CN101681579B

CN101681579B - 显示装置

Info

Publication number: CN101681579B
Application number: CN200880020348.XA
Authority: CN
Inventors: 藤井严; 高桥绘里香
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2007-06-15
Filing date: 2008-06-05
Publication date: 2014-10-29
Anticipated expiration: 2028-06-05
Also published as: JP5433170B2; WO2008153087A1; JP2009020505A; TW200917182A; US20090002615A1; KR20100037604A; CN101681579A; TWI442357B

Abstract

一种显示装置，其包括：包含导电聚合物的电极层(1701a)以及显示层(1703)，该显示层可以是液晶层。在电极层和显示层之间设置无机绝缘膜(1716)。该膜防止电极层中的离子性杂质移动到显示层中使液晶层中的意境材料等劣化。

Description

显示装置

技术领域

本发明涉及具有包括电极层的显示元件的显示装置。

背景技术

导电聚合物因其优越的加工性，在电气、电子工业的各种装置中作为导电性材料或光学材料被广泛利用。现正在开发能够付诸实用的新的导电聚合物材料，以进一步提高导电聚合物的导电性或加工性。

例如，在导电聚合物中添加有作为掺杂剂的碱金属或卤素等，以改善导电性(例如，参照专利文件1：日本专利申请公开2003-346575号公报)。

发明内容

然而，存在这样问题：当将上述那样的导电聚合物作为显示装置等中的电极层而使用时，在显示装置中不能获得高可靠性。

因此，本发明的目的在于：低成本且高生产率地制造具有改善的图像质量及可靠性的显示装置，或具有大屏幕的显示装置。

在本发明的显示装置中，将包含导电聚合物的电极层用作在显示元件中的一对电极层中的至少一方，该显示元件还包括显示层，并且在包含导电聚合物的电极层和显示层之间设置无机绝缘膜。

无机绝缘膜用作阻挡从包含导电聚合物的电极层扩散的离子性杂质的阻挡膜(也称为钝化膜)，它遮挡离子性杂质从电极层移动到显示层而防止污染显示层。离子性杂质是指包含导电聚合物的电极层中的、被离子化而成为可移动的离子的元素或化合物。

可移动的离子性杂质在显示装置内移动，并且使形成在电极层上的显示层中的液晶材料(或者发光材料)等劣化，而导致显示缺陷。因此，若这些成为污染源的离子性杂质大量产生，就会使显示装置的特性劣化，并导致可靠性的降低。因此，在本发明中，由无机绝缘膜阻挡上述离子性杂质从包含导电聚合物的电极层扩散到显示层，来防止显示层的劣化。

无机绝缘膜可以设置在显示层和包含导电聚合物的电极层之间。为了获得更高的阻挡效果，优选与包含导电聚合物的电极层接触地设置无机绝缘膜。无机绝缘膜可以设置为覆盖包含导电聚合物的电极层整个表面，或者，可以选择性地设置在与显示层接触的区域中。

作为无机绝缘膜，可以使用透光性的氮化物膜(例如氮化硅膜或氮氧化硅膜)。膜厚度设定为使得该厚度大于或等于能够发挥阻挡效果的厚度且小于或等于不妨碍对显示层施加电压的厚度。例如，大于或等于5nm且小于或等于500nm的膜厚度是优选的。当通过干法工艺(溅射法、蒸发法、物理气相淀积(PVD)法、或化学气相淀积(CVD)法(诸如低压CVD(LPCVD)法或等离子体CVD法))形成无机绝缘膜时，无机绝缘膜能够成为致密的膜且可以具有高的阻挡功能。

作为无机绝缘膜，可以使用氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、或氮氧化硅等，作为单层结构，或例如两个层或三个层的叠层结构。注意，在本说明书中，氧氮化硅是指这样的物质，其氧的含量比氮的含量多，也可以称为含有氮的氧化硅。与此相同，氮氧化硅是指这样的物质，其氮的含量比氧的含量多，也可以称为含有氧的氮化硅。

另外，无机绝缘膜可以由选自以下的物质形成：氮化铝、氧的含量比氮的含量多的氧氮化铝、氮的含量比氧的含量多的氮氧化铝、氧化铝、类金刚石碳(DLC)、含有氮的碳、或其他含无机绝缘材料的物质。

作为导电聚合物，可以使用所谓π电子共轭导电聚合物。例如，可以举出：聚苯胺和/或其衍生物；聚吡咯和/或其衍生物；聚噻吩和/或其衍生物；上述材料中的两种或更多种材料的共聚物。

作为共轭聚合物的具体实例，可以举出：聚吡咯、聚(3-甲基吡咯)、聚(3-丁基吡咯)、聚(3-辛基吡咯)、聚(3-癸基吡咯)、聚(3，4-二甲基吡咯)、聚(3，4-二丁基吡咯)、聚(3-羟基吡咯)、聚(3-甲基-4-羟基吡咯)、聚(3-甲氧基吡咯)、聚(3-乙氧基吡咯)、聚(3-辛氧基吡咯)、聚(3-羧基吡咯)、聚(3-甲基-4-羧基吡咯)、聚(N-甲基吡咯)、聚噻吩、聚(3-甲基噻吩)、聚(3-丁基噻吩)、聚(3-辛基噻吩)、聚(3-癸基噻吩)、聚(3-十二烷基噻吩)、聚(3-甲氧基噻吩)、聚(3-乙氧基噻吩)、聚(3-辛氧基噻吩)、聚(3-羧基噻吩)、聚(3-甲基-4-羧基噻吩)、聚(3，4-乙烯基二氧噻吩)、聚苯胺、聚(2-甲基苯胺)、聚(2-辛基苯胺)、聚(2-异丁基苯胺)、聚(3-异丁基苯胺)、聚(2-氨基苯磺酸)、或聚(3-氨基苯磺酸)。

可以向包含导电聚合物的电极层添加有机树脂或掺杂剂。在添加有机树脂时，可以调整诸如膜的形状和强度的膜特性，并可以形成形状良好的膜。在添加掺杂剂时，可以调整膜的导电率，并可以改善导电性。

向包含导电聚合物的电极层添加的有机树脂可以是热固性树脂、热塑性树脂、或光可固化树脂，只要该有机树脂与导电聚合物相容或者该有机树脂能够被混合且分散到导电聚合物中。例如，可以使用聚酯系树脂，如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、或聚萘二甲酸乙二醇酯；聚酰亚胺系树脂，如聚酰亚胺或聚酰胺酰亚胺；聚酰胺树脂，如聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺12、或聚酰胺11；氟树脂，如聚偏二氟乙烯、聚氟乙烯、聚四氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、或聚氯三氟乙烯；乙烯树脂，如聚乙烯醇、聚乙烯基乙醚、聚乙烯醇缩丁醛、聚醋酸乙烯酯、或聚氯乙稀；环氧树脂；二甲苯树脂；芳香族聚酰胺树脂；聚氨酯系树脂；聚脲系树脂；蜜胺树脂；酚醛系树脂；聚醚；丙烯酸系树脂；或这些树脂的共聚物。

在向包含导电聚合物的电极层添加的掺杂剂的例子当中，尤其是作为受主掺杂剂，可以使用卤素、路易斯酸、无机酸、有机酸、过渡金属卤化物、有机氰化合物、以及非离子性表面活性剂等。

作为卤素的例子，可以举出碘(I₂)、溴(Br₂)、氯(Cl₂)、氯化碘(ICl)、三氯化碘(ICl₃)、溴化碘(IBr)以及氟化碘(IF)。作为路易斯酸的例子，可以举出五氟化磷、五氟化砷、五氟化锑、三氟化硼、三氯化硼以及三溴化硼。作为有机酸的例子，可以举出有机羧酸、有机磺酸以及酚。作为有机羧酸的例子，可以举出醋酸、安息香酸以及邻苯二甲酸。作为有机磺酸的例子，可以举出p-甲苯磺酸、萘磺酸、烷基萘磺酸、蒽醌磺酸以及十二烷基苯磺酸酯。作为过渡金属卤化物的例子，可以举出氯化铁(FeCl₃)、氯化钼(MoCl₅)、氯化钨(WCl₅)、氯化锡(SnCl₄)、氟化钼(MoF₅)、氧基氯化铁(FeOCl)、氟化钌(RuF₅)、溴化钽(TaBr₅)以及碘化锡(SnI₄)。作为有机氰化合物的例子，可以给出具有处于共轭键合的两个或更多个的氰基团的化合物，例如，四氰基乙烯、四氰基乙烯氧化物、四氰基苯、四氰基对醌二甲烷、四氰基氮杂萘等。

在对包含导电聚合物的电极层添加的掺杂剂的例子当中，尤其是作为施主掺杂剂，可以使用碱金属、碱土金属、叔胺化合物(四乙铵、四丁铵)等。作为碱金属的例子，可以举出锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铯(Cs)以及铷(Rb)。作为碱土金属的例子，可以举出钙(Ca)、锶(Sr)以及钡(Ba)。

尽管上述碱金属、碱土金属、诸如卤素的元素、以及无机酸在显示装置中在被离子化并且从包含导电聚合物的电极层移动时会成为离子性杂质，然而在本发明中可以防止这些离子性杂质移动或扩散到显示层中，这是因为设置了无机绝缘膜作为对包含导电聚合物的电极层的阻挡膜。

再者，可以减少包含导电聚合物的电极层中的会成为离子性杂质的元素或化合物(浓度优选为小于或等于1000ppm)。通过使用通过提纯等减少了离子性杂质的包含导电聚合物的导电组成物来制造包含导电聚合物的电极层，可以降低包含导电聚合物的电极层中的元素或化合物的浓度(优选地，浓度为小于或等于1000ppm)。

离子性杂质是由于离子化或解离作用而容易形成离子并且容易移动的杂质。因此，若离子性杂质是阳离子，该离子性杂质可以是离子化能量小(如小于或等于6eV)的元素。具有这样的小离子化能量的元素可以是，例如，锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铯(Cs)、铷(Rb)、锶(Sr)或钡(Ba)。

若离子性杂质是阴离子，则该离子性杂质可以是无机酸中所包括的阴离子，如卤素离子。例如，当作为酸解离常数K_a的负的常用对数(decimal logarithm)的pK_a值为小于或等于4的物质容易解离并容易成为离子。注意，在本说明书中，作为酸解离常数K_a的负的常用对数的pK_a是该物质在25℃的无限稀释溶液中的pK_a值。作为如上所述的阴离子，可以举出氟(F^-)、氯(Cl^-)、溴(Br^-)、碘(I^-)、SO₄ ^2-、HSO₄ ^-、ClO₄ ^-或NO₃ ^-等。

另外，尺寸小的离子(例如，6个或更少个原子构成的离子)容易具有移动性，并且可能移动到显示层内而成为离子性杂质。

当本发明的显示元件中使用的电极层是薄膜时，其优选具有小于或等于10000Ω/□的薄层电阻，对于550nm波长的光大于或等于70％的透光率。另外，电极层中的导电聚合物的电阻率优选为小于或等于0.1Ω·cm。

在本说明书中，根据电极层设置在何衬底上，构成显示元件中的一对电极层的电极层也被称为像素电极层和对电极层。另外，也可以将该对电极层中的一方称为第一电极层，将另一方称为第二电极层。根据本发明的包含导电聚合物的电极层可以用作如上所述的显示元件中的该对电极层中的至少一方。当然，该对电极层的双方都可以使用根据本发明的含导电聚合物的电极层。在该含导电聚合物的电极层和显示层之间设置无机绝缘膜作为阻挡膜。因此，在本说明书中，像素电极层、对电极层、第一电极层、以及第二电极层，每一都表示设置于显示元件中的电极层。

在本发明中，利用通过湿法工艺用包含导电聚合物的导电组成物制造的薄膜，来形成包含导电聚合物的电极层。包含导电聚合物的电极层可以另外包含有机树脂或掺杂剂等。在此情况下，在作为包含导电聚合物的电极层的材料的包含导电聚合物的导电组成物中混入有机树脂或掺杂剂等。在本说明书中，导电组成物是指用于形成电极层的材料，该材料至少包含导电聚合物，其可选地包括有机树脂或掺杂剂等。在制造中，使用利用将导电组成物溶解在溶剂中的液状的组成物通过湿法工艺而形成的薄膜，来形成电极层。

如上所述，可以通过将包含导电聚合物的导电组成物溶解在溶剂中并作为液状的组成物经受湿法工艺形成薄膜。在湿法工艺中，将薄膜的材料溶解在溶剂中，将所得到的液状的组成物施加到要形成薄膜的区域，然后去除溶剂并进行固化，从而形成薄膜。在本说明书中，固化是指消除流动性以维持固定形状。

作为湿法工艺，可以使用任何如下方法：旋涂法、辊涂法、喷洒(spray)法、浇注(casting)法、浸渍法、液滴喷出(喷射)法(喷墨法)、分配器方法、各种印刷法(诸如丝网(孔板)印刷、胶(平板)印刷、凸版印刷、或凹版(凹雕)印刷等能够形成所希望的图案的方法)。注意，用于形成本发明的液状的组成物的膜的方法不局限于上述方法，并且可以采用使用液状的组成物的任何方法。

在湿法工艺中，因为材料不飞散在处理腔室内，所以与诸如蒸发法或溅射法等干法工艺相比，材料的利用效率高。另外，由于可以在大气压下进行膜的形成，因此可以减少诸如真空装置等设备。进而，因为处理的衬底的尺寸不受真空腔室的尺寸的限制，因而可以使用更大的衬底，从而实现低成本并提高生产率。因为湿法工艺中所需的热处理是在能够去除组成物中的溶剂的温度进行的，因此，湿法工艺是所谓的低温工艺。因此，甚至能够使用在高温的热处理中会发生降解或劣化的衬底和材料。

因为对于所述形成使用具有流动性的液状的组成物，所以容易混合材料。例如，通过对组成物添加有机树脂或掺杂剂，可以改善导电性或加工性。另外，也可以实现对形成组成物薄膜的区域的良好覆盖。

通过能够将组成物喷出形成所希望的图案的液滴喷出法、能够将组成物转印或绘制成所希望的图案的印刷法等，可以选择性地形成薄膜。因此，较少的材料被浪费，且可以有效地利用材料，因此能够降低制造成本。而且，这些方法不需要通过光刻工艺处理薄膜的形状，因此简化了工艺并提高了生产率。

应用本发明的包含导电聚合物的导电组成物形成的电极层具有无机绝缘膜，该无机绝缘膜阻挡了污染显示层中的液晶材料等的离子性杂质，从而防止显示层的劣化。由此，通过使用这种电极层可以制造可靠性高的显示装置。

再者，由于可以采用湿法工艺制造显示元件的电极层，因此材料的利用效率高。并且，由于可以减少诸如大型的真空装置等昂贵的设备，因此能够实现成本降低和生产率提高。由此，根据本发明，可以低成本且高生产率地制造可靠性高的显示装置及电子设备。

本发明的一个方面是一种显示装置，其包括：具有一对电极层及显示层的显示元件，其中该对电极层中的至少一方包含导电聚合物，并且在包含导电聚合物的电极层和显示层之间设置有无机绝缘膜。

本发明的另一方面是一种显示装置，其包括：具有一对电极层及显示层的显示元件，其中该对电极层中的每一个都包含导电聚合物，并在包含导电聚合物的该对电极层中的每一个与显示层之间设置有无机绝缘膜。

在上述结构中，在使用液晶元件作为显示元件的情况下，该显示层是液晶层，且可以在无机绝缘膜和液晶层之间设置用作取向膜(alignment film)的绝缘层。

在本说明书中，显示装置是指包括显示元件的装置。显示装置还表示其中在衬底上形成有多个包括显示元件的像素和驱动这些像素的外围驱动电路的显示面板。而且，显示装置也可以包括柔性印刷电路(FPC)、印刷线路板(PWB)、IC、电阻器、电容器、电感器、或晶体管等。此外，显示装置也可以包括光学片，如偏振板或延迟板(retardation plate)。而且，显示装置也可以包括背光(其可以包括光导板、棱镜片、漫射片、反射片或光源(如，LED或冷阴极荧光灯))。

本发明的结构对其中由于离子性杂质导致的显示层特性劣化的诸如液晶显示元件等显示元件非常有效。因此，在这样的显示元件中优选使用本发明的结构。本发明还可以适用于其中由电作用使对比度变化的电致发光(EL)元件或显示媒质，诸如电子墨。注意，使用液晶元件的显示装置是指液晶显示器、透射型液晶显示器、半透射型液晶显示器、或反射型液晶显示器。使用电子墨的显示装置可以是指电子纸。

利用本发明的包含导电聚合物的导电组成物形成的、用于显示元件的电极层具有无机绝缘膜，该无机绝缘膜阻挡了污染显示层中的液晶材料等的离子性杂质，从而防止显示层的劣化。由此，通过使用这种电极层可以制造可靠性高的显示装置。

另外，由于可以采用湿法工艺制造显示元件的电极层，所以材料的利用效率高，且由于可以减少诸如大型的真空装置等昂贵的设备，因此能够实现成本降低和生产率提高。由此，根据本发明，可以低成本且高生产率地获得高功能且高可靠性的显示装置及电子设备。

附图说明

图1A和1B是示出本发明的显示装置的截面图；

图2是示出本发明的显示装置的截面图；

图3是示出在本发明的显示装置的制造工艺过程中可以利用的液滴喷出装置的图；

图4A和4B是示出本发明的显示装置的平面图及截面图；

图5是示出本发明的显示装置的截面图；

图6A和6B是示出本发明的显示模块的截面图；

图7A至7F是示出本发明的电子设备的图；

图8A至8C是示出本发明的显示装置的平面图；

图9A和9B是示出本发明的显示装置的平面图；

图10是示出应用了本发明的电子设备的主要结构的框图；

图11A和11B是示出本发明的电子设备的图。

具体实施方式

下面，将参照附图说明本发明的实施方式。但是，所属技术领域的普通技术人员将很容易地理解，可以通过多种方式来修改实施方式和细节而不脱离本发明的宗旨及其范围。因此，本发明不应该被解释为仅受限于以下给出的实施方式的描述。注意，在附图中使用相同附图标记来表示相同部分，而省略其重复说明。

实施方式1

本实施方式将对能够以低成本且高生产率制造的、以更高图像质量和更高可靠性为目的的显示装置的实例进行说明。更具体而言，该实施方式将对具有无源矩阵结构的显示装置进行说明。

图1A和1B每一都示出应用了本发明的无源矩阵型液晶显示装置。图1A示出反射型液晶显示装置，而图1B示出透射型液晶显示装置。在图1A和1B中，衬底1700和衬底1710彼此面对且其间夹有液晶层1703。在图1A中，衬底1700上设置有：用于显示元件1713的也被称为像素电极层的电极层1701a、1701b、1701c，无机绝缘膜1716，用作取向膜的绝缘层1712，用作滤色器的颜色层1706a、1706b、1706c，遮光层1720，绝缘层1721，和偏振板1714；衬底1710上设置有：用作取向膜的绝缘层1704和电极层1705。在图1B中，衬底1700上设置有：用于显示元件1713的也被称为像素电极层的电极层1701a、1701b、1701c，无机绝缘膜1716，用作取向膜的绝缘层1712，用作滤色器的颜色层1706a、1706b、1706c，遮光层1720，绝缘层1721，和偏振板1714a；衬底1710上设置有：用作取向膜的绝缘层1704、电极层1715和偏振板1714b。

图1A示出其中使用包含导电聚合物的电极层作为电极层1701a、1701b、1701c的实例。在该包含导电聚合物的电极层1701a、1701b、1701c上设置无机绝缘膜1716作为阻挡膜。在包含导电聚合物的电极层1701a、1701b、1701c和作为显示层的液晶层1703之间设置该无机绝缘膜1716，因此可以防止离子性杂质扩散到液晶层1703中。

在通过电极层提取光到显示装置外的情况下，使用对于该光具有透光性的材料形成显示元件的电极层。例如，在透射型液晶显示装置或双发射型发光显示装置中，对于一对电极层的每一个都使用透光材料。由于根据本发明的包含导电聚合物的电极层对于可见光具有透光性，因此其可以用于该对电极层的双方。注意，也可以对该对电极层中的一方使用根据本发明的包含导电聚合物的电极层，而对该对电极层中的另一方使用另一透光的导电材料。

作为另一透光的导电材料，可以使用铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、添加有氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)、包括氧化钨的氧化铟、包括氧化钨的铟锌氧化物、包括氧化钛的氧化铟、或包括氧化钛的铟锡氧化物等。

在反射型液晶显示装置或单面型发光显示装置中，可以使用反射电极层作为一对电极层中不透射光的一方。作为对显示元件中的反射电极层的替代，可以另外设置另一反射膜。

作为具有反射性的导电材料，可以使用：选自钛(Ti)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、铂(Pt)、锌(Zn)、锡(Sn)、铟(In)、钽(Ta)、铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)、镁(Mg)、钙(Ca)、锂(Li)、和钼(Mo)中的元素；包含任何上述元素作为主要成分的合金材料，诸如氮化钛、TiSi_XN_Y、WSi_X、氮化钨、WSi_XN_Y、或NbN等；或者化合物材料。

可以使用上述导电材料通过如下方法形成要成为电极层的薄膜：溅射法、蒸发法、PVD法、CVD法、旋涂法、辊涂法、喷洒法、浇注法、浸渍法、液滴喷出(喷射)法(喷墨法)、分配器方法、或印刷法等。

由于图1A中的显示装置是反射型液晶显示装置，因此电极层1705需要具有反射性。在此情况下，可以使用通过使用任何上述的具有反射性的导电性材料形成的导电膜，或者可以使用该导电膜和包含导电聚合物的电极层的叠层结构。

另外，如图1B所示，可以对电极层1715以及用于显示元件的电极层1701a、1701b和1701c的对中的每一个电极使用包含导电聚合物的电极层。在这些作为包含导电聚合物的电极层的电极层1701a、1701b和1701c与液晶层1703之间设置有无机绝缘膜1716；以及在作为包含导电聚合物的电极层的电极层1715和液晶层1703之间设置有无机绝缘膜1717；因此，能够防止离子性杂质扩散到液晶层中。由于图1B中的显示装置时透射型液晶显示装置，因此对于电极层1715以及电极层1701a、1701b和1701c的对使用透光的包含导电聚合物的电极层，并且使用偏振板1714a、1714b。

可移动的离子性杂质在显示装置内移动，并且使形成在电极层上的液晶材料等劣化，从而导致显示缺陷。若这些成为污染源的离子性杂质大量产生，则会使显示装置的特性劣化，并使可靠性降低。因此，在本发明中，无机绝缘膜阻断离子性杂质从包含导电聚合物的电极层扩散到显示层，从而防止显示层的劣化。

无机绝缘膜可以设置在显示层和包含导电聚合物的电极层之间。为了获得更高的阻挡效果，优选与包含导电聚合物的电极层接触地设置无机绝缘膜。无机绝缘膜可以被设置为覆盖包含导电聚合物的电极层整个表面，或者可以被选择性地设置在与显示层接触的区域中。

作为无机绝缘膜，可以使用透光的氮化膜等。膜厚度被设定为使得该厚度大于或等于能够发挥阻挡效果的膜厚度，且该厚度小于或等于不妨碍对显示层施加电压的厚度。例如，大于或等于5nm且小于或等于500nm的膜厚度是优选的。另外，当通过干法工艺(溅射法、蒸发法、物理气相淀积(PVD)法、或化学气相淀积(CVD)法(诸如低压CVD(LPCVD)法或等离子体CVD法))形成无机绝缘膜时，该无机绝缘膜可以成为致密的膜，且具有高的阻挡功能。

作为无机绝缘膜，可以使用氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、或氮氧化硅等，作为单层结构或者例如两个或三个层的叠层结构。注意，在本说明书中，氧氮化硅是指氧的含量比氮的含量多的物质，并且也可以称为含有氮的氧化硅。以与此相同的方式，氮氧化硅是指氮的含量比氧的含量多的物质，并且也可以称为含有氧的氮化硅。

另外，该无机绝缘膜可以由选自如下的物质形成：氮化铝、氧的含量比氮的含量多的氧氮化铝、氮的含量比氧的含量多的氮氧化铝、氧化铝、类金刚石碳(DLC)、含有氮的碳、或其他包含无机绝缘材料的物质。

作为导电聚合物，可以使用所谓π电子共轭导电聚合物。例如，可以举出：聚苯胺和/或其衍生物，聚吡咯及其衍生物，聚噻吩和/或其衍生物，以及两种或更多种上述材料的共聚物等。

尽管上述碱金属、碱土金属、诸如卤素的元素、以及无机酸在显示装置中被离子化并且从包含导电聚合物的电极层移动时会成为离子性杂质，然而在本发明中可以防止这些离子性杂质移动或扩散到显示层中，这是因为设置了无机绝缘膜作为对包含导电聚合物的电极层的阻挡膜。

若离子性杂质是阴离子，则该离子性杂质可以是无机酸中所包括的阴离子，如卤素离子。例如，当作为酸解离常数K_a的负的常用对数的pK_a值为小于或等于4的物质容易解离并容易成为离子。注意，在本说明书中，作为酸解离常数K_a的负的常用对数的pK_a是该物质在25℃的无限稀释溶液中的pK_a值。作为如上所述的阴离子，可以举出氟(F^-)、氯(Cl^-)、溴(Br^-)、碘(I^-)、SO₄ ^2-、HSO₄ ^-、ClO₄ ^-或NO₃ ^-等。

在本实施方式中，利用通过湿法工艺用包含导电聚合物的导电组成物制造的薄膜，来形成包含导电聚合物的电极层。包含导电聚合物的电极层可以另外包含有机树脂或掺杂剂等。在此情况下，在作为包含导电聚合物的电极层的材料的包含导电聚合物的导电组成物中混入有机树脂或掺杂剂等。在本说明书中，导电组成物是指用于形成电极层的材料，该材料至少包含导电聚合物，其可选地包括有机树脂或掺杂剂等。在制造中，使用利用将导电性组成物溶解在溶剂中的液状的组成物通过湿法工艺而形成的薄膜，来形成电极层。

注意，也可以通过提纯法来对用于形成本实施方式中的显示元件的电极层的导电组成物进行提纯，以减少获得的包含导电聚合物的电极层中的离子性杂质。提纯方法可以根据导电性组成物中所包含的诸如导电聚合物或有机树脂等的材料来多种提纯方法中选择。例如，作为提纯方法，可以利用再沉淀法、盐析法、或柱色谱法(也称为柱法)等。尤其是柱色谱法是优选的。在柱色谱法中，可以用填料填充圆筒状的容器，并将其中溶解了反应混合物的溶剂倒入其中；因而，可以利用化合物之间与填料的亲和性以及分子的大小的不同，进行杂质的分离。作为柱色谱法，可以利用离子交换色谱法、硅胶柱色谱法、凝胶渗透色谱(GPC：Gel Permeation Chromatography)法、或高效液相色谱(HPLC：High Performance Liquid Chromatography)法等。在离子交换色谱法中，离子交换树脂被用作固定相，并利用对于离子交换体的静电吸附力的差异使要离子化成离子的物质分离成若干部分。

如上所述，可以通过将包含导电聚合物的导电组成物溶解在溶剂中并作为液状的组成物经受湿法工艺，来将其形成薄膜。可以通过加热来干燥溶剂，或者可以在降低的压力下干燥溶剂。当有机树脂为热固性树脂时，可以进行进一步的热处理。当有机树脂为光可固化树脂时，可进行光照射处理。

对于湿法工艺，可以使用任何如下方法：旋涂法、辊涂法、喷洒法、浇注法、浸渍法、液滴喷出(喷射)法(喷墨法)、分配器方法、各种印刷法(诸如丝网(孔板)印刷、胶(平板)印刷、凸版印刷、凹版(凹雕)印刷等能够形成所希望的图案的方法)。替代地，还可以采用利用转印技术的压印技术或者纳米压印技术，利用纳米压印技术可以形成纳米尺度的三维结构。压印和纳米压印是不使用光刻工艺就可以形成细微的三维结构的技术。注意，本实施方式中要与形成液状的组成物的膜的方法不局限于上述方法，并且可以采用任何使用液状的组成物的方法。

可以通过将导电组成物溶解在水或有机溶剂(醇系溶剂、酮系溶剂、酯系溶剂、烃系溶剂、芳香系溶剂)中，而获得该液状的组成物。

对于溶解导电组成物的溶剂没有特别的限制。可以使用其中溶解上述导电聚合物及有机树脂等的聚合物树脂化合物的溶剂。例如，可以将导电组成物溶解在下列的任何一个中：水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙烯碳酸酯(propylene carbonate)、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、环己酮、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、以及甲苯，或其混合物。

在湿法工艺中，材料不飞散在处理腔室内，因此与诸如蒸发法或溅射法等干法工艺相比，材料的利用效率高。另外，由于可以在大气压下进行膜的形成，因此可以减少诸如真空装置等设备。进而，因为处理的衬底的尺寸不受真空腔室的尺寸的限制，因而可以使用更大的衬底，从而实现低成本并提高生产率。因为湿法工艺中所需的热处理是在能够去除组成物中的溶剂的温度进行的，因此，湿法工艺是所谓的低温工艺。因此，甚至能够使用在高温的热处理中会发生降解或劣化的衬底和材料。

本实施方式中利用包含导电聚合物的导电组成物形成的电极层具有无机绝缘膜，该无机绝缘膜阻挡了污染显示层中的液晶材料等的离子性杂质，从而防止显示层的劣化。由此，通过使用这种电极层和无机绝缘膜可以制造可靠性高的显示装置。

再者，由于可以采用湿法工艺制造显示元件的电极层，因此材料的利用效率高。并且，由于可以减少诸如大型的真空装置等昂贵的设备，因此能够实现成本降低和生产率提高。由此，根据本发明，可以低成本且高生产率地制造高可靠性的显示装置及电子设备。

在湿法工艺中，例如，使用将参考图3说明的液滴喷出单元。液滴喷出单元是具有喷出液滴的单元的装置的总称，所述单元例如具有组成物的喷出口的喷嘴，以及具有一个或多个喷嘴的喷头。

图3示出用于液滴喷出法的液滴喷出装置的一个方式。液滴喷出单元1403的各个喷头1405和1412连接到控制单元1407，由计算机1410控制该控制单元1407，使得可以绘制预先编程的图案。例如，通过利用成像单元1404、图像处理单元1409和计算机1410检测衬底1400上的标记1411来确定基准点，而决定绘制图案的位置。或者，也可以参考衬底1400的边缘确定基准点。

作为成像单元1404，可以使用利用电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)的图像传感器等。不言而喻，要形成在衬底1400上的图案的数据存储在存储介质1408中，并基于该数据将控制信号传送到控制单元1407，从而可以单独控制液滴喷出单元1403的各个喷头1405和1412。喷出的材料通过管道由材料供给源1413和材料供给源1414分别供给到喷头1405和1412。

在喷头1405内部，存在如虚线1406所示的填充有液态材料的空间和作为喷出口的喷嘴。虽然未图示，但喷头1412也具有与喷头1405类似的内部结构。在喷头1405和喷头1412的喷嘴具有不同的尺寸时，可以以不同的材料同时形成具有不同宽度的图案。因而，可以从一个喷头喷出多种材料等来绘制图案。当在较大区域中绘制图案时，为了提高吞吐量可以从多个喷嘴同时喷出相同的材料。在大的衬底上形成图案的情况下，喷头1405和喷头1412以及载有该衬底的载物台(stage)可以沿箭头方向相对地扫描，因而可以自由地设定图案的区域。因此，可以在一个衬底上绘制多个相同的图案。

另外，喷出组成物的步骤可以在降低的压力下进行。可以在喷出时对衬底进行加热。在喷出组成物之后，进行干燥和焙烧步骤中的一方或双方。干燥和焙烧步骤两者通过热处理进行，但是其目的、温度和时间不同，例如，干燥在100℃进行3分钟，而焙烧在200至550℃进行15至60分钟。在常压或降低的压力下，通过照射激光、快速热退火、利用加热炉的加热等，来进行干燥步骤和焙烧步骤。注意，进行该热处理的时机(timing)、热处理次数没有特别的限制。进行良好的干燥和焙烧步骤的条件，诸如温度及时间，依赖于衬底的材料及组成物的性质。

作为衬底1700和1710，可以使用玻璃衬底或石英衬底等。另外，也可以使用柔性衬底。柔性衬底指的是能够弯曲的衬底。例如，除聚碳酸酯、聚芳酯、或聚醚砜等构成的塑料衬底之外，还可以使用聚合物弹性体，该聚合物弹性体可以在高温下通过塑炼化如塑料那样加工成型，且在室温下具有如橡胶那样的弹性体性质。替代的，可以使用膜(由聚丙烯、聚酯、乙烯、聚氟化乙烯、或氯乙烯等构成)或通过气相淀积形成的无机膜等。

本发明的结构对其中由于离子性杂质导致显示层的特性劣化的显示元件(诸如液晶显示元件)非常有效。因此，本发明的结构优选用在这样的显示元件中。诸如，本发明不局限于此，本发明还可以应用于其中由于电作用而使对比度变化的电致发光(EL)元件(其使用包含无机化合物或包含无机化合物及有机化合物的电致发光层作为显示层)或诸如电子墨的显示媒质。

在本实施方式中的通过使用包含导电聚合物的导电组成物形成的显示元件的电极层具有无机绝缘膜，该无机绝缘膜阻挡了污染显示层中的液晶材料等的离子性杂质，从而防止显示层的劣化。由此，使用这种电极层及无机绝缘膜可以制造可靠性高的显示装置。

另外，由于可以采用湿法工艺制造显示元件的电极层，所以材料的利用效率高，且由于能够减少诸如大型的真空装置等昂贵的设备，因此能够实现成本降低和生产率提供。由此，根据本发明，可以低成本且高生产率地获得可靠性高的显示装置及电子设备。

实施方式2

在本实施方式中将对能够低成本且高生产率地制造的、以更高图像质量和更高可靠性为目的的显示装置的一个实例进行说明。在本实施方式中，对具有与上述实施方式1中的显示装置不同的结构的显示装置进行说明。更具体而言，将对具有有源矩阵结构的显示装置进行说明。

图2示出应用了本发明的有源矩阵型的液晶显示装置。在图2中，衬底550和衬底568彼此相对且液晶层562被夹在其间，衬底550设置有具有多栅结构的晶体管551、显示元件的电极层560、无机绝缘膜膜557a、用作取向膜的绝缘层561、以及偏振器(也称为偏振板)556a，而衬底568设置有用作取向膜的绝缘层563、显示元件的电极层564、无机绝缘膜557b、用作滤色器的颜色层565、遮光层570、绝缘层571、间隔物572、偏振器(也称为偏振板)556b。

图2示出透射型液晶显示装置，其将包括透光性的导电聚合物的电极层用作电极层560和电极层564。在电极层560和用作取向膜的绝缘层561之间设置有无机绝缘膜557a，以及在电极层564和用作取向膜的绝缘层563之间设置有无机绝缘膜557b。无机绝缘膜557a和无机绝缘膜557b用作防止离子性杂质从电极层560和电极层564扩散的阻挡膜。

晶体管551是多栅型沟道蚀刻反交错晶体管的实例。在图2中，晶体管551包括：栅极电极层552a和552b，栅极绝缘层558，半导体层554，具有一种导电型的半导体层553a、553b和553c，作为源极电极层或漏极电极层的布线层555a、555b和555c。

另外，图2中示出了这样一种显示装置的实例，其中偏振器556b在衬底568外侧(观看者一侧)，且在衬底568内侧按顺序设置颜色层565和显示元件的电极层564，偏振器556b也可以在衬底568内侧。另外，偏振器和颜色层的叠层结构不局限于图2所示的结构，可以根据偏振器及颜色层的材料或制造工艺条件适当地确定。

图5示出应用了本发明的有源矩阵型电子纸。尽管图5示出了有源矩阵型电子纸，但本发明也可以应用于无源矩阵型电子纸。

图5的电子纸是利用扭转球(twisting ball)显示体系的显示装置的实例。扭转球显示体系是指这样一种方法，其中将每一都被着色成白色和黑色的球形粒子配置在第一电极层及第二电极层之间，并在第一电极层及第二电极层之间产生电位差，以控制上述球形粒子的定向，从而进行显示。

晶体管581是反转共面型(inverted coplanar)薄膜晶体管，并且过去包括栅极电极层582、栅极绝缘层584、布线层585a和585b、以及半导体层586。另外，布线层585b通过形成在绝缘层598中的开口与第一电极层587a电连接。在第一电极层587a和587b与第二电极层588之间设置有球形粒子589，每一球形粒子589包括黑色区域590a、白色区域590b、以及在这些区域周围的填充了液体的空腔594。球形粒子589周围的空间填充有诸如树脂的填料595(参照图5)。

在图5中，将包含透光导电聚合物的电极层用作第一电极层587a和587b。在第一电极层587a和587b上设置有无机绝缘膜599。该无机绝缘膜599用作防止离子性杂质从第一电极层587a和587b扩散的阻挡膜。

可以使用电泳元件而代替扭转球。使用直径为10μm至200μm的微囊，该微囊中封入有透明液体、带正电的白色微粒和带负电的黑色微粒。在设置在第一电极层和第二电极层之间的微囊中，当通过第一电极层和第二电极层施加电场时，白色微粒和黑色微粒在相反方向移动，从而可以显示白色或黑色。利用这种原理的显示元件是电泳显示元件，其通常被称为电子纸。由于与液晶显示元件相比，电泳显示元件具有高的反射率，因而不需要辅助光膜，消耗较少的电力，并且甚至在昏暗的地方也能够辨别显示部。另外，即使不给显示部供应电力，也能够保持显示过一次的图像。因此，即使具有显示功能的半导体装置(也可以简称为显示装置，或者具备显示装置的半导体装置)远离电波源，也能够保存所显示的图像。

本实施方式中的根据本发明的包含导电聚合物的电极层及用作阻挡膜的无机绝缘膜使用与实施方式1相同的材料和相同的工艺制造；因此，可以将实施方式1应用于本实施方式中的电极层和无机绝缘膜的形成。

可移动的离子性杂质在显示装置内移动，并且使形成在电极层上的液晶材料等劣化，而导致显示缺陷。若这些成为污染源的离子性杂质大量产生，则会使显示装置的特性劣化并使可靠性降低。因此，在本发明中，无机绝缘膜阻止了离子性杂质从包含导电聚合物的电极层扩散到显示层，从而防止显示层的劣化。

无机绝缘膜可以设置在显示层和包含导电聚合物的电极层之间。为了获得更高的阻挡效果，优选与包含导电聚合物的电极层接触地设置无机绝缘膜。无机绝缘膜可以设置为覆盖包含导电聚合物的电极层整个面，或者，可以选择性地设置在与显示层接触的区域中。

作为无机绝缘膜，可以使用透光氮化物膜。膜厚度设定为使得该厚度大于或等于能够发挥阻挡效果的厚度且小于或等于不妨碍对显示层施加电压的厚度。例如，大于或等于5nm且小于或等于500nm的膜厚度是优选的。当通过干法工艺(溅射法、蒸发法、物理气相淀积(PVD)法、或化学气相淀积(CVD)法(诸如低压CVD(LPCVD)法或等离子体CVD法))形成无机绝缘膜时，无机绝缘膜能够成为致密的膜且可以具有高的阻挡功能。

作为无机绝缘膜，可以使用氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、或氮氧化硅等，作为单层结构或者例如两个层或三个层的叠层结构。注意，在本说明书中，氧氮化硅是指这样的物质，其氧的含量比氮的含量多，也可以称为含有氮的氧化硅。与此相同，氮氧化硅是指这样的物质，其氮的含量比氧的含量多，也可以称为含有氧的氮化硅。

作为导电聚合物，可以使用所谓π电子共轭导电聚合物。例如，可以举出：聚苯胺和/或其衍生物；聚吡咯和/或其衍生物；聚噻吩和/或其衍生物；以及上述材料中的两种或更多种材料的共聚物。

当本发明的显示元件中使用的电极层是薄膜时，其优选具有小于或等于10000Ω/□的薄层电阻和对于550nm波长的光大于或等于70％的透光率。另外，电极层中的导电聚合物的电阻率优选为小于或等于0.1Ω·cm。

可以通过将导电组成物溶解在水或有机溶剂(醇系溶剂、酮系溶剂、酯系溶剂、烃系溶剂、芳香系溶剂)中，而获得该液状的组成物。对于溶解导电组成物的溶剂没有特别的限制。可以使用其中溶解上述导电聚合物及聚合物树脂化合物的溶剂。

在湿法工艺中，材料不飞散在腔室内，因此与诸如蒸发法或溅射法等干法工艺相比，材料的利用效率高。另外，由于可以在大气压下进行膜的形成，因此可以减少诸如真空装置等设备。进而，因为处理的衬底的尺寸不受真空腔室的尺寸的限制，因而可以使用更大的衬底，从而实现低成本并提高生产率。因为湿法工艺中所需的热处理是在能够去除组成物中的溶剂的温度进行的，因此，湿法工艺是所谓的低温工艺。因此，甚至能够使用在高温的热处理中会发生降解或劣化的衬底和材料。

可以通过能够将组成物喷出形成所希望的图案的液滴喷出法、能够将组成物转印或绘制成所希望的图案的印刷法等，选择性地形成薄膜。因此，较少的材料被浪费，且可以有效地利用材料，因此能够降低制造成本。而且，这些方法不需要通过光刻工艺处理薄膜的形状，因此简化了工艺并提高了生产率。

可以使用以下材料形成该半导体层：通过使用以硅烷或锗烷为代表的半导体材料气体的气相生长法或溅射法来制造的非晶半导体(下文中也称为“AS”)；利用光能或热能来使非晶半导体结晶化形成的多晶半导体、或半非晶(也称为微结晶或微晶)半导体(下文中也称为“SAS”)等。替代的，可以使用有机半导体材料。

非晶半导体的典型示例包括氢化非晶硅，而结晶半导体的典型示例包括多晶硅等。多晶硅的示例包括：在大于或等于800℃的处理温度下形成的包含多晶硅作为主要材料的所谓高温多晶硅；在小于或等于600℃的处理温度下形成的包含多晶硅作为主要材料的所谓低温多晶硅；以及利用促进结晶化的元素等使非晶硅结晶而获得的多晶硅等。当然，如上所述，可以使用半非晶半导体或者在半导体膜的一部分中含有结晶相的半导体。另外，作为半导体层可以使用单晶半导体，并且可以使用在绝缘表面上设置有单晶半导体层的SOI衬底或单晶衬底。

在将晶体半导体膜用作半导体层的情况下，该晶体半导体膜可以通过各种各样的方法形成(如激光结晶化法、热结晶化法、或者利用促进结晶化的元素(诸如镍)的热结晶化法)。

也可以在半导体层中掺杂少量的杂质元素(硼或磷)，以控制薄膜晶体管的阈值电压。

通过等离子体CVD法或溅射法等形成栅极绝缘层。栅极绝缘层可以利用以氮化硅、氧化硅、氧氮化硅和氮氧化硅为代表的硅的氧化物材料或氮化物材料等材料形成，并且可以是叠层或单层。

可以通过溅射法、PVD法、CVD法、或蒸发法等形成导电膜，之后将该导电膜蚀刻成所希望的形状来形成栅极电极层、源极电极层或漏极电极层、及布线层。替代的，导电层可以通过液滴喷出法、印刷法、分配器法或电镀法等选择性地形成在预定的位置上。还可以使用回流法或镶嵌法。源极电极层或漏极电极层可以由诸如金属的导电材料形成；具体地，可以使用以下材料，如Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Cr、Nd、Ta、Cd、Zn、Fe、Ti、Zr、Ba、Si、或Ge，或者其合金或氮化物。替代的，也可以采用这些材料中任何材料的叠层结构。

作为绝缘层571和598，可以使用：无机绝缘材料，诸如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化铝、氮化铝或氧氮化铝；丙烯酸、甲基丙烯酸、或其衍生物；耐热聚合物，诸如聚酰亚胺、芳香族聚酰胺、或聚苯并咪唑；或者硅氧烷树脂。替代的，可以使用树脂材料，诸如乙烯树脂类的聚乙烯醇或聚乙烯醇缩丁醛、环氧树脂、酚醛树脂、酚醛清漆树脂、丙烯树脂、三聚氰胺树脂、或氨基甲酸酯树脂(urethaneresin)。此外，可以使用：有机材料，诸如苯并环丁烯、氟化亚芳基醚、或聚酰亚胺；或者含有水溶性均聚物和水溶性共聚物的组合物材料等。作为绝缘层571和598的制造方法，可以使用诸如等离子体CVD法或热CVD法等的气相淀积法或溅射法。另外，可以使用液滴喷出法或印刷法(一种形成图案的方法，诸如丝网印刷法或胶版印刷)。还可以使用通过涂布法获得的膜或SOG膜等。

薄膜晶体管并不局限于本实施方式所描述的薄膜晶体管，并且可以具有带有一个沟道形成区域的单栅极结构、带有两个沟道形成区域的双栅极结构、或带有三个沟道形成区域的三栅极结构。另外，在外围驱动电路区域中的薄膜晶体管可以具有单栅极结构、双栅极结构或三栅极结构。

注意，本实施方式中所描述的薄膜晶体管的制造方法也可以应用于顶栅型(例如共面型和交错型)、底栅型(例如反共面型)、双栅型、或其它结构，上述双栅型具有以栅极绝缘膜插入在其间地在沟道区域的上方和下方设置的两个栅极电极层。

在本实施方式中使用包含导电聚合物的导电组成物形成的显示元件的电极层具有无机绝缘膜，该无机绝缘膜阻挡污染显示层的液晶材料等的离子性杂质，从而防止显示层的劣化。由此，通过使用这种电极层和无机绝缘膜可以制造高功能高可靠性的显示装置。

再者，由于可以采用湿法工艺制造显示元件的电极层，因此材料的利用效率高，并且，由于可以减少诸如大型的真空装置等昂贵的设备，因此能够实现成本降低和生产率提高。由此，在根据本发明的该实施方式中，可以制造高功能高可靠性的显示装置及电子设备。

本实施方式可以与实施方式1自由地组合。

实施方式3

本实施方式将对能够低成本且高生产率地制造的以更高图像质量和更高可靠性为目的的显示装置的实例进行说明。详细来说，本实施方式对使用液晶显示元件作为显示元件的液晶显示装置进行说明。

图4A是本发明的一种方式的液晶显示装置的俯视图，图4B是沿图4A的C-D线的截面图。

如图4A所示，使用密封剂692将像素区域606、作为扫描线驱动电路的驱动电路区域608a和608b密封在衬底600和对衬底695之间。另外，在衬底600上设置有包括驱动器IC的作为信号线驱动电路的驱动电路区域607。在像素区域606中设置有晶体管622及电容器623，并且在驱动电路区域608b中设置有包括晶体管620及晶体管621的驱动电路。可以如上述实施方式那样使用绝缘衬底作为衬底600。尽管担心由合成树脂形成的衬底与其他类型的衬底相比通常其耐热温度低，但是可以通过在使用耐热性高的衬底进行制造步骤并之后用由合成树脂形成的衬底来取代该衬底，来使用由合成树脂形成的衬底。

在像素区域606中，在衬底600上设置有用作开关元件的晶体管622，基底膜604a和基底膜604b插入在其间。在本实施方式中，晶体管622是多栅型薄膜晶体管(TFT)，并且该晶体管622包括具有用作源极区域及漏极区域的杂质区域的半导体层、栅极绝缘层、具有两层的叠层结构的栅极电极层、以及源极电极层及漏极电极层。源极电极层或漏极电极层与半导体层中的杂质区域以及显示元件的也被称为像素电极层的电极层630接触并电连接。

可以通过控制浓度将半导体层中的杂质区域形成为高浓度杂质区域或低浓度杂质区域。将具有低浓度杂质区域的薄膜晶体管称作具有轻掺杂漏极(Lightly doped drain，LDD)结构的薄膜晶体管。该低浓度杂质区域可以与栅极电极重叠地形成。将这种薄膜晶体管称作具有栅极重叠的轻掺杂漏极(Gate Overlapped LDD，GOLD)结构的薄膜晶体管。此外，通过将磷(P)等用于杂质区域来将薄膜晶体管的极性设置为n型。在薄膜晶体管的极性为p型的情况下，可以添加硼(B)等。然后，形成覆盖栅极电极等的绝缘膜611和612。可以通过混入于绝缘膜611(以及绝缘膜612)中的氢元素，使结晶半导体膜的悬挂键终结。

为了提高平整性，可以形成绝缘层615和绝缘膜616作为层间绝缘膜。作为绝缘膜615和绝缘膜616，可以使用有机材料、无机材料或它们的叠层结构。例如，可以选自下列的材料来形成绝缘膜615和绝缘膜616：氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化铝、氧氮化铝、氮含量比氧含量高的氮氧化铝、氧化铝、类金刚石碳(DLC)、聚硅氮烷、含氮的碳(CN)、磷硅玻璃(PSG)、硼磷硅玻璃G(BPS)、矾土、以及其他包括无机绝缘材料的物质。替代的，可以使用有机绝缘材料。作为有机材料，可以使用光敏性或非光敏性的有机材料；例如，可以使用聚酰亚胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亚胺酰胺、抗蚀剂、苯并环丁烯、或硅氧烷树脂。注意，硅氧烷树脂是指包括Si-O-Si键的树脂。硅氧烷具有由硅(Si)和氧(O)的键构成的骨架结构，并具有至少包含氢的有机基团(例如，烷基基团或芳基基团)或氟基基团作为取代基。硅氧烷可以具有至少包含氢的有机基团和氟基基团两者作为取代基。

在使用结晶半导体膜时，可以在相同衬底上形成像素区域和驱动电路区域。在此情况下，同时形成像素区域中的晶体管和驱动电路区域608b中的晶体管。用在驱动电路区域608b中的晶体管形成CMOS电路。尽管被包括在CMOS电路中的薄膜晶体管具有GOLD结构，然而在可以采用晶体管622时该晶体管也可以具有LDD结构。

然后，形成用作阻挡膜的无机绝缘膜617a，以覆盖显示元件的电极层630及绝缘膜616。通过印刷法或液滴喷出法，在无机绝缘膜617a上形成被称作取向膜的绝缘层631。注意，在使用丝网印刷法或胶版印刷法时，可以选择性地形成绝缘层631。然后，进行摩擦处理。在采用特定的液晶方式例如为VA方式时，并不必然进行该摩擦处理。用作取向膜的绝缘层633与绝缘层631类似。然后，通过液滴喷出法，将密封剂692设置在形成像素的区域的周边区域中。

然后，将对衬底695附连到作为TFT衬底的衬底600，间隔物637插入在其间，该对衬底695设置有用作取向膜的绝缘层633、无机绝缘膜617b、显示元件的也称作对电极层的电极层634、用作滤色器的颜色层635、以及偏振器(也称作偏振板)641b。在衬底之间的空间中设置液晶层632。由于本实施方式的液晶显示装置是透射型液晶显示装置，所以在与衬底600的与元件相反的侧上另外设置偏振器(偏振板)641a。偏振器和颜色层的叠层结构不局限于图4A和4B中所示的那些，并且可以根据偏振器及颜色层的材料或制造工艺条件适当地确定。可以利用粘合层将偏振器设置在衬底上。可以在密封剂中混入有填料，并且可以在对衬底695上形成有屏蔽膜(黑矩阵)等。注意，在液晶显示装置进行全彩色显示时，可以由呈现红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的材料形成滤色器等。在液晶显示装置进行单色显示时，可以省却颜色层或者由呈现至少一种颜色的材料形成颜色层。另外，可以在显示装置的观看者一侧设置具有抗反射功能的抗反射膜。

注意，当RGB发光二极管(LED)等位于背光中，并且采用通过时间分割进行彩色显示的场序方法(field sequential method)时，在某些情况下不设置滤色器。优选将黑矩阵设置与晶体管和CMOS电路重叠，以减少由晶体管和CMOS电路的布线引起的对外部光的反射。注意，可以将黑矩阵设置为与电容器重叠，从而可以防止由构成电容器的金属膜引起的反射。

可以通过分配器法(滴落法)或者注入法来形成液晶层，通过该注入法，在将具有元件的衬底600和对衬底695彼此附连之后，利用毛细作用注入液晶。当使用难以对其应用注入法的大的衬底时，可以采用滴落法。

尽管间隔物可以通过喷洒(spray)几微米尺寸的粒子来设置，但本实施方式中的间隔物通过在衬底的整个表面上形成树脂膜并然后将它蚀刻的方法来形成。在使用旋涂器将衬底涂覆这种间隔物材料后，通过曝光和显影处理将间隔物材料形成为预定的图案。然后，用洁净烘箱等以150℃至200℃烘焙该材料使它固化。这样制造的间隔物可以根据曝光和显影处理的条件而具有不同形状。间隔物优选具有带有平整顶部的柱状，以使得在附连对衬底时，可以确保液晶显示装置的机械强度。间隔物的形状可以为锥形的或棱锥形的等，而没有特别的限制。

然后，通过各向异性导电层696将与像素区域电连接的端子电极层678连接到作为连接用布线板的FPC 694。FPC 694传送外部信号或电位。通过上述步骤，可以制造具有显示功能的液晶显示装置。

可以将偏振板和液晶层层叠，而延迟板插入其间。

图4A和4B示出透射型液晶显示装置，其包括包含透光导电聚合物的电极层作为电极层630和电极层634。在电极层630和用作取向膜的绝缘层631之间设置有无机绝缘膜617a。在电极层634和用作取向膜的绝缘层633之间设置有无机绝缘膜617b。无机绝缘膜617a和617b作为防止离子性杂质从电极层630和634扩散的阻挡膜。

可以使用实施方式1中相同的材料和相同的工艺来制造本实施方式中的根据本发明的包含导电聚合物的电极层及用作阻挡膜的无机绝缘膜制造；因此，可以将实施方式1应用于本实施方式中的电极层和无机绝缘膜的形成。

可以使用图4A和4B所示的显示装置造液晶显示模块。图6A和6B示出了使用根据本发明制造的TFT衬底2600的显示装置(液晶显示模块)的实例。

图6A示出了液晶显示模块的一个例子，其中利用密封剂2602将TFT衬底2600和对衬底2601固定于彼此，且在衬底之间设置有包括TFT等的像素部2603、包括液晶层的显示元件2604、颜色层2605、以及偏振板2606，以形成显示区域。为了执行彩色显示，颜色层2605是必须的。在RGB体系的情况下，给像素提供对应于红色、绿色、蓝色的颜色层。偏振板2606和偏振板2607以及扩散板2613比TFT衬底2600和对衬底2601靠外。光源包括冷阴极荧光灯2610和反射板2611构成。电路衬底2612通过柔性线路板2609与TFT衬底2600的布线电路部2608连接，并且包括诸如控制电路和电源电路的外部电路。可以将偏振板和液晶层堆叠，在其间插入延迟板。

液晶显示模块可以采用扭转向列(TN)模式、面内转换(IPS)模式、边缘场转换(FFS)模式、多畴垂直取向(MVA)模式、图案化垂直取向(PVA)模式、轴对称排列微单元(ASM)模式、光补偿双折射(OCB)模式、铁电性液晶(FLC)模式、反铁电性液晶(AFLC)模式等。

图6B示出了场序LCD(FS-LCD)的一个例子，其中将OCB模式应用于图6A中的液晶显示模块。FS-LCD在一帧期间内执行红、绿、以及蓝光发射。通过时间分割产生图像，从而能够执行彩色显示。另外，用发光二极管或冷阴极荧光灯等来执行各种颜色的发射，因而不需要滤色器。因此，不需要布置三原色的滤色器和确定每一颜色的显示区域。在任何区域都可以执行三种颜色的显示。另一方面，由于在一帧期间内发射三种颜色的光，所以液晶的高速响应是必要的。通过将利用FS体系的FLC模式以及OCB模式应用于本发明的显示装置，可以完成高性能且高图像质量的显示装置或液晶电视装置。

OCB模式的液晶层具有所谓的π单元(π-cell)结构。在π单元结构中，液晶分子被排列使得其预倾角(pretilt angles)相对于有源矩阵衬底和对衬底之间的中心面对称。当对衬底之间未施加电压时，π单元结构中的取向是倾斜取向(splay orientation)，且当施加电压时转变成弯曲取向。利用该弯曲取向进行白色显示。当进一步施加电压时，弯曲取向的液晶分子取向为垂直于两个衬底，使得不透射光。注意，通过使用OCB模式，可以实现常规的TN模式大约10倍高的响应速度。

另外，作为一种对应于FS体系的模式，还可以采用利用能够高速操作的铁电性液晶(FLC)的半V-FLC(HV-FLC)或表面稳定的FLC(surface stabilized-FLC，SS-FLC)。OCB模式使用粘度相对低的向列相液晶，而HV-FLC或SS-FLC可以使用具有铁电相的近晶型液晶。

通过使液晶显示模块的单元间隙变窄，增加液晶显示模块的光学响应速度。也可以通过降低液晶材料的粘度来增加光学响应速度。另外，通过使用其中只提高(或降低)所施加电压片刻的过驱动(overdrive)方法，能够进一步增加光学响应速度。

图6B的液晶显示模块是透射型液晶显示模块，其中设置有红光源2910a、绿光源2910b、以及蓝光源2910c作为光源。设置控制部2912以控制红光源2910a、绿光源2910b、以及蓝光源2910c接通(ON)或关断(OFF)。各种颜色的发光由控制部2912控制，并且光进入液晶，通过时间分割方法来合成图像，从而执行彩色显示。

本实施方式中的通过使用包含导电聚合物的导电性组成物形成的显示元件的电极层具有无机绝缘膜，该无机绝缘膜阻挡污染显示层中的液晶材料等的离子性杂质，从而防止显示层的劣化。由此，使用这种电极层及无机绝缘膜可以制造高功能及高可靠性的显示装置。

另外，由于可以采用湿法工艺制造显示元件的电极层，因此材料的利用效率高，且由于可以减少诸如大型的真空装置等昂贵的设备，因此能够实现成本降低和生产率提供。由此，在根据本发明的该实施方式中，可以制造高功能及高可靠性的显示装置及电子设备。

本实施方式可以与上述实施方式1或者实施方式2自由地组合。

实施方式4

使用根据本发明形成的显示装置，可以完成电视机(也简称作电视、或电视接收机)。图10为示出了电视装置的主要结构的框图。

图8A是示出根据本发明的显示面板的结构的俯视图，其中在具有绝缘表面的衬底2700上形成有其中以矩阵状排列像素2702的像素部2701、扫描线输入端子2703、以及信号线输入端子2704。像素数量可以根据各种标准来设定。在使用RGB的XGA全彩色显示的情况下，像素数量可以是1024×768×3(RGB)。在使用RGB的UXGA全彩色显示的情况下，像素数量是可以1600×1200×3(RGB)，并且在使用RGB的全规格高清且全彩色显示的情况下，像素数量可以是1920×1080×3(RGB)。

通过将像素2702设置在从扫描线输入端子2703延伸的扫描线和从信号线输入端子2704延伸的信号线的交叉点处，来以矩阵状布置像素2702。像素部2701中的每一个像素都设置有开关元件和连接于该开关元件的显示元件的电极层。开关元件的典型实例是TFT。TFT的栅极电极层一侧连接到扫描线，并且TFT的源极或漏极一侧连接到信号线，从而能够利用从外部输入的信号独立地控制每一个像素。

图8A示出了其中通过外部驱动电路控制输入到扫描线及信号线的信号的一种显示面板结构。如图9A所示，可以通过玻璃上芯片(COG)方法将驱动器IC 2751安装在衬底2700上。作为另一安装方式，可以使用如图9B所示的带式自动接合(TAB)方法。驱动器IC可以形成在单晶半导体衬底上，或者，可以在玻璃衬底上由TFT形成。在图9A和9B中，驱动器IC 2751与柔性印刷电路(FPC)2750连接。

此外，在利用具有结晶性的半导体形成设置在像素中的TFT的情况下，如图8B所示，也可以在衬底3700上形成扫描线驱动电路3702。在图8B中，像素部3701如图8A中那样由连接到信号线输入端子3704的外部驱动电路来控制。在利用具有高迁移率的多晶(微晶)半导体或单晶半导体等形成设置在像素中的TFT的情况下，如图8C所示，可以在一个衬底4700上形成像素部4701、扫描线驱动电路4702和信号线驱动电路4704。

对于显示面板，存在以下几种情况：如图8A所示的情况，其中只形成像素部901，并且扫描线驱动电路903和信号线驱动电路902通过如图9B所示的TAB方法安装或通过如图9A所示的COG方法安装；如图8B所示的情况，其中形成TFT，并且在衬底上形成像素部901和扫描线驱动电路903，并分开地安装作为驱动器IC的信号线驱动电路902；如图8C所示的情况，其中将像素部901、信号线驱动电路902和扫描线驱动电路903形成在一衬底上；等等。显示面板可以具有任意方式。

在图10中，作为其他外部电路，在视频信号的输入一侧上设置将调谐器904所接收的信号中的视频信号放大的视频信号放大电路905、将从视频信号放大电路905输出的信号转换为与红、绿和蓝每种颜色对应的色度信号(chrominance signal)的视频信号处理电路906、以及将视频信号转换成驱动器IC的输入规格的控制电路907等。控制电路907将信号输出到扫描线一侧和信号线一侧。在数字驱动的情况下，可以在信号线一侧上设置信号分割电路908并且可以将输入的数字信号分成m个来提供。

调谐器904所接收的信号中的音频信号被传送到音频信号放大电路909，并且音频信号放大电路909的输出通过音频信号处理电路910提供到扬声器913。控制电路911从输入部912接收接收站(接收频率)和音量的控制信息，并且将信号传送到调谐器904或音频信号处理电路910。

如图11A和11B所示，通过将上述的显示模块并入在底架中，可以完成电视装置。在使用液晶显示模块作为显示模块时，可以制造液晶电视装置。在图11A中，由显示模块形成主屏2003，并且作为辅助设备设置有扬声器部2009和操作开关等。这样，根据本发明可以完成电视装置。

显示面板2002整合在底架2001中。该电视装置可以通过接收器2005接收普通的电视广播，而且，可以通过调制解调器2004连接到有线或无线通讯网络，来进行单向(从发送者到接收者)或双向(在发送者和接收者之间或在接收者之间)的信息通信。可以使用整合在底架中的开关或分开的遥控器2006来操作电视装置。该遥控器也还可以具有用于显示要输出的信息的显示部2007。

另外，除了主屏2003之外，电视装置还可以包括次屏2008，其包括第二显示面板，用于显示频道或音量等。在这种结构中，可以使用本发明的液晶显示面板形成该主屏2003及次屏2008。根据本发明，甚至在使用大尺寸衬底并且使用大量的TFT和电子部件时，也可以形成可靠性高的显示装置。

图11B示出了具有例如为20英寸至80英寸的大尺寸显示部的电视装置。该电视装置包括底架2010、显示部2011、作为操作部的遥控器2012、以及扬声器部2013等。将本发明应用于显示部2011的制造中。图11B的电视装置是挂壁式的，所以不需要大的安装空间。由于可以通过湿法工艺形成本发明中的显示元件的电极层，因此能够以低成本且高生产率地制造甚至如图11A和11B所示的具有大显示部的电视装置。

当然，本发明不局限于电视装置，并且可以应用于各种各样的用途，如大尺寸的显示媒体(诸如火车站或机场等处的信息显示板或街头的广告显示板)以及个人计算机的监视器。

本实施方式可以与任何上述实施方式1至3适当地组合。

实施方式5

根据本发明的电子设备的例子如下：电视机(也简称作电视，或者电视接收机)、诸如数字照相机或数字摄像机的拍摄装置、蜂窝电话装置(也简称作蜂窝电话、手机)、诸如PDA的信息终端、便携式游戏机、计算机监视器、计算机、诸如汽车音频系统的声音再现装置、以及诸如家用游戏机等的包括记录介质的图像再现装置等。另外，本发明可以应用于任何具有显示装置的游戏机，诸如弹珠机(pachinkomachine)、投币机(slot machine)、弹珠台(pinball machine)、大型游戏机之类的。对于其具体例子，参照图7A至7F来说明。

图7A所示的便携式信息终端设备具有主体9201、显示部9202等。对于显示部9202可以应用本发明的显示装置。其结果是，可以提供能够显示具有极好可视性的高质量图像的高功能且高可靠性的便携式信息终端设备。

图7B所示的数字摄像机具有显示部9701、显示部9702等。对于显示部9701可以应用本发明的显示装置。其结果是，可以提供能够显示具有极好可视性的高质量图像的高功能且高可靠性的数字摄像机。

图7C所示的蜂窝电话具有主体9101、显示部9102等。对于显示部9102可以应用本发明的显示装置。其结果是，可以提供能够显示具有极好可视性的高质量图像的高功能且高可靠性的蜂窝电话。

图7D所示的便携式电视装置具有主体9301、显示部9302等。对于显示部9302可以应用本发明的显示装置。其结果是，可以提供能够显示具有极好可视性的高质量图像的高功能且高可靠性的便携式电视装置。注意，本发明的显示装置可以广泛地应用于各种电视装置，从安装在诸如移动电话机等便携式终端上的小尺寸电视装置，能够搬运的中尺寸电视装置，到大尺寸(例如大于或等于40英寸)电视装置。

图7E所示的便携式计算机具有主体9401、显示部9402等。对于显示部9402可以应用本发明的显示装置。其结果是，可以提供能够显示具有极好可视性的高质量图像的高功能且高可靠性的便携式计算机。

图7F所示的投币机具有主体9501及显示部9502等。对于显示部9502可以应用本发明的显示装置。其结果是，可以提供能够显示具有极好可视性的高质量图像的高功能且高可靠性的投币机。

另外，根据本发明的使用自发光型显示元件的显示装置(发光显示装置)可以用作照明装置(light device)。应用了本发明的显示装置可以用作小型的台灯或室内的大的照明系统。而且，本发明的发光显示装置也可以用作液晶显示装置的背光。在将本发明的发光显示装置用作液晶显示装置的背光时，可以改善液晶显示装置的可靠性。另外，本发明的发光装置是面发光的照明装置，且可以具有大的面积。因此，背光可以具有大的面积，这导致液晶显示装置面积的增加。进而，因为本发明的发光显示装置是薄型的，所以可以使液晶显示装置薄型化。

如上所述，通过使用本发明的显示装置，可以提供能够显示具有极好可视性的高质量图像的高功能且高可靠性的电子设备。

本实施方法可以与任何上述实施方式1至4适当地组合。

本申请基于2007年6月15日向日本专利局提交的、序列号为2007-159178的日本专利申请，通过引用将其全部内容合并在此。

Claims

1.一种显示装置，包括：

晶体管，包括：

在衬底上的栅极电极；

在所述栅极电极上的栅极绝缘层；

在所述栅极绝缘层上并与所述栅极绝缘层接触的第一半导体层；

在所述第一半导体层上的具有一种导电类型的第二半导体层；以及

在所述第二半导体层上的布线层，该布线层用作源极电极或漏极电极，

包括导电聚合物的第一电极层，该第一电极层覆盖所述布线层的一部分；

在所述第一电极层、所述布线层、所述第一半导体层、以及所述第二半导体层上且与所述第一电极层、所述布线层、所述第一半导体层、以及所述第二半导体层接触的无机绝缘膜；

设置在所述无机绝缘膜上的显示层；以及

在所述显示层上的第二电极层，

其中，所述布线层和所述第一电极层与所述栅极绝缘层接触。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述无机绝缘膜是氮化硅膜或氮氧化硅膜。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述无机绝缘膜的膜厚度为大于或等于5nm且小于或等于500nm。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述导电聚合物是选自聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、以及它们的衍生物中的任何一种。

5.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述第一电极层还包括有机树脂。

6.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述第一电极层还包括下列中任何一种或多种作为掺杂剂：卤素、路易斯酸、无机酸、有机酸、过渡金属卤化物、有机氰化合物、以及非离子性表面活性剂。

7.一种显示装置，包括：

晶体管，包括：

在衬底上的栅极电极；

在所述栅极电极上的栅极绝缘层；

在所述第二半导体层上的布线层，该布线层用作源极电极或漏极电极；

在所述第一电极层、所述布线层、所述第一半导体层、以及所述第二半导体层上且与所述第一电极层、所述布线层、所述第一半导体层、以及所述第二半导体层接触的第一无机绝缘膜；

设置在所述第一无机绝缘膜上的显示层；

设置在所述显示层上的第二无机绝缘膜；以及

在所述第二无机绝缘膜上且与所述第二无机绝缘膜接触的第二电极层，

8.根据权利要求7所述的显示装置，其中所述第一无机绝缘膜和所述第二无机绝缘膜是氮化硅膜或氮氧化硅膜。

9.根据权利要求7所述的显示装置，其中所述第一无机绝缘膜和所述第二无机绝缘膜中的每一个的厚度为大于或等于5nm且小于或等于500nm。

10.根据权利要求7所述的显示装置，其中所述导电聚合物是选自聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、以及它们的衍生物中的任何一种。

11.根据权利要求7所述的显示装置，其中所述第一电极层还包括有机树脂，并且所述第二电极层还包括所述有机树脂。

12.根据权利要求7所述的显示装置，其中所述第一电极层和所述第二电极层中的每一个还包括下列中的任何一种或多种作为掺杂剂：卤素、路易斯酸、无机酸、有机酸、过渡金属卤化物、有机氰化合物、以及非离子性表面活性剂。

13.一种显示装置，包括：

晶体管，包括：

在衬底上的栅极电极；

在所述栅极电极上的栅极绝缘层；

在所述第一无机绝缘膜上的作为第一取向膜的第一绝缘膜；

设置在所述作为第一取向膜的第一绝缘膜上的显示层；

在所述显示层上的作为第二取向膜的第二绝缘膜；

在所述作为第二取向膜的第二绝缘膜上的第二无机绝缘膜；以及

其中，所述布线层和所述第一电极层与所述栅极绝缘层接触，并且

其中，所述显示层是液晶层。

14.根据权利要求13所述的显示装置，其中所述第一无机绝缘膜和所述第二无机绝缘膜是氮化硅膜或氮氧化硅膜。

15.根据权利要求13所述的显示装置，其中所述第一无机绝缘膜和所述第二无机绝缘膜中的每一个的厚度为大于或等于5nm且小于或等于500nm。

16.根据权利要求13所述的显示装置，其中所述导电聚合物是选自聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、以及它们的衍生物中的任何一种。

17.根据权利要求13所述的显示装置，其中所述第一电极层还包括有机树脂，并且所述第二电极层还包括所述有机树脂。

18.根据权利要求13所述的显示装置，其中所述第一电极层和所述第二电极层中的每一个还包括下列中任何一种或多种作为掺杂剂：卤素、路易斯酸、无机酸、有机酸、过渡金属卤化物、有机氰化合物、以及非离子性表面活性剂。

19.一种包括根据权利要求1所述的显示装置的电子设备，其中所述电子设备是选自电视装置、便携式信息终端设备、数字摄像机、以及投币机中的一种。

20.一种包括根据权利要求7所述的显示装置的电子设备，其中所述电子设备是选自电视装置、便携式信息终端设备、数字摄像机、以及投币机中的一种。

21.一种包括根据权利要求13所述的显示装置的电子设备，其中所述电子设备是选自电视装置、便携式信息终端设备、数字摄像机、以及投币机中的一种。