特許 7418077 半導体装置、表示装置、及び電子機器

(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】

(24)【登録日】2024-01-11

(45)【発行日】2024-01-19

(54)【発明の名称】半導体装置、表示装置、及び電子機器

(51)【国際特許分類】

   H10K 50/842 20230101AFI20240112BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20240112BHJP

   H10K 50/854 20230101ALI20240112BHJP

   H10K 50/88 20230101ALI20240112BHJP

   H10K 59/131 20230101ALI20240112BHJP

【ＦＩ】

H10K50/842

G09F9/30 310

G09F9/30 320

G09F9/30 330

G09F9/30 338

G09F9/30 348A

G09F9/30 365

H10K50/854

H10K50/88

H10K59/131

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2019158969

(22)【出願日】2019-08-30

(65)【公開番号】P2021039846

(43)【公開日】2021-03-11

【審査請求日】2022-08-02

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126240

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 琢磨

(74)【代理人】

【識別番号】100223941

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 佳子

(74)【代理人】

【識別番号】100159695

【弁理士】

【氏名又は名称】中辻 七朗

(74)【代理人】

【識別番号】100172476

【弁理士】

【氏名又は名称】冨田 一史

(74)【代理人】

【識別番号】100126974

【弁理士】

【氏名又は名称】大朋 靖尚

(72)【発明者】

【氏名】大重 秀将

【審査官】岩井 好子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－１０９７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２０４９８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０８６５７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２７７０６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２００８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０８００４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１１０１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１８－０１３０４４７（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ１０Ｋ ５０／８４４

Ｇ０９Ｆ ９／３０

Ｈ１０Ｋ ５０／８５４

Ｈ１０Ｋ ５０／８８

Ｈ１０Ｋ ５９／１３１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一主面側に複数の有効画素を有する有効画素領域と、前記有効画素領域の周辺に位置する周辺領域と、を有する素子基板と、
対向基板と、
前記素子基板と前記対向基板を接合する第１接合部材及び第２接合部材と、
を有し、
前記第２接合部材は前記第１接合部材と異なる材料を有し、
前記一主面に対する平面視において、前記対向基板は前記素子基板に内包され、
前記第１接合部材は前記周辺領域と前記対向基板の間に配され、
前記第２接合部材は前記有効画素領域と前記対向基板の間に配され、
前記一主面に対する平面視において、前記第１接合部材は、前記周辺領域と前記対向基板との間から前記対向基板の端の少なくとも一部を越えて前記素子基板上に延在し、
前記一主面に対する平面視において、前記素子基板の前記対向基板と重ならない部分まで、前記第２接合部材が延在していることを特徴とする半導体装置。

【請求項2】

一主面側に複数の有効画素を有する有効画素領域と、前記有効画素領域の周辺に位置する周辺領域と、を有する素子基板と、
対向基板と、
前記素子基板と前記対向基板を接合する第１接合部材及び第２接合部材と、
を有し、
前記第２接合部材は前記第１接合部材と異なる材料を有し、
前記一主面に対する平面視において、前記対向基板は前記素子基板に内包され、
前記第１接合部材は前記周辺領域と前記対向基板の間に配され、
前記第２接合部材は前記有効画素領域と前記対向基板の間に配され、
前記一主面に対する平面視において、前記第１接合部材は、前記周辺領域と前記対向基板との間から前記対向基板の端の少なくとも一部を越えて前記素子基板上に延在し、
前記一主面に対する平面視において、前記素子基板は多角形であり、
前記第１接合部材が、前記素子基板の一主面の平面視において、前記対向基板の角部において分断された２つの部分を有することを特徴とする半導体装置。

【請求項3】

前記一主面に対する平面視において、前記素子基板の前記対向基板と重ならない領域の面積の１／３以上の領域に、前記第１接合部材及び前記第２接合部材の少なくとも一方が配されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記素子基板は外部接続端子を介して回路基板に接続されている請求項１乃至３に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記素子基板に外部接続端子が配され、
前記一主面に対する平面視において、前記素子基板の前記対向基板と重ならない部分に構造部材が配され、
前記一主面に対する平面視において、前記構造部材は、前記第２接合部材と前記外部接続端子の間に配されることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。

【請求項6】

前記一主面に対する平面視において、前記素子基板の前記対向基板と重ならない領域のうち前記外部接続端子を除く領域の面積の１／３以上に、前記第１接合部材、第２接合部材、及び構造部材の少なくとも１つが配されていることを特徴とする、請求項５に記載の半導体装置。

【請求項7】

前記第１接合部材は、スペーサーを含有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の半導体装置。

【請求項8】

前記第１接合部材は、スペーサーを含有し、
前記構造部材は前記スペーサーの粒径の２倍以上の厚みを有することを特徴とする請求項５または６に記載の半導体装置。

【請求項9】

前記第１接合部材に含有されるスペーサーの粒径は、１～５０μｍであることを特徴とする請求項７または８に記載の半導体装置。

【請求項10】

前記第２接合部材は、スペーサーを含有しないことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の半導体装置。

【請求項11】

前記第１接合部材は、前記第２接合部材よりも弾性率が高いことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の半導体装置。

【請求項12】

前記第１接合部材の弾性率は５００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の半導体装置。

【請求項13】

前記第２接合部材の弾性率は１００ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の半導体装置。

【請求項14】

前記第１接合部材が、前記対向基板の側面の一部を被覆していることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の半導体装置。

【請求項15】

前記周辺領域の少なくとも一部及び前記有効画素領域を覆う絶縁層が配され、
前記第１接合部材は、前記一主面に対する平面視において、前記素子基板の前記対向基板と重ならない部分における絶縁層の上に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の半導体装置。

【請求項16】

請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の半導体装置を有し、
前記複数の有効画素の少なくとも一つが有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子に接続されたトランジスタを有することを特徴とする表示装置。

【請求項17】

複数のレンズを有する光学部と、前記光学部を通過した光を受光する撮像素子と、前記撮像素子が撮像した画像を表示する表示部と、を有し、
前記表示部は請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の前記半導体装置を含み、
前記複数の有効画素の少なくとも１つは有機ＥＬ素子を含むことを特徴とする光電変換装置。

【請求項18】

請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の半導体装置を有する表示部と、前記表示部が設けられた筐体と、前記筐体に設けられ、外部と通信する通信部と、を有し、
前記複数の有効画素の少なくとも１つは有機ＥＬ素子を含むことを特徴とする電子機器。

【請求項19】

請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の半導体装置を有する光源と、前記光源が発する光を透過する光拡散部または光学フィルムと、を有し、
前記複数の有効画素の少なくとも１つは有機ＥＬ素子を含むことを特徴とする照明装置。

【請求項20】

請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の半導体装置を有する灯具と、前記灯具が設けられた機体と、を有し、
前記複数の有効画素の少なくとも１つは有機ＥＬ素子を含むことを特徴とする移動体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置、表示装置、光電変換装置、電子機器、照明装置、及び移動体に関する。

【背景技術】

【0002】

撮像または表示を行う半導体装置では、素子基板を保護するために、素子基板に対向する対向基板が設けられる。対向基板は接合部材によって素子基板に接合される。接合部材は、有効画素領域の外側の周辺領域に設けられる。また、有効画素領域上の対向基板との空間を充填するように透光性の樹脂部材が設けられる。これにより対向基板と空気との界面反射を低減することができる。

【0003】

特許文献１には、有効画素領域上に設けられた接着層と、周辺領域に設けられた補強シール層で素子基板と封止基板が接着された表示装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－２０６６１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１では、平面視において封止基板が素子基板よりもサイズが小さく、素子基板の外部接続端子部以外の周辺領域の一部が露出している。

【0006】

しかし、周辺領域には周辺回路や非有効画素、配線等の素子や回路が配されていることがある。また、有効画素領域への水分を遮断する絶縁層が、有効画素領域から周辺領域に延在していることがある。よって、露出した周辺領域に外力が印加されると、周辺回路や配線が損傷したり、水分等を遮断する絶縁層が損傷し、半導体装置の信頼性が低下する可能性がある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施の形態の一様態は、一主面側に複数の有効画素を有する有効画素領域と、前記有効画素領域の周辺に位置する周辺領域と、を有する素子基板と、対向基板と、前記素子基板と前記対向基板を接合する第１接合部材及び第２接合部材と、を有し、前記第２接合部材は前記第１接合部材と異なる材料を有し、前記一主面に対する平面視において、前記対向基板は前記素子基板に内包され、前記第１接合部材は前記周辺領域と前記対向基板の間に配され、前記第２接合部材は前記有効画素領域と前記対向基板の間に配され、前記一主面に対する平面視において、前記第１接合部材は、前記周辺領域と前記対向基板との間から前記対向基板の端の少なくとも一部を越えて前記素子基板上に延在し、前記一主面に対する平面視において、前記素子基板の前記対向基板と重ならない部分まで、前記第２接合部材が延在している半導体装置に関する。
また、実施形態の別の一様態は、一主面側に複数の有効画素を有する有効画素領域と、前記有効画素領域の周辺に位置する周辺領域と、を有する素子基板と、対向基板と、前記素子基板と前記対向基板を接合する第１接合部材及び第２接合部材と、を有し、前記第２接合部材は前記第１接合部材と異なる材料を有し、前記一主面に対する平面視において、前記対向基板は前記素子基板に内包され、前記第１接合部材は前記周辺領域と前記対向基板の間に配され、前記第２接合部材は前記有効画素領域と前記対向基板の間に配され、前記一主面に対する平面視において、前記第１接合部材は、前記周辺領域と前記対向基板との間から前記対向基板の端の少なくとも一部を越えて前記素子基板上に延在し、前記一主面に対する平面視において、前記素子基板は多角形であり、前記第１接合部材が、前記素子基板の一主面の平面視において、前記対向基板の角部において分断された２つの部分を有することを特徴とする半導体装置に関する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、周辺回路や非有効画素、配線の等、半導体装置の周辺領域に配される素子が外力により損傷するのを抑制することができる。または、周辺領域において水分遮断用の絶縁層が外力によって損傷するのを抑制することができる。よって、信頼性が向上した半導体装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施形態の半導体装置を説明する模式図

【図2】第１の実施形態の半導体装置の製造方法を説明する模式図

【図3】第２の実施形態の半導体装置を説明する模式図

【図4】第３の実施形態の半導体装置を説明する模式図

【図5】第４の実施形態の半導体装置を説明する模式図

【図6】第６の実施形態の半導体装置を用いた表示装置の一例の概略断面図

【図7】第６の実施形態の表示装置の一例を表す模式図

【図8】（ａ）第６の実施の形態に係る光電変換装置の一例を表す模式図、（ｂ）実施の形態６の電子機器の一例を表す模式図

【図9】（ａ）実施の形態６の表示装置の一例を表す模式図、（ｂ）折り曲げ可能な表示装置の一例を表す模式図

【図10】（ａ）実施の形態６の照明装置の一例を示す模式図、（ｂ）実施の形態６の車両用灯具を有する自動車の一例を示す模式図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。なお、以下の説明および図面において、複数の図面に渡って共通の構成については共通の符号を付している。そのため、複数の図面を相互に参照して共通する構成を説明し、共通の符号を付した構成については適宜説明を省略する。

【0011】

（第１の実施の形態）
図１（ａ）は、半導体装置６００を基板１００の主面に対して平面視した際の平面図を示している。図１（ｂ）は図１（ａ）の破線ＡＡ’における半導体装置６００の断面図である。以下、平面図で本発明を説明する際の、内側とは半導体基板あるいは対向基板の中心側であることを示し、外側とは半導体基板あるいは対向基板の端部側であることを示している。

【0012】

半導体装置６００は、素子基板１０２（図２（ｂ））と、対向基板５００、第１接合部材２００、及び第２接合部材３００を有する。また、半導体装置６００は、更に外部接続端子１８０を有する。

【0013】

素子基板１０２は、基板１００の一主面１０１側に有効画素領域１１０、及び有効画素領域１１０の周辺に位置する周辺領域１２０を有する。図１（ａ）では、更に外部接続端子１８０が設けられた端子領域１３０を有し、周辺領域１３０が有効画素領域１１０の周辺に位置し端子領域１３０を除く領域の例を示す。

【0014】

周辺領域１２０には周辺回路や配線が配される。半導体装置６００が表示装置の場合、周辺回路は、有効画素を駆動するための駆動回路や、有効画素に入力する信号を処理する、ＤＡＣ（デジタルアナログ変換回路）等の処理回路を含む。半導体装置６００が光電変換装置の場合、周辺回路は、有効画素を駆動するための駆動回路や、有効画素から出力された信号を処理する、ＡＤＣ（アナログデジタル変換回路）等の処理回路を含む。周辺領域１２０は、有効画素としては機能しない、ダミー画素や基準画素、テスト画素、モニタ画素などの非有効画素を含みうる。

【0015】

図１（ａ）に示すように、対向基板５００は、素子基板１０２の有効画素領域１１０に対向して配されるが、素子基板１０２の周辺領域１２０の一部及び端子領域１３０とは対向しない。すなわち、基板１００の主面に対する平面視において、対向基板５００は素子基板１０２に内包される。

【0016】

なお、部材Ａと部材Ｂが対向するとは、部材Ａの一面と部材Ｂの一面が向かい合い、該面に対する正射影において、向かい合っている面のうち面積が小さい方の面の半分以上が他方の面と重なることを指す。また、部材Ａの一主面に部材Ｂが対向するとは、部材Ａの一主面に対する平面視において、部材Ａの一主面と部材Ｂが向かい合い、該一主面に対する正射影において部材Ｂの半分以上が該一主面と重なることを指す。また、向かい合う面の間には、部材Ａ及び部材Ｂ以外の部材、構成が配されていてもよい。

【0017】

前述の、素子基板１０２において、対向基板５００と対向していない領域を非対向領域１２５とする。すなわち、非対向領域１２５は、基板１００の一主面に対する平面視において、対向基板５００と重ならない素子基板１０２の領域を指す。

【0018】

第１接合部材２００は、周辺領域１２０に設けられ、周辺領域１２０と対向基板５００の間に配される。第１接合部材２００は、図１に示すように対向基板５００の端部の内側から外側にかけて延在しており、素子基板１０２の非対向領域１２５の少なくとも一部を覆うように設けられる。よって、第１の接合部材２００の端の少なくとも一部は、第１接合部材２００の上に位置する。

【0019】

このような構成とすることで、非対向領域１２５の少なくとも一部が接合部材２００に覆われるため、非対向領域１２５において素子基板１０２に配される回路や素子の損傷を抑制することができる。また、非対向領域１２５において素子基板１０２に配される水分遮断用の絶縁層９０が外力によって損傷するのを抑制することができる。よって、半導体装置６００の信頼性を向上させることができる。

【0020】

第２接合部材３００は、少なくとも有効画素領域１１０上に設けられ、有効画素領域１１０と対向基板５００の間に配される。また、ここでは、周辺領域１２０上で、有効画素領域１１０上で配されている領域と第１接合部材２００との間の領域にも設けられる。第２接合部材３００と第１接合部材２００との間は離間していてもよいが、第２接合部材３００の外縁と第１接合部材２００の内縁が当接するのが好ましい。

【0021】

外部電源（不図示）から半導体基板１００に電力を供給するための回路基板５５０（図１（ｂ））が外部接続端子１８０に接合されている。

【0022】

次に図２を用いて本発明の半導体装置の製造方法について詳述する。ここでは、有効画素領域１１０が多角形の例として、有効画素領域１１０が四辺形であり有効画素領域１１０の対角長が５～５０ｍｍの例を示す。

【0023】

図２（ａ）に示すように、有効画素領域１１０において、基板１００の一主面１０１に、半導体素子５０が形成される。半導体素子５０はトランジスタやダイオードであり、少なくともその一部は半導体基板１０の中に設けられている。基板１００としては、例えばシリコン基板を用いることができる。

【0024】

半導体装置６００が表示装置の場合、図２（ｂ）に示すように、半導体素子５０上には絶縁層６０が形成され、絶縁層６０の内部には配線層７０と表示素子である機能素子８０が形成される。特に、表示装置が有機ＥＬ表示装置の場合、機能素子８０上には、水分の侵入を防ぐための絶縁層９０が形成される。

【0025】

機能素子８０への外部からの水分の侵入を効果的に防ぐため、絶縁層９０は有効画素領域１１０に加え、周辺領域１２０にも配される。ここでは、絶縁層９０が、基板１００の一主面に対する平面視において対向基板５００より外側にも配される例を示す。有効画素領域の機能素子８０への水分の侵入を遮断できれば、絶縁層９０は基板１００の一主面に対する平面視において対向基板５００の内側のみに配されていてもよい。

【0026】

半導体装置６００が光電変換装置の場合、半導体素子５０と、光電変換素子である機能素子８０を形成した後に、絶縁層６０及び配線層７０が形成される。半導体素子５０、配線層７０、機能素子８０の構造は半導体装置によって異なる。

【0027】

配線層７０は多層配線層であってもよく、配線はアルミニウム層、銅層、それらの合金層などを用いることができ、ビアプラグやコンタクトプラグを含む。配線層１７０は、有効画素領域１１０だけでなく、周辺領域１２０にも設けられ、周辺回路に電気的に接続される。

【0028】

絶縁層６０は、酸化シリコン層、窒化シリコン層、及び炭化シリコン層やそれらの積層を用いることができる。なお、酸窒化シリコンや炭窒化シリコンは、窒素とシリコンを主たる元素とすることから、窒化シリコンの一種とみなす。

【0029】

半導体装置６００が表示装置の場合、機能素子８０は表示素子である。表示素子としては、ＥＬＤ（エレクトロルミネッセンスディスプレイ）におけるＥＬ素子、ＬＣＤ（リキッドクリスタルディスプレイ）における液晶素子、ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）における反射素子等がある。機能素子８０としては、半導体装置６００が光電変換装置であれば光電変換素子がある。外部接続端子１８０は端子領域１３０に設けられており、外部接続端子１８０上の絶縁層６０及び絶縁層９０には外部接続端子１８０を露出するため開口部１８５が設けられる。

【0030】

絶縁層６０及び絶縁層９０としては、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン等の単層あるいはそれらの積層膜を用いることができる。開口部１８５は、外部接続端子１８０上の、絶縁層６０となる絶縁膜を、反応性イオンエッチングにより除去することで形成することができる。

【0031】

配線層７０及び外部接続端子１８０としては、アルミニウム、銅などの金属材料を用いることができる。金属が基板１００中に拡散しないように、チタンやタンタル、それらの窒化物等で構成されたバリアメタルが用いられてもよい。配線層７０及び外部接続端子１８０としてアルミニウムを用いる場合は、スパッタリングにより全面にアルミニウムを形成した後に、レジストパターンを形成し塩素ガスを用いたＲＩＥでパターン加工すればよい。

【0032】

配線層７０として銅を用いる場合は、絶縁膜にトレンチを形成しておきトレンチに銅を埋め込むいわゆるデュアルダマシン手法を用いることができる。配線層７０及び外部接続端子１８０は同一材料を用いて形成してもよく、また同一工程で形成してもよい。

【0033】

以上の工程により、素子基板１０２が形成される。よって、素子基板１０２は、基板１００、半導体素子５０、絶縁層６０、配線層７０を有する。また、半導体装置６００が有機ＥＬ表示装置の場合、素子基板１０２は、更に絶縁層９０を有する。

【0034】

次いで、図２（ｃ）に示すように素子基板１０２の周辺領域１２０上に第１接合部材２００が設けられる。第１接合部材２００は樹脂材料であり、ディスペンス法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法などの手法により塗布形成される。第１接合部材２００は後述の第２接合部材３００形成時の土手としても機能するため、第１接合部材の塗布液の粘度は１０Ｐａ・ｓ以上が好ましく、より好ましくは３０Ｐａ・ｓ以上である。

【0035】

第１接合部材２００としてはアクリル樹脂系、エポキシ樹脂系、ウレタン樹脂系等を用いることができる。ＵＶ硬化型、熱硬化型、２液混合型のいずれのタイプを用いることができるが、例えば有機ＥＬ素子基板などにおいては、ＵＶ硬化型樹脂を用いることで短時間に低温硬化できるので好ましい。ただし、本工程ではまだ硬化させないため、ＵＶや熱による硬化が進行しないように留意する必要がある。

【0036】

また第１接合部材２００には樹脂ビーズやシリカビーズ等のスペーサーを含有するのが好ましい。所望の粒径を有するスペーサーを含有することで、半導体基板１００と対向基板５００とのギャップを容易に制御することができる。スペーサーの粒径が１μｍ未満では、半導体基板１００と対向基板５００との間に１μｍ程度の異物が混入した場合に、異物が有効画素領域１１０の機能素子８０や周辺回路に押し込まれてしまう可能性がある。この場合、機能素子８０や周辺回路が損傷し不良となる恐れがある。

【0037】

製造工程において１μｍ以下の異物を排除するのは難しく歩留まりが低下する要因となるため、スペーサーの粒径は１μｍ以上が好ましい。逆にスペーサーの粒径が５０μｍ以上になると、半導体装置が高温環境や、高温高湿環境下にさらされた際、第２接合部材にボイドやクラックが発生しやすくなる。これは、基板１００と対向基板５００との間に充填された第２接合部材３００の熱膨張や吸水による体積膨張の度合いが大きくなるためである。よってスペーサーの粒径としては１～５０μｍが好ましく、３～３０μｍがより好ましい。

【0038】

次いで、図２（ｄ）に示すように、基板１００の一主面の第１接合部材２００で区画された領域であって有効画素領域１１０を含む領域に、第２接合部材３００が塗布される。第２接合部材３００は樹脂材料であり、ディスペンス法により適量が塗布される。ここでいう適量とは、後述の対向基板を貼り合わせる工程において第１接合部材２００の内縁近傍まで第２接合部材が濡れ広がり、かつ第１接合部材２００の外側に第２接合部材３００がはみ出さない程度の分量のことである。

【0039】

対向基板５００を貼り合わせる工程において第１接合部材の内縁近傍まで気泡の混入を抑制しながら濡れ広がりやすくする必要があるため、第２接合部材３００の塗布液の粘度は第１接合部材２００の塗布液よりも低いことが望ましい。第２接合部材３００の塗布液の年度は、例えば１Ｐａ・ｓ以下が好ましく、０．５Ｐａ・ｓ以下がより好ましい。

【0040】

第２接合部材３００は、固体撮像素子あるいは表示素子のように対向基板５００を通して受発光する機能素子８０においては、少なくとも可視光領域波長における光透過性が高い樹脂を用いることが好ましい。さらには対向基板５００との界面における反射や屈折を低減するために対向基板５００との屈折率の差が小さい材料を用いることが好ましい。よって対向基板としてガラス（屈折率１．５）を用いる場合、第２接合部材の屈折率は、１．４～１．６が好ましく、より好ましくは１．４５～１．５５である。

【0041】

次いで、図２（ｅ）に示すように、基板１００の一主面と対向するように対向基板５００が貼り合わされる。

【0042】

対向基板５００は、半導体装置６００が表示装置や光電変換装置の場合、光透過性の高い材料が好ましく、例えば、ガラスを用いることができる。対向基板５００の主面のうち第２接合部材との界面と反対側の主面に反射防止膜を別途形成してもよい。

【0043】

対向基板５００は少なくとも素子基板１０２の有効画素領域１１０上に配置すればよく、対向基板５００の端は素子基板１０２の周辺領域１２０上に位置する。よって、対向基板５００が素子基板１０２の有効画素領域１１０と周辺領域１２０の一部を覆い、素子基板１０２は対向基板５００と対向していない非対向領域１２５を有する。

【0044】

このように、対向基板５００のサイズを基板１００よりも小さくすることで、部材コストを低減することができる。第１接合部材２００は対向基板５００の端の内側から外側、つまり非対向領域１２５にかけて素子基板１０２上に延在している。言い換えると、基板１００の一主面に対する平面視において、対向基板５００の端の少なくとも一部は、第１接合部材２００の上に位置する。

【0045】

端子領域１３０を除く非対向領域１２５において、第１接合部材２００が覆う部分があることで、周辺領域１２０の少なくとも一部が保護される。よって、周辺領域１２０の非対向領域１２５に非有効画素、周辺回路、配線等の素子や回路が配されている場合、外力による該素子や回路の損傷を抑制することができる。また、基板１００に対する平面視において水分遮断用の絶縁層９０が対向基板５００の外側に延在している場合、絶縁層９０の損傷を抑制することができる。よって、半導体装置６００の信頼性や耐久性を向上することができる。

【0046】

周辺領域１２０の損傷抑制の観点から、第１接合部材２００は、非対向領域１２５のできるだけ広い領域を覆うように配されることが好ましい。第１接合部材２００は、少なくとも非対向領域１２５の面積の１／３以上の面積を覆うように設けるのが好ましく、１／２以上を覆うように設けることがより好ましい。すなわち、基板１００の一主面に対する平面視において、第１接合部材２００は、素子基板１０２の対向基板５００と重ならない領域の面積の１／３以上の領域に配されることが好ましく、より好ましくは１／２以上が好ましい。

【0047】

また、端子領域１３０が素子基板１０２の対向基板５００側に配されている場合、第１接合部材２００は、第１接合部材２００は、少なくとも非対向領域１２５の端子領域１３０を除く面積の１／３以上の面積を覆うように設けるのが好ましい。１／２以上を覆うように設けることがより好ましい。すなわち、基板１００の一主面に対する平面視において、第１接合部材２００は、素子基板１０２の対向基板５００と重ならない領域のうち端子領域１３０を除く領域の面積の１／３以上の領域に配されることが好ましい。更に、該領域の１／２以上の領域に配されることがより好ましい。

【0048】

また、一枚のウェハ上で複数の半導体装置６００を形成し、最後にスクライブして個片化する場合は、第１接合部材２００はスクライブ領域（不図示）と端子領域１３０を除く、周辺領域１２０全面に形成するのが好ましい。第１接合部材２００を基板１００と一緒にスクライブすると、スクライブホイールに第１接合部材２００が目詰まりして割断品質やホイールの寿命が低下するためである。

【0049】

また本実施の形態では、端子領域１３０が基板１００の一主面側に設けられているが、基板１００の一主面と反対側の第二主面から外部接続端子に対して貫通電極を設け、第二主面にて後述の回路基板を接合してもよい。この場合、基板１００の外部接続端子１８０上にも第１接合部材２００を延在させてもよい。外部接続端子１８０上に第１接合部材２００を設けることで、外部接続端子１８０を損傷から保護することができる。

【0050】

本工程において、対向基板５００に一定の荷重を印加することで、対向基板５００と基板１００との間に設けられた第２接合部材３００を対向基板５００で押す。その結果、第２接合部材３００は、第１接合部材２００の方向に押し出される形で塗り広げられる。第２接合部材３００は、その外縁が第１接合部材２００の内縁と当接してもよく、あるいは第１接合部材２００と離間してもよい。基板１００と対向基板５００との間隔を制御するために、第１接合部材２００は一定の粒径を有するスペーサーを含有するのが好ましい。

【0051】

この場合、基板１００と対向基板５００とのギャップはスペーサーの粒径と同程度となるように貼り合わせ荷重を設定するのが好ましい。貼り合わせ荷重が低すぎると、基板間のギャップのばらつきが大きくなるとともに、基板１００の主面に対する対向基板５００の主面の平行度が低下し、表示素子や受光素子などにおいては光学特性に影響を及ぼす可能性がある。逆に貼り合わせ荷重を過剰に印加すると、スペーサーが潰れてギャップがスペーサー粒径以下となるが、スペーサーの圧力により回路や素子が損傷する可能性がある。

【0052】

第１接合部材２００は、弾性率の高い材料を用いるのが好ましく、弾性率の高い樹脂材料を用いることで、周辺領域１２０に外力が印可した際の、周辺領域の回路や素子の損傷を抑制することができる。具体的には、第１接合部材２００の弾性率は５００ＭＰａ以上とすることが好ましく、より好ましくは１ＧＰａ以上である。一方、第２接合部材３００は、第１接合部材２００と比べて、弾性率の低い樹脂材料を用いるのが好ましい。

【0053】

第２接合部材３００中に硬い異物が混入した状態で対向基板５００の表面側から荷重がかけられた場合、第２接合部材３００の弾性率が高いと、異物により第２接合部材３００ごと機能素子８０が損傷する恐れがある。よって第２接合部材３００の弾性率は１００ＭＰａ以下とすることが好ましく、より好ましくは１０ＭＰａ以下である。このように第２接合部材３００の弾性率を低く設定することで、第２接合部材３００中に硬い異物が混入したとしても、第２接合部材３００が緩衝材の役割を果たし、機能素子８０への損傷を抑制することができる。

【0054】

また、対向基板５００の側面５００ｓに第１接合部材２００が回り込み、対向基板５００の側面５００ｓの一部あるいは全部を第１接合部材２００で被覆することができ、対向基板５００と第１接合部材２００との密着力を向上させることができる。さらに、例えば対向基板５００としてガラス等の脆性のある材料を用いた場合、対向基板５００の側面から対向基板５００の破片が剥落することがあり、後述の外部接続端子に回路基板を接合する工程における電気的接続不良の要因となる。一方、本実施の形態の半導体装置６００は、第１接合部材２００が対向基板５００の側面を被覆しているため上記接続不良を抑制することができ歩留まりが向上する。

【0055】

次いで、図２（ｆ）に示すように、基板１００の外部接続端子１８０と回路基板５５０とを接合部材５４０を介して接続する。回路基板５５０は、ガラスエポキシ基材や低温同時焼成セラミックス基材に配線パターンが形成されたリジッド基板と、ポリイミド基材やポリエステル基材に配線パターンが形成されたフレキシブル基板があり、どちらも用いられうる。フレキシブル基板は自由に折り曲げることができるため、多くの部品が組み込まれる小型の装置に使用される電子部品に好適である。

【0056】

また接合部材５４０は、Ｓｎ－Ａｇ等のはんだバンプ、金バンプ、銅バンプ等の金属材料や、導電性ペーストや異方性導電フィルム（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ、ＡＣＦ）等の金属・有機複合材料が用いられうる。ここでは、回路基板５５０としてフレキシブル基板を用い、接合部材５４０としてエポキシ樹脂に導電粒子が含有された異方性導電フィルムを用いることとし、熱圧着により回路基板５５０と外部接続端子１８０とを接合した。

【0057】

以上、本実施の形態によれば、素子基板１０２の非対向領域１２５を第１接合部材２００で保護することができる。よって、周辺領域１２０の非対向領域１２５に非有効画素、周辺回路、配線等の素子や回路が配されている場合、外力による該素子や回路の損傷を抑制することができる。また、水分遮断用の絶縁層９０の損傷を抑制することができる。したがって、半導体装置６００の信頼性や耐久性を向上することができる。

【0058】

（第２の実施の形態）
図３は、第２の実施形態に係る半導体装置６００の構造の平面図及び断面図を、第１の実施の形態（図１）同様に示す。ここでは、基板１００及び対向基板５００が多角形であり、具体的には四角形である例を示す。

【0059】

図３（ａ）は、第２の実施の形態に係る半導体装置６００を基板１００の主面に対して平面視した際の平面図を示している。図３（ｂ）は図３（ａ）の破線ＢＢ’における半導体装置６００の断面図である。基板１００の主面に対する平面視において、対向基板５００の外縁の角部５００ｃ（図３（ａ））において第１接合部材２００が分断されている点で第１の実施の形態と異なる。

【0060】

すなわち、第１接合部材２００は、分断された少なくとも２つの部分を有する。第１接合部材２００の分断された２つの部分の間には、第２接合部材３００が配される。よって、対向基板５００の角部５００ｃ近傍において、第２接合部材３００が基板１００の非対向領域１２５上に延在している。

【0061】

基板１００及び対向基板５００が多角形の場合、基板１００の一主面に対する平面視において、両基板はそれぞれ角部を有する。図３（ａ）では、基板１００及び対向基板５００は四辺形であり、それぞれ４つの角部１００ｃ、５００ｃを有する。

【0062】

本実施の形態の半導体装置６００は、基板１００と対向基板５００とが第１接合部材２００及び第２接合部材３００で貼り合わされている。この場合、半導体装置６００に温度変化が加わると、基板間の熱膨張係数の差による内部応力が第１接合部材２００及び第２接合部材３００に発生する。第１接合部材２００及び第２接合部材３００に発生する内部応力は、有効画素領域１１０の中心Ｐからの距離が大きくなるほど、大きくなる。よって、対向基板の角部５００ｃにおいて最も内部応力が大きくなる。

【0063】

また第１接合部材２００と第２接合部材３００の材料や含有物の差に起因する熱膨張係数の差により、接合部材同士の界面近傍にも内部応力が生じる。第１の実施の形態のように対向基板５００の端の全周に第１接合部材２００を設ける場合、接合部材同士の界面に生じる二種類の内部応力は、対向基板５００の四辺の角部５００ｃにおいて最大となる。よって、対向基板５００の角部５００ｃでは、第１接合部材２００か第２接合部材３００のいずれかにクラックが発生する可能性がある。

【0064】

本実施の形態では、対向基板５００の角部５００ｃにおいて第１接合部材２００が分断されている。すなわち、対向基板５００の角部５００ｃに第１接合部材２００を設けておらず、対向基板の角部５００ｃには第２接合部材３００のみが設けられている。よって、第２接合部材３００には基板間の熱膨張係数の差による内部応力のみが生じ、第１接合部材と第２接合部材の材料や含有物の差に起因する熱膨張係数の差による生じる内部応力を低減できる。よって対向基板５００の角部５００ｃにおける総内部応力を低減することができ、その結果、第２接合部材３００に生じるクラックを抑制することができる。

【0065】

また対向基板５００の角部５００ｃには第１接合部材２００を設けていないため、図３の断面図に示すように、対向基板の角部５００ｃにおいて第２接合部材３００が対向基板５００の外側にはみ出し非対向領域１２５まで延在する。よって、対向基板５００の角部５００ｃ近傍における基板１００の非対向領域１２５は第２接合部材で被覆される。これにより、非対向領域１２５において、回路や素子等の外力による損傷を抑制することができる。また、半導体装置６００が有機ＥＬ表示装置の場合、水分遮断用の絶縁層９０の破損を抑制することができる。よって、半導体装置６００の信頼性や耐久性を向上することができる。

【0066】

本実施の形態構成では第２接合部材が基板１００の非対向領域１２５の保護材としての役割も有する。よって、第２接合部材３００の弾性率は、１００ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下が好ましい。

【0067】

周辺領域１２０の損傷抑制の観点から、少なくとも非対向領域１２５の面積の１／３以上の面積を覆うように、第１接合部材２００及び第２接合部材３００の少なくとも１つを設けるのが好ましい。少なくとも非対向領域１２５の面積の１／２以上を覆うように設けることがより好ましい。すなわち、基板１００の一主面に対する平面視において、素子基板１０２の対向基板５００と重ならない領域の面積の１／３以上の領域に、第１接合部材２００及び第２接合部材３００の少なくとも１つが配されることが好ましい。該領域の１／２以上の領域に配されることがより好ましい。

【0068】

また、端子領域１３０が素子基板１０２の対向基板５００側に配されている場合、少なくとも非対向領域１２５の端子領域１３０を除く面積の１／３以上の面積を覆うように、第１接合部材２００と第２接合部材３００の少なくとも一方を設けるのが好ましい。第領域の１／２以上を覆うように設けることがより好ましい。すなわち、基板１００の一主面に対する平面視において、素子基板１０２の対向基板５００と重ならない領域のうち端子領域１３０を除く領域の面積の１／３以上の領域に、第１接合部材２００及び第２接合部材３００の少なくとも１つが配されることが好ましい。更に、該領域の１／２以上の領域に配されることがより好ましい。

【0069】

以上、本実施の形態においても、素子基板１０２の非対向領域１２５を第１接合部材２００および第２接合部材３００で保護することで、外力による回路や素子、絶縁層等の損傷を抑制することができる。よって、半導体装置６００の信頼性や耐久性が向上する。また、温度変化や吸湿による対向基板５００の角部における第２接合部材３００のクラックを抑制することができる。よって、半導体装置６００の信頼性がより向上する。

【0070】

（第３の実施の形態）
図４に、本実施の形態に係る半導体装置６００の構造の平面図及び断面図を、第１の実施の形態（図１）同様に示す。図４（ａ）は、本実施の形態に係る半導体装置６００を半導体基板１００の一主面に対して平面視した際の平面図を示している。図４（ｂ）は図４（ａ）の破線ＣＣ’における半導体装置６００の断面図である。

【0071】

本実施の形態でも、第２の実施の形態と同様に対向基板５００の角部５００ｃの近傍には第１接合部材２００が設けられていないが、基板１００の非対向領域１２５上に構造部材４００が設けられている点で第２の実施形態と異なる。構造部材４００は、対向基板５００を貼り合わせた際に、第２接合部材３００が基板１００の端を越え外側にはみ出すのを堰き止める役割がある。よって構造部材４００の一部と第２接合部材３００は当接した状態となっている。一方、構造部材４００の上には対向基板５００が配されていない。

【0072】

よって、構造部材４００と第２接合部材３００には基板間の熱膨張係数の差による内部応力が生じず、第２の実施形態と同様に対向基板５００の角部５００ｃ近傍において第２接合部材３００にクラックが生じるのを抑制することができる。

【0073】

なお、本実施の形態のように第１接合部材を対向基板５００の角部５００ｃに設けない場合、対向基板５００の角部５００ｃが最も第２接合部材３００のはみ出し量が大きくなる。よって、図４に示すように、少なくとも有効画素領域１１０の中心Ｐと対向基板５００の角部５００ｃとを結ぶ直線の延長線上を含む領域に構造部材４００を設けるのが好ましい。

【0074】

また図４では、構造部材４００と第１接合部材２００が離間しているが、構造部材４００と第１接合部材２００が当接するように設けてもよい。また、第１接合部材２００と基板１００の端との間に構造部材４００を設けてもよい。

【0075】

構造部材４００は基板１００の非対向領域１２５における素子や回路等の保護材として機能することもできる。よって、構造部材４００の弾性率は第１接合部材と同等に５００ＭＰａ以上とすることが好ましく、より好ましくは１ＧＰａ以上である。

【0076】

構造部材４００は、第１接合部材の形成（図２（ｃ））から第２接合部材の滴下（図２（ｄ））までの間の任意のタイミングで形成すればよく、ディスペンス、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法などで塗布後、任意の硬化方法で硬化すればよい。第１接合部材２００形成後の場合、スクリーン印刷やフレキソ印刷法は使用できないため、ディスペンス法で形成すればよい。逆に、第１接合部材形成前に構造部材４００をディスペンス法あるいはスクリーン印刷法で形成した場合、第１接合部材はスクリーン印刷法やフレキソ印刷法ではなくディスペンス法で形成すればよい。

【0077】

構造部材４００は第２接合部材３００のはみ出しを堰き止める役割を有するため、構造部材４００の厚さは少なくとも第２接合部材の厚み（第１接合部材に含有するスペーサーの粒径に相当）の２倍以上とするのが好ましく、より好ましくは５倍以上である。すなわち、第１接合部材２００に含有するスペーサーの粒径が１０μｍである場合、構造部材４００の厚さは、２０μｍ以上が好ましく、より好ましくは５０μｍである。

【0078】

このような厚さの構造部材４００を塗布で形成するために、構造部材４００の硬化前の粘度は１０Ｐａ・ｓ以上が好ましく、より好ましくは３０Ｐａ・ｓ以上である。構造部材４００は、例えば樹脂材料を用いて形成することができ、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系、ウレタン樹脂系等を用いることができる。ＵＶ硬化型、熱硬化型、２液混合型のいずれのタイプも用いることができるが、熱硬化型は熱硬化時にリフローにより構造部材４００の厚さが小さくなることが懸念されるためＵＶ硬化型を用いるのが好ましい。

【0079】

なお、ここでは構造部材４００として第１接合部材２００とは異なる材料を用い、異なる工程として形成することを記載したが、構造部材４００と第１接合部材２００を同一の材料を用いてもよい。また、構造部材４００と第１接合部材２００は同一工程で形成してもよい。同一行程で形成することで、工程数を削減することができる。

【0080】

周辺領域１２０の損傷抑制の観点から、少なくとも非対向領域１２５の面積の１／３以上の面積を覆うように、第１接合部材２００、第２接合部材３００、及び構造部材４００の少なくとも１つを設けるのが好ましい。少なくとも非対向領域１２５の面積の１／２以上を覆うように設けることがより好ましい。すなわち、基板１００の一主面に対する平面視において、素子基板１０２の対向基板５００と重ならない領域の面積の１／３以上の領域に、第１接合部材２００、第２接合部材３００、及び構造部材４００の少なくとも１つが配されることが好ましい。該領域の１／２以上の領域に配されることがより好ましい。

【0081】

また、端子領域１３０が素子基板１０２の対向基板５００側に配されている場合がある。この場合、少なくとも非対向領域１２５の端子領域１３０を除く面積の１／３以上の面積を覆うように、第１接合部材２００、第２接合部材３００、及び構造部材４００の少なくとも１つを設けるのが好ましい。第領域の１／２以上を覆うように設けることがより好ましい。

【0082】

すなわち、基板１００の一主面に対する平面視において、素子基板１０２の対向基板５００と重ならない領域のうち端子領域１３０を除く領域の面積の１／３以上の領域に、第１接合部材２００、第２接合部材３００、及び構造部材４００の少なくとも１つが配されることが好ましい。更に、該領域の１／２以上の領域に配されることがより好ましい。

【0083】

以上、本実施の形態においても、基板１００の非対向領域１２５の少なくとも一部が第１接合部材２００、第２接合部材３００および構造部材４００で覆われ保護される。よって、外力による素子や回路、絶縁層の損傷を抑制することができ、半導体装置６００の信頼性や耐久性が向上する。

【0084】

また、温度変化や吸湿による対向基板５００の角部５００ｃにおける第２接合部材３００のクラックの発生を抑制することができる。よって、半導体装置６００の信頼性がより向上する。さらに第２接合部材３００の基板１００の端でのはみ出しを抑制でき、工程歩留まりを向上することができる。

【0085】

（第４の実施の形態）
図５に、本実施の形態に係る半導体装置６００の構造の平面図及び断面図を、第１の実施の形態（図１）と同様に示す。図５（ａ）は、本実施の形態に係る半導体装置６００を基板１００の主面に対して平面視した際の平面図を示している。図５（ｂ）は図５（ａ）の破線ＤＤ’における半導体装置６００の断面図である。

【0086】

本実施の形態においても、第２の実施の形態及び第３の実施の形態と同様、対向基板５００の角部５００ｃにおいて、第１接合部材２００が分断されている。基板１００の非対向領域１２５における対向基板５００の端と外部接続端子１８０との間に構造部材４００が設けられる点で、第３の実施の形態と異なる。

【0087】

第３の実施の形態と同様に、構造部材４００は基板１００の非対向領域１２５に設けられる。基板１００に対向基板５００を貼り合わせた際に、第２接合部材３００が対向基板５００の外側にはみ出すことがあるが、構造部材４００を設けることで外部接続端子１８０に第２接合部材３００が付着するのを抑制することができる。

【0088】

構造部材４００の一部と第２接合部材３００は当接した状態となっているが、構造部材４００の上には対向基板５００が配されていない、よって、構造部材４００と第２接合部材３００で生じる基板間の熱膨張係数の差による内部応力を低減することができる。これにより、図５に示すように構造部材４００を基板１００を横断するように設けた場合でも、対向基板の角部５００ｃ近傍における第２接合部材３００でのクラックの発生を抑制することができる。

【0089】

また本実施の形態では、有効画素領域１１０と外部接続端子１８０との間に第１接合部材２００を設けていないが、対向基板５００の２辺以上に第１接合部材２００が設けられているため、基板間のギャップや平行度は適切に保たれる。一方、対向基板５００の端と外部接続端子１８０との間には、構造部材４００を配置することで、外部接続端子１８０に第２接合部材３００が到達するのを防ぐことができる。よって、有効画素領域１１０に対し、外部接続端子側には第１接合部材２００を設けないことで、省スペース化を図ることができる。

【0090】

構造部材４００の形成方法や樹脂材料は、第３の実施の形態と同様の手段および材料を用いることができる。なお、ここでは構造部材４００として第１接合部材２００とは異なる材料を用い、異なる工程として形成することを記載したが、構造部材４００と第１接合部材２００を同一の材料を用いてもよい。また、構造部材４００と第１接合部材２００は同一工程で形成してもよい。同一行程で形成することで、工程数を削減することができる。

【0091】

以上、本実施の形態においても、基板１００の非対向領域１２５を第１接合部材２００、第２接合部材３００および構造部材４００で覆われ保護される。よって、外力による素子や回路、絶縁層の損傷を抑制することができ、半導体装置６００の信頼性や耐久性が向上する。

【0092】

また温度変化や吸湿による対向基板５００の角部５００ｃにおける第２接合部材でのクラックの発生を抑制することができる。よって、半導体装置６００の信頼性が向上する。さらに第２接合部材３００が基板１００に対する平面視において対向基板５００からはみ出し外部接続端子へ到達するのを抑制でき、工程歩留まりを向上することができる。

【0093】

（第５の実施の形態）
本実施の形態では、第１乃至第４の実施の形態に用いられる機能素子８０の具体例として、有機ＥＬ素子を用いた場合の具体的な構成例について説明する。

【0094】

［基板］
基板の材料としては、石英、ガラス、シリコンウエハ、樹脂、金属等が挙げられる。また、基板上には、トランジスタなどのスイッチング素子や配線を備え、その上に絶縁層を備えてもよい。絶縁層としては、陽極２と配線の導通を確保するために、コンタクトホールを形成可能で、かつ接続しない配線との絶縁を確保できれば、材料は問わない。例えば、ポリイミド等の樹脂、酸化シリコン、窒化シリコンなどを用いることができる。

【0095】

［電極］
電極は、一対の電極を用いることができる。一対の電極は、陽極と陰極であってよい。有機発光素子が発光する方向に電界を印加する場合に、電位が高い電極が陽極であり、他方が陰極である。また、発光層にホールを供給する電極が陽極であり、電子を供給する電極が陰極であるということもできる。

【0096】

陽極の構成材料としては仕事関数がなるべく大きいものが良い。例えば、金、白金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、コバルト、セレン、バナジウム、タングステン、等の金属単体やこれらを含む混合物、あるいはこれらを組み合わせた合金が使用できる。また、例えば、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム等の金属酸化物が使用できる。更に、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性ポリマーも使用できる。

【0097】

これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また、陽極は一層で構成されていてもよく、複数の層で構成されていてもよい。

【0098】

反射電極として用いる場合には、例えばクロム、アルミニウム、銀、チタン、タングステン、モリブデン、又はこれらの合金、積層したものなどを用いることができる。また、透明電極として用いる場合には、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛などの酸化物透明導電層などを用いることができるが、これらに限定されるものではない。電極の形成には、フォトリソグラフィ技術を用いることができる。

【0099】

一方、陰極の構成材料としては仕事関数の小さなものがよい。例えばリチウム等のアルカリ金属、カルシウム等のアルカリ土類金属、アルミニウム、チタニウム、マンガン、銀、鉛、クロム等の金属単体またはこれらを含む混合物が挙げられる。あるいはこれら金属単体を組み合わせた合金も使用することができる。例えばマグネシウム－銀、アルミニウム－リチウム、アルミニウム－マグネシウム、銀－銅、亜鉛－銀等が使用できる。酸化錫インジウム（ＩＴＯ）等の金属酸化物の利用も可能である。

【0100】

これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また陰極は一層構成でもよく、多層構成でもよい。中でも銀を用いることが好ましく、銀の凝集を抑制するため、銀合金とすることがさらに好ましい。銀の凝集が抑制できれば、合金の比率は問わない。例えば、１：１であってよい。

【0101】

陰極は、ＩＴＯなどの酸化物導電層を使用してトップエミッション素子としてもよいし、アルミニウム（Ａｌ）などの反射電極を使用してボトムエミッション素子としてもよいし、半透過反射型の電極としてもよく、特に限定されない。特に限定されない。陰極の形成方法としては、特に限定されないが、直流及び交流スパッタリング法などを用いると、膜のカバレッジがよく、抵抗を下げやすいためより好ましい。

【0102】

［封止層または保護層］
陰極の上に、封止層または保護層を設けてもよい。例えば、陰極上に吸湿剤を設けたガラスを接着することで、有機化合物層に対する水等の浸入を抑え、表示不良の発生を抑えることができる。また、別の実施形態としては、陰極上に窒化ケイ素等のパッシベーション膜を設け、有機ＥＬ層に対する水等の浸入を抑えてもよい。パッシベーション膜として、第１の実施の形態で述べた絶縁層９０を用いることができる。

【0103】

また、例えば、陰極７形成後に真空を破らずに別のチャンバーに搬送し、ＣＶＤ法で厚さ２μｍの窒化ケイ素膜を形成することで、保護層としてもよい。ＣＶＤ法の成膜の後で原子堆積法（ＡＬＤ法）を用いた保護層を設けてもよい。

【0104】

［カラーフィルタ］
保護層の上にカラーフィルタを設けてもよい。例えば、有機発光素子のサイズを考慮したカラーフィルタを別の基板上に設け、それと有機発光素子を設けた基板と貼り合わせてもよいし、上記で示した保護層上にフォトリソグラフィ技術を用いて、カラーフィルタをパターニングしてもよい。

【0105】

［密着層または平坦化層］
カラーフィルタと保護層との間に密着層または平坦化層を有してもよい。密着層または平坦化層は、有機化合物で構成されてよく、低分子であっても、高分子であってもよいが、高分子であることが好ましい。

【0106】

平坦化層は、カラーフィルタの上下に設けられてもよく、その構成材料は同じであっても異なってもよい。具体的には、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、尿素樹脂等があげられる。

【0107】

［対抗基板］
平坦化層の上には、対抗基板を有してよい。対抗基板は、前述の基板と対応する位置に設けられるため、対抗基板と呼ばれる。対抗基板の構成材料は、前述の基板と同じであってよい。

【0108】

［有機層］
本実施の形態に係る発光素子を構成する有機層（正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等）は、以下に示す方法により形成される。

【0109】

有機層は、真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマ等のドライプロセスを用いることができる。またドライプロセスに代えて、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法（例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等）により層を形成するウェットプロセスを用いることもできる。

【0110】

ここで真空蒸着法や溶液塗布法等によって層を形成すると、結晶化等が起こりにくく経時安定性に優れる。また塗布法で成膜する場合は、適当なバインダー樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。

【0111】

上記バインダー樹脂としては、例えばポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。上記は例であり、バインダー樹脂はこれらに限定されるものではない。

【0112】

また、これらバインダー樹脂は、ホモポリマー又は共重合体として一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を混合して使用してもよい。さらに必要に応じて、公知の可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を併用してもよい。

【0113】

（第６の実施の形態）
本実施の形態では、半導体装置６００の用途について図６乃至図１０を用いて説明する。第１の実施の形態１で説明した半導体装置６００は、表示装置、表示部や照明装置の構成部材として用いることができる。他にも、電子写真方式の画像形成装置の露光光源や液晶表示装置のバックライト、白色光源にカラーフィルタを有する発光装置等の用途がある。

【0114】

表示装置は、エリアＣＣＤ、リニアＣＣＤ、メモリーカード等からの画像情報を入力する画像入力部を有し、入力された情報を処理する情報処理部を有し、入力された画像を表示部に表示する画像情報処理装置でもよい。

【0115】

また、撮像装置やインクジェットプリンタが有する表示部は、タッチパネル機能を有していてもよい。このタッチパネル機能の駆動方式は、赤外線方式でも、静電容量方式でも、抵抗膜方式であっても、電磁誘導方式であってもよく、特に限定されない。また表示装置はマルチファンクションプリンタの表示部に用いられてもよい。

【0116】

次に、図面を参照しながら本実施の形態に係る表示装置につい説明する。図６は、機能素子８０である発光素子１０と、この発光素子１０に接続されるＴＦＴ素子とを有する表示装置の例を示す断面模式図である。ＴＦＴ素子は、半導体素子５０の一例である。

【0117】

図６の表示装置１０００は、ガラス等の基板１１とその上部にＴＦＴ素子又は有機層４を保護するための防湿膜１２が設けられている。また符号１３は金属のゲート電極１３である。符号１４はゲート絶縁膜１４であり、１５は半導体層である。

【0118】

ＴＦＴ素子１８は、半導体層１５とドレイン電極１６とソース電極１７とを有している。ＴＦＴ素子１８の上部には絶縁膜１９が設けられている。コンタクトホール２０を介して発光素子１０を構成する下部電極２（陽極）とソース電極１７とが接続されている。

【0119】

尚、発光素子１０に含まれる電極（陽極、陰極）とＴＦＴに含まれる電極（ソース電極、ドレイン電極）との電気接続の方式は、図６に示される態様に限られるものではない。つまり陽極又は陰極のうちいずれか一方とＴＦＴ素子ソース電極またはドレイン電極のいずれか一方とが電気接続されていればよい。

【0120】

図６の表示装置１０００では有機層４を１つの層の如く図示をしているが、有機層４は、複数層であってもよい。上部電極５（陰極）の上には発光素子の劣化を抑制するための第１の保護層２４や第２の保護層２５が設けられている。

【0121】

図６の表示装置１０００では、スイッチング素子としてトランジスタを使用しているが、これに代えてＭＩＭ素子をスイッチング素子として用いてもよい。

【0122】

また図６の表示装置１０００に使用されるトランジスタは、単結晶シリコンウエハを用いたトランジスタに限らず、基板の絶縁性表面上に活性層を有する薄膜トランジスタでもよい。活性層として、単結晶シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコンなどの非単結晶シリコン、インジウム亜鉛酸化物、インジウムガリウム亜鉛酸化物等の非単結晶酸化物半導体が挙げられる。尚、薄膜トランジスタはＴＦＴ素子とも呼ばれる。

【0123】

図６の表示装置１０００に含まれるトランジスタは、Ｓｉ基板等の基板内に形成されていてもよい。ここで基板内に形成されるとは、Ｓｉ基板等の基板自体を加工してトランジスタを作製することを意味する。つまり、基板内にトランジスタを有することは、基板とトランジスタとが一体に形成されていると見ることもできる。

【0124】

本実施の形態に係る発光素子１０は、スイッチング素子の一例であるＴＦＴにより発光輝度が制御され、発光素子を複数面内に設けることでそれぞれの発光輝度により画像を表示することができる。尚、本実施の形態に係るスイッチング素子は、ＴＦＴに限られず、低温ポリシリコンで形成されているトランジスタ、Ｓｉ基板等の基板上に形成されたアクティブマトリクスドライバーであってもよい。基板上とは、その基板内ということもできる。基板内にトランジスタを設けるか、ＴＦＴを用いるかは、表示部の大きさによって選択され、例えば０．５インチ程度の大きさであれば、Ｓｉ基板上に有機発光素子を設けることが好ましい。

【0125】

図７は、本実施の形態に係る表示装置１０００の一例を表す模式図である。表示装置１０００は、上部カバー１００１と、下部カバー１００９と、の間に、タッチパネル１００３、表示パネル１００５、フレーム１００６、回路基板１００７、バッテリー１００８、を有してよい。表示パネル１００５として、例えば実施の形態１に示す半導体装置６００を用いることができる。

【0126】

タッチパネル１００３および表示パネル１００５には、それぞれフレキシブルプリント回路ＦＰＣ１００２及びフレキシブルプリント回路ＦＰＣ１００４が接続されている。回路基板１００７には、トランジスタがプリントされている。バッテリー１００８は、表示装置が携帯機器でなければ、設けなくてもよいし、携帯機器であっても、別の位置に設けてもよい。

【0127】

本実施の形態に係る表示装置１０００は、複数のレンズを有する光学部と、当該光学部を通過した光を受光する撮像素子とを有する光電変換装置の表示部に用いられてもよい。光電変換装置は、撮像素子が取得した情報を表示する表示部を有してよい。また、また、撮像素子が取得した情報を用いて情報を取得し、表示部は、それとは別の情報を表示するものであってもよい。表示部は、光電変換装置の外部に露出した表示部であっても、ファインダ内に配置された表示部であってもよい。光電変換装置は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラであってよい。

【0128】

図８（ａ）は、本実施の形態に係る光電変換装置の一例を表す模式図である。光電変換装置１１００は、ビューファインダ１１０１、背面ディスプレイ１１０２、操作部１１０３、筐体１１０４を有してよい。ビューファインダ１１０１は、実施の形態１に係る半導体装置６００を有してよい。または、本実施の形態で示した表示装置１０００であってもよい。その場合、表示装置は、撮像する画像のみならず、環境情報、撮像指示等を表示してよい。環境情報には、外光の強度、外光の向き、被写体の動く速度、被写体が遮蔽物に遮蔽される可能性等であってよい。

【0129】

撮像に好適なタイミングはわずかな時間なので、少しでも早く情報を表示した方がよい。したがって、発光素子として有機ＥＬ素子を用いている、実施の形態１または実施の形態２の発光素子１０を用いた表示装置を用いるのが好ましい。有機ＥＬ素子は応答速度が速いからである。有機ＥＬ素子を用いた表示装置は、表示速度が求められるこれらの装置に、液晶表示装置よりも好適に用いることができる。

【0130】

光電変換装置１１００は、不図示の光学部を有する。光学部は複数のレンズを有し、筐体１１０４内に収容されている撮像素子に結像する。複数のレンズは、その相対位置を調整することで、焦点を調整することができる。この操作を自動で行うこともできる。

【0131】

本実施の形態に係る表示装置は、赤色、緑色、青色を有するカラーフィルタを有してよい。カラーフィルタは、当該赤色、緑色、青色がデルタ配列で配置されてよい。

【0132】

本実施の形態に係る表示装置は、携帯端末の表示部に用いられてもよい。その際には、表示機能と操作機能との双方を有してもよい。携帯端末としては、スマートフォン等の携帯電話、タブレット、ヘッドマウントディスプレイ等が挙げられる。

【0133】

図８（ｂ）は、本実施の形態に係る電子機器の一例を表す模式図である。電子機器１２００は、表示部１２０１と、操作部１２０２と、筐体１２０３を有する。表示部１２０１は、実施の形態１の半導体装置６００を有する。筐体１２０３には、回路、当該回路を有するプリント基板、バッテリー、通信部、を有してよい。操作部１２０２は、ボタンであってもよいし、タッチパネル方式の反応部であってもよい。操作部は、指紋を認識してロックの解除等を行う、生体認識部であってもよい。通信部を有する電子機器は通信機器ということもできる。

【0134】

図９（ａ）及び図９（ｂ）は、本実施の形態に係る表示装置の一例を表す模式図である。図９（ａ）は、テレビモニタやＰＣモニタ等の表示装置である。表示装置１３００は、額縁１３０１を有し表示部１３０２を有する。表示部１３０２には、実施の形態１に係る半導体装置６００が用いられてよい。

【0135】

額縁１３０１と、表示部１３０２を支える土台１３０３を有している。土台１３０３は、図９（ａ）の形態に限られない。額縁１３０１の下辺が土台を兼ねてもよい。

【0136】

また、額縁１３０１および表示部１３０２は、曲がっていてもよい。その曲率半径は、５０００ｍｍ以上６０００ｍｍ以下であってよい。

【0137】

図９（ｂ）は本実施の形態に係る表示装置の他の例を表す模式図である。図９（ｂ）の表示装置１３１０は、折り曲げ可能に構成されており、いわゆるフォルダブルな表示装置である。表示装置１３１０は、第一表示部１３１１、第二表示部１３１２、筐体１３１３、屈曲点１３１４を有する。第一表示部１３１１と第二表示部１３１２とは、実施の形態１に係る半導体装置６００を有してよい。

【0138】

第一表示部１３１１と第二表示部１３１２とは、つなぎ目のない１枚の表示装置であってよい。第一表示部１３１１と第二表示部１３１２とは、屈曲点で分けることができる。第一表示部１３１１、第二表示部１３１２は、それぞれ異なる画像を表示してもよいし、第一および第二表示部とで一つの画像を表示してもよい。

【0139】

図１０（ａ）は、本実施形態に係る照明装置の一例を表す模式図である。照明装置１４００は、筐体１４０１と、光源１４０２と、回路基板１４０３と、光学フィルム１４０４と、光拡散部１４０５と、を有してよい。光源１４０２は、実施の形態１に係る半導体装置６００を有してよい。光学フィルタは光源１４０２の演色性を向上させるフィルタであってよい。光拡散部は、ライトアップ等、光源の光を効果的に拡散し、広い範囲に光を届けることができる。光学フィルタ、光拡散部は、照明の光出射側に設けられてよい。必要に応じて、最外部にカバーを設けてもよい。

【0140】

照明装置は例えば室内を照明する装置である。照明装置は白色、昼白色、その他青から赤のいずれの色を発光するものであってよい。それらを調光する調光回路を有してよい。照明装置は実施の形態１の半導体装置６００とそれに接続される電源回路を有してよい。電源回路は、交流電圧を直流電圧に変換する回路である。また、白とは色温度が４２００Ｋで昼白色とは色温度が５０００Ｋである。照明装置はカラーフィルタを有してもよい。

【0141】

また、本実施形態に係る照明装置は、放熱部を有していてもよい。放熱部は装置内の熱を装置外へ放出するものであり、比熱の高い金属、液体シリコン等が挙げられる。

【0142】

図１０（ｂ）は、本実施の形態に係る移動体の一例である自動車の模式図である。当該自動車は灯具の一例であるテールランプを有する。自動車１５００は、テールランプ１５０１を有し、ブレーキ操作等を行った際に、テールランプを点灯する形態であってよい。

【0143】

テールランプ１５０１は、実施の形態１に係る半導体装置６００を有してよい。テールランプは、発光素子を保護する保護部材を有してよい。保護部材はある程度高い強度を有し、透明であれば材料は問わないが、ポリカーボネート等で構成されることが好ましい。ポリカーボネートにフランジカルボン酸誘導体、アクリロニトリル誘導体等を混ぜてよい。

【0144】

自動車１５００は、車体１５０３、それに取り付けられている窓１５０２を有してよい。窓は、自動車の前後を確認するための窓でなければ、透明なディスプレイであってもよい。当該透明なディスプレイは、実施の形態１に係る半導体装置６００を有してよい。この場合、半導体装置６００が有する電極等の構成材料は透明な部材で構成される。

【0145】

本実施の形態に係る移動体は、船舶、航空機、ドローン等であってよい。移動体は、機体と当該機体に設けられた灯具を有してよい。灯具は、機体の位置を知らせるための発光をしてよい。灯具は第１乃至第４のいずれかの実施の形態に係る半導体装置６００を有する。

【0146】

以上説明した通り、第１乃至第４の実施の形態のいずれかに係る半導体装置６００を用いることにより、信頼性が高い表示が可能になる。

【符号の説明】

【0147】

１００ 基板
１０２ 素子基板
１１０ 有効画素領域
１２０ 周辺領域
２００ 第１接合部材
３００ 第２接合部材
５００ 対向基板
６００ 半導体装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】