CN118176532A - 显示装置 - Google Patents

Abstract

在边框区域(F)的周边电路的显示区域侧，沿着各显示用布线(18g)设置有保护元件(Ga)，该保护元件(Ga)具备：第一导电层(12b)，其由由多晶硅构成的第一半导体膜形成；第三半导体层(16b)，其由隔着第五无机绝缘膜(13a)由氧化物半导体构成的第二半导体膜形成在第一导电层(12b)上；第二导电层(20h)和第三导电层(20i)，其由第三金属膜相互分离地形成，并将第一导电层(12b)与第一源极区域(16ba)和第一漏极区域(16bb)电连接。

Description

显示装置

技术领域

本发明涉及显示装置。

背景技术

近年来，作为代替液晶显示装置的显示装置，使用有机电致发光(electroluminescence，以下也称为“EL”)元件的自发光型的有机EL显示装置受到关注。在该有机EL显示装置中，针对作为图像的最小单位的每个子像素设置有薄膜晶体管(thinfilm transistor，以下也称为“TFT”)。在此，作为构成TFT的半导体层，例如众所周知有由迀移率高的多晶硅构成的半导体层、由漏电流小的In-Ga-Zn-O等氧化物半导体构成的半导体层等。

例如，在专利文献1中，作为使用具备具有氧化物半导体层的TFT的TFT基板的显示装置，例示了有机EL显示装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第6311900号公报

发明内容

本发明所要解决的技术问题

但是，在具备具有由氧化物半导体构成的半导体层的TFT的高精细的显示装置中，由于制造工序中积蓄的静电放电所导致的绝缘膜的破坏、以及来自外部的水分侵入，使用氧化物半导体的TFT的特性有可能降低。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，抑制使用由静电放电和水分侵入引起的氧化物半导体的薄膜晶体管的特性的降低。

用于解决技术问题的技术方案

为了达成上述目的，本发明的显示装置具备：基底基板；以及薄膜晶体管层，其设置在所述基底基板上，并依次层叠有由多晶硅构成的第一半导体膜；由第一无机绝缘膜构成的第一栅极绝缘膜；第一金属膜；由第二无机绝缘膜构成的第一层间绝缘膜；由氧化物半导体构成的第二半导体膜；由第三无机绝缘膜构成的第二栅极绝缘膜；第二金属膜；由第四无机绝缘膜构成的第二层间绝缘膜；第三金属膜；以及由有机树脂材料构成的平坦化膜的薄膜晶体管层，所述薄膜晶体管层具备：多条显示用布线，其以相互平行地延伸的方式由所述第二金属膜设置；多个像素内薄膜晶体管，其与构成显示区域的多个子像素对应地设置；以及多个像素外薄膜晶体管，其在所述显示区域的周围的边框区域作为周边电路设置，所述各像素内薄膜晶体管具有由所述第二半导体膜形成的第二半导体层，所述各像素外薄膜晶体管是具有由所述第一半导体膜形成的第一半导体层，所述显示装置的特征在于，在所述边框区域的所述周边电路的所述显示区域侧，沿着所述各显示用布线设置有保护元件，所述保护元件包括：第一导电层，其由所述第一半导体膜形成，且被导体化；第三半导体层，其在所述第一导电层上隔着第五无机绝缘膜并由所述第二半导体膜形成，并且所述第三半导体层中，以相互分离的方式规定有第一源极区域和第一漏极区域，在所述第一源极区域和所述第一漏极区域之间规定有第一沟道区域；第二导电层和第三导电层，所述第二导电层和所述第三导电层通过所述第三金属膜以相互分离的方式形成，且将所述第一导电层与所述第一源极区域和所述第一漏极区域电连接，所述第一沟道区域设置成与所述各显示用布线重叠。

有益效果

根据本发明，能够抑制使用由静电放电及水分侵入引起的氧化物半导体的薄膜晶体管的特性的降低。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式的有机EL显示装置的概略构成的俯视图。

图2是本发明的第一实施方式的有机EL显示装置的显示区域的俯视图。

图3是本发明第一实施方式的有机EL显示装置的截面图。

图4是构成本发明的第一实施方式的有机EL显示装置的TFT层的等效电路图。

图5是构成本发明的第一实施方式的有机EL显示装置的有机EL层的截面图。

图6是表示本发明第一实施方式的有机EL显示装置的显示区域和边框区域的驱动电路之间的区域的俯视图。

图7是沿着图6中的VII-VII线的有机EL显示装置的边框区域的截面图。

图8是表示本发明的第一实施方式的有机EL显示装置的变形例的显示区域与边框区域的驱动电路之间的区域的俯视图。

图9是表示本发明的第二实施方式的有机EL显示装置的显示区域和边框区域的驱动电路之间的区域的俯视图。

图10是沿着图9中的X-X线的有机EL显示装置的边框区域的截面图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，本发明并不限定于以下的各实施方式。

《第一实施方式》

图1～图8示出本发明的显示装置的第一实施方式。另外，在以下的各实施方式中，作为具备发光元件层的显示装置，例示具备有机EL元件层的有机EL显示装置。在此，图1是示出本实施方式的有机EL显示装置50a的概略构成的俯视图。此外，图2是有机EL显示装置50a的显示区域D的俯视图。此外，图3是有机EL显示装置50a的截面图。此外，图4是构成有机EL显示装置50a的TFT层30的等效电路图。此外，图5是构成有机EL显示装置50a的有机EL层33的截面图。此外，图6是表示有机EL显示装置50a的显示区域D与边框区域F的驱动电路M之间的区域的俯视图。此外，图7是沿着图6中的VII-VII线的有机EL显示装置50a的边框区域F的截面图。此外，图8是表示有机EL显示装置50a的变形例(有机EL显示装置50aa)的显示区域D与边框区域F的驱动电路M之间的区域的俯视图。

如图1所示，有机EL显示装置50a例如具备设置成矩形状的进行图像显示的显示区域D、和在显示区域D的周围设置成框状的边框区域F。另外，在本实施方式中，例示了矩形状的显示区域D，但该矩形状还包括例如边为圆弧状的形状、角部为圆弧状的形状、边的一部分有切口的形状等大致矩形状。

如图2所示，在显示区域D，多个子像素P呈矩阵状排列。此外，在显示区域D中，如图2所示，例如，具有用于进行红色显示的红色发光区域Lr的子像素P、具有用于进行绿色显示的绿色发光区域Lg的子像素P、以及用于进行蓝色显示的蓝色发光区域Lb的子像素P以相互相邻的方式设置。另外，在显示区域D中，例如，由具有红色发光区域Lr、绿色发光区域Lg及蓝色发光区域Lb的相邻的三个子像素P构成一个像素。

在边框区域F的图1中的右端部以沿一个方向(图中的纵向)延伸的方式设置端子部T。此外，如图1所示，在显示区域D及端子部T之间，即，在边框区域F中，在端子部T的显示区域D侧，以图中的纵向为折弯的轴，例如能够以180°折弯(U字状)的折弯部B以沿一个方向(图中的纵向)延伸的方式设置。此外，在边框区域F的图1中的上端部和下端部，作为周边电路设置有驱动电路M。

如图3所示，有机EL显示装置50a具有：作为基底基板设置的树脂基板10、设置在树脂基板10上的TFT层30、在TFT层30上作为发光元件层设置的有机EL元件层40和以覆盖有机EL元件层40的方式设置的密封膜45。

树脂基板10例如由聚酰亚胺树脂等构成。

如图3所示，TFT层30具备：设置于树脂基板10上的基底涂层膜11、设置于基底涂层膜11上的多个第一像素内TFT9a(参照图4)、多个第二像素内TFT9b、多个电容器9c(参照图4)及多个像素外TFT9d、在各第一像素内TFT9a、各第二像素内TFT9b、各电容器9c及各像素外TFT9d上依次设置的保护绝缘膜21及平坦化膜22。在此，在TFT层30中，如图2及图4所示，沿图中的横向相互平行地延伸的方式设置有多条栅极线18g作为显示用布线。另外，在TFT层30中，如图2及图4所示，以与多条栅极线18g交叉(正交)的方向、即沿图中的纵向相互平行地延伸的方式设置有多条源极线20f作为显示用布线。此外，在TFT层30中，如图2及图4所示，沿图中的纵向相互平行地延伸的方式设置有多条电源线20g作为显示用布线。而且，如图2所示，各电源线20g设置为与各源极线20f相邻。此外，在TFT层30中，如图4所示，在各子像素P中，分别设置有第一像素内TFT9a、第二像素内TFT9b及电容器9c。另外，如图3所示，在TFT层30中，在树脂基板10上依次层叠有基底涂层膜11、成为后述的第一半导体层12a的第一半导体膜、第一栅极绝缘膜13、成为后述的第二栅极14a的第一金属膜、第一层间绝缘膜15、成为后述的第二半导体层16a的第二半导体膜、第二栅极绝缘膜17、成为栅极线18g的第二金属膜、第二层间绝缘膜19、成为源极线20f的第三金属膜、保护绝缘膜21以及平坦化膜22。

基底涂层膜11例如由氮化硅、氧化硅、氧氮化硅等单层膜或者层叠膜的无机绝缘膜构成。此外，第一栅极绝缘膜13例如由氮化硅、氧化硅、氧氮化硅等单层膜或者层叠膜的第一无机绝缘膜构成。此外，第一层间绝缘膜15例如由氮化硅、氧化硅、氧氮化硅等单层膜或者层叠膜的第二无机绝缘膜构成。此外，第二栅极绝缘膜17例如由氮化硅、氧化硅、氧氮化硅等单层膜或者层叠膜的第三无机绝缘膜构成。此外，第二层间绝缘膜19例如由氮化硅、氧化硅、氧氮化硅等单层膜或者层叠膜的第四无机绝缘膜构成。此外，保护绝缘膜21例如由氮化硅、氧化硅、氧氮化硅等单层膜或者层叠膜的第六无机绝缘膜构成。在此，至少第一层间绝缘膜15第二半导体层16a侧和第二栅极绝缘膜17的第二半导体层16a侧由氧化硅膜构成。

如图4所示，第一像素内TFT9a在各子像素P中与对应的栅极线18g及源极线20f电连接。此外，如图3所示，第一像素内TFT9a具备：设置在第一层间绝缘膜15上的第二半导体层16a；隔着第二栅极绝缘膜17设置在第二半导体层16a上的第一栅极18a；以及以相互分离的方式设置在第二层间绝缘膜19上的第一源极20a及第一漏极20b。

第二半导体层16a例如由In-Ga-Zn-O系等氧化物半导体构成的第二半导体膜形成，如图3所示具备以相互分离的方式被规定的第二源极区域16aa以及第二漏极区域16ab、以及被规定于第二源极区域16aa以及第二漏极区域16ab之间的第二沟道区域16ac。此处，In-Ga-Zn-O系的半导体是In(铟)、Ga(镓)、Zn(锌)的三元系氧化物，In、Ga及Zn的比例(组成比)没有特别限定。此外，In-Ga-Zn-O系的半导体可以是非晶，也可以是结晶质。另外，作为结晶In-Ga-Zn-O系的半导体，优选c轴与层面大致垂直地取向的结晶In-Ga-Zn-O系的半导体。此外，也可以包含其它的氧化物半导体来代替In-Ga-Zn-O系半导体。作为其它的氧化物半导体，例如可以包含In-Sn-Zn-O系半导体(例如，In₂O₃-SnO₂-ZnO；InSnZnO)。在此，In-Sn-Zn-O系半导体是In(铟)、Sn(锡)及Zn(锌)的三元系氧化物。此外，作为其它的氧化物半导体，也可以含有In-Al-Zn-O系半导体、In-Al-Sn-Zn-O系半导体、Zn-O系半导体、In-Zn-O系半导体、Zn-Ti-O系半导体、Cd-Ge-O系半导体、Cd-Pb-O系半导体、CdO(氧化镉)、Mg-Zn-O系半导体、In-Ga-Sn-O系半导体、In-Ga-O系半导体、Zr-In-Zn-O系半导体、Hf-In-Zn-O系半导体、Al-Ga-Zn-O系半导体、Ga-Zn-O系半导体、In-Ga-Zn-Sn-O系半导体、InGaO₃(ZnO)₅、氧化镁锌(Mg_xZn_1-xO)、氧化镉锌(Cd_xZn_1-xO)等。另外，作为Zn-O系半导体，可以使用添加有第一族元素、第13族元素、第14族元素、第15族元素、第17族元素等中的一种或者多种杂质元素的ZnO的非晶质(非晶)状态的半导体、多晶状态的半导体、非晶状态和多晶状态混合存在的微晶状态的半导体、或者没有添加任何杂质元素的半导体。

如图3所示，第一栅极18a被设置为与第二半导体层16a的第二沟道区域16ac重叠，构成为控制第二半导体层16a的第二源极区域16aa与第二漏极区域16ab之间的导通。此外，与栅极线18g同样地，第一栅极18a由第二金属膜形成。

如图3所示，第一源极20a及第一漏极20b经由形成于第二栅极绝缘膜17及第二层间绝缘膜19的接触孔与第二半导体层16a的第二源极区域16aa及第二漏极区域16ab分别电连接。此外，与源极线20f和电源线20g同样地，第一源极20a和第一漏极20b由第三金属膜形成。

如图4所示，第二像素内TFT9b在各子像素P中与对应的第一像素内TFT9a及电源线20g电连接。此外，第二像素内TFT9b与上述第一像素内TFT9a同样地，具备第二半导体层(16a)、第一栅极(18a)、第一源极(20a)以及第一漏极(20b)。

如图4所示，电容器9c在各子像素P中与对应的第一像素内TFT9a和电源线20g电连接。在此，电容器9c例如具备：由第二金属膜形成的下侧导电层、由第三金属膜形成的上侧导电层、以及设置在这些下侧导电层和上侧导电层之间的第二层间绝缘膜19。另外，上侧导电层通过形成于第二层间绝缘膜19的接触孔与电源线20g电连接。

平坦化膜22在显示区域D具有平坦的表面，例如由聚酰亚胺树脂等有机树脂材料等构成。

如图3所示，有机EL元件层40具备与多个子像素P对应地依次层叠的多个第一电极31a、共用的边缘罩32a、多个有机EL层33以及共用的第二电极34。在此，在各子像素P中，如图3所示，第一电极31a、有机EL层33以及第二电极34构成有机EL元件35(参照图4)。

第一电极31a经由形成在保护绝缘膜21和平坦化膜22上的接触孔与各子像素P的第二像素内TFT9b的第一漏极20b电连接。此外，第一电极31a具有向有机EL层33注入空穴(hole)的功能。此外，为了提高向有机EL层33注入空穴的效率，更优选用功函数大的材料形成第一电极31a。在此，作为构成第一电极31a的材料，例如可列举银(Ag)、铝(Al)、钒(V)、钴(Co)、镍(Ni)、钨(W)、金(Au)、钛(Ti)、钌(Ru)、锰(Mn)、铟(In)、镱(Yb)、氟化锂(LiF)、铂(Pt)、钯(Pd)、钼(Mo)、铱(Ir)、锡(Sn)等金属材料。此外，构成第一电极31a的材料例如也可以是砹(At)/氧化砹(AtO₂)等的合金。而且，构成第一电极31a的材料例如也可以是氧化锡(SnO)、氧化锌(ZnO)、铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)那样的导电性氧化物等。此外，第一电极31a也可以层叠多个由上述材料构成的层而形成。另外，作为功函数大的化合物材料，例如可列举铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)等。

边缘罩32a例如由聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂等有机树脂材料、或聚硅氧烷系的SOG(spin on glass)材料等构成。在此，如图3所示，边缘罩32a的表面的一部分向图中的上方突出，成为设置为岛状的像素光间隔物。

有机EL层33作为发光功能层而设置，如图5示出，具备在第一电极31a上依次层叠的空穴注入层1、空穴输送层2、发光层3、电子输送层4以及电子注入层5。

空穴注入层1也称为阳极缓冲层，具有使第一电极31a与有机EL层33的能级接近，改善从第一电极31a向有机EL层33的空穴注入效率的功能。在此，作为构成空穴注入层1的材料，可列举出例如***衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、聚芳基烷烃衍生物、吡唑啉衍生物、苯二胺衍生物、噁唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、芪衍生物等。

空穴输送层2具有提高从第一电极31a向有机EL层33的空穴输送效率的功能。在此，作为构成空穴输送层2的材料，例如可列举出卟啉衍生物、芳族叔胺化合物、苯乙烯基胺衍生物、聚乙烯基咔唑、聚对亚苯基亚乙烯基(poly-p-phenylene vinylene)、聚硅烷(polysilane)、***衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、聚芳基烷烃衍生物、吡唑啉(pyrazoline)衍生物、吡唑啉酮(pyrazolone)衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、胺取代查耳酮衍生物、噁唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、茋衍生物、氢化非晶硅、无定形氢化碳化硅、硫化锌或者硒化锌等。

发光层3是在第一电极31a和第二电极34施加电压时从第一电极31a和第二电极34分别注入空穴和电子并且空穴和电子再结合的区域。在此，发光层3由发光效率高的材料形成。而且，作为构成发光层3的材料，例如，可列举出金属羟基喹啉酮(オキシノイド，oxinoid)化合物[8-羟基喹啉金属络合物]、萘衍生物、蒽衍生物、二苯基亚乙基衍生物、乙烯基丙酮衍生物、三苯胺衍生物、丁二烯衍生物、香豆素衍生物、苯并噁唑衍生物、噁二唑衍生物、噁唑衍生物、苯并咪唑衍生物、噻二唑衍生物、苯并噻唑(benzthiazole)衍生物、苯乙烯基衍生物、苯乙烯基胺衍生物、双苯乙烯基苯(Bis(Styryl)Benzene)衍生物、三苯乙烯基苯衍生物、苝衍生物、芘酮衍生物、氨基芘衍生物、吡啶衍生物、若丹明衍生物、吖啶衍生物、吩噁嗪酮(phenoxazone)、喹吖啶酮衍生物、红荧烯、聚对亚苯基亚乙烯基、或聚硅烷(polysilanes)等。

电子输送层4具有使电子高效地移动到发光层3的功能。在此，作为构成电子传输层4的材料，例如，作为有机化合物，可列举出：噁二唑衍生物、***衍生物、苯醌衍生物、萘醌衍生物、蒽醌衍生物、四氰基蒽醌二甲烷衍生物、联苯醌衍生物、芴酮衍生物、噻咯衍生物、金属羟基喹啉酮(オキシノイド，8-羟基喹啉金属络合物)化合物(metaloxinoidcompound)等。

电子注入层5具有使第二电极34与有机EL层33的能量水平接近、提高从第二电极34向有机EL层33注入电子的效率的功能，通过该功能，能够降低有机EL元件35的驱动电压。另外，电子注入层5也被称为阴极缓冲层。在此，作为构成电子注入层5的材料，例如可列举氟化锂(LiF)、氟化镁(MgF₂)、氟化钙(CaF₂)、氟化锶(SrF₂)、氟化钡(BaF₂)这样的无机碱化合物、氧化铝(Al₂O₃)、氧化锶(SrO)等。

如图3所示，第二电极34以覆盖各有机EL层33和边缘罩32a的方式在所有的子像素P上共用地设置。此外，第二电极34具有向有机EL层33注入电子的功能。此外，为了提高向有机EL层33注入电子的效率，第二电极34更优选由功函数小的材料构成。在此，作为构成第二电极34的材料，例如可列举银(Ag)、铝(Al)、钒(V)、钙(Ca)、钛(Ti)、钇(Y)、钠(Na)、锰(Mn)、铟(In)、镁(Mg)、锂(Li)、镱(Yb)、氟化锂(LiF)等。此外，第二电极34例如也可以由镁(Mg)/铜(Cu)、镁(Mg)/银(Ag)、钠(Na)/钾(K)、砹(At)/氧化砹(AtO₂)、锂(Li)/铝(Al)、锂(Li)/钙(Ca)/铝(Al)、氟化锂(LiF)/钙(Ca)/铝(Al)等的合金形成。此外，第二电极34也可以由例如氧化锡(SnO)、氧化锌(ZnO)、铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)等导电性氧化物形成。此外，第二电极34也可以将由上述材料构成的层层叠多层而形成。另外，作为功函数小的材料，例如可列举镁(Mg)、锂(Li)、氟化锂(LiF)、镁(Mg)/铜(Cu)、镁(Mg)/银(Ag)、钠(Na)/钾(K)、锂(Li)/铝(Al)、锂(Li)/钙(Ca)/铝(Al)、氟化锂(LiF)/钙(Ca)/铝(Al)等。

如图3所示，密封膜45以覆盖第二电极34的方式设置，具有依次层叠在第二电极34上的第一无机密封膜41、有机密封膜42及第二无机密封膜43，并具有保护有机EL元件35的有机EL层33免受水分、氧等的影响的功能。在此，第一无机密封膜41以及第二无机密封膜43例如由氮化硅膜、氧化硅膜、氧氮化硅膜等无机绝缘膜构成。此外，有机密封膜42例如由丙烯酸树脂、环氧树脂、硅树脂、聚脲树脂、聚对二甲苯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂等的有机树脂材料构成。

此外，如图3所示，有机EL显示装置50a在边框区域F中，在平坦化膜22上具备以隔着导电层31b向图中上方突出的方式呈岛状设置的多个周边光间隔物32b。在此，各周边光间隔物32b由与边缘罩32a相同的材料形成在同一层。此外，导电层31b由与第一电极31a相同的材料形成在同一层。

此外，如图3所示，有机EL显示装置50a在边框区域F中具备以构成驱动电路M的方式设置的多个像素外TFT9d。

如图3所示，像素外TFT9d具备：设置于基底涂层膜11上的第一半导体层12a、隔着第一栅极绝缘膜13设置在第一半导体层12a上的第二栅极14a、以相互分离的方式设置在第二层间绝缘膜19上的第二源极20c及第二漏极20d。

第一半导体层12a例如由LTPS(low temperature polysilicon)等多晶硅形成，如图3所示，具备以相互分离的方式被规定的第三源极区域12aa及第三漏极区域12ab、以及被规定为第三源极区域12aa及第三漏极区域12ab之间的第三沟道区域12ac。

如图3所示，第二栅极14a被设置为与第一半导体层12a的第三沟道区域12ac重叠，构成为控制第一半导体层12a的第三源极区域12aa及第三漏极区域12ab之间的导通。此外，第二栅极14a由第一金属膜形成。

如图3所示，第二源极20c及第二漏极20d经由形成于第一栅极绝缘膜13、第一层间绝缘膜15、第二栅极绝缘膜17及第二层间绝缘膜19的接触孔分别与第一半导体层12a的第三源极区域12aa及第三漏极区域12ab电连接。此外，第二源极20c及第二漏极20d与源极线20f、电源线20g、第一源极20a及第一漏极20b同样地由第三金属膜形成。

此外，如图6所示，有机EL显示装置50a在边框区域F的驱动电路M的显示区域D侧具备沿各栅极线18g设置的多个保护元件Ga。

如图6及图7所示，保护元件Ga具备：设置于基底涂层膜11上的第一导电层12b、隔着第五无机绝缘膜13a设置在第一导电层12b上的第三半导体层16b、以相互分离的方式设置在第二层间绝缘膜19上的第二导电层20h及第三导电层20i。

第一导电层12b由第一半导体膜形成，通过掺杂有杂质离子而被导体化。在此，如图7所示，第一导电层12b以与后述的第一沟道区域16ac重叠的方式，与第二导电层20h电连接的部分和与第三导电层20i电连接的部分设置为一体。

第五无机绝缘膜13a例如由氮化硅、氧化硅、氧氮化硅等单层膜或层叠膜构成，具体而言，由与第一栅极绝缘膜13相同的材料形成在同一层。另外，在本实施方式中，示例了在第一导电层12b及第三半导体层16b之间配置有由与第一栅极绝缘膜13相同的材料形成在同一层的第五无机绝缘膜13a的构成，但第一导电层12b及第三半导体层16b之间的第五无机绝缘膜13a也可以由与第一层间绝缘膜15相同的材料形成在同一层。

第三半导体层16b与第二半导体层16a同样地，由第二半导体膜形成，如图7所示那样，具备：以相互分离的方式被规定的第一源极区域16ba及第一漏极区域16bb；以及被规定于第一源极区域16ba及第一漏极区域16bb之间的第一沟道区域16bc。在此，如图7所示，第一沟道区域16bc被设置为与各栅极线18g重叠。

如图7所示，第二导电层20h及第三导电层20i构成为经由形成于第二栅极绝缘膜17及第二层间绝缘膜19的接触孔将第一导电层12b与第一源极区域16ba及第一漏极区域16bb分别电连接。此外，第二导电层20h及第三导电层20i与源极线20f、电源线20g、第一源极20a及第一漏极20b同样，由第三金属膜形成。

上述构成的保护元件Ga构成为：例如若沿着横截显示区域D的较长的各栅极18g积存的静电从作为避雷针设置的第二导电层20h及第三导电层20i侵入，则积存在第一导电层12b与第一源极区域16ba及第一漏极区域16bb之间配置的第五无机绝缘膜13a。在此，保护元件Ga构成为：即使自身因静电而被破坏，也不会与有助于有机EL显示装置50a的实际动作的元件电连接，因此不会对有机EL显示装置50a的实际动作造成影响。此外，保护元件Ga能够将沿着各栅极18g侵入的水分作为结构物物理性地阻挡，因此构成为抑制水分从外部向显示区域D的侵入。

另外，在本实施方式中，例示了设有保护元件Ga的有机EL显示装置50a，但也可以是如图8所示那样的设有保护元件Gaa的有机EL显示装置50aa。

具体而言，在有机EL显示装置50aa中，如图8所示，保护元件Gaa具备设置于基底涂层膜11上的第一导电层12ba、隔着第五无机绝缘膜13a(参照图7)设置在第一导电层12ba上的第三半导体层16b、以相互分离的方式设置在第二层间绝缘膜19(参照图7)上的第二导电层20h及第三导电层20i。在此，如图8所示，第一导电层12ba在多个保护元件中共用地设置成带状。根据该有机EL显示装置50aa，配置于第一导电层12ba与第一源极区域16ba及第一漏极区域16bb之间的第五无机绝缘膜13a的电容变大，因此能够储存较多的静电。另外，第一导电层12ba也可以接地。

此外，有机EL显示装置50a在边框区域F具备以包围显示区域D的方式设置为框状的第一阻挡壁和以框状设置在该第一阻挡壁的周围的第二阻挡壁。在此，第一阻挡壁及第二阻挡壁分别具备例如由与平坦化膜22相同的材料形成在同一层上的下侧树脂层、和设置在该下侧树脂层上且由与边缘罩32a相同的材料形成在同一层上的上侧树脂层。另外，第一阻挡壁以与密封膜45的有机密封膜42的外周端部重叠的方式设置，以抑制成为有机密封膜42的油墨的扩散的方式构成。

上述有机EL显示装置50a构成为：在各子像素P中，通过栅极线18g向第一像素内TFT9a输入栅极信号，使第一像素内TFT9a成为导通状态，通过源极线20f向第二像素内TFT9b的第一栅极18a和电容器9c写入数据信号，通过向有机EL层33供给与第二像素内TFT9b的栅极电压对应的来自电源线20g的电流，有机EL层33的发光层3发光，进行图像显示。另外，在有机EL显示装置50a中，即使第一像素内TFT9a成为截止状态，由于第二像素内TFT9b的栅极电压由电容器9c保持，因此，维持发光层3的发光直到输入下一帧的栅极信号为止。

接着，对本实施方式的有机EL显示装置50a的制造方法进行说明。在此，本实施方式的有机EL显示装置50a的制造方法具备TFT层形成工序、有机EL元件层形成工序和密封膜形成工序。

<TFT层形成工序>

首先，在形成于玻璃基板上的树脂基板10上，通过例如等离子体CVD(ChemicalVapor Deposition)法，依次成膜氮化硅膜(厚度50nm左右)及氧化硅膜(厚度250nm左右)，由此形成基底涂层膜11。

接着，例如利用等离子体CVD法在形成有基底涂层膜11的基板表面形成非晶硅膜(厚度50nm左右)，通过激光退火等使该非晶硅膜结晶化而形成由多晶硅构成的第一半导体膜后，对该第一半导体膜进行图案化，形成第一半导体层12a及其它的第一半导体层12b。

之后，例如通过等离子体CVD法在形成有第一半导体层12a等的基板表面上形成氧化硅膜(厚度100nm左右)后，对该氧化硅膜进行图案化，从而形成第一栅极绝缘膜13以及第五无机绝缘膜13a。

进而，在形成有第一栅极绝缘膜13等的基板表面上，例如通过溅射法形成钼膜(厚度200nm左右)等第一金属膜之后，对该第一金属膜进行图案化，形成第二栅极14a。

接着，以第二栅极14a为掩模，对第一半导体层12a和其它的第一半导体层(12b)掺杂杂质离子，由此使第一半导体层12a的一部分和其它的第一半导体层(12b)一体化，在第一半导体层12a中形成第三源极区域12aa、第三漏极区域12ab以及第三沟道区域12ac，并且形成第一导电层12b。

然后，通过例如等离子体CVD法在对第一半导体层12a的一部分等进行了导体化的基板表面上依次形成氮化硅膜(厚度150nm左右)和氧化硅膜(厚度100nm左右)，从而形成第一层间绝缘膜15。

进而，在形成有第一层间绝缘膜15的基板表面，例如通过溅射法成膜由InGaZnO₄膜(厚度30nm左右)等氧化物半导体形成的第二半导体膜后，通过对该第二半导体膜进行图案化，形成第二半导体层16a和第三半导体层16b。

接着，例如通过等离子体CVD法在形成有第二半导体层16a等的基板表面上形成氧化硅膜(厚度100nm左右)，从而形成第二栅极绝缘膜17。

然后，在形成有第二栅极绝缘膜17的基板表面上，例如通过溅射法形成钼膜(厚度200nm左右)等第二金属膜之后，对该第二金属膜进行图案化，形成第一栅极18a及栅极线18g等。

进而，例如通过等离子体CVD法在形成有第一栅极18a等的基板表面上依次形成氧化硅膜(厚度300nm左右)和氮化硅膜(厚度150nm左右)，从而形成第二层间绝缘膜19。另外，通过形成第二层间绝缘膜19后的热处理，将第二半导体层16a的一部分及第三半导体层16b的一部分导体化，在第二半导体层16a形成第二源极区域16aa、第二漏极区域16ab及第二沟道区域16ac，并且在第三半导体层16b形成第一源极区域16ba、第一漏极区域16bb及第一沟道区域16bc。

接着，在形成有第二层间绝缘膜19的基板表面，通过适当图案化第一栅极绝缘膜13、第一层间绝缘膜15、第二栅极绝缘膜17、第二层间绝缘膜19来形成接触孔。在此，即使在形成接触孔时通过干式蚀刻进行图案化(通常相当于容易发生静电破坏的长布线的端部附近)，由于在边框区域F中的驱动电路M的显示区域D侧，沿着各栅极线18g设置有多个保护元件Ga，因此能够抑制静电破坏。

之后，例如利用溅射法在形成了上述接触孔的基板表面上依次形成钛膜(厚度50nm左右)、铝膜(厚度400nm左右)和钛膜(厚度200nm左右)等而形成第三金属膜之后，对该第三金属膜进行图案化，形成第一源极20a、第一漏极20b、第二源极20c、第二漏极20d、源极线20f、电源线20g、第二导电层20h和第三导电层20i等。

进而，例如通过等离子体CVD法在形成有第一源极20a等的基板表面上形成氧化硅膜(厚度250nm左右)，从而形成保护绝缘膜21。

接着，例如通过旋涂法或狭缝涂布法在形成有保护绝缘膜21的基板表面涂布丙烯酸系的感光性树脂膜(厚度2μm左右)后，通过对该涂布膜进行预烘烤、曝光、显影及后烘烤，从而形成具有接触孔的平坦化膜22。

最后，从平坦化膜22的接触孔中除去露出的保护绝缘膜21，使该接触孔到达第二像素内TFT9b的第二漏极20d。

如上所述，能够形成TFT层30。

<有机EL器件层形成工序>

在上述TFT层形成工序中形成的TFT层30的平坦化膜22上，采用公知的方法形成第一电极31a、边缘罩32a、有机EL层33(空穴注入层1、空穴输送层2、发光层3、电子输送层4、电子注入层5)及第二电极34，从而形成有机EL元件层40。

<密封膜形成工序>

首先，在上述有机EL元件层形成工序中形成的、形成有有机EL元件层40的基板表面上，使用掩模，通过等离子体CVD法例如形成氮化硅膜、氧化硅膜、氧氮化硅膜等无机绝缘膜，从而形成第一无机密封膜41。

接着，例如通过喷墨法，在形成有第一无机密封膜41的基板表面上形成丙烯酸树脂等有机树脂材料，形成有机密封膜42。

进而，对于形成有机密封膜42的基板，使用掩模，通过等离子体CVD法成膜例如氮化硅膜、氧化硅膜、氧氮化硅膜等无机绝缘膜，形成第二无机密封膜43，从而形成密封膜45。

最后，在形成有密封膜45的基板表面贴附保护片(未图示)后，从树脂基板10的玻璃基板侧照射激光，由此从树脂基板10的下表面剥离玻璃基板，进而在剥离了玻璃基板的树脂基板10的下表面贴附保护片(未图示)。

如上所述，能够制造本实施方式的有机EL显示装置50a。

如以上说明的那样，根据本实施方式的有机EL显示装置50a，在边框区域F的驱动电路M的显示区域D侧，沿着各栅极线18g设有多个保护元件Ga。此处，保护元件Ga具备：设置在基底涂层膜11上的第一导电层12b；隔着第五无机绝缘膜13a设置在第一导电层12b上的第三半导体层16b；以相互分离的方式设置在第二层间绝缘膜19上的第二导电层20h及第三导电层20i，沿着各栅极18g积存的静电在从第二导电层20h及第三导电层20i侵入时，积存于在第一导电层12b与第一源极区域16ba及第一漏极区域16bb之间配置的第五无机绝缘膜13a。此外，保护元件Ga能够将沿着各栅极18g侵入的水分作为结构物物理性地阻挡，因此构成为抑制水分从外部向显示区域D的侵入。由此，能够抑制使用由静电放电及水分侵入引起的氧化物半导体的第一像素内TFT9a及第二像素内TFT9b的特性的下降。

《第二实施方式》

图9和图10示出本发明的显示装置的第二实施方式。在此，图9示出本实施方式的有机EL显示装置50b的显示区域D与边框区域F的驱动电路M之间的区域的俯视图。此外，图10是沿着图9中的X-X线的有机EL显示装置50b的边框区域F的截面图。另外，在以下的实施方式中，对与图1～图8相同的部分标注相同的附图标记，并省略其详细的说明。

在上述第一实施方式中，例示了在边框区域F的驱动电路M的显示区域D侧设置有保护元件Ga的有机EL显示装置50a，但在本实施方式中，例示在边框区域F的驱动电路M的显示区域D侧设置有保护元件Gb的有机EL显示装置50b。

有机EL显示装置50b与上述第一实施方式的有机EL显示装置50a同样，具备设置成矩形的显示区域D和在显示区域D的周围设置成框状的边框区域F。

此外，有机EL显示装置50b与上述第一实施方式的有机EL显示装置50a同样，包括：树脂基板10；设置在树脂基板10上的TFT层30；在TFT层30上的有机EL元件层40；以覆盖有机EL元件层40的方式设置的密封膜45。

此外，有机EL显示装置50b与上述第一实施方式的有机EL显示装置50a同样，在边框区域F具备多个周边光间隔物32b、多个像素外TFT9d、第一阻挡壁和第二阻挡壁。

此外，如图9所示，有机EL显示装置50b具备在边框区域F的驱动电路M的显示区域D侧沿各栅极线18g设置的多个保护元件Gb。

如图9和图10所示，保护元件Gb具备：设置在基底涂层膜11上的一对第一导电层12c；隔着第五无机绝缘膜13b设置在一对第一导电层12c上的第三半导体层16b；和以相互分离的方式设置在第二层间绝缘膜19上的第二导电层20j和第三导电层20k。

第一导电层12c由第一半导体膜形成，通过掺杂有杂质离子被导体化。在此，如图9和图10所示，第一导电层12c在电连接于第二导电层20h的一侧和电连接于第三导电层20i的一侧分离，如上所述设置有一对。

第五无机绝缘膜13b例如由氮化硅、氧化硅、氧氮化硅等单层膜或层叠膜构成，具体而言，由与第一栅极绝缘膜13相同的材料形成在同一层。

如图9及图10所示，第二导电层20j及第三导电层20k构成为：经由形成于第二栅极绝缘膜17及第二层间绝缘膜19的接触孔，将一对第一导电层12c和第一源极区域16ba及第一漏极区域16bb分别电连接。此外，第二导电层20j以及第三导电20k与源极线20f、电源线20g、第一源极20a以及第一漏极20b同样地由第三金属膜形成。

在此，如图9所示，设置于相邻的一对栅极线18g中的一条栅极线的各保护元件Gb与设置于相邻的一对栅极线18中的另一条栅极线的各保护元件Gb被配置为沿着与栅极线18g交叉(正交)的方向(图中的纵向)相邻。而且，在沿着与栅极线18g正交的方向相邻的一对保护元件Gb中，共用设置有第二导电层20j及第三导电层20k，并且共用设置有与第二导电层20j电连接的第一导电层12c及与第三导电层20k电连接的第一导电层12c。另外，沿着与栅极线18g交叉(正交)的方向设置的多个第一导电层12c中，最基板端侧的最端部的第一导电层12c接地。

上述结构的保护元件Gb例如构成为：当沿着横切显示区域D的较长的各栅极18g积存的静电从作为避雷针设置的第二导电层20j及第三导电层20k侵入，并且作为TFT动作的阈值以上的电压施加于各栅极18g时，第一源极区域16ba及第一漏极区域16bb之间导通，由此，第二导电层20j及第三导电层20k经由第三半导体层16b导通，侵入第二导电层20j及第三导电层20k的静电经由最端部的第一导电层12c被除电。在此，保护元件Gb不与有助于有机EL显示装置50b的实际动作的元件电连接，因此不会对有机EL显示装置50b的实际动作造成影响。此外，保护元件Gb能够将沿着各栅极18g侵入的水分作为结构物物理性地阻挡，因此构成为抑制水分从外部向显示区域D的侵入。

上述结构的有机EL显示装置50b与上述第一实施方式的有机EL显示装置50同样，具有可挠性，在各子像素P中，通过经由第一像素内TFT9a和第二像素内TFT9b使有机EL层33的发光层3适当发光来进行图像显示。

本实施方式的有机EL显示装置50b能够通过在上述第一实施方式的有机EL显示装置50a的制造方法的TFT层形成工序中改变第一导电层12b、第二导电层20h和第三导电层20i的图案形状来制造。

如以上说明的那样，根据本实施方式的有机EL显示装置50b，在边框区域F的驱动电路M的显示区域D侧，沿着各栅极线18g设有多个保护元件Gb。在此，保护元件Gb具备：设置在基底涂层膜11上的一对第一导电层12c、隔着第五无机绝缘膜13b设置在一对第一导电层12c上的第三半导体层16b、以相互分离的方式设置在第二层间绝缘膜19上的第二导电层20k及第三导电层20j。而且，保护元件Gb构成为，沿着各栅极18g积存的静电从作为避雷针设置的第二导电层20j及第三导电层20k侵入，并且，当向各栅极18g施加阈值以上的电压时，第一源极区域16ba及第一漏极区域16bb之间导通，由此，第二导电层20j及第三导电层20k经由第三半导体层16b导通，侵入到第二导电层20j及第三导电层20k的静电经由最端部的第一导电层12c被除电。此外，保护元件Gb能够将沿着各栅极18g侵入的水分作为结构物物理性地阻挡，因此构成为抑制水分从外部向显示区域D的侵入。由此，能够抑制使用由静电放电及水分侵入引起的氧化物半导体的第一像素内TFT9a及第二像素内TFT9b的特性的下降。

《其它实施方式》

在上述各实施方式中，例示出了空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层及电子注入层的5层层叠结构的有机EL层，但有机EL层例如也可以是空穴注入层兼空穴输送层、发光层及电子输送层兼电子注入层的3层层叠结构。

此外，在上述各实施方式中，例示了将第一电极作为阳极、将第二电极作为阴极的有机EL显示装置，但本发明也能适用于使有机EL层的层叠结构反转，将第一电极作为阴极、将第二电极作为阳极的有机EL显示装置。

此外，在上述各实施方式中，例示了将连接于第一电极的TFT的电极作为漏极的有机EL显示装置，但本发明也能适用于将连接于第一电极的TFT的电极称为源极的有机EL显示装置。

此外，在上述各实施方式中，作为显示装置，列举了有机EL显示装置为例进行了说明，但本发明能够适用于具备由电流驱动的多个发光元件的显示装置，例如，能够应用于具备使用了含量子点的层的发光元件即QLED(Quantum-dot light emitting diode)的显示装置。

产业上的可利用性

如以上说明的那样，本发明对于例如HMD(Head Mounted Display)用途等高精细的小型的显示装置是有用的。

附图标记说明

D：显示区域

F：边框区域

Ga、Gaa、Gb：保护元件

M：驱动电路(周边电路)

P：子像素

9a：第一像素内TFT(像素内薄膜晶体管)

9b：第二像素内TFT(像素内薄膜晶体管)

9d：像素外TFT(像素外薄膜晶体管)

10：树脂基板(基底基板)

12a：第一半导体层

12aa：第三源极区域

12ab：第三漏极区域

13：第一栅极绝缘膜

13a、13b：第五无机绝缘膜

14a：第二栅极

15：第一层间绝缘膜

16a：第二半导体层

16aa：第二源极区域

16ab：第二漏极区域

16b：第三半导体层

16ba：第一源极区域

16bb：第一漏极区域

16bc：第一沟道区域

17：第二栅极绝缘膜

18a：第一栅极

18g：栅极线(显示用布线)

19：第二层间绝缘膜

20a：第一源极

20b：第一漏极

20c：第二源极

20d：第二漏极

20h：第二导电层(第三导电层)

20i：第三导电层(第二导电层)

21：保护绝缘膜

22：平坦化膜

30：TFT层(薄膜晶体管层)

31a：第一电极

33：有机EL层(有机电致发光层、发光功能层)

34：第二电极

40：有机EL元件层(发光元件层)

45：密封膜

50a、50aa、50b：有机EL显示装置

Claims (11)

1.一种显示装置，其具备：

基底基板；以及

薄膜晶体管层，其设置在所述基底基板上，且所述薄膜晶体管层依次层叠有：由多晶硅构成的第一半导体膜；由第一无机绝缘膜构成的第一栅极绝缘膜；第一金属膜；由第二无机绝缘膜构成的第一层间绝缘膜；由氧化物半导体构成的第二半导体膜；由第三无机绝缘膜构成的第二栅极绝缘膜；第二金属膜；由第四无机绝缘膜构成的第二层间绝缘膜；第三金属膜；以及由有机树脂材料构成的平坦化膜，

所述薄膜晶体管层具备：

多条显示用布线，其以相互平行地延伸的方式由所述第二金属膜设置；

多个像素内薄膜晶体管，其与构成显示区域的多个子像素对应地设置；以及

多个像素外薄膜晶体管，其在所述显示区域的周围的边框区域作为周边电路设置，

所述各像素内薄膜晶体管具有由所述第二半导体膜形成的第二半导体层，所述各像素外薄膜晶体管是具有由所述第一半导体膜形成的第一半导体层，所述显示装置的特征在于，

在所述边框区域的所述周边电路的所述显示区域侧，沿着所述各显示用布线设置有保护元件，所述保护元件包括：

第一导电层，其由所述第一半导体膜形成，且被导体化；

第三半导体层，其在所述第一导电层上隔着第五无机绝缘膜并由所述第二半导体膜形成，且所述第三半导体层中，以相互分离的方式规定有第一源极区域和第一漏极区域，在所述第一源极区域和所述第一漏极区域之间规定有第一沟道区域；

第二导电层和第三导电层，所述第二导电层和所述第三导电层通过所述第三金属膜以相互分离的方式形成，且将所述第一导电层与所述第一源极区域和所述第一漏极区域电连接，

所述第一沟道区域设置成与所述各显示用布线重叠。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，

所述第一导电层以与所述第一沟道区域重叠的方式一体设置有与所述第二导电层电连接的部分和与所述第三导电层电连接的部分。

3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，

所述保护元件沿着所述各显示用布线设置有多个，

所述第一导电层共用地设置在多个所述保护元件中。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，

所述第一导电层分开设置为与所述第二导电层电连接的一侧和与所述第三导电层电连接的一侧。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，

所述保护元件沿着所述各显示用布线设置有多个，

所述多条显示用布线中的相邻的一对显示用布线中的一方所设置的所述各保护元件和所述相邻的一对显示用布线中的另一方所设置的所述各保护元件以沿与所述显示用布线交叉的方向相邻的方式配置，

在所述相邻的一对保护元件中，所述第二导电层和所述第三导电层共用设置，且与所述第二导电层电连接的所述第一导电层以及与所述第三导电层电连接的所述第一导电层共用设置，

所述第一导电层接地。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的显示装置，其特征在于，

所述各像素内薄膜晶体管包括：

第二半导体层，所述第二半导体层中，以相互分离的方式规定有第二源极区域和第二漏极区域；

第一栅极，其在所述第二半导体层上隔着所述第二栅极绝缘膜并由所述第二金属膜设置；以及

第一源极和第一漏极，所述第一源极和所述第一漏极以相互分离的方式通过所述第三金属膜设置在所述第二层间绝缘膜上，且分别与所述第二源极区域和所述第二漏极区域电连接。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的显示装置，其特征在于，

所述各像素外薄膜晶体管包括：

所述第一半导体层，所述第一半导体层中，以相互分离的方式规定有第三源极区域和第三漏极区域；

第二栅极，其在所述第一半导体层上隔着所述第一栅极绝缘膜并由所述第一金属膜设置；和

第二源极和第二漏极，所述第二源极和所述第二漏极以相互分离的方式由所述第三金属膜设置在所述第二层间绝缘膜上，并分别与所述第三源极区域和所述第三漏极区域电连接。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的显示装置，其特征在于，

所述各显示用布线是栅极线。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的显示装置，其特征在于，

在所述第三金属膜与所述平坦化膜之间设置有保护绝缘膜，所述保护绝缘膜由第六无机绝缘膜构成。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置包括：

发光元件层，其设置在所述薄膜晶体管层上，与所述多个子像素对应地依次层叠有多个第一电极、多个发光功能层以及共用的第二电极；以及

密封膜，其以覆盖所述发光元件层的方式设置。

11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，

所述各发光功能层是有机电致发光层。