專利名稱：制造半導(dǎo)體裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造具有柔韌性的半導(dǎo)體裝置的方法。
背景技術(shù)：
已經(jīng)需要以低成本制造半導(dǎo)體裝置，在最近這些年來對于諸如薄膜晶體管、存儲器和用于控制電路、存儲電路等的太陽能電池的元件的研究一直在深入進(jìn)行(例如，參考文獻(xiàn)1日本公開專利申請No.2004-47791)。
期望的是具有諸如薄膜晶體管、存儲器和太陽能電池的元件的半導(dǎo)體裝置的各種應(yīng)用，并且使用柔性塑料薄膜來試圖減小尺寸和重量。
由于塑料薄膜具有低的耐熱性，因此需要降低工藝中的最高溫度。因此，制造半導(dǎo)體元件的方法受到限制。從而，使用金屬掩膜通過蒸發(fā)方法或者濺射方法來制造使用塑料薄膜的半導(dǎo)體裝置。
提出了這樣一種技術(shù)，其中在玻璃襯底上形成聚酰亞胺層和在所述聚酰亞胺層上形成具有精細(xì)元件的層之后，使用激光束從玻璃襯底側(cè)照射聚酰亞胺層，將所述聚酰亞胺層和具有精細(xì)元件的層與玻璃襯底分離以形成具有柔韌性的顯示裝置(參考文獻(xiàn)2French andothers(Ian French，David McCulloch，Ivar Boerefijin，Nicokooyman)，SID 2005 Digest，U.S.A.，2005，pp.1634-1637)。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在使用金屬掩膜通過蒸發(fā)方法或者濺射方法來制造半導(dǎo)體裝置的情況下，需要對準(zhǔn)金屬掩膜的步驟。因此，對準(zhǔn)金屬掩膜的問題導(dǎo)致低產(chǎn)出。
此外，在使用金屬掩膜通過蒸發(fā)方法或者濺射方法來制造半導(dǎo)體裝置的情況下，在考慮了未對準(zhǔn)的情況下來設(shè)計元件。這樣，很難制造具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的太陽能電池、存儲器和薄膜晶體管等，并因此使得很難實現(xiàn)尺寸和重量的降低以及提高半導(dǎo)體裝置的性能。
在參考文獻(xiàn)2所示的分離方法中，從玻璃襯底側(cè)傳送激光束來剝離聚酰亞胺層；然而激光束的能量不穩(wěn)定并且波動，從而存在這樣一種現(xiàn)象，即部分聚酰亞胺層沒有從玻璃襯底上分離。最終導(dǎo)致產(chǎn)出下降的問題。另外，在為了提高產(chǎn)出通過玻璃襯底使用具有強(qiáng)能量的激光束來照射聚酰亞胺層時，存在這樣的問題，即玻璃和包含在層中的元件受到損傷。
本發(fā)明的目的在于提供以高產(chǎn)出在沒有損傷分層產(chǎn)品的情況下制造半導(dǎo)體裝置的方法。此外，本發(fā)明的另一目標(biāo)在于提供以高產(chǎn)出制造半導(dǎo)體裝置的方法，該半導(dǎo)體裝置的總體厚度較薄、重量輕并且具有柔韌性。
本發(fā)明的一個特征在于一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，包括在具有透光性質(zhì)的襯底上形成光催化層和與所述光催化層接觸的有機(jī)化合物層；在具有透光性質(zhì)的襯底上形成元件形成層，使光催化層和與所述光催化層接觸的有機(jī)化合物層夾在所述襯底和元件形成層之間；在使用光通過具有透光性質(zhì)的襯底照射光催化層之后，將所述元件形成層與具有透光性質(zhì)的襯底分離。另外，在光催化層和有機(jī)化合物層之間的界面處執(zhí)行分離，使得所述元件形成層與具有透光性質(zhì)的襯底分離。
注意，有機(jī)化合物層可以形成在具有透光性質(zhì)的襯底上，光催化層夾在所述有機(jī)化合物層和襯底之間。
另外，光催化層可以形成在具有透光性質(zhì)的襯底上，有機(jī)化合物層夾在所述光催化層和襯底之間。
另外，在元件形成層與具有透光性質(zhì)的襯底分離之后，具有柔韌性的襯底可以附著到有機(jī)化合物層的表面。
另外，有機(jī)化合物層可以包括無機(jī)化合物顆粒。此外，有機(jī)化合物層可以包括光屏蔽性質(zhì)。在這樣的情況下，有機(jī)化合物層包括光吸收體或者光反射體。
另外，所述光的波長是激活光催化層的波長。
另外，元件形成層包括薄膜晶體管、二極管、電阻器、發(fā)光元件、液晶元件和電泳元件中的至少一個。
另外，上述的半導(dǎo)體裝置是在功能上作為發(fā)光裝置、液晶顯示裝置、電泳顯示裝置、無線芯片、太陽能電池或者傳感器的半導(dǎo)體裝置。
在本發(fā)明中，光催化層和有機(jī)化合物層形成在具有透光性質(zhì)的襯底上，通過使用半導(dǎo)體工藝將具有精細(xì)結(jié)構(gòu)元件的元件形成層形成在光催化層和有機(jī)化合物層上，然后使用光從具有透光性質(zhì)的襯底來照射光催化層。因此，在光催化層和有機(jī)化合物層之間的界面處，可以產(chǎn)生光催化反應(yīng)，并且在沒有使用具有高能量光的情況下可以使光催化層和有機(jī)化合物層相互分離。從而可以容易制造通過常規(guī)半導(dǎo)體工藝形成的具有柔韌性的半導(dǎo)體裝置和包括精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件。另外，通過使用常規(guī)半導(dǎo)體工藝可以以高產(chǎn)出制造具有柔韌性的半導(dǎo)體裝置以及元件形成層，所述元件形成層包含具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件。
此外，在具有透光性質(zhì)的襯底上順序形成光催化層、具有光屏蔽性質(zhì)的有機(jī)化合物層以及元件形成層之后，使用光從具有透光性質(zhì)的襯底照射光催化層，光催化層和具有光屏蔽性質(zhì)的有機(jī)化合物層可以相互分離。此時，可以防止照射光催化層的光進(jìn)入元件形成層；因此可以防止由于光造成的元件特性的變化，并且可以制造具有高可靠性和柔韌性的半導(dǎo)體裝置。另外，通過使用常規(guī)半導(dǎo)體工藝可以以高產(chǎn)出制造包含具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件形成層和具有柔韌性的半導(dǎo)體裝置。
另外，在形成光催化層之后，其中分散有無機(jī)化合物顆粒的有機(jī)化合物層和元件形成層順序形成在具有透光性質(zhì)的襯底上，使用光從具有透光性質(zhì)的襯底照射光催化層，光催化層和其中分散有無機(jī)化合物顆粒的有機(jī)化合物層相互分離。此時，由于元件形成層提供有其中分散無機(jī)化合物顆粒的有機(jī)化合物層，因此機(jī)械強(qiáng)度增加，當(dāng)半導(dǎo)體裝置彎曲時可以防止半導(dǎo)體裝置斷裂。另外，通過使用常規(guī)半導(dǎo)體工藝可以以高產(chǎn)出制造包含具有精細(xì)結(jié)構(gòu)元件的元件形成層和具有柔韌性的半導(dǎo)體裝置。
此外，通過光可以降低光催化層和有機(jī)化合物層之間的附著性。因此，可以控制光催化層和有機(jī)化合物層之間分離的原因，并且可以防止不需要的分離。因此，通過使用常規(guī)半導(dǎo)體工藝可以以高產(chǎn)出制造具有精細(xì)結(jié)構(gòu)元件的元件形成層和具有柔韌性的半導(dǎo)體裝置。
由于保留在元件形成層一個表面上的有機(jī)化合物層可以作為襯底使用，因此可以降低具有柔韌性的襯底數(shù)量并且可以降低半導(dǎo)體裝置的成本。


圖1(A到E)是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的制造工藝的截面視圖。
圖2A到2E是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的制造工藝的截面視圖。
圖3A到3E是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的制造工藝的截面視圖。
圖4A到4E是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的制造工藝的截面視圖。
圖5A到5D是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的制造工藝的截面視圖。
圖6A到6D是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的制造工藝的截面視圖。
圖7A到7D是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的制造工藝的截面視圖。
圖8A到8D是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的制造工藝的截面視圖。
圖9A到9D是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的制造工藝的截面視圖。
圖10A到10D是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的制造工藝的截面視圖。
圖11A到11D是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的制造工藝的截面視圖。
圖12A到12D是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的制造工藝的截面視圖。
圖13A到13E是可應(yīng)用于本發(fā)明的存儲元件結(jié)構(gòu)的截面視圖。
圖14A到14E是可應(yīng)用于本發(fā)明的發(fā)光元件結(jié)構(gòu)的截面視圖。
圖15A到15D是可應(yīng)用于本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件或者二極管結(jié)構(gòu)的截面視圖。
圖16A到16C是可應(yīng)用于本發(fā)明的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)的截面視圖。
圖17A到17D是可應(yīng)用于本發(fā)明的電泳元件結(jié)構(gòu)的截面視圖。
圖18A和18B是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)的截面視圖。
圖19A和19B是可應(yīng)用于本發(fā)明的背光結(jié)構(gòu)的截面視圖。
圖20A和20B是可應(yīng)用于本發(fā)明的背光結(jié)構(gòu)的截面視圖。
圖21A到21C是可應(yīng)用于本發(fā)明的背光結(jié)構(gòu)的截面視圖。
圖22A和22B是可應(yīng)用于本發(fā)明的背光結(jié)構(gòu)的截面視圖。
圖23A和23B是可應(yīng)用于本發(fā)明的背光結(jié)構(gòu)的截面視圖。
圖24A和24B是可應(yīng)用于本發(fā)明的背光結(jié)構(gòu)的截面視圖。
圖25是可應(yīng)用于本發(fā)明的背光結(jié)構(gòu)的截面視圖。
圖26是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)的截面視圖。
圖27是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)的頂視圖。
圖28A到28C是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)的視圖。
圖29A到29F是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置應(yīng)用的視圖。
圖30是具有本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的電氣設(shè)備的透視圖。
圖31是適用于本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的等效電路圖。
圖32A到32F是示出了每個都具有本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的電氣設(shè)備的透視圖。
圖33是示出了本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的電特性的圖示。
具體實施例方式
下文中，將參考附圖對實施例模式和實施例進(jìn)行描述。本發(fā)明可以以多種不同的模式實施。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，在沒有背離本發(fā)明精神和范圍的情況下可以以各種方式修改這里公開的模式和細(xì)節(jié)。應(yīng)當(dāng)注意的是，本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)解釋為局限于下面給出的實施例模式和實施例的描述。注意，在附圖中使用相同的附圖標(biāo)記表示具有相同功能的部分或者多個部分，因此省略對它們的描述。
(實施例模式1)參考圖1A到1E，在該實施例模式中將描述通過將元件形成層與具有透光性質(zhì)的襯底分離以高產(chǎn)出制造具有柔韌性的半導(dǎo)體裝置的方法。
如在圖1A中所示，光催化層102形成在具有透光性質(zhì)的襯底101上，有機(jī)化合物層103形成在光催化層102上。接著，元件形成層104形成在有機(jī)化合物層103上。
作為具有透光性質(zhì)的襯底101，可以使用具有足以抵抗工藝中處理溫度的耐熱性的塑料襯底、石英襯底、玻璃襯底等。由于上述具有透光性質(zhì)的襯底101在尺寸和形狀上并不受限制，因此，例如，在一側(cè)具有1米或更長長度的矩形襯底可以作為具有透光性質(zhì)的襯底101。使用這樣的矩形襯底可以大幅度提高產(chǎn)量。這一點比圓形硅襯底具有優(yōu)越性。此處，玻璃襯底用作具有透光性質(zhì)的襯底101。注意當(dāng)塑料襯底用作具有透光性質(zhì)的襯底101時，具有透光性質(zhì)的絕緣層優(yōu)選地形成在該塑料襯底的表面上。作為絕緣層，可以使用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氮化鋁等。當(dāng)在塑料襯底的表面上形成具有透光性質(zhì)的絕緣層時，當(dāng)隨后形成光催化層并且使用光照射所述光催化層時，所述光催化層被激活，可以防止塑料襯底和光催化層之間界面的分離。
接著，在具有透光性質(zhì)的襯底101的表面上形成光催化層102。所述光催化層102是由氧化鈦(TiOx)、氧化錫(SnO2)、氧化鎢(WO3)、氧化鋅(ZnO)、氧化鉍(Bi2O3)、鈦酸鹽(MTiO3)、鉭酸鹽(MTaO3)、鈮酸鹽(M4Nb6O17)(注意每個M代表金屬元素)、CdS、ZnS等形成。作為氧化鈦的晶體結(jié)構(gòu)，可以使用銳鈦礦型、金紅石型或者這些類型的混合。通過濺射方法、等離子體CVD方法、蒸發(fā)方法、溶膠凝膠方法、電泳方法、噴射方法等形成光催化層102。
可以使用摻雜金屬或氮的氧化鈦用作光催化層102。作為這些金屬，可以使用鉑(Pt)、銅(Au)、鉻(Cr)、銀(Ag)、釩(V)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、銠(Rh)、鈀(Pd)、金(Au)等。當(dāng)使用摻雜金屬或氮的氧化鈦形成光催化層102時，不是通過使用紫外線而是使用可見光典型的是太陽光來激活光催化層102。這里，使用氧化鈦來形成光催化層102。
光催化層102優(yōu)選具有大于或等于0.5nm且小于或等于150nm的厚度，更優(yōu)選的是，大于或者等于1nm且小于或等于30nm。當(dāng)光催化層102的厚度比上述薄膜厚度更薄時，即使在使用光照射時，所述光催化層102也未被激活。因此，即使隨后有機(jī)化合物層103形成在光催化層102上并使用光照射光照射光催化層102時，很難使得所述光催化層102和有機(jī)化合物層103在光催化層102和有機(jī)化合物層103之間的界面處相互分離。另一方面，當(dāng)光催化層102的厚度比上述薄膜厚度更厚時，即使在使用光照射光催化層102并且產(chǎn)生激活物質(zhì)時，但在激活物質(zhì)移動至光催化層102和有機(jī)化合物層103之間的界面之前，激活物質(zhì)被去激活；因此，很難使得所述光催化層102和有機(jī)化合物層103相互分離。
接著，在光催化層102上形成有機(jī)化合物層103。作為有機(jī)化合物層103，可以使用諸如氰乙基纖維素樹脂、聚酰亞胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯樹脂、硅樹脂、環(huán)氧樹脂、二氟乙烯等的有機(jī)化合物。可替代地，可以使用芳香族聚酰胺或者聚苯并咪唑。作為另外的可替代物，可以使用諸如聚乙烯醇或者聚乙烯醇縮丁醛的乙烯樹脂、酚醛樹脂、線型酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、三聚氰胺樹脂、聚氨酯樹脂或者惡唑樹脂(聚苯并惡唑)的樹脂材料。此外，可以使用聚酰亞胺、醋酸乙烯樹脂、聚乙烯醇縮乙醛、聚苯乙烯、AS樹脂、甲基丙烯酸樹脂、聚丙烯、聚碳酸脂、明膠、乙酰纖維素塑料、甲基戊烯樹脂、氯乙烯樹脂、聚酯樹脂、尿素樹脂等，且此處使用聚酰亞胺用于形成有機(jī)化合物層103。
有機(jī)化合物層103優(yōu)選具有大于或等于50nm且小于或等于5微米的厚度。當(dāng)有機(jī)化合物層103形成為具有大于或者等于1微米且小于或等于5微米的厚度時，可以使用有機(jī)化合物層103來代替在后面將形成的半導(dǎo)體裝置中的襯底。因此，可以減少襯底的數(shù)量，并可能降低成本。
接著，在有機(jī)化合物層103上形成元件形成層104。作為元件形成層104可以使用薄膜晶體管、具有浮柵電極的薄膜晶體管、存儲元件、電容器、電阻器、二極管等。此外，元件形成層104可以具有EL元件、液晶元件、電子發(fā)射元件、電泳元件、MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))等。
可以在元件形成層104的表面上提供具有柔韌性的襯底。作為具有柔韌性的襯底，典型地可以使用包括PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(polyethylene naphthalate，聚萘二酸乙二醇酯)、PES(聚醚砜)、聚丙烯、聚丙烯硫醚(polypropylene sulfide)、聚碳酸酯、聚醚酰亞胺、聚苯硫醚、聚苯醚、聚砜、聚鄰苯二甲酰胺(polyphthalamide)等的襯底。當(dāng)使用這些襯底中的任一種襯底時，使用粘附劑將具有柔韌性的襯底提供在元件形成層104上。此外，還可以使用包括由纖維材料制成的紙的多層膜或者宿主材料薄膜(聚脂、聚酰胺、無機(jī)蒸發(fā)薄膜等)和粘附有機(jī)樹脂薄膜(丙烯酸基有機(jī)樹脂、環(huán)氧基有機(jī)樹脂等)等。在使用上述多層薄膜中任一種薄膜的情況下，在通過熱壓鍵合將多層薄膜附著到元件形成層104的表面上時，將粘附有機(jī)樹脂薄膜塑化并用作粘附劑。
接著，如圖1B所示，使用光105照射具有透光性質(zhì)的襯底101。作為光105，可以使用具有能夠激活所述光催化層102的波長的光。另外，還可以使用具有可以激活光催化層102的波長的激光束。典型地，當(dāng)使用氧化鈦形成光催化層102時，紫外射線可以用作光105。當(dāng)使用CdS形成所述光催化層時，可以使用可見光作為光105。在使用光105通過具有透光性質(zhì)的襯底101照射光催化層102時，所述光催化層102被激活。因此，使得光催化層102與有機(jī)化合物層103相互分離。典型地，如圖1C中所示，當(dāng)使用氧化鈦形成光催化層102時，由于使用光105進(jìn)行照射，使得氧化鈦的可氧化性增加，并且使得在光催化層102與有機(jī)化合物層103之間的界面處有機(jī)化合物層103的碳?xì)滏I斷裂。因此，有機(jī)化合物層103的表面變得粗糙，并且部分有機(jī)化合物層103變?yōu)槎趸己退?，并且產(chǎn)生脫氣。結(jié)果，激活的光催化層102與有機(jī)化合物層103相互分離。
通過上述步驟，如圖1D中所示，可以形成包括元件形成層104和有機(jī)化合物層103的半導(dǎo)體裝置。注意，在圖1C中所示的分離工藝之后，有機(jī)化合物層103的表面可以提供具有柔韌性的襯底106，使得可以形成如在圖1E中示出的半導(dǎo)體裝置。
當(dāng)使用了具有柔韌性的襯底106時，可以增強(qiáng)隨后將形成的半導(dǎo)體裝置的機(jī)械強(qiáng)度。另外，可以防止來自外部的雜質(zhì)混入半導(dǎo)體裝置。
作為具有柔韌性的襯底106，可以適當(dāng)?shù)剡x擇與可以提供在元件形成層104表面上的具有柔韌性的襯底相似的襯底。
通過上述工藝，在光催化層與有機(jī)化合物層之間的界面處可以產(chǎn)生光催化反應(yīng)，使得所述光催化層與有機(jī)化合物層可以相互分離。因此，通過使用常規(guī)半導(dǎo)體工藝可以容易地制造具有柔韌性的半導(dǎo)體裝置和包括精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件。
(實施例模式2)參考圖2A到2E，在該實施例模式中將描述光催化層102與有機(jī)化合物層103的另一制造工藝模式，所述工藝模式與實施例模式1不同。
如在圖2A中所示，有機(jī)化合物層103形成在具有透光性質(zhì)的襯底101上，光催化層102形成在有機(jī)化合物層103上。然后，元件形成層104形成在光催化層102上。
在該實施例模式中，由于使用光通過具有透光性質(zhì)的襯底101和有機(jī)化合物層103照射光催化層102，因此使用能夠透射后面將被發(fā)出的光的材料來形成有機(jī)化合物層103。典型地，使用能夠透射紫外射線、可見射線或者紅外射線中任一種射線的材料。作為具有透光性質(zhì)的有機(jī)化合物，可以使用聚酰亞胺、丙烯酸、醋酸乙烯樹脂、聚乙烯醇縮乙醛、聚苯乙烯、AS樹脂、甲基丙烯酸樹脂、聚丙烯、聚碳酸酯、明膠、乙酰纖維素塑料、聚乙烯、甲基戊烯樹脂、氯乙烯樹脂、聚酯樹脂、尿素樹脂等。
接著，如圖2B所示，使用光105通過具有透光性質(zhì)的襯底101和有機(jī)化合物層103照射光催化層102。結(jié)果使得光催化層102激活。因此，如圖2C所示，使得光催化層102和有機(jī)化合物層103相互分離。
通過上述步驟，如圖2D中所示，可以形成包括元件形成層104和光催化層102的半導(dǎo)體裝置。注意，在圖2C中所示的分離工藝之后，光催化層102的表面可以提供具有柔韌性的襯底106，使得可以形成如在圖2E中示出的半導(dǎo)體裝置。
通過上述工藝，在光催化層與有機(jī)化合物層之間的界面處可以產(chǎn)生光催化反應(yīng)，使得所述光催化層與有機(jī)化合物層可以相互分離。因此，通過使用常規(guī)半導(dǎo)體工藝可以容易制造具有柔韌性的半導(dǎo)體裝置和包括精細(xì)結(jié)構(gòu)的元件。
(實施例模式3)參考圖3A到3E，該實施例模式將描述這樣一種模式，其中使用分散有無機(jī)化合物顆粒的有機(jī)化合物層112來代替實施例模式1和2中的有機(jī)化合物層103，從而形成半導(dǎo)體裝置。注意，在該實施例模式中，實施例模式1用于描述目的，然而，也可以應(yīng)用實施例模式2。
如圖3A所示，在具有透光性質(zhì)的襯底101上形成光催化層102，有機(jī)化合物層112形成在光催化層102上。然后，元件形成層104形成在有機(jī)化合物層112上。注意，作為有機(jī)化合物層112，無機(jī)化合物顆粒111分散在有機(jī)化合物110中。
作為無機(jī)化合物顆粒111，可以使用氧化硅、氮化硅、氧化鋁、氧化鉭、氟化鋇鎂(barium fluoride magnesium)等。當(dāng)無機(jī)化合物顆粒111分散在有機(jī)化合物層103中時，提高了有機(jī)化合物層114的機(jī)械強(qiáng)度；因此，可以防止隨后將形成的半導(dǎo)體裝置在半導(dǎo)體裝置彎曲時斷裂。
接著如在圖3B中所示，使用光105通過具有透光性質(zhì)的襯底101照射光催化層102。結(jié)果，使得光催化層102激活。因此，如在圖3C中所示，使光催化層102與有機(jī)化合物層112相互分離，在所述有機(jī)化合物層112中，無機(jī)化合物顆粒111分散在有機(jī)化合物110中。
通過上述步驟，如在圖3D中所示，可以形成包括元件形成層104和有機(jī)化合物層112的半導(dǎo)體裝置，在所述有機(jī)化合物層112中，無機(jī)化合物顆粒111分散在有機(jī)化合物110中。注意，在圖3C中所示的分離工藝之后，有機(jī)化合物層112的表面可以提供具有柔韌性的襯底106，使得可以形成如在圖3E中示出的半導(dǎo)體裝置。
當(dāng)其中分散了無機(jī)化合物顆粒的有機(jī)化合物層用作所述有機(jī)化合物層時，已與光催化層分離的元件形成層可以提供有其中分散了無機(jī)化合物顆粒的有機(jī)化合物層。因此，可以制造具有高機(jī)械強(qiáng)度的半導(dǎo)體裝置。
(實施例模式4)參考圖4A至圖4E，該實施例模式將描述這樣的模式，在所述模式中，使用其中在有機(jī)化合物110中分散具有光屏蔽性質(zhì)的顆粒113的有機(jī)化合物層114來代替實施例模式1至3中的有機(jī)化合物層103或者代替其中在有機(jī)化合物110中分散無機(jī)化合物顆粒111的有機(jī)化合物層112，從而制造半導(dǎo)體裝置。注意在該實施例模式中，實施例模式1用于描述目的，然而，也可以應(yīng)用實施例模式2或?qū)嵤├Ｊ?。
如圖4A所示，在具有透光性質(zhì)的襯底101上形成光催化層102，有機(jī)化合物層114形成在光催化層102上。然后，元件形成層104形成在有機(jī)化合物層114上。作為有機(jī)化合物層114，具有光屏蔽性質(zhì)的顆粒113分散在有機(jī)化合物110中。
吸收波長范圍從280到780nm的光的顆粒(光吸收體)或者反射光的顆粒(光反射體)優(yōu)選地用作具有光屏蔽性質(zhì)的顆粒113。作為吸收光的顆粒，可以使用染料或者紫外線吸收體。作為染料的典型實例，可以使用偶氮基染料、蒽醌基染料、萘醌基染料、異吲哚啉酮基染料(isoindolinone-base dye)、二萘嵌苯基染料、靛藍(lán)基染料、芴酮基染料、吩嗪基染料、吩噻嗪基染料、聚甲川基染料、多烯基染料、二苯基甲烷基染料、三苯甲烷基染料、喹吖酮基染料、吖啶基染料、酞花青染料和喹啉并酞花青染料、碳黑等。作為紫外線吸收體，可以使用苯并三唑基化合物、羥基二苯甲酮基化合物、水楊酸鹽基化合物等。作為反射光的顆粒，典型地可以使用選自鈦(Ti)、鋁(Al)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、銅(Au)、鉻(Cr)、釹(Nd)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、鈷(Co)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、銀(Ag)、金(Au)、鉑(Pt)、鎘(Cd)、鋅(Zn)、硅(Si)、鍺(Ge)、鋯(Zr)或者鋇(Ba)的元素；具有合金材料、氮化物、氧化物、碳化物或者包含上述元素作為主要成分的鹵代化合物的單層的顆粒；或者具有分層結(jié)構(gòu)的顆粒。具有光屏蔽性質(zhì)的顆粒113可以均勻分散在有機(jī)化合物110中。備選地，具有光屏蔽性質(zhì)的顆粒113可以特別地以高濃度分散在沒有與光催化層102接觸的區(qū)域中。
當(dāng)具有光屏蔽性質(zhì)的顆粒111分散在有機(jī)化合物層114中時，沒有被光催化層102吸收而通過的光可以在有機(jī)化合物層114中被吸收。因此，可以防止元件形成層104的元件被光105照射，并且可以防止由于光照射造成的元件破壞。
接著，如在圖4B中所示，使用光105通過具有透光性質(zhì)的襯底101來照射光催化層102。結(jié)果，光催化層102被激活。因此，如在圖4C中所示，使得包含具有光屏蔽性質(zhì)的顆粒113的有機(jī)化合物層114和光催化層102相互分離。
通過上述步驟，如在圖4D中所示，可以形成包括元件形成層104和包括具有光屏蔽性質(zhì)的顆粒113的有機(jī)化合物層114的半導(dǎo)體裝置。注意，在圖4C中示出的分離工藝之后，在包括具有光屏蔽性質(zhì)的顆粒113的有機(jī)化合物層114的表面上可以提供具有柔韌性的襯底106，使得可以形成如在圖4E中所示的半導(dǎo)體裝置。
通過上述步驟，當(dāng)使用光從具有透光性質(zhì)的襯底照射光催化層時，光催化層和具有光屏蔽性質(zhì)的有機(jī)化合物層相互分離，可以防止照射光催化層的光進(jìn)入元件形成層。因此，有可能防止由照射光催化層的光造成的元件特性的變化，并且可以制造具有高可靠性和柔韌性的半導(dǎo)體裝置。
(實施例模式5)參考圖5A到5D，該實施例模式將描述實施例模式1到4中元件形成層104的結(jié)構(gòu)的典型實例。注意，在該實施例模式中，實施例模式1用于描述的目的，然而還可以應(yīng)用實施例模式2到4中的任一種模式。在該實施例模式中，描述了具有元件126的模式，其中第一導(dǎo)電層、功能層123、第二導(dǎo)電層形成在元件形成層104上。
與實施例模式1類似，如在圖5A中所示，在具有透光性質(zhì)的襯底101上形成光催化層102，在光催化層上102上形成有機(jī)化合物層103。接著，在有機(jī)化合物層103上形成元件形成層。
接著，可以在有機(jī)化合物層103上形成絕緣層120。提供絕緣層120以防止雜質(zhì)或者氣體從有機(jī)化合物層103、光催化層102或者具有透光性質(zhì)的襯底101進(jìn)入元件形成層。使用氮化硅、氧化硅、氮化鋁等的單層或者分層結(jié)構(gòu)來形成絕緣層120。
第一導(dǎo)電層121形成在絕緣層120上。接著，可以形成絕緣層122來覆蓋第一導(dǎo)電層121的端部。接著，功能層123形成在第一導(dǎo)電層121上，第二導(dǎo)電層124形成在功能層123上。接著，絕緣層125可以形成在第二導(dǎo)電層124上。此外，具有柔韌性的襯底128可以提供在絕緣層125上，使粘附劑127夾在絕緣層125和襯底128之間。這里，可以使用第一導(dǎo)電層121、功能層123和第二導(dǎo)電層124形成元件126。
作為元件126，可以使用功能層123中具有發(fā)光材料的EL(電致發(fā)光)元件；具有功能層123的存儲元件，所述功能層123使用其晶體狀態(tài)、導(dǎo)電性、形狀等由于電壓施加或者光照射而改變的材料形成；具有功能層123的二極管或者光電轉(zhuǎn)換元件，所述功能層123使用其電特性由于光照射而變化的半導(dǎo)體材料形成；在功能層123中具有電介質(zhì)層的電容器，等等。
第一導(dǎo)電層121和第二導(dǎo)電層124可以使用具有高導(dǎo)電性的金屬、合金、化合物等通過濺射方法、等離子體CVD方法、涂覆方法、印刷方法、電解電鍍方法、無電電鍍方法等以單層或者分層結(jié)構(gòu)形成。典型地，可使用具有高功函數(shù)(具體是4.0eV或者更高)的金屬、合金、導(dǎo)電化合物及其混合物等。另外，可使用具有低功函數(shù)(具體是3.8eV或者更低)的金屬、合金、導(dǎo)電化合物及其混合物等。
作為具有高功函數(shù)(具體是4.0eV或者更高)的金屬、合金或者導(dǎo)電化合物的典型實例，可以使用氧化銦錫(下文稱作ITO)、包含硅的氧化銦錫、包含2至20原子％氧化鋅(ZnO)的氧化銦等。此外，可以使用鈦(Ti)、金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)、金屬材料的氮化物(諸如氮化鈦(TiN)、氮化鎢(WN)、或者氮化鉬(MoN))等。
作為具有低功函數(shù)(具體是3.8eV或者更低)的金屬、合金或者導(dǎo)電化合物的典型實例，可以使用屬于元素周期表中1族或者2族的金屬，即諸如鋰(Li)或者銫(Cs)的堿金屬、諸如鎂(Mg)、鈣(Ca)或者鍶(Sr)的堿土金屬；鋁(Al)；包含這些金屬的合金(諸如MgAg或者AlLi)；諸如銪(Er)或鐿(Yb)的稀土金屬；包含這些稀土金屬的合金等。
注意，當(dāng)元件126是EL元件、存儲元件、二極管或者光電轉(zhuǎn)換元件時，第一導(dǎo)電層121或者第二導(dǎo)電層124使用具有光透光性質(zhì)的材料形成，諸如ITO、包含硅的氧化銦錫、包含2至20原子％氧化鋅(ZnO)的氧化銦或者包含氧化鎢和氧化鋅的氧化銦-氧化錫。此外，即使當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電層121或者第二導(dǎo)電層124使用具有低可見光透射性的材料(典型地，上述堿金屬、堿土金屬、鋁和包含任意這些金屬的合金)形成時，可以通過以大約為1nm至50nm(優(yōu)選的是大約5nm至20nm)的厚度沉積，使第一導(dǎo)電層121或者第二導(dǎo)電層124具有透光性質(zhì)。
可以根據(jù)元件126的結(jié)構(gòu)適當(dāng)選擇功能層123的材料。
提供絕緣層122以防止功能層123斷裂(否則，將由第一導(dǎo)電層121的臺階導(dǎo)致功能層123斷裂)或者防止元件之間橫向的電場效應(yīng)。注意，絕緣層122的橫截面部分、絕緣層122的側(cè)面優(yōu)選相對于第一導(dǎo)電層121的表面具有傾斜角度，所述傾斜角度大于或等于10°小于60°，更加優(yōu)選的是大于或等于25°小于或等于45°。此外絕緣層122的上端部優(yōu)選是彎曲的。
絕緣層122可以通過諸如CVD方法或者濺射方法的薄膜形成方法使用諸如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或者氮化鋁的無機(jī)絕緣體形成。此外，絕緣層122可以通過涂覆方法、印刷方法、噴墨方法等使用有機(jī)樹脂或者高分子材料(諸如聚酰亞胺、聚酰胺、苯并環(huán)丁烯、丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂或硅氧烷聚合物等)形成。此外，可以使用無機(jī)絕緣體、高分子材料和有機(jī)樹脂中的任意材料以單層或者分層結(jié)構(gòu)形成絕緣層122。
絕緣層125起到保護(hù)膜的作用，并且可以通過諸如CVD方法或者濺射方法的薄膜形成方法使用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、DLC(金剛石類碳)、氮化鋁等形成。
作為粘附劑127，可以使用丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、硅樹脂等。
作為具有柔韌性的襯底128，可以適當(dāng)選擇與在實施例模式1中所示可以提供在元件形成層104表面上的具有柔韌性的襯底類似的襯底。
接著，如圖5B所示，使用光105通過具有透光性質(zhì)的襯底101照射光催化層102。結(jié)果，光催化層102被激活。因此，如圖5C中所示，光催化層102和有機(jī)化合物層103相互分離。
通過上述步驟，如圖5C所示，可以形成包括元件126和有機(jī)化合物層103的半導(dǎo)體裝置129。注意，在圖5C所示的分離工藝之后，有機(jī)化合物層103的表面可以提供具有柔韌性的襯底130，使得可以形成如圖5D所示的半導(dǎo)體裝置131。
此外，如圖6A所示，開關(guān)元件可以連接至元件126。作為開關(guān)元件，可以使用薄膜晶體管、MIM(金屬-絕緣體-金屬)、二極管等。此處示出了薄膜晶體管141用作開關(guān)元件的模式。
即，如圖6A所示，光催化層102形成在具有透光性質(zhì)的襯底101上，有機(jī)化合物層103形成在光催化層102上。接著起開關(guān)元件作用的薄膜晶體管141形成在有機(jī)化合物層103上。接著，形成連接至薄膜晶體管141的導(dǎo)線1405的第一導(dǎo)電層142，絕緣層140夾在第一導(dǎo)電層142和薄膜晶體管141之間。注意，第一導(dǎo)電層142和薄膜晶體管141的導(dǎo)線彼此連接，絕緣層140夾在第一導(dǎo)電層142和薄膜晶體管141之間；然而，本發(fā)明并不僅限于該結(jié)構(gòu)，第一導(dǎo)電層142可以由薄膜晶體管142的導(dǎo)線形成。
此處，將參考圖16A和16B描述薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)。圖16A示出了交錯型薄膜晶體管的實例。在襯底101上提供光催化層102和有機(jī)化合物層103，在有機(jī)化合物層103上提供薄膜晶體管141。作為薄膜晶體管141，提供了柵電極1402以及充當(dāng)柵絕緣膜的絕緣層1403，與柵電極以及充當(dāng)柵極絕緣膜的絕緣層1403重疊的半導(dǎo)體層1404和連接至半導(dǎo)體層1404的導(dǎo)線1405。注意部分半導(dǎo)體層1404夾在充當(dāng)柵極絕緣膜的絕緣層1403和導(dǎo)線1405之間。
柵電極1402可以通過使用與第一導(dǎo)電層121類似的材料和方法形成。此外，柵電極1402可以通過使用微滴排放方法然后進(jìn)行干燥和烘烤來形成。另外，柵電極1402可以通過印刷方法在有機(jī)化合物層103上印刷包含有精細(xì)顆粒的漿料然后干燥和烘烤漿料來形成。作為精細(xì)顆粒的典型實例，可以給出包括金、銅、金和銀的合金、金和銅的合金、銀和銅的合金或者金、銀和銅的合金的任一種作為主要成分的精細(xì)顆粒。另外，精細(xì)顆?？梢园ㄖT如ITO的導(dǎo)電氧化物作為其主要成分。
充當(dāng)柵絕緣膜的絕緣層1403可以通過使用與絕緣層120類似的材料和方法來形成。絕緣層1403可以適當(dāng)使用在有機(jī)化合物110中示出的有機(jī)化合物層形成。
作為薄膜晶體管的半導(dǎo)體層1404的材料，可以使用半導(dǎo)體材料，可以通過諸如濺射方法或者CVD方法的薄膜形成方法形成包括一種或更多硅和鍺的非晶半導(dǎo)體層。此外，通過使用具有高耐熱性的材料用于有機(jī)化合物層103，并使用激光束照射非晶半導(dǎo)體層，可以使用晶化的晶體半導(dǎo)體層。另外，有機(jī)半導(dǎo)體層可以用于半導(dǎo)體層1404。
作為有機(jī)半導(dǎo)體，可給出多環(huán)芳香化合物、共軛雙鍵化合物、酞花青染料、電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物等。例如，可以使用閃爍晶體蒽、丁省、戊省、6T(六噻吩)、TCQN(tetracyanoquinodimethane，四氰基對苯醌二甲烷)、PTCDA(perylenetetracarboxylic dianhydride，四甲酸二酐)、NTCDA(naphthalenetetracarboxylic dianhydride萘四甲酸二酐)等。作為有機(jī)半導(dǎo)體晶體管的半導(dǎo)體層1404的材料，可以給出π共軛高分子材料，諸如有機(jī)高分子化合物、碳納米管、聚乙烯吡啶、酞菁金屬絡(luò)合物等。尤其優(yōu)選使用其骨架為由共軛雙鍵形成的π共軛高分子材料的聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚噻吩衍生物、聚(3-烷基噻吩)、聚對苯撐衍生物或者聚對苯撐1，2亞乙烯基衍生物。
作為用于形成有機(jī)半導(dǎo)體晶體管的半導(dǎo)體層1404的材料，可使用用于形成具有均勻厚度的膜的方法。半導(dǎo)體層的厚度優(yōu)選設(shè)置大于或等于1nm且小于或等于1000nm，更加優(yōu)選的是大于或等于10nm且小于或等于100nm。作為特定的方法，可以使用蒸發(fā)方法、電子束蒸發(fā)方法、涂覆方法等。
如圖16B中所示，可以形成柵電極1402、作為柵絕緣膜的絕緣層1403、導(dǎo)線1405、與柵電極和用作柵絕緣層的絕緣層重疊的半導(dǎo)體層1404。此外，部分導(dǎo)線1405插入作為柵絕緣層的絕緣層和半導(dǎo)體層1404之間。
圖16C示出了頂柵薄膜晶體管的實例。光催化層102和有機(jī)化合物層103提供在襯底101上，薄膜晶體管141提供在有機(jī)化合物層103上。在薄膜晶體管141中，半導(dǎo)體層1302和使用有機(jī)絕緣體形成的柵絕緣層1113提供在有機(jī)化合物層103上。在柵絕緣層1113上，形成與半導(dǎo)體層1302對應(yīng)的柵電極1304。用作保護(hù)層的絕緣層(未示出)和用作層間絕緣層的無機(jī)絕緣層1114形成在柵電極1304上。形成連接至半導(dǎo)體層的源和漏區(qū)1310的導(dǎo)線1405。此外，用作保護(hù)層的絕緣層可以形成在導(dǎo)線1405上。
半導(dǎo)體層1302是使用具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體形成的層?？梢允褂梅菃尉О雽?dǎo)體或者單晶半導(dǎo)體。特別地，優(yōu)選使用通過激光束照射非晶硅膜得到的晶體半導(dǎo)體。在通過激光照射晶化的情況下，可能以這樣一種方式實施晶化，即其中熔化有晶體半導(dǎo)體的熔融區(qū)沿著發(fā)出激光束的照射方向連續(xù)移動，所述激光束是具有10MHz或者更高的高重復(fù)速率且具有1納秒或更小(優(yōu)選1至100皮秒)脈沖寬度的超短脈沖激光束或者連續(xù)波激光束。通過使用這樣的晶化方法，可以得到晶粒邊緣沿著一個方向延伸的具有大粒徑的晶體半導(dǎo)體。通過使得載流子的漂移方向與晶粒邊緣延伸的方向一致，可以增加晶體管中的電場效應(yīng)遷移率。例如，可以實現(xiàn)400cm2/V·sec。
注意，當(dāng)形成具有晶體半導(dǎo)體層的薄膜晶體管141時，有機(jī)化合物層103優(yōu)選使用具有高耐熱性的化合物形成。作為具有高耐熱性的有機(jī)化合物，可以使用聚酰亞胺、聚碳酸脂、環(huán)氧樹脂、聚脂、聚酰胺-酰亞胺等。
柵電極1304可以使用向其添加有具有一種導(dǎo)電類型的雜質(zhì)的多晶半導(dǎo)體或者金屬形成。在使用金屬的情況下，可以使用鎢(W)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鋁(Al)等。此外，還可以使用通過使得金屬氮化得到的金屬氮化物?？梢蕴娲兀梢允褂闷渲邪ń饘俚锏牡谝粚雍桶ń饘俚牡诙佣询B的結(jié)構(gòu)。在分層結(jié)構(gòu)的情況下，第一層的端部可以從第二層的端部突出。通過使用金屬氮化物形成第一層，所述第一層可以用作金屬阻擋層。換言之，第一層可以防止第二層的金屬擴(kuò)散至柵絕緣層1113以及柵絕緣層1113之下的半導(dǎo)體層1302。
通過結(jié)合半導(dǎo)體層1302、柵絕緣層1113、柵電極1304等形成的薄膜晶體管可以具有任意結(jié)構(gòu)，諸如單漏結(jié)構(gòu)、LDD(輕摻雜漏)結(jié)構(gòu)或者柵重疊漏結(jié)構(gòu)。此處，示出了具有單漏結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管。此外，還可能的是采用多柵結(jié)構(gòu)或者雙柵結(jié)構(gòu)，在所述多柵結(jié)構(gòu)中被施加了相同電勢的柵電壓的晶體管串聯(lián)連接，在所述雙柵結(jié)構(gòu)中半導(dǎo)體層夾在上和下柵電極之間。
在該實施例模式中，無機(jī)絕緣層1114由諸如氧化硅或者氮氧化硅的無機(jī)絕緣體形成。
可以提供形成在無機(jī)絕緣層1114上的導(dǎo)線1405以與將作為柵電極1304形成在相同層中的導(dǎo)線交叉，且導(dǎo)線1405具有多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)。通過在具有與無機(jī)絕緣層1114類似功能的多個堆疊絕緣層上形成導(dǎo)線，可以得到所述多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)。導(dǎo)線1405優(yōu)選具有諸如鋁的低電阻材料和使用諸如鈦(Ti)或者鉬(Mo)的耐熔金屬材料的阻擋金屬的結(jié)合。例如，可以給出包括鈦(Ti)和鋁(Al)的分層結(jié)構(gòu)、包括鉬(Mo)和鋁(Al)的分層結(jié)構(gòu)等。
接著，形成覆蓋圖6A的第一導(dǎo)電層142端部的絕緣層143。接著，在第一導(dǎo)電層142和絕緣層143上形成功能層144，第二導(dǎo)電層145形成在功能層144上。第一導(dǎo)電層142、絕緣層143以及第二導(dǎo)電層145可以分別類似于圖5A至5D的第一導(dǎo)電層121、絕緣層122和第二導(dǎo)電層124形成。接著，可以在第二導(dǎo)電層145上形成絕緣層。此外，可以在第二導(dǎo)電層145和絕緣層143上提供具有柔韌性的襯底147，使粘附劑146夾在其間。此處，元件126可以使用第一導(dǎo)電層142、功能層123和第二導(dǎo)電層145形成。
接著，如圖6B所示，使用光105通過具有透光性質(zhì)的襯底101照射光催化層102。結(jié)果光催化層102被激活。因此，如圖6C所示光催化層102和有機(jī)化合物層103彼此分離。
通過上述步驟，如圖6C所示，可以形成包括元件形成層和有機(jī)化合物層103的半導(dǎo)體裝置148。注意，在圖6C示出的分離工藝之后，有機(jī)化合物層103的表面可以提供具有柔韌性的襯底130，使得可以形成如在圖6D中示出的半導(dǎo)體裝置149。
此處，在下面示出了可以應(yīng)用于該實施例模式的元件126的結(jié)構(gòu)。
在元件126為存儲元件的情況下，使用其晶體狀態(tài)、導(dǎo)電性、形狀等通過施加電壓或者使用光照射而改變的材料用作功能層123。此處，在下面參考圖13A至13E示出了存儲元件的結(jié)構(gòu)。
如圖13A所示，使用包括有機(jī)化合物的層300來形成功能層123。通過堆疊使用不同有機(jī)化合物形成的多層可以以單層結(jié)構(gòu)或者分層結(jié)構(gòu)來提供包括有機(jī)化合物的層300。
優(yōu)選設(shè)置包括有機(jī)化合物的層300的厚度使得存儲元件的電阻通過向第一導(dǎo)電層121和第二導(dǎo)電層124施加電壓改變。包括有機(jī)化合物的層的典型厚度從5nm至100nm，優(yōu)選從10nm至60nm。
可以使用具有空穴傳輸性質(zhì)的有機(jī)化合物或者具有電子傳輸性質(zhì)的有機(jī)化合物來形成包括有機(jī)化合物的層300。
作為具有空穴傳輸性質(zhì)的有機(jī)化合物，例如可以給出酞菁(簡寫為H2PC)、銅酞菁(簡寫為CuPc)以及氧釩酞菁(VOPc)。除此之外，可以給出下列化合物4，4’，4”-三(N，N-二苯基氨基)三苯胺(簡寫為TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(簡寫為MTDATA)、1，3，5-三[N，N-二(m-甲苯基)氨基]苯(簡寫為m-MTDAB)、N，N’-二苯基-N，N’-雙(3甲基苯基)-(1，1’-聯(lián)苯)4，4-二胺(簡寫為TPD)、4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]聯(lián)苯(簡寫為NPB)、4，4’，-二{N-[4-二(m-甲苯基)氨基]苯基-N-苯基氨基}聯(lián)苯(簡寫為DNTPD)、4，4’，-二[N-(4-二苯基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡寫為BBPB)、4，4’，4”-三(N-咔唑基)三苯胺(簡寫為TCTA)等。然而，本發(fā)明并不限于此。在上述化合物中，優(yōu)選使用以TDATA、MTDATA、m-MTDAB、TPD、NPB、DNTPD、BBPB和TCTA為代表的芳族胺化合物作為有機(jī)化合物，這是因為它們易于產(chǎn)生空穴。此處提到的物質(zhì)大都具有10-6cm2/Vs或者更高的空穴遷移率。
作為具有電子傳輸特性的有機(jī)化合物，可以使用下列具有喹啉骨架或者苯并喹啉骨架的金屬絡(luò)合物等三(8-羥基喹啉)鋁(簡寫為Alq3)、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(簡寫為Almq3)、雙(10-羥基苯并喹啉)鈹(簡寫為BeBq2)、二(2-甲基-8-喹啉基)-4-苯代苯酚基-鋁(簡寫為BAlq)等。除此之外，可以使用具有惡唑基配合基或者噻唑基配合基的下列金屬絡(luò)合物等二(2-(2-羥基苯基)benzoxazolato)鋅(簡寫為Zn(BOX)2)、二(2-(2-羥基苯基)苯并噻唑)螯合鋅(簡寫為Zn(BTZ)2)等。另外，除了所述金屬絡(luò)合物，還可以使用2-(4-二苯基)-5-(4-叔丁苯基)-1，3，4-惡二唑(簡寫為PBD)、1，3-二[5-(對叔丁基苯基)-1，3，4-惡二唑)苯(簡寫為OXD-7)、3-(4-叔丁苯基)-4-苯基-5-(4-二苯基)-1，2，4-三唑(簡寫為TAZ)、3-(4-叔丁苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-二苯基)-1，2，4-三唑(簡寫為p-EtTAZ)、紅菲繞啉(簡寫為BPhen)、浴銅靈(簡寫為BCP)等。此處提到的物質(zhì)大都具有10-6cm2/Vs或者更高的電子遷移率。
如圖13所示，可以使用包括有機(jī)化合物的層300以及形成在第一導(dǎo)電層121和包括有機(jī)化合物的層300之間的絕緣層301來形成功能層123。
絕緣層301是這樣的層，即用于通過溝槽效應(yīng)將空穴或者電子的電荷從第一導(dǎo)電層或第二導(dǎo)電層注入至包括有機(jī)化合物的層。形成絕緣層301以具有這樣的厚度，所述厚度能夠在預(yù)定電壓下通過溝槽效應(yīng)將電荷注入包括有機(jī)化合物的層300。絕緣層301的典型厚度大于或等于1nm且小于或等于4nm，優(yōu)選的大于或等于1nm且小于或等于2nm。由于絕緣層301非常薄，以致于絕緣層301的厚度大于或等于1nm且小于或等于4nm，因此在絕緣層301中發(fā)生溝槽效應(yīng)導(dǎo)致至包括有機(jī)化合物的層300的電荷注入性質(zhì)增加。因此，如果絕緣層301比4nm更厚，則在絕緣層301中不發(fā)生溝槽效應(yīng)，且變得難以向包括有機(jī)化合物的層300注入電子；因此，在向存儲元件寫入時增加將要施加的電壓。另外，由于絕緣層301非常薄以致于絕緣層301的厚度大于或等于1nm且小于或等于4nm，因此提高透射能(throughput)。
使用熱學(xué)和化學(xué)穩(wěn)定的無機(jī)化合物或者有機(jī)化合物來形成絕緣層301。
作為形成絕緣層301的無機(jī)化合物的典型實例，可以給出下列具有絕緣性質(zhì)的氧化物L(fēng)i2O、Na2O、K2O、Rb2O、BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、Sc2O3、ZrO2、HfO2、RfO2、TaO2、TcO2、MnO2、Fe2O3、CoO、PdO、Ag2O、Al2O3、Ga2O3、Bi2O3等。
作為形成絕緣層301的無機(jī)化合物的另一些典型實例，可以給出下列具有絕緣性質(zhì)的氟化物L(fēng)iF、NaF、KF、RbF、CsF、BeF2、MgF2、CaF2、SrF2、BaF2、AlF3、NF3、SF6、AgF、MnF3等。此外，可以給出下列具有絕緣性質(zhì)的氯化物L(fēng)iCl、NaCl、KCl、BeCl2、CaCl2、BaCl2、AlCl3、SiCl4、GeCl4、SnCl4、AgCl、ZnCl2、TiCl4、TiCl3、ZrCl4、FeCl3、PdCl2、SbCl3、SbCl2、SrCl2、TlCl3、CuCl、CuCl2、MnCl2、RuCl2等。可以給出下列具有絕緣性質(zhì)的溴化物KBr、CsBr、AgBr、BaBr2、SiBr4、LiBr等。另外，可以給出下列具有絕緣性質(zhì)的碘化物NaI、KI、BaI2、TlI3、AgI、TiI4、CaI2、SiI4、CsI等。
作為形成絕緣層301的無機(jī)化合物的其他典型實例，典型地可以給出下列具有絕緣性質(zhì)的碳酸鹽Li2CO3、K2CO3、Na2CO3、MgCO3、CaCO3、SrCO3、BaCO3、MnCO3、FeCO3、CoCO3、NiCO3、CuCO3、Ag2CO3、ZnCO3等。此外，典型地可以給出下列具有絕緣性質(zhì)的硫酸鹽Li2SO4、K2SO4、Na2SO4、MgSO4、CaSO4、SrSO4、BaSO4、Ti2(SO4)3、Zr(SO4)2、MnSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3、CoSO4、Co2(SO4)3、NiSO4、CuSO4、Ag2SO4、ZnSO4、Al2(SO4)3、In2(SO4)3、SnSO4、Sn(SO4)2、Sb2(SO4)3、Bi2(SO4)3等。此外，典型地可以給出下列具有絕緣性質(zhì)的硝酸鹽LiNO3、KNO3、NaNO3、Mg(NO3)2、Ca(NO3)2、Sr(NO3)2、Ba(NO3)2、Ti(NO3)4、Sr(NO3)2、Ba(NO3)2、Ti(NO3)4、Zr(NO3)4、Mn(NO3)2、Fe(NO3)2、Fe(NO3)3、Co(NO3)2、Ni(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3、Zn(NO3)2、Al(NO3)3、In(NO3)3、Sn(NO3)2等。此外，可以給出以AlN、SiN等為代表的具有絕緣性質(zhì)的氮化物。這些無機(jī)化合物的組分不一定是嚴(yán)格整數(shù)比值的。
如果使用無機(jī)化合物形成絕緣層301，絕緣層的厚度優(yōu)選大于或等于1nm小于或等于2nm。當(dāng)絕緣層具有3nm或更大的厚度時，寫入時將施加的電壓增加。
作為形成絕緣層301的有機(jī)化合物的典型實例，可以給出聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺、苯并環(huán)丁烯、聚脂、線型酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、硅樹脂、呋喃樹脂、鄰苯二甲酸二丙烯樹脂等。
絕緣層301可以通過蒸發(fā)方法、電子束蒸發(fā)方法、濺射方法、CVD方法等形成。此外，可以使用旋轉(zhuǎn)涂覆方法、溶膠凝膠方法、印刷方法、微滴排放方法等。
如圖13C所示，連續(xù)的且具有凹陷和突出的絕緣層302可以用于功能層123，而不是絕緣層301。注意，在這種情況下，優(yōu)選的是突出部分絕緣層的厚度大于或等于1nm且小于或等于4nm，凹陷部分處絕緣層的厚度大于或等于1nm小于2nm。
如圖13D所示，可以提供分散在第一導(dǎo)電層121上的不連續(xù)的絕緣層303，而不是絕緣層301和302。不連續(xù)的絕緣層303可能具有島形狀、帶形狀、網(wǎng)狀形狀等。
此外，可以提供絕緣顆粒，而不是絕緣層301至303。此時，絕緣顆粒具有大于或等于1nm且小于或等于4nm的晶粒尺寸。
此外，可以在包括有機(jī)化合物的層300和第二導(dǎo)電層124之間提供絕緣層301至303或者絕緣顆粒。
當(dāng)具有厚度為4nm或更小(優(yōu)選2nm或更小)的絕緣層提供在第一導(dǎo)電層和包括有機(jī)化合物的層之間或者提供在包括有機(jī)化合物的層與第二導(dǎo)電層之間時，溝槽電流流向絕緣層。因此，可能降低向存儲元件寫入時將要施加的電壓和電流值的不均勻性。此外，當(dāng)具有厚度為4nm或更小(優(yōu)選2nm或更小)的絕緣層提供在第一導(dǎo)電層和包括有機(jī)化合物的層之間，或者提供在包括有機(jī)化合物的層與第二導(dǎo)電層之間時，增加了由于溝槽效應(yīng)產(chǎn)生的電荷注入性質(zhì)，藉此，可以使得包括有機(jī)化合物的層更厚。因此，可以防止初始狀態(tài)時的短路。從而，提高了存儲裝置和半導(dǎo)體裝置的可靠性。
作為與上述結(jié)構(gòu)不同的結(jié)構(gòu)，可使用包括有機(jī)化合物的層300和具有整流的元件306來形成功能層123，所述元件306形成在包括有機(jī)化合物的層300和第一導(dǎo)電層121之間或者形成在第二導(dǎo)電層124與包括有機(jī)化合物的層300之間(圖13E)。作為具有整流的元件306，典型地可以給出肖特基二極管、具有PN結(jié)的二極管、具有PIN結(jié)的二極管或者具有彼此連接的柵電極和漏電極的晶體管。不用說，還可以使用具有其他結(jié)構(gòu)的二極管。此處，示出了這樣的情況，其中包括半導(dǎo)體層304和305的PN結(jié)二級管提供在第一導(dǎo)電層121和包括有機(jī)化合物的層300之間。半導(dǎo)體層304和305之一為N型半導(dǎo)體而另一為P型半導(dǎo)體，通過以這種方式提供具有整流的元件可以提高存儲元件的選擇性，還可以改善讀取和寫入的操作冗余。
在元件126為EL元件的情況下，發(fā)光材料用于功能層123。此處，在下面參考圖14A至14E描述了EL元件的結(jié)構(gòu)。
此外，當(dāng)具有發(fā)光功能且使用有機(jī)化合物形成的層(下面稱作發(fā)光層313)形成在功能層123中時，元件126用作有機(jī)EL元件。
作為具有發(fā)光性質(zhì)的有機(jī)化合物，給出下列化合物9，10-二(2-萘基)并三苯(縮寫為DNA)；2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)并三苯(縮寫為t-BuDNA)；4-4’-二(2，2-二苯基乙烯)聯(lián)苯(縮寫為DPVBi)；香豆素30；香豆素6；香豆素545；香豆素545T；二萘嵌苯；紅熒烯；periflanthene；2，5，8，11-四-叔丁基二萘嵌苯(縮寫為TBP)；9，10-二苯基并三苯(縮寫為DPA)；5-12-二苯基并四苯；4-(雙氰基亞甲)-2-甲基-6-[p-(二甲氨基)苯乙烯基]-4H-吡喃(縮寫為DCM1)；4-(雙氰基亞甲)-2-甲基-6-[2-(久洛尼定9基)乙烯基]-4H-吡喃(縮寫為DCM2)；4-(雙氰基亞甲)-2，6-二[p-(二甲氨基)苯乙烯基]-4H-吡喃(縮寫為BisDCM)等。此外，可以給出諸如下列能夠發(fā)射磷光的化合物二[2-(4’，6’-二氟苯基)吡啶基-N，C2](甲基吡啶)銥(縮寫為FIrpic)；二[2-(3’，5’-二(三氟甲基)苯基)吡啶基-N，C2](甲基吡啶)銥(簡寫為Ir(CF3ppy)2(pic))；三[2-苯基吡啶基-N，C2]銥(簡寫為Ir(ppy)3)；(乙酰丙酮)二(2-苯基吡啶基-N，C2)銥(縮寫為Ir(ppy)2(acac))；(乙酰丙酮)二[2-(2’-噻嗯)吡啶基-N，C3]銥(縮寫為Ir(thp)2(acac))；(乙酰丙酮)二(2-苯基喹啉-N，C2)銥(縮寫為Ir(pq)2(acac))；(乙酰丙酮)二[2-(2’-苯并噻嗯)吡啶基-N，C3)銥(縮寫為Ir(btp)2(acac))等。
如圖14A所示，用作發(fā)光元件的元件126可以通過在第一導(dǎo)電層121上堆疊使用空穴注入材料形成的空穴注入層311、使用空穴傳輸材料形成的空穴傳輸層312、使用具有發(fā)光性質(zhì)的有機(jī)化合物形成的發(fā)光層313、使用電子傳輸材料形成的電子傳輸層314、使用電子注入材料形成的電子注入層315以及第二導(dǎo)電層124形成。
此處，在圖13A中包括有機(jī)化合物的層300的描述中所引用的空穴傳輸材料可以適當(dāng)?shù)赜米魉隹昭▊鬏敳牧稀?br> 除上述空穴傳輸材料之外，可以使用已經(jīng)化學(xué)摻雜的導(dǎo)電高分子化合物、使用聚磺苯乙烯(縮寫為PSS)摻雜的聚乙烯二氧噻吩(縮寫為PEDOT)、摻雜的聚苯胺(縮寫為PAni)等用作空穴注入材料。另外，諸如鉬的氧化物(MoOx)、釩的氧化物(VOx)或者鎳的氧化物(NiOx)的無機(jī)半導(dǎo)體的薄膜或者諸如氧化鋁(Al2O3)的無機(jī)絕緣體的超薄膜也是有效的。
此處，作為電子傳輸材料，可以適當(dāng)?shù)厥褂脠D13A中示出的包括有機(jī)化合物的層300的描述中所引用的電子傳輸材料。
除上述電子傳輸材料之外，作為電子注入材料，常常使用絕緣體的超薄膜；例如，諸如LiF或CsF的堿金屬鹵化物，諸如CaF2的堿土金屬的鹵化物或者諸如Li2O的堿金屬氧化物。此外，諸如乙酰丙酮鋰(縮寫為“Li(acac)”)或8-喹啉-鋰(縮寫為“Liq”)的堿金屬絡(luò)合物也是有效的。另外，也可以使用其中上述電子傳輸材料與諸如Mg、Li或Cs的具有低功函數(shù)的金屬通過共蒸發(fā)等方法混合的材料。
如圖14B所示，用作發(fā)光元件的元件126可以使用第一導(dǎo)電層121、空穴傳輸層316、發(fā)光層313、電子傳輸層317以及第二導(dǎo)電層124形成，所述空穴傳輸層316由有機(jī)化合物和相對于有機(jī)化合物具有電子受主性質(zhì)的無機(jī)化合物形成，所述電子傳輸層317由有機(jī)化合物和相對于有機(jī)化合物具有電子施主性質(zhì)的無機(jī)化合物形成。
通過適當(dāng)?shù)厥褂蒙鲜鼍哂锌昭▊鬏斝再|(zhì)的有機(jī)化合物作為有機(jī)化合物，來形成由有機(jī)化合物和相對于有機(jī)化合物具有電子受主性質(zhì)的無機(jī)化合物形成的空穴傳輸層316。作為無機(jī)化合物，只要容易從有機(jī)化合物接受電子，就可以使用任何無機(jī)化合物，并且可以使用各種金屬氧化物或者金屬氮化物。特別地，優(yōu)選屬于元素周期表4至12族的任一種過渡金屬的氧化物，這是因為，這種金屬氧化物容易具有電子受主性質(zhì)。具體地，可以給出氧化鈦、氧化鋯、氧化釩、氧化鉬、氧化鎢、氧化錸、氧化釕、氧化鋅等。在上述金屬氧化物中，由于其高電子受主性質(zhì)，優(yōu)選屬于元素周期表4至8族的任一種過渡金屬的氧化物。具體地，由于可以在真空中蒸發(fā)且容易處理，因此優(yōu)選氧化釩、氧化鉬、氧化鎢和氧化錸。
在由有機(jī)化合物和相對于有機(jī)化合物具有電子施主性質(zhì)的無機(jī)化合物形成的電子傳輸層317中，通過適當(dāng)使用上述具有電子傳輸性質(zhì)的有機(jī)化合物來形成所述有機(jī)化合物。作為無機(jī)化合物，只要易于向有機(jī)化合物施于電子，就可以使用任何無機(jī)化合物，并且可以使用各種金屬氧化物或者金屬氮化物。具體地，優(yōu)選堿金屬氧化物、堿土金屬氧化物、稀土金屬氧化物、堿金屬氮化物、堿土金屬氮化物、稀土金屬氮化物等，這是由于這樣的氧化物和氮化物易于具有電子施主性質(zhì)。具體地，可以給出氧化鋰、氧化鍶、氧化鋇、氧化鉺、氮化鋰、氮化鎂、氮化鈣、氮化釔、氮化鑭等。特別地，優(yōu)選氧化鋰、氧化鋇、氮化鋰、氮化鎂、氮化鈣，這是因為它們可以在真空中蒸發(fā)且容易處理。
由于使用有機(jī)化合物和無機(jī)化合物形成的電子傳輸層317或空穴傳輸層316在電子注入/傳輸性質(zhì)方面是優(yōu)良的，因此可以在功函數(shù)沒有大量限制的情況下可以使用各種材料形成第一導(dǎo)電層121和第二導(dǎo)電層124，此外，可以降低驅(qū)動電壓。
所述功能層123包括具有發(fā)光功能且使用無機(jī)化合物形成的層(下文中稱為發(fā)光層319)，因此元件126用作無機(jī)EL元件。根據(jù)元件結(jié)構(gòu)，無機(jī)EL元件分為分散無機(jī)EL元件或者薄膜無機(jī)EL元件。它們的不同之處在于前者分散無機(jī)EL元件具有其中發(fā)光材料的顆粒分散在粘附劑中的電致發(fā)光層，而后者薄膜無機(jī)EL元件具有由發(fā)光材料制成的薄膜所形成的電致發(fā)光層；然而，其共同點在于，它們都需要通過高電場加速的電子。作為得到發(fā)射的機(jī)制，存在兩種方式其中使用了施主能級和受主能級的施主—受主復(fù)合(recombination)發(fā)射，和其中使用了金屬離子中內(nèi)核電子躍遷的局部發(fā)射。通常分散無機(jī)EL元件典型地具有施主—受主復(fù)合發(fā)射，而薄膜無機(jī)EL元件典型地具有局部發(fā)射。下文中示出了無機(jī)EL元件的結(jié)構(gòu)。
可以在本發(fā)明中使用的發(fā)光材料由宿主材料和成為發(fā)光中心的雜質(zhì)元素形成。通過改變將被包括的雜質(zhì)元素，可以得到各種發(fā)光顏色。作為用于制造發(fā)光材料的方法，可以使用諸如固相方法、液相方法(共沉淀方法)等?？商娲兀梢允褂脟娚涓邷?zé)峤夥椒?、雙分解方法、通過前驅(qū)物的熱分解反應(yīng)的方法、反向膠束方法、結(jié)合了這些方法和高溫烘烤方法的方法、諸如冷凍干燥方法的液相方法等。
所述固相方法是這樣一種方法，在所述方法中，對包括宿主材料和雜質(zhì)元素的化合物或者包括雜質(zhì)元素的化合物進(jìn)行稱重，將其混合在研缽中，在電爐中加熱，烘烤以進(jìn)行反應(yīng)，使宿主材料中包括雜質(zhì)元素。所述烘烤溫度優(yōu)選在700℃至1500℃之間。這是因為當(dāng)溫度太低時無法進(jìn)行固相反應(yīng)，而當(dāng)溫度太高時，宿主材料被分解?？梢栽诜勰顟B(tài)執(zhí)行烘烤；然而，優(yōu)選地是在丸劑狀態(tài)執(zhí)行。需要在相對較高的溫度進(jìn)行烘烤。然而，由于是簡單的方法，因此可以得到高生產(chǎn)率；從而適合于批量生產(chǎn)。
液相方法(共沉淀方法)是這樣一種方法，其中宿主材料或者包括宿主材料的化合物以及雜質(zhì)元素或者包括雜質(zhì)元素的化合物在溶液中起反應(yīng)，然后進(jìn)行干燥和烘烤。由于發(fā)光材料的顆粒均勻分散，因此即使顆粒較小烘烤溫度較低時仍然可以發(fā)生反應(yīng)。
作為用于發(fā)光材料的宿主材料，可以使用硫化物、氧化物或者氮化物。作為硫化物，例如可以使用硫化鋅(ZnS)、硫化鎘(CdS)、硫化鈣(CaS)、硫化釔(Y2S3)、硫化鎵(Ga2S3)、硫化鍶(SrS)、硫化鋇(BaS)等。作為氧化物，例如可以使用氧化鋅(ZnO)、氧化釔(Y2O3)等。作為氮化物，例如可以使用氮化鋁(AlN)、氮化鎵(GaN)、氮化銦(InN)等?？梢蕴娲兀€可以使用硒化鋅(ZnSe)、碲化鋅(ZnTe)等。此外，可以使用諸如硫化鎵鈣(CaGa2S4)、硫化鎵鍶(SrGa2S4)和硫化鎵鋇(CaGa2S4)的三維結(jié)構(gòu)的混晶。
作為局部輻射的發(fā)光中心，可使用錳(Mn)、銅(Cu)、釤(Sm)、鋱(Tb)、鉺(Er)、銩(Tm)、銪(Eu)、鈰(Ce)、鐠(Pr)等。作為電荷補(bǔ)償，可以添加諸如氟(F)或氯(Cl)的鹵素元素。
另一方面，作為施主-受主復(fù)合發(fā)射的發(fā)光中心，可以使用包括形成施主能級的第一雜質(zhì)元素的發(fā)光材料以及包括形成受主能級的第二雜質(zhì)元素的發(fā)光材料。作為第一雜質(zhì)元素，例如可以使用氟(F)、氯(Cl)、鋁(Al)等。作為第二雜質(zhì)元素，例如可以使用銅(Cu)、銀(Ag)等。
當(dāng)施主-受主復(fù)合發(fā)射的發(fā)光材料通過固相方法合成時，對宿主材料、第一雜質(zhì)元素或者包括第一雜質(zhì)元素的化合物以及第二雜質(zhì)元素或者包括第二雜質(zhì)元素的化合物進(jìn)行稱重，然后將其在研缽中混合，在電爐中加熱并進(jìn)行烘烤。作為宿主材料，可以使用上述宿主材料。作為第一雜質(zhì)元素或者包含第一雜質(zhì)元素的化合物，可以使用例如氟(F)、氯(Cl)、硫化鋁(Al2S3)等。作為第二雜質(zhì)元素或者包含第二雜質(zhì)元素的化合物，例如可以使用銅(Cu)、銀(Ag)、硫化銅(Cu2S)、硫化銀(Ag2S)等。烘烤溫度優(yōu)選在700℃至1500℃。這是因為當(dāng)溫度太低時無法進(jìn)行固相反應(yīng)，而當(dāng)溫度太高時，宿主材料被分解?？梢栽诜勰顟B(tài)執(zhí)行烘烤；然而，優(yōu)選地是在丸劑狀態(tài)執(zhí)行。
作為在使用固相反應(yīng)情況下的雜質(zhì)元素，可以使用第一雜質(zhì)元素和第二雜質(zhì)元素形成的化合物的組合物。在這種情況下，因為雜質(zhì)元素容易分散且固相反應(yīng)容易進(jìn)行，因此可以得到均勻的發(fā)光材料。此外，由于沒有混合不必要的雜質(zhì)元素，因此可以獲得高純度的發(fā)光材料。作為第一雜質(zhì)元素和第二雜質(zhì)元素形成的化合物，例如可以使用氯化銅(CuCl)或者氯化銀(AgCl)等。
注意這些雜質(zhì)元素的濃度相對于宿主材料在0.01至10原子％之間，優(yōu)選在0.05至5原子％。
圖14C示出了無機(jī)EL元件的橫截面，其中功能層123包括第一絕緣層318、發(fā)光層319以及第二絕緣層320。
在薄膜型無機(jī)EL的情況下，發(fā)光層319為包括發(fā)光材料的層，并可以通過以下方法形成真空蒸發(fā)方法，諸如電阻加熱氣相蒸發(fā)方法或者電子束蒸發(fā)(EB蒸發(fā))方法；物理氣相沉積(PVD)方法，諸如濺射方法；金屬有機(jī)CVD方法；化學(xué)氣相沉積(CVD)方法，諸如低壓氫化物傳輸CVD方法；原子層外延(ALE)方法等。
第一絕緣層318和第二絕緣層320未受特殊限制，然而它們優(yōu)選具有高介電強(qiáng)度電壓、致密膜質(zhì)量以及高介電常數(shù)。例如，可以使用氧化硅(SiO2)、氧化釔(Y2O3)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鉿(HfO2)、氧化鉭(Ta2O5)、鈦酸鋇(BaTiO3)、鈦酸鍶(SrTiO3)、鈦酸鉛(PbTiO3)、氮化硅(Si3N4)、氧化鋯(ZrO2)等、這些物質(zhì)的混合膜或者包括兩種或更多這些物質(zhì)的分層膜。第一絕緣層318和第二絕緣層320可以通過濺射、蒸發(fā)、CVD等方法形成。所述膜厚度并未受到特殊限制，然而，優(yōu)選在10nm至1000nm范圍內(nèi)。注意由于在該實施例模式中的發(fā)光元件不需要具有熱電子，因此發(fā)光元件具有的優(yōu)勢在于，可以形成薄膜且降低了驅(qū)動電壓。發(fā)光元件優(yōu)選具有500nm或者更低的厚度，尤其優(yōu)選100nm或者更低的厚度。
注意盡管沒有示出，但是可以在發(fā)光層和絕緣層之間或者在發(fā)光層和電極之間提供緩沖層。該緩沖層有利于載流子注入，并可以起到抑制兩個層混合的作用。盡管緩沖層的材料并沒有特殊限制，但是可以使用諸如ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、SrS、BaS、CuS、Cu2S、LiF、CaF2、BaF2或者M(jìn)gF2的發(fā)光層宿主材料。
此外，如圖14D所示，可以使用發(fā)光層319和第一絕緣層318形成功能層123。在這種情況下，圖14D示出了其中第一絕緣層318提供在第二導(dǎo)電層124和發(fā)光層319之間的狀態(tài)。注意，第一絕緣層318可以提供在第一導(dǎo)電層121和發(fā)光層319之間。
此外，可以僅使用發(fā)光層319形成功能層123。即，元件126可以使用第一導(dǎo)電層121、功能層123和第二導(dǎo)電層124形成。
在分散無機(jī)EL的情況下，顆粒發(fā)光材料分散在粘附劑中，從而形成薄膜電致發(fā)光層。當(dāng)通過制造發(fā)光材料的方法不能得到期望大小的顆粒時，可以通過在研缽等中壓碎來處理所述材料以得到適當(dāng)?shù)念w粒發(fā)光材料。所述粘附劑是用于將顆粒發(fā)光材料固定在分散狀態(tài)并將其保持在電致發(fā)光層形式的物質(zhì)。通過粘附劑，發(fā)光材料均勻地分散在電致發(fā)光層中并固定。
在分散無機(jī)EL的情況下，電致發(fā)光層可以通過其中可選擇性地形成電致發(fā)光層的微滴排放方法、印刷方法(絲網(wǎng)印刷、膠版印刷等)、諸如旋轉(zhuǎn)涂覆的涂覆方法、浸漬方法、滴注器(dispenser)方法等來形成。薄膜厚度并未特殊限制；然而優(yōu)選在10nm至1000nm的范圍。在包括發(fā)光材料和粘附劑的電致發(fā)光層中，發(fā)光材料的比值優(yōu)選大于或等于50wt％且小于或等于80wt％。
圖14E示出的元件包括第一導(dǎo)電層121、功能層123和第二導(dǎo)電層124。功能層123包括其中發(fā)光材料326分散在粘附劑325中的發(fā)光層和絕緣層318。注意圖14E中絕緣層318與第二導(dǎo)電層124接觸；然而絕緣層318可以與第一導(dǎo)電層121接觸。此外，該元件可以包括分別與第一導(dǎo)電層121和第二導(dǎo)電層124接觸的絕緣層。此外，不要求該元件包括分別與第一導(dǎo)電層121和第二導(dǎo)電層124接觸的絕緣層。
作為可以在該實施例模式中使用的粘附劑，可以使用有機(jī)材料或無機(jī)材料。此外，可以使用有機(jī)材料和無機(jī)材料的混合材料。作為有機(jī)材料可以使用氰基乙基纖維素樹脂、具有較高介電常數(shù)的聚合物；有機(jī)樹脂，諸如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯樹脂、硅樹脂、環(huán)氧樹脂、二氟乙烯等?？梢蕴娲兀梢允褂脽岱€(wěn)定高分子材料，諸如芳香族聚酰胺或者聚苯并咪唑、或者硅氧烷樹脂。注意硅氧烷樹脂對應(yīng)于包含Si-O-Si鍵的樹脂。在硅氧烷中，骨架結(jié)構(gòu)由硅(Si)和氧(O)的鍵構(gòu)成。作為取代基，使用包括至少氫的有機(jī)基團(tuán)(例如烷基、芳香族烴)。作為取代基，可以使用氟基?？梢蕴娲?，包括至少氫和氟基的有機(jī)基團(tuán)可以作為取代基?？梢蕴娲兀梢允褂脴渲牧?，諸如聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛等的乙烯樹脂、酚醛樹脂、線型酚醛樹脂，丙烯酸樹脂、三聚氰胺樹脂、聚氨酯樹脂或惡唑樹脂(聚苯并惡唑)。此外，可以使用光固化樹脂材料等。通過將諸如鈦酸鋇(BaTiO3)或鈦酸鍶(SrTiO3)的具有高介電常數(shù)的精細(xì)顆粒充分地混合至這些樹脂，來調(diào)節(jié)介電常數(shù)。
包括在粘附劑中的無機(jī)材料可以由硅的氧化物(SiOx)、硅的氮化物(SiNx)、包括氧和氮的硅、氮化鋁(AlN)、包括氧和氮的鋁或者氧化鋁(Al2O3)、氧化鈦(TiO2)、BaTiO3、SrTiO3、鈦酸鉛(PbTiO3)、鈮酸鉀(KNbO3)、鈮酸鉛(PbNbO3)、氧化鉭(Ta2O5)、鉭酸鋇(BaTa2O6)、鉭酸鋰(LiTaO3)、氧化釔(Y2O3)、氧化鋯(ZrO2)、ZnS或者從包括其他無機(jī)材料的物質(zhì)中選出的另一材料形成。通過向有機(jī)材料添加具有高介電常數(shù)的無機(jī)材料(使用摻雜方法等)，可以有效控制由發(fā)光材料和粘附劑構(gòu)成的電致發(fā)光層的介電常數(shù)，并可以進(jìn)一步提高介電常數(shù)。
在制造工藝中，發(fā)光材料分散在包括粘附劑的溶液中。作為可以用于該實施例模式的包括粘附劑的溶液的溶劑，可以適當(dāng)選擇這樣的溶劑，其中溶解了粘附劑材料，且可以形成具有適合于形成發(fā)光層的方法和適合于期望薄膜厚度的粘度的溶液。在使用了有機(jī)溶劑等的情況下，例如使用硅氧烷樹脂作為粘附劑的情況下，可以使用丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯(也稱作PGMEA)、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇(也稱作MMB)等。
通過在夾著電致發(fā)光層的一對電極層之間施加電壓，無機(jī)EL發(fā)光元件可以發(fā)光；然而，發(fā)光元件可以以AC驅(qū)動或者DC驅(qū)動來操作。
在元件126為二極管或者光電轉(zhuǎn)換元件的情況下，對于功能層123使用其電學(xué)性質(zhì)隨著使用光照射而改變的材料。作為其電學(xué)性質(zhì)隨著使用光照射而改變的材料，可以使用無機(jī)半導(dǎo)體材料、有機(jī)化合物等。
可以使用非晶硅、非晶硅鍺、微晶硅、微晶硅鍺等通過CVD方法、濺射方法等形成無機(jī)半導(dǎo)體。作為有機(jī)化合物，優(yōu)選使用有機(jī)半導(dǎo)體材料；典型地，期望使用具有包括共軛雙鍵的骨架的π電子共軛高分子材料。典型地，可以使用可溶解高分子材料，諸如聚噻吩，聚(3-烷基噻吩)、聚噻吩衍生物和戊省等?？梢蕴娲?，可以通過形成可溶解前驅(qū)物并對其進(jìn)行處理來形成半導(dǎo)體層。通過使用前驅(qū)物得到的有機(jī)半導(dǎo)體材料包括聚乙烯撐噻嗯烯(polythienylenevinylene)、聚(2，5-乙烯撐噻嗯烯)、聚乙炔、聚乙炔衍生物、polyallylenevinylene等。不僅通過熱處理而且通過添加諸如氯化氫氣體的反應(yīng)催化劑將前驅(qū)物轉(zhuǎn)換為有機(jī)半導(dǎo)體。這些可溶解有機(jī)半導(dǎo)體材料可以溶解在溶劑中，典型地諸如甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、苯甲醚、三氯甲烷、二氯甲烷、γ-丁內(nèi)酯、丁基溶纖劑、環(huán)己烷、NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)、環(huán)己酮、2-丁酮、二氧己環(huán)、二甲基甲酰胺(DMF)和四氫呋喃(THF)。此外，功能層123還可以作為電荷生成層與使用有機(jī)化合物形成的電荷接受層的鍵合層形成。
此處，參考圖15A至15D描述功能層123作為電荷生成層和電荷接受層的鍵合層形成的模式。
如圖15A所示，光電轉(zhuǎn)換元件和二極管每個都具有分層結(jié)構(gòu)，在所述分層結(jié)構(gòu)中，順序提供第一導(dǎo)電層121、電荷生成層321、電荷接受層322以及第二導(dǎo)電層124。
第一導(dǎo)電層121或者第二導(dǎo)電層124使用具有透光性質(zhì)的導(dǎo)電層形成。通過適當(dāng)選擇圖13A中所示包括有機(jī)化合物的層300的描述中所引用的上述具有空穴傳輸性質(zhì)的有機(jī)化合物和具有電子傳輸性質(zhì)的有機(jī)化合物，可以形成電荷生成層321和電荷接受層322。此外，作為具有電子傳輸性質(zhì)的有機(jī)化合物，可以使用二萘嵌苯衍生物、萘衍生物、苯醌衍生物、甲基紫精、富勒烯、包含釕、鉑、鈦等的有機(jī)金屬化合物。此處，電荷生成層321使用具有空穴傳輸性質(zhì)的化合物形成，而電荷接受層322使用具有電子傳輸性質(zhì)的化合物形成。
如圖15B所示，可以提供電子傳輸層323來代替電荷接受層322，所述電子傳輸層323使用具有電子傳輸性質(zhì)的有機(jī)化合物和相對于有機(jī)化合物具有電子施主性質(zhì)的無機(jī)化合物形成。通過適當(dāng)選擇圖14B中作為電子傳輸層317示出的化合物，可以形成電子傳輸層323，所述電子傳輸層317使用具有電子傳輸性質(zhì)的有機(jī)化合物和相對于有機(jī)化合物具有電子施主性質(zhì)的無機(jī)化合物形成。
如圖15C所示，可以提供電子生成層324來代替電荷生成層321，所述電子生成層324使用具有空穴傳輸性質(zhì)的有機(jī)化合物和相對于有機(jī)化合物具有電子受主性質(zhì)的無機(jī)化合物形成。通過適當(dāng)選擇圖14B中作為空穴傳輸層316示出的化合物，可以形成電子生成層324，所述空穴傳輸層316使用具有電子傳輸性質(zhì)的有機(jī)化合物和相對于有機(jī)化合物具有電子受主性質(zhì)的無機(jī)化合物形成。
如圖15D所示，可以提供電子生成層324和電子傳輸層323，所述電子生成層324使用具有空穴傳輸性質(zhì)的有機(jī)化合物和相對于有機(jī)化合物具有電子受主性質(zhì)的無機(jī)化合物形成，所述電子傳輸層323使用具有電子傳輸性質(zhì)的有機(jī)化合物和相對于有機(jī)化合物具有電子施主性質(zhì)的無機(jī)化合物形成。
當(dāng)使用結(jié)合的電荷生成層和電荷接受層來形成包括有機(jī)化合物的層時，在電荷生成層中生成的電子和空穴可以用作電子載流子和空穴載流子以變成光電流。因此，可以制造太陽能電池和能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)換為電能的光電轉(zhuǎn)換裝置。
當(dāng)使用有機(jī)化合物和無機(jī)化合物形成電荷生成層或電荷接受層時，可以提高電子和空穴生成效率。因此，可以實現(xiàn)具有高能量轉(zhuǎn)換效率的光電轉(zhuǎn)換元件和太陽能電池。
(實施例模式6)該實施例模式將參考圖7A至8D描述實施例模式1至4中的元件形成層104的結(jié)構(gòu)的典型實例。圖7A至7D示出了制造無源矩陣液晶顯示裝置的工藝，圖8A至8D示出了制造有源矩陣液晶顯示裝置的工藝。注意，實施例模式1用于該實施例模式中的描述；然而，還可以應(yīng)用實施例模式2至4中的任一個模式。該實施例模式描述了這樣的模式，其中元件形成層104包括具有第一導(dǎo)電層、液晶層和第二導(dǎo)電層的液晶元件。
與實施例模式1類似，如圖7A所示，光催化層102形成在具有透光性質(zhì)的襯底101上，有機(jī)化合物層103形成在光催化層102上。接著絕緣層120可以形成在有機(jī)化合物層103上。第一導(dǎo)電層151形成在絕緣層120上。優(yōu)選相互平行形成第一導(dǎo)電層151。接著，用作對準(zhǔn)膜的絕緣層152形成在第一導(dǎo)電層151上。
通過與上述步驟類似的步驟，具有柔韌性的襯底153提供有第二導(dǎo)電層154，所述第二導(dǎo)電層提供有用作對準(zhǔn)膜的絕緣層155。類似于第一導(dǎo)電層151，優(yōu)選相互平行形成第二導(dǎo)電層154。
作為對準(zhǔn)膜的絕緣層152和155可以以這樣的方式形成，即通過印刷方法、輥涂方法等然后進(jìn)行研磨處理形成諸如聚酰亞胺或聚乙烯醇的高分子化合物層。此外，還可以通過將SiO傾斜蒸發(fā)至襯底來形成作為對準(zhǔn)膜的絕緣層152和155。另外，還可以通過使用偏振UV光來照射光反應(yīng)型高分子化合物并聚合光反應(yīng)型高分子化合物來形成作為對準(zhǔn)膜的絕緣層152和155。
在該實施例模式中，第一導(dǎo)電層151和第二導(dǎo)電層154可以適當(dāng)?shù)厥褂脤嵤├Ｊ?中示出的第一導(dǎo)電層121和第二導(dǎo)電層124的制造方法和材料形成。注意，在液晶顯示裝置為透射液晶顯示裝置的情況下，使用具有透光性質(zhì)的導(dǎo)電層形成第一導(dǎo)電層151和第二導(dǎo)電層154。此外，在液晶顯示裝置為反射液晶顯示裝置的情況下，第一導(dǎo)電層151和第二導(dǎo)電層154之一使用具有透光性質(zhì)的導(dǎo)電層形成，而第一導(dǎo)電層151和第二導(dǎo)電層154中的另一個使用具有反射性質(zhì)的導(dǎo)電層形成。
為了在具有透光性質(zhì)的襯底101和具有柔韌性的襯底153之間保持一個間隔，可以在絕緣層152和155之間提供襯墊。此外，在絕緣層120或者具有柔韌性的襯底153上提供了襯墊之后，可以形成絕緣層152或者絕緣層155。作為襯墊，可以應(yīng)用有機(jī)樹脂，且可使所述有機(jī)樹脂形成為期望形狀，典型地將有機(jī)樹脂刻蝕為柱狀或者圓柱狀。此外，可以使用胎圈背撐環(huán)(bead spacer)用作襯墊。
注意，著色層可以提供在第二導(dǎo)電層154和具有柔韌性的襯底153之間。著色層需要執(zhí)行彩色顯示，在RBG系統(tǒng)的情況下，對應(yīng)于每個像素提供分別對應(yīng)于紅色、綠色和藍(lán)色的著色層。
接著使用密封材料157將具有透光性質(zhì)的襯底101和具有柔韌性的襯底153貼附在一起。液晶層156形成在具有透光性質(zhì)的襯底101和具有柔韌性的襯底153之間。使用密封材料使具有透光性質(zhì)的襯底101和具有柔韌性的襯底153彼此貼附在一起，使得第一導(dǎo)電層151和第二導(dǎo)電層154彼此相交。可以利用毛細(xì)現(xiàn)象通過真空注入方法將液晶材料注入至由具有透光性質(zhì)的襯底101和具有柔韌性的襯底153和密封材料157圍成的區(qū)域內(nèi)來形成液晶層156。具有透光性質(zhì)的襯底101和具有柔韌性的襯底153其中之一提供有密封材料157，液晶材料滴落在由密封材料圍成的區(qū)域中，然后使用密封材料在減壓下使具有透光性質(zhì)的襯底和具有柔韌性的襯底相互按壓鍵合，從而形成液晶層156。
可以使用熱固化型環(huán)氧樹脂、UV固化型丙烯酸樹脂、熱塑尼龍、聚脂等通過滴注器方法、印刷方法、熱壓縮鍵合方法等形成密封材料157。注意，將填充物分散在密封材料157中，使得具有透光性質(zhì)的襯底101和具有柔韌性的襯底153可以在其間保持一個間隔。
作為具有柔韌性的襯底153，可以適當(dāng)選擇與可提供在實施例模式1中所示元件形成層104表面上的具有柔韌性的襯底類似的襯底。
接著如圖7B所示，使用光105通過具有透光性質(zhì)的襯底101照射光催化層102。其結(jié)果是，光催化層102被激活。因此，光催化層102和有機(jī)化合物層103彼此分離，如圖7C所示。
通過上述步驟，如圖7C所示，可以形成用作液晶顯示裝置的包括液晶元件150和有機(jī)化合物層103的半導(dǎo)體裝置158。注意在圖7C所示的分離步驟之后，有機(jī)化合物層103的表面可以提供具有柔韌性的襯底130，使得可以形成圖7D所示的半導(dǎo)體裝置159。
此外，如圖8A所示，元件形成層可以提供有連接至液晶元件162的開關(guān)元件。作為開關(guān)元件，可以使用薄膜晶體管、MIM(金屬-絕緣體-金屬)、二極管等。此處示出了其中薄膜晶體管141用作開關(guān)元件的模式。
即，如圖8A所示，光催化層102形成在具有透光性質(zhì)的襯底101上，有機(jī)化合物層103形成在光催化劑層102上。接著，用作開關(guān)元件的薄膜晶體管141形成在有機(jī)化合物層103上。接著連接至薄膜晶體管141的導(dǎo)線的第一導(dǎo)電層161形成在絕緣層160上。注意，第一導(dǎo)電層161和薄膜晶體管141的導(dǎo)線1405彼此連接在一起，絕緣層160夾在其中；然而，本發(fā)明并不限于該結(jié)構(gòu)，第一導(dǎo)電層161可以使用薄膜晶體管141的導(dǎo)線形成。注意第一導(dǎo)電層161形成在每個像素中。
此外具有柔韌性的襯底153提供有第二導(dǎo)電層154和用作對準(zhǔn)膜的絕緣層155。第二導(dǎo)電層154可以形成在像素部分的整個表面上，使得第二導(dǎo)電層154可以用作每個像素的公共電極。
接著，通過密封材料157將具有透光性質(zhì)的襯底101和具有柔韌性的襯底153相互附著在一起。此外，液晶層156形成在具有透光性質(zhì)的襯底101和具有柔韌性的襯底153之間。
接著如圖8B所示，使用光105通過具有透光性質(zhì)的襯底101照射光催化層102。其結(jié)果是，光催化層102被激活。因此，光催化層102和有機(jī)化合物層103彼此分離，如圖8C所示。
通過上述步驟，如圖8C所示，可以形成包括液晶元件162和有機(jī)化合物層103的半導(dǎo)體裝置163。注意在圖8C示出的分離步驟之后，有機(jī)化合物層103的表面可以提供具有柔韌性的襯底130，使得可以形成圖8D所示的半導(dǎo)體裝置164。
通過上述步驟，可以形成具有柔韌性的半導(dǎo)體裝置。
(實施例模式7)該實施例模式將參考圖9A至10D描述實施例模式1至4中的元件形成層104的結(jié)構(gòu)的典型實例。圖9A至9D示出了制造具有電泳元件的無源矩陣電泳顯示裝置的工藝，圖10A至10D示出了制造具有電泳元件的有源矩陣電泳顯示裝置的工藝。注意，在該實施例模式中實施例模式1用于描述的目的；然而，還可以應(yīng)用實施例模式2至4的任一個。電泳元件是指這樣一種元件，其中包含帶正電荷和負(fù)電荷的黑色和白色顆粒的微膠囊布置在第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層之間，且在第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層之間產(chǎn)生電勢差，使得黑色和白色顆粒可以在電極之間移動以執(zhí)行顯示。
與實施例模式1類似，如圖9A所示，光催化層102形成在具有透光性質(zhì)的襯底101上，有機(jī)化合物層103形成在光催化層102上。接著絕緣層120可以形成在有機(jī)化合物層103上。接著，第一導(dǎo)電層171形成在絕緣層120上。優(yōu)選相互平行形成第一導(dǎo)電層171。
通過與上述步驟類似的步驟，具有柔韌性的襯底172提供有第二導(dǎo)電層173。優(yōu)選相互平行形成第二導(dǎo)電層173。
第一導(dǎo)電層171和第二導(dǎo)電層173可以適當(dāng)?shù)厥褂脤嵤├Ｊ?中示出的第一導(dǎo)電層121和第二導(dǎo)電層124的制造方法和材料形成。
接著，使用密封材料使具有透光性質(zhì)的襯底101和具有柔韌性的襯底172彼此附著。電泳元件形成在具有透光性質(zhì)的襯底101和具有柔韌性的襯底172之間。用密封材料使具有透光性質(zhì)的襯底101和具有柔韌性的襯底172相互附著，使得第一導(dǎo)電層171和第二導(dǎo)電層173彼此相交。此外，電泳元件包括第一導(dǎo)電層171、微膠囊170和第二導(dǎo)電層173。另外，微膠囊170使用粘附劑固定在第一導(dǎo)電層171和第二導(dǎo)電層173之間。
接著，參考圖17A至17D示出了微膠囊的結(jié)構(gòu)。如圖17A和17B所示，在微膠囊170中，透明分散介質(zhì)176、帶電黑色顆粒175a和帶電白色顆粒175b分散在精細(xì)透明容器174中。注意可以使用藍(lán)色顆粒、紅色顆粒、綠色顆粒、黃色顆粒、藍(lán)綠色顆?；蛘咦霞t色顆粒來代替黑色顆粒175a。此外，如圖17C和17D所示，可以使用其中有色分散介質(zhì)333和白色顆粒332分散在精細(xì)透明容器331中的微膠囊330。注意有色分散介質(zhì)333可以以黑色、藍(lán)色、紅色、綠色、黃色、藍(lán)綠色或者紫紅色中的任一種顏色進(jìn)行著色。此外，當(dāng)在一個像素中提供其中分散了藍(lán)色顆粒的微膠囊、其中分散了紅色顆粒的微膠囊以及其中分散了綠色顆粒的微膠囊中的每一個時，可以執(zhí)行彩色顯示。此外，當(dāng)在一個像素中提供了其中分散了黃色顆粒的微膠囊、其中分散了藍(lán)綠色顆粒的微膠囊以及其中分散了紅紫色顆粒的微膠囊中的每一個時，可以執(zhí)行彩色顯示。另外，當(dāng)在一個像素中布置有具有藍(lán)色分散介質(zhì)的微膠囊、具有紅色分散介質(zhì)的微膠囊以及具有綠色分散介質(zhì)的微膠囊的每一個，且每個微膠囊包括白色或者黑色顆粒時，可以執(zhí)行彩色顯示。另外，當(dāng)在一個像素中布置有具有黃色分散介質(zhì)的微膠囊、具有藍(lán)綠色分散介質(zhì)的微膠囊以及具有紅紫色分散介質(zhì)的微膠囊的每一個時，可以執(zhí)行彩色顯示。
接著，示出了使用電泳元件的顯示方法。具體地，圖17A至17B用于示出具有兩種顏色顆粒的微膠囊170的顯示方法。此處，白色顆粒和黑色顆粒用作兩種顏色顆粒，并示出了具有透明分散介質(zhì)的微膠囊。注意具有另一顏色顆粒的顆粒可以用于替代兩種顏色顆粒中的黑色顆粒。
在微膠囊170中，當(dāng)黑色顆粒175a帶正電荷而白色顆粒175b帶負(fù)電荷時，將電壓施加在第一導(dǎo)電層171和第二導(dǎo)電層173上。如圖17A所示，當(dāng)此處以從第二導(dǎo)電層至第一導(dǎo)電層的方向產(chǎn)生電場時，黑色顆粒175a遷移至第二導(dǎo)電層173側(cè)，而白色顆粒175b遷移至第一導(dǎo)電層171側(cè)。相應(yīng)地，當(dāng)從第一導(dǎo)電層171側(cè)觀察微膠囊時，觀察到白色，而當(dāng)從第二導(dǎo)電層173側(cè)觀察微膠囊時，觀察到黑色。
另一方面，當(dāng)以從第一導(dǎo)電層171至第二導(dǎo)電層173的方向施加電壓時，如圖17B所示，黑色顆粒175a遷移至第一導(dǎo)電層171側(cè)，而白色顆粒175b遷移至第二導(dǎo)電層173側(cè)。相應(yīng)地，當(dāng)從第一導(dǎo)電層171側(cè)觀察微膠囊時，觀察到白色，而當(dāng)從第二導(dǎo)電層173側(cè)觀察微膠囊時，觀察到黑色。
接著，示出了具有白色顆粒和有色分散介質(zhì)的微膠囊330的顯示方法。盡管此處示出了其中分散介質(zhì)以黑色著色的實例，但是同樣可以使用另一顏色著色的分散介質(zhì)。
在微膠囊330中，當(dāng)白色顆粒332帶負(fù)電荷時，將電壓施加在第一導(dǎo)電層171和第二導(dǎo)電層173。如圖17C所示，當(dāng)此處以從第二導(dǎo)電層至第一導(dǎo)電層的方向產(chǎn)生電場時，白色顆粒175b遷移至第一導(dǎo)電層171側(cè)。相應(yīng)地，當(dāng)從第一導(dǎo)電層171側(cè)觀察微膠囊時，觀察到白色，而當(dāng)從第二導(dǎo)電層173側(cè)觀察微膠囊時，觀察到黑色。
另一方面，如圖17D所示，當(dāng)以從第一導(dǎo)電層至第二導(dǎo)電層的方向產(chǎn)生電場時，白色顆粒175b遷移至第二導(dǎo)電層173側(cè)。相應(yīng)地，當(dāng)從第一導(dǎo)電層171側(cè)觀察微膠囊時，觀察到白色，而當(dāng)從第二導(dǎo)電層173側(cè)觀察微膠囊時，觀察到黑色。
盡管電泳元件用于此處的描述，但是可以使用利用扭轉(zhuǎn)球(twistball)顯示方法的顯示裝置來代替電泳元件。扭轉(zhuǎn)球顯示方法是指這樣一種方法，其中一個半球表面為黑色而另一半球表面為白色的球形顆粒布置在第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層之間，且在第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層之間產(chǎn)生電勢差以控制球形顆粒的方向，從而執(zhí)行顯示。
作為具有柔韌性的襯底172，可以適當(dāng)選擇與可提供在實施例模式1中所示元件形成層104表面上的具有柔韌性的襯底類似的襯底。
接著，如圖9B所示，使用光105通過具有透光性質(zhì)的襯底101照射光催化層102。其結(jié)果是，光催化層102被激活。因此，光催化層102和有機(jī)化合物層103彼此分離，如圖9C所示。
通過上述步驟，如圖9C所示，可以形成包括電泳元件和有機(jī)化合物層103的半導(dǎo)體裝置177。注意在圖9C示出的分離步驟之后，有機(jī)化合物層103的表面可以提供具有柔韌性的襯底130，使得可以形成圖9D所示的半導(dǎo)體裝置178。
此外，如圖10A所示，開關(guān)元件可以連接至電泳元件。作為開關(guān)元件，可以使用薄膜晶體管、MIM(金屬-絕緣體-金屬)、二極管等。此處示出了其中薄膜晶體管141用作開關(guān)元件的模式。
即，如圖8A所示，光催化層102形成在具有透光性質(zhì)的襯底101上，有機(jī)化合物層103形成在光催化劑層102上。接著，絕緣層120形成在有機(jī)化合物層103上，且用作開關(guān)元件的薄膜晶體管141形成在有機(jī)化合物層103上。接著連接至薄膜晶體管141的導(dǎo)線的第一導(dǎo)電層181形成在絕緣層180上。注意，第一導(dǎo)電層181和薄膜晶體管141的導(dǎo)線彼此連接，絕緣層180夾在其間；然而，本發(fā)明并不限于該結(jié)構(gòu)，第一導(dǎo)電層181可以使用薄膜晶體管141的導(dǎo)線形成。注意第一導(dǎo)電層181形成在每個像素中。
此外，具有柔韌性的襯底172提供有第二導(dǎo)電層173。第二導(dǎo)電層173可以形成在像素部分的整個表面上，使得第二導(dǎo)電層173可以用作每個像素的公共電極。
接著，通過密封材料將具有透光性質(zhì)的襯底101和具有柔韌性的襯底172相互附著。此外，電泳元件形成在具有透光性質(zhì)的襯底101和具有柔韌性的襯底172之間。
接著如圖10B所示，使用光105通過具有透光性質(zhì)的襯底101照射光催化層102。其結(jié)果是，光催化層102被激活。因此，光催化層102和有機(jī)化合物層103彼此分離，如圖10C所示。
具有電泳元件的顯示裝置和使用扭轉(zhuǎn)球顯示方法的顯示裝置保持這樣的狀態(tài)，所述狀態(tài)類似于當(dāng)移去了場效應(yīng)晶體管之后長時間施加電場的狀態(tài)。
通過上述步驟，可以形成包括電泳元件和有機(jī)化合物層103的半導(dǎo)體裝置182。注意在圖10C示出的分離步驟之后，有機(jī)化合物層103的表面可以提供具有柔韌性的襯底130，使得可以形成圖10D所示的半導(dǎo)體裝置183。
(實施例模式8)該實施例模式將參考圖11A至11D描述實施例模式1至4中的元件形成層104的結(jié)構(gòu)的典型實例。圖11A至11D示出了制造具有薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置的工藝。注意，實施例模式1在該實施例模式中用于描述的目的；然而，還可以應(yīng)用實施例模式2至4的任一個。
與實施例模式1類似，如圖11A所示，光催化層102形成在具有透光性質(zhì)的襯底101上，有機(jī)化合物層103形成在光催化層102上。接著，絕緣層120可以形成在有機(jī)化合物層103上。接著，薄膜晶體管141形成在有機(jī)化合物層103上。此處，附圖標(biāo)記191、192和193分別示出了層間絕緣層、具有柔韌性的襯底和粘附劑。
接著如圖11B中所示，使用光105通過具有透光性質(zhì)的襯底101照射光催化層102。其結(jié)果是，光催化層102被激活。因此，光催化層102和有機(jī)化合物層103彼此分離，如圖11C所示。
通過上述步驟，可以形成包括薄膜晶體管141和有機(jī)化合物層103的半導(dǎo)體裝置194。注意在圖11C示出的分離步驟之后，有機(jī)化合物層103的表面可以提供具有柔韌性的襯底130，使得可以形成圖11D所示的半導(dǎo)體裝置195。
(實施例模式9)
該實施例模式將參考圖12A至12D描述實施例模式1至4中的元件形成層104結(jié)構(gòu)的典型實例。圖12A至12D示出了制造用作太陽能電池的半導(dǎo)體裝置的工藝。注意，實施例模式1在該實施例模式中用于描述的目的；然而，還可以應(yīng)用實施例模式2至4的任一個。
與實施例模式1類似，如圖12A所示，光催化層102形成在具有透光性質(zhì)的襯底101上，有機(jī)化合物層103形成在光催化層102上。接著，絕緣層120可以形成在有機(jī)化合物層103上。
接著，第一導(dǎo)電層202a至202c形成在絕緣層120上。然后形成光電轉(zhuǎn)換層203a至203c，以暴露部分第一導(dǎo)電層202a至202c。接著在光電轉(zhuǎn)換層203a至203c和每個第一導(dǎo)電層202a至202c暴露部分的一部分上形成第二導(dǎo)電層204a至204c。此處，光電轉(zhuǎn)換元件201a使用第一導(dǎo)電層202a、光電轉(zhuǎn)換層203a和第二導(dǎo)電層204a形成。此外，光電轉(zhuǎn)換元件201b使用第一導(dǎo)電層202b、光電轉(zhuǎn)換層203b和第二導(dǎo)電層204b形成。另外，光電轉(zhuǎn)換元件201c使用第一導(dǎo)電層202c、光電轉(zhuǎn)換層203c和第二導(dǎo)電層204c形成。注意，為了串聯(lián)連接光電轉(zhuǎn)換元件201a至201c，形成光電轉(zhuǎn)換元件201的第二導(dǎo)電層204a以使得與第二光電轉(zhuǎn)換元件201b的第一導(dǎo)電層202b接觸。此外，形成光電轉(zhuǎn)換元件201b的第二導(dǎo)電層204b以使得與第三光電轉(zhuǎn)換元件201c的第一導(dǎo)電層202c接觸。形成光電轉(zhuǎn)換元件201c的第二導(dǎo)電層204c以使得與第四光電轉(zhuǎn)換元件的第一導(dǎo)電層接觸。
實施例模式5示出的光電轉(zhuǎn)換元件或者二極管的第一導(dǎo)電層、功能層以及第二導(dǎo)電層分別可以適當(dāng)?shù)赜糜诘谝粚?dǎo)電層202a至202c、光電轉(zhuǎn)換層203a至203c以及第二導(dǎo)電層204a至204c。
粘附劑206可以用于附著第二導(dǎo)電層204a至204c與具有柔韌性的襯底205。實施例模式5中示出的粘附劑127可以適當(dāng)?shù)赜米髡掣絼?06。此外，作為具有柔韌性的襯底205，可以適當(dāng)選擇與可提供在實施例模式1中所示元件形成層104表面上的具有柔韌性的襯底類似的襯底。
接著，如圖12B所示，使用光105通過具有透光性質(zhì)的襯底101照射光催化層102。其結(jié)果是，光催化層102被激活。因此，光催化層102和有機(jī)化合物層103彼此分離，如圖12C所示。
通過上述步驟，可以形成用作太陽能電池的半導(dǎo)體裝置207。注意在圖12C示出的分離步驟之后，有機(jī)化合物層103的表面可以提供具有柔韌性的襯底130，使得可以形成圖12D所示的半導(dǎo)體裝置208。
該實施例將參考圖18A和18B描述使用本發(fā)明形成的液晶顯示面板。在液晶顯示面板中，使用密封材料650密封具有柔韌性的第一襯底600、具有柔韌性的第二襯底664以及液晶層674。密封材料650優(yōu)選包括保持襯底之間間隔的保持材料，典型地為填充物。此外，使用粘附劑(未示出)將具有柔韌性的第一襯底600鍵合至有機(jī)化合物層103。
驅(qū)動電路部分662和像素部分663以這樣的方式形成，即使得它們被密封材料650、具有柔韌性的第一襯底600、具有柔韌性的第二襯底664圍繞。此外，在密封材料650外部提供端子部分661。
具有柔韌性的第二襯底664提供有用作濾色器或者黑色矩陣的有色層665、第二像素電極666和用作對準(zhǔn)膜的絕緣層667。此外，具有柔韌性的第一襯底600和具有柔韌性的第二襯底664其中之一或者兩者都提供有偏振板。
在端子部分661，形成連接每個TFT的源或柵導(dǎo)線的連接端子(圖18A中示出的連接至柵導(dǎo)線的連接端子654)。連接端子通過各向異性導(dǎo)電膜656連接至用作輸入端子的FPC(柔性印刷電路)655，并且所述連接端子通過各向異性導(dǎo)電膜656接收視頻信號或時鐘信號。
在驅(qū)動電路部分662中，形成用于驅(qū)動像素的電路，諸如源驅(qū)動器和柵驅(qū)動器。此處，布置N溝道TFT651和P溝道TFT652。注意，N溝道TFT651和P溝道TFT652形成CMOS電路。
在像素部分663，形成多個像素，在每個像素中形成液晶元件668。液晶元件668是這樣一個部分，其中第一像素電極672、第二像素電極666和填充第一像素電極672和第二像素電極666之間間隙的液晶層674相互堆疊。包括在液晶元件668內(nèi)的第一像素電極672電連接至TFT602。液晶元件668的第二像素電極666形成在第二襯底664側(cè)。用作對準(zhǔn)膜的絕緣層673形成在第一像素電極672和液晶層674之間，且用作對準(zhǔn)膜的絕緣膜667形成在第二像素電極666和液晶層674之間。
優(yōu)選的是，保持第一襯底600和第二襯底664之間間隔固定的距離，以降低顯示不均勻性。因此，作為間隙保持材料的襯墊675分布在第一襯底600和第二襯底664之間。注意此處襯墊675形成在覆蓋TFT651和652的絕緣層上，對準(zhǔn)膜形成在襯墊675和第一電極之上。此外，襯墊675的形狀為圓柱狀，且襯墊675在邊緣部分具有彎曲。即，圓柱狀襯墊的上端部的曲率半徑R為2微米或者更小，優(yōu)選1微米或者更小。由于這樣的形狀，因此施加相等壓力，并可以防止過量壓力施加至一個點。注意襯墊的下端表示具有柔韌性的第一襯底側(cè)上的圓柱狀襯墊的下端。此外，上端表示圓柱狀襯墊的頂部。另外，當(dāng)在高度方向上圓柱狀襯墊的中心部分的寬度為L1，而具有柔韌性的第二襯底側(cè)上圓柱狀襯墊的端部的寬度為L2時，滿足0.8≤L2/L1≤3。此外，圓柱狀襯墊側(cè)表面中心處的切面與具有柔韌性的第一襯底表面之間的角度或者圓柱狀襯墊側(cè)表面中心處的切面與具有柔韌性的第二襯底表面之間的角度優(yōu)選在65°至115°范圍內(nèi)。此外，所述襯墊的高度優(yōu)選在0.5微米至10微米的范圍內(nèi)，或者在1.2微米至5微米的范圍內(nèi)。
具有柔韌性的第一襯底600和具有柔韌性的第二襯底664分別提供有偏振板676和677。此外，偏振板676和677可提供有延遲板(retardation plate)。
液晶顯示面板具有背光678。背光可以典型地使用發(fā)光部件、冷陰極管、LED、EL發(fā)光裝置等形成。該實施例中的背光優(yōu)選具有靈活性。此外，背光可以提供有反射板和光學(xué)膜。
下面，該實施例將示出可以用于上述實施例的背光。
作為圖18B中示出的背光678，可以使用具有上述實施例模式中的有機(jī)E1元件和無機(jī)EL元件的一個或兩者的EL發(fā)光裝置。此外，在沒有使用本發(fā)明的情況下，可以使用這樣的EL發(fā)光裝置，其中具有柔韌性的第三襯底681提供有具有發(fā)光元件的層682，所述發(fā)光元件包括第一導(dǎo)電層、發(fā)光層以及第二導(dǎo)電層，并且以具有柔韌性的第四襯底683密封具有柔韌性的第三襯底681和具有發(fā)光元件的層682。注意，可以以這樣的方式形成發(fā)光元件，即使用噴墨方法、蒸發(fā)方法、濺射方法、印刷方法等適當(dāng)?shù)匦纬傻谝粚?dǎo)電層、發(fā)光層和第二導(dǎo)電層。
注意作為可以用作背光678的EL發(fā)光裝置的具有柔韌性的第四襯底683，可以使用圖18A中示出的偏振板676。在這種情況下，具有發(fā)光元件的層形成在具有柔韌性的第三襯底681上，使用偏振板676密封具有柔韌性的第三襯底681和具有發(fā)光元件的層682。然后，使用具有透光性質(zhì)的粘附劑使偏振板676和具有柔韌性的第一襯底600相互附著。因此，可以降低用于形成背光的具有柔韌性的襯底數(shù)量。
在具有柔韌性的第三襯底681上形成了具有發(fā)光元件的層682之后，可使用粘附劑將具有發(fā)光元件的層682和具有柔韌性的第三襯底681附著至提供在具有柔韌性的第一襯底600上的偏振板676上。因此，可以降低用于形成背光的具有柔韌性的襯底數(shù)量。
在偏振板676的一個表面上形成具有發(fā)光元件的層682之后，可以使用粘附劑使具有柔韌性的第三襯底681附著至偏振板676和具有發(fā)光元件的層682的一個表面，然后可以使用粘附劑使具有柔韌性的第一襯底600和偏振板676的另一表面相互附著。另外，在偏振板676的一個表面上形成具有發(fā)光元件的層682之后，可以使用粘附劑使得具有柔韌性的第一襯底600和偏振板676的另一表面相互附著，然后可以使用粘附劑將具有柔韌性的第三襯底681附著至偏振板676的一個表面上。因此，可以降低用于形成背光的具有柔韌性的襯底數(shù)量。
此外，可以使用偏振板676來代替具有柔韌性的第一襯底600。即，如圖18A所示，可以使用粘附劑使偏振板676附著至有機(jī)化合物層103，所述偏振板676密封了具有柔韌性的襯底681和具有發(fā)光元件的層682。因此，可以降低用于形成液晶顯示面板的具有柔韌性的襯底數(shù)量。
覆蓋了像素部分的具有大面積的發(fā)光元件可以形成為在具有該實施例的發(fā)光元件的層682中形成的發(fā)光元件。發(fā)射白光的元件優(yōu)選用作發(fā)光元件。
此外，具有線形的發(fā)光元件可以作為在具有發(fā)光元件的層682中形成的發(fā)光元件而形成。發(fā)射白光的元件可以用作發(fā)光元件。此外，優(yōu)選布置發(fā)光元件使得在每個像素中提供藍(lán)色發(fā)光元件、紅色發(fā)光元件和綠色發(fā)光元件。在這種情況下，并不必然需要提供圖18A示出的有色層665。注意當(dāng)提供了圖18A示出的有色層665時，顏色純度增加，并且提供了能夠執(zhí)行明亮顯示的液晶顯示面板。
此外，作為在具有發(fā)光元件的層682中形成的發(fā)光元件，可以在每個像素中使用發(fā)射白光的元件。另外，可以在每個像素中提供包括藍(lán)色發(fā)光元件的子像素、包括紅色發(fā)光元件的子像素和包括綠色發(fā)光元件的子像素。因此，提供了能夠高清晰顯示的液晶顯示面板。
注意，背光的結(jié)構(gòu)除了用于本發(fā)明中的液晶顯示面板還可以用于其他液晶顯示面板。
在該實施例中，作為可以在上述實例中使用的背光，下面描述了其中具有柔韌性的襯底提供有LED的背光。
圖19A為背光的頂視圖，圖19B為沿著圖19A的線H-G的截面圖。在圖19A和19B中，在具有柔韌性的襯底6000上提供具有反射性質(zhì)的公共電極層6001，在絕緣層6006上形成用作陽極的導(dǎo)線層6002a和導(dǎo)線層6002b。分別在導(dǎo)線層6002a和導(dǎo)線層6002b上提供發(fā)光二極管6003a和發(fā)光二極管6003b。發(fā)光二極管6003a的連接端子6012a使用各向異性導(dǎo)電膜中的導(dǎo)電顆粒6008電連接至導(dǎo)線層6002a。此外，發(fā)光二極管6003a的連接端子6013a在絕緣層6006中形成的開口(接觸孔)6004b處使用各向異性導(dǎo)電膜中的導(dǎo)電顆粒6008電連接至公共電極層6001。相似地，發(fā)光二極管6003b的連接端子6012b使用各向異性導(dǎo)電膜中的導(dǎo)電顆粒6008電連接至導(dǎo)線層6002a，發(fā)光二極管6003b的連接端子6013b在絕緣層6006中形成的開口(接觸孔)6004a處電連接至公共電極層6001。
注意，作為各向異性導(dǎo)電膜，導(dǎo)電顆粒6008分散在有機(jī)樹脂6012中，并且有機(jī)樹脂中的導(dǎo)電顆粒6008通過從一個方向進(jìn)行壓力鍵合從而相互連接。此外，此處各向異性導(dǎo)電膜提供在具有柔韌性的襯底的整個表面；然而，僅僅發(fā)光二極管的連接部分和導(dǎo)線層可以選擇性地提供各向異性導(dǎo)電膜。此外，可以使用各向異性導(dǎo)電樹脂來代替各向異性導(dǎo)電膜。
公共電極層6001用作反射入射光的反射電極。因此，從發(fā)光二極管6003a和6003b發(fā)射的光可以有效地傳送至液晶顯示裝置。
圖20A示出了背光的頂視圖，圖20B示出了沿著圖20A的線I-J的截面圖。圖20A和20B的背光示出了這樣的實例，其中發(fā)光二極管和公共電極層或者導(dǎo)線層使用凸起(bump)或者導(dǎo)電金屬膠(paste)(例如，銀(Ag)膠)連接。在圖20A中，線性形成導(dǎo)線層6002a、導(dǎo)線層6002b、導(dǎo)線層6002c。當(dāng)相對于每個導(dǎo)線層布置相同顏色的發(fā)光二極管，使得連接至導(dǎo)線層6002a的發(fā)光二極管(發(fā)光二極管6003a等)為紅色發(fā)光二極管(R)、連接至導(dǎo)線層6002b的發(fā)光二極管(發(fā)光二極管6003b等)為綠色發(fā)光二極管(G)且連接至導(dǎo)線層6002c的發(fā)光二極管(發(fā)光二極管6003c等)為藍(lán)色發(fā)光二極管(B)時，容易控制將施加至導(dǎo)線層的電壓。發(fā)光二極管6003a使用導(dǎo)電膠6008電連接至公共電極層6001和導(dǎo)線層6002a，并且發(fā)光二極管6003b使用導(dǎo)電膠6008電連接至公共電極層6001和導(dǎo)線層6002a。
圖21A示出背光的頂視圖，圖21B和圖21C示出了沿著圖21A的線K-L的截面圖。圖21A至21C的背光具有其中分別提供反射電極層和公共電極層的結(jié)構(gòu)。
在圖21B中，反射電極層6021形成在具有柔韌性的襯底6000上，絕緣層6006形成在反射電極層6021上。導(dǎo)線層6022a和6022b以及公共電極層6023a和6023b形成在絕緣層6006上。此外，發(fā)光二極管6003a提供在導(dǎo)線層6022a和公共電極層6023a上。此外，發(fā)光二極管6003b提供在導(dǎo)線層6022b和公共電極層6023b上。發(fā)光二極管6003a的連接端子6014a通過導(dǎo)電膠6008a電連接至導(dǎo)線層6022a，發(fā)光二極管6003a的連接端子6015a通過導(dǎo)電膠6008b電連接至公共電極層6023a。發(fā)光二極管6003b的連接端子6014b通過導(dǎo)電膠6008c電連接至導(dǎo)線層6022b，發(fā)光二極管6003b的連接端子6015b通過導(dǎo)電膠6008d電連接至公共電極層6023b。
反射入射光的反射電極層6021形成在具有柔韌性的襯底上。因此，從發(fā)光二極管6003a和6003b發(fā)射的光可以有效地傳送至液晶顯示裝置。
圖21C示出了其中包括光散射顆粒6011的絕緣層6010提供在反射電極層6021上的結(jié)構(gòu)。光散射顆粒6011包括散射入射光以及散射通過反射電極層6021所反射光的效果。在該實施例中，反射電極層可以使用其鏡表面執(zhí)行鏡面反射。此外，其表面上不均勻且被著色成白色的反射電極層可以用于執(zhí)行漫反射。
參考圖22A和22B描述其中多個發(fā)光二極管提供在具有柔韌性的襯底上的實例。包括具有柔韌性襯底的背光產(chǎn)品通常在特定方向上彎曲。當(dāng)從頂面觀看時，圖22A的背光為橫向長的矩形，背光通常在由箭頭6105a和箭頭6105b示出的方向上彎曲。當(dāng)提供在具有柔韌性的襯底6100上的多個發(fā)光二極管的頂部表面形狀為矩形時，布置發(fā)光二極管6101a和6101b使得發(fā)光二極管6101a和6101b的短邊平行于隨著頻率彎曲的具有柔韌性的襯底6100的長邊。
圖22B示出的背光使用垂直方向較長的具有柔韌性的襯底6200，并且具有柔韌性的襯底6200通常在由箭頭6205a和箭頭6205b示出的方向上彎曲。在這樣的情況下，當(dāng)從頂面觀看時，提供在具有柔韌性的襯底6200上的多個發(fā)光二極管為矩形。布置發(fā)光二極管6201a和6201b，使得發(fā)光二極管6201a和6201b的短邊平行于隨著頻率彎曲的具有柔韌性的襯底6200的側(cè)邊。通過這樣的方式，在根據(jù)計劃用途和顯示裝置形狀存在其中具有柔韌性的襯底通常彎曲方向和其中具有柔韌性的襯底通常不彎曲方向的情況下，當(dāng)發(fā)光二極管的短邊以及將彎曲的側(cè)邊預(yù)先布置成平行以使其容易彎曲時，顯示裝置變得難以損壞。因此，可以增加可靠性。
圖23A和23B示出在具有柔韌性的襯底6400上相鄰地提供了其間具有間隔b的發(fā)光二極管6401a和發(fā)光二極管6401b。每個發(fā)光二極管6401a和發(fā)光二極管6401b具有厚度a。圖23B示出了其中提供有發(fā)光二極管6401a和發(fā)光二極管6401b的具有柔韌性的襯底6400以箭頭6405a和箭頭6405b的方向彎曲的圖示。如圖23A和23B所示，當(dāng)相鄰發(fā)光二極管之間的間隔b大于兩倍的厚度a時，即滿足b＞2a時，具有柔韌性的襯底6400可以在無需使發(fā)光二極管6401a和發(fā)光二極管6401b相互接觸的情況下容易地彎曲。
圖24A和圖24B示出其中使用樹脂層覆蓋發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的實例。如圖24A所示，在具有柔韌性的襯底6150上形成使用樹脂層6152a覆蓋的發(fā)光二極管6151a和使用樹脂層6152b覆蓋的發(fā)光二極管6151b。此外，樹脂層6152a和樹脂層6152b之間的距離設(shè)置為間隔b。每個樹脂層6152a和樹脂層6152b的最大厚度為厚度a。圖24B示出了具有柔韌性的襯底6150以箭頭6154a和箭頭6154b的方向彎曲的圖示，其中具有柔韌性的襯底6150提供有發(fā)光二極管6151a、樹脂層6152a、發(fā)光二極管6151b、樹脂層6152a。如圖24A和24B所示，當(dāng)相鄰的樹脂層和使用樹脂層覆蓋的發(fā)光二極管之間的間隔b大于兩倍的覆蓋發(fā)光二極管的樹脂層最大厚度a時，即滿足b＞2a時，具有柔韌性的襯底6150可以容易地彎曲，而無需使得使用樹脂層6152a覆蓋的發(fā)光二極管6151a和使用樹脂層6152b覆蓋的發(fā)光二極管6151b相互接觸。
圖25中示出的具有柔韌性的側(cè)光型背光包括具有柔韌性的光導(dǎo)板6300、提供在具有柔韌性的襯底6301上的發(fā)光二極管6302以及反射來自發(fā)光二極管6302發(fā)射光的反射薄板6303a和6303b。提供反射薄板6303a和6303b使得有效地將光引導(dǎo)至光導(dǎo)板。以常規(guī)反射體板為代表的圓筒形彎曲的反射板并不容易彎曲。然而，如該實施例模式所示，圖25中具有未被固定成圓筒形狀的反射薄板6303a和6303b可以容易地彎曲。
當(dāng)上述結(jié)構(gòu)的具有柔韌性的背光用于使用本發(fā)明的轉(zhuǎn)置(transposition)工藝形成的具有柔韌性的顯示裝置時，可以形成具有柔韌性的電子裝置。
注意背光的結(jié)構(gòu)還可以用于本發(fā)明以外的其他液晶顯示面板。
接著，將參考圖26描述EL顯示面板。
圖26示出了EL顯示面板的橫截面。在EL顯示面板中，使用密封材料650密封提供在具有柔韌性的第一襯底600上的絕緣層608和具有柔韌性的第二襯底640。作為密封材料650，優(yōu)選使用包括填充物的具有高粘度的環(huán)氧基樹脂。密封材料理想地是盡可能少地傳輸濕氣和氧的材料。此外，具有柔韌性的第一襯底600提供有有機(jī)化合物層103。
驅(qū)動電路部分644和像素部分645包括在密封材料650、具有柔韌性的第一襯底600、具有柔韌性的第二襯底640的內(nèi)側(cè)上。
在端子部分643，形成連接至每個TFT的源或柵導(dǎo)線的連接端子(圖26示出的連接至源導(dǎo)線的連接端子654)。連接端子通過各向異性導(dǎo)電膜656連接至用作輸入端子的FPC(柔性印刷電路)655，并且連接端子通過各向異性導(dǎo)電膜656接收視頻信號或者時鐘信號。
在驅(qū)動電路部分644，形成用于驅(qū)動像素的電路，諸如源驅(qū)動器和柵驅(qū)動器。此處，布置類似于像素部分中的開關(guān)TFT602形成的N溝道TFT 651和類似于像素部分中的驅(qū)動TFT603形成的P溝道TFT 652。注意N溝道TFT 651和P溝道TFT 652形成CMOS電路。
在像素部分645中，以矩陣形式布置了每個都包括開關(guān)TFT602、驅(qū)動TFT603以及發(fā)光元件624的像素。在上述實施例模式中示出的有機(jī)EL元件或者無機(jī)EL元件可以適當(dāng)用于發(fā)光元件624。此處，附圖標(biāo)記607、615、622和623分別示出了層間絕緣層、第一電極、發(fā)光層和第二電極。
此處在該實施例中，圖31示出了當(dāng)具有有機(jī)EL元件的發(fā)光顯示裝置執(zhí)行全色顯示時的像素的等效電路圖。在圖31中，虛線圍繞的TFT638對應(yīng)于圖26中的開關(guān)TFT602，虛線圍繞的TFT 639對應(yīng)于驅(qū)動TFT603。
在表示紅色的像素中，驅(qū)動TFT639的漏區(qū)連接至用于發(fā)射紅光的OLED 703R，而其源區(qū)提供有陽極側(cè)電源線(R)706R。OLED 703R提供有陰極側(cè)電源線700。開關(guān)TFT638連接至柵導(dǎo)線705而驅(qū)動TFT639的柵電極連接至開關(guān)TFT638的漏區(qū)。開關(guān)TFT638的漏區(qū)連接至電容器元件707，而電容器元件707連接至陽極側(cè)電源線(R)706R。
在表示綠色的像素中，驅(qū)動TFT的漏區(qū)連接至用于發(fā)射綠光的OLED 703G，而其源區(qū)提供有陽極側(cè)電源線(G)706G。開關(guān)TFT638連接至柵導(dǎo)線705，而驅(qū)動TFT639的柵電極連接至開關(guān)TFT638的漏區(qū)。開關(guān)TFT638的漏區(qū)連接至電容器元件707，而電容器元件707連接至陽極側(cè)電源線(G)706G。
在表示藍(lán)色的像素中，驅(qū)動TFT的漏區(qū)連接至用于發(fā)射藍(lán)光的OLED 703B，而其源區(qū)提供有陽極側(cè)電源線(B)706B。開關(guān)TFT638連接至柵導(dǎo)線705，而驅(qū)動TFT639的柵電極連接至開關(guān)TFT638的漏區(qū)。開關(guān)TFT638的漏區(qū)連接至電容器元件707，而電容器元件707連接至陽極側(cè)電源線(B)706B。
根據(jù)EL材料分別對不同顏色的像素施加不同的電壓。
此處，源導(dǎo)線704平行于陽極側(cè)電源線706R、706G和706B形成；然而，本發(fā)明并不限于此。柵導(dǎo)線705平行于陽極側(cè)電源線706R、706G和706B形成。此外，驅(qū)動TFT639可以具有多柵電極結(jié)構(gòu)。
在發(fā)光裝置中，屏幕顯示的驅(qū)動方法并沒有特別限制。例如，可以使用點順序驅(qū)動方法、線順序驅(qū)動方法、平面順序驅(qū)動方法等。典型地，使用線順序驅(qū)動方法，并且可以與時分灰度級方法或者區(qū)域灰度級驅(qū)動方法適當(dāng)結(jié)合。此外，將被輸入至發(fā)光裝置的源線的視頻信號可以是模擬信號或者數(shù)字信號。驅(qū)動電路等可以根據(jù)視頻信號適當(dāng)設(shè)計。
此外，在使用數(shù)字視頻信號的發(fā)光裝置中，存在兩種驅(qū)動方法，即其中輸入至像素的視頻信號為恒定電壓(CV)的方法和輸入至像素的視頻信號為恒定電流(CC)的方法。另外，對于使用具有恒定電壓(CV)的視頻信號的驅(qū)動方法，存在兩種方法，即其中施加至發(fā)光元件的信號的電壓恒定的方法(CVCV)和其中施加至發(fā)光元件的信號的電流恒定的方法(CVCC)。此外，對于使用具有恒定電流(CC)的視頻信號的驅(qū)動方法，存在兩種方法，即其中施加至發(fā)光元件的信號的電壓恒定的方法(CCCV)和其中施加至發(fā)光元件的信號的電流恒定的方法(CCCC)。
在發(fā)光裝置中，可以提供用于防止靜電擊穿的保護(hù)電路(諸如保護(hù)二極管)。
保護(hù)層653可以形成在像素部分和絕緣層621的發(fā)光元件624之上。形成保護(hù)層以防止?jié)駳?、氧氣等進(jìn)入發(fā)光元件624和絕緣層621。優(yōu)選通過諸如等離子CVD方法或者濺射方法的薄膜形成方法使用諸如氮化硅、氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮氧化鋁、氧化鋁、金剛石類碳(DLC)或者含有氮的碳(CN)的絕緣材料來形成保護(hù)層653。
在該實施例中，由于源驅(qū)動器、柵驅(qū)動器和像素部分的TFT形成在一個襯底上，因此可以使發(fā)光顯示面板變薄。
可以在第二襯底640和保護(hù)層653之間的區(qū)域642中提供間隔，所述間隔使用諸如氮氣的惰性氣體填充?？梢砸种茲駳饣蛘哐鯕膺M(jìn)入發(fā)光元件以及絕緣層。
第二襯底640可以提供著色層。在這樣的情況下，當(dāng)為每個像素提供能夠發(fā)射白光的發(fā)光元件且分別提供表示R、G或B的著色層時，可以實現(xiàn)全彩顯示。此外，當(dāng)為每個像素提供能夠發(fā)射藍(lán)光的發(fā)光元件且分別提供了色彩轉(zhuǎn)換層時，可以實現(xiàn)全彩顯示。這樣的EL顯示模塊具有高RGB的色純度并且允許高清晰顯示。另外，對于每個像素可以形成表示紅、綠或藍(lán)色發(fā)光的發(fā)光元件，并且還可以使用著色層。
此外，在來自發(fā)光元件624的光發(fā)射至第一襯底600側(cè)的情況下，第一襯底600的表面可以提供偏振板和延遲板。同時，在來自發(fā)光元件624的光被發(fā)射至第二襯底640側(cè)的情況下，第二襯底640的表面可以提供偏振板和延遲板。另外，在來自發(fā)光元件624的光被發(fā)射至具有柔韌性的第一襯底600側(cè)和具有柔韌性的第二襯底640側(cè)的情況下，具有柔韌性的第一襯底600和具有柔韌性的第二襯底640的表面可以提供偏振板和延遲板。
通過將發(fā)光顯示面板連接至外部電路，諸如電源電路或者控制器，可以形成發(fā)光顯示模塊。
接著，描述其中上述EL顯示面板或者液晶顯示面板其上安裝有FPC或者驅(qū)動IC的實例。此處通過TFT形成的芯片狀驅(qū)動電路稱為驅(qū)動IC。
圖27示出了采用COG方法的實例，其對具有窄幀(例如1.5英寸的對角線)的小尺寸是優(yōu)選的。
在圖27中，驅(qū)動IC 1011安裝至襯底1010上，F(xiàn)PC 1019安裝至布置在驅(qū)動IC端部處的端子部分1018上。從提高生產(chǎn)率的角度考慮，優(yōu)選將待安裝的多個驅(qū)動IC 1011形成在具有側(cè)邊為300mm至1000mm或更大的矩形襯底上。也就是講，每個都將驅(qū)動電路部分和輸入/輸出端子作為一個單元的多個電路圖案可以形成在襯底上，且可以通過最終分割襯底得到驅(qū)動IC?？紤]到像素間距或者側(cè)邊上像素部分的長度，驅(qū)動IC可以具有矩形形狀，其長邊具有15至80mm的長度，短邊具有1至6mm的長度。
驅(qū)動IC的外部尺寸優(yōu)于IC芯片在于長邊的長度。當(dāng)驅(qū)動IC具有15至80mm的長邊時，待安裝的芯片數(shù)量低于使用IC芯片情況下的數(shù)量，從而增加了產(chǎn)出。當(dāng)驅(qū)動IC形成在玻璃襯底上時，用作宿主材料的襯底的形狀并不受限制，且并未降低生產(chǎn)率。與從圓形硅晶片得到IC芯片的情況相比，這具有巨大優(yōu)勢。
另外，還可應(yīng)用TAB方法。在這樣的情況下，可以附著多條帶且驅(qū)動IC可以安裝至所述帶。與COG方法類似，單個驅(qū)動IC可以安裝至單條帶。在這樣的情況下，從機(jī)械強(qiáng)度的角度考慮，優(yōu)選將用于固定驅(qū)動IC的金屬芯片等附著在一起。
提供像素部分1102和驅(qū)動IC 1011之間的連接區(qū)域1017，以使得發(fā)光元件中的第二導(dǎo)電層與低層導(dǎo)線接觸。
此外，通過圍繞像素部分1012的密封材料1015以及被密封材料1015圍繞的填充材料將密封襯底1014固定至襯底1010。
驅(qū)動IC可以由通過Si芯片形成的IC芯片來代替。
在該實施例中將參考圖28A至28C描述以能夠無線數(shù)據(jù)通信的RFID標(biāo)簽為代表的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)。如圖28A所示，該實施例中的半導(dǎo)體裝置20具有無需接觸的數(shù)據(jù)通信功能，并包括電源電路11、時鐘發(fā)生電路12、數(shù)據(jù)解調(diào)/調(diào)制電路13、用于控制其他電路的控制電路14、接口電路15、存儲器電路16、總線17和天線18。
另外，如圖28B所示，該實施例的半導(dǎo)體裝置20具有無需接觸的數(shù)據(jù)通信功能，并且除了電源電路11、時鐘發(fā)生電路12、數(shù)據(jù)解調(diào)/調(diào)制電路13、用于控制其他電路的控制電路14、接口電路15、存儲器電路16、總線17和天線18之外，可以包括中央處理單元21。
如圖28C所示，該實施例的半導(dǎo)體裝置20具有無需接觸的數(shù)據(jù)通信功能，并且除了電源電路11、時鐘發(fā)生電路12、數(shù)據(jù)解調(diào)/調(diào)制電路13、用于控制其他電路的控制電路14、接口電路15、存儲器電路16、總線17、天線18以及中央處理單元21之外，可以包括包含檢測元件23和檢測控制電路24的檢測部分22。
當(dāng)該實施例的半導(dǎo)體裝置包括電源電路11、時鐘發(fā)生電路12、數(shù)據(jù)解調(diào)/調(diào)制電路13、用于控制其他電路的控制電路14、接口電路15、存儲器電路16、總線17和天線18、中央處理單元21、包含檢測元件23和檢測控制電路24的檢測部分22等時，可以形成具有多功能的小半導(dǎo)體裝置。
電源電路11基于從天線18輸入的交流電流信號產(chǎn)生將被提供至半導(dǎo)體裝置20內(nèi)部的各個電路的各種電源。此外，電源電路11可以包括實施例模式1至5中所示的一種或者多種太陽能電池。時鐘發(fā)生電路12基于從天線18輸入的交流電流信號產(chǎn)生將被提供至半導(dǎo)體裝置20內(nèi)部的各個電路的各種時鐘信號。數(shù)據(jù)解調(diào)/調(diào)制電路13具有解調(diào)/調(diào)制用于與讀取/寫入器19通信的數(shù)據(jù)的功能。控制電路14具有控制存儲電路16的功能。天線18具有發(fā)送和接收電磁波或無線電波的功能。讀取/寫入器19控制與半導(dǎo)體裝置的通信并控制通信數(shù)據(jù)的處理。注意本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置并不限于上述結(jié)構(gòu)。例如，半導(dǎo)體裝置還可以包括其他元件，諸如電源電壓限幅電路以及僅僅用于處理代碼的硬件。
存儲器電路16包括在上述實施例模式中示出的存儲器元件。由于包括功能層(該功能層具有包括有機(jī)化合物的層)的存儲器元件可以同時實現(xiàn)小型化、厚度的降低以及容量的增加，因此當(dāng)使用具有包括有機(jī)化合物的層的存儲元件提供存儲器電路16時，可以實現(xiàn)小且重量輕的半導(dǎo)體裝置。
檢測部分22可以通過物理方法和化學(xué)方法檢測溫度、壓力、流率、光、磁、聲波、加速度、濕度、包含在氣體中的成分、包含在流體中的成分以及其他性質(zhì)。檢測部分22包括用于檢測物理量或化學(xué)量的檢測元件23以及檢測控制電路24，所述檢測控制電路24用于將所述檢測元件23檢測的物理量或者化學(xué)量轉(zhuǎn)換為諸如電信號的適當(dāng)信號。檢測元件23可以通過使用諸如電阻器、電容耦合元件、電感耦合元件、光電池元件、光電轉(zhuǎn)換元件、熱電動力元件、晶體管、熱敏電阻、二極管等的元件形成，上述實施例模式中示出的光電轉(zhuǎn)換元件、二極管和晶體管的一個或者多個可以包括在檢測元件23中。注意可以提供多個檢測部分22。在這樣的情況下，可以同時檢測多個物理量或者化學(xué)量。
此外，此處提到的物理量是指溫度、壓力、流率、光、磁、聲波、加速度、濕度等。此處提到的化學(xué)量是指化學(xué)物質(zhì)等，諸如氣體的氣體成分以及包含在流體中的成分，諸如離子。除上述之外，化學(xué)量還包括諸如包含在血、汗、尿等中的特定生物材料(例如包含在血中的血糖水平)的有機(jī)化合物。特別地，為了檢測化學(xué)量，不可避免地要選擇性地檢測特定物質(zhì)，因此在檢測元件23中預(yù)先提供待檢測的物質(zhì)以及選擇性起反應(yīng)的物質(zhì)。例如在檢測生物材料的情況下，與待由檢測元件23檢測的生物材料選擇性起反應(yīng)的酶、抗體分子、微生物細(xì)胞等優(yōu)選固定至高分子等。
根據(jù)該實施例，可以形成用作RFID標(biāo)簽的半導(dǎo)體裝置。RFID標(biāo)簽的應(yīng)用范圍是非常廣泛的。例如，通過以下方式可以使用RFID標(biāo)簽，即可以通過將其貼附至單據(jù)、硬幣、證券、債券、證書(諸如駕駛證和居住證，參見圖29A)、包裝容器(諸如，包裝紙和瓶子，參見圖29C)、記錄介質(zhì)(諸如DVD軟件和錄像帶，參見圖29B)、交通工具(諸如自行車、參見圖29D)、附屬品(諸如提包和眼鏡)、食物、植物、動物、人體、布料、生活用品(living wares)、用于諸如電氣設(shè)備和行李的物品上的標(biāo)簽(參見圖29E和29F)等。電氣設(shè)備是指液晶顯示裝置、EL顯示裝置、電視裝置(也簡單稱作電視或者電視接收器)、蜂窩式電話等。
此外，通過將半導(dǎo)體裝置安裝至印刷襯底上或者通過將半導(dǎo)體裝置附著至貨物表面、將半導(dǎo)體裝置嵌入貨物等，可以將該實施例的半導(dǎo)體裝置20固定至貨物。例如，半導(dǎo)體裝置可以嵌入在書紙中，或者嵌入在使用有機(jī)樹脂形成的包裝的有機(jī)樹脂中。由于該實施例中的半導(dǎo)體裝置20小、薄且重量輕，因此在固定至貨物之后，半導(dǎo)體裝置不會損害貨物的設(shè)計。通過向單據(jù)、硬幣、證券、債券、證書等提供該實施例的半導(dǎo)體裝置20，可以為這些物品提供識別功能。通過利用識別功能，可以防止這些物品的偽造。此外，通過為包裝容器、記錄介質(zhì)、附屬品、食物、布料、生活用品、電氣設(shè)備等提供本實施例的半導(dǎo)體裝置，可以有效改善檢查系統(tǒng)等。
接著，將參考圖30描述配備有本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的電氣設(shè)備的實例。此處作為實例示出了移動電話。移動電話包括外殼2700和2706、面板2701、機(jī)殼2702、印刷電路板2703、操作按鈕2704和電池2705(參見圖30)。面板2701嵌入在機(jī)殼2702中并可自由拆卸。機(jī)殼2702穩(wěn)定固定至印刷電路板2703。機(jī)殼2702的形狀和尺寸根據(jù)其中嵌入面板2701的電氣設(shè)備適當(dāng)改變。被封裝的多個半導(dǎo)體設(shè)備安裝在印刷電路板2703上。上述實施例模式和實施例中示出的半導(dǎo)體裝置可以用于所述多個半導(dǎo)體裝置2710之一。安裝在印刷電路板2703上的多個半導(dǎo)體裝置具有控制器、中央處理單元(CPU)、存儲器、電源電路、音頻處理電路、傳送/接收電路等的任一種功能。
面板2701通過連接膜2708連接至印刷電路板2703。面板2701、機(jī)殼2702以及印刷電路板2703與操作按鈕2704和電池2705一起布置在外殼2700和2706內(nèi)部。布置包括在面板2701中的像素區(qū)2709使得可以通過開口窗來目視識別像素區(qū)2709。實施例5和6中示出的半導(dǎo)體裝置可以用作面板2701。
如上面已經(jīng)陳述，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置小、薄且重量輕，因此可以有效利用電氣設(shè)備的外殼2700和2706內(nèi)部的有限空間。
注意外殼2700和2706僅示出了移動電話外部形狀的實例，應(yīng)用于本實施例的電子裝置可以根據(jù)其性能和計劃用途而改變。
在實施例模式和實施例中示出的具有半導(dǎo)體裝置的電氣設(shè)備包括電視裝置(也簡單地稱作TV或者電視接收裝置)、諸如數(shù)碼相機(jī)或者數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的照相機(jī)、移動電話裝置(也簡單地稱作蜂窩電話裝置或者蜂窩電話)、諸如PDA的移動信息終端、移動游戲機(jī)、用于計算機(jī)的監(jiān)視器、計算機(jī)、諸如汽車音頻部件的音頻再現(xiàn)裝置、諸如家用游戲機(jī)的配備有記錄介質(zhì)的圖像再現(xiàn)裝置等。參考圖32A至32F對特定實例進(jìn)行描述。
圖32A示出的移動信息終端包括機(jī)身9201、顯示部分9202等。通過使用上述實施例模式和實施例中示出的液晶顯示裝置或者發(fā)光顯示裝置用作顯示部分9202，可以提供薄、重量輕且方便攜帶的廉價移動信息終端。
圖32B示出的攝像機(jī)包括顯示部分9701、顯示部分9702等。通過使用上述實施例模式和實施例中示出的液晶顯示裝置或者發(fā)光顯示裝置用作顯示部分9701，可以提供薄、重量輕且方便攜帶的廉價攝像機(jī)。
圖32C示出的移動終端包括機(jī)身9101、顯示部分9102等。通過使用上述實施例模式和實施例中示出的液晶顯示裝置或者發(fā)光顯示裝置用作顯示部分9102，可以提供薄、重量輕且方便攜帶的廉價移動終端。
圖32D示出的移動電視裝置包括機(jī)身9301、顯示部分9302等。通過使用上述實施例模式和實施例中示出的液晶顯示裝置或者發(fā)光顯示裝置用作顯示部分9302，可以提供薄、重量輕且方便攜帶的廉價的移動電視裝置。這樣的電視裝置可以在小尺寸(安裝在諸如移動電話的移動終端中)到便攜的中等尺寸的范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用，甚至可以應(yīng)用于大尺寸(例如40英寸或者更大)。
圖32E示出的移動計算機(jī)包括機(jī)身9401、顯示部分9402等。通過使用上述實施例模式和實施例中示出的液晶顯示裝置或者發(fā)光顯示裝置用作顯示部分9402，可以提供薄、重量輕且方便攜帶的廉價移動計算機(jī)。
圖32F示出的電視裝置包括機(jī)身9501、顯示部分9502等。通過使用上述實施例模式和實施例中示出的液晶顯示裝置或者發(fā)光顯示裝置用作顯示部分9502，可以提供薄、重量輕且方便攜帶的廉價電視裝置。因此，電視裝置可以用做壁掛電視或者電子廣告板。
該實施例示出了包括在具有柔韌性的半導(dǎo)體裝置內(nèi)的有機(jī)半導(dǎo)體晶體管的電特性，所述具有柔韌性的半導(dǎo)體裝置使用實施例模式1中所示方法形成。
參考圖1A至圖1E示出該實施例的半導(dǎo)體裝置的制造工藝。
如圖1A所示，在襯底101上順序形成光催化層102和有機(jī)化合物層103。玻璃襯底用于襯底101。作為光催化層102，使用旋轉(zhuǎn)涂覆器將包括氧化鈦和醋酸丁酯的合成物(產(chǎn)品名稱Ti-03，由KojundoChemical Laboratory Co.，Ltd制造)涂覆在襯底101上，并使用臥式擴(kuò)散爐在600℃執(zhí)行烘烤15分鐘，使得形成薄氧化鈦膜。作為有機(jī)化合物層103，使用合成物(產(chǎn)品名稱SUNEVER SE-5291，由Nissan Chemical Industries Ltd.制造)對光催化層102進(jìn)行旋轉(zhuǎn)涂覆，然后使用烘爐在180℃執(zhí)行烘烤30分鐘，使得形成包括聚酰亞胺的有機(jī)化合物層103。
接著，在有機(jī)化合物層103上形成元件形成層104。作為元件形成層，形成具有有機(jī)半導(dǎo)體晶體管的層。下面示出用于形成有機(jī)半導(dǎo)體晶體管的方法。使用噴墨方法將包括銀顆粒的合成物(由HarimaChemicals，INC制造)排放在預(yù)定位置，并使用烘爐在180℃執(zhí)行烘烤60分鐘，使得形成包括銀的柵電極。
接著使用旋轉(zhuǎn)涂覆器涂覆合成物(產(chǎn)品名稱SUNEVER SE-5291，由Nissan Chemical Industries，Ltd.制造)，然后使用烘爐在180℃執(zhí)行烘烤30分鐘。另外，使用旋轉(zhuǎn)涂覆器涂覆其中甲基乙基酮中溶解了1wt％聚肉桂酸乙烯酯(polyvinyl cinnamate)(由AldrichChemical Company，Inc制造)的溶液，并使用熱板在80℃執(zhí)行烘烤10分鐘，從而形成柵絕緣膜。
接著，使用噴墨方法將包括銀顆粒的合成物(由HarimaChemicals，INC.制造)排放在預(yù)定位置，并使用烘爐在180℃執(zhí)行烘烤60分鐘，使得形成包括銀的漏電極和源電極。
接著，使用金屬掩膜通過沉積純凈的戊省形成半導(dǎo)體層，使得形成有機(jī)半導(dǎo)體晶體管。
接著，如圖1B所示，使用來自金屬鹵化物燈(160W)的光105從背面(玻璃側(cè))照射襯底101持續(xù)15分鐘，使得激活光催化層102。
接著，將具有粘附劑的膜附著至有機(jī)半導(dǎo)體晶體管上。
接著，如圖1C所示，從固定襯底101上提升膜的端部，并且在光催化層102和有機(jī)化合物層103之間的界面處執(zhí)行分離，然后將元件形成層從襯底移位至所述膜。有機(jī)半導(dǎo)體晶體管的尺寸如下溝道長度L/溝道寬度W＝1600/165微米。圖33示出了當(dāng)漏電壓Vd被設(shè)置為-10V時，移位至所述膜的有機(jī)半導(dǎo)體晶體管的電特性的測量結(jié)果。實線示出了漏電流，點劃線示出了柵電流。
如上所述，形成在襯底上的元件形成層移位至具有粘附劑的膜，使得可以形成具有柔韌性的半導(dǎo)體裝置。
該應(yīng)用基于2006年3月3日提交日本專利局的日本專利申請序號2006-058729，其全部內(nèi)容包含在此以供參考。
權(quán)利要求
1.一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，包括在具有透光性質(zhì)的襯底上形成光催化層和與所述光催化層接觸的有機(jī)化合物層；在襯底上形成元件形成層，使光催化層和有機(jī)化合物層夾在所述襯底和元件形成層之間；使用光照射所述光催化層將所述元件形成層與襯底分離。
2.一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，包括在具有透光性質(zhì)的襯底上形成光催化層；形成與所述光催化層接觸的有機(jī)化合物層；在所述有機(jī)化合物層上形成元件形成層；和使用光照射所述光催化層將所述元件形成層與襯底分離。
3.一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，包括在具有透光性質(zhì)的襯底上形成有機(jī)化合物層；形成與所述有機(jī)化合物層接觸的光催化層；在所述光催化層上形成元件形成層；和使用光通過襯底照射所述光催化層將所述元件形成層與襯底分離。
4.一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，包括在具有透光性質(zhì)的襯底上形成光催化層；形成與所述光催化層接觸的具有光屏蔽性質(zhì)的有機(jī)化合物層；在所述有機(jī)化合物層上形成元件形成層；和使用光照射所述光催化層將所述元件形成層與襯底分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中在所述元件形成層與襯底分離之后，將具有柔韌性的襯底附著到有機(jī)化合物層的表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中在所述元件形成層與襯底分離之后，將具有柔韌性的襯底附著到有機(jī)化合物層的表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中在所述元件形成層與襯底分離之后，將具有柔韌性的襯底附著到光催化層的表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中在所述元件形成層與襯底分離之后，將具有柔韌性的襯底附著到有機(jī)化合物層的表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中在所述光催化層和所述有機(jī)化合物層之間的界面處執(zhí)行分離，使得所述元件形成層與襯底分離。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中在所述光催化層和所述有機(jī)化合物層之間的界面處執(zhí)行分離，使得所述元件形成層與襯底分離。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中在所述光催化層和所述有機(jī)化合物層之間的界面處執(zhí)行分離，使得所述元件形成層與襯底分離。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中在所述光催化層和所述有機(jī)化合物層之間的界面處執(zhí)行分離，使得所述元件形成層與襯底分離。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中所述有機(jī)化合物層包括無機(jī)化合物顆粒。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中所述有機(jī)化合物層包括無機(jī)化合物顆粒。
15.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中所述有機(jī)化合物層包括無機(jī)化合物顆粒。
16.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中所述有機(jī)化合物層包括無機(jī)化合物顆粒。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中所述有機(jī)化合物層具有光屏蔽性質(zhì)。
18.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中所述有機(jī)化合物層具有光屏蔽性質(zhì)。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中所述有機(jī)化合物層包括光吸收體或者光反射體。
20.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中所述有機(jī)化合物層包括光吸收體或者光反射體。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中所述光的波長是激活光催化層的波長。
22.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中所述光的波長是激活光催化層的波長。
23.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中所述光的波長是激活光催化層的波長。
24.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中所述光的波長是激活光催化層的波長。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中所述元件形成層包括從由薄膜晶體管、二極管、電阻器構(gòu)成的組中選擇的至少一個。
26.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中所述元件形成層包括從由薄膜晶體管、二極管、電阻器構(gòu)成的組中選擇的至少一個。
27.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中所述元件形成層包括從由薄膜晶體管、二極管、電阻器構(gòu)成的組中選擇的至少一個。
28.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中所述元件形成層包括從由薄膜晶體管、二極管、電阻器構(gòu)成的組中選擇的至少一個。
29.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中所述元件形成層包括從由發(fā)光元件、液晶元件和電泳元件構(gòu)成的組中選擇的至少一個。
30.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中所述元件形成層包括從由發(fā)光元件、液晶元件和電泳元件構(gòu)成的組中選擇的至少一個。
31.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中所述元件形成層包括從由發(fā)光元件、液晶元件和電泳元件構(gòu)成的組中選擇的至少一個。
32.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中所述元件形成層包括從由發(fā)光元件、液晶元件和電泳元件構(gòu)成的組中選擇的至少一個。
33.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中所述半導(dǎo)體裝置在功能上作為發(fā)光裝置、液晶顯示裝置、電泳顯示裝置、無線芯片、太陽能電池和傳感器之一。
34.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中所述半導(dǎo)體裝置在功能上作為發(fā)光裝置、液晶顯示裝置、電泳顯示裝置、無線芯片、太陽能電池和傳感器之一。
35.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中所述半導(dǎo)體裝置在功能上作為發(fā)光裝置、液晶顯示裝置、電泳顯示裝置、無線芯片、太陽能電池和傳感器之一。
36.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中所述半導(dǎo)體裝置在功能上作為發(fā)光裝置、液晶顯示裝置、電泳顯示裝置、無線芯片、太陽能電池和傳感器之一。
全文摘要
一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，包括在具有透光性質(zhì)的襯底上形成光催化層和與所述光催化層接觸的有機(jī)化合物層；在具有透光性質(zhì)的襯底上形成元件形成層，使光催化層和與所述光催化層接觸的有機(jī)化合物層夾在所述襯底和元件形成層之間；在使用光通過具有透光性質(zhì)的襯底照射光催化層之后，將所述元件形成層與具有透光性質(zhì)的襯底分離。
文檔編號H01L21/04GK101038857SQ20071008541
公開日2007年9月19日 申請日期2007年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月3日
發(fā)明者森末將文, 神保安弘, 藤井嚴(yán), 木村肇 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所