメッキ法を用いて形成することができる。
下部電極８３１及び上部電極８３５の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、ＥＬ層８３３に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はＥＬ層８３３において再結合し、ＥＬ層８３３に含まれる発光物質が発光する。
ＥＬ層８３３は少なくとも発光層を有する。ＥＬ層８３３は、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、又はバイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）等を含む層をさらに有していてもよい。
ＥＬ層８３３には低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。ＥＬ層８３３を構成する層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
発光素子８３０は、２以上の発光物質を含んでいてもよい。これにより、例えば、白色発光の発光素子を実現することができる。例えば２以上の発光物質の各々の発光が補色の関係となるように、発光物質を選択することにより白色発光を得ることができる。例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｙ（黄）、又はＯ（橙）等の発光を示す発光物質や、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち２以上の色のスペクトル成分を含む発光を示す発光物質を用いることができる。例えば、青の発光を示す発光物質と、黄の発光を示す発光物質を用いてもよい。このとき、黄の発光を示す発光物質の発光スペクトルは、緑及び赤のスペクトル成分を含むことが好ましい。また、発光素子８３０の発光スペクトルは、可視領域の波長（例えば３５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下、又は４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下など）の範囲内に２以上のピークを有することが好ましい。
ＥＬ層８３３は、複数の発光層を有していてもよい。ＥＬ層８３３において、複数の発光層は、互いに接して積層されていてもよいし、分離層を介して積層されていてもよい。例えば、蛍光発光層と、燐光発光層との間に、分離層を設けてもよい。
分離層は、例えば、燐光発光層中で生成する燐光材料等の励起状態から蛍光発光層中の蛍光材料等へのデクスター機構によるエネルギー移動（特に三重項エネルギー移動）を防ぐために設けることができる。分離層は数ｎｍ程度の厚さがあればよい。具体的には、０．１ｎｍ以上２０ｎｍ以下、あるいは１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、あるいは１ｎｍ以上５ｎｍ以下である。分離層は、単一の材料（好ましくはバイポーラ性の物質）、又は複数の材料（好ましくは正孔輸送性材料及び電子輸送性材料）を含む。
分離層は、該分離層と接する発光層に含まれる材料を用いて形成してもよい。これにより、発光素子の作製が容易になり、また、駆動電圧が低減される。例えば、燐光発光層が、ホスト材料、アシスト材料、及び燐光材料（ゲスト材料）からなる場合、分離層を、該ホスト材料及びアシスト材料で形成してもよい。上記構成を別言すると、分離層は、燐光材料を含まない領域を有し、燐光発光層は、燐光材料を含む領域を有する。これにより、分離層と燐光発光層とを燐光材料の有無の選択によって各々蒸着することが可能となる。また、このような構成とすることで、分離層と燐光発光層を同じチャンバーで成膜することが可能となる。これにより、製造コストを削減することができる。
また、発光素子８３０は、ＥＬ層を１つ有するシングル素子であってもよいし、電荷発生層を介して積層されたＥＬ層を複数有するタンデム素子であってもよい。
発光素子は、防湿性の高い絶縁膜に囲まれて設けられていることが好ましい。これにより、発光素子に水等の不純物が侵入することを抑制でき、表示モジュールの信頼性の低下を抑制できる。
絶縁層８１５および絶縁層８１６としては、例えば、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用いることができる。なお、絶縁層８１５と絶縁層８１６を、それぞれ別の材料で形成してもよい。また、絶縁層８１７としては、例えば、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン系樹脂等の有機材料をそれぞれ用いることができる。また、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）等を用いることができる。また、絶縁層を複数積層させることで、各絶縁層を形成してもよい。
絶縁層８２１としては、有機絶縁材料又は無機絶縁材料を用いて形成する。樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、シロキサン樹脂、エポキシ樹脂、又はフェノール樹脂等を用いることができる。特に感光性の樹脂材料を用い、下部電極８３１上に開口部を形成し、その開口部の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。
絶縁層８２１の形成方法は、特に限定されないが、フォトリソグラフィ法、スパッタ法、蒸着法、液滴吐出法（インクジェット法等）、印刷法（スクリーン印刷、オフセット印刷等）等を用いればよい。
トランジスタの電極や配線、又は発光素子の補助電極等として機能する、表示モジュールに用いる導電層は、例えば、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料又はこれらの元素を含む合金材料を用いて、単層で又は積層して形成することができる。また、導電層は、導電性の金属酸化物を用いて形成してもよい。導電性の金属酸化物としては酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３等）、酸化スズ（ＳｎＯ２等）、ＺｎＯ、ＩＴＯ、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ等）又はこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
着色層は特定の波長帯域の光を透過する有色層である。例えば、赤色、緑色、青色、又は黄色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタなどを用いることができる。各着色層は、様々な材料を用いて、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ法を用いたエッチング方法などでそれぞれ所望の位置に形成する。また、白色の副画素では、発光素子と重ねて透明又は白色等の樹脂を配置してもよい。
遮光層は、隣接する着色層の間に設けられている。遮光層は隣接する発光素子からの光を遮光し、隣接する発光素子間における混色を抑制する。ここで、着色層の端部を、遮光層と重なるように設けることにより、光漏れを抑制することができる。遮光層としては、発光素子からの発光を遮る材料を用いることができ、例えば、金属材料や顔料や染料を含む樹脂材料を用いてブラックマトリクスを形成すればよい。なお、遮光層は、駆動回路部などの表示部以外の領域に設けると、導波光などによる意図しない光漏れを抑制できるため好ましい。
また、着色層及び遮光層を覆うオーバーコートを設けてもよい。オーバーコートを設けることで、着色層に含有された不純物等の発光素子への拡散を防止することができる。オーバーコートは、発光素子からの発光を透過する材料から構成され、例えば窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等の無機絶縁膜や、アクリル膜、ポリイミド膜等の有機絶縁膜を用いることができ、有機絶縁膜と無機絶縁膜との積層構造としてもよい。
また、接着層の材料を着色層及び遮光層上に塗布する場合、オーバーコートの材料として接着層の材料に対してぬれ性の高い材料を用いることが好ましい。例えば、オーバーコートとして、ＩＴＯ膜などの酸化物導電膜や、透光性を有する程度に薄いＡｇ膜等の金属膜を用いることが好ましい。
接続体としては、様々な異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態８）
本実施の形態では、実施の形態７とは異なる本発明の一態様の表示モジュールの構成について、図２４及び図２５を参照しながら説明する。
図２４は、本発明の一態様の表示モジュールを示す上面図である。図２４に示す表示モジュール７００は、第１の基材７０１上に設けられた画素部７０２と、第１の基材７０１に設けられたソースドライバ回路部７０４及びゲートドライバ回路部７０６と、画素部７０２、ソースドライバ回路部７０４、及びゲートドライバ回路部７０６を囲むように配置される接合層７１２と、第１の基材７０１に対向するように設けられる第２の基材７０５と、接合層７１２を囲むように配置される絶縁層７９０と、を有する。なお、第１の基材７０１と第２の基材７０５は、接合層７１２及び絶縁層７９０によって封止されている。すなわち、画素部７０２、ソースドライバ回路部７０４、及びゲートドライバ回路部７０６は、第１の基材７０１と接合層７１２と絶縁層７９０と第２の基材７０５によって封止されている。なお、図２４には図示しないが、第１の基材７０１と第２の基材７０５の間には表示素子が設けられる。
また、表示モジュール７００は、第１の基材７０１上の接合層７１２によって囲まれている領域とは異なる領域に、画素部７０２、ソースドライバ回路部７０４、及びゲートドライバ回路部７０６とそれぞれ電気的に接続されるＦＰＣ端子部７０８（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）が設けられる。また、ＦＰＣ端子部７０８には、ＦＰＣ７１６が接続され、ＦＰＣ７１６によって画素部７０２、ソースドライバ回路部７０４、及びゲートドライバ回路部７０６に各種信号等が供給される。また、画素部７０２、ソースドライバ回路部７０４、ゲートドライバ回路部７０６、及びＦＰＣ端子部７０８には、信号線７１０が各々接続されている。ＦＰＣ７１６により供給される各種信号等は、信号線７１０を介して、画素部７０２、ソースドライバ回路部７０４、ゲートドライバ回路部７０６、及びＦＰＣ端子部７０８に与えられる。
また、表示モジュール７００にゲートドライバ回路部７０６を複数設けてもよい。また、表示モジュール７００としては、ソースドライバ回路部７０４、及びゲートドライバ回路部７０６を画素部７０２と同じ第１の基材７０１に形成している例を示しているが、この構成に限定されない。例えば、ゲートドライバ回路部７０６のみを第１の基材７０１に形成しても良い、またはソースドライバ回路部７０４のみを第１の基材７０１に形成しても良い。この場合、ソースドライバ回路またはゲートドライバ回路等が形成された基板（例えば、単結晶半導体膜、多結晶半導体膜で形成された駆動回路基板）を、第１の基材７０１に実装する構成としても良い。なお、別途形成した駆動回路基板の接続方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方法、ワイヤボンディング方法などを用いることができる。
また、表示モジュール７００が有する画素部７０２、ソースドライバ回路部７０４及びゲートドライバ回路部７０６は、複数のトランジスタを有している。該複数のトランジスタとしては、先の実施の形態で説明したトランジスタを適用することができる。
また、表示モジュール７００は、液晶素子を有することが出来る。該液晶素子を用いた表示装置の一例としては、液晶ディスプレイ（透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディスプレイ、直視型液晶ディスプレイ、投射型液晶ディスプレイ）などがある。なお、半透過型液晶ディスプレイや反射型液晶ディスプレイを実現する場合には、画素電極の一部、または、全部が、反射電極としての機能を有するようにすればよい。例えば、画素電極の一部、または、全部が、アルミニウム、銀、などを有するようにすればよい。さらに、その場合、反射電極の下に、ＳＲＡＭなどの記憶回路を設けることも可能である。これにより、さらに、消費電力を低減することができる。
なお、表示モジュール７００における表示方式は、プログレッシブ方式やインターレース方式等を用いることができる。また、カラー表示する際に画素で制御する色要素としては、ＲＧＢ（Ｒは赤、Ｇは緑、Ｂは青を表す）の三色に限定されない。例えば、Ｒの画素とＧの画素とＢの画素とＷ（白）の画素の四画素から構成されてもよい。または、ペンタイル配列のように、ＲＧＢのうちの２色分で一つの色要素を構成し、色要素よって、異なる２色を選択して構成してもよい。またはＲＧＢに、イエロー、シアン、マゼンタ等を一色以上追加してもよい。なお、色要素のドット毎にその表示領域の大きさが異なっていてもよい。ただし、開示する発明はカラー表示の表示装置に限定されるものではなく、モノクロ表示の表示装置に適用することもできる。
また、バックライト（有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子、ＬＥＤ、蛍光灯など）に白色光（Ｗ）を用いて表示装置をフルカラー表示させるために、着色層（カラーフィルタともいう。）を用いてもよい。着色層は、例えば、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）、イエロー（Ｙ）などを適宜組み合わせて用いることができる。着色層を用いることで、着色層を用いない場合と比べて色の再現性を高くすることができる。このとき、着色層を有する領域と、着色層を有さない領域と、を配置することによって、着色層を有さない領域における白色光を直接表示に利用しても構わない。一部に着色層を有さない領域を配置することで、明るい表示の際に、着色層による輝度の低下を少なくでき、消費電力を２割から３割程度低減できる場合がある。ただし、有機ＥＬ素子や無機ＥＬ素子などの自発光素子を用いてフルカラー表示する場合、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙ、ホワイト（Ｗ）を、それぞれの発光色を有する素子から発光させても構わない。自発光素子を用いることで、着色層を用いた場合よりも、さらに消費電力を低減できる場合がある。なお、本実施の形態においては、バックライト等を設けない構成、所謂反射型の液晶表示モジュールについて、以下説明を行う。
図２４に示す一点鎖線Ａ３−Ｂ３における断面図を図２５に示す。図２５に示す表示モジュールの詳細について、以下説明を行う。
＜表示モジュールに関する説明＞
図２５に示す表示モジュール７００は、引き回し配線部７１１と、画素部７０２と、ソースドライバ回路部７０４と、ＦＰＣ端子部７０８と、を有する。また、引き回し配線部７１１は、信号線７１０を有する。また、画素部７０２は、トランジスタ７５０及び容量素子７４０を有する。また、ソースドライバ回路部７０４は、トランジスタ７５２を有する。
トランジスタ７５０及びトランジスタ７５２としては、先に示すトランジスタを用いることができる。
本実施の形態で用いるトランジスタは、高純度化し、酸素欠損の形成を抑制した酸化物半導体膜を有する。該トランジスタは、オフ状態における電流値（オフ電流値）を低くすることができる。よって、画像信号等の電気信号の保持時間を長くすることができ、電源オン状態では書き込み間隔も長く設定できる。よって、リフレッシュ動作の頻度を少なくすることができるため、消費電力を抑制する効果を奏する。
また、本実施の形態で用いるトランジスタは、比較的高い電界効果移動度が得られるため、高速駆動が可能である。例えば、このような高速駆動が可能なトランジスタを液晶表示装置に用いることで、画素部のスイッチングトランジスタと、駆動回路部に使用するドライバトランジスタを同一基板上に形成することができる。すなわち、別途駆動回路として、シリコンウェハ等により形成された半導体装置を用いる必要がないため、半導体装置の部品点数を削減することができる。また、画素部においても、高速駆動が可能なトランジスタを用いることで、高画質な画像を提供することができる。
容量素子７４０は、一対の電極間に誘電体を有する構造である。より詳しくは、容量素子７４０の一方の電極としては、トランジスタ７５０のゲート電極として機能する導電膜と同一工程で形成された導電膜を用い、容量素子７４０の他方の電極としては、トランジスタ７５０のソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜を用いる。また、一対の電極間に挟持される誘電体としては、トランジスタ７５０のゲート絶縁層として機能する絶縁層を用いる。
また、図２５において、トランジスタ７５０、トランジスタ７５２、及び容量素子７４０上に、絶縁層７６４、７６８及び平坦化絶縁層７７０が設けられている。
絶縁層７６４としては、例えば、ＰＥＣＶＤ装置を用いて、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜等を形成すればよい。また、絶縁層７６８としては、例えば、ＰＥＣＶＤ装置を用いて、窒化シリコン膜等を形成すればよい。また、平坦化絶縁層７７０としては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等の耐熱性を有する有機材料を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁層を複数積層させることで、平坦化絶縁層７７０を形成してもよい。また、平坦化絶縁層７７０を設けない構成としてもよい。また、絶縁層７９０の材料および形成方法としては、実施の形態１で説明した絶縁層２９０の説明を参照できる。また絶縁層７９０として、絶縁層７６４や絶縁層７６８と同様の材料を用いてもよい。
また、信号線７１０は、トランジスタ７５０、７５２のソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜と同じ工程で形成される。なお、信号線７１０は、トランジスタ７５０、７５２のソース電極及びドレイン電極と異なる工程で形成された導電膜、例えばゲート電極として機能する導電膜としてもよい。信号線７１０として、例えば、銅元素を含む材料を用いた場合、配線抵抗に起因する信号遅延等が少なく、大画面での表示が可能となる。
また、ＦＰＣ端子部７０８は、端子７６０、異方性導電膜７８０、及びＦＰＣ７１６を有する。なお、端子７６０は、トランジスタ７５０、７５２のソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜と同じ工程で形成される。また、端子７６０は、ＦＰＣ７１６が有する端子と異方性導電膜７８０を介して、電気的に接続される。
また、第１の基材７０１及び第２の基材７０５としては、例えばガラス基板を用いることができる。また、第１の基材７０１及び第２の基材７０５として、可撓性を有する基板を用いてもよい。該可撓性を有する基板としては、例えばプラスチック基板等が挙げられる。
また、第１の基材７０１と第２の基材７０５の間には、構造体７７８が設けられる。構造体７７８は、絶縁層を選択的にエッチングすることで得られる柱状のスペーサであり、第１の基材７０１と第２の基材７０５の間の距離（セルギャップ）を制御するために設けられる。なお、構造体７７８として、球状のスペーサを用いていても良い。また、本実施の形態においては、構造体７７８を第１の基材７０１側に設ける構成について例示したが、これに限定されない。例えば、第２の基材７０５側に構造体７７８を設ける構成、または第１の基材７０１及び第２の基材７０５双方に構造体７７８を設ける構成としてもよい。
また、第２の基材７０５側には、ブラックマトリクスとして機能する遮光膜７３８と、カラーフィルタとして機能する着色膜７３６と、遮光膜７３８及び着色膜７３６に接する絶縁層７３４が設けられる。
本実施の形態で説明する表示モジュールは、端子７６０を支持する第１の基材７０１、第１の基材に重なる第２の基材７０５および第１の基材７０１と第２の基材７０５を貼り合わせる接合層７１２と接する、絶縁層７９０を含んで構成される。これにより、絶縁層７９０に囲まれた領域への不純物の拡散を抑制することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示モジュールを提供できる。
＜表示素子として液晶素子を用いる構成例＞
図２５に示す表示モジュール７００は、液晶素子７７５を有する。液晶素子７７５は、導電膜７７２、導電膜７７４、及び液晶層７７６を有する。導電膜７７４は、第２の基材７０５側に設けられ、対向電極としての機能を有する。図２５に示す表示モジュール７００は、導電膜７７２と導電膜７７４に印加される電圧によって、液晶層７７６の配向状態が変わることによって光の透過、非透過が制御され画像を表示することができる。
液晶層７７６に用いる液晶素子としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。これらの液晶材料は、条件により、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。
また、導電膜７７２は、トランジスタ７５０が有するソース電極及びドレイン電極のいずれか一方として機能する導電膜に接続される。導電膜７７２は、平坦化絶縁層７７０上に形成され画素電極、すなわち表示素子の一方の電極として機能する。また、導電膜７７２は、反射電極としての機能を有する。図２５に示す表示モジュール７００は、外光を利用し導電膜７７２で光を反射して着色膜７３６を介して表示する、所謂反射型のカラー液晶表示装置である。
導電膜７７２としては、可視光において透光性のある導電膜、または可視光において反射性のある導電膜を用いることができる。可視光において透光性のある導電膜としては、例えば、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）の中から選ばれた一種を含む材料を用いるとよい。可視光において反射性のある導電膜としては、例えば、アルミニウム、または銀を含む材料を用いるとよい。本実施の形態においては、導電膜７７２として、可視光において、反射性のある導電膜を用いる。
また、導電膜７７２として、可視光において反射性のある導電膜を用いる場合、該導電膜を積層構造としてもよい。例えば、下層に膜厚１００ｎｍのアルミニウム膜を形成し、上層に厚さ３０ｎｍの銀合金膜（例えば、銀、パラジウム、及び銅を含む合金膜）を形成する。上述の構造とすることで、以下の優れた効果を奏する。
（１）下地膜と導電膜７７２との密着性を向上させることができる。（２）薬液によってアルミニウム膜と、銀合金膜とを一括してエッチングすることが可能である。（３）導電膜７７２の断面形状を良好な形状（例えば、テーパー形状）とすることができる。（３）の理由としては、アルミニウム膜は、銀合金膜よりも薬液によるエッチング速度が遅い、または上層の銀合金膜のエッチング後、下層のアルミニウム膜が露出した場合に、銀合金膜よりも卑な金属、別言するとイオン化傾向の高い金属であるアルミニウムから電子を引き抜くため、銀合金膜のエッチングが抑制され、下層のアルミニウム膜のエッチングの進行が速くなるためである。
また、図２５に示す表示モジュール７００においては、画素部７０２の平坦化絶縁層７７０の一部に凹凸が設けられている。該凹凸は、例えば、平坦化絶縁層７７０を有機樹脂膜等で形成し、該有機樹脂膜の表面に凹凸を設けることで形成することができる。また、反射電極として機能する導電膜７７２は、上記凹凸に沿って形成される。したがって、外光が導電膜７７２に入射した場合において、導電膜７７２の表面で光を乱反射することが可能となり、視認性を向上させることができる。図２５に示すように、反射型のカラー液晶表示装置とすることで、バックライトを用いずに表示することが可能となるため、消費電力を低減することができる。
なお、図２５に示す表示モジュール７００は、反射型のカラー液晶表示モジュールついて例示したが、これに限定されない、例えば、導電膜７７２を可視光において、透光性のある導電膜を用いることで透過型のカラー液晶表示モジュールとしてもよい。透過型のカラー液晶表示モジュールの場合、平坦化絶縁層７７０に設けられる凹凸については、設けない構成としてもよい。
なお、図２５において図示しないが、導電膜７７２、７７４の液晶層７７６と接する側に、それぞれ配向膜を設ける構成としてもよい。また、図２５において図示しないが、偏光部材、位相差部材、反射防止部材などの光学部材（光学基板）などは適宜設けてもよい。例えば、偏光基板及び位相差基板による円偏光を用いてもよい。また、透過型の表示モジュール、または半透過型の表示モジュールの場合、光源としてバックライト、サイドライトなどを設けてもよい。
なお、液晶素子として横電界方式を採用する場合、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために数重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を用いて液晶層に用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が短く、光学的等方性であるため配向処理が不要である。また、ブルー相を示す液晶材料は、視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となるため、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる。
また、表示素子として液晶素子を用いる場合、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モードなどを用いることができる。
また、ノーマリーブラック型の液晶表示装置、例えば垂直配向（ＶＡ）モードを採用した透過型の液晶表示装置としてもよい。垂直配向モードとしては、いくつか挙げられるが、例えば、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶモードなどを用いることができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
例えば、本明細書等において、ＸとＹとが接続されている、と明示的に記載されている場合は、ＸとＹとが電気的に接続されている場合と、ＸとＹとが機能的に接続されている場合と、ＸとＹとが直接接続されている場合とが、本明細書等に開示されているものとする。したがって、所定の接続関係、例えば、図または文章に示された接続関係に限定されず、図または文章に示された接続関係以外のものも、図または文章に記載されているものとする。
ここで、Ｘ、Ｙは、対象物（例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など）であるとする。
ＸとＹとが直接的に接続されている場合の一例としては、ＸとＹとの電気的な接続を可能とする素子（例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など）が、ＸとＹとの間に接続されていない場合であり、ＸとＹとの電気的な接続を可能とする素子（例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など）を介さずに、ＸとＹとが、接続されている場合である。
ＸとＹとが電気的に接続されている場合の一例としては、ＸとＹとの電気的な接続を可能とする素子（例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など）が、ＸとＹとの間に１個以上接続されることが可能である。なお、スイッチは、オンオフが制御される機能を有している。つまり、スイッチは、導通状態（オン状態）、または、非導通状態（オフ状態）になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有している。または、スイッチは、電流を流す経路を選択して切り替える機能を有している。なお、ＸとＹとが電気的に接続されている場合は、ＸとＹとが直接的に接続されている場合を含むものとする。
ＸとＹとが機能的に接続されている場合の一例としては、ＸとＹとの機能的な接続を可能とする回路（例えば、論理回路（インバータ、ＮＡＮＤ回路、ＮＯＲ回路など）、信号変換回路（ＤＡ変換回路、ＡＤ変換回路、ガンマ補正回路など）、電位レベル変換回路（電源回路（昇圧回路、降圧回路など）、信号の電位レベルを変えるレベルシフタ回路など）、電圧源、電流源、切り替え回路、増幅回路（信号振幅または電流量などを大きく出来る回路、オペアンプ、差動増幅回路、ソースフォロワ回路、バッファ回路など）、信号生成回路、記憶回路、制御回路など）が、ＸとＹとの間に１個以上接続されることが可能である。なお、一例として、ＸとＹとの間に別の回路を挟んでいても、Ｘから出力された信号がＹへ伝達される場合は、ＸとＹとは機能的に接続されているものとする。なお、ＸとＹとが機能的に接続されている場合は、ＸとＹとが直接的に接続されている場合と、ＸとＹとが電気的に接続されている場合とを含むものとする。
なお、ＸとＹとが電気的に接続されている、と明示的に記載されている場合は、ＸとＹとが電気的に接続されている場合（つまり、ＸとＹとの間に別の素子又は別の回路を挟んで接続されている場合）と、ＸとＹとが機能的に接続されている場合（つまり、ＸとＹとの間に別の回路を挟んで機能的に接続されている場合）と、ＸとＹとが直接接続されている場合（つまり、ＸとＹとの間に別の素子又は別の回路を挟まずに接続されている場合）とが、本明細書等に開示されているものとする。つまり、電気的に接続されている、と明示的に記載されている場合は、単に、接続されている、とのみ明示的に記載されている場合と同様な内容が、本明細書等に開示されているものとする。
なお、例えば、トランジスタのソース（又は第１の端子など）が、Ｚ１を介して（又は介さず）、Ｘと電気的に接続され、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）が、Ｚ２を介して（又は介さず）、Ｙと電気的に接続されている場合や、トランジスタのソース（又は第１の端子など）が、Ｚ１の一部と直接的に接続され、Ｚ１の別の一部がＸと直接的に接続され、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）が、Ｚ２の一部と直接的に接続され、Ｚ２の別の一部がＹと直接的に接続されている場合では、以下のように表現することが出来る。
例えば、「ＸとＹとトランジスタのソース（又は第１の端子など）とドレイン（又は第２の端子など）とは、互いに電気的に接続されており、Ｘ、トランジスタのソース（又は第１の端子など）、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）、Ｙの順序で電気的に接続されている。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース（又は第１の端子など）は、Ｘと電気的に接続され、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）はＹと電気的に接続され、Ｘ、トランジスタのソース（又は第１の端子など）、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）、Ｙは、この順序で電気的に接続されている」と表現することができる。または、「Ｘは、トランジスタのソース（又は第１の端子など）とドレイン（又は第２の端子など）とを介して、Ｙと電気的に接続され、Ｘ、トランジスタのソース（又は第１の端子など）、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）、Ｙは、この接続順序で設けられている」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構成における接続の順序について規定することにより、トランジスタのソース（又は第１の端子など）と、ドレイン（又は第２の端子など）とを、区別して、技術的範囲を決定することができる。
または、別の表現方法として、例えば、「トランジスタのソース（又は第１の端子など）は、少なくとも第１の接続経路を介して、Ｘと電気的に接続され、前記第１の接続経路は、第２の接続経路を有しておらず、前記第２の接続経路は、トランジスタを介した、トランジスタのソース（又は第１の端子など）とトランジスタのドレイン（又は第２の端子など）との間の経路であり、前記第１の接続経路は、Ｚ１を介した経路であり、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）は、少なくとも第３の接続経路を介して、Ｙと電気的に接続され、前記第３の接続経路は、前記第２の接続経路を有しておらず、前記第３の接続経路は、Ｚ２を介した経路である。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース（又は第１の端子など）は、少なくとも第１の接続経路によって、Ｚ１を介して、Ｘと電気的に接続され、前記第１の接続経路は、第２の接続経路を有しておらず、前記第２の接続経路は、トランジスタを介した接続経路を有し、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）は、少なくとも第３の接続経路によって、Ｚ２を介して、Ｙと電気的に接続され、前記第３の接続経路は、前記第２の接続経路を有していない。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース（又は第１の端子など）は、少なくとも第１の電気的パスによって、Ｚ１を介して、Ｘと電気的に接続され、前記第１の電気的パスは、第２の電気的パスを有しておらず、前記第２の電気的パスは、トランジスタのソース（又は第１の端子など）からトランジスタのドレイン（又は第２の端子など）への電気的パスであり、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）は、少なくとも第３の電気的パスによって、Ｚ２を介して、Ｙと電気的に接続され、前記第３の電気的パスは、第４の電気的パスを有しておらず、前記第４の電気的パスは、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）からトランジスタのソース（又は第１の端子など）への電気的パスである。」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構成における接続経路について規定することにより、トランジスタのソース（又は第１の端子など）と、ドレイン（又は第２の端子など）とを、区別して、技術的範囲を決定することができる。
なお、これらの表現方法は、一例であり、これらの表現方法に限定されない。ここで、Ｘ、Ｙ、Ｚ１、Ｚ２は、対象物（例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など）であるとする。
なお、回路図上は独立している構成要素同士が電気的に接続しているように図示されている場合であっても、１つの構成要素が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合もある。例えば配線の一部が電極としても機能する場合は、一の導電膜が、配線の機能、及び電極の機能の両方の構成要素の機能を併せ持っている。したがって、本明細書における電気的に接続とは、このような、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合も、その範疇に含める。
１０ 加工部材
１００ トランジスタ
１０１ 基板
１０２ ゲート電極
１０３ 絶縁層
１０４ 酸化物半導体層
１０４ａ チャネル領域
１０４ｂ ｎ型領域
１０４ｃ ｎ型領域
１０５ａ 電極
１０５ｂ 電極
１０６ 絶縁層
１０７ 絶縁層
１１０ トランジスタ
１１４ 酸化物半導体層
１１４ａ 酸化物半導体層
１１４ｂ 酸化物半導体層
１２０ トランジスタ
１２４ 酸化物半導体層
１２４ａ 酸化物半導体層
１２４ｂ 酸化物半導体層
１２４ｃ 酸化物半導体層
１５０ トランジスタ
１５１ 絶縁層
１５２ 絶縁層
１５４ 絶縁層
１５６ 絶縁層
１６０ トランジスタ
１６４ 酸化物半導体層
１６４ａ 酸化物半導体層
１６４ｂ 酸化物半導体層
１６４ｃ 酸化物半導体層
１７０ トランジスタ
１８０ 成膜室
１８１ａ 原料供給部
１８１ｂ 原料供給部
１８２ 制御部
１８２ａ 流量制御器
１８２ｂ 流量制御器
１８２ｃ 流量制御器
１８２ｈ 加熱機構
１８３ 導入口
１８４ 排出口
１８５ 排気装置
１８６ 支持体
１８６ａ マスク
１８６Ｂ 支持体
１８７ 加熱機構
１８８ 扉
１９０ 成膜装置
１９６ セパレートフィルム
１９９ 開口部
２００ 表示パネル
２００Ｂ 表示パネル
２００Ｃ 表示パネル
２００Ｄ 表示パネル
２００Ｅ 表示パネル
２００Ｆ 表示パネル
２００Ｍ 表示モジュール
２００ＭＢ 表示モジュール
２００ＭＣ 表示モジュール
２００ＭＤ 表示モジュール
２０３Ｇ 駆動回路
２０５ 接合層
２１０ 基材
２１０ａ バリア膜
２１０ｂ 基材
２１０ｃ 接着層
２１１ 配線
２１９ 端子
２２１ フレキシブルプリント基板
２２２ 異方性導電膜
２２３ マスク
２２４ マスク
２２５ マイクロクラック
２５０ 表示素子
２７０ 基材
２７０ａ バリア膜
２７０ｂ 基材
２７０ｃ 接着層
２９０ 絶縁層
２９１ 開口部
２９２ 開口部
２９５ 開口部
２９８ 樹脂層
７００ 表示モジュール
７０１ 基材
７０２ 画素部
７０４ ソースドライバ回路部
７０５ 基材
７０６ ゲートドライバ回路部
７０８ ＦＰＣ端子部
７１０ 信号線
７１１ 配線部
７１２ 接合層
７１６ ＦＰＣ
７３４ 絶縁層
７３６ 着色膜
７３８ 遮光膜
７４０ 容量素子
７５０ トランジスタ
７５２ トランジスタ
７６０ 端子
７６４ 絶縁層
７６８ 絶縁層
７７０ 平坦化絶縁層
７７２ 導電膜
７７４ 導電膜
７７５ 液晶素子
７７６ 液晶層
７７８ 構造体
７８０ 異方性導電膜
７９０ 絶縁層
８００ 基材
８０１ 基板
８０３ 接着層
８０４ 表示部
８０５ 絶縁層
８０６ 動作回路部
８０８ ＦＰＣ
８１０ 基材
８１１ 基板
８１３ 接着層
８１５ 絶縁層
８１６ 絶縁層
８１７ 絶縁層
８２０ トランジスタ
８２１ 絶縁層
８２２ 接合層
８２５ 接続体
８３０ 発光素子
８３１ 下部電極
８３３ ＥＬ層
８３５ 上部電極
８４５ 着色層
８４７ 遮光層
８５７ 端子
８９０ 絶縁層
５１００ ペレット
５１２０ 基板
５１６１ 領域

Claims (2)

  1. 端子と、
    前記端子を支持する第１の基材と、
    前記第１の基材と重なる領域を有する第２の基材と、
    前記第１の基材と前記第２の基材を貼り合わせる接合層と、
    前記第１の基材と前記第２の基材の間に配置され、前記端子と電気的に接続される表示素子と、
    を有する部材に対して、
    前記表示素子と重なる領域にマスクを形成する第１のステップと、
    原子層堆積法を用いて、前記第１の基材、前記第２の基材および前記接合層と接する絶縁層を形成する第２のステップと、
    前記絶縁層の一部を前記マスクと共に取り除く第３のステップと、を有する表示パネルの作製方法であって、
    前記第１の基材または前記第２の基材に対する断面視において、前記マスクは円形状または長円形状である表示パネルの作製方法。
  2. 端子と、
    前記端子を支持する第１の基材と、
    前記第１の基材と重なる領域を有する第２の基材と、
    前記第１の基材と前記第２の基材を貼り合わせる接合層と、
    前記第１の基材と前記第２の基材の間に配置され、前記端子と電気的に接続される表示素子と、
    を有する部材に対して、
    前記表示素子と重なる領域にマスクを形成する第１のステップと、
    原子層堆積法を用いて、前記第１の基材、前記第２の基材および前記接合層と接する絶縁層を形成する第２のステップと、
    前記絶縁層の一部を前記マスクと共に取り除く第３のステップと、を有する表示パネルの作製方法であって、
    前記第１の基材または前記第２の基材に対する断面視において、前記マスクは円形状または長円形状であり、
    前記第３のステップの後、前記部材の表面に残った前記絶縁層の端部は、順テーパ形状である表示パネルの作製方法。
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