特許第6626183号(P6626183)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6626183
(24)【登録日】2019年12月6日
(45)【発行日】2019年12月25日
(54)【発明の名称】封止体
(51)【国際特許分類】
   H01L 23/02 20060101AFI20191216BHJP
   H05B 33/04 20060101ALI20191216BHJP
   H01L 51/50 20060101ALI20191216BHJP
   G09F 9/30 20060101ALI20191216BHJP
【FI】
   H01L23/02 D
   H01L23/02 F
   H05B33/04
   H05B33/14 A
   G09F9/30 309
   G09F9/30 365
【請求項の数】5
【全頁数】24
(21)【出願番号】特願2018-219962(P2018-219962)
(22)【出願日】2018年11月26日
(62)【分割の表示】特願2013-227130(P2013-227130)の分割
【原出願日】2013年10月31日
(65)【公開番号】特開2019-47133(P2019-47133A)
(43)【公開日】2019年3月22日
【審査請求日】2018年12月13日
(31)【優先権主張番号】特願2012-242828(P2012-242828)
(32)【優先日】2012年11月2日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000153878
【氏名又は名称】株式会社半導体エネルギー研究所
(72)【発明者】
【氏名】中村 太紀
(72)【発明者】
【氏名】窪田 勇介
(72)【発明者】
【氏名】西戸 祐典
【審査官】 河合 俊英
(56)【参考文献】
【文献】 特開2004−281182(JP,A)
【文献】 特開2012−113968(JP,A)
【文献】 特開2003−158208(JP,A)
【文献】 国際公開第2011/129307(WO,A1)
【文献】 特開2007−200854(JP,A)
【文献】 特開2004−085769(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01L 23/02
G09F 9/30
H01L 51/50
H05B 33/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
配線層を有する第1の基板と、
金属層を有する第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板とを一定の間隙を有して接着する機能を有する、閉環状の封止層と、を有し、
前記封止層は、前記配線層と重なる第1の領域を有し、
前記配線層は、前記閉環状の封止層の内側から外側へと延在し、
前記金属層は、前記第1の領域と重なる位置に設けられ
前記金属層は、レーザ光の一部を反射し、一部を透過することができ、
前記封止層は、ガラスフリットを溶融して形成される、封止体。
【請求項2】
配線層を有する第1の基板と、
金属層を有する第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板とを一定の間隙を有して接着する機能を有する、閉環状の封止層と、を有し、
前記封止層は、前記配線層と重なる第1の領域を有し、
前記配線層は、前記閉環状の封止層の内側から外側へと延在し、
前記金属層は、前記第1の領域と重なる位置に設けられ、
前記金属層は、前記第2の基板より光透過率が低い層であ
前記金属層は、レーザ光の一部を反射し、一部を透過することができ、
前記封止層は、ガラスフリットを溶融して形成される、封止体。
【請求項3】
請求項1又は2において、
前記金属層は、銀層、金層、白金層、ニッケル層、タングステン層、クロム層、モリブデン層、鉄層、コバルト層、銅層、パラジウム層、アルミニウム層、マンガン層、チタン層、又はタンタル層を有する、封止体。
【請求項4】
請求項1乃至3のいずれか一において、
前記閉環状の封止層の内側に、液晶素子を含む封止体。
【請求項5】
請求項1乃至3のいずれか一において、
前記閉環状の封止層の内側に、発光素子を含む封止体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書等で開示する発明は、封止体及び封止体の作製方法に関する。特に半導体素子を
内部に有する封止体(半導体装置)に関する。
【0002】
なお、本明細書等において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置
全般を指し、電気光学装置、画像表示装置、半導体回路及び電子機器は全て半導体装置で
ある。
【背景技術】
【0003】
対向する一対の基板間に、素子を封入する方法の一つとして、低融点ガラスの粉末ガラス
(ガラスフリットとも表記する)を封着材料として貼り合わせ、高い密閉性を有する封止
体を形成する技術が知られている。
【0004】
このようなガラスフリットは、高いバリア性を有しているため、封止された内部を外部の
雰囲気と隔離することができる。ガラスフリットを用いた封止方法は、例えば有機EL(
ElectroLuminescence)素子、有機半導体素子、有機太陽電池、液晶
素子等の半導体素子を含むデバイスに応用されている。
【0005】
ガラスフリットを用いた封止は、低融点ガラスからなるガラスフリットとバインダとを含
むシール部材をガラス基板の縁に沿って塗布し、当該シール部材を焼成してバインダを低
減又は除去した後、当該ガラス基板と対向基板を重ね合わせてシール部材にレーザ光を照
射して、シール部材に含まれるガラスフリットを溶融して封止層とすることで、ガラス基
板と対向基板とを溶着させ、高い気密性を有する封止体を形成する方法が一般的である。
【0006】
レーザ光を照射する際に、シール部材と配線層(電極)とが重畳する領域では、配線層に
よってレーザ光の吸収又は反射が起こるため、溶着に必要とするレーザ光のエネルギーが
その他の領域(シール部材と配線層が重畳しない領域)と異なる。配線層によってレーザ
光が反射されることで、重畳する領域のシール部材に過剰なエネルギーが照射される場合
、該領域のシール部材と基板との密着性が低減する。また、配線層によってレーザ光が吸
収されることで、配線層が変形又は断線する場合がある。
【0007】
特許文献1には、レーザ光を照射する間、対向基板上であって電極と重畳する領域に反射
性のマスクを配置することで、当該領域へのレーザ光の照射エネルギーを低減する封止方
法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2011−529624号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら特許文献1に記載の封止方法のように、反射性のマスクを対向基板の外側に
設ける場合、金属膜で形成された反射性のマスクに直接レーザ光が照射されることで、金
属膜の膜飛びによる、半導体装置表面及び/又はレーザ光学系の汚染が起こることがある
。さらに、金属膜の変形によって反射性マスクが劣化することで、歩留まりの低下が起こ
りえる。
【0010】
上記を鑑み、本発明の一態様では、低融点ガラスを用いて封止された封止体であって、気
密性の高い封止体及びその作製方法を提供することを課題の一とする。
【0011】
また、本発明の一態様では、低融点ガラスを用いて封止された封止体を歩留まりよく提供
する方法を提供することを課題の一とする。
【0012】
なお、本発明の一態様によって、上記課題の少なくとも一が解決されるものとする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
開示する発明の一形態は、対向する2枚の基板間に少なくとも配線層が設けられ、該2枚
の基板がガラスフリットを材料として含む封止層によって封止された封止体であって、配
線層と封止層とが重畳する領域に、選択的に金属層を有する封止体を提供する。該金属層
は、レーザ光の照射工程において、レーザ光の半透過膜として機能し、配線層と重畳する
領域のシール部材に過剰なエネルギーが加えられることを抑制する。
【0014】
当該構成によって、レーザ光の照射を複雑に調整せずに、閉環状に形成されたシール部材
に一定のエネルギーのレーザ光を照射する場合であっても、精度よく略一様に該シール部
材に含まれるガラスフリットを溶融させ、封止層を形成することが可能となる。また、金
属層は、対向する2枚の基板の内側に設けられているため、レーザ光の照射による膜とび
又は変形を防止することができる。より具体的には、例えば以下の構成とすることができ
る。
【0015】
本発明の一態様は、配線層が設けられた第1の基板と、第1の基板と対向し、且つ第1の
基板と対向する面に金属層が設けられた第2の基板と、配線層の一部の領域と重なるよう
に閉環状に形成され、第1の基板と第2の基板とを一定の間隙を有して接着する封止層と
、を有し、配線層は、閉環状の封止層の内側から外側へと延在し、金属層は、配線層と封
止層とが重畳する領域に選択的に設けられている封止体である。
【0016】
また、本発明の一態様は、配線層が設けられた第1の基板と、第1の基板と対向し、且つ
第1の基板と対向する面に金属層が設けられた第2の基板と、配線層の一部の領域と重な
るように閉環状に形成され、第1の基板と第2の基板とを一定の間隙を有して接着する封
止層と、を有し、配線層は、閉環状の封止層の内側から外側へと延在し、金属層は、配線
層と封止層とが重畳する領域に選択的に設けられ、且つ、第2の基板より光透過率が低い
層である封止体である。
【0017】
また、上記の封止体において、閉環状の封止層の内側(枠内)に半導体素子を内包するこ
とで、半導体装置を構成することができる。半導体素子としては、液晶素子を含んでもよ
いし、発光素子を含んでもよい。すなわち、上述の封止体において閉環状の封止層の内側
に、液晶素子を含む封止体(液晶表示装置)、又は発光素子を含む封止体(発光表示装置
)も本発明の一態様の範疇に含まれる。
【0018】
また、本発明の他の一態様は、第1の基板上に金属層を形成し、金属層及び第1の基板上
に接して、低融点ガラス及びバインダを含有する閉環状のシール部材を配置し、シール部
材に第1の加熱処理を行い、含有されるバインダを低減させ、配線層を有する第2の基板
を準備し、配線層と金属層とが重畳するように、第1の基板と第2の基板を重ね、シール
部材に第2の加熱処理を行うことで、低融点ガラスを溶融させて、第1の基板と第2の基
板とを溶着する封止体の作製方法である。
【0019】
上記の封止体の作製方法において、第2の加熱処理として、レーザ光の照射処理を行うこ
とが好ましい。
【発明の効果】
【0020】
本発明の一態様によって、ガラスフリットを材料に用いて封止された封止体の気密性を向
上させることができる。
【0021】
また、本発明の一態様によって、ガラスフリットを材料に用いて封止された封止体を歩留
まりよく提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
図1】封止体の一例を説明する平面図及び断面図。
図2】封止体の作製方法の一例を説明する図。
図3】半導体装置の一例を説明する平面図及び断面図。
図4】電子機器を示す図。
図5】電子機器を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下では、本発明の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、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。
【0024】
なお、本明細書等で説明する各図において、各構成の大きさ、膜の厚さ、又は領域は、明
瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない
【0025】
なお、本明細書等において、第1、第2等として付される序数詞は、便宜上用いるもので
あり、工程順又は積層順を示すものではない。また、本明細書等において発明を特定する
ための事項として固有の名称を示すものではない。
【0026】
(実施の形態1)
本実施の形態では、封止体及び封止体の作製方法の一態様を、図1及び図2を用いて説明
する。
【0027】
図1に封止体の構成例を示す。図1(A)は、封止体100を展開した斜視概略図である
。また、図1(B)は、封止体100の平面図である。図1(C)は、図1(B)のX1
−Y1における断面図であり、図1(D)は、図1(B)のV1−W1における断面図で
ある。
【0028】
本発明の一態様に係る封止体は、少なくとも配線層が形成された第1の基板と、少なくと
も金属層が形成された第2の基板と、が封止層によって固着された構成を有する。本実施
の形態においては、封止体の内部に半導体素子を有する半導体装置を構成する場合を例に
示す。
【0029】
図1に示す封止体100は、素子形成基板110と対向基板120とが封止層124によ
って固着されている。封止層124は、閉環状に形成され、閉環状の枠内に半導体素子1
14を内包している。また、半導体素子114と電気的に接続された配線層112は、閉
環状に形成された封止層124の内側から外側へと延在して形成されている。したがって
、封止層124と配線層112とは、一部の領域が重畳している(図1(A)及び図1
B)参照)。
【0030】
本発明の一態様に係る封止体100において、封止層124は、ガラスフリットを材料と
して含む。封止層124は、封止層124の前駆体となる層(シール部材とも表記する)
に含まれるガラスフリットをレーザ光などの照射によって加熱して溶融させることで、形
成された層である。
【0031】
配線層112は、素子形成基板110上に設けられた半導体素子114と外部電源(図示
せず)とを電気的に接続するために設けられている。上述したように、配線層112は、
閉環状の封止層124の内側から外側へと延在して形成されており、延在した配線層11
2は対向基板120から露出している。露出した領域は、接続端子として機能する。
【0032】
配線層112と、封止層124とが重畳する領域の対向基板120側には、金属層122
が形成されている。金属層122は、封止層124の作製工程において照射されるレーザ
光に対して、対向基板120よりも高い反射率を有する。
【0033】
金属層122は、封止体100の作製工程において、封止層124の前駆体となる層(シ
ール部材)にレーザ光を照射してガラスフリットを溶融させる際に、対向基板120側か
ら照射されるレーザ光の一部を反射させて、金属層122と重畳する領域(すなわち、配
線層112と、封止層124とが重畳する領域)へと透過するレーザ光のエネルギーを低
減させるための半透過膜として機能する。配線層112とシール部材が重畳する領域では
、配線層112によって反射したレーザ光がシール部材へ再入射するため、金属層122
を設けることで当該領域のシール部材へ過剰なエネルギーが照射することを抑制すること
ができる。
【0034】
例えば、対向基板120を透過してシール部材に入射するレーザ光のエネルギーと、対向
基板120及び金属層122を透過してシール部材に入射するレーザ光のエネルギー及び
配線層112によって反射してシール部材に再入射するレーザ光のエネルギーの合計のエ
ネルギーと、を略一定にすることで、基板表面に照射されるレーザ光のエネルギー(レー
ザ照射装置から発振されるレーザ光のエネルギー)を略一定に保ちながら、配線層112
の反射に起因するシール部材への過剰なエネルギーの照射を抑制することができる。よっ
て、シール部材の密着性を向上させることができる。また、気密性の高い封止体100を
提供することができる。
【0035】
なお、本実施の形態においては、封止層124は四角形を形成する例を示す。但し、封止
層124の形状は、閉環を構成する限りにおいて、本実施の形態の形状に限られない。ま
た、配線層112の形状は、図1の構成に限られない。
【0036】
また、図1では、対向基板120に金属層122のみが形成される場合を例に示すが、本
実施の形態はこれに限られない。例えば、対向基板120にカラーフィルタ層、偏光板等
を形成してもよい。
【0037】
図1に示す封止体100の作製方法を、図2を用いて説明する。
【0038】
素子形成基板110上に、半導体素子114と、該半導体素子114及び外部電源を電気
的に接続するための配線層112と、を形成する(図2(A)参照)。なお、配線層11
2上に絶縁層を形成してもよい。
【0039】
素子形成基板110には、半導体装置の製造工程に耐えられる程度の耐熱性を備える材料
を用いる。また、その厚さおよび大きさは製造装置に適用可能であれば特に限定されない
。また素子形成基板110は、半導体素子114が破壊しない程度の可とう性を有してい
てもよい。可とう性を有する基板としては、例えば厚さが50μm以上500μm以下の
薄いガラスや、金属箔を用いることができる。
【0040】
素子形成基板110は、無機材料を用いた基板の他、有機材料と無機材料の複合材料を用
いた基板であってもよい。無機材料を用いた基板としては、例えばガラス基板、セラミッ
クス基板、金属基板等が挙げられる。有機材料と無機材料の複合材料を用いた基板として
は、例えば樹脂基板と無機材料の積層体、FRP(Fiber−Reinforced
Plastics)、プリプレグ等が挙げられる。
【0041】
素子形成基板110と対向させる対向基板120上には、金属層122を選択的に形成す
る(図2(B)参照)。
【0042】
対向基板120は、素子形成基板110と同様に無機材料を用いた基板の他、有機材料と
無機材料の複合材料であってもよい。但し、対向基板120は、少なくとも封止層124
が形成される領域において、レーザ光を透過させる透光性を有する材料を用いる。
【0043】
金属層122は、後の工程において素子形成基板110の配線層112の一部と重畳する
ように配置され、該配線層112と重畳する領域のシール部材へ過剰なエネルギーが照射
されないように、レーザ光の透過を低減させるための半透過膜として機能する層である。
よって、少なくとも対向基板120よりもレーザ光の透過率の低い材料(レーザ光に対す
る反射率が対向基板120よりも高い材料)を選択する。
【0044】
例えば、金属層122として、銀、金、白金、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、アルミニウム、マンガン、チタン、タンタル等の
金属元素を含む層、又は、これらのいずれか一又は複数を含む合金を含む層等を用いるこ
とができる。なお、金属層122は対向基板120よりもレーザ光の透過率の低い層であ
って、金属元素を含む層であればよく、上述の金属元素の酸化物膜、窒化物膜、又は酸化
窒化物膜を適用することもできる。
【0045】
なお、照射するレーザ光の波長により、金属層122に好適な材料の種類は変化する。ま
た、金属層122は一層に限らず複数の層により構成されていてもよい。金属層122の
膜厚を調整することで、金属層122の光透過率を設定してもよい。また、金属層122
の形状または形成箇所は、図2に示す構成に限られない。例えば、矩形状の金属層122
に開口部を設けることで、金属層122と重畳する領域のシール部材へ照射されるレーザ
光のエネルギーを調整してもよい。また、対向基板120上に複数の金属層122を形成
してもよい。
【0046】
金属層122は、種々の方法を用いて形成することができる。例えば、スパッタリング法
、電子ビーム蒸着法、真空蒸着法などにより形成することができる。
【0047】
また、金属層122は、対向基板120の基板端部に、貼り合わせる基板の位置を合わせ
るためのアライメントマーカ(図示せず)を形成する工程と同時に形成することが好まし
い。この場合、アライメントマーカを別途形成する工程を省略することができ、且つ、マ
スク数の増加を防ぐことができる。よって、半導体装置の作製コストを低減することが可
能となる。
【0048】
次いで、金属層122及び対向基板120上に、閉環状にシール部材123を塗布する。
【0049】
シール部材123は、低融点ガラスの粉末ガラスからなるガラスフリットに、例えば有機
溶媒で希釈した有機樹脂からなるバインダを混合したものである。シール部材123は、
ディスペンス法、インクジェット法などの塗布法、スクリーン印刷法などの印刷法などの
公知の方法を用いて選択的に塗布することができる。特に大型の基板を用いた場合には、
ディスペンス法などの塗布法を用いることが好ましい。
【0050】
ガラスフリットとして用いるガラス材料としては、例えば酸化マグネシウム、酸化カルシ
ウム、酸化バリウム、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ホウ素、酸化
バナジウム、酸化亜鉛、酸化テルル、酸化アルミニウム、二酸化シリコン、酸化鉛、酸化
スズ、酸化リン、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化鉄、酸化銅、酸化チタン、酸化タ
ングステン、酸化ビスマス、酸化アンチモン、ホウ酸鉛ガラス、リン酸スズガラス、バナ
ジン酸塩ガラス及びホウケイ酸ガラスよりなる群から選択された一以上の化合物を含むこ
とが好ましい。また、後の加熱処理においてレーザ光を照射して加熱する場合には、レー
ザ光吸収材を添加したガラスフリットを用いればよい。吸収材は使用するレーザ光の波長
に合わせて最適なものを選択して用いる。
【0051】
シール部材123の高さ(厚さ)は、後の加熱工程でバインダが除去された後の厚さが、
少なくとも素子形成基板110に設けられた半導体素子114及び配線層112の厚さよ
りも厚くなるように調整するものとする。また例えば、ディスペンス法などによりシール
部材123を塗布した後、その高さや平坦性を均一にするため、平板などを押し当てる、
またはヘラなどを用いてその上面をならしてもよい。
【0052】
なお、図2(C)においては、シール部材123の幅を金属層122の幅よりも狭い幅と
した場合を図示するが、これに限られず、シール部材123の幅を例えば金属層122の
幅と概略等しくしてもよい。また、シール部材123の加熱工程において、ガラスフリッ
トが溶融して凝集する際に表面張力により中央部の厚さが厚くなることを利用して、シー
ル部材123の厚さを、半導体素子114及び配線層112の厚さ以下として、あらかじ
め幅を大きく形成しておくこともできる。
【0053】
続いて、シール部材123を加熱(仮焼成)し、シール部材123に含まれるバインダを
揮発させる。当該加熱処理は、ランプやヒーターなどを利用して行なえばよい。加熱温度
としては、用いるガラスフリットのガラス転移点に近い温度とすることが好ましい。例え
ば、300℃〜450℃程度とすればよい。
【0054】
なお、仮焼成によって、シール部材123に含まれるガラスフリットが完全に溶融、固着
して一体となってもよいし、ガラスフリット同士が部分的に溶着する状態であってもよい
。また、仮焼成の条件によっては、バインダが完全に除去されずにシール部材123中に
残存している場合もある。なお、仮焼成後のシール部材123には、後に照射されるレー
ザ光を吸収する吸収剤が分散されていてもよい。
【0055】
次いで、シール部材123が設けられた面と、配線層112が設けられた面と、が対向す
るように、素子形成基板110と対向基板120とを配置する。ここで、対向基板120
上の金属層122と、配線層112とが重畳するように、2枚の基板の位置合わせを行う
。その後、レーザ光150を照射して、シール部材123を局所的に加熱する(図2(D
1)参照)。
【0056】
レーザ光150は、シール部材123が設けられた領域に沿って走査しながら照射するこ
とが好ましい。
【0057】
レーザ光150は、対向基板120を介して照射されるため、少なくとも対向基板120
を透過する波長の光を用いるものとし可視光領域又は赤外領域の波長の光を用いることが
より好ましい。
【0058】
可視光領域又は赤外領域の波長のレーザとしては、例えば、Arレーザ、Krレーザ、C
レーザ等の気体レーザが挙げられる。その他、固体レーザとして、YAGレーザ、Y
VOレーザ、YLFレーザ、YAlOレーザ、GdVOレーザ、KGWレーザ、K
YWレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ti:サファイアレーザ、Yレーザ等が
ある。なお、固体レーザにおいては、基本波や第2高調波を適用することが好ましい。ま
た、GaN、GaAs、GaAlAs、InGaAsP等の半導体レーザも用いることが
できる。半導体レーザは、発振出力が安定、メンテナンス頻度が少なく運用コストが安い
といったメリットがある。
【0059】
また、対向基板120を透過しない高いエネルギー(例えば紫外領域の波長)を有する光
を用い、シール部材123に直接レーザ光150を照射して加熱することもできる。
【0060】
紫外領域の波長のレーザとしては、例えば、XeClレーザ、KrFレーザなどのエキシ
マレーザがある。その他、固体レーザとして、YAGレーザ、YVOレーザ、YLFレ
ーザ、YAlOレーザ、GdVOレーザ、KGWレーザ、KYWレーザ、アレキサン
ドライトレーザ、Ti:サファイアレーザ、Yレーザ等がある。なお、固体レーザ
においては、第3高調波や第4高調波を適用するのが好ましい。
【0061】
レーザ光150を照射してシール部材123を加熱する際には、シール部材123と素子
形成基板110とが確実に接するように、圧力をかけながら処理することが好ましい。圧
力をかけるには、レーザ光150の照射領域外においてクランプなどを用いて挟んだ状態
で処理してもよいし、素子形成基板110及び対向基板120の一方又は両方から面状に
圧力をかけてもよい。
【0062】
また、レーザ光150が照射された後に、封止領域内が不活性雰囲気、又は減圧雰囲気と
なるように処理を行うことが好ましい。例えば、レーザ光150を照射する前にあらかじ
めシール部材123が塗布される領域よりも外側又は内側の領域に紫外線硬化樹脂や熱硬
化樹脂などの有機樹脂を配置し、不活性ガス雰囲気下又は減圧雰囲気下で、素子形成基板
110と対向基板120とを仮接着した後、大気雰囲気下又は不活性ガス雰囲気下で、レ
ーザ光150を照射すればよい。シール部材123は、閉環状に形成されているため、封
止領域内部が不活性雰囲気又は減圧雰囲気に保たれ、大気圧下でレーザ光150を照射す
ることができるため、装置構成を簡略化することができる。また、あらかじめ封止領域内
を減圧状態とすることで、レーザ光150の照射時に2枚の基板を押しつけるためのクラ
ンプ等の機構を用いずとも、シール部材123と素子形成基板110とが確実に接する状
態とすることができる。
【0063】
図2(D2)に、図1(B)のV1−W1断面におけるレーザ光150の照射工程の模式
図を示す。
【0064】
レーザ光150は、対向基板120を介してシール部材123へと照射される。ここで、
金属層122は、対向基板120よりもレーザ光150に対する透過率が低い(反射率が
高い)ため、金属層122と重畳する領域302へと入射するレーザ光150のエネルギ
ーは、金属層122と重畳しない領域300へと入射するレーザ光150のエネルギーよ
りも低減される。また、金属層122は、配線層112と重畳する領域に設けられており
、金属層122により弱められてシール部材123に入射したレーザ光150は、配線層
112によって反射されてシール部材123へ再入射する。なお、シール部材123へ再
入射したレーザ光150は、金属層122によって反射されて再度シール部材123へ入
射する場合もある。
【0065】
一般に、配線層と重畳する領域のシール部材は、配線層で反射されたレーザ光の再入射が
起こるため、照射されるエネルギーがその他の領域(配線層と重畳しない領域)よりも大
きくなる。レーザ光のエネルギーが過剰に照射され、所望の温度より高い温度に上昇した
シール部材は接着力が低下するため、過剰なエネルギー照射は基板間の密閉度の低減を引
き起こす。
【0066】
しかしながら、本発明の一態様の封止体100の作製方法においては、金属層122によ
って、領域302のシール部材123への照射エネルギーを低減することで、レーザ光の
出力を領域毎に調整することなく、領域302及び領域300の双方にガラスフリットの
溶融に必要且つ十分なエネルギーを供給することが可能となる。
【0067】
なお、照射されるレーザ光150のビーム径は、配線層112と隣接する配線層112と
の間隙(L1)よりも大きくすることが好ましい。これによって、金属層122と重畳し
、且つ配線層112と重畳しない領域にも、隣接する配線層112によって反射されたレ
ーザ光が照射されるため、当該領域のシール部材123に含まれるガラスフリットの溶融
に必要なエネルギーが供給される。
【0068】
また、金属の熱伝導率は絶縁物より高いため、レーザ光を吸収して発熱した熱を絶縁物よ
り効率よく伝えることが出来る。そのため、配線層112及び金属層122で挟まれた領
域302のシール部材123は、絶縁物である素子形成基板110及び対向基板120で
挟まれた領域よりも低いレーザ光の照射エネルギーでガラスフリットを溶着することが出
来る。よって、金属層122として高い反射率を有する材料を用いた場合でも、効率よく
ガラスフリットの溶着を行うことが可能となる。
【0069】
本実施の形態で示す構成によって、領域毎にレーザ光150の出力を制御することなく、
基板面内を略一定のエネルギーで照射することが可能となる。よって、封止体100の製
造工程を簡略化させるとともに歩留まりを向上させることができる。
【0070】
また、配線層112へ入射するレーザ光150は、金属層122によってエネルギーを低
減されているため、高エネルギーのレーザ光が照射させることで起こりえる配線層112
の変形又は断線の発生を防止することができる。
【0071】
金属層122は、対向基板120の内側に配置されるため、レーザ光の照射による膜飛び
を防止することができる。また、金属層122とシール部材123とは、仮焼成及びレー
ザ光の照射工程の2回の熱処理工程を施されるため、その密着度を強固なものとすること
ができる。
【0072】
シール部材123にレーザ光150を照射することで、シール部材123に含まれるガラ
スフリットが溶融して封止層124が形成される(図2(E)参照)。これにより、素子
形成基板110と対向基板120とが溶着され、高い気密性(密閉性)を有する封止体1
00を形成することができる。
【0073】
以上によって、本実施の形態の封止体100を形成することができる。
【0074】
本実施の形態で示す封止体100は、配線層112と重畳する領域に、対向基板120と
接する金属層122を設けることで、当該領域に設けられたシール部材123に過剰なエ
ネルギーが照射されて、シール部材123に接着力が低減することを防止することができ
る。また、金属層122を配線層112と重畳する領域に選択的に形成することで、閉環
状のシール部材123の大部分の領域は、対向基板120及び素子形成基板110と接す
る構成とすることができる。特に、強固な接着力が要求される閉環状のコーナー部におい
て、良好な溶着を形成することができるため、密閉性の高い半導体装置とすることができ
る。
【0075】
また、本実施の形態で示す封止体100は、封止層の密着性が向上されているため、所望
の密着性を構成するために封止層の幅を拡大する必要がなく、狭額縁化を実現することが
できる。また、機械的強度を向上させることが可能となるため、封止体の製造の歩留まり
の低下を抑制することができる。さらに、封止層の内部の半導体素子の劣化を抑制し、信
頼性を向上させることが可能となる。
【0076】
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。
【0077】
(実施の形態2)
本実施の形態では、実施の形態1に示した封止体の内部に半導体素子を有する半導体装置
の例として、表示素子を含む半導体装置(表示装置とも表記する)について図3を用いて
説明する。
【0078】
図3(A)において、素子形成基板200上に設けられた画素部211及びゲート駆動回
路213及びソース駆動回路212を囲むようにして、封止層245が設けられ、対向基
板202によって封止されている。また、封止層245の一部と重畳して金属層248が
設けられている。ゲート駆動回路213を通して画素部211に与えられる各種信号及び
電位は、FPC(Flexible printed circuit)204から供給
されている。
【0079】
なお、表示装置とは、表示素子が封止された状態にあるパネルと、該パネルにコントロー
ラを含むIC等を実装した状態にあるモジュールとを含む。すなわち、本明細書中におけ
る表示装置とは、画像表示装置、もしくは光源(照明装置含む)を指す。また、表示素子
が封止された状態にあるパネルだけでなく、コネクター、例えばFPC又はTCP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、又は表示
素子にCOG方式によりIC(集積回路)が直接実装されたモジュールも全て表示装置に
含むものとする。
【0080】
表示装置に設けられる表示素子としては液晶素子(液晶表示素子ともいう)、発光素子(
発光表示素子ともいう)を用いることができる。発光素子は、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おり、具体的には無機EL(Electro Lu
minescence)、有機EL等が含まれる。また、電子インク表示装置(電子ペー
パー)など、電気的作用によりコントラストが変化する表示媒体も適用することができる
【0081】
半導体装置の一形態について、図3(B)及び図3(C)を用いて説明する。図3(B)
及び図3(C)は、図3(A)に示す表示装置において、FPC204及びゲート駆動回
路213を含む領域を切断する切断線A−Bと、画素部211を含む領域を切断する切断
線C−Dとのそれぞれに沿って切断した際の断面概略図である。
【0082】
なお、図3(B)では表示素子として液晶素子を用いた液晶表示装置の例を示す。液晶表
示装置は、縦電界方式、又は、横電界方式を適用することができる。図3(B)では、横
電界方式の一例として、FFS(Fringe Field Switching)モー
ドを採用する例を示す。また、図3(C)では表示素子として発光素子を用いたEL表示
装置の例を示す。
【0083】
本実施の形態で示す表示装置は、画素部211に設けられたトランジスタが表示素子と電
気的に接続して構成されている。なお、本実施の形態で示す表示装置に適用可能な表示素
子としては表示を行うことができれば特に限定されず、様々な表示素子を用いることがで
きる。
【0084】
素子形成基板200と対向基板202はその外周部において封止層245によって接着さ
れている。また素子形成基板200、対向基板202、及び封止層245に囲まれた領域
に、少なくとも画素部211が設けられている。
【0085】
図3には、ゲート駆動回路213として、いずれもnチャネル型のトランジスタ231と
トランジスタ232を組み合わせた回路を有する例を示している。なお、ゲート駆動回路
213の構成はこれに限られず、nチャネル型のトランジスタとpチャネル型のトランジ
スタを組み合わせた種々のCMOS回路や、pチャネル型のトランジスタを組み合わせた
回路を有する構成としてもよい。なお、ソース駆動回路212についても同様である。ま
た、本構成例では、画素部211が形成される絶縁表面上にゲート駆動回路213とソー
ス駆動回路212が形成されたドライバ一体型の表示装置の構成を示すが、画素部211
が形成される絶縁表面とは別にゲート駆動回路213とソース駆動回路212の一方また
は両方を設ける構成としてもよい。例えば、COG方式により駆動回路用ICを実装して
もよいし、COF方式により駆動回路用ICが実装されたフレキシブル基板(FPC)を
実装してもよい。
【0086】
なお、画素部211、ソース駆動回路212、ゲート駆動回路213が備えるトランジス
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、トップゲート型また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。また、トランジスタに用いる半導体材料としては、例
えばシリコンやゲルマニウムなどの半導体材料を用いてもよいし、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材料を用いてもよい。
【0087】
また、トランジスタに用いる半導体の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、
結晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、または一部に結晶
領域を有する半導体)のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トラ
ンジスタ特性の劣化が抑制されるため好ましい。
【0088】
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としては、代表的
にはIn−Ga−Zn系金属酸化物などが挙げられる。シリコンよりもバンドギャップが
広く、且つキャリア密度の小さい酸化物半導体を用いると、オフ時のリーク電流を抑制で
きるため好ましい。
【0089】
図3(B)及び図3(C)には、画素部211の一例として、一画素分の断面構造を示し
ている。図3(B)において画素部211は、FFSモードが適用された液晶素子250
を備える。液晶素子250は、基板面に対して斜め方向に発生する電界により液晶の配向
が制御される。
【0090】
1つの画素には少なくとも1つのスイッチング用のトランジスタ256と、図示しない保
持容量を有する。またトランジスタ256のソース電極またはドレイン電極と電気的に接
続するくし形状の第1の電極251が絶縁層257上に設けられている。また絶縁層25
7を介して第1の電極251と絶縁するように、絶縁層241上に第2の電極253が設
けられている。
【0091】
第2の電極253、または第1の電極251と第2の電極253の両方には、透光性の導
電性材料を用いる。これら電極の両方に、透光性の導電性材料を用いると、画素の開口率
を高めることができるため好ましい。透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウ
ム、インジウムスズ酸化物、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、又はグラフェンを用いることができる。
【0092】
また、少なくとも画素部211と重なる領域において、対向基板202上にカラーフィル
タ243とブラックマトリクス242が設けられている。
【0093】
カラーフィルタ243は、画素からの透過光を調色し、色純度を高める目的で設けられて
いる。例えば、白色のバックライト用いてフルカラーの表示装置とする場合には、異なる
色のカラーフィルタを設けた複数の画素を用いる。その場合、赤色(R)、緑色(G)、
青色(B)の3色のカラーフィルタを用いてもよいし、これに黄色(Y)を加えた4色と
することもできる。また、R、G、B(及びY)に加えて白色(W)の画素を用い、4色
(又は5色)としてもよい。
【0094】
また、隣接するカラーフィルタの243の間に、ブラックマトリクス242が設けられて
いる。ブラックマトリクス242は隣接する画素から回り込む光を遮光し、隣接画素間に
おける混色を抑制する。ブラックマトリクス242は異なる発光色の隣接画素間にのみ配
置し、同色画素間には設けない構成としてもよい。ここで、カラーフィルタ243の端部
を、ブラックマトリクス242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。ブラックマトリクス242は、画素の透過光を遮光する材料を用いることがで
き、金属材料や顔料を含む樹脂材料などを用いて形成することができる。なお、図3に示
すようにブラックマトリクス242はゲート駆動回路213などの画素部211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。
【0095】
また、カラーフィルタ243とブラックマトリクス242を覆うオーバーコート255が
設けられている。オーバーコート255を設けることにより、カラーフィルタ243やブ
ラックマトリクス242に含まれる顔料などの不純物が液晶252に拡散することを抑制
できる。オーバーコートは透光性の材料を用い、無機絶縁材料や有機絶縁材料を用いるこ
とができる。
【0096】
なお、対向基板202上に形成されたカラーフィルタ243、ブラックマトリクス242
及びオーバーコート255は、対向基板202上に金属層248及びシール部材を形成し
た後に形成してもよいし、金属層248及び/又はシール部材を設ける前に形成してもよ
い。但し、シール部材を形成前にカラーフィルタ等を形成する場合には、シール部材の仮
焼成の加熱温度に対して耐熱性を有する材料を選択して用いるものとする。
【0097】
オーバーコート255のブラックマトリクス242と重なる領域に、スペーサ254が設
けられている。スペーサ254には、樹脂材料を用いると厚く形成できるため好ましい。
例えばポジ型またはネガ型の感光性樹脂を用いて形成することができる。また、スペーサ
254として遮光性の材料を用いると、隣接する画素から回り込む光を遮光し、隣接画素
間における混色を抑制することができる。なお、本構成例ではスペーサ254を対向基板
202側に設ける構成としたが、素子形成基板200側に設ける構成としてもよい。また
、スペーサ254として、球状の酸化シリコンなどの粒を用い、液晶252が設けられる
領域に散布された構成としてもよい。
【0098】
また、少なくとも第1の電極251と第2の電極253が設けられている領域には、液晶
252が封入されている。ここで、第1の電極251、第2の電極253、及び液晶25
2により液晶素子250が構成されている。
【0099】
第1の電極251と第2の電極253の間に電圧を印加することにより、斜め方向に電界
が生じ、該電界によって液晶252の配向が制御され、表示装置の外部に配置されたバッ
クライトからの光の偏光を画素単位で制御することにより、画像を表示することができる
【0100】
液晶252と接する面には、液晶252の配向を制御するための配向膜を設けてもよい。
配向膜には透光性の材料を用いる。また、ここでは図示しないが、素子形成基板200の
液晶素子250から見て外側の面に偏光板を設ける。また導光板を用いてバックライトか
らの光を表示装置の側面から入力する構成としてもよい。
【0101】
本構成例では、液晶素子250と重なる領域にカラーフィルタが設けられているため、白
色発光のバックライトを用いてフルカラーの画像表示を実現できる。また、バックライト
として異なる発光色の複数の発光ダイオード(LED:Light Emitting
Diode)を用いて、時間分割表示方式(フィールドシーケンシャル駆動方式)を行う
こともできる。時間分割表示方式を用いた場合、カラーフィルタを設ける必要が無く、ま
た例えばR(赤色)、G(緑色)、B(青色)のそれぞれの発光を呈する副画素を設ける
必要がないため、画素の開口率を向上させることや、単位面積あたりの画素数を増加でき
るなどの利点がある。
【0102】
液晶252としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、強誘電液晶、反
強誘電液晶などを用いることができる。また、ブルー相を示す液晶を使用すると、配向膜
が不要であり、且つ広い視野角が得られるため好ましい。
【0103】
なお、本構成例ではFFSモードが適用された液晶素子250について説明するが、液晶
素子の構成はこれに限られない。
【0104】
素子形成基板200上には、素子形成基板200の上面に接して絶縁層237と、トラン
ジスタのゲート絶縁層として機能する絶縁層238と、トランジスタを覆う絶縁層239
、及び絶縁層241が設けられている。
【0105】
絶縁層237は、素子形成基板200に含まれる不純物の拡散を抑制する目的で設けられ
る。また、トランジスタの半導体層に接する絶縁層238及び絶縁層239は、トランジ
スタの劣化を助長する不純物の拡散を抑制する材料を用いることが好ましい。これら絶縁
層には、例えばシリコンなどの半導体や、アルミニウムなどの金属の、酸化物または窒化
物、または酸窒化物を用いることができる。またこのような無機絶縁材料の積層膜、また
は無機絶縁材料と有機絶縁材料の積層膜を用いてもよい。なお、絶縁層237や絶縁層2
39は不要であれば設けなくてもよい。
【0106】
絶縁層241は、下層に設けられるトランジスタや配線層などによる段差を被覆する平坦
化層として機能する。絶縁層241としてはポリイミドやアクリルなどの樹脂材料を用い
ることが好ましい。また、平坦性を高められる場合には、無機絶縁材料を用いてもよい。
なお、絶縁層241は不要であれば設けなくてもよい。
【0107】
なお、図示しないが、偏光板、バックライト等の構成を適宜設けることができる。
【0108】
素子形成基板200に設けられる配線層206は、ゲート駆動回路213またはソース駆
動回路212と電気的に接続され、封止層245によって封止された領域から外側に延在
している。また配線層206の端部の一部が外部接続電極205を成している。本構成例
では、外部接続電極205はトランジスタのソース電極又はドレイン電極と同一の導電膜
と、トランジスタのゲート電極と同一の導電膜を積層して形成されている。このように、
複数の導電膜を積層して外部接続電極205を構成することにより、FPC204などの
圧着工程に対する機械的強度を高めることができるため好ましい。
【0109】
また、封止層245を介して配線層206と重畳する領域に、金属層248が設けられて
いる。よって、素子形成基板200と対向基板202とを溶着するためのレーザ光照射工
程において、当該領域に設けられたシール部材へ過剰なエネルギーが照射されることを防
止することができるため、封止層245の密着性を向上させることができる。よって、半
導体装置の信頼性を向上させることができる。
【0110】
また、外部接続電極205に接して接続層208が設けられ、接続層208を介してFP
C204と外部接続電極205とが電気的に接続している。接続層208としては、公知
の異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Fi
lm)や、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductiv
e Paste)などを用いることができる。
【0111】
配線層206及び外部接続電極205の端部は、その表面が露出しないように絶縁層で覆
われていると、表面の酸化や意図しないショートなどの不具合を抑制できるため好ましい
【0112】
図3(C)では、画素部211に有機EL素子が適用された表示装置の断面構成例につい
て説明する。なお、上記図3(B)と重複する部分は、説明を省略する場合がある。
【0113】
図3(C)に示す表示装置は、主に画素部211の構成において、図3(B)と相違して
いる。
【0114】
画素部211内の一つの画素は、スイッチング用のトランジスタ233と、電流制御用の
トランジスタ234と、該トランジスタ234の一方の電極(ソース電極またはドレイン
電極)に電気的に接続された第1の電極221を含む。また第1の電極221の端部を覆
う絶縁層235が設けられ、該絶縁層235上の、ブラックマトリクス242と重なる領
域にスペーサ236が設けられている。スペーサ236を画素部211に複数設けること
で、素子形成基板200と対向基板202の距離が必要以上に近づくことがないため、信
頼性の高い表示装置とすることができる。
【0115】
発光素子220は、第1の電極221と、第2の電極223と、これらに挟持されたEL
層222を有する。以下、発光素子220について説明する。
【0116】
発光素子220において、光射出側に設ける電極には、EL層222からの発光に対して
透光性を有する材料を用いる。
【0117】
透光性を有する材料としては、上述の導電性酸化物、グラフェンのほか、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、またはチタンなどの金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができ
る。または、該金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)などを用いてもよい。なお、金
属材料、合金材料(またはそれらの窒化物)を用いる場合には、透光性を有する程度に薄
くすればよい。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インジウムスズ酸化物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。
【0118】
このような電極は、蒸着法や、スパッタリング法などにより形成する。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、またはメッキ法を用いて形成
することができる。
【0119】
なお、透光性を有する上述の導電性酸化物をスパッタリング法によって形成する場合、当
該導電性酸化物を、アルゴン及び酸素を含む雰囲気下で成膜すると、透光性を向上させる
ことができる。
【0120】
また導電性酸化物膜をEL層222上に形成する場合、酸素濃度が低減されたアルゴンを
含む雰囲気下で成膜した第1の導電性酸化物膜と、アルゴン及び酸素を含む雰囲気下で成
膜した第2の導電性酸化物膜の積層膜とすると、EL層222への成膜ダメージを低減さ
せることができるため好ましい。ここで特に第1の導電性酸化物膜を成膜する際に用いる
アルゴンガスの純度が高いことが好ましく、例えば露点が−70℃以下、好ましくは−1
00℃以下のアルゴンガスを用いることが好ましい。
【0121】
光射出側とは反対側に設ける電極には、該発光に対して反射性を有する材料を用いる。
【0122】
光反射性を有する材料としては、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、又はパラジウム等の金属材料や、該金
属材料を含む合金材料を用いることができる。また、このような金属材料または合金材料
にランタンやネオジム、ゲルマニウムなどを添加してもよい。合金材料の例としては、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
合金など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、銀とマグネシウムの合金などの銀を含む合金などが挙げられる。銀と銅
を含む合金は耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウムを含む膜に接して金属膜
、または金属酸化物膜を積層することで、アルミニウムを含む膜の酸化を抑制することが
できる。アルミニウムを含む膜に接して設ける金属材料、または金属酸化物材料としては
、チタン、酸化チタンなどが挙げられる。また、上記透光性を有する材料からなる膜と金
属材料からなる膜とを積層してもよい。例えば、銀とインジウムスズ酸化物の積層膜、銀
とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いることができる。
【0123】
このような電極は、蒸着法や、スパッタリング法などにより形成する。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、またはメッキ法を用いて形成
することができる。
【0124】
EL層222は、少なくとも発光性の有機化合物を含む層(以下、発光層ともいう)を含
めばよく、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されていてもよい。複数の層が
積層された構成としては、陽極側から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、並
びに電子注入層が積層された構成を例に挙げることができる。なお、発光層を除くこれら
の層はEL層222中に必ずしも全て設ける必要はない。また、これらの層は重複して設
けることもできる。具体的にはEL層222中に複数の発光層を重ねて設けてもよい。ま
た、電荷発生領域など他の構成を適宜加えることができる。また、例えば、異なる発光色
を呈する発光層を複数積層する構成としてもよい。例えば補色の関係にある2以上の発光
層を積層することにより白色発光を得ることができる。
【0125】
EL層222は、真空蒸着法、またはインクジェット法やディスペンス法などの吐出法、
スピンコート法などの塗布法、または印刷法などを用いて形成できる。
【0126】
本実施の形態では、第1の電極221として反射性を有する材料を用い、第2の電極22
3として透光性を有する材料を用いる。したがって、発光素子220は上面射出型(トッ
プエミッション型)の発光素子であり、対向基板202側に光を射出する。
【0127】
なお、図3(C)では、有機絶縁材料からなる絶縁層235及び絶縁層241が、封止層
245よりも内側で島状に加工され、封止層245と接しない構成を有している。このよ
うに、有機材料を含む層が封止層245と接しないように、または封止層245を越えて
外側に延在しないように設けることにより、これら有機材料が適用される層を介して水分
などの不純物が発光素子220やトランジスタに拡散することを抑制できる。トランジス
タに酸化物半導体を適用した場合には水分の混入を抑制することは特に有効である。
【0128】
本実施の形態で示す封止層245は、ガラスフリットを溶解、凝固させて形成したガラス
体でなる。このような材料は水分やガスの透過を効果的に抑制することができるため、発
光素子220の劣化を抑制し、極めて信頼性の高い表示装置を実現できる。
【0129】
本発明の一態様によって、ガラスフリットを材料に用いて封止された半導体装置の気密性
を向上させることができる。また、当該半導体装置の製造の歩留まりを向上させることが
できる。よって、信頼性の高い半導体装置を低コストで提供することができる。
【0130】
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。
【0131】
(実施の形態3)
本実施の形態では、上記実施の形態で示す半導体装置を適用した電子機器や照明装置の例
について、図4および図5を用いて説明する。
【0132】
本実施の形態に係る電子機器として、例えば、テレビジョン装置(テレビ、又はテレビジ
ョン受信機ともいう)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオ
カメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう)、携
帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げ
られる。これらの電子機器の具体例を図4に示す。
【0133】
図4(A)は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置7100は、筐
体7101に表示部7103が組み込まれている。表示部7103により、映像を表示す
ることが可能であり、上記実施の形態で示す半導体装置を表示部7103に用いることが
できる。また、ここでは、スタンド7105により筐体7101を支持した構成を示して
いる。
【0134】
テレビジョン装置7100の操作は、筐体7101が備える操作スイッチや、別体のリモ
コン操作機7110により行うことができる。リモコン操作機7110が備える操作キー
7109により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部7103に表示され
る映像を操作することができる。また、リモコン操作機7110に、当該リモコン操作機
7110から出力する情報を表示する表示部7107を設ける構成としてもよい。
【0135】
なお、テレビジョン装置7100は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機に
より一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線又は無線によ
る通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)又は双方向(送
信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能である。
【0136】
図4(B)はコンピュータであり、本体7201、筐体7202、表示部7203、キー
ボード7204、外部接続ポート7205、ポインティングデバイス7206等を含む。
なお、コンピュータは、上記実施の形態で示す半導体装置をその表示部7203に用いる
ことにより作製される。
【0137】
図4(C)は携帯型遊技機であり、筐体7301と筐体7302の2つの筐体で構成され
ており、連結部7303により、開閉可能に連結されている。筐体7301には表示部7
304が組み込まれ、筐体7302には表示部7305が組み込まれている。また、図4
(C)に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部7306、記録媒体挿入部7307、
LEDランプ7308、入力手段(操作キー7309、接続端子7310、センサ731
1(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学
物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、
におい又は赤外線を測定する機能を含むもの)、マイクロフォン7312)等を備えてい
る。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部730
4および表示部7305の両方、又は一方に上記実施の形態で示す半導体装置を用いてい
ればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。
【0138】
図4(C)に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読
み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する
機能を有する。なお、図4(C)に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、
様々な機能を有することができる。
【0139】
図4(D)は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機7400は、筐体7401に
組み込まれた表示部7402の他、操作ボタン7403、外部接続ポート7404、スピ
ーカ7405、マイク7406などを備えている。なお、携帯電話機7400は、上記実
施の形態で示す半導体装置を表示部7402に用いることにより作製される。
【0140】
図4(D)に示す携帯電話機7400は、表示部7402を指などで触れることで、情報
を入力することができる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、
表示部7402を指などで触れることにより行うことができる。
【0141】
表示部7402の画面は主として3つのモードがある。第1は、画像の表示を主とする表
示モードであり、第2は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第3は表示
モードと入力モードの2つのモードが混合した表示+入力モードである。
【0142】
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部7402を文字の入力を
主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合
、表示部7402の画面のほとんどにキーボード又は番号ボタンを表示させることが好ま
しい。
【0143】
また、携帯電話機7400内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを
有する検出装置を設けることで、携帯電話機7400の向き(縦か横か)を判断して、表
示部7402の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
【0144】
また、画面モードの切り替えは、表示部7402を触れること、又は筐体7401の操作
ボタン7403の操作により行われる。また、表示部7402に表示される画像の種類に
よって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画の
データであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
【0145】
また、入力モードにおいて、表示部7402の光センサで検出される信号を検知し、表示
部7402のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モード
から表示モードに切り替えるように制御してもよい。
【0146】
表示部7402は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部74
02に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。ま
た、表示部に近赤外光を発光するバックライト又は近赤外光を発光するセンシング用光源
を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
【0147】
図4(E)は、照明装置の一例を示している。照明装置7500は、筐体7501に光源
として上記実施の形態で示す半導体装置7503a、7503b、7503c、7503
dが組み込まれている。照明装置7500は、天井や壁等に取り付けることが可能である
【0148】
また、長時間使用しても目が疲労し難い明度が高く淡い色を呈する光と、鮮やかな赤色と
、異なる鮮やかな色を呈する光を発する発光パネルを備える。発光素子を駆動する条件を
発光色ごとに調整することで、使用者が色相を調節できる照明装置を実現できる。
【0149】
図5(A)及び図5(B)は2つ折り可能なタブレット型端末である。図5(A)は、開
いた状態であり、タブレット型端末は、筐体9630、表示部9631a、表示部963
1b、表示モード切り替えスイッチ9034、電源スイッチ9035、省電力モード切り
替えスイッチ9036、留め具9033、操作スイッチ9038、を有する。なお、当該
タブレット端末は、上記実施の形態で示す半導体装置を表示部9631a、表示部963
1bの一方又は両方に用いることにより作製される。
【0150】
表示部9631aは、一部をタッチパネルの領域9632aとすることができ、表示され
た操作キー9637にふれることでデータ入力をすることができる。なお、表示部963
1aにおいては、一例として半分の領域が表示のみの機能を有する構成、もう半分の領域
がタッチパネルの機能を有する構成を示しているがこの構成に限定されない。表示部96
31aの全ての領域がタッチパネルの機能を有する構成としてもよい。例えば、表示部9
631aの全面をキーボードボタン表示させてタッチパネルとし、表示部9631bを表
示画面として用いることができる。
【0151】
また、表示部9631bにおいても表示部9631aと同様に、表示部9631bの一部
をタッチパネルの領域9632bとすることができる。また、タッチパネルのキーボード
表示切り替えボタン9639が表示されている位置に指やスタイラスなどでふれることで
表示部9631bにキーボードボタン表示することができる。
【0152】
また、タッチパネルの領域9632aとタッチパネルの領域9632bに対して同時にタ
ッチ入力することもできる。
【0153】
また、表示モード切り替えスイッチ9034は、縦表示または横表示などの表示の向きを
切り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどを選択できる。省電力モード切り替えス
イッチ9036は、タブレット型端末に内蔵している光センサで検出される使用時の外光
の光量に応じて表示の輝度を最適なものとすることができる。タブレット型端末は光セン
サだけでなく、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサなどの他の検出装置を
内蔵させてもよい。
【0154】
また、図5(A)では表示部9631bと表示部9631aの表示面積が同じ例を示して
いるが特に限定されず、一方のサイズともう一方のサイズが異なっていてもよく、表示の
品質も異なっていてもよい。例えば一方が他方よりも高精細な表示を行える表示パネルと
してもよい。
【0155】
図5(B)は、閉じた状態であり、タブレット型端末は、筐体9630、太陽電池963
3、充放電制御回路9634、バッテリー9635、DCDCコンバータ9636を有す
る。なお、図5(B)では充放電制御回路9634の一例としてバッテリー9635、D
CDCコンバータ9636を有する構成について示している。
【0156】
なお、タブレット型端末は2つ折り可能なため、未使用時に筐体9630を閉じた状態に
することができる。従って、表示部9631a、表示部9631bを保護できるため、耐
久性に優れ、長期使用の観点からも信頼性の優れたタブレット型端末を提供できる。
【0157】
また、この他にも図5(A)及び図5(B)に示したタブレット型端末は、様々な情報(
静止画、動画、テキスト画像など)を表示する機能、カレンダー、日付又は時刻などを表
示部に表示する機能、表示部に表示した情報をタッチ入力操作又は編集するタッチ入力機
能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、等を有することが
できる。
【0158】
タブレット型端末の表面に装着された太陽電池9633によって、電力をタッチパネル、
表示部、または映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池9633は、
筐体9630の片面又は両面に設けることができ、バッテリー9635の充電を効率的に
行う構成とすることができる。なおバッテリー9635としては、リチウムイオン電池を
用いると、小型化を図れる等の利点がある。
【0159】
また、図5(B)に示す充放電制御回路9634の構成、及び動作について図5(C)に
ブロック図を示し説明する。図5(C)には、太陽電池9633、バッテリー9635、
DCDCコンバータ9636、コンバータ9638、スイッチSW1ないしSW3、表示
部9631について示しており、バッテリー9635、DCDCコンバータ9636、コ
ンバータ9638、スイッチSW1ないしSW3が、図5(B)に示す充放電制御回路9
634に対応する箇所となる。
【0160】
まず外光により太陽電池9633により発電がされる場合の動作の例について説明する。
太陽電池で発電した電力は、バッテリー9635を充電するための電圧となるようDCD
Cコンバータ9636で昇圧または降圧がなされる。そして、表示部9631の動作に太
陽電池9633からの電力が用いられる際にはスイッチSW1をオンにし、コンバータ9
638で表示部9631に必要な電圧に昇圧または降圧をすることとなる。また、表示部
9631での表示を行わない際には、SW1をオフにし、SW2をオンにしてバッテリー
9635の充電を行う構成とすればよい。
【0161】
なお太陽電池9633については、発電手段の一例として示したが、特に限定されず、圧
電素子(ピエゾ素子)や熱電変換素子(ペルティエ素子)などの他の発電手段によるバッ
テリー9635の充電を行う構成であってもよい。例えば、無線(非接触)で電力を送受
信して充電する無接点電力伝送モジュールや、また他の充電手段を組み合わせて行う構成
としてもよい。
【0162】
また、上記実施の形態で説明した表示装置を具備していれば、図5に示した電子機器に特
に限定されない。
【0163】
本実施の形態で示す電子機器や照明装置は、上記実施の形態で示す半導体装置を適用して
構成される。よって、信頼性の高い電子機器や照明装置とすることができる。
【0164】
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。
【符号の説明】
【0165】
100 封止体
110 素子形成基板
112 配線層
114 半導体素子
120 対向基板
122 金属層
123 シール部材
124 封止層
150 レーザ光
200 素子形成基板
202 対向基板
204 FPC
205 外部接続電極
206 配線層
208 接続層
211 画素部
212 ソース駆動回路
213 ゲート駆動回路
220 発光素子
221 電極
222 EL層
223 電極
231 トランジスタ
232 トランジスタ
233 トランジスタ
234 トランジスタ
235 絶縁層
236 スペーサ
237 絶縁層
238 絶縁層
239 絶縁層
241 絶縁層
242 ブラックマトリクス
243 カラーフィルタ
245 封止層
248 金属層
250 液晶素子
251 電極
252 液晶
253 電極
254 スペーサ
255 オーバーコート
256 トランジスタ
257 絶縁層
300 領域
302 領域
7100 テレビジョン装置
7101 筐体
7103 表示部
7105 スタンド
7107 表示部
7109 操作キー
7110 リモコン操作機
7201 本体
7202 筐体
7203 表示部
7204 キーボード
7205 外部接続ポート
7206 ポインティングデバイス
7301 筐体
7302 筐体
7303 連結部
7304 表示部
7305 表示部
7306 スピーカ部
7307 記録媒体挿入部
7308 LEDランプ
7309 操作キー
7310 接続端子
7311 センサ
7312 マイクロフォン
7400 携帯電話機
7401 筐体
7402 表示部
7403 操作ボタン
7404 外部接続ポート
7405 スピーカ
7406 マイク
7500 照明装置
7501 筐体
7503a 半導体装置
7503b 半導体装置
7503c 半導体装置
7503d 半導体装置
9033 留め具
9034 スイッチ
9035 電源スイッチ
9036 スイッチ
9038 操作スイッチ
9630 筐体
9631 表示部
9631a 表示部
9631b 表示部
9632a 領域
9632b 領域
9633 太陽電池
9634 充放電制御回路
9635 バッテリー
9636 DCDCコンバータ
9637 操作キー
9638 コンバータ
9639 ボタン
図1
図2
図3
図4
図5