TW202232796A - 顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
提供一種可靠性高的顯示裝置。該顯示裝置包括發光元件以及以覆蓋發光元件的方式配置的絕緣層，發光元件包括第一導電層、第一導電層上的EL層以及EL層上的第二導電層，絕緣層包括第一層、第一層上的第二層以及第二層上的第三層，第一層具有俘獲或固定水和氧中的至少一方的功能，第二層具有抑制水和氧中的至少一方擴散的功能，第三層的碳濃度比第一層和第二層中的至少一方高。
Description
本發明的一個實施方式係關於一種顯示裝置及顯示模組。本發明的一個實施方式係關於一種顯示裝置的製造方法。
注意，本發明的一個實施方式不侷限於上述技術領域。作為本說明書等所公開的本發明的一個實施方式的技術領域的例子，可以舉出半導體裝置、顯示裝置、發光裝置、蓄電裝置、記憶體裝置、電子裝置、照明設備、輸入裝置、輸入輸出裝置、這些裝置的驅動方法或這些裝置的製造方法。在本說明書等中，半導體裝置是指能夠藉由利用半導體特性而工作的所有裝置。
近年來，高清晰顯示面板被需求。作為需求高清晰顯示面板的使用的設備，例如，應用於虛擬實境(VR：Virtual Reality)、擴增實境(AR：Augmented Reality)、替代實境(SR：Substitutional Reality)或混合實境(MR：Mixed Reality)的設備近年來被積極地研發。
此外，作為可以應用於顯示面板的顯示裝置，典型地可以舉出液晶顯示裝置、具備有機EL(Electro Luminescence：電致發光)元件、發光二極體(LED：Light Emitting Diode)等發光元件的發光裝置、以電泳方式等進行顯示的電子紙等。
例如，有機EL元件的基本結構是在一對電極之間夾有包含發光有機化合物的層的結構。藉由對該元件施加電壓，可以得到來自發光有機化合物的發光。由於應用上述有機EL元件的顯示裝置不需要液晶顯示裝置等所需要的背光源，所以可以實現薄型、輕量、高對比且低功耗的顯示裝置。例如，專利文獻1公開了使用有機EL元件的顯示裝置的一個例子。
[專利文獻1]日本專利申請公開第2002-324673號公報
例如，上述VR、AR、SR或MR用可穿戴式設備中需要在人眼與顯示面板之間設置焦點調整用透鏡。因為該透鏡放大影像的一部分，所以會導致在顯示面板的清晰度低的情況下真實感及沉浸感減少的問題。
此外，顯示面板還被要求較高顏色再現性。尤其是在上述VR、AR、SR或MR用設備中，藉由使用顏色再現性較高的顯示面板，可以進行接近實物顏色的顯示，而可以增強真實感及沉浸感。
本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種清晰度極高的顯示裝置。此外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種可靠性高的顯示裝置。此外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種實現高顏色再現性的顯示裝置。此外，本發明的一個實施方式是提供一種亮度較高的顯示裝置。此外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種上述顯示裝置的製造方法。
注意，這些目的的記載不妨礙其他目的的存在。此外，本發明的一個實施方式並不需要實現所有上述目的。此外，可以從說明書、圖式以及申請專利範圍等的記載衍生上述以外的目的。
本發明的一個實施方式是一種顯示裝置，包括發光元件以及以覆蓋發光元件的方式配置的絕緣層，發光元件包括第一導電層、第一導電層上的EL層以及EL層上的第二導電層，絕緣層包括第一層、第一層上的第二層以及第二層上的第三層，第一層具有俘獲或固定水和氧中的至少一方的功能，第二層具有抑制水和氧中的至少一方擴散的功能，第三層的碳濃度比第一層和第二層中的至少一方高。
另外，本發明的另一個實施方式是一種顯示裝置，包括基板上的電晶體、電晶體上的第一絕緣層、以嵌入於第一絕緣層的方式配置的插頭、第一絕緣層上的發光元件以及以覆蓋發光元件的方式配置的第二絕緣層，發光元件包括第一導電層、第一導電層上的EL層以及EL層上的第二導電層，插頭將電晶體的源極和汲極中的一個與第一導電層電連接，第二絕緣層包括第一層、第一層上的第二層以及第二層上的第三層，第一層具有俘獲或固定水和氧中的至少一方的功能，第二層具有抑制水和氧中的至少一方擴散的功能，第三層的碳濃度比第一層和第二層中的至少一方高。
上述結構也可以採用如下結構：在第一絕緣層與發光元件之間還包括第三絕緣層，第三絕緣層具有抑制水和氧中的至少一方擴散的功能。在上述結構中，第三絕緣層較佳為包含氮及矽。在上述結構中，第三絕緣層較佳為在不重疊於發光元件的區域中接觸於第二絕緣層。
上述結構也可以採用上述結構：基板為矽基板，電晶體在通道形成區域中包含矽。在上述結構中，基板上也可以設置有氧化物半導體膜，電晶體也可以在通道形成區域中具有氧化物半導體膜。
在上述結構中，第一層較佳為接觸於EL層的側面。在上述結構中，第一層較佳為利用濺射法沉積。在上述結構中，第一層較佳為包含氧及鋁。在上述結構中，第一層也可以包含氧及鉿。
在上述結構中，第二層較佳為利用濺射法沉積。在上述結構中，第二層較佳為包含氮及矽。
在上述結構中，第三層較佳為利用ALD法沉積。在上述結構中，第三層的氫濃度也可以比第一層和第二層中的至少一方高。在上述結構中，第三層的密度也可以比第一層和第二層中的至少一方小。在上述結構中，第三層也可以包含氧及鋁。
在上述結構中，EL層的側面也可以位於第一導電層的側面的內側。在上述結構中，EL層也可以覆蓋第一導電層的側面。上述結構也可以採用如下結構：EL層與第一導電層之間配置有絕緣體，絕緣體在第一導電層上具有開口，並且在開口中EL層與第一導電層接觸。
根據本發明的一個實施方式，可以提供一種清晰度極高的顯示裝置。此外，可以提供一種可靠性高的顯示裝置。此外，可以提供一種實現高顏色再現性的顯示裝置。此外，可以提供一種亮度較高的顯示裝置。此外，可以提供一種上述顯示裝置的製造方法。
注意，這些效果的記載不妨礙其他效果的存在。此外，本發明的一個實施方式並不需要具有所有上述效果。此外，可以從說明書、圖式以及申請專利範圍等的記載衍生上述以外的效果。
以下，參照圖式對實施方式進行說明。但是，所屬技術領域的通常知識者可以很容易地理解一個事實，就是實施方式可以以多個不同形式來實施，其方式和詳細內容可以在不脫離本發明的精神及其範圍的條件下被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅侷限在以下所示的實施方式所記載的內容中。
注意，在以下說明的發明的結構中，在不同的圖式之間共同使用相同的元件符號來表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略其重複說明。此外，當表示具有相同功能的部分時有時使用相同的陰影線，而不特別附加元件符號。
注意，在本說明書所說明的各個圖式中，有時為了容易理解，誇大表示各組件的大小、層的厚度、區域。因此，本發明並不侷限於圖式中的尺寸。
在本說明書等中使用的“第一”、“第二”等序數詞是為了避免組件的混淆而附記的，而不是為了在數目方面上進行限定的。
實施方式1
在本實施方式中，說明本發明的一個實施方式的顯示裝置及顯示裝置的製造方法。
本發明的一個實施方式的顯示裝置包括呈現不同顏色的光的發光元件(也稱為發光器件)。發光元件包括下部電極、上部電極以及它們之間的發光層(也稱為包含發光化合物的層)。作為發光元件，較佳為使用有機EL元件或無機EL元件等電致發光元件。除此以外，還可以使用發光二極體(LED)。
作為EL元件，可以使用OLED(Organic Light Emitting Diode：有機發光二極體)或QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode：量子點發光二極體)等。作為EL元件所包含的發光化合物(也稱為發光物質)，可以舉出發射螢光的物質(螢光材料)、發射磷光的物質(磷光材料)、無機化合物(量子點材料等)、呈現熱活化延遲螢光的物質(熱活化延遲螢光(Thermally activated delayed fluorescence：TADF)材料)等。
作為發光物質，適當地使用呈現藍色、紫色、藍紫色、綠色、黃綠色、黃色、橙色、紅色等發光顏色的物質。另外，也可以使用發射近紅外光的物質。
發光層除了發光物質(客體材料)以外還可以包含一種或多種化合物(主體材料、輔助材料)。作為主體材料、輔助材料，可以選擇一種或多種其能隙比發光物質(客體材料)大的物質。作為主體材料和輔助材料，較佳為組合使用形成激態錯合物的化合物。為了高效地形成激態錯合物，特別較佳為組合容易接收電洞的化合物(電洞傳輸性材料)與容易接收電子的化合物(電子傳輸性材料)。
發光元件可以使用低分子化合物或高分子化合物，還可以包含無機化合物(量子點材料等)。
本發明的一個實施方式的顯示裝置可以以極高精確度分別製成顏色不同的發光元件。因此，可以實現其清晰度高於現有顯示裝置的顯示裝置。例如，較佳為如下極高清晰的顯示裝置，亦即，具有一個以上的發光元件的像素以2000ppi以上，較佳為以3000ppi以上，更佳為以5000ppi以上，更佳為以6000ppi以上且20000ppi以下或30000ppi以下的清晰度配置的顯示裝置。
以下參照圖式說明更具體的結構實例及製造方法例子。
[結構實例1]
圖1A是說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的剖面示意圖。另外，圖1B是圖1A所示的夾在發光元件120間的區域A的放大圖。顯示裝置100包括發光元件120R、發光元件120G及發光元件120B。發光元件120R是呈現紅色的發光元件，發光元件120G是呈現綠色的發光元件，發光元件120B是呈現藍色的發光元件。
注意，以下在說明共同於發光元件120R、發光元件120G及發光元件120B的內容時，有時省略對符號附加的記號而記為發光元件120來進行說明。另外，下述EL層115R、EL層115G及EL層115B也是同樣的，有時記為EL層115來進行說明。EL層115R包括在發光元件120R中。同樣地，EL層115G包括在發光元件120G中，EL層115B包括在發光元件120B中。另外，與上述同樣，有時將下述導電層114R、導電層114G及導電層114B記為導電層114來進行說明。導電層114R包括在發光元件120R中｡同樣地，導電層114G包括在發光元件120G中，導電層114B包括在發光元件120B中。
發光元件120包括被用作下部電極的導電層111、EL層115以及被用作上部電極的導電層116。導電層111對可見光具有反射性。導電層116對可見光具有透射性及反射性。或者，導電層116有時對可見光具有半透射半反射性。EL層115包含發光化合物。EL層115至少包括發光元件120所包括的發光層。
發光元件120可以使用電致發光元件，該電致發光元件具有藉由在導電層111與導電層116之間施加電位差而使電流流過EL層115來發光的功能。尤其是，較佳為使用將發光有機化合物用於EL層115的有機EL元件。此外，發光元件120較佳為發射白光的元件，其發射光譜在可見光區域具有兩個以上的峰。
導電層111的頂面對可見光具有反射性。
顯示裝置100包括具有半導體電路的基板101以及基板101上的發光元件120。另外，圖1A所示的顯示裝置100包括基板101上的絕緣層121、絕緣層121上的發光元件120以及以覆蓋發光元件120的方式配置的絕緣層124。絕緣層124較佳為接觸於導電層116的頂面及側面、EL層115的側面以及導電層111的側面。另外，絕緣層124有時在不與發光元件120重疊的區域中接觸於絕緣層121。
基板101可以使用包括電晶體及佈線等的電路板。在可以採用被動矩陣方式或分段方式的情況下，基板101可以使用玻璃基板等絕緣基板。另外，基板101是設置有用來驅動各發光元件的電路(也稱為像素電路)的基板。另外，基板101也可以設置有被用作用來驅動該像素電路的驅動電路的半導體電路。構成這種像素電路或半導體電路的半導體元件可以使用矽基板等半導體基板形成，也可以使用氧化物半導體膜形成。基板101的更具體的結構實例將在後面描述。
在圖1A所示的顯示裝置100中，基板101與發光元件120的導電層111藉由插頭131電連接。插頭131嵌入設置在絕緣層121中的開口內。導電層111形成在絕緣層121上。導電層111設置在插頭131上。導電層111與插頭131電連接。另外，導電層111較佳為接觸於插頭131的頂面。另外，導電層111也可以接觸於絕緣層121的頂面。
絕緣層124較佳為被用作水和氧中的至少一方的阻擋絕緣膜。更佳的是，被用作氫、氫鍵合的物質(例如，水(H
2O)等)、氧及氯等的阻擋絕緣膜。另外，絕緣層124較佳為具有抑制水和氧中的至少一方擴散的功能的層。更佳的是，包括具有抑制氫、氫鍵合的物質(例如，水(H
2O)等)、氧及氯等擴散的功能的層。另外，絕緣層124較佳為包括具有俘獲或固定(也稱為吸雜)水和氧中的至少一方的功能的層。更佳的是，包括具有俘獲或固定氫、氫鍵合的物質(例如，水(H
2O)等)、氧及氯等的功能的層。
注意，在本說明書中，阻擋絕緣膜是指具有阻擋性的絕緣膜。在本說明書中，阻擋性是指抑制所對應的物質的擴散的功能(也可以說透過性低)。或者是指俘獲或固定所對應的物質的功能。
在此，如圖1B所示，絕緣層124較佳為包括層124a、層124a上的層124b及層124b上的層124c。層124a是具有俘獲或固定水和氧中的至少一方的功能的層。層124b是具有抑制水和氧中的至少一方擴散的功能的層。層124c是覆蓋性優異的層。
層124a至少配置在層124b與EL層115之間。另外，層124a較佳為接觸於導電層116的頂面及側面、EL層115的側面以及導電層111的側面。另外，層124a有時在夾在導電層111間的區域中接觸於絕緣層121。另外，層124b以覆蓋層124a的方式設置，較佳為接觸於層124a的頂面。
如此，藉由設置層124a及層124b，可以在被層124b覆蓋的區域中將發光元件120的中氧、水等雜質俘獲或固定到層124a，而可以減少發光元件120所包含的雜質。尤其是，由於以接觸於加工時容易附著雜質的EL層115的側面的方式設置有層124a，因此可以抑制由該雜質而成的另一層形成在EL層115的側面。再者，借助於層124b，可以防止氧、水等雜質從絕緣層124的上方擴散到發光元件120，而可以防止發光元件中的雜質增加。
層124c以覆蓋層124b的方式設置，較佳為接觸於層124b的頂面。層124c較佳為利用覆蓋性優異的原子層沉積(ALD：Atomic Layer Deposition)法沉積。
在此，層124b具有將被形成面的形狀，亦即，反映導電層111、EL層115及導電層116的步階形狀的凹凸。由此，層124b中有可能發生斷開等。然而，藉由如上所述那樣設置覆蓋性優異的層124c，即使層124b中形成斷開等也可以由層124c填埋該斷開等。由此，保持層124b的抑制水或氧等雜質擴散的功能。
由此，本發明的一個實施方式可以減少發光元件中的水或氧等雜質而防止該發光元件的劣化，因此可以提供可靠性較高的顯示裝置。
另外，如圖1C所示，也可以採用在絕緣層121與導電層111及絕緣層124之間還包括絕緣層122的結構。與絕緣層124同樣，絕緣層122也較佳為被用作水和氧中的至少一方的阻擋絕緣膜。作為絕緣層122，較佳為使用具有與層124a同樣的功能的絕緣層和具有與層124b同樣的功能的絕緣層中的至少一者或兩者。例如，作為絕緣層122可以使用具有與層124b同樣的功能的絕緣層和該絕緣層上的具有與層124a同樣的功能的絕緣層的疊層。
藉由在發光元件120之下設置被用作水或氧等的阻擋絕緣膜的絕緣層122，可以抑制設置在發光元件120的下方的層間絕緣膜及像素電路等半導體電路所包含的水或氧等雜質擴散到發光元件120。由此，可以防止發光元件120劣化。
另外，在對上述半導體電路設置氧化物半導體時，可以抑制發光元件及發光元件上的層間絕緣膜所包含的水或氫等雜質擴散到該氧化物半導體。由此，可以防止包括該氧化物半導體的元件的電特性及可靠性下降。
另外，在圖1C所示的結構中，絕緣層124較佳為在不重疊於導電層111的區域中接觸於絕緣層122。在此，絕緣層124接觸於導電層116的頂面及側面、EL層115的側面以及導電層111的側面。由此，發光元件120被絕緣層124及絕緣層122包圍。藉由在被絕緣層124及絕緣層122包圍的區域中設置層124a，可以將發光元件中的水或氧等雜質進一步有效地俘獲或固定到層124a。
在圖1A至圖1C所示的顯示裝置100中，在相鄰的不同顏色的發光元件間EL層115及導電層116分離。由此，可以抑制在相鄰的不同顏色的發光元件間藉由EL層115流過的洩漏電流。因此，可以抑制因該洩漏電流而產生的發光，而可以實現對比度較高的顯示。再者，即使提高清晰度也可以將導電性較高的材料用於EL層115，由此可以擴大材料的選擇範圍，容易實現效率的提高、功耗的降低以及可靠性的提高。
另外，在顯示裝置100中，呈現相同顏色的像素中的EL層115及導電層116較佳為以連續而沒有分離的方式被加工。例如，可以將EL層115及導電層116加工為條紋狀。由此，可以在不使所有發光元件的導電層116成為浮動狀態的情況下供應規定電位。
作為EL層115及導電層116也可以藉由使用金屬遮罩或FMM(Fine Metal Mask，高精細金屬遮罩)等陰影遮罩的沉積形成島狀圖案，但尤其較佳為採用不使用金屬遮罩或FMM的加工方法。作為這種加工方法，典型地可以採用光微影法。除此之外，也可以採用奈米壓印法、噴砂法等形成方法。注意，在本說明書等中，有時將使用金屬遮罩或FMM製造的器件稱為MM(Metal Mask)結構的器件。此外，在本說明書等中，將不用金屬遮罩或FMM製造的器件稱為MML(Metal Mask Less)結構的器件。
由此，MML結構的器件中可以形成極為微細的圖案，所以與MM結構的器件相比可以提高清晰度及開口率。
如圖1A或圖1C所示，也可以採用EL層115的端部與導電層111的端部大致對齊的結構。另外，也可以採用導電層116的端部與導電層111的端部大致對齊的結構。另外，也可以採用EL層115的端部的一方位於導電層111的外側且另一方與導電層111的端部大致對齊的結構。另外，也可以採用導電層116的端部的一方位於導電層111的外側且另一方與導電層111的端部大致對齊的結構。另外，如圖2A所示，EL層115也可以以在顯示裝置100的剖面上其端部位於導電層111的端部的內側的方式配置。
導電層116以至少不發生與導電層111之間的短路的方式配置即可。例如，如圖2B所示，EL層115的端部也可以以在顯示裝置100的剖面上位於導電層111的端部的外側的方式配置。EL層115的端部覆蓋導電層111的端部。藉由EL層115的端部位於導電層111的端部的外側，可以抑制導電層111與導電層116之間的短路。另外，如圖2B所示，導電層116也可以以在顯示裝置100的剖面上其端部位於導電層111的端部的外側的方式配置。
另外，如圖2C所示，也可以採用設置覆蓋導電層116的端部的絕緣體117的結構。絕緣體117也可以被稱為堤(bank)、分隔壁、屏障、堤壩等。絕緣體117以使導電層111的頂面露出的方式設置。藉由設置絕緣體117，可以抑制導電層111與導電層116之間的短路。
注意，雖然圖2A至圖2C示出與圖1A同樣地設置絕緣層124的結構，但是不侷限於此，也可以採用與圖1C所示的結構同樣的結構。
[發光元件]
作為可以用作發光元件120的發光元件，可以使用能夠進行自發光的元件，並且在其範疇內包括由電流或電壓控制亮度的元件。例如，可以使用LED、有機EL元件以及無機EL元件等。尤其是，較佳為使用有機EL元件。
發光元件有頂部發射結構、底部發射結構或雙面發射結構等。作為提取光一側的電極使用透射可見光的導電膜。此外，作為不提取光一側的電極較佳為使用反射可見光的導電膜。
尤其是，作為本發明的一個實施方式的發光元件，可以適當地使用將光發射到與被形成面一側相反一側的頂部發射型發光元件、或者將光發射到被形成面一側以及與被形成面一側相反一側的兩者的雙面發射型發光元件。
EL層115至少包括發光層。作為發光層以外的層，EL層115可以還包括包含電洞注入性高的物質、電洞傳輸性高的物質、電洞阻擋材料、電子傳輸性高的物質、電子注入性高的物質或雙極性的物質(電子傳輸性及電洞傳輸性高的物質)等的層。
EL層115可以使用低分子化合物或高分子化合物，還可以包含無機化合物。構成EL層115的層分別可以藉由蒸鍍法(包括真空蒸鍍法)、轉印法、印刷法、噴墨法、塗佈法等方法形成。
當在陰極與陽極之間施加高於發光元件120的臨界電壓的電壓時，電洞從陽極一側注入到EL層115中，而電子從陰極一側注入到EL層115中。被注入的電子和電洞在EL層115中再結合，由此，包含在EL層115中的發光物質發光。
在此，將用於發光元件120B的EL層115、用於發光元件120G的EL層115及用於發光元件120R的EL層115分別記為EL層115B、EL層115G及EL層115R。EL層115B包含呈現B(藍色)發光的發光物質。EL層115G包含呈現G(綠色)發光的發光物質。EL層115R包含呈現R(紅色)發光的發光物質。有時將這種對每個發光元件分別塗佈發光顏色(在此，藍色(B)、綠色(G)及紅色(R))的結構稱為SBS(Side By Side)結構。藉由採用這種結構，可以提供其功耗低於利用彩色層對白色發光元件進行著色的結構的顯示裝置的顯示裝置。
此外，上述發光層以及包含電洞注入性高的物質、電洞傳輸性高的物質、電子傳輸性高的物質及電子注入性高的物質、雙極性物質等的層可以分別包含量子點等的無機化合物或高分子化合物(低聚物、枝狀聚合物或聚合物等)。例如，藉由將量子點用於發光層，也可以將其用作發光材料。
作為量子點材料，可以使用膠狀量子點材料、合金型量子點材料、核殼(Core Shell)型量子點材料、核型量子點材料等。此外，也可以使用包含第12族和第16族、第13族和第15族、第14族和第16族的元素組的材料。或者，可以使用包含鎘、硒、鋅、硫、磷、銦、碲、鉛、鎵、砷、鋁等元素的量子點材料。
作為可以用於導電層116等的透射可見光的導電膜，例如可以使用氧化銦、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、添加有鎵的氧化鋅等形成。此外，也可以藉由將金、銀、鉑、鎂、鎳、鎢、鉻、鉬、鐵、鈷、銅、鈀或鈦等金屬材料、包含這些金屬材料的合金或這些金屬材料的氮化物(例如，氮化鈦)等減薄到具有透光性的程度來使用。此外，可以使用上述材料的疊層膜作為導電層。例如，當使用銀和鎂的合金與銦錫氧化物的疊層膜等時，可以提高導電性，所以是較佳的。此外，也可以使用石墨烯等。
可用於導電層116的具有半透射半反射性的導電膜對可見光的反射率(例如對400nm至700nm的範圍內的規定波長的光的反射率)較佳為20%以上且80%以下，更佳為40%以上且70%以下。具有反射性的導電膜對可見光的反射率較佳為40%以上且100%以下，較佳為70%以上且100%以下。此外，具有透光性的導電膜對可見光的反射率較佳為0%以上且40%以下，較佳為0%以上且30%以下。
導電層111的位於EL層115一側的部分較佳為使用上述反射可見光的導電膜。作為導電層111，例如可以使用鋁、金、鉑、銀、鎳、鎢、鉻、鉬、鐵、鈷、銅或鈀等金屬材料或包含這些金屬材料的合金。銅對可見光具有高反射率，所以是較佳的。另外，在使用鋁時因為電極的蝕刻容易而容易進行加工，並且對可見光及近紅外光具有高反射率，所以是較佳的。另外，也可以在上述金屬材料或合金中添加有鑭、釹或鍺等。此外，也可以使用包含鈦、鎳或釹與鋁的合金(鋁合金)。此外，也可以使用包含銅、鈀、鎂與銀的合金。包含銀和銅的合金具有高耐熱性，所以是較佳的。
此外，導電層111也可以具有在反射可見光的導電膜上層疊導電金屬氧化物膜的結構。藉由採用這種結構，可以抑制反射可見光的導電膜的氧化及腐蝕。例如，藉由以與鋁膜或鋁合金膜接觸的方式層疊金屬膜或金屬氧化物膜，可以抑制氧化。作為這種金屬膜、金屬氧化物膜的材料，可以舉出鈦及氧化鈦等。此外，也可以層疊上述透射可見光的導電膜與由金屬材料構成的膜。例如，可以使用銀與銦錫氧化物的疊層膜、銀和鎂的合金與銦錫氧化物的疊層膜等。
另外，如圖3A所示，導電層111也可以具有作為下層導電層設置導電層111a並在導電層111a上作為上層導電層設置導電層111b的結構。當採用這種結構時，較佳為使用反射可見光的導電膜作為導電層111b。另外，導電層111a的反射率也可以低於導電層111b。作為導電層111a使用導電性高的材料即可。另外，作為導電層111a使用加工性優異的材料即可。
作為導電層111b，較佳為採用上述可用於導電層111的材料及結構。
作為導電層111a，例如可以使用金、銀、鉑、鎂、鎳、鎢、鉻、鉬、鐵、鈷、銅、鈀、鈦、釔、鋯或鉭等金屬材料、包含這些金屬材料的合金或這些金屬材料的氮化物(例如，氮化鈦)等。
在作為導電層111或導電層111b使用鋁的情況下，藉由將其厚度較佳為設定為40nm以上、更佳為設定為70nm以上，可以充分提高可見光等的反射率。另外，在作為導電層111或導電層111b使用銀的情況下，藉由將其厚度較佳為設定為70nm以上、更佳為設定為100nm以上，可以充分提高可見光等的反射率。
例如，作為導電層111a以及導電層111b分別可以使用鎢、以及鋁或鋁合金。另外，導電層111b也可以具有以接觸於鋁或鋁合金頂部的方式設置有氧化鈦的結構。或者，導電層111b也可以具有以接觸於鋁或鋁合金頂部的方式設置有鈦且以接觸於鈦頂部的方式設置有氧化鈦的結構。
或者，導電層111a及導電層111b都可以採用從上述可用於導電層111的材料及結構中選擇的材料及結構。
另外，導電層111也可以為三層以上的疊層膜。
注意，雖然圖3A示出與圖1A同樣地設置絕緣層124的結構，但是不侷限於此。與圖1C所示的結構同樣，圖3A所示的結構中可以還設置絕緣層122。
作為可用於插頭131的材料，可以舉出鋁、鈦、鉻、鎳、銅、釔、鋯、鉬、金、銀、鉑、鎂、鐵、鈷、鈀、鉭或鎢等金屬、包含上述金屬材料的合金或者上述金屬材料的氮化物等。此外，作為插頭131，可以以單層或疊層結構使用包含這些材料的膜。例如，可以舉出包含矽的鋁膜的單層結構、在鈦膜上層疊鋁膜的兩層結構、在鎢膜上層疊鋁膜的兩層結構、在銅-鎂-鋁合金膜上層疊銅膜的兩層結構、在鈦膜上層疊銅膜的兩層結構、在鎢膜上層疊銅膜的兩層結構、依次層疊鈦膜或氮化鈦膜、鋁膜或銅膜以及鈦膜或氮化鈦膜的三層結構、以及依次層疊鉬膜或氮化鉬膜、鋁膜或銅膜以及鉬膜或氮化鉬膜的三層結構等。此外，也可以使用氧化銦、氧化錫或氧化鋅等氧化物。此外，藉由使用包含錳的銅，可以提高蝕刻時的形狀的控制性，所以是較佳的。
構成發光元件的電極可以藉由利用蒸鍍法或濺射法形成。除此之外，也可以藉由利用噴墨法等噴出法、網版印刷法等印刷法、或者鍍法形成。
作為絕緣層124，可以使用包含鋁、鉿、鎂、鎵、銦、鋅和矽中的至少一個的氧化物、氮化物、氧氮化物或氮氧化物。另外，也可以為它們的疊層膜。例如，可以使用氧化鋁、氧化鉿、鋁酸鉿、氧化鎂、氧化鎵、銦鎵鋅氧化物、氧化矽、氮化矽、氧氮化矽或氮氧化矽等。
作為具有俘獲或固定水或氧等雜質的功能的層124a，較佳為例如使用利用濺射法沉積的氧化鋁(AlO
x：x為大於0的任意數)或氧化鉿(HfO
y：y為大於0的任意數)等金屬氧化物。當將氧化鋁用於層124a時，層124a為至少包含氧及鋁的絕緣體。當將氧化鉿用於層124a時，層124a為至少包含氧及鉿的絕緣體。
層124a較佳為具有多個氧空位。這種具有多個氧空位的金屬氧化物中有時形成多個懸空鍵，而有時具有藉由該懸空鍵俘獲或固定水或氧等雜質的性質。藉由使用這種具有多個氧空位的金屬氧化物，可以將水或氧等雜質俘獲或固定在層124a中。尤其較佳的是，俘獲或固定附著於EL層115的側面的水或氧等雜質。
另外，層124a較佳為利用濺射法沉積。藉由利用濺射法沉積層124a，可以不將水等雜質用於沉積氣體來進行沉積，所以可以將層124a及發光元件120中的水等雜質的濃度增加抑制為小。另外，當利用濺射法進行沉積時，較佳為減少沉積氣體中的氧或者不使氧包含在沉積氣體中。由此，可以將層124a及發光元件120中的氧增加抑制為小。再者，可以使多個氧空位包含在沉積了的層124a中。
另外，層124a也可以使用具有非晶結構的金屬氧化物。層124a的一部分也可以形成有結晶區域。另外，層124a也可以採用層疊非晶結構的層與具有結晶區域的層的多層結構。例如，層124a也可以採用非晶結構的層上形成有具有結晶區域的層，典型的是多晶結構的層的疊層結構。
作為具有水或氧等雜質擴散的功能的層124b，較佳為例如使用利用濺射法等沉積的氮化矽(SiN
x：x為大於0的任意數)。此時，層124b為至少包含氮及矽的絕緣體。另外，為了抑制水或氧等雜質擴散，層124b的導電層116上的厚度較佳為10nm以上，例如約為20nm以上且100nm以下、約為20nm以上且50nm以下。
另外，層124b較佳為利用濺射法沉積。藉由利用濺射法沉積層124b，可以不將水或氧等雜質用於沉積氣體來沉積金屬氮化物，所以可以將層124b、層124a及發光元件120中的水或氧等雜質的濃度增加抑制為小。
作為覆蓋性優異的層124c，可以使用上述可用於絕緣層124的絕緣材料。例如，較佳為使用利用ALD法沉積的氧化鋁、氧化鉿等。雖然在利用ALD法沉積金屬氧化物時使用H
2O或O
3等作為氧化劑，但是因為沉積層124c之前形成有層124b及層124a，所以可以降低水或氧等雜質被EL層115等吸收。
ALD法中使用的前驅物有時包含氫或碳等雜質。因此，利用ALD法形成的膜有時與利用其他的沉積方法形成的膜相比包含更多的氫或碳等雜質。由此，層124c的碳濃度有時高於利用濺射法沉積的層124a和層124b中的至少一方。另外，層124c的氫濃度有時高於利用濺射法形成的層124a和層124b中的至少一方。氫或碳等雜質的定量可以利用能量色散型X射線分析法(EDX：Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)、X射線光電子能譜(XPS：X-ray Photoelectron Spectroscopy)、二次離子質譜分析(SIMS：Secondary Ion Mass Spectrometry)等進行。
另外，利用ALD法沉積的膜有時有其密度比利用濺射法沉積的膜低的趨向。因此，層124c的密度有時低於利用濺射法沉積的層124a和層124b中的至少一方。密度的測量可以利用X射線反射分析法(XRR：X-ray Reflectmetry Analysis)等進行。
ALD法有只利用熱能使前驅物及反應物起反應的熱ALD(Thermal ALD)法、使用收到電漿激發的反應物的PEALD(Plasma Enhanced ALD)法等。只要能夠以EL層115沒有劣化的溫度(例如，室溫以上且100℃以下左右)進行沉積，就可以利用任何ALD法。
另外，絕緣層122也可以使用上述可用於層124a或層124b的絕緣材料。另外，絕緣層122也可以採用疊層結構。例如，當採用兩層結構時，可以在利用濺射法沉積的氮化矽膜上設置利用濺射法沉積的氧化鋁膜。
絕緣層121被用作層間絕緣膜，其介電常數較佳為低。藉由將介電常數低的材料用於層間膜，可以減少產生在佈線之間的寄生電容。例如，作為絕緣層121，適當地使用氧化矽、氧氮化矽、添加有氟的氧化矽、添加有碳的氧化矽、添加有碳及氮的氧化矽或具有空孔的氧化矽等即可。此時，絕緣層121的沒有設置導電層111的表面有時形成凹部。例如，在形成導電層111時的蝕刻製程中，因絕緣層121被蝕刻而形成凹部。
另外，作為圖2C所示的絕緣體117，也可以使用可用於絕緣層121的絕緣材料。
另外，雖然在圖1C所示的結構中絕緣層122接觸於導電層111及絕緣層124，但是例如也可以採用如圖3B所示那樣在絕緣層122與導電層111及絕緣層124之間設置絕緣層125的結構。絕緣層125使用可用於絕緣層121的絕緣材料即可。此時，絕緣層125的沒有設置導電層111的表面有時形成凹部。例如，在形成導電層111時的蝕刻製程中，因絕緣層125被蝕刻而形成凹部。
另外，如圖4A所示，發光元件120所包括的EL層115也可以使用白色發光的發光物質。此時，如下所述那樣設置重疊於發光元件120的彩色層即可。當EL層115使用白色發光的發光物質時，較佳為使EL層115包含兩種以上的發光物質。例如藉由以使兩個以上的發光物質的各發光成為互補色關係的方式選擇發光物質，可以獲得白色發光。例如，較佳為包含如下發光物質中的兩個以上：呈現R(紅色)、G(綠色)、B(藍色)、Y(黃色)、O(橙色)等發光的發光物質及呈現包含R、G、B中的兩種以上的顏色的光譜成分的發光的發光物質。此外，較佳為使用來自發光元件的發光的光譜在可見光區域的波長(例如350nm至750nm)的範圍內具有兩個以上的峰的發光元件。此外，在黃色的波長範圍中具有峰的材料的發射光譜較佳為還在綠色及紅色的波長範圍具有光譜成分。
EL層115可以採用疊層結構，該疊層包括包含發射一種顏色的光的發光材料的發光層與包含發射其他顏色的光的發光材料的發光層。例如，EL層115中的多個發光層既可以互相接觸而層疊，也可以隔著不包含任何發光材料的區域層疊。例如，可以在螢光發光層與磷光發光層之間設置如下區域：包含與該螢光發光層或磷光發光層相同的材料(例如主體材料、輔助材料)，並且不包含任何發光材料的區域。由此，發光元件的製造變得容易，并且驅動電壓得到降低。
此外，發光元件120既可以是包括一個EL層的單元件，又可以是隔著電荷產生層層疊有多個EL層的串聯元件。
如圖4A所示，EL層115也可以共同設置在各發光元件120中。在圖4A中，連續的EL層115以覆蓋各發光元件120的導電層111的方式設置。另外，如圖4A所示，導電層116也可以共同設置在發光元件120R、發光元件120G及發光元件120B中。導電層116例如被用作被供應共用電位的電極。藉由共同設置EL層115及導電層116，可以縮減發光元件120的製程，所以是較佳的。
如圖4B所示，發光元件120中也可以在導電層111與EL層115間設置導電層114(是指導電層114B、導電層114G及導電層114R)。導電層114具有透射可見光的功能。
作為導電層114，可以使用上述對可見光具有透射性的導電膜。另外，作為導電層114，可以使用將上述反射可見光的導電膜減薄到透射可見光的程度而形成的膜。此外，藉由使用該導電膜與上述透射可見光的導電膜的疊層結構，可以提高導電性及機械強度。
如圖4B所示，導電層114配置在導電層111與EL層115間。導電層114位於導電層111上。在此，EL層115較佳為以覆蓋導電層114的端部的方式設置。
另外，如圖4B所示，各發光元件120所包括的導電層114較佳為在各發光元件中具有不同的厚度。在三個導電層114中，導電層114B的厚度最薄，導電層114R的厚度最厚。這裡，關於各發光元件中的導電層111的頂面與導電層116的底面(亦即，導電層116與EL層115的介面)的距離，發光元件120R中的最大，發光元件120B中的最小。藉由改變各發光元件中的導電層111的頂面與導電層116的底面之距離，可以改變各發光元件的光學距離(光路長度)。
在三個發光元件中，發光元件120R具有最長的光路長度，由此發射最長波長的光得到增強的光R。另一方面，發光元件120B具有最短的光路長度，由此發射最短波長的光得到增強的光B。發光元件120G發射中間波長的光得到增強的光G。例如，光R可以是紅光得到增強的光，光G可以是綠光得到增強的光，並且光B可以是藍光得到增強的光。
藉由使用這種結構，不需要按照每個不同顏色的發光元件分別形成發光元件120所包括的EL層，從而可以使用具有同一結構的元件進行顏色再現性高的彩色顯示。此外，可以以極高密度配置發光元件120。例如，可以實現清晰度超過5000ppi的顯示裝置。
在各發光元件中，反射可見光的導電層111的表面與對可見光具有半透射半反射性的導電層116之間的光學距離較佳為被調整為相對於需要增大其強度的光的波長λ的mλ/2(m為自然數，並且m不是0)或近似。
嚴格地說，上述光學距離涉及導電層111的反射面與具有半透射半反射性的導電層116的反射面之間的物理距離和設置在它們之間的層的折射率之積，由此難以嚴格調整該光學距離。因此，較佳為將導電層111的表面和具有半透射半反射性的導電層116的表面都設定為反射面來調整光學距離。
另外，如下所述那樣，藉由設置重疊於發光元件120的彩色層，可以提高由發光元件的光的色純度。
另外，發光元件120也可以具有層疊了多個EL層的結構。例如，EL層115也可以具有層疊了包含呈現藍色發光的發光物質的EL層115B、包含呈現綠色發光的發光物質的EL層115G和包含呈現紅色發光的發光物質的EL層115R的結構。各EL層除了包含發光化合物的層之外還可以包括電子注入層、電子傳輸層、電荷產生層、電洞傳輸層、電洞注入層等。另外，也可以在EL層115B與EL層115G間設置電荷產生層。另外，也可以在EL層115G與EL層115R間設置電荷產生層。
＜EL層的結構實例＞
如圖17A所示，發光元件120所包括的EL層115可以由層4420、發光層4411、層4430等的多個層構成。層4420例如可以包括含有電子注入性高的物質的層(電子注入層)及含有電子傳輸性高的物質的層(電子傳輸層)等。發光層4411例如包含發光化合物。層4430例如可以包括含有電洞注入性高的物質的層(電洞注入層)及含有電洞傳輸性高的物質的層(電洞傳輸層)。
包括設置在一對電極間的層4420、發光層4411及層4430的結構可以用作單一的發光單元，在本說明書中將圖17A的結構稱為單結構。
另外，圖17B是圖17A所示的發光元件120所包括的EL層115的變形例子。明確而言，圖17B所示的發光元件120包括導電層111上的層4430-1、層4430-1上的層4430-2、層4430-2上的發光層4411、發光層4411上的層4420-1、層4420-1上的層4420-2以及層4420-2上的導電層116。例如，在將導電層111及導電層116分別用作陽極及陰極時，層4430-1被用作電洞注入層，層4430-2被用作電洞傳輸層，層4420-1被用作電子傳輸層，層4420-2被用作電子注入層。或者，在將導電層111及導電層116分別用作陰極及陽極時，層4430-1被用作電子注入層，層4430-2被用作電子傳輸層，層4420-1被用作電洞傳輸層，層4420-2被用作電洞注入層。藉由採用這種層結構，能夠向發光層4411有效地注入載子，而提高發光層4411內的載子的再結合效率。
此外，如圖17C所示，在層4420與層4430之間設置有多個發光層(發光層4411、4412、4413)的結構也是單結構的變形例子。
如圖17D所示，多個發光單元(EL層115a、115b)隔著中間層(電荷產生層)4440串聯連接的結構在本說明書中被稱為串聯結構。在本說明書等中，圖17D所示的結構被稱為串聯結構，但是不侷限於此，例如，串聯結構也可以被稱為疊層結構。藉由採用串聯結構，可以實現能夠進行高亮度發光的發光元件。
在圖17C及圖17D中，層4420及層4430也可以採用如圖17B所示那樣的由兩個以上的層而成的疊層結構。
發光元件的發光顏色可以根據構成EL層115的材料為紅色、綠色、藍色、青色、洋紅色、黃色或白色等。另外，藉由使發光元件具有微腔結構，可以進一步提高色純度。
白色發光元件較佳為具有發光層包含兩種以上的發光物質的結構。為了得到白色發光，選擇各發光處於補色關係的兩種以上的發光物質即可。
發光層較佳為包含每個發光呈現R(紅)、G(綠)、B(藍)、Y(黃)、O(橙)等的兩種以上的發光物質。或者，較佳為包含每個發光包含R、G、B中的兩種以上的光譜成分的兩種以上的發光物質。
在此，以下說明發光元件的具體結構。
發光元件至少包括發光層。作為發光層以外的層，發光元件可以還包括包含電洞注入性高的物質、電洞傳輸性高的物質、電洞阻擋材料、電子傳輸性高的物質、電子阻擋材料、電子注入性高的物質或雙極性的物質(電子傳輸性及電洞傳輸性高的物質)等的層。
發光器件可以使用低分子化合物或高分子化合物，還可以包含無機化合物。構成發光器件的層分別可以藉由蒸鍍法(包括真空蒸鍍法)、轉印法、印刷法、噴墨法、塗佈法等方法形成。
例如，發光器件可以具有包括電洞注入層、電洞傳輸層、電洞障壁層、電子障壁層、電子傳輸層和電子注入層中的一層以上的結構。
電洞注入層是從陽極向電洞傳輸層注入電洞的層且包含電洞注入性高的材料的層。作為電洞注入性高的材料，可以舉出芳香胺化合物以及包含電洞傳輸性材料及受體材料(電子受體材料)的複合材料。
電洞傳輸層是將從陽極由電洞注入層注入的電洞傳輸到發光層中的層。電洞傳輸層是包含電洞傳輸性材料的層。作為電洞傳輸性材料，較佳為採用電洞移動率為1×10
-6cm
2/Vs以上的物質。注意，只要電洞傳輸性比電子傳輸性高，就可以使用上述以外的物質。作為電洞傳輸性材料，較佳為使用富π電子型雜芳族化合物(例如，咔唑衍生物、噻吩衍生物、呋喃衍生物等)或者芳香胺(包含芳香胺骨架的化合物)等電洞傳輸性高的材料。
電子傳輸層是將從陰極由電子注入層注入的電子傳輸到發光層中的層。電子傳輸層是包含電子傳輸性材料的層。作為電子傳輸性材料，較佳為採用電子移動率為1×10
-6cm
2/Vs以上的物質。注意，只要電子傳輸性比電洞傳輸性高，就可以使用上述以外的物質。作為電子傳輸性材料，可以使用具有喹啉骨架的金屬錯合物、具有苯并喹啉骨架的金屬錯合物、具有㗁唑骨架的金屬錯合物、具有噻唑骨架的金屬錯合物等，還可以使用㗁二唑衍生物、***衍生物、咪唑衍生物、㗁唑衍生物、噻唑衍生物、啡啉衍生物、具有喹啉配體的喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、喹㗁啉衍生物、二苯并喹㗁啉衍生物、吡啶衍生物、聯吡啶衍生物、嘧啶衍生物、含氮雜芳族化合物等缺π電子型雜芳族化合物等電子傳輸性高的材料。
電子注入層是將電子從陰極注入到電子傳輸層的包含電子注入性高的材料的層。作為電子注入性高的材料，可以使用鹼金屬、鹼土金屬或者包含上述物質的化合物。作為電子注入性高的材料，也可以使用包含電子傳輸性材料及施體性材料(電子施體性材料)的複合材料。
作為電子注入層，可以使用鋰、銫、氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)、氟化鈣(CaF
2)、8-(羥基喔啉)鋰(簡稱：Liq)、2-(2-吡啶基)苯酚鋰(簡稱：LiPP)、2-(2-吡啶基)-3-羥基吡啶(pyridinolato)鋰(簡稱：LiPPy)、4-苯基-2-(2-吡啶基)苯酚鋰(簡稱：LiPPP)、鋰氧化物(LiO
x)、碳酸銫等鹼金屬、鹼土金屬或者它們的化合物。
或者，上述電子注入層也可以使用具有電子傳輸性的材料。例如，可以將具有非共用電子對並包括缺電子型雜芳環的化合物用作具有電子傳輸性的材料。明確而言，可以使用具有吡啶環、二嗪環(嘧啶環、吡嗪環、嗒𠯤環)和三嗪環中的至少一個的化合物。
另外，具有非共用電子對的有機化合物的最低空分子軌域(LUMO：Lowest Unoccupied Molecular Orbital)較佳為-3.6eV以上且-2.3eV以下。另外，一般而言，可以藉由CV(循環伏安法)、光電子能譜法、吸收光譜法、逆光電子能譜法等估計有機化合物的最高佔據分子軌域(HOMO：highest occupied Molecular Orbital)能階及LUMO能階。
例如，可以將4，7-二苯基-1，10-菲羅琳(簡稱：BPhen)、2，9-雙(萘-2-基)-4，7-二苯基-1，10-菲羅琳(簡稱：NBPhen)、二喹㗁啉並[2，3-a：2’，3’-c]吩嗪(簡稱：HATNA)、2，4，6-三[3’-(吡啶-3-基)聯苯-3-基]-1，3，5-三嗪(簡稱：TmPPPyTz)等用作具有非共用電子對的有機化合物。與BPhen相比，NBPhen具有更高的玻璃轉移溫度(Tg)，耐熱性優異。
發光層是包含發光物質的層。發光層可以包含一種或多種發光物質。作為發光物質，適當地使用發射藍色、紫色、藍紫色、綠色、黃綠色、黃色、橙色、紅色等的發光顏色的物質。此外，作為發光物質也可以使用發射近紅外線的物質。
作為發光物質，可以舉出螢光材料、磷光材料、TADF材料、量子點材料等。
作為螢光材料，例如可以舉出芘衍生物、蒽衍生物、聯伸三苯衍生物、茀衍生物、咔唑衍生物、二苯并噻吩衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并喹㗁啉衍生物、喹㗁啉衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、菲衍生物、萘衍生物等。
作為磷光材料，例如可以舉出具有4H-***骨架、1H-***骨架、咪唑骨架、嘧啶骨架、吡嗪骨架或吡啶骨架的有機金屬錯合物(尤其是銥錯合物)、以具有拉電子基團的苯基吡啶衍生物為配體的有機金屬錯合物(尤其是銥錯合物)、鉑錯合物、稀土金屬錯合物等。
發光層除了發光物質(客體材料)以外還可以包含一種或多種有機化合物(主體材料、輔助材料等)。作為一種或多種有機化合物，可以使用在本實施方式中說明的電洞傳輸性材料和電子傳輸性材料中的一者或兩者。此外，作為一種或多種有機化合物，也可以使用雙極性材料或TADF材料。
例如，發光層較佳為包含磷光材料、容易形成激態錯合物的電洞傳輸性材料及電子傳輸性材料的組合。藉由採用這樣的結構，可以高效地得到利用從激態錯合物到發光物質(磷光材料)的能量轉移的ExTET(Exciplex-Triplet Energy Transfer：激態錯合物-三重態能量轉移)的發光。另外，藉由作為該激態錯合物選擇形成發射與發光物質的最低能量一側的吸收帶的波長重疊的光的組合，可以使能量轉移變得順利，從而高效地得到發光。藉由採用上述結構，可以同時實現發光器件的高效率、低電壓驅動以及長壽命。
[製造方法例子]
以下對本發明的一個實施方式的顯示裝置的製造方法的一個例子進行說明。
此外，構成顯示裝置的薄膜(絕緣膜、半導體膜、導電膜等)可以利用濺射法、化學氣相沉積(CVD：Chemical Vapor Deposition)法、真空蒸鍍法、脈衝雷射沉積(PLD：Pulsed Laser Deposition)法、ALD法等形成。作為CVD法有電漿增強化學氣相沉積(PECVD：Plasma Enhanced CVD)法及熱CVD法等。此外，作為熱CVD法之一，有有機金屬化學氣相沉積(MOCVD：Metal Organic CVD)法。
此外，構成顯示裝置的薄膜(絕緣膜、半導體膜、導電膜等)可以利用旋塗法、浸漬法、噴塗法、噴墨法、分配器法、網版印刷法、平板印刷法、刮刀(doctor knife)法、狹縫式塗佈法、輥塗法、簾式塗佈法、刮刀式塗佈法等方法形成。
此外，當對構成顯示裝置的薄膜進行加工時，可以利用光微影法等進行加工。除了上述方法以外，還可以利用奈米壓印法、噴砂法、剝離法等對薄膜進行加工。此外，可以藉由利用金屬遮罩等陰影遮罩的成膜方法直接形成島狀的薄膜。
光微影法典型地有如下兩種方法。一個是在要進行加工的薄膜上形成光阻遮罩，藉由蝕刻等對該薄膜進行加工，並去除光阻遮罩的方法。另一個是在形成感光性薄膜之後，進行曝光及顯影來將該薄膜加工為所希望的形狀的方法。
在光微影法中，作為用於曝光的光，例如可以使用i線(波長為365nm)、g線(波長為436nm)、h線(波長為405nm)或將這些光混合而成的光。此外，還可以使用紫外光、KrF雷射或ArF雷射等。此外，也可以利用液浸曝光技術進行曝光。作為用於曝光的光，也可以使用極紫外光(EUV：Extreme Ultra-violet)或X射線。此外，也可以使用電子束代替用於曝光的光。當使用極紫外光、X射線或電子束時，可以進行極其微細的加工，所以是較佳的。此外，在藉由電子束等光束的掃描進行曝光時，並不需要光罩。
作為薄膜的蝕刻方法，可以利用乾蝕刻法、濕蝕刻法及噴砂法等。
參照圖5A至圖5D以及圖6A至圖6D說明圖1B所示的顯示裝置的製造方法的一個例子。藉由採用圖5A至圖5D以及圖6A至圖6D所示的製造方法，可以不用金屬遮罩對EL層115及導電層116進行加工。
[基板101的準備]
作為基板101，可以使用使用至少具有能夠承受後面的熱處理程度的耐熱性的基板。在使用絕緣基板作為基板101的情況下，可以舉出玻璃基板、石英基板、藍寶石基板、陶瓷基板等。此外，還可以使用以矽或碳化矽等為材料的單晶半導體基板或多晶半導體基板、以矽鍺等為材料的化合物半導體基板、SOI基板等半導體基板。
尤其是，基板101較佳為使用在上述半導體基板或絕緣基板上形成有包括電晶體等半導體元件的半導體電路的基板。這種半導體元件可以利用單晶矽基板等半導體基板形成，也可以利用氧化物半導體膜形成。該半導體電路較佳為例如構成像素電路、閘極線驅動電路(閘極驅動器)、源極線驅動電路(閘極驅動器)等。除此以外，還可以構成運算電路、記憶體電路等。
在本實施方式中，較佳為使用至少構成像素電路的基板作為基板101。
[絕緣層121的沉積]
在基板101上沉積絕緣層121(參照圖5A)。絕緣層121可以利用上述絕緣材料及沉積方法適當地形成。
當形成圖1C所示的結構時，在絕緣層121上沉積絕緣層122即可。絕緣層122可以利用上述絕緣材料及沉積方法適當地形成。在此，藉由作為絕緣層122採用蝕刻速率低的材料，可以將絕緣層122用作形成導電層111、EL層115及導電層116時的蝕刻停止層。
[插頭131的形成]
在絕緣層121中的形成插頭131的位置設置到達基板101的開口。該開口較佳為到達設置在基板101上的電極或佈線的開口。接著，在以嵌入開口的方式沉積導電膜之後，進行平坦化處理以暴露絕緣層121的頂面。由此，可以形成嵌入絕緣層121中的插頭131(參照圖5A)。
[導電層111的形成]
在絕緣層121及插頭131上沉積導電膜。將該導電膜加工為島狀來形成導電層111(參照圖5B)。導電層111與插頭131電連接。在此，有時絕緣層121的不與導電層111重疊的區域中形成凹部。
[EL層115、導電層116的形成]
接著，在導電層111及絕緣層121上依次沉積發光元件120B的EL層115Bf及導電層116f。接著，在導電層116f上形成利用光阻劑RES1的圖案(參照圖5C)。在此，EL層115Bf是將在後面製程中成為EL層115B的層。另外，導電層116f是將在後面製程中成為導電層116的層。此外，有時將EL層115Bf、後面形成的EL層115Gf及EL層115Rf統稱為EL層115f。
EL層115f至少包括含有發光化合物的層。除此以外，還可以包括電子注入層、電子傳輸層、電荷產生層、電洞傳輸層、電洞注入層的疊層。EL層115f例如可以藉由蒸鍍法、噴墨法等液相法而形成。
導電層116f以對可見光具有透射性及反射性的方式而形成。例如，可以使用減薄到透射可見光的程度的金屬膜或合金膜。此外，也可以在這些膜上層疊具有透光性的導電膜(例如金屬氧化物膜)。
接著，以光阻劑RES1為遮罩進行蝕刻而依次形成導電層116及EL層115B，然後去除光阻劑RES1(參照圖5D)。
在此，有時在對EL層115Bf進行蝕刻時用於蝕刻氣體的氯等附著於EL層115B的側面。另外，有時由於形成導電層116及EL層115B後的光阻劑RES1的去除或者導電層116及EL層115B的大氣暴露而水或氧等雜質附著於EL層115B的側面。下述的EL層115G及EL層115R也同樣。
接著，在導電層111、絕緣層121及發光元件120B的導電層116上依次形成發光元件120G的EL層115Gf及導電層116f。接著，在導電層116f上形成利用光阻劑RES2的圖案(參照圖6A)。在此，EL層115Gf是將在後面製程中成為EL層115G的層。
接著，以光阻劑RES2為遮罩進行蝕刻而依次形成導電層116及EL層115G，然後去除光阻劑RES2。
接著，在導電層111、絕緣層121、發光元件120B的導電層116及發光元件120G的導電層116上依次沉積發光元件120R的EL層115Rf及導電層116f。接著，在導電層116f上形成利用光阻劑RES3的圖案(參照圖6B)。在此，EL層115Rf是將在後面製程中成為EL層115R的層。
接著，以光阻劑RES3為遮罩進行蝕刻而依次形成導電層116及EL層115R，然後去除光阻劑RES3(參照圖6C)。
注意，在本實施方式中，在形成導電層111之後形成EL層115及導電層116，但本發明不侷限於此。例如，也可以藉由依次沉積成為導電層111的層、EL層115f及導電層116f，將它們同時加工為島狀來形成導電層111、EL層115及導電層116。
另外，在本實施方式中，在各發光元件120中連續地沉積EL層115f及導電層116f，但本發明不侷限於此，也可以以與圖5C至圖6C所示的方法同樣的方法僅形成EL層115，然後形成導電層116。此時，可以以發光元件120B、發光元件120G及發光元件120R間不被分離而連續的方式對導電層116進行加工。
另外，也可以以與圖5C至圖6C所示的方法同樣的方法形成EL層115的一部分，然後形成EL層115的其他部分及導電層116。例如，EL層115的電子注入層及導電層116也可以在後面形成。此時，可以以發光元件120B、發光元件120G及發光元件120R間不被分離而連續的方式對EL層115的電子注入層及導電層116進行加工。
這裡，當在EL層115f上直接形成光阻劑時，光阻劑的溶劑有可能使EL層115f劣化。因此，較佳的是，在EL層115f與光阻劑之間設置被用作犧牲層的無機膜以光阻劑不直接接觸於EL層115f。例如，當EL層115具有圖17B所示的結構時，在被用作電子傳輸層的層4420-1上設置被用作犧牲層的無機膜，在該無機膜上設置光阻劑，而對層4430-1、層4430-2、發光層4411及層4420-1進行蝕刻，即可。
[絕緣層124的沉積]
接著，在絕緣層121及導電層116上沉積絕緣層124(參照圖6D)。絕緣層124可以利用上述絕緣材料及沉積方法適當地形成。絕緣層124的沉積溫度較佳為EL層115沒有劣化的範圍內，例如為室溫以上且100℃以下左右即可。
在此，參照對應於圖6D的區域A的放大圖的圖7A至圖7C說明形成絕緣層124的製程。
首先，以覆蓋絕緣層121、導電層111、EL層115及導電層116的方式形成層124a(參照圖7A)。層124a可以利用上述絕緣材料及成膜方法適當地形成。例如，利用濺射法沉積氧化鋁即可。在此，較佳為減少沉積氣體中的氧或者不使氧包含在沉積氣體中。由此，可以增加層124a中的氧空位而進一步提高層124a的俘獲或固定水或氧等雜質的功能。
接著，以覆蓋層124a的方式形成層124b(參照圖7B)。層124b可以利用上述絕緣材料及成膜方法適當地形成。例如，利用濺射法形成氮化矽即可。
接著，以覆蓋層124b的方式沉積層124c(參照圖7C)。層124c可以利用上述絕緣材料及沉積方法適當地形成。例如，利用ALD法沉積氧化鋁即可。
如上所述那樣，在蝕刻製程中有時水或氧等雜質或該蝕刻中使用的氯等雜質附著於發光元件120，尤其附著於EL層115B、EL層115G及EL層115R的側面。相對於此，藉由如上所述那樣設置絕緣層124，可以由層124a俘獲或固定這些雜質。由此，可以防止因這些雜質而EL層115的側面形成另一層，發光元件120的可靠性得到提高。
由此，可以形成包括發光元件120R、發光元件120G及發光元件120B的顯示裝置100。
[結構實例2]
以下說明具有電晶體的顯示裝置的例子。
[結構實例2-1]
圖8A是顯示裝置200A的剖面示意圖。
顯示裝置200A包括基板201、發光元件120R、發光元件120G、發光元件120B、電容器240及電晶體210等。
基板201至電容器240的疊層結構相當於上述結構實例1中的基板101。
電晶體210是通道形成區域形成於基板201的電晶體。作為基板201，例如可以使用如單晶矽基板等半導體基板。電晶體210包括基板201的一部分、導電層211、低電阻區域212、絕緣層213、絕緣層214等。導電層211用作閘極電極。絕緣層213位於基板201與導電層211之間，並用作閘極絕緣層。低電阻區域212是基板201中摻雜有雜質的區域，並用作源極和汲極中的一個。絕緣層214覆蓋導電層211的側面，並用作絕緣層。
此外，在相鄰的兩個電晶體210之間，以嵌入基板201的方式設置有元件分離層215。
此外，以覆蓋電晶體210的方式設置有絕緣層261，並在絕緣層261上設置有電容器240。
電容器240包括導電層241、導電層242及位於它們之間的絕緣層243。導電層241用作電容器240中的一個電極，導電層242用作電容器240中的另一個電極，並且絕緣層243用作電容器240的介電質。
導電層241設置在絕緣層261上，並藉由嵌入絕緣層261中的插頭271與電晶體210的源極和汲極中的一個電連接。絕緣層243覆蓋導電層241而設置。導電層242設置在隔著絕緣層243與導電層241重疊的區域中。
絕緣層121覆蓋電容器240，並且絕緣層121上設置有發光元件120R、發光元件120G、發光元件120B等。在此，雖然示出使用圖1A所示的結構作為發光元件120R､發光元件120G､發光元件120B等的結構的例子，但是不侷限於此，也可以使用上述各種結構。
在顯示裝置200A中，以覆蓋發光元件120的導電層116的方式依次設置有絕緣層124、絕緣層162及絕緣層163。這三個絕緣層用作防止水等雜質擴散到發光元件120的保護層。絕緣層163較佳為使用氧化矽膜、氮化矽膜、氧化鋁膜等的透濕性低的無機絕緣膜。此外，絕緣層162可以使用透光性高的有機絕緣膜。藉由將有機絕緣膜用於絕緣層162，可以緩和絕緣層162下側的凹凸形狀的影響，使得絕緣層163的被形成面平滑。由此，絕緣層163中不容易產生針孔等缺陷，可以進一步提高保護層的透濕性。此外，覆蓋發光元件120的保護層的結構不侷限於此，既可為單層或兩層結構又可為四層以上的疊層結構。
如上述結構實例所示，藉由設置絕緣層124，可以抑制水或氧等雜質擴散到發光元件120。
在顯示裝置200A中，基板202位於觀看一側。基板202與基板201藉由具有透光性的黏合層164貼合。作為基板202，可以使用玻璃基板、石英基板、藍寶石基板、塑膠基板等具有透光性的基板。
另外，在使用圖4A及圖4B所示的白色發光的發光元件的情況下，較佳為如圖8B所示那樣設置彩色層165R、彩色層165G、彩色層165B。絕緣層163上設置有與發光元件120R重疊的彩色層165R、與發光元件120G重疊的彩色層165G及與發光元件120B重疊的彩色層165B。例如，彩色層165R透射紅光，彩色層165G透射綠光，並且彩色層165B透射藍光。由此，可以提高來自各發光元件的光的顏色純度，從而可以實現顯示品質更高的顯示裝置。此外，藉由在絕緣層163上形成各彩色層，與在後述的基板202上形成彩色層的情況相比更容易進行各發光元件與各彩色層的位置對準，由此可以實現極高清晰度的顯示裝置。注意，本發明不侷限於此，即使發光元件被分割為紅色發光、綠色發光、藍色發光，也可以設置彩色層165R、彩色層165G、彩色層165B。
借助於這種結構，可以實現清晰度極高且顯示品質高的顯示裝置。
[結構實例2-2]
圖9是顯示裝置200B的剖面示意圖｡顯示裝置200B與上述顯示裝置200A的不同點主要在於電晶體的結構。
電晶體220是在形成通道的半導體層中使用金屬氧化物(也稱為氧化物半導體)的電晶體。
電晶體220包括半導體層221、絕緣層223、導電層224、一對導電層225、絕緣層226及導電層227等。
作為設置有電晶體220的基板201，可以使用上述絕緣基板或半導體基板。
基板201上設置有絕緣層232。絕緣層232用作障壁層，該障壁層防止水或氫等雜質從基板201擴散到電晶體220以及氧從半導體層221向絕緣層232一側脫離。作為絕緣層232，例如可以使用與氧化矽膜相比氫或氧不容易擴散的膜諸如氧化鋁膜、氧化鉿膜、氮化矽膜等。
在絕緣層232上設置有導電層227，並以覆蓋導電層227的方式設置有絕緣層226。導電層227用作電晶體220的第一閘極電極，絕緣層226的一部分用作第一閘極絕緣層。絕緣層226中的至少接觸半導體層221的部分較佳為使用氧化矽膜等氧化物絕緣膜。絕緣層226的頂面較佳為被平坦化。
半導體層221設置在絕緣層226上。半導體層221較佳為含有具有半導體特性的金屬氧化物(也稱為氧化物半導體)膜。關於可以用於半導體層221的材料將在後面詳細描述。
一對導電層225以與半導體層221接觸的方式設置在半導體層221上，並用作源極電極及汲極電極。
另外，以覆蓋一對導電層225的頂面及側面以及半導體層221的側面等的方式設置有絕緣層228，並且絕緣層228上設置有絕緣層261b。絕緣層228用作障壁層，該障壁層防止水或氫等雜質從絕緣層261b等擴散到半導體層221以及氧從半導體層221脫離。作為絕緣層228，可以使用與上述絕緣層232同樣的絕緣膜。
絕緣層228及絕緣層261b中設置有到達半導體層221的開口。該開口內部嵌入有接觸於絕緣層261b、絕緣層228、導電層225的側面及半導體層221的頂面的絕緣層223、以及導電層224。導電層224被用作第二閘極電極，絕緣層223被用作第二閘極絕緣層。
導電層224的頂面、絕緣層223的頂面及絕緣層261b的頂面都被進行平坦化處理以它們的高度大致一致，並以覆蓋它們的方式設置有絕緣層229及絕緣層261a。
絕緣層261a及絕緣層261b被用作層間絕緣層。另外，絕緣層229被用作障壁層，該障壁層防止水或氫等雜質從絕緣層261a等擴散到電晶體220。作為絕緣層229，可以使用與上述絕緣層228及絕緣層232同樣的絕緣膜。
與一對導電層225中的一方電連接的插頭271嵌入絕緣層261a、絕緣層229及絕緣層261b。在此，插頭271較佳為具有覆蓋絕緣層261a、絕緣層261b、絕緣層229及絕緣層228的開口的側面及導電層225的頂面的一部分的導電層271a及與導電層271a的頂面接觸的導電層271b。此時，作為導電層271a，較佳為使用不容易擴散氫及氧的導電材料。
另外，藉由設置絕緣層122或絕緣層124，如上述實施方式所示，可以抑制水或氫等雜質擴散到電晶體220。由此，可以實現電晶體220的電特性及可靠性的提高。
[結構實例2-3]
圖10是顯示裝置200C的剖面示意圖｡在顯示裝置200C中，層疊有通道形成於基板201的電晶體210及形成通道的半導體層含有金屬氧化物的電晶體220。
以覆蓋電晶體210的方式設置有絕緣層261，並在絕緣層261上設置有導電層251。此外，以覆蓋導電層251的方式設置有絕緣層262，並在絕緣層262上設置有導電層252。導電層251及導電層252都用作佈線。此外，以覆蓋導電層252的方式設置有絕緣層263及絕緣層232，並在絕緣層232上設置有電晶體220。此外，以覆蓋電晶體220的方式設置有絕緣層265，並在絕緣層265上設置有電容器240。電容器240與電晶體220藉由插頭274電連接｡
電晶體220可以用作構成像素電路的電晶體。此外，電晶體210可以用作構成像素電路的電晶體或構成用來驅動該像素電路的驅動電路(閘極線驅動電路、源極線驅動電路)的電晶體。此外，電晶體210及電晶體220可以用作構成運算電路或記憶體電路等各種電路的電晶體。
借助於這種結構，在發光單元正下不但可以形成像素電路還可以形成驅動電路等，因此與在顯示區域的外側設置驅動電路的情況相比，可以使顯示裝置小型化。
[結構實例2-4]
圖11是顯示裝置200D的剖面示意圖｡顯示裝置200D的與上述顯示裝置200C的不同點主要在於層疊有使用氧化物半導體的兩個電晶體。
顯示裝置200D在電晶體210與電晶體220之間包括電晶體230。電晶體230的與電晶體220的不同點只在於沒有第一閘極電極。此外，電晶體230也可以具有第一閘極電極。
以覆蓋導電層252的方式設置有絕緣層263及絕緣層231，並在絕緣層231上設置有電晶體230。電晶體230與導電層252藉由插頭273､導電層253及插頭272電連接。此外，以覆蓋導電層253的方式設置有絕緣層264及絕緣層232，並在絕緣層232上設置有電晶體220。
例如，電晶體220用作用來控制流過發光元件120的電流的電晶體。此外，電晶體230用作用來控制像素的選擇狀態的選擇電晶體。此外，電晶體210用作構成用來驅動像素的驅動電路的電晶體等。
如此，藉由層疊三層以上的形成有電晶體的層，可以進一步縮小像素的佔有面積，從而可以實現高清晰顯示裝置。
下面，對可用於顯示裝置的電晶體等的組件進行說明。
[電晶體]
電晶體包括被用作閘極電極的導電層、半導體層、被用作源極電極的導電層、被用作汲極電極的導電層以及被用作閘極絕緣層的絕緣層。
注意，對本發明的一個實施方式的顯示裝置所包括的電晶體的結構沒有特別的限制。例如，可以採用平面型電晶體、交錯型電晶體或反交錯型電晶體。此外，還可以採用頂閘極型或底閘極型的電晶體結構。此外，也可以在通道的上下設置有閘極電極。
對用於電晶體的半導體材料的結晶性也沒有特別的限制，可以使用非晶半導體或者具有結晶性的半導體(微晶半導體、多晶半導體、單晶半導體或其一部分具有結晶區域的半導體)。當使用具有結晶性的半導體時可以抑制電晶體的特性劣化，所以是較佳的。
下面，尤其說明將金屬氧化物膜用於形成通道的半導體層的電晶體。
作為用於電晶體的半導體材料，可以使用能隙為2eV以上，較佳為2.5eV以上，更佳為3eV以上的金屬氧化物。典型地，可以使用包含銦的金屬氧化物等，例如可以使用後面說明的CAC-OS等。
使用其能帶間隙比矽寬且載子密度小的金屬氧化物的電晶體由於其關態電流低，因此能夠長期間保持儲存於與電晶體串聯連接的電容器中的電荷。
作為半導體層，例如可以採用包含銦、鋅及M(M為鋁、鈦、鎵、鍺、釔、鋯、鑭、鈰、錫、釹或鉿等金屬)的以“In-M-Zn類氧化物”表示的膜。
當構成半導體層的金屬氧化物為In-M-Zn類氧化物時，較佳為用來形成In-M-Zn氧化物膜的濺射靶材的金屬元素的原子數比滿足In≥M及Zn≥M。這種濺射靶材的金屬元素的原子數比較佳為In：M：Zn=1：1：1、In：M：Zn=1：1：1.2、In：M：Zn=3：1：2、In：M：Zn=4：2：3、In：M：Zn=4：2：4.1、In：M：Zn=5：1：6、In：M：Zn=5：1：7、In：M：Zn=5：1：8等。注意，所形成的半導體層的原子數比分別在上述濺射靶材中的金屬元素的原子數比的±40%的範圍內變動。
作為半導體層，使用載子密度低的金屬氧化物膜。例如，作為半導體層可以使用載子密度為1×10
17/cm
3以下，較佳為1×10
15/cm
3以下，更佳為1×10
13/cm
3以下，進一步較佳為1×10
11/cm
3以下，更進一步較佳為低於1×10
10/cm
3，1×10
-9/cm
3以上的金屬氧化物。將這樣的金屬氧化物稱為高純度本質或實質上高純度本質的金屬氧化物。該氧化物半導體的缺陷能階密度低，可以說是具有穩定的特性的金屬氧化物。
注意，本發明不侷限於上述記載，可以根據所需的電晶體的半導體特性及電特性(場效移動率、臨界電壓等)來使用具有適當的組成的氧化物半導體。此外，較佳為適當地設定半導體層的載子密度、雜質濃度、缺陷密度、金屬元素與氧的原子數比、原子間距離、密度等，以得到所需的電晶體的半導體特性。
當構成半導體層的金屬氧化物包含第14族元素之一的矽或碳時，半導體層中的氧空位增加，會使該半導體層變為n型。因此，將半導體層中的矽或碳的濃度(藉由二次離子質譜分析法測得的濃度)設定為2×10
18atoms/cm
3以下，較佳為2×10
17atoms/cm
3以下。
此外，有時當鹼金屬及鹼土金屬與金屬氧化物鍵合時生成載子，而使電晶體的關態電流增大。因此，將藉由二次離子質譜分析法測得的半導體層的鹼金屬或鹼土金屬的濃度設定為1×10
18atoms/cm
3以下，較佳為2×10
16atoms/cm
3以下。
此外，當構成半導體層的金屬氧化物含有氮時生成作為載子的電子，載子密度增加而容易n型化。其結果是，使用含有氮的金屬氧化物的電晶體容易變為常開特性。因此，利用二次離子質譜分析法測得的半導體層的氮濃度較佳為5×10
18atoms/cm
3以下。
包含在氧化物半導體中的氫與鍵合於金屬原子的氧起反應生成水，因此有時形成氧空位。當氫進入該氧空位時，有時生成作為載子的電子。此外，有時由於氫的一部分與鍵合於金屬原子的氧鍵合，產生作為載子的電子。因此，具有含有氫的氧化物半導體的電晶體容易具有常開啟特性。由此，較佳為儘可能減少氧化物半導體的通道形成區域中的氫。明確而言，在氧化物半導體的通道形成區域中，將利用二次離子質譜分析法測得的氫濃度設定為低於1×10
20atoms/cm
3，較佳為低於5×10
19atoms/cm
3，更佳為低於1×10
19atoms/cm
3，進一步較佳為低於5×10
18atoms/cm
3，還進一步較佳為低於1×10
18atoms/cm
3。
藉由將雜質被充分減少的氧化物半導體用於電晶體的通道形成區域，可以賦予穩定的電特性及可靠性。
氧化物半導體被分為單晶氧化物半導體和非單晶氧化物半導體。作為非單晶氧化物半導體，可以舉出CAAC-OS(c-axis aligned crystalline oxide semiconductor)、多晶氧化物半導體、nc-OS(nanocrystalline oxide semiconductor)、a-like OS(amorphous-like oxide semiconductor)及非晶氧化物半導體等。
作為本發明的一個實施方式所公開的電晶體的半導體層也可以使用CAC-OS(cloud-aligned composite oxide semiconductor)。
此外，本發明的一個實施方式所公開的電晶體的半導體層可以適當地使用上述非單晶氧化物半導體。此外，作為非單晶氧化物半導體較佳為使用nc-OS或CAAC-OS。
此外，在本發明的一個實施方式中，作為電晶體的半導體層較佳為使用CAC-OS。藉由使用CAC-OS，可以對電晶體賦予高電特性或高可靠性。
半導體層也可以是包括CAAC-OS的區域、多晶氧化物半導體的區域、nc-OS的區域、a-like OS的區域及非晶氧化物半導體的區域中的兩種以上的混合膜。混合膜有時例如具有包括上述區域中的兩種以上的區域的單層結構或疊層結構。
＜CAC-OS的構成＞
以下，對可用於本發明的一個實施方式所公開的電晶體中的CAC-OS的構成進行說明。
CAC-OS例如是指包含在金屬氧化物中的元素不均勻地分佈的構成，其中包含不均勻地分佈的元素的材料的尺寸分別為0.5nm以上且10nm以下，較佳為1nm以上且2nm以下或近似的尺寸。注意，在下面也將在金屬氧化物中一個或多個金屬元素不均勻地分佈且包含該金屬元素的區域混合的狀態稱為馬賽克(mosaic)狀或補丁(patch)狀，該區域的尺寸為0.5nm以上且10nm以下，較佳為1nm以上且2nm以下或近似的尺寸。
金屬氧化物較佳為至少包含銦。尤其較佳為包含銦及鋅。除此之外，也可以還包含選自鋁、鎵、釔、銅、釩、鈹、硼、矽、鈦、鐵、鎳、鍺、鋯、鉬、鑭、鈰、釹、鉿、鉭、鎢和鎂等中的一種或多種。
例如，In-Ga-Zn氧化物中的CAC-OS(在CAC-OS中，尤其可以將In-Ga-Zn氧化物稱為CAC-IGZO)是指材料分成銦氧化物(以下，稱為InO
X1(X1為大於0的實數))或銦鋅氧化物(以下，稱為In
X2Zn
Y2O
Z2(X2、Y2及Z2為大於0的實數))以及鎵氧化物(以下，稱為GaO
X3(X3為大於0的實數))或鎵鋅氧化物(以下，稱為Ga
X4Zn
Y4O
Z4(X4、Y4及Z4為大於0的實數))等而成為馬賽克狀，且馬賽克狀的InO
X1或In
X2Zn
Y2O
Z2均勻地分佈在膜中的構成(以下，也稱為雲狀)。
換言之，CAC-OS是具有以GaO
X3為主要成分的區域和以In
X2Zn
Y2O
Z2或InO
X1為主要成分的區域混在一起的構成的複合金屬氧化物。在本說明書中，例如，當第一區域的In與元素M的原子數比大於第二區域的In與元素M的原子數比時，第一區域的In濃度高於第二區域。
注意，IGZO是通稱，有時是指包含In、Ga、Zn及O的化合物。作為典型例子，可以舉出以InGaO
3(ZnO)
m1(m1為自然數，並且m1不是0)或In
(1 ＋ x0)Ga
(1-x0)O
3(ZnO)
m0(-1≤x0≤1，m0為任意數)表示的結晶性化合物。
上述結晶性化合物具有單晶結構、多晶結構或CAAC結構。CAAC結構是多個IGZO的奈米晶具有c軸配向性且在a-b面上以不配向的方式連接的結晶結構。
另一方面，CAC-OS與金屬氧化物的材料構成有關。CAC-OS是指如下構成：在包含In、Ga、Zn及O的材料構成中，一部分中觀察到以Ga為主要成分的奈米粒子狀區域以及一部分中觀察到以In為主要成分的奈米粒子狀區域分別以馬賽克狀無規律地分散。因此，在CAC-OS中，結晶結構是次要因素。
CAC-OS不包含組成不同的兩種以上的膜的疊層結構。例如，不包含由以In為主要成分的膜與以Ga為主要成分的膜的兩層構成的結構。
注意，有時觀察不到以GaO
X3為主要成分的區域與以In
X2Zn
Y2O
Z2或InO
X1為主要成分的區域之間的明確的邊界。
在CAC-OS中包含選自鋁、釔、銅、釩、鈹、硼、矽、鈦、鐵、鎳、鍺、鋯、鉬、鑭、鈰、釹、鉿、鉭、鎢和鎂等中的一種或多種以代替鎵的情況下，CAC-OS是指如下構成：一部分中觀察到以該金屬元素為主要成分的奈米粒子狀區域以及一部分中觀察到以In為主要成分的奈米粒子狀區域以馬賽克狀無規律地分散。
CAC-OS例如可以藉由在對基板不進行加熱的條件下利用濺射法來形成。在利用濺射法形成CAC-OS的情況下，作為沉積氣體，可以使用選自惰性氣體(典型的是氬)、氧氣體和氮氣體中的一種或多種。此外，成膜時的沉積氣體的總流量中的氧氣體的流量比越低越好，例如，將氧氣體的流量比設定為0%以上且低於30%，較佳為0%以上且10%以下。
CAC-OS具有如下特徵：藉由根據X射線繞射(XRD：X-ray diffraction)測定法之一的Out-of-plane法利用θ/2θ掃描進行測定時，觀察不到明確的峰。也就是說，根據X射線繞射，可知在測定區域中沒有a-b面方向及c軸方向上的配向。
此外，在藉由照射束徑為1nm的電子束(也稱為奈米束)而取得的CAC-OS的電子繞射圖案中，觀察到亮度高的環狀的區域(環狀區域)以及在該環狀區域內的多個亮點。由此，根據電子繞射圖案，可知CAC-OS的結晶結構具有在平面方向及剖面方向上沒有配向的nc(nano-crystal)結構。
此外，例如在In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS中，根據藉由能量色散型X射線分析法(EDX：Energy Dispersive X-ray spectroscopy)取得的EDX面分析(EDX-mapping)，可確認到：具有以GaO
X3為主要成分的區域及以In
X2Zn
Y2O
Z2或InO
X1為主要成分的區域不均勻地分佈而混合的構成。
CAC-OS的結構與金屬元素均勻地分佈的IGZO化合物不同，具有與IGZO化合物不同的性質。換言之，CAC-OS具有以GaO
X3等為主要成分的區域及以In
X2Zn
Y2O
Z2或InO
X1為主要成分的區域互相分離且以各元素為主要成分的區域為馬賽克狀的構成。
在此，以In
X2Zn
Y2O
Z2或InO
X1為主要成分的區域的導電性高於以GaO
X3等為主要成分的區域。換言之，當載子流過以In
X2Zn
Y2O
Z2或InO
X1為主要成分的區域時，呈現金屬氧化物的導電性。因此，當以In
X2Zn
Y2O
Z2或InO
X1為主要成分的區域在金屬氧化物中以雲狀分佈時，可以實現高場效移動率(μ)。
另一方面，以GaO
X3等為主要成分的區域的絕緣性高於以In
X2Zn
Y2O
Z2或InO
X1為主要成分的區域。換言之，當以GaO
X3等為主要成分的區域在金屬氧化物中分佈時，可以抑制洩漏電流而實現良好的切換工作。
因此，當將CAC-OS用於半導體元件時，藉由起因於GaO
X3等的絕緣性及起因於In
X2Zn
Y2O
Z2或InO
X1的導電性的互補作用可以實現高通態電流(I
on)及高場效移動率(μ)。
此外，使用CAC-OS的半導體元件具有高可靠性。因此，CAC-OS適於顯示器等各種半導體裝置。
由於在半導體層中具有CAC-OS的電晶體的場效移動率高並驅動能力高，所以藉由將該電晶體用於驅動電路，典型地是用於生成閘極信號的掃描線驅動電路，可以提供邊框寬度窄(也稱為窄邊框)的顯示裝置。此外，藉由將該電晶體用於顯示裝置所包括的信號線驅動電路(尤其是，與信號線驅動電路所包括的移位暫存器的輸出端子連接的解多工器)，可以提供連接於顯示裝置的佈線數少的顯示裝置。
此外，與使用低溫多晶矽的電晶體不同，在半導體層具有CAC-OS的電晶體不需要進行雷射晶化製程。由此，即使為使用大面積基板的顯示裝置，也可以減少製造成本。並且，在如Ultra High-Definition(也被稱為“4K解析度”、“4K2K”或“4K”)、Super High-Definition(也被稱為“8K解析度”、“8K4K”或“8K”)等具有高解析度的大型顯示裝置中，藉由將在半導體層具有CAC-OS的電晶體用於驅動電路及顯示部，可以在短時間內進行寫入並降低顯示不良，所以是較佳的。
或者，也可以將矽用於形成有電晶體的通道的半導體。作為矽可以使用非晶矽，尤其較佳為使用具有結晶性的矽。例如，較佳為使用微晶矽、多晶矽、單晶矽等。尤其是，多晶矽與單晶矽相比能夠在低溫下形成，並且其場效移動率比非晶矽高，所以多晶矽的可靠性高。
[導電層]
作為可用於電晶體的閘極、源極及汲極和構成顯示裝置的各種佈線及電極等導電層的材料，可以舉出鋁、鈦、鉻、鎳、銅、釔、鋯、鉬、銀、鉭或鎢等金屬或者以上述金屬為主要成分的合金等。此外，可以以單層或疊層結構使用包含這些材料的膜。例如，可以舉出包含矽的鋁膜的單層結構、在鈦膜上層疊鋁膜的兩層結構、在鎢膜上層疊鋁膜的兩層結構、在銅-鎂-鋁合金膜上層疊銅膜的兩層結構、在鈦膜上層疊銅膜的兩層結構、在鎢膜上層疊銅膜的兩層結構、依次層疊鈦膜或氮化鈦膜、鋁膜或銅膜以及鈦膜或氮化鈦膜的三層結構、以及依次層疊鉬膜或氮化鉬膜、鋁膜或銅膜以及鉬膜或氮化鉬膜的三層結構等。此外，也可以使用氧化銦、氧化錫或氧化鋅等氧化物。此外，藉由使用包含錳的銅，可以提高蝕刻時的形狀的控制性，所以是較佳的。
[絕緣層]
作為可用於各絕緣層的絕緣材料，例如可以使用丙烯酸樹脂或環氧樹脂等樹脂、矽酮等具有矽氧烷鍵的樹脂、無機絕緣材料如氧化矽、氧氮化矽、氮氧化矽、氮化矽或氧化鋁等。
注意，在本說明書中，“氧氮化物”是指在其組成中氧含量多於氮含量的材料，而“氮氧化物”是指在其組成中氮含量多於氧含量的材料。例如，在記載為“氧氮化矽”時指在其組成中氧含量多於氮含量的材料，而在記載為“氮氧化矽”時指在其組成中氮含量多於氧含量的材料。
此外，發光元件較佳為設置於一對透水性低的絕緣膜之間。由此，能夠抑制水等雜質進入發光元件，從而能夠抑制裝置的可靠性下降。
作為透水性低的絕緣膜，可以舉出氮化矽膜、氮氧化矽膜等含有氮及矽的膜或者氮化鋁膜等含有氮及鋁的膜等。此外，也可以使用氧化矽膜、氧氮化矽膜以及氧化鋁膜等。
例如，透水性低的絕緣膜的水蒸氣透過量為1×10
-5[g/(m
2･day)]以下，較佳為1×10
-6[g/(m
2･day)]以下，更佳為1×10
-7[g/(m
2･day)]以下，進一步較佳為1×10
-8[g/(m
2･day)]以下。
[顯示模組的結構實例]
以下說明具有本發明的一個實施方式的顯示裝置的結構實例。
圖12A是顯示模組280的立體示意圖。顯示模組280包括顯示裝置200及FPC290。作為顯示裝置200，可以應用上述結構實例2所示的各顯示裝置(顯示裝置200A至顯示裝置200D)。
顯示模組280包括基板201及基板202。此外，在基板202一側形成有顯示部281。顯示部281是顯示模組280中的影像顯示區域，並可以看到來自設置在下述像素部284中的各像素的光。另外，顯示模組280也可以包括源極驅動器IC290b。
圖12B是基板201一側的結構的立體示意圖。基板201包括電路部282、層疊在電路部282上的像素電路部283及該像素電路部283上的像素部284。此外，在基板201的不與像素部284重疊的部分上形成有用來連接到FPC290的端子部285。此外，端子部285與電路部282藉由由多個佈線構成的佈線部286電連接。
像素部284包括週期性地排列的多個像素284a。在圖12B的右側示出一個像素284a的放大圖。像素284a包括發光元件120R、發光元件120G及發光元件120B。
像素電路部283包括週期性地排列的多個像素電路283a。多個像素284a及多個像素電路283a可以以圖12B所示的條紋排列配置。注意，不侷限於條紋排列，也可以以delta排列配置多個像素284a及多個像素電路283a。
一個像素電路283a控制一個像素284a所包括的三個發光元件的發光。一個像素電路283a可以由三個控制一個發光元件的發光的電路構成。例如，像素電路283a可以採用對於一個發光元件至少具有一個選擇電晶體、一個電流控制用電晶體(驅動電晶體)和電容器的結構。此時，選擇電晶體的閘極被輸入閘極信號，源極或汲極中的一方被輸入源極信號。由此，實現主動矩陣型顯示裝置。
電路部282包括用於驅動像素電路部283的各像素電路283a的電路。例如，較佳為具有閘極線驅動器、源極線驅動器等。此外，還可以具有運算電路、記憶體電路、電源電路等。
FPC290用作從外部向電路部282供給視訊信號或電源電位等的佈線。此外，也可以在FPC290上安裝IC。
顯示模組280可以採用在像素部284的下側層疊有像素電路部283或電路部282等的結構，所以可以使顯示部281具有極高的開口率(有效顯示面積比)。例如，顯示部281的開口率可以為40%以上且低於100%，較佳為50%以上且95%以下，更佳為60%以上且95%以下。此外，能夠極高密度地配置像素284a，由此可以使顯示部281具有極高的清晰度。例如，顯示部281較佳為以2000ppi以上、更佳為3000ppi以上、進一步較佳為5000ppi以上、更進一步較佳為6000ppi以上且20000ppi以下或30000ppi以下的清晰度配置像素284a。
這種高清晰的顯示模組280適合用於能夠用於頭戴式顯示器等VR用設備或眼鏡型AR用設備。例如，即便將高清晰的顯示模組280用於藉由透鏡觀看顯示部的設備，藉由透鏡被放大的顯示部的像素也不容易被使用者看到，由此可以進行具有高度沉浸感的顯示，因為顯示模組280中的顯示部281具有極高清晰度。此外，顯示模組280還可以應用於具有相對較小型的顯示部的電子裝置。例如，適合用於手錶等可穿戴式電子裝置的顯示部。
本實施方式的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。
實施方式2
在本實施方式中參照圖13A及圖13B對包括本發明的一個實施方式的半導體裝置的顯示裝置進行說明。
圖13A所示的顯示裝置包括像素部502、驅動電路部504、保護電路506及端子部507。注意，本發明的一個實施方式的顯示裝置也可以採用不設置保護電路506的結構。
像素部502包括配置為X行Y列(X、Y為分別獨立的2以上的自然數)的多個像素電路501。各像素電路501都包括驅動顯示元件的電路。
驅動電路部504包括對閘極線GL_1至GL_X輸出掃描信號的閘極驅動器504a、對資料線DL_1至DL_Y供應資料信號的源極驅動器504b等的驅動電路。閘極驅動器504a採用至少包括移位暫存器的結構即可。此外，源極驅動器504b例如由多個類比開關等構成。此外，也可以由移位暫存器等構成源極驅動器504b。
端子部507是指設置有用來從外部的電路對顯示裝置輸入電源、控制信號及影像信號等的端子的部分。
保護電路506是在自身所連接的佈線被供應一定的範圍之外的電位時使該佈線與其他佈線之間處於導通狀態的電路。圖13A所示的保護電路506例如與閘極驅動器504a和像素電路501之間的佈線的閘極線GL、或者與源極驅動器504b和像素電路501之間的佈線的資料線DL等的各種佈線連接。
此外，既可以採用閘極驅動器504a及源極驅動器504b各自設置在與像素部502相同的基板上的結構，又可以採用形成有閘極驅動電路或源極驅動電路的基板(例如，使用單晶半導體、多晶半導體形成的驅動電路板)以COG或TAB(Tape Automated Bonding：捲帶自動接合)安裝於基板上的結構。
尤其是，較佳為將閘極驅動器504a及源極驅動器504b配置在像素部502的下方。
此外，圖13A所示的多個像素電路501例如可以採用與圖13B所示的結構。
此外，圖13B所示的像素電路501包括電晶體552、554、電容器562以及發光元件572。此外，與像素電路501連接有資料線DL_n、閘極線GL_m、電位供應線VL_a及電位供應線VL_b等。
此外，電位供應線VL_a和電位供應線VL_b中的一個被施加高電源電位VDD，電位供應線VL_a和電位供應線VL_b中的另一個被施加低電源電位VSS。根據電晶體554的閘極被施加的電位，流過發光元件572中的電流被控制，從而來自發光元件572的發光亮度被控制。
本實施方式的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。
實施方式3
下面對可以用於本發明的一個實施方式的顯示裝置的備有用來校正像素所顯示的灰階的記憶體的像素電路以及具有該像素電路的顯示裝置進行說明。
[電路結構]
圖14A示出像素電路400的電路圖。像素電路400包括電晶體M1、電晶體M2、電容器C1及電路401。此外，像素電路400連接有佈線S1、佈線S2、佈線G1及佈線G2。
電晶體M1的閘極與佈線G1連接，源極和汲極中的一個與佈線S1連接，源極和汲極中的另一個與電容器C1的一個電極連接。電晶體M2的閘極與佈線G2連接，源極和汲極中的一個與佈線S2連接，源極和汲極中的另一個與電容器C1的另一個電極及電路401連接。
電路401至少包括一個顯示元件。顯示元件可以使用各種各樣的元件，典型地有有機EL元件或LED元件等發光元件。除此之外，還可以使用液晶元件或MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)元件等。
將連接電晶體M1與電容器C1的節點記作節點N1，將連接電晶體M2與電路401的節點記作節點N2。
像素電路400藉由使電晶體M1變為關閉狀態可以保持節點N1的電位。此外，藉由使電晶體M2變為關閉狀態可以保持節點N2的電位。此外，藉由在電晶體M2處於關閉狀態的狀態下藉由電晶體M1對節點N1寫入規定的電位，由於藉由電容器C1的電容耦合，可以使節點N2的電位對應節點N1的電位變化而發生改變。
在此，作為電晶體M1、電晶體M2中的一者或兩者可以使用實施方式1中例示出的使用氧化物半導體的電晶體。由於該電晶體具有極低的關態電流，因此可以長時間地保持節點N1或節點N2的電位。此外，當各節點的電位保持期間較短時(明確而言，圖框頻率為30Hz以上時等)也可以採用使用了矽等半導體的電晶體。
[驅動方法例子]
接著，參照圖14B對像素電路400的工作方法的一個例子進行說明。圖14B是像素電路400的工作的時序圖。注意，這裡為了便於說明，不考慮佈線電阻等各種電阻、電晶體或佈線等的寄生電容及電晶體的臨界電壓等的影響。
在圖14B所示的工作中，將1個圖框期間分為期間T1和期間T2。期間T1是對節點N2寫入電位的期間，期間T2是對節點N1寫入電位的期間。
[期間T1]
在期間T1，對佈線G1和佈線G2的兩者供應使電晶體變為導通狀態的電位。此外，對佈線S1供應為固定電位的電位V
ref，對佈線S2提供第一資料電位V
w。
節點N1藉由電晶體M1從佈線S1被供給電位V
ref。此外，節點N2藉由電晶體M2從佈線S2被供給第一資料電位V
w。因此，電容器C1變為保持電位差V
w-V
ref的狀態。
＜期間T2＞
接著，在期間T2，佈線G1被供應使電晶體M1變為導通狀態的電位，佈線G2被供應使電晶體M2變為關閉狀態的電位，佈線S1被供應第二資料電位V
data。此外，可以對佈線S2提供預定的恆電位或使成為浮動狀態。
節點N1藉由電晶體M1從佈線S1被供應第二資料電位V
data。此時，由於藉由電容器C1的電容耦合，對應第二資料電位V
data節點N2的電位發生變化，其變化量為電位dV。也就是說，電路401被輸入將第一資料電位V
w和電位dV加在一起的電位。注意，雖然圖14B示出電位dV為正的值，但是其也可以為負的值。也就是說，第二資料電位V
data也可以比電位V
ref低。
這裡，電位dV基本由電容器C1的電容值及電路401的電容值決定。當電容器C1的電容值充分大於電路401的電容值時，電位dV成為接近第二資料電位V
data的電位。
如上所述，由於像素電路400可以組合兩種資料信號生成供應給包括顯示元件的電路401的電位，所以可以在像素電路400內進行灰階校正。
此外，像素電路400可以生成超過可對與佈線S1及佈線S2連接的源極驅動器供給的最大電位的電位。例如，在使用發光元件的情況下，可以進行高動態範圍(HDR)顯示等。此外，在使用液晶元件的情況下，可以實現過驅動等。
[應用例子]
圖14C所示的像素電路400EL包括電路401EL。電路401EL包括發光元件EL、電晶體M3及電容器C2。
電晶體M3的閘極與節點N2及電容器C2的一個電極連接，源極和汲極中的一個與供應電位V
H的佈線連接，源極和汲極中的另一個與發光元件EL的一個電極連接。電容器C2的另一個電極與供應電位V
com的佈線連接。發光元件EL的另一個電極與供應電位V
L的佈線連接。
電晶體M3具有控制對發光元件EL供應的電流的功能。電容器C2用作儲存電容器。不需要時也可以省略電容器C2。
此外，雖然這裡示出發光元件EL的陽極一側與電晶體M3連接的結構，但是也可以採用陰極一側與電晶體M3連接的結構。當採用陰極一側與電晶體M3連接的結構時，可以適當地改變電位V
H與電位V
L的值。
像素電路400EL可以藉由對電晶體M3的閘極施加高電位使大電流流過發光元件EL，所以可以實現HDR顯示等。此外，藉由對佈線S1或佈線S2提供校正信號可以對電晶體M3或發光元件EL的電特性偏差進行校正。
此外，不侷限於圖14C所示的電路，也可以採用另外附加電晶體或電容器等的結構。
本實施方式的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。
實施方式4
在本實施方式中，對使用本發明的一個實施方式的顯示裝置的電子裝置的結構實例進行說明。
本發明的一個實施方式的顯示裝置及顯示模組可以應用於具有顯示功能的電子裝置等的顯示部。作為上述電子裝置，例如除了電視機、膝上型個人電腦、用於電腦等的顯示器、數位看板、彈珠機等大型遊戲機等具有較大的螢幕的電子裝置以外，還可以舉出數位相機、數位攝影機、數位相框、行動電話機、可攜式遊戲機、可攜式資訊終端、音頻再生裝置等。
特別是，因為本發明的一個實施方式的顯示裝置可以提高解析度，所以可以適當地用於包括較小的顯示部的電子裝置。作為這種電子裝置，例如可以舉出手錶型、手鐲型資訊終端設備(可穿戴裝置)、可戴在頭上的可穿戴裝置等諸如頭戴顯示器等VR用設備、眼鏡型AR用設備。
圖15A示出眼鏡型電子裝置700的立體圖。電子裝置700包括一對顯示面板701、一對外殼702、一對光學構件703、一對裝上部704等。
電子裝置700可以將由顯示面板701顯示的影像投影於光學構件703中的顯示區域706。因為光學構件703具有透光性，所以使用者可以與經過光學構件703看到的透過影像重疊地看到顯示於顯示區域706的影像。因此，電子裝置700是能夠進行AR顯示的電子裝置。
一個外殼702設置有能夠拍攝前面的攝像頭705。此外，雖然未圖示，但是任一個外殼702設置有無線接收器或能夠與電纜連線的連接器，從而可以對外殼702供應影像信號等。此外，藉由在外殼702配置陀螺感測器等加速度感測器，可以檢測到使用者頭部的方向而將對應於該方向的影像顯示於顯示區域706。此外，外殼702較佳為設置有電池，而能夠以無線或有線對該電池進行充電。
參照圖15B說明相對於電子裝置700的顯示區域706的影像投影方法。外殼702的內部設置有顯示面板701、透鏡711、反射板712。此外，相當於光學構件703的顯示區域706的部分包括被用作半反射鏡的反射面713。
顯示面板701所發射的光715經過透鏡711而被反射板712反射到光學構件703一側。在光學構件703的內部中，光715在光學構件703的端面反復全反射，在到達反射面713時，影像被投影於反射面713。由此，使用者可以看到反射在反射面713上的光715和經過光學構件703(包括反射面713)的透射光716的兩個。
圖15A和圖15B示出反射板712及反射面713都具有曲面的例子。由此，與它們是平面的情況相比，可以提高光學設計的彈性，從而可以減薄光學構件703的厚度。此外，反射板712及反射面713也可以是平面。
作為反射板712，可以使用具有鏡面的構件，並且該反射板較佳為具有高反射率。此外，作為反射面713，也可以使用利用金屬膜的反射的半反射鏡，但是當使用利用全反射的棱鏡等時，可以提高透射光716的透射率。
在此，外殼702較佳為具有調整透鏡711和顯示面板701之間的距離或它們的角度的機構。由此，可以進行焦點調整、影像的放大、縮小等。例如，採用透鏡711及顯示面板701中的一個或兩個能夠在光軸方向上移動的結構，即可。
外殼702較佳為具有能夠調整反射板712的角度的機構。藉由改變反射板712的角度，可以改變顯示影像的顯示區域706的位置。由此，可以根據使用者的眼睛的位置將顯示區域706配置於最合適的位置上。
顯示面板701可以應用本發明的一個實施方式的顯示裝置。因此，可以實現能夠進行解析度極高的顯示的電子裝置700。
圖16A、圖16B示出護目鏡型電子裝置750的立體圖。圖16A是示出電子裝置750的正面、平面及左側面的立體圖，圖16B是示出電子裝置750的背面、底面及右側面的立體圖。
電子裝置750包括一對顯示面板751、外殼752、一對裝上部754、緩衝構件755、一對透鏡756等。一對顯示面板751的每一個設置在外殼752內部的能夠藉由透鏡756看到的位置上。
電子裝置750是VR用電子裝置。裝上電子裝置750的使用者可以藉由透鏡756看到顯示於顯示面板751的影像。此外，藉由使一對顯示面板751顯示互不相同的影像，也可以進行利用視差的三維顯示。
外殼752的背面一側設置有輸入端子757和輸出端子758。可以將供應來自影像輸出設備等的影像信號或用於對設置在外殼752內的電池進行充電的電力等的電纜連線到輸入端子757。輸出端子758例如被用作聲音輸出端子，可以與耳機、頭戴式耳機等連接。此外，在能夠藉由無線通訊輸出聲音資料的情況或從外部的影像輸出設備輸出聲音的情況下，也可以不設置該聲音輸出端子。
外殼752較佳為具有一種機構，其中能夠調整透鏡756及顯示面板751的左右位置，以根據使用者的眼睛的位置使透鏡756及顯示面板751位於最合適的位置上。此外，還較佳為具有一種機構，其中藉由改變透鏡756和顯示面板751之間的距離來調整焦點。
顯示面板751可以應用本發明的一個實施方式的顯示裝置。因此，可以實現能夠進行解析度極高的顯示的電子裝置750。由此，使用者可以感受高沉浸感。
緩衝構件755是與使用者的臉(額頭及臉頰等)接觸的部分。藉由使緩衝構件755與使用者的臉密接，可以防止漏光，從而可以進一步提高沉浸感。緩衝構件755較佳為使用柔軟的材料以在使用者裝上電子裝置750時與使用者的臉密接。例如，可以使用橡膠、矽酮橡膠、聚氨酯、海綿等材料。此外，當作為緩衝構件755使用用布或皮革(天然皮革或合成皮革)等覆蓋海綿等的表面的構件時，在使用者的臉和緩衝構件755之間不容易產生空隙，從而可以適當地防止漏光。在緩衝構件755或裝上部754等接觸於使用者的皮膚的構件採用可拆卸的結構時，容易進行清洗或交換，所以是較佳的。
本實施方式的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。
C1:電容器
C2:電容器
DL_Y:資料線
DL_1:資料線
G1:佈線
G2:佈線
GL_X:閘極線
GL_1:閘極線
M1:電晶體
M2:電晶體
M3:電晶體
N1:節點
N2:節點
RES1:光阻劑
RES2:光阻劑
RES3:光阻劑
S1:佈線
S2:佈線
T1:期間
T2:期間
100:顯示裝置
101:基板
111:導電層
111a:導電層
111b:導電層
114:導電層
114B:導電層
114G:導電層
114R:導電層
115:EL層
115f:EL層
115a:EL層
115b:EL層
115B:EL層
115Bf:EL層
115G:EL層
115Gf:EL層
115R:EL層
115Rf:EL層
116:導電層
116f:導電層
117:絕緣體
120:發光元件
120B:發光元件
120G:發光元件
120R:發光元件
121:絕緣層
122:絕緣層
124:絕緣層
124a:層
124b:層
124c:層
125:絕緣層
131:插頭
162:絕緣層
163:絕緣層
164:黏合層
165B:彩色層
165G:彩色層
165R:彩色層
200:顯示裝置
200A:顯示裝置
200B:顯示裝置
200C:顯示裝置
200D:顯示裝置
201:基板
202:基板
210:電晶體
211:導電層
212:低電阻區域
213:絕緣層
214:絕緣層
215:元件分離層
220:電晶體
221:半導體層
223:絕緣層
224:導電層
225:導電層
226:絕緣層
227:導電層
228:絕緣層
229:絕緣層
230:電晶體
231:絕緣層
232:絕緣層
240:電容器
241:導電層
242:導電層
243:絕緣層
251:導電層
252:導電層
253:導電層
261:絕緣層
261a:絕緣層
261b:絕緣層
262:絕緣層
263:絕緣層
264:絕緣層
265:絕緣層
271:插頭
271a:導電層
271b:導電層
272:插頭
273:插頭
274:插頭
280:顯示模組
281:顯示部
282:電路部
283:像素電路部
283a:像素電路
284:像素部
284a:像素
285:端子部
286:佈線部
290:FPC
290b:源極驅動器IC
400:像素電路
400EL:像素電路
401:電路
401EL:電路
501:像素電路
502:像素部
504:驅動電路部
504a:閘極驅動器
504b:源極驅動器
506:保護電路
507:端子部
552:電晶體
554:電晶體
562:電容器
572:發光元件
700:電子裝置
701:顯示面板
702:外殼
703:光學構件
704:裝上部
705:攝像頭
706:顯示區域
711:透鏡
712:反射板
713:反射面
715:光
716:透射光
750:電子裝置
751:顯示面板
752:外殼
754:裝上部
755:緩衝構件
756:透鏡
757:輸入端子
758:輸出端子
4411:發光層
4412:發光層
4413:發光層
4420:層
4420-1:層
4420-2:層
4430:層
4430-1:層
4430-2:層
[圖1A]至[圖1C]是示出顯示裝置的結構實例的圖。
[圖2A]至[圖2C]是示出顯示裝置的結構實例的圖。
[圖3A]及[圖3B]是示出顯示裝置的結構實例的圖。
[圖4A]及[圖4B]是示出顯示裝置的結構實例的圖。
[圖5A]至[圖5D]是說明顯示裝置的製造方法例子的圖。
[圖6A]至[圖6D]是說明顯示裝置的製造方法例子的圖。
[圖7A]至[圖7C]是說明顯示裝置的製造方法例子的圖。
[圖8A]及[圖8B]是示出顯示裝置的結構實例的圖。
[圖9]是示出顯示裝置的結構實例的圖。
[圖10]是示出顯示裝置的結構實例的圖。
[圖11]是示出顯示裝置的結構實例的圖。
[圖12A]及[圖12B]是示出顯示模組的結構實例的圖。
[圖13A]及[圖13B]是示出顯示裝置的一個例子的電路圖。
[圖14A]及[圖14C]是示出顯示裝置的一個例子的電路圖。[圖14B]是示出顯示裝置的工作例子的時序圖。
[圖15A]及[圖15B]是示出電子裝置的結構實例的圖。
[圖16A]及[圖16B]是示出電子裝置的結構實例的圖。
[圖17A]至[圖17D]是示出顯示裝置的結構實例的圖。
100:顯示裝置
101:基板
111:導電層
115B:EL層
115G:EL層
115R:EL層
116:導電層
120B:發光元件
120G:發光元件
120R:發光元件
121:絕緣層
124:絕緣層
131:插頭
Claims (20)
- 一種顯示裝置，包括： 發光元件；以及 以覆蓋該發光元件的方式配置的絕緣層， 其中，該發光元件包括： 第一導電層； 該第一導電層上的EL層；以及 該EL層上的第二導電層， 該絕緣層包括： 第一層； 該第一層上的第二層；以及 該第二層上的第三層， 該第一層具有俘獲或固定水和氧中的至少一方的功能， 該第二層具有抑制水和氧中的至少一方擴散的功能， 並且，該第三層的碳濃度比該第一層和該第二層中的至少一方高。
- 一種顯示裝置，包括： 基板上的電晶體； 該電晶體上的第一絕緣層； 以嵌入於該第一絕緣層的方式配置的插頭； 該第一絕緣層上的發光元件；以及 以覆蓋該發光元件的方式配置的第二絕緣層， 其中，該發光元件包括： 第一導電層； 該第一導電層上的EL層；以及 該EL層上的第二導電層， 該插頭將該電晶體的源極和汲極中的一個與該第一導電層電連接， 該第二絕緣層包括： 第一層； 該第一層上的第二層；以及 該第二層上的第三層， 該第一層具有俘獲或固定水和氧中的至少一方的功能， 該第二層具有抑制水和氧中的至少一方擴散的功能， 並且，該第三層的碳濃度比該第一層和該第二層中的至少一方高。
- 如請求項2之顯示裝置，在該第一絕緣層與該發光元件之間還包括第三絕緣層， 其中該第三絕緣層具有抑制水和氧中的至少一方擴散的功能。
- 如請求項3之顯示裝置， 其中該第三絕緣層包含氮及矽。
- 如請求項3或4之顯示裝置， 其中該第三絕緣層在不重疊於該發光元件的區域中接觸於該第二絕緣層。
- 如請求項2至5中任一項之顯示裝置， 其中該基板為矽基板， 並且該電晶體在通道形成區域中包含矽。
- 如請求項2至5中任一項之顯示裝置， 其中該基板上設置有氧化物半導體膜， 並且該電晶體在通道形成區域中具有該氧化物半導體膜。
- 如請求項1至7中任一項之顯示裝置， 其中該第一層接觸於該EL層的側面。
- 如請求項1至8中任一項之顯示裝置， 其中該第一層利用濺射法沉積。
- 如請求項1至9中任一項之顯示裝置， 其中該第一層包含氧及鋁。
- 如請求項1至9中任一項之顯示裝置， 其中該第一層包含氧及鉿。
- 如請求項1至11中任一項之顯示裝置， 其中該第二層利用濺射法沉積。
- 如請求項1至12中任一項之顯示裝置， 其中該第二層包含氮及矽。
- 如請求項1至13中任一項之顯示裝置， 其中該第三層利用ALD法沉積。
- 如請求項1至14中任一項之顯示裝置， 其中該第三層的氫濃度比該第一層和該第二層中的至少一方高。
- 如請求項1至15中任一項之顯示裝置， 其中該第三層的密度比該第一層和該第二層中的至少一方小。
- 如請求項1至16中任一項之顯示裝置， 其中該第三層包含氧及鋁。
- 如請求項1至17中任一項之顯示裝置， 其中該EL層的側面位於該第一導電層的側面的內側。
- 如請求項1至17中任一項之顯示裝置， 其中該EL層覆蓋該第一導電層的側面。
- 如請求項1至19中任一項之顯示裝置， 其中該EL層與該第一導電層之間配置有絕緣體， 該絕緣體在該第一導電層上具有開口， 並且在該開口中該EL層與該第一導電層接觸。
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