CN114097083A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个方式提供一种显示不均匀少的显示装置。上述显示装置包括第一层及第一层上的第二层。第一层包括排列成m行n列(m及n分别为1以上的整数且m与n的乘积为2以上)的第一电路。第二层包括排列成m行n列的像素块，各像素块包括排列成a行b列(a及b分别为1以上的整数)的像素。另外，像素块包括与像素电连接的第一布线及第二布线，第i行j列(i为1以上且m以下的整数，j为1以上且n以下的整数)的像素块所包括的第一布线及第二布线与第i行j列的第一电路电连接。第一布线具有将来自第一电路的输入信号供应到像素的功能，第二布线具有将来自像素的输出信号供应到第一电路的功能。

Description

显示装置
技术领域
本发明的一个方式涉及一种显示装置。
注意，本发明的一个方式不局限于上述技术领域。作为本说明书等所公开的本发明的一个方式的技术领域的例子，可以举出半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、电子设备、照明装置、输入装置、输入输出装置、这些装置的驱动方法或这些装置的制造方法。半导体装置是指能够通过利用半导体特性而工作的所有装置。
背景技术
作为可用于晶体管的半导体材料，使用金属氧化物的氧化物半导体受到瞩目。例如，专利文献1公开了如下半导体装置：层叠有多个氧化物半导体层，在该多个氧化物半导体层中，被用作沟道的氧化物半导体层包含铟及镓，并且铟的含量比高于镓的含量比，使得场效应迁移率(有时简称为迁移率或μFE)得到提高的半导体装置。
由于能够用于半导体层的金属氧化物可以利用溅射法等形成，所以可以用于构成大型显示装置的晶体管的半导体层。此外，因为可以将使用多晶硅或非晶硅的晶体管的生产设备的一部分改良而利用，所以还可以抑制设备投资。另外，与使用非晶硅的晶体管相比，使用金属氧化物的晶体管具有高场效应迁移率，所以可以实现设置有驱动器电路的高功能的显示装置。
此外，作为用于增强现实(AR：Augmented Reality)或虚拟现实(VR：VirtualReality)的显示装置，可穿戴型显示装置及固定式显示装置逐渐普及。作为可穿戴型显示装置，例如，有头戴显示器(HMD：Head Mounted Display)或眼镜型的显示装置等。作为固定式显示装置，例如，有平视显示器(HUD：Head-Up Display)等。
在具有数码相机等的摄像装置的电子设备中，使用取景器以在拍摄前确认所要拍摄的图像。另外，作为取景器使用电子取景器。在显示部设置电子取景器，作为图像可以在该显示部显示由摄像器件获得的图像。例如，在专利文献2中公开了能够从图像中心部到图像周边部获得良好的可见性状态的电子取景器。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开第2014-7399号公报
[专利文献2]日本专利申请公开第2012-42569号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在使用如头戴显示器(HMD)等显示面与使用者的距离近的显示装置时，使用者更容易看到像素而可能感到较强的颗粒感，有时会减弱AR或VR的沉浸感或临场感。此外，与光学取景器同样，电子取景器包括目镜部，使用者通过使眼睛接近目镜部来确认显示在电子取景器的显示部上的图像。因此，电子取景器的显示部离使用者近。由此，使用者容易看到设置在显示部中的像素而可能感到较强的颗粒感。鉴于此，作为HMD及电子取景器，需求具备精细的像素的显示装置。例如，清晰度优选为1000ppi以上，更优选为2000ppi以上，进一步优选为5000ppi以上。此外，例如设置在电子取景器中的显示装置优选能够显示4K(像素数为3840×2160)、5K(像素数为5120×2880)或更高分辨率的图像。
显示装置的像素数越多，显示装置所包括的晶体管及显示元件的数量越多，所以有时因晶体管的特性偏差及显示元件的特性偏差而发生明显的显示不均匀。
另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种显示不均匀少的显示装置。此外，本发明的一个实施方式的目的之一是提供一种边框窄的显示装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种小型显示装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种布局自由度高的显示装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种清晰度高的显示装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够显示高质量图像的显示装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够显示富有临场感的图像的显示装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够显示高亮度图像的显示装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种高速工作的显示装置。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种功耗低的显示装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种廉价的显示装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种可靠性高的显示装置。此外，本发明的一个实施方式的目的之一是提供一种新颖的显示装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种上述显示装置的工作方法。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种包括上述显示装置的电子设备。
注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。注意，本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。此外，上述以外的目的是可以从说明书、附图、权利要求书等的记载衍生出来的。
解决技术问题的手段
本发明的一个方式是一种包括第一层及第一层上的第二层的显示装置。第一层包括排列成m行n列(m及n分别为1以上的整数且m与n的乘积为2以上)的第一电路。第二层包括排列成m行n列的像素块，各像素块包括排列成a行b列(a及b分别为1以上的整数)的像素。另外，优选的是，像素块包括与像素电连接的第一布线及第二布线，第i行j列(i为1以上且m以下的整数，j为1以上且n以下的整数)的像素块所包括的第一布线及第二布线与第i行j列的第一电路电连接。优选的是，第一布线具有将来自第一电路的输入信号供应到像素的功能，第二布线具有将来自像素的输出信号供应到第一电路的功能。
在上述显示装置中，各第一电路包括校正数据生成电路、逻辑电路及源极驱动器电路。校正数据生成电路优选具有将输出信号转换为校正数据的功能。逻辑电路优选具有根据校正数据校正被输入到第一电路的视频信号并生成校正后视频信号的功能。源极驱动器电路优选具有将校正后视频信号转换为输入信号的功能。
在上述显示装置中，第i行j列的像素块优选具有与第i行j列的第一电路重叠的区域。
在上述显示装置中，第p行q列(p为与i不同的1以上且m以下的整数，q为与j不同的1以上且n以下的整数)的像素块优选不与第p行q列的第一电路重叠。
在上述显示装置中，第二层优选还包括在列方向上排列的m个第二电路。优选的是，像素块包括与在行方向上排列的多个像素电连接的第三布线，第i行的像素块中的第三布线与第i个第二电路电连接。
在上述显示装置中，第一层优选还包括在列方向上排列的m个第二电路。优选的是，像素块包括与在行方向上排列的多个像素电连接的第三布线，第i行的像素块中的第三布线与第i个第二电路电连接。另外，第i行j列的像素块优选具有与第二电路中的任一个以上重叠的区域。
在上述显示装置中，校正数据生成电路优选包括存储电路。另外，第一层优选包括第一电路层及第一电路层上的第二电路层。第一电路层优选包括逻辑电路，该逻辑电路优选包括在沟道形成区域中含硅的晶体管。第二电路层优选包括存储电路，该存储电路优选包括在沟道形成区域中包含金属氧化物的晶体管。另外，金属氧化物优选包含In、元素M(M为Al、Ga、Y和Sn中的任一个以上)及Zn。
在上述显示装置中，像素优选包括在沟道形成区域中包含金属氧化物的晶体管。另外，金属氧化物优选包含In、元素M(M为Al、Ga、Y和Sn中的任一个以上)及Zn。
在上述显示装置中，像素优选包括在沟道形成区域中含硅的晶体管。
发明效果
根据本发明的一个方式，可以提供一种显示不均匀少的显示装置。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种边框窄的显示装置。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种小型显示装置。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种布局自由度高的显示装置。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种清晰度高的显示装置。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种能够显示高质量图像的显示装置。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种能够显示富有临场感的图像的显示装置。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种能够显示高亮度图像的显示装置。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种高速工作的显示装置。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种功耗低的显示装置。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种廉价的显示装置。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种可靠性高的显示装置。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种新颖的显示装置。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种上述显示装置的工作方法。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种包括上述显示装置的电子设备。
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。此外，本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。此外，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载衍生出上述以外的效果。
附图简要说明
图1A是示出显示装置的结构例子的示意图。图1B是示出显示装置的结构例子的方框图。
图2是示出显示装置的结构例子的方框图。
图3是示出显示装置的结构例子的方框图。
图4是示出显示装置的结构例子的方框图。
图5是示出显示装置的结构例子的方框图。
图6是示出显示装置的结构例子的方框图。
图7是示出显示装置的结构例子的方框图。
图8是示出显示装置的结构例子的方框图。
图9是示出显示装置的结构例子的方框图。
图10是示出显示装置的结构例子的方框图。
图11是示出显示装置的结构例子的方框图。
图12A是示出显示装置的结构例子的示意图。图12B是示出显示装置的结构例子的方框图。
图13是示出显示装置的结构例子的方框图。
图14是示出显示装置的结构例子的方框图。
图15是示出显示装置的结构例子的方框图。
图16是示出显示装置的结构例子的方框图。
图17是示出显示装置的结构例子的方框图。
图18是示出像素的结构例子的电路图。
图19A及图19B是示出像素的结构例子的电路图。
图20A及图20B是示出像素的结构例子的电路图。
图21是示出显示装置的结构例子的截面图。
图22是示出显示装置的结构例子的截面图。
图23是示出显示装置的结构例子的截面图。
图24是示出显示装置的结构例子的截面图。
图25是示出显示装置的结构例子的截面图。
图26A及图26B是示出像素的结构例子的俯视图。
图27是示出像素的结构例子的俯视图。
图28是示出像素的结构例子的截面图。
图29A、图29B、图29C、图29D及图29E是示出发光元件的结构例子的图。
图30A是示出晶体管的结构例子的俯视图。图30B及图30C是示出晶体管的结构例子的截面图。
图31A是示出晶体管的结构例子的俯视图。图31B及图31C是示出晶体管的结构例子的截面图。
图32A是示出晶体管的结构例子的俯视图。图32B及图32C是示出晶体管的结构例子的截面图。
图33A是说明IGZO的结晶结构的分类的图。图33B是说明CAAC-IGZO膜的XRD谱的图。图33C是说明CAAC-IGZO膜的纳米束电子衍射图案的图。
图34A、图34B、图34C、图34D及图34E是示出电子设备的例子的立体图。
图35A、图35B、图35C、图35D、图35E、图35F及图35G是示出电子设备的例子的立体图。
实施发明的方式
以下，参照附图对实施方式进行说明。但是，实施方式可以以多个不同方式来实施，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实，就是其方式和详细内容可以被变换为各种各样的形式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限定在下面所示的实施方式所记载的内容中。
在本说明书所说明的附图中，为便于清楚地说明，有时夸大表示各结构的大小、层的厚度或区域。
另外，本说明书所使用的“第一”、“第二”、“第三”等序数词是为了避免构成要素的混淆而附加的，而不是为了在数目方面上进行限定的。
在本说明书等中，为方便起见，使用了“上”、“下”等表示配置的词句，以参照附图说明构成要素的位置关系。另外，构成要素的位置关系根据描述各构成要素的方向适当地改变。因此，不局限于说明书中所说明的词句，根据情况可以适当地换词句。
此外，在本说明书等中，在晶体管的极性或电路工作中的电流方向变化等的情况等下，晶体管所包括的源极及漏极的功能有时相互调换。因此，源极和漏极可以相互调换。
此外，在本说明书等中，“电极”、“布线”、“端子”等的词句不在功能上限定其构成要素。例如，有时将“电极”用作“布线”的一部分，反之亦然。再者，“电极”或“布线”还包括多个“电极”或“布线”被形成为一体的情况等。此外，例如，有时将“端子”用作“布线”或“电极”的一部分，反之亦然。再者，“端子”的词句包括多个“电极”、“布线”、“端子”等被形成为一体的情况等。因此，例如，“电极”可以为“布线”或“端子”的一部分，例如，“端子”可以为“布线”或“电极”的一部分。此外，“电极”、“布线”、“端子”等的词句有时置换为“区域”等的词句。
此外，在本说明书等中，“电阻器”的电阻值有时取决于布线的长度。或者，电阻器有时也通过触点与具有与布线所使用的导电体不同的低效率的导电体连接而形成等。另外，电阻值有时通过对半导体层掺杂杂质而被决定。
在本说明书等中，“电连接”包括直接连接的情况及通过“具有某种电作用的元件”连接的情况。这里，“具有某种电作用的元件”只要可以进行连接对象间的电信号的授受，就对其没有特别的限制。因此，即便记载为“电连接”，在实际电路中有时存在没有物理连接的部分而只是布线延伸的情况。此外，即便记载为“直接连接”，也包括通过触点以不同导电体形成布线的情况。此外，作为布线，不同导电体有时包含一个以上的同一元素或者有时包含不同元素。
在本说明书等中，“膜”和“层”可以相互调换。例如，有时可以将“导电层”变换为“导电膜”。此外，例如，有时可以将“绝缘膜”变换为“绝缘层”。
另外，在本说明书等中，在没有特别的说明的情况下，关态电流是指晶体管处于关闭状态(也称为非导通状态、遮断状态)时的漏极电流。在没有特别的说明的情况下，在n沟道晶体管中，关闭状态是指栅极与源极间的电压Vgs低于阈值电压Vth(p沟道型晶体管中Vgs高于Vth)的状态。
另外，在附图中，为便于清楚地说明有时对大小、层的厚度和/或区域进行夸张的描述。因此，本发明并不局限于附图中的尺寸。此外，附图是示意性地表示的，因此本发明不局限于附图所示的形状或数值等。例如，在实际的制造工序中，有时由于蚀刻等处理而层或抗蚀剂掩模等被非意图性地被减薄，但是为了便于理解有时没有反映到附图。此外，在附图中，有时在不同的附图之间共同使用相同的附图标记来表示相同的部分或具有相同功能及材料等的部分，而省略其重复说明。此外，当表示具有相同功能及材料等的部分时有时使用相同的阴影线，而不特别附加附图标记。
在本说明书等中，金属氧化物(metal oxide)是指广义上的金属的氧化物。金属氧化物被分类为氧化物绝缘体、氧化物导电体(包括透明氧化物导电体)和氧化物半导体(Oxide Semiconductor，也可以简称为OS)等。例如，在将金属氧化物用于晶体管的活性层的情况下，有时将该金属氧化物称为氧化物半导体。换言之，可以将OS晶体管称为包含氧化物或氧化物半导体的晶体管。
(实施方式1)
在本实施方式中，说明本发明的一个方式的显示装置。
本发明的一个方式是一种包括第一层及第一层上的第二层的显示装置。第一层包括排列成m行n列(m及n分别为1以上的整数且m与n的乘积为2以上)的第一电路。第二层包括排列成m行n列的像素块，各像素块包括排列成a行b列(a及b分别为1以上的整数)的像素。另外，优选的是，像素块包括与像素电连接的第一布线及第二布线，第i行j列(i为1以上且m以下的整数，j为1以上且n以下的整数)的像素块所包括的第一布线及第二布线与第i行j列的第一电路电连接。优选的是，第一布线具有将来自第一电路的输入信号供应到像素的功能，第二布线具有将来自像素的输出信号供应到第一电路的功能。
在上述显示装置中，各第一电路包括校正数据生成电路、逻辑电路及源极驱动器电路。校正数据生成电路优选具有将输出信号转换为校正数据的功能。逻辑电路优选具有根据校正数据校正被输入到第一电路的视频信号并生成校正后视频信号的功能。源极驱动器电路优选具有将校正后视频信号转换为输入信号的功能。
注意，在本说明书等中，有时将如下工作记载为校正或校正工作：第一电路根据来自像素的输出信号校正视频信号，将校正后的视频信号作为输入信号输出到像素。通过根据流过像素的电流值(输出信号)来校正输入到像素的信号(输入信号)，可以减少像素之间的亮度不均匀。
本发明的一个方式的显示装置通过第一电路进行校正工作，可以实现一种显示不均匀少的显示装置。本发明的一个方式的显示装置包括多个第一电路，多个第一电路可以并行进行校正工作。与对显示部的每一行依次进行校正工作的情况相比，通过使多个第一电路并行进行校正工作，能够缩短对显示部整体进行校正工作所需的时间。因此，本发明的一个方式的显示装置可以实现高速工作的显示装置。另外，例如可以缩短将对应于一帧图像的输入信号写入到像素所需的时间。因此，即使在像素数较多的显示装置中也可以高速工作，并且可以实现清晰度高的显示装置。例如，本发明的一个方式的显示装置的清晰度可以为1000ppi以上、2000ppi以上或5000ppi以上。
第i行j列的像素块优选具有与第i行j列的第一电路重叠的区域。通过使像素块具有与第一电路重叠的区域，可以缩小作为没有设置像素块的区域的边框的面积。因此，可以实现边框窄的显示装置。另外，通过缩小显示装置的边框，可以形成小型显示装置。注意，第p行q列(p为与i不同的1以上且m以下的整数，q为与j不同的1以上且n以下的整数)的像素块也可以不与第p行q列的第一电路重叠。
第二层优选包括在列方向上排列的m个第二电路。像素块包括与在行方向上排列的多个像素电连接的第三布线。第i行的像素块中的第三布线优选与第i个第二电路电连接。另外，第一层也可以包括在列方向上排列的m个第二电路。再者，第i行j列的像素块优选具有与第二电路中的任一个以上重叠的区域。通过使像素块具有与第二电路重叠的区域，可以实现小型显示装置。
校正数据生成电路优选包括存储电路。另外，第一层包括第一电路层及第一电路层上的第二电路层。第一电路层优选包括逻辑电路，该逻辑电路优选包括在沟道形成区域中含硅的晶体管。第二电路层优选包括存储电路，该存储电路优选包括在沟道形成区域中包含金属氧化物的晶体管。金属氧化物优选包含In、元素M(M为Al、Ga、Y、和Sn中的任一个以上)及Zn。另外，作为元素M，更优选包含Ga和Sn中的任一个或两个。
以下说明本发明的一个方式的显示装置。
<显示装置的结构例子1>
图1A示出本发明的一个方式的显示装置10的示意图。如图1A所示，显示装置10采用第一层20与第一层20上的第二层30的叠层结构。在图1A中，虽然在第一层20上设置第二层30，但是本发明的一个方式不局限于此，也可以在第二层30上设置第一层20，也可以在第一层20与第二层30之间设置层间绝缘层和布线层中的一个以上。此外，第一层20与第二层30之间的层间绝缘层及布线层也可以分别为多个。
第一层20包括第一电路21。第二层30包括第二电路22及显示部33。第一电路21及第二电路22是用来驱动显示装置10的电路。因此，可以将这些电路称为驱动电路。第一电路21具有生成输入到像素34的输入信号的功能。第二电路22具有选择要写入第一电路21所生成的输入信号的像素34的功能，也可以将其称为栅极驱动器电路。
图1B为示出显示装置10的结构例子的方框图。第一层20包括排列成m行n列的第一电路21[1，1]至22[m，n]。第二层30包括显示部33，显示部33包括排列成m行n列的像素块38[1，1]至38[m，n]。像素块38[1，1]至38[m，n]各自包括多个像素34。另外，第二层30包括在列方向上排列的m个第二电路22[1]至22[m]。
注意，在本说明书等中，当使用同一符号表示多个构成要素时，尤其是当需要将它们区别开来时，有时对该符号附上“[m，n]”、“[m]”等用来区别的符号。例如，以像素块38[1，1]表示第一行一列的像素块38，以像素块38[m，n]表示第m行n列的像素块38。例如，以第二电路22[1]表示第一个第二电路22，以第二电路22[m]表示第m个第二电路22。
图2为示出显示装置10的结构例子的方框图。如图2所示，像素块38[1，1]至38[m，n]各自包括排列成a行b列(a及b为1以上的整数)的像素34。也就是说，显示部33包括排列成am行bn列的像素34[1，1]至34[am，bn]。另外，像素块38包括与像素34电连接的布线32及布线36。像素块38还包括与像素34电连接的布线31。布线32具有将来自第一电路21的输入信号供应到像素34的功能，也可以被称为源极线或信号线。布线36具有将来自像素34的输出信号供应到第一电路21的功能，也可以被称为监控线。布线31具有将来自第二电路22的信号供应到像素34的功能，也可以被称为栅极线或扫描线。
参照图3以第i行j列的像素块38[i，j]为例对各构成要素的连接关系进行说明。
像素块38[i，j]中的布线32[i，b(j-1)+1]至32[i，bj]与第i行j列的第一电路21[i，j]电连接。在像素块38[i，j]中，布线32[i，b(j-1)+1]至32[i，bj]分别与在列方向排列的a个像素34电连接。例如，布线32[i，b(j-1)+1]与像素34[a(i-1)+1，b(j-1)+1]至[ai，b(j-1)+1]电连接。
像素块38[i，j]中的布线36[i，b(j-1)+1]至36[i，bj]与第i行j列的第一电路21[i，j]电连接。在像素块38[i，j]中，布线36[i，b(j-1)+1]至36[i，bj]分别与在列方向上排列的a个像素34电连接。例如，布线36[i，b(j-1)+1]与像素34[a(i-1)+1，b(j-1)+1]至[ai，b(j-1)+1]电连接。
像素块38[i，j]中的布线31[a(i-1)+1]至31[ai]与第i个第二电路22[i]电连接。在显示部33中，布线31[a(i-1)+1]至31[ai]分别与在行方向排列的bn个像素34电连接(图2参照)。例如，在显示部33中，布线31[a(i-1)+1]与像素34[a(i-1)+1，1]至[a(i-1)+1，bn]电连接。在像素块38[i，j]中，布线31[a(i-1)+1]与像素34[a(i-1)+1，b(j-1)+1]至[a(i-1)+1，bj]电连接。
<第一电路21的结构例子>
第一电路21[1，1]至21[m，n]各自包括校正数据生成电路24、逻辑电路81及源极驱动器电路26。
如图3所示，第一电路21[i，j]包括校正数据生成电路24[i，j]、逻辑电路81[i，j]及源极驱动器电路26[i，j]。
校正数据生成电路24[i，j]具有将来自第一电路21[i，j]的输出信号转换为校正数据的功能。输出信号被从像素34[i，j]通过布线36供应到第一电路21[i，j]。布线36被用作监控线。
逻辑电路81[i，j]具有根据校正数据校正被输入到第一电路21[i，j]的视频信号并生成校正后视频信号的功能。
源极驱动器电路26[i，j]具有将校正后视频信号转换为输入信号的功能。输入信号被从第一电路21[i，j]通过布线32供应到像素块38[i，j]。布线32被用作数据线。
对校正数据生成电路24的结构例子进行说明。
校正数据生成电路24[1，1]至24[m，n]各自包括电流电压转换电路91、模拟数字转换电路92及存储电路93。
如图3所示，校正数据生成电路24[i，j]包括电流电压转换电路91[i，j]、模拟数字转换电路92[i，j]及存储电路93[i，j]。
电流电压转换电路91具有将流过布线36的电流值转换为电压值并将其输出到模拟数字转换电路92的功能。
模拟数字转换电路92具有将电流电压转换电路91输出的模拟电压值转换为数字电压值并将其输出到存储电路93的功能。
存储电路93具有储存模拟数字转换电路92所输出的数字电压值的功能。注意，基于从像素34流过(输出)布线36的电流值的该电压值可以被用作校正流过像素34的电流值的校正数据。此外，存储电路93具有将储存的校正数据输出到逻辑电路81的功能。
逻辑电路81具有根据存储电路93所输出的校正数据校正输入到第一电路21的视频信号并生成校正后视频信号的功能。
注意，显示装置10也可以包括接收电路(未图示)。接收电路具有接收将成为第一电路21所生成的校正后视频信号的基础视频信号的功能。该视频信号可以为单端的数字数据。接收电路也可以具有在使用LVDS(Low Voltage Differential Signaling：低电压差分信号)等数据传输用信号接收数据的同时将其转换为能够被进行内部处理的信号规格的功能。
对源极驱动器电路26的结构例子进行说明。
源极驱动器电路26[1，1]至26[m，n]各自包括移位寄存电路44、锁存电路45、数字模拟转换电路46及放大电路47。
如图3所示，源极驱动器电路[i，j]包括移位寄存电路44[i，j]、锁存电路45、数字模拟转换电路46[i，j]及放大电路47[i，j]。
移位寄存电路44具有生成用来控制锁存电路45的工作的信号的功能。
锁存电路45具有保持或输出从逻辑电路81输出的校正数据的功能。在锁存电路45中，根据从移位寄存电路44供应的信号选择数据的保持或输出的任一工作。
数字模拟转换电路46具有将锁存电路45所保持的数字校正后视频信号转换为模拟校正后视频信号的功能。
放大电路47具有放大数字模拟转换电路46所输出的模拟校正后视频信号并将其作为输入信号输出到布线32的功能。通过设置放大电路47，可以稳定地对像素34供应作为模拟信号的校正后视频信号。作为放大电路47，可以适当地使用具有运算放大器等的电压跟随器电路等。此外，在作为放大电路使用具有差动输入电路的电路的情况下，该差动输入电路的偏移电压优选为0V或尽量接近0V。
<第二电路22的结构例子>
被用作栅极驱动器电路的第二电路22具有选择要写入对应于第一电路21所生成的图像数据的电位的像素34的功能。例如，第二电路22可以生成选择信号并将该选择信号供应到指定的行的像素34。可以对被供应选择信号的像素34写入对应于图像数据的电位。
像素块38包括与在行方向上排列的多个像素34电连接的布线31。第i行的像素块38中的布线31与第i个第二电路22电连接。
例如，第二电路22[i]在像素块38[i，j]中选择第一行的像素34之后选择第二行的像素34，依次选择至第a行的像素34，然后再次选择第一行的像素34。也就是说，第二电路22具有扫描像素34的功能。此外，可以将选择信号从第二电路22通过布线31供应到像素34。由此，可以说布线31具有扫描线的功能。此外，在进行隔行扫描驱动的情况下，在选择第一行的像素34之后不选择第二行的像素34而选择例如第三行或第四行以后的像素34。例如，在m为偶数的情况下，可以在依次选择第奇数行的像素34之后依次选择第偶数行的像素34。
显示部33具有显示对应于供应到像素34的图像数据的图像的功能。具体而言，通过从像素34发射具有对应于上述图像数据的亮度的光，在显示部33上显示图像。
此外，从像素34发射的光的颜色例如可以为红色、绿色、蓝色等。例如，通过在显示部33中设置发射红色光的像素34、发射绿色光的像素34及发射蓝色光的像素34，可以使显示装置10进行全彩色显示。在此情况下，可以说像素34可以为子像素。
<显示装置10的校正工作例子>
参照图4至图6说明显示装置10的校正工作的例子。在图4至图6中，以像素块38[i，j]为例示出校正工作。校正工作可以通过写入基准数据工作、获取校正数据工作及显示工作的三个阶段来进行。
图4示出写入基准数据工作的例子。
写入基准数据工作是指将成为校正基准的基准数据(以下也将其称为基准视频信号)写入到像素34的工作。首先，将基准视频信号输入到第一电路21[i，j]，基准视频信号通过逻辑电路81被供应到源极驱动器电路26[i，j]。基准视频信号在源极驱动器电路26[i，j]被转换为输入信号，输入信号通过布线32被供应到像素块38[i，j]。
写入基准数据工作可以在多个第一电路21中并行进行。例如，也可以在显示装置10所包括的所有第一电路21[1，1]至21[m，n]中各自并行进行写入基准数据工作。通过使多个第一电路并行进行写入基准数据工作，可以缩短对显示部33整体进行写入基准数据工作所需的时间。
注意，在进行写入基准数据工作的期间，可以停止校正数据生成电路24的工作。通过停止校正数据生成电路24的工作，可以实现功耗低的显示装置10。
注意，基准视频信号可以使用一个以上的灰度值。例如，作为基准视频信号可以使用最大的灰度值、最小的灰度值和中间灰度值中的任一个以上。例如，在八位灰度的情况下，可以将最大灰度值255、最小灰度值0、中间灰度值125等用于基准视频信号。
在清晰度高的显示装置中，有时像素34的尺寸变小而像素34中的晶体管的尺寸变小，并且流过晶体管的电流值变小。在此，通过使用使流过晶体管的电流值变大的基准视频信号(例如最大灰度值)，可以提高校正工作的精度。另外，作为基准视频信号也可以使用多个灰度值。例如，通过作为基准视频信号使用最大灰度值、最小灰度值及中间灰度值这三种灰度值，可以在较宽的灰度范围内进行校正工作，从而能够提高校正工作的精度。
图5示出获取校正数据工作的例子。
获取校正数据工作是指将来自被写入基准数据的像素34的电流值(也称为输出信号)输入到第一电路21[i，j]，并生成校正数据的工作。来自像素34的输出信号通过布线36被供应到校正数据生成电路24[i，j]。输出电流在校正数据生成电路24[i，j]被转换为校正数据，对应于基准数据的校正数据被保持在校正数据生成电路24[i，j]中。
获取校正数据工作可以在多个第一电路21中并行进行。例如，也可以在显示装置10所包括的所有第一电路21[1，1]至21[m，n]中各自并行进行获取校正数据工作。与对显示部33的每一行依次进行获取校正数据工作的情况相比，通过使多个第一电路并行进行获取校正数据工作，可以缩短对显示部33整体进行获取校正数据工作所需的时间。
注意，在进行获取校正数据工作的期间，可以停止逻辑电路81及源极驱动器电路26的工作。通过停止逻辑电路81及源极驱动器电路26的工作，可以实现功耗低的显示装置10。
注意，在不进行校正工作时，也可以停止校正数据生成电路24。通过停止校正数据生成电路24，可以实现功耗低的显示装置10。
图6示出显示工作的例子。
显示工作是指校正输入到第一电路21的视频信号并在显示部33显示图像的工作。具体而言，校正数据生成电路24[i，j]所保持的校正数据和被输入到第一电路21的视频信号被供应到逻辑电路81。逻辑电路81根据校正数据校正视频信号并生成校正后视频信号。校正后视频信号在源极驱动器电路26被转换为输入信号，输入信号通过布线32被供应到像素块38[i，j]。
通过上述校正工作，作为本发明的一个方式的显示装置10可以实现一种显示不均匀少的显示装置。
注意，不必每一帧都进行写入基准数据工作及获取校正数据工作。例如，也可以只在显示装置10的启动时进行写入基准数据工作及获取校正数据工作，而在之后的帧只进行显示工作。例如，在只在显示装置10的启动时进行写入基准数据工作及获取校正数据工作的情况下，也可以在校正数据生成电路24[i，j]保持启动时获取的校正数据并在之后的帧中也继续使用该校正数据进行显示工作。
通过使本发明的一个方式的显示装置包括多个第一电路21，可以减少对应于每一个第一电路21的像素34的个数。另外，通过使显示装置包括多个第二电路22，可以减少对应于每一个第二电路22的像素34的个数。多个第一电路21能够分别并行工作，另外，多个第二电路22能够分别并行工作，因此例如可以缩短将对应于一帧图像的图像信号写入到像素34所需的时间。由此，可以缩短一帧期间，并可以使显示装置10高速工作。另外，可以增加显示装置10中的像素34的个数来提高显示装置10的分辨率。例如，显示装置10的分辨率可以是全高清、4K2K、8K4K、16K8K或更高。
例如，可以使显示装置10的清晰度为1000ppi以上、2000ppi以上或5000ppi以上。因此，显示装置10能够显示颗粒感较少的高质量图像，并能够显示富有临场感的图像。因此，显示装置10特别适合用于显示面与使用者的距离较近的设备，尤其是便携式电子设备、穿戴式电子设备(可穿戴设备)及电子书阅读器终端等。此外，也适合用于VR设备及AR设备等。再者，还适合用于设置在作为具有摄像装置的电子设备的数码相机等中的电子取景器等的取景器。
各像素块38包括排列成a行b列(a及b分别为1以上的整数)的像素34。通过增加一个像素块38中的像素34的数量，设置在显示装置10中的第一电路21的数量变少，从而可以实现功耗低的显示装置10。另外，通过减少一个像素块38中的像素34的数量，设置在显示装置10中的第一电路21的数量变多，从而可以高效地进行校正。由此，可以实现显示不均匀的少的显示装置10。
图7示出图1A中的第一层20及第二层30的结构例子。在图7中，以白圈及虚线示出第一层20与第二层30的位置关系，以虚线连接的第一层20的白圈和第二层30的白圈重叠。注意，在其他附图中也以相同的方式表示。注意，为了明确起见，图7省略了布线31、布线32及布线36。
在显示装置10中，设置在第一层20中的第一电路21优选具有与显示部33重叠的区域。在图7中，示出像素块38[1，1]至38[m，n]分别具有与第一电路21[1，1]至21[m，n]重叠的区域的例子。通过以显示部33与第一电路21具有重叠的区域的方式层叠地设置，可以缩小作为没有设置显示部33的区域的边框的面积。由此，可以缩小显示装置10的边框。另外，通过缩小显示装置10的边框，可以实现小型显示装置10。
在图7中，虽然示出像素块38与第一电路21的大小大致相同且像素块38[1，1]至38[m，n]分别具有与第一电路21[1，1]至21[m，n]重叠的区域的例子，但是本发明的概要不局限于此。像素块38与第一电路21也可以大小不同。注意，在第一电路21比像素块38大的情况下，有时显示装置10的边框变宽。因此，通过使像素块38与第一电路21的大小大致相同或使第一电路21比像素块38小，显示装置10的边框变窄，从而实现小型显示装置10。
图8及图9示出与图7所示的显示装置10不同的结构例子。图8及图9所示的显示装置10与图7所示的显示装置10的主要不同之处在于第一电路21比像素块38小。注意，在图9中，在第一层20上以点划线示出图8中的第二层30所包括的像素块38及第二电路22。
图8及图9示出显示装置10既包括与电连接的第一电路21具有重叠的区域的像素块38又包括与电连接的第一电路21不重叠的像素块38的例子。也就是说，在图8及图9所示的显示装置10中，第i行j列的像素块38[i，j]具有与第i行j列的第一电路21[i，j]重叠的区域，而第p行q列的像素块38[p，q]不与第p行q列的第一电路21[p，q]重叠。
通过采用图8及图9所示的显示装置10的结构，即使显示部33的布局发生改变，也可以不改变第一电路21的布局而使用。在显示部33的布局不同的多种显示装置10之间可以共用第一电路21，从而可以提高显示装置10的生产率。
图10示出与图7所示的显示装置10不同的结构例子。图10中的显示装置10与图7中的显示装置10的主要不同之处在于第一层20包括第二电路22。通过将第一电路21和第二电路22设置在同一层(第一层20)中，可以通过同一工序制造第一电路21和第二电路22，从而可以提高生产率。
图11示出与图7至图10所示的显示装置10不同的结构例子。在图11中示出如下例子：显示装置10包括与电连接的第一电路21具有重叠的区域的像素块38以及与电连接的第一电路21不重叠的像素块38，并且第一层20包括第二电路22。
在图11所示的显示装置10中，第i行j列的像素块38优选具有与第二电路22[1]至22[m]中的任一个以上重叠的区域。通过具有第二电路22与像素块38重叠的区域，可以缩小显示装置10的边框，从而实现小型显示装置10。
注意，虽然图11示出第一层20比第二层30小的例子，但是本发明的一个方式不局限于此。第一层20与第二层30也可以大小不同。例如，第一层20与第二层30既可以大小大致相同，或者第一层20也可以比第二层30大。
可以在形成第一层20后在第一层20上形成第二层30来制造显示装置10。通过在第一层20上形成第二层30，可以提高第一层20与第二层30的位置对准精度。由此，可以提高显示装置10的生产率。
另外，也可以在分别形成第一层20及第二层30后贴合第一层20与第二层30来制造显示装置10。在通过贴合第一层20与第二层30来制造显示装置10的情况下，第一层20与第二层30也可以大小不同。因此，第一层20及第二层30可以不受彼此大小的影响而形成。例如，可以在要形成第一层20的衬底上形成多个第一层20，然后在分割成各个第一层20后与第二层30贴合来制造显示装置10。同样，第二层30也可以在要形成第二层30的衬底上形成多个第二层30，然后在分割成各个第二层30后与第一层20贴合来制造显示装置10。也就是说，可以在提高第一层20和第二层30的生产率的同时提高显示装置10的生产率。
<显示装置的结构例子2>
图12A及图12B示出与图1A及图1B所示的显示装置10不同的结构例子。图12A为显示装置10A的示意图。图12B为示出显示装置10A的结构例子的方框图。图12A及图12B中的显示装置10A与图1A及图1B中的显示装置10的主要不同之处在于设有第一电路21的第一层20采用第一电路层20a和第一电路层20a上的第二电路层20b的叠层结构。注意，关于第二层30可以参照图1B的记载，因此省略其详细说明。另外，第一电路层20a、第二电路层20b及第二层30的叠层顺序不局限于图12A所示的顺序。例如，也可以在第二电路层20b与第二层30之间设置第一电路层20a。
例如，第一电路层20a可以为包括在沟道形成区域中含硅的晶体管(Si晶体管)的层。第二电路层20b可以为包括在沟道形成区域中包含金属氧化物的晶体管(OS晶体管)的层。
在第一层20中设置第一电路21时，优选的是，第二电路层20b包括存储电路93，第一电路层20a包括除了存储电路93以外的构成要素(逻辑电路81等)。OS晶体管在关闭时流过源极与漏极之间的泄漏电流(以下称作关态电流)极低。因此，通过形成包括OS晶体管的存储电路93，可以长时间保持暂时写入的数据。因此，可以降低数据的刷新频率并降低功耗。此外，通过形成包括Si晶体管的逻辑电路81，可以提高工作速度。
图13示出第一层20及第二层30的结构例子。在图13中，示出第一层20与第二层30的连接关系。注意，为了明确起见，图13省略了部分构成要素或符号。
图13中的显示装置10对应于图7中的显示装置10，其中第一层20包括第一电路21，第二层30包括显示部33及第二电路22。
像素块38包括的布线32及布线36与位于显示部33下方的第一电路21电连接。
注意，有时布线32的电阻及布线36的电阻会导致信号延迟。如图13所示，与各像素34电连接的布线32的长度及布线36的长度优选尽量短。通过缩短布线32及布线36的长度，可以抑制信号延迟。
在图13中，示出像素块38与第一电路21的大小大致相同且像素块38[1，1]至38[m，n]分别具有与第一电路21[1，1]至21[m，n]重叠的区域的例子，但是本发明的概要不局限于此。像素块38与第一电路21也可以大小不同。图14及图15示出第一电路21比像素块38小的结构例子。注意，图15中的显示装置10对应于图9中的显示装置10。
虽然图13至图15示出第二层30包括第二电路22的结构例子，但是本发明的一个方式不局限于此。图16示出第一层20包括第二电路22的结构例子。图16中的显示装置10对应于图10中的显示装置10，第一层20包括第一电路21及第二电路22，第二层30包括显示部33。
像素块38中的布线32及布线36与位于显示部33下方的第一电路21电连接。另外，布线31与设置于第一层20的第一电路21电连接。
图17示出与图16所示的显示装置10不同的结构例子。注意，图17中的显示装置10对应于图11中的显示装置10。第一层20包括第二电路22，通过使第一电路21比像素块38小，显示装置10的边框变窄，从而实现小型显示装置10。再者，第二电路22通过具有与像素块38中的任一个重叠的区域，可以实现小型显示装置10。
<像素34的结构例子>
参照图18至图20说明像素34的结构例子。
图18中的像素34包括晶体管Tr11、晶体管Tr12、晶体管Tr13、发光元件572及电容器C1。注意，虽然在图18中晶体管Tr11、晶体管Tr12及晶体管Tr13为n沟道型晶体管，但是本发明的一个方式不局限于此。晶体管Tr11、晶体管Tr12及晶体管Tr13也可以为p沟道型晶体管。
晶体管Tr11的栅极与布线31连接，源极和漏极中的一个与晶体管Tr12的栅极及电容器C1的一个电极连接，源极和漏极中的另一个与布线32连接。晶体管Tr12的源极和漏极中的一个与电容器C1的另一个电极、发光元件572的一个电极及晶体管Tr13的源极和漏极中的一个连接，晶体管Tr12的源极和漏极中的另一个与被供应电位Va的布线AL连接。发光元件572的另一个电极与被供应电位Vc的布线CL连接。晶体管Tr13的栅极与布线31连接，晶体管Tr13的源极和漏极中的另一个与布线36连接。将与晶体管Tr11的源极和漏极中的一个、晶体管Tr12的栅极及电容器C1的一个电极连接的节点称为节点N1。此外，将与晶体管Tr12的源极和漏极中的一个、晶体管Tr13的源极和漏极中的一个及电容器C1的另一个电极连接的节点称为节点N2。
在此，说明供应到布线AL的电位Va为高电源电位且供应到布线CL的电位Vc为低电源电位的情况。此外，电容器C1被用作用来保持节点N2的电位的存储电容器。
晶体管Tr11具有控制向节点N1供应布线32的电位的功能。另外，晶体管Tr13具有控制向节点N2供应布线36的电位的功能。具体而言，通过控制布线31的电位，使晶体管Tr11、晶体管Tr13成为开启状态，布线32的电位被供应到节点N1，布线36的电位被供应到节点N2，由此进行对像素34的写入。在此，布线32的电位是对应于影像信号的电位。然后，通过控制布线31的电位，使晶体管Tr11、晶体管Tr13成为关闭状态，由此保持节点N1、节点N2的电位。
根据节点N1、节点N2间的电位控制流过晶体管Tr12的源极和漏极间的电流量，由此发光元件572以对应于该电流量的亮度发光。由此，可以控制像素34的灰度。
通过对每个布线31依次进行上述工作，可以在像素块38显示一个帧的影像。
当选择布线31时，既可以使用逐行扫描方式，又可以使用隔行扫描方式。另外，当将影像信号从第一电路21供应到布线32时，既可以使用对布线32依次供应影像信号的点顺序驱动，又可以使用对所有布线32一齐供应影像信号的线顺序驱动。此外，也可以以多个布线32为单位依次供应影像信号。
然后，在下一个帧期间，通过与上述工作同样的工作显示影像。由此，改写显示在显示部33上的影像。另外，影像的改写频率以显示部33的观察者很难识别到由改写引起的影像变化的频率来进行。当在显示部33上显示动态图像时，改写影像的频率例如优选为每秒60次以上。由此，可以显示流畅的动态图像。
另一方面，例如当将静态图像或在固定期间影像没有变化或者在固定范围内变化的动态图像显示在显示部33上时，优选维持之前的帧的影像而不进行改写。由此，可以减少起因于影像的改写的功耗。
在减少影像的改写频率的情况下，优选长时间保持节点N1、节点N2的电位。因此，作为晶体管Tr11、晶体管Tr13，优选使用OS晶体管。因此，能够长期间保持节点N1、节点N2的电位，即使减少影像的改写频率也可以保持显示状态。例如，影像信号的改写频率可以为一天一次以上且低于一秒0.1次，优选为一小时一次以上且低于一秒一次，更优选为30秒一次以上且低于一秒一次。
注意，“保持显示状态”是指将影像的变化保持为不超过一定的范围。可以适当地设定上述一定的范围，例如优选将上述一定的范围设定为如下：在使用者阅览影像时能够识别为该影像是相同的范围。
另外，通过减少影像的改写频率，可以减少显示影像时的闪烁(flicker)。由此，可以减少显示部33的观察者的眼睛疲劳。
另外，在不改写影像的期间，可以停止供应到第一电路21及第二电路22的电源电位及信号。由此，可以降低第一电路21及第二电路22的功耗。
作为晶体管Tr11、晶体管Tr13也可以使用OS晶体管以外的晶体管。例如，也可以使用在包含金属氧化物以外的单晶半导体的衬底的一部分中形成有沟道形成区域的晶体管。作为这样的衬底，可以举出单晶硅衬底或单晶锗衬底等。作为晶体管Tr11、晶体管Tr13，也可以使用在包含金属氧化物以外的材料的膜中形成沟道形成区域的晶体管。作为金属氧化物以外的材料，可以举出硅、锗、硅锗、碳化硅、砷化镓、砷化铝镓、铟磷、氮化镓、有机半导体等。这些材料既可以是单晶半导体，又可以是非晶半导体、微晶半导体、多晶半导体等非单晶半导体。
另外，关于能够用于晶体管Tr12及以下说明的晶体管的沟道形成区域的材料的例子，与晶体管Tr11、晶体管Tr13同样。
图19及图20示出与图18所示像素34不同的结构例子。
图19中的像素34与图18中的像素34的不同之处在于晶体管Tr11、晶体管Tr12及晶体管Tr13各自包括一对栅极。在晶体管包括一对栅极的情况下，有时将一个栅极称为第一栅极、前栅极或简称为栅极，将另一个栅极称为第二栅极或背栅极。
图19A所示的晶体管Tr11、晶体管Tr12及晶体管Tr13包括背栅极，背栅极与前栅极连接。在此情况下，与供应到前栅极的电位相同的电位被供应到背栅极，因此可以增加晶体管的通态电流(on-state current)。特别是由于晶体管Tr11被用于写入影像信号或数据而晶体管Tr13被用于读出数据，所以通过采用图19A所示的结构可以实现能够进行高速的写入和读出的像素34。
图19B所示的晶体管Tr11、晶体管Tr12及晶体管Tr13的背栅极与布线BGL连接。布线BGL为具有向背栅极供应规定的电位的功能的布线。通过控制布线BGL的电位，可以控制晶体管Tr11、晶体管Tr12及晶体管Tr13的阈值电压。尤其是，由于晶体管Tr11、晶体管Tr13分别可以用来保持节点N1、N2的电位，所以通过控制布线BGL的电位而使晶体管Tr11、晶体管Tr13的阈值电压向正方向漂移，可以减少晶体管Tr11、晶体管Tr13的关态电流。供应到布线BGL的电位既可以是固定电位，又可以是可变的电位。
也可以在晶体管Tr11、晶体管Tr12及晶体管Tr13中分别设置布线BGL。另外，显示装置10中的所有或一部分像素34可以共用布线BGL。
另外，作为晶体管Tr11、晶体管Tr12及晶体管Tr13，也可以根据所需求的性能采用不同的结构。图20A示出晶体管Tr12与晶体管Tr13结构不同的像素34的结构例子。
晶体管Tr12的背栅极与节点N2连接，晶体管Tr13的背栅极与前栅极连接。在从像素34读出数据时，流过晶体管Tr13的电流优选大于流过晶体管Tr12的电流。因此，作为晶体管Tr13，采用背栅极与前栅极连接以增大通态电流的结构。由此，可以使晶体管Tr13的通态电流大于晶体管Tr12的通态电流。
注意，晶体管的通态电流的大小关系也可以通过除了背栅极以外的结构进行调整。例如，通过使晶体管Tr13的W/L(W为沟道宽度，L为沟道长度)大于晶体管Tr12的W/L，可以使晶体管Tr13的通态电流大于晶体管Tr12的通态电流。
像素34还可以采用图20B所示的结构。在图20B中，通过将选择信号从布线31供应到晶体管Tr11、晶体管Tr13的背栅极，晶体管Tr11、晶体管Tr13成为开启状态，由此向节点N1、N2供应规定的电位。此外，晶体管Tr11、晶体管Tr13的前栅极与布线36连接。
作为发光元件572，可以使用利用电致发光的EL元件。EL元件在一对电极之间具有包含发光化合物的层(以下称为EL层)。当使一对电极之间产生高于EL元件的阈值电压的电位差时，空穴从阳极一侧注入到EL层中，而电子从阴极一侧注入到EL层中。被注入的电子和空穴在EL层中重新结合，由此，包含在EL层中的发光物质发光。
EL元件根据发光材料是有机化合物还是无机化合物被区别，通常前者被称为有机EL元件，而后者被称为无机EL元件。
在有机EL元件中，通过施加电压，电子从一个电极注入到EL层中，而空穴从另一个电极注入到EL层中。通过这些载流子(电子及空穴)重新结合，发光有机化合物形成激发态，当从该激发态回到基态时发光。由于这种机理，这种发光元件被称为电流激发型发光元件。
在本说明书等中，供应到发光元件、液晶元件等显示元件的电压是指施加到该显示元件中的一个电极的电位与施加到该显示元件中的另一个电极的电位的差异。
EL层除了发光化合物以外还可以包括空穴注入性高的物质、空穴传输性高的物质、空穴阻挡材料、电子传输性高的物质、电子注入性高的物质或双极性的物质(电子传输性及空穴传输性高的物质)等。
EL层可以通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、转印法、印刷法、喷墨法、涂敷法等的方法形成。
无机EL元件根据其器件结构而分类为分散型无机EL元件和薄膜型无机EL元件。分散型无机EL元件包括发光层，其中发光材料的粒子分散在粘合剂中，并且其发光机理是利用供体能级和受主能级的供体-受主重新结合型发光。薄膜型无机EL元件是其中发光层被夹在电介质层之间，并且该夹着发光层的电介质层被夹在电极之间的结构，其发光机理是利用金属离子的内壳层电子跃迁的局部型发光。
为了提取发光，使发光元件的一对电极中的至少一个为透明即可。在衬底上形成有晶体管及发光元件，该发光元件可以采用从与该衬底相反一侧的表面提取发光的顶部发射结构、从衬底一侧的表面提取发光的底部发射结构以及从两个表面提取发光的双面发射结构。
<显示装置的截面结构例子1>
图21是示出显示装置10的结构例子的截面图。显示装置10包括衬底701及衬底705，该衬底701及该衬底705使用密封剂712贴合在一起。
作为衬底701，可以使用单晶硅衬底等单晶半导体衬底。此外，也可以使用单晶半导体衬底以外的半导体衬底作为衬底701。
衬底701上设置有晶体管441及晶体管601。可以将晶体管441及晶体管601设置在第一层20中。例如，在图7至图9所示的显示装置10中，晶体管441及晶体管601可以为设置在第一电路21中的晶体管。例如，在图10及图11所示的显示装置10中，晶体管441及晶体管601可以为设置在第一电路21或第二电路22中的晶体管。
晶体管441由用作栅电极的导电体443、用作栅极绝缘体的绝缘体445及衬底701的一部分构成，并包括含有沟道形成区域的半导体区域447、用作源区和漏区中的一个的低电阻区域449a及用作源区和漏区中的另一个的低电阻区域449b。晶体管441可以为p沟道型或n沟道型。
晶体管441因元件分离层403与其他的晶体管电分离。图21示出晶体管441及晶体管601隔着元件分离层403电分离的情况。元件分离层403可以利用LOCOS (LOCalOxidation of Silicon：硅局部氧化)法或STI(Shallow Trench Isolation：浅沟槽隔离)法等形成。
在此，在图21所示的晶体管441中，半导体区域447具有凸形状。此外，半导体区域447的侧面及顶面以隔着绝缘体445被导电体443覆盖的方式设置。注意，图21未示出导电体443覆盖半导体区域447的侧面的情况。此外，导电体443可以使用调整功函数的材料。
像晶体管441那样，半导体区域具有凸形状的晶体管因利用半导体衬底的凸部而可以被称为鳍型晶体管。此外，也可以以与凸部的顶面接触的方式具有被用作用来形成凸部的掩模的绝缘体。此外，虽然在图21中示出对衬底701的一部分进行加工来形成凸部的情况，但是也可以对SOI衬底进行加工来形成具有凸部的半导体。
此外，图21所示的晶体管441的结构只是一个例子而不局限于该结构，可以根据电路结构或电路工作方法等使用合适的晶体管。例如，晶体管441可以为平面型晶体管。
晶体管601可以采用与晶体管441相同的结构。
衬底701上除了设置有元件分离层403、晶体管441及晶体管601以外还设置有绝缘体405、绝缘体407、绝缘体409及绝缘体411。在绝缘体405、绝缘体407、绝缘体409及绝缘体411中嵌入导电体451。在此，可以使导电体451的顶面的高度与绝缘体411的顶面的高度大致相同。
导电体451及绝缘体411上设置有绝缘体413及绝缘体415。在绝缘体413及绝缘体415中嵌入导电体457。在此，可以使导电体457的顶面的高度与绝缘体415的顶面的高度大致相同。
导电体457及绝缘体415上设置有绝缘体417及绝缘体419。在绝缘体417及绝缘体419中嵌入导电体459。在此，可以使导电体459的顶面的高度与绝缘体419的顶面的高度大致相同。
导电体459及绝缘体419上设置有绝缘体421及绝缘体214。在绝缘体421及绝缘体214中嵌入导电体453。在此，可以使导电体453的顶面的高度与绝缘体214的顶面的高度大致相同。
导电体453及绝缘体214上设置有绝缘体216。在绝缘体216中嵌入导电体455。在此，可以使导电体455的顶面的高度与绝缘体216的顶面的高度大致相同。
导电体455及绝缘体216上设置有绝缘体222、绝缘体224、绝缘体254、绝缘体244、绝缘体280、绝缘体274及绝缘体281。在绝缘体222、绝缘体224、绝缘体254、绝缘体244、绝缘体280、绝缘体274及绝缘体281中嵌入导电体305。在此，可以使导电体305的顶面的高度与绝缘体281的顶面的高度大致相同。
导电体305及绝缘体281上设置有绝缘体361。在绝缘体361中嵌入导电体317及导电体337。在此，可以使导电体337的顶面的高度与绝缘体361的顶面的高度大致相同。
导电体337及绝缘体361上设置有绝缘体363。在绝缘体363中嵌入导电体347、导电体353、导电体355及导电体357。在此，可以使导电体353、导电体355及导电体357的顶面的高度与绝缘体363的顶面的高度大致相同。
导电体353、导电体355、导电体357及绝缘体363上设置有连接电极760。此外，以与连接电极760电连接的方式设置有各向异性导电体780，并以与各向异性导电体780电连接的方式设置有FPC(Flexible Printed Circuit：柔性电路板)716。通过使用FPC716，可以从显示装置10的外部向显示装置10供应各种信号等。
如图21所示，晶体管441的用作源区和漏区中的另一个的低电阻区域449b通过导电体451、导电体457、导电体459、导电体453、导电体455、导电体305、导电体317、导电体337、导电体347、导电体353、导电体355、导电体357、连接电极760及各向异性导电体780电连接于FPC716。在图21中，作为具有电连接连接电极760和导电体347的功能的导电体示出导电体353、导电体355及导电体357的三个导电体，本发明的一个方式不局限于此。具有电连接连接电极760和导电体347的功能的导电体的个数可以为一个、两个、四个以上。通过设置具有电连接连接电极760和导电体347的功能的多个导电体，可以降低接触电阻。
绝缘体214上设置有晶体管750。可以将晶体管750设置在第二层30中。例如，在图7至图11所示的显示装置10中，晶体管750可以为设置在显示部33中的晶体管。作为晶体管750，可以使用OS晶体管。OS晶体管具有关态电流极低的特征。由此，可以长时间保持图像信号等，从而可以降低刷新频率。由此，可以降低显示装置10的功耗。
在绝缘体254、绝缘体244、绝缘体280、绝缘体274及绝缘体281中嵌入导电体301a及导电体301b。导电体301a与晶体管750的源极和漏极中的一个电连接，导电体301b与晶体管750的源极和漏极中的另一个电连接。在此，可以使导电体301a及导电体301b的顶面的高度与绝缘体281的顶面的高度大致相同。
在绝缘体361中嵌入导电体311、导电体313、导电体331、电容器790、导电体333及导电体335。导电体311及导电体313与晶体管750电连接并用作布线。导电体333及导电体335与电容器790电连接。在此，可以使导电体331、导电体333及导电体335的顶面的高度与绝缘体361的顶面的高度大致相同。
在绝缘体363中嵌入导电体341、导电体343及导电体351。在此，可以使导电体351的顶面的高度与绝缘体363的顶面的高度大致相同。
绝缘体405、绝缘体407、绝缘体409、绝缘体411、绝缘体413、绝缘体415、绝缘体417、绝缘体419、绝缘体421、绝缘体214、绝缘体280、绝缘体274、绝缘体281、绝缘体361及绝缘体363用作层间膜，也可以用作分别覆盖其下方的凹凸形状的平坦化膜。例如，为了提高绝缘体363的顶面的平坦性，可以通过利用化学机械抛光(CMP：Chemical MechanicalPolishing)法等的平坦化处理使其平面平坦化。
如图21所示，电容器790包括下部电极321、上部电极325。此外，下部电极321与上部电极325之间设置有绝缘体323。也就是说，电容器790具有一对电极间夹有用作介电体的绝缘体323的叠层型结构。此外，虽然图21示出绝缘体281上设置有电容器790的例子，但是也可以在与绝缘体281不同的绝缘体上设置电容器790。
图21示出导电体301a、导电体301b及导电体305形成在同一层中的例子。此外，还示出导电体311、导电体313、导电体317及下部电极321形成在同一层中的例子。此外，还示出导电体331、导电体333、导电体335及导电体337形成在同一层中的例子。此外，还示出导电体341、导电体343及导电体347形成在同一层中的例子。此外，还示出导电体351、导电体353、导电体355及导电体357形成在同一层中的例子。像这样，通过在同一层中形成多个导电体，可以简化显示装置10的制造工序，由此可以提供廉价的显示装置10。此外，它们也可以分别形成在不同的层中并含有不同种类的材料。
图21所示的显示装置10包括发光元件782。发光元件782包括导电体772、EL层786及导电体788。EL层786可以具有有机化合物或量子点等的无机化合物。
作为可用于有机化合物的材料，可以举出荧光性材料或磷光性材料等。此外，作为可用于量子点的材料，可以举出胶状量子点、合金型量子点、核壳(Core Shell)型量子点、核型量子点等。
导电体772通过导电体351、导电体341、导电体331、导电体313及导电体301b电连接于晶体管750的源极和漏极中的另一个。导电体772形成在绝缘体363上，并被用作像素电极。
导电体772可以使用对可见光具有透光性的材料或具有反射性的材料。作为透光性材料，例如，可以使用含有铟、锌、锡等的氧化物材料。作为反射性材料，例如，可以使用含有铝、银等材料。
虽然图21中没有进行图示，显示装置10可以设置偏振构件、相位差构件、抗反射构件等的光学构件(光学衬底)等。
衬底705一侧设置有遮光层738及与它们接触的绝缘体734。遮光层738具有遮蔽从邻接区域发射的光的功能。或者，遮光层738具有防止外光到达晶体管750等的功能。
图21所示的显示装置10在绝缘体363上设置有绝缘体730。在此，绝缘体730可以覆盖导电体772的一部分。此外，发光元件782包括透光性导电体788并为顶部发射型发光元件。此外，发光元件782也可以采用向导电体772一侧射出光的底部发射结构或者向导电体772及导电体788的两侧射出光的双面发射结构。
此外，遮光层738具有与绝缘体730重叠的区域。此外，遮光层738被绝缘体734覆盖。此外，密封层732填充发光元件782与绝缘体734之间的空间。
再者，绝缘体730与EL层786之间设置有结构体778。此外，绝缘体730与绝缘体734之间设置有结构体778。
图22是图21所示的显示装置10的变形例子，并与图21所示的显示装置10不同之处在于设置有着色层736。注意，以具有与发光元件782重叠的区域的方式设置着色层736。通过设置着色层736，可以提高从发光元件782提取的光的颜色纯度。因此，显示装置10能够显示高质量图像。此外，因为显示装置10中的所有发光元件782例如可以为发射白色光的发光元件，所以不需要分别涂布形成EL层786，可以实现高清晰的显示装置10。
发光元件782可以具有光学微腔谐振器(微腔)结构。由此，即使不设置着色层也可以提取规定的颜色的光(例如RGB)，由此显示装置10能够进行彩色显示。通过采用不设置着色层的结构，可以抑制由着色层吸收光。由此，显示装置10能够显示高亮度图像，并且可以降低显示装置10的功耗。此外，当通过在各像素中将EL层786形成为岛状或者在各像素列中将EL层786形成为条状，也就是说，通过分别涂布来形成EL层786时，也可以采用不设置着色层的结构。
虽然在图21及图22中示出设置有其沟道形成区域形成在衬底701内部的晶体管441及晶体管601，并在该晶体管441及该晶体管601上层叠有OS晶体管的结构，但是本发明的一个方式不局限于此。图23分别是图22的变形例子，并与图22所示的显示装置10不同之处在于不是在晶体管441及晶体管601上而是在作为OS晶体管的晶体管602及晶体管603上层叠有晶体管750。也就是说，图23所示的结构的显示装置10设置有三层的OS晶体管的叠层。
衬底701上设置有绝缘体613及绝缘体614，并且绝缘体614上设置有晶体管602及晶体管603。此外，也可以将晶体管等设置在衬底701与绝缘体613之间。例如，也可以在衬底701与绝缘体613之间设置与图22所示的晶体管441及晶体管601相同的晶体管。
可以将晶体管602及晶体管603设置在第一层20中。例如，在图7及图9所示的显示装置10中，晶体管602及晶体管603可以为设置在第一电路21中的晶体管。例如，在图10及图11所示的显示装置10中，晶体管602及晶体管603可以为设置在第一电路21或第二电路22中的晶体管。
晶体管602及晶体管603可以为其结构与晶体管750相同的晶体管。此外，晶体管602及晶体管603也可以为其结构与晶体管750不同的OS晶体管。
绝缘体614上除了设置有晶体管602及晶体管603以外还设置有绝缘体616、绝缘体622、绝缘体624、绝缘体654、绝缘体644、绝缘体680、绝缘体674及绝缘体681。在绝缘体654、绝缘体644、绝缘体680、绝缘体674及绝缘体681中嵌入导电体461。在此，可以使导电体461的顶面的高度与绝缘体681的顶面的高度大致相同。
导电体461及绝缘体681上设置有绝缘体501。在绝缘体501中嵌入导电体463。在此，可以使导电体463的顶面的高度与绝缘体501的顶面的高度大致相同。
导电体463及绝缘体501上设置有绝缘体503。在绝缘体503中嵌入导电体465。在此，可以使导电体465的顶面的高度与绝缘体503的顶面的高度大致相同。
导电体465及绝缘体503上设置有绝缘体505。在绝缘体505中嵌入导电体467。在此，可以使导电体467的顶面的高度与绝缘体505的顶面的高度大致相同。
导电体467及绝缘体505上设置有绝缘体507。在绝缘体507中嵌入导电体469。在此，可以使导电体469的顶面的高度与绝缘体507的顶面的高度大致相同。
导电体469及绝缘体507上设置有绝缘体509。在绝缘体509中嵌入导电体471。在此，可以使导电体471的顶面的高度与绝缘体509的顶面的高度大致相同。
导电体471及绝缘体509上设置有绝缘体421及绝缘体214。在绝缘体421及绝缘体214中嵌入导电体453。在此，可以使导电体453的顶面的高度与绝缘体214的顶面的高度大致相同。
如图23所示，晶体管602的源极和漏极中的一个通过导电体461、导电体463、导电体465、导电体467、导电体469、导电体471、导电体453、导电体455、导电体305、导电体317、导电体337、导电体347、导电体353、导电体355、导电体357、连接电极760及各向异性导电体780电连接于FPC716。
绝缘体613、绝缘体614、绝缘体680、绝缘体674、绝缘体681、绝缘体501、绝缘体503、绝缘体505、绝缘体507及绝缘体509用作层间膜，也可以用作分别覆盖其下方的凹凸形状的平坦化膜。
通过采用图23所示的显示装置10的结构，可以在实现显示装置10的窄边框化及小型化的同时作为显示装置10中的所有晶体管使用OS晶体管。由此，例如可以使用同一装置制造第一层20中的晶体管和第二层30中的晶体管。由此，可以降低显示装置10的制造成本，并可以提供廉价的显示装置10。
＜显示装置的截面结构例子2＞
图24是示出显示装置10A的结构例子的截面图。与图22中的显示装置10的主要不同之处在于在具有晶体管750的层与具有晶体管602及晶体管603的层之间包括具有晶体管800的层。
可以在图12A等所示的第一电路层20a中设置晶体管602及晶体管603。可以在第二电路层20b中设置晶体管800。例如，在图12A所示的显示装置10A中，晶体管800可以为设置在存储电路93中的晶体管。另外，晶体管602及晶体管603可以为设置在除了存储电路93以外的构成要素(逻辑电路81等)中的晶体管。
导电体459及绝缘体419上设置有绝缘体821及绝缘体814。在绝缘体821及绝缘体814中嵌入导电体853。在此，可以使导电体853的顶面的高度与绝缘体814的顶面的高度大致相同。
导电体853及绝缘体814上设置有绝缘体816。在绝缘体816中嵌入导电体855。在此，可以使导电体855的顶面的高度与绝缘体816的顶面的高度大致相同。
导电体855及绝缘体816上设置有绝缘体822、绝缘体824、绝缘体854、绝缘体844、绝缘体880、绝缘体874及绝缘体881。在绝缘体822、绝缘体824、绝缘体854、绝缘体844、绝缘体880、绝缘体874及绝缘体881中嵌入导电体805。在此，可以使导电体805的顶面的高度与绝缘体881的顶面的高度大致相同。
导电体817及绝缘体881上设置有绝缘体421及绝缘体214。
如图24所示，被用作晶体管441的源区和漏区中的另一个的低电阻区域449b通过导电体451、导电体457、导电体459、导电体853、导电体855、导电体805、导电体817、导电体453、导电体455、导电体305、导电体317、导电体337、导电体347、导电体353、导电体355、导电体357、连接电极760及各向异性导电体780电连接于FPC716。
绝缘体814上设置有晶体管800。可以将晶体管800设置在第二电路层20b中。例如，在图12A所示的显示装置10A中，晶体管800可以为设置在存储电路93中的晶体管。晶体管800优选为OS晶体管。
在绝缘体854、绝缘体844、绝缘体880、绝缘体874及绝缘体881中嵌入导电体801a及导电体801b。导电体801a与晶体管800的源极和漏极中的一个电连接，导电体801b与晶体管800的源极和漏极中的另一个电连接。在此，可以使导电体801a及导电体801b的顶面的高度与绝缘体881的顶面的高度大致相同。
绝缘体214上设置有晶体管750。可以将晶体管750设置在第二层30中。例如，在图12A所示的显示装置10A中，晶体管750可以为设置在显示部33中的晶体管。晶体管750优选为OS晶体管。
导电体301a与晶体管750的源极和漏极中的一个电连接，导电体301b与晶体管750的源极和漏极中的另一个电连接。在此，可以使导电体301a及导电体301b的顶面的高度与绝缘体281的顶面的高度大致相同。
此外，也可以在设置有晶体管441及晶体管601等的层与设置有晶体管800等的层之间设置OS晶体管等。此外，也可以在设置有晶体管800等的层与设置有晶体管750等的层之间设置OS晶体管等。再者，也可以在设置有晶体管750等的层上方设置OS晶体管等。
导电体311及导电体313与晶体管750电连接并被用作布线。导电体333及导电体335与电容器790电连接。
绝缘体405、绝缘体407、绝缘体409、绝缘体411、绝缘体413、绝缘体415、绝缘体417、绝缘体419、绝缘体821、绝缘体814、绝缘体880、绝缘体874、绝缘体881、绝缘体421、绝缘体214、绝缘体280、绝缘体274、绝缘体281、绝缘体361及绝缘体363用作层间膜，也可以用作分别覆盖其下方的凹凸形状的平坦化膜。
如图24所示，电容器790包括下部电极321、上部电极325。此外，下部电极321与上部电极325之间设置有绝缘体323。也就是说，电容器790具有一对电极间夹有用作介电体的绝缘体323的叠层型结构。此外，虽然图24示出绝缘体281上设置有电容器790的例子，但是也可以在与绝缘体281不同的绝缘体上设置电容器790。
在图24中，示出在同一层形成导电体801a、导电体801b及导电体805的例子。此外，示出在同一层形成导电体811、导电体813及导电体817的例子。
虽然在图24中示出设置有其沟道形成区域形成在衬底701内部的晶体管441及晶体管601，并在该晶体管441及该晶体管601上层叠有OS晶体管的结构，但是本发明的一个方式不局限于此。图25是图24的变形例子，并与图24所示的显示装置10A不同之处在于不是在晶体管441及晶体管601上而是在作为OS晶体管的晶体管602及晶体管603上层叠有晶体管800、晶体管750或晶体管750。也就是说，图25所示的结构的显示装置10A设置有三层的OS晶体管的叠层。
此外，也可以在设置有晶体管602及晶体管603等的层与设置有晶体管800等的层之间设置OS晶体管等。此外，也可以在设置有晶体管800等的层与设置有晶体管750或晶体管750等的层之间设置OS晶体管等。再者，也可以在设置有晶体管750等的层上方设置OS晶体管等。
可以在图12A等所示的第一电路层20a中设置晶体管602及晶体管603。可以在第二电路层20b中设置晶体管800。例如，在图12A所示的显示装置10A中，晶体管800可以为设置在存储电路93中的晶体管。另外，晶体管602及晶体管603可以为设置在除了存储电路93以外的构成要素(逻辑电路81等)中的晶体管。
导电体471及绝缘体509上设置有绝缘体821及绝缘体814。在绝缘体821及绝缘体814中嵌入导电体853。在此，可以使导电体853的顶面的高度与绝缘体814的顶面的高度大致相同。
如图25所示，晶体管602的源极和漏极中的一个通过导电体461、导电体463、导电体465、导电体467、导电体469、导电体471、导电体853、导电体855、导电体805、导电体817、导电体453、导电体455、导电体305、导电体317、导电体337、导电体347、导电体353、导电体355、导电体357、连接电极760及各向异性导电体780电连接于FPC716。
通过采用图25所示的显示装置10A的结构，可以在实现显示装置10A的窄边框化及小型化的同时作为显示装置10A中的所有晶体管使用OS晶体管。由此，不需要形成不同种类的晶体管，因此可以降低显示装置10A的制造成本，并可以提供廉价的显示装置10A。
<子像素的结构例子>
图26A及图26B是示出可以应用于本发明的一个方式的显示装置的子像素901的结构例子的俯视图。子像素901可以为图18等所示的电路结构。在此，晶体管552除了包括栅极以外还包括背栅极，该背栅极电连接于布线(未图示)。此外，晶体管750除了包括栅极以外还包括背栅极，该背栅极电连接于晶体管750的源极和漏极中的另一个、电容器790的另一个电极及发光元件572的一个电极。
图26A示出子像素901含有的晶体管、电容器、布线等的导电体及半导体。图26B除了示出图26A所示的结构以外还示出用作发光元件572中的一个电极的导电体772。此外，图26A和图26B都省略了用作发光元件572中的另一个电极的导电体等。在此，发光元件572中的一个电极用作像素电极，而发光元件572中的另一个电极用作公共电极。
如图26A及图26B所示，子像素901包括导电体911、导电体912、半导体913、半导体914、导电体915a、导电体915b、导电体916a、导电体916b、导电体917、导电体918、导电体919、导电体920、导电体921、导电体922、导电体923、导电体924、导电体925、导电体926、导电体927、导电体928、导电体929、导电体930、导电体931以及导电体772。
导电体911及导电体912经同一工序而形成。半导体913及半导体914经同一工序而形成，并经导电体911及导电体912之后工序而形成。导电体915a及导电体915b、导电体916a及导电体916b经同一工序而形成，并经导电体911及导电体912之后工序而形成。导电体917及导电体918经同一工序而形成，并经半导体913及半导体914、导电体915a、导电体915b、导电体916a及导电体916b之后工序而形成。
导电体919至导电体923经同一工序而形成，并经导电体917及导电体918之后工序而形成。导电体924经导电体919至导电体923之后工序而形成。导电体925至导电体928经同一工序而形成，并经导电体924之后工序而形成。导电体929至导电体931经同一工序而形成，并经导电体925至导电体928之后工序而形成。导电体772经导电体929至导电体931之后工序而形成。
在本说明书等中，将经同一工序而形成的构成要素设置在同一层中。例如，因为导电体911及导电体912可以经同一工序而形成，所以可以将导电体911及导电体912设置在同一层中。此外，将经后工序而形成的构成要素设置在经前工序而形成的构成要素上方的层中。例如，因为导电体929至导电体931可以经导电体925至导电体928之后工序而形成，所以可以将其设置在导电体925至导电体928上方的层中。
导电体911用作晶体管552的背栅电极。半导体913含有晶体管552的沟道形成区域。导电体915a用作晶体管552的源电极和漏电极中的一个。导电体915b用作晶体管552的源电极和漏电极中的另一个。导电体917用作晶体管552的栅电极。
导电体912用作晶体管750的背栅电极。半导体914含有晶体管750的沟道形成区域。导电体916a用作晶体管750的源电极和漏电极中的一个。导电体916b用作晶体管750的源电极和漏电极中的另一个。导电体918用作晶体管750的栅电极。
导电体919用作电容器790中的一个电极。导电体924用作电容器790中的另一个电极。导电体925相当于用作扫描线的布线31。导电体929相当于用作数据线的布线32。导电体930相当于用作电源线的布线。如上所述，导电体772用作发光元件572中的一个电极。
导电体911与导电体920电连接。导电体912与导电体923电连接。导电体915a与导电体921电连接。导电体915b与导电体919电连接。导电体916a与导电体922电连接。
导电体916b与导电体923电连接。也就是说，用作晶体管750的背栅电极的导电体912与用作晶体管750的源电极和漏电极中的另一个的导电体916b通过导电体923电连接。
导电体917与导电体920电连接。也就是说，用作晶体管552的背栅电极的导电体911与用作晶体管552的栅电极的导电体917通过导电体920电连接。
导电体920与导电体925电连接。也就是说，用作晶体管552的栅电极的导电体917与用作扫描线的导电体925通过导电体920电连接。
导电体917与导电体919电连接。导电体921与导电体926电连接。导电体922与导电体927电连接。导电体923与导电体928电连接。导电体924与导电体928电连接。
导电体926与导电体929电连接。也就是说，用作晶体管552的源电极和漏电极中的一个的导电体915a与用作数据线的导电体929通过导电体921及导电体926电连接。
导电体927与导电体930电连接。也就是说，用作晶体管750的源电极和漏电极中的一个的导电体916a与用作电源线的导电体930通过导电体922及导电体927电连接。
导电体928与导电体931电连接。导电体931与导电体772电连接。
半导体913及半导体914例如可以包含金属氧化物。由此，晶体管552及晶体管750可以为OS晶体管。
图27是示出由具有图26B所示的结构的子像素901构成的像素902的结构例子的俯视图。在图27中，子像素901R示出具有发射红色光的功能的子像素901，子像素901G示出具有发射绿色光的功能的子像素901，并且子像素901B示出具有发射蓝色光的功能的子像素901。如图27所示，像素902由子像素901R、子像素901G及子像素901B构成。具体而言，一个像素902由设置在上级中的子像素901R及子像素901B、设置在下级中的子像素901G构成。此外，一个像素902由设置在上级中的子像素901G、设置在下级中的子像素901R及子像素901B构成。
在图27中，设置在上级中的子像素901R、子像素901G及子像素901B和设置在下级中的子像素901R、子像素901G及子像素901B分别具有左右翻转的结构。通过采用这种结构，在用作扫描线的导电体925的延伸方向上交替排列同一颜色的子像素901。由此，一个数据线可以电连接于具有发射同一颜色的光的功能的子像素901。也就是说，可以抑制子像素901R、子像素901G及子像素901B中的两种以上的子像素901电连接于一个数据线。
图28是沿图26B中的点划线A1-A2所示的部分的截面图。绝缘体1021上设置有晶体管552。此外，晶体管552上设置有绝缘体1022，并且绝缘体1022上设置有绝缘体1023。此外，绝缘体1023上设置有电容器562。此外，将衬底设置在绝缘体1021下方的层中。此外，可以在该衬底与绝缘体1021之间设置图1A等所示的第一层20的构成要素(第一电路21等)。
如图28所示，设置在不同层中的各导电体通过用作插头的导电体990电连接。例如，导电体915a和设置导电体915a上方的层中的导电体921通过导电体990电连接。导电体990可以采用与图19等所示的导电体853、导电体805、导电体453、导电体305、导电体337、导电体353、导电体355、导电体357、导电体301a、导电体301b、导电体331、导电体351、导电体333及导电体335同样的结构。
导电体919至导电体923及绝缘体1023上设置有绝缘体1024。绝缘体1024上设置有导电体924。电容器790由导电体919、绝缘体1024及导电体924构成。
导电体924及绝缘体1024上设置有绝缘体1025。导电体925至导电体928及绝缘体1025上设置有绝缘体1026。导电体929至导电体931及绝缘体1026上设置有绝缘体1027。
绝缘体1027上设置有导电体772及绝缘体730。在此，绝缘体730可以覆盖导电体772的一部分。发光元件572由导电体772、EL层786及导电体788构成。
导电体788上设置有粘合层991，并在粘合层991上设置绝缘体992。粘合层991上的绝缘体992可以经如下工序形成。首先，在与形成有发光元件572等的衬底不同的衬底上形成绝缘体992。接着，使用粘合层991粘合导电体788和绝缘体992。然后，剥离形成有绝缘体992的衬底。经上述工序，绝缘体992可以形成在导电体788上。
绝缘体992上设置有着色层。在图28中，作为着色层，示出着色层993a及着色层993b。衬底995由粘合层994贴合在着色层993a及着色层993b上。
着色层993b具有透射与着色层993a不同的颜色的光的功能。例如，像素902由具有发射红色光的功能的子像素901R、具有发射绿色光的功能的子像素901G及具有发射蓝色光的功能的子像素901B构成，在着色层993a具有透射红色光的功能的情况下，着色层993b具有透射绿色光或蓝色光的功能。
通过在绝缘体992上形成着色层993a及着色层993b，可以容易使着色层993a及着色层993b与发光元件572的位置对准。由此，可以提高本发明的一个方式的显示装置的清晰度。
<发光元件572的结构例子>
图29A至图29E示出发光元件572的结构例子。图29A示出在导电体772与导电体788之间夹有EL层786的结构(单层结构)。如上所述，EL层786包含发光材料，例如，包含有机化合物作为发光材料。
图29B是示出EL层786的叠层结构的图。在此，在具有图29B所示的结构的发光元件572中，导电体772用作阳极，导电体788用作阴极。
EL层786具有在导电体772上依次层叠有空穴注入层721、空穴传输层722、发光层723、电子传输层724及电子注入层725的结构。此外，在导电体772用作阴极且导电体788用作阳极的情况下，层叠顺序反转。
发光层723适当地组合发光材料及多个材料而具有能够获得呈现所希望的发光颜色的荧光发光及磷光发光的结构。此外，发光层723也可以为发光颜色不同的叠层结构。在此情况下，用于层叠的各发光层的发光物质或其他物质可以分别使用不同材料。
在发光元件572中，例如，通过使图29B所示的导电体772为反射电极、使导电体788为半透射半反射电极并采用光学微腔谐振器(微腔)结构，可以使从EL层786中的发光层723获得的光在上述电极之间发生谐振，从而可以增强透过导电体788射出的光。
在发光元件572的导电体772为由具有反射性的导电材料和具有透光性的导电材料(透明导电膜)的叠层结构构成的反射电极的情况下，可以通过调整透明导电膜的厚度来进行光学调整。具体地说，优选以如下方式进行调整：相对于从发光层723获得的光的波长λ，导电体772与导电体788的电极间距离为mλ/2(注意，m为自然数)左右。
此外，为了使从发光层723获得的所希望的光(波长：λ)放大，优选调整为如下：从导电体772到能够获得发光层的所希望的光的区域(发光区域)的光学距离及从导电体788到能够获得发光层723的所希望的光的区域(发光区域)的光学距离都成为(2m’+1)λ/4(注意，m’为自然数)左右。注意，在此说明的“发光区域”是指发光层723中的空穴与电子的再结合区域。
通过进行上述光学调整，可以使能够从发光层723获得的特定的单色光的光谱变窄，由此获得色纯度良好的发光。
此外，在上述情况下，严格地说，导电体772和导电体788之间的光学距离可以说是从导电体772中的反射区域到导电体788中的反射区域的总厚度。但是，因为难以准确地决定导电体772或导电体788中的反射区域的位置，所以通过假定导电体772及导电体788中的任意的位置为反射区域可以充分得到上述效果。此外，严密地说，导电体772和可以获得所希望的光的发光层之间的光学距离可以说是导电体772中的反射区域和可以获得所希望的光的发光层中的发光区域之间的光学距离。但是，因为难以准确地决定导电体772中的反射区域或可以获得所希望的光的发光层中的发光区域的位置，所以通过假定导电体772中的任意的位置为反射区域且可以获得所希望的光的发光层的任意的位置为发光区域，可以充分得到上述效果。
图29B所示的发光元件572具有微腔结构，因此即使具有相同的EL层也可以提取不同波长的光(单色光)。由此，为了获得不同的发光颜色不需要分别涂布(例如涂布为RGB)。由此，容易实现高分辨率。此外，可以与着色层组合。并且，可以增强具有特定波长的正面方向上的发光强度，从而可以实现低功耗化。
图29B所示的发光元件572也可以不具有微腔结构。在此情况下，通过使发光层723发射白色光并设置着色层，可以提取规定颜色的光(如RGB)。此外，当形成EL层786时，通过分别涂布以得到不同的发光颜色，可以提取规定颜色的光而不设置着色层。
导电体772和导电体788中的至少一个为具有透光性的电极(透明电极、透射半反射电极等)。在具有透光性的电极为透明电极的情况下，透明电极的可见光的透过率为40％以上。此外，在该电极为半透射半反射电极的情况下，半透射半反射电极的可见光的反射率为20％以上且80％以下，优选为40％以上且70％以下。此外，这些电极的电阻率优选为1×10-2Ωcm以下。
在导电体772或导电体788为具有反射性的电极(反射电极)的情况下，具有反射性的电极的可见光的反射率为40％以上且100％以下，优选为70％以上且100％以下。此外，该电极的电阻率优选为1×10-2Ωcm以下。
发光元件572的结构可以为图29C所示的结构。图29C示出在导电体772和导电体788之间设置两层的EL(EL层786a及EL层786b)且在EL层786a和EL层786b之间设置电荷产生层792的具有叠层结构(串联结构)的发光元件572。通过使发光元件572具有串联结构，可以提高发光元件572的电流效率及外量子效率。由此，可以在显示装置10上显示高亮度图像。此外，可以降低显示装置10的功耗。在此，EL层786a及EL层786b可以具有与图29B所示的EL层786相同的结构。
电荷产生层792具有如下功能：在对导电体772及导电体788供应电压时，对EL层786a及EL层786b中的一个注入电子并对另一个注入空穴的功能。因此，当以导电体772的电位高于导电体788的方式供应电压时，从电荷产生层792对EL层786a注入电子且对EL层786b注入空穴。
此外，从光提取效率的观点来看，电荷产生层792优选使可见光透过(具体地说，电荷产生层792的可见光的透过率为40％以上)。此外，电荷产生层792的电导率也可以比导电体772或导电体788低。
发光元件572的结构可以为图29D所示的结构。图29D示出在导电体772和导电体788之间设置三层的EL(EL层786a、EL层786b及EL层786c)且在EL层786a和EL层786b之间及EL层786b和EL层786c之间设置电荷产生层792的具有串联结构的发光元件572。在此，EL层786a、EL层786b及EL层786c可以具有与图29B所示的EL层786相同的结构。通过使发光元件572具有图29D所示的结构，可以进一步提高发光元件572的电流效率及外量子效率。由此，可以在显示装置10上显示更高亮度图像。此外，可以进一步降低显示装置10的功耗。
发光元件572的结构可以为图29E所示的结构。图29E示出在导电体772和导电体788之间设置n层的EL(EL层786(1)至EL层786(n))且在各EL层786之间设置电荷产生层792的具有串联结构的发光元件572。在此，EL层786(1)至EL层786(n)可以具有与图29B所示的EL层786相同的结构。此外，图29E示出EL层786中的EL层786(1)、EL层786(m)及EL层786(n)。在此，m为2以上且小于n的整数，n为m以上的整数。n的值越大，越可以提高发光元件572的电流效率及外量子效率。由此，可以在显示装置10上显示高亮度图像。此外，可以降低显示装置10的功耗。
<发光元件572的构成材料>
接着，对可以用于发光元件572的构成材料进行说明。
[导电体772及导电体788]
作为导电体772及导电体788，如果可以满足上述两个电极的功能则可以适当地组合下述材料。例如，可以适当地使用金属、合金、导电化合物以及它们的混合物等。具体而言，可以举出In-Sn氧化物(也称为ITO)、In-Si-Sn氧化物(也称为ITSO)、In-Zn氧化物、In-W-Zn氧化物。除了上述以外，还可以举出铝(Al)、钛(Ti)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、镓(Ga)、锌(Zn)、铟(In)、锡(Sn)、钼(Mo)、钽(Ta)、钨(W)、钯(Pd)、金(Au)、铂(Pt)、银(Ag)、钇(Y)、钕(Nd)等金属以及适当地组合它们的合金。除了上述以外，可以使用属于元素周期表中第1族或第2族的元素(例如，锂(Li)、铯(Cs)、钙(Ca)、锶(Sr)、铕(Eu)、镱(Yb)等稀土金属、适当地组合它们的合金以及石墨烯等。
[空穴注入层721及空穴传输层722]
空穴注入层721是将空穴从阳极的导电体772或电荷产生层792注入到EL层786中的层，包含空穴注入性高的材料。在此，EL层786包括EL层786a、EL层786b、EL层786c、EL层786(1)至EL层786(n)。
作为空穴注入性高的材料，可以举出钼氧化物、钒氧化物、钌氧化物、钨氧化物、锰氧化物等过渡金属氧化物。除了上述以外，可以使用酞菁类化合物如酞菁(简称：H2Pc)、铜酞菁(简称：CuPc)等；芳香胺化合物如4,4’-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]联苯(简称：DPAB)、N,N’-双{4-[双(3-甲基苯基)氨基]苯基}-N,N’-二苯基-(1,1’-联苯)-4,4’-二胺(简称：DNTPD)等；或者高分子如聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(简称：PEDOT/PSS)等。
作为空穴注入性高的材料，也可以使用包含空穴传输性材料及受体材料(电子受体材料)的复合材料。在此情况下，由受体材料从空穴传输性材料抽出电子而在空穴注入层721中产生空穴，空穴通过空穴传输层722注入到发光层723中。此外，空穴注入层721可以采用由包含空穴传输性材料及受体材料(电子受体材料)的复合材料构成的单层，也可以采用分别使用空穴传输性材料及受体材料(电子受体材料)形成的层的叠层。
空穴传输层722是将从导电体772经过空穴注入层721注入的空穴传输到发光层723中的层。此外，空穴传输层722是包含空穴传输性材料的层。作为用于空穴传输层722的空穴传输性材料，特别优选使用具有与空穴注入层721的HOMO能级相同或相近的HOMO能级的材料。
作为用于空穴注入层721的受体材料，可以使用属于元素周期表中的第4族至第8族的金属的氧化物。具体地说，可以举出氧化钼、氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钨、氧化锰、氧化铼。特别优选使用氧化钼，因为其在大气中也稳定，吸湿性低，并且容易处理。除了上述以外，可以举出醌二甲烷衍生物、四氯苯醌衍生物、六氮杂三亚苯衍生物等有机受体。具体地说，可以使用7，7，8，8-四氰基-2，3，5，6-四氟醌二甲烷(简称：F4-TCNQ)、氯醌、2，3，6，7，10，11-六氰-1，4，5，8，9，12-六氮杂三亚苯(简称：HAT-CN)等。
作为用于空穴注入层721及空穴传输层722的空穴传输性材料，优选为具有10- 6cm2/Vs以上的空穴迁移率的物质。此外，只要是空穴传输性高于电子传输性的物质，可以使用上述以外的物质。
作为空穴传输性材料，优选使用富π电子型杂芳族化合物(例如，咔唑衍生物或吲哚衍生物)或芳香胺化合物，具体的例子为如下：4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB或α-NPD)、N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯]-4，4’-二胺(简称：TPD)、4,4’-双[N-(螺-9,9’-二芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(简称：BSPB)、4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：BPAFLP)、4-苯基-3’-(9-苯基芴-9-基)三苯基胺(简称：mBPAFLP)、4-苯基-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBA1BP)、3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPPn)、N-(4-联苯)-N-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-9-苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：PCBiF)、N-(1,1’-联苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9-二甲基-9H-芴-2-胺(简称：PCBBiF)、4,4’-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBBi1BP)、4-(1-萘基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBANB)、4，4’-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBNBB)、9，9-二甲基-N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]芴-2-胺(简称：PCBAF)、N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]螺-9，9’-二芴-2-胺(简称：PCBASF)、4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(简称：TCTA)、4,4’,4”-三(N,N-二苯基氨基)三苯胺(简称：TDATA)、4,4’,4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(简称：MTDATA)等具有芳香胺骨架的化合物；1,3-双(N-咔唑基)苯(简称：mCP)、4，4’-二(N-咔唑基)联苯(简称：CBP)、3,6-双(3,5-二苯基苯基)-9-苯基咔唑(简称：CzTP)、3,3’-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称：PCCP)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA1)、3，6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCN1)、1，3，5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(简称：TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：CzPA)等具有咔唑骨架的化合物；4，4’，4”-(苯-1，3，5-三基)三(二苯并噻吩)(简称：DBT3P-II)、2，8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]二苯并噻吩(简称：DBTFLP-III)、4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-6-苯基二苯并噻吩(简称：DBTFLP-IV)等具有噻吩骨架的化合物；4，4’，4”-(苯-1，3，5-三基)三(二苯并呋喃)(简称：DBF3P-II)、4-{3-[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(简称：mmDBFFLBi-II)等具有呋喃骨架的化合物。
再者，还可以使用聚(N-乙烯基咔唑)(简称：PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(简称：PVTPA)、聚[N-(4-{N’-[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N’-苯基氨基}苯基)甲基丙烯酰胺](简称：PTPDMA)、聚[N,N’-双(4-丁基苯基)-N,N’-双(苯基)联苯胺](简称：Poly-TPD)等高分子化合物。
注意，空穴传输性材料不局限于上述材料，可以组合一种或多种的已知的各种各样材料而用于空穴注入层721及空穴传输层722作为空穴传输性材料。此外，空穴传输层722也可以分别由多个层构成。也就是说，例如，也可以层叠有第一空穴传输层和第二空穴传输层。
[发光层723]
发光层723是包含发光物质的层。此外，作为发光物质，适当地使用呈现蓝色、紫色、蓝紫色、绿色、黄绿色、黄色、橙色、红色等的发光颜色的物质。在此，如图29C、图29D及图29E所示，在发光元件572具有多个EL层的情况下，通过在设置于每个EL层中的发光层723中分别使用不同的发光物质，可以成为呈现不同的发光颜色的结构(例如，可以组合处于补色关系的发光颜色获得白色发光)。例如，在发光元件572具有图29C所示的结构的情况下，通过在设置于EL层786a中的发光层723和设置于EL层786b中的发光层723之间使用不同的发光物质，可以使EL层786a的发光颜色不同于EL层786b的发光颜色。此外，也可以为一个发光层具有不同的发光物质的叠层结构。
此外，发光层723除了发光物质(客体材料)以外还可以包含一种或多种有机化合物(主体材料、辅助材料)。此外，作为一种或多种有机化合物，可以使用空穴传输性材料和电子传输性材料中的一方或双方。
对可用于发光层723的发光物质没有特别的限制，可以使用将单重激发能量转换为可见光区域的光的发光物质或将三重激发能量转换为可见光区域的光的发光物质。此外，作为上述发光物质，例如可以举出如下物质。
作为将单重激发能量转换为发光的发光物质，可以举出发射荧光的物质(荧光材料)，例如可以举出芘衍生物、蒽衍生物、三亚苯衍生物、芴衍生物、咔唑衍生物、二苯并噻吩衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、喹喔啉衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、菲衍生物、萘衍生物等。尤其是芘衍生物的发光量子产率高，所以是优选的。作为芘衍生物的具体例子，可以举出N,N’-双(3-甲基苯基)-N,N’-双[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]芘-1,6-二胺(简称：1,6mMemFLPAPrn)、N,N’-二苯基-N,N’-双[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]芘-1,6-二胺(简称：1,6FLPAPrn)、N,N’-双(二苯并呋喃-2-基)-N,N’-二苯基芘-1,6-二胺(简称：1,6FrAPrn)、N,N’-双(二苯并噻吩-2-基)-N,N’-二苯基芘-1,6-二胺(简称：1,6ThAPrn)、N,N’-(芘-1,6-二基)双[(N-苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃)-6-胺](简称：1,6BnfAPrn)、N,N’-(芘-1,6-二基)双[(N-苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃)-8-胺](简称：1,6BnfAPrn-02)、N,N’-(芘-1,6-二基)双[(6,N-二苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃)-8-胺](简称：1,6BnfAPrn-03)等。此外，芘衍生物是为了达成本发明的一个方式中的蓝色的色度而有效的化合物群。
除了上述以外，可以使用5，6-双[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-2，2’-联吡啶(简称：PAP2BPy)、5，6-双[4’-(10-苯基-9-蒽基)联苯-4-基]-2，2’-联吡啶(简称：PAPP2BPy)、N,N’-双[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N,N’-二苯基芪-4,4’-二胺(简称：YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：YGAPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(9,10-二苯基-2-蒽基)三苯胺(简称：2YGAPPA)、N,9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPA)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBAPA)、4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBAPBA)、二萘嵌苯、2,5,8,11-四(叔丁基)二萘嵌苯(简称：TBP)、N，N”-(2-叔丁基蒽-9，10-二基二-4，1-亚苯基)双[N，N’，N’-三苯基-1，4-苯二胺](简称：DPABPA)、N，9-二苯基-N-[4-(9，10-二苯基-2-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPPA)、N-[4-(9，10-二苯基-2-蒽基)苯基]-N，N’，N’-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPAPPA)等。
作为将三重激发能量转换为发光的发光物质，例如可以举出发射磷光的物质(磷光材料)或呈现热活化延迟荧光的热活化延迟荧光(Thermally activated delayedfluorescence：TADF)材料。
作为磷光材料，可以举出有机金属配合物、金属配合物(铂配合物)、稀土金属配合物等。这种物质根据每个物质呈现不同的发光颜色(发光峰)，因此根据需要适当地选择而使用。
作为呈现蓝色或绿色且其发射光谱的峰波长为450nm以上且570nm以下的磷光材料，可以举出如下物质。
例如可以举出三{2-[5-(2-甲基苯基)-4-(2，6-二甲基苯基)-4H-1，2，4-三唑-3-基-κN2]苯基-κC}铱(III)(简称：[Ir(mpptz-dmp)3])、三(5-甲基-3，4-二苯基-4H-1，2，4-三唑(triazolato))铱(III)(简称：[Ir(Mptz)3])、三[4-(3-联苯)-5-异丙基-3-苯基-4H-1，2，4-三唑(triazolato)]铱(III)(简称：[Ir(iPrptz-3b)3])、三[3-(5-联苯)-5-异丙基-4-苯基-4H-1，2，4-三唑(triazolato)]铱(III)(简称：[Ir(iPr5btz)3])等具有4H-三唑骨架的有机金属配合物；三[3-甲基-1-(2-甲基苯基)-5-苯基-1H-1，2，4-三唑(triazolato)]铱(III)(简称：[Ir(Mptz1-mp)3])、三(1-甲基-5-苯基-3-丙基-1H-1，2，4-三唑(triazolato))铱(III)(简称：[Ir(Prptz1-Me)3])等具有1H-三唑骨架的有机金属配合物；fac-三[1-(2，6-二异丙基苯基)-2-苯基-1H-咪唑]铱(III)(简称：[Ir(iPrpmi)3])、三[3-(2，6-二甲基苯基)-7-甲基咪唑并[1，2-f]菲啶根(phenanthridinato)]铱(III)(简称：[Ir(dmpimpt-Me)3])等具有咪唑骨架的有机金属配合物；以及双[2-(4’，6’-二氟苯基)吡啶根-N，C2’]铱(III)四(1-吡唑基)硼酸盐(简称：FIr6)、双[2-(4’，6’-二氟苯基)吡啶根-N，C2’]铱(III)吡啶甲酸盐(简称：FIrpic)、双[2-(3，5-双三氟甲基-苯基)-吡啶根-N，C2’]铱(III)吡啶甲酸盐(简称：[Ir(CF3ppy)2(pic)])、双[2-(4’，6’-二氟苯基)吡啶根-N，C2’]铱(III)乙酰丙酮(简称：FIr(acac))等以具有吸电子基团的苯基吡啶衍生物为配体的有机金属配合物等。
作为呈现绿色或黄色且其发射光谱的峰波长为495nm以上且590nm以下的磷光材料，可以举出如下物质。
例如可以举出三(4-甲基-6-苯基嘧啶)铱(III)(简称：[Ir(mppm)3])、三(4-叔丁基-6-苯基嘧啶)铱(III)(简称：[Ir(tBuppm)3])、(乙酰丙酮根)双(6-甲基-4-苯基嘧啶)铱(III)(简称：[Ir(mppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双(6-叔丁基-4-苯基嘧啶)铱(III)(简称：[Ir(tBuppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双[6-(2-降莰基)-4-苯基嘧啶]铱(III)(简称：[Ir(nbppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双[5-甲基-6-(2-甲基苯基)-4-苯基嘧啶]铱(III)(简称：[Ir(mpmppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双{4，6-二甲基-2-[6-(2，6-二甲基苯基)-4-嘧啶基-κN3]苯基-κC}铱(III)(简称：[Ir(dmppm-dmp)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双(4，6-二苯基嘧啶)铱(III)(简称：[Ir(dppm)2(acac)])等具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物、(乙酰丙酮根)双(3，5-二甲基-2-苯基吡嗪)铱(III)(简称：[Ir(mppr-Me)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双(5-异丙基-3-甲基-2-苯基吡嗪)铱(III)(简称：[Ir(mppr-iPr)2(acac)])等具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物、三(2-苯基吡啶根-N，C2’)铱(III)(简称：[Ir(ppy)3])、双(2-苯基吡啶根-N，C2’)铱(III)乙酰丙酮(简称：[Ir(ppy)2(acac)])、双(苯并[h]喹啉)铱(III)乙酰丙酮(简称：[Ir(bzq)2(acac)])、三(苯并[h]喹啉)铱(III)(简称：[Ir(bzq)3])、三(2-苯基喹啉-N，C2＇)铱(III)(简称：[Ir(pq)3])、双(2-苯基喹啉-N，C2’)铱(III)乙酰丙酮(简称：[Ir(pq)2(acac)])等具有吡啶骨架的有机金属铱配合物、双(2，4-二苯基-1，3-噁唑-N，C2’)铱(III)乙酰丙酮(简称：[Ir(dpo)2(acac)])、双{2-[4’-(全氟苯基)苯基]吡啶-N，C2’}铱(III)乙酰丙酮(简称：[Ir(p-PF-ph)2(acac)])、双(2-苯基苯并噻唑-N，C2’)铱(III)乙酰丙酮(简称：[Ir(bt)2(acac)])等有机金属配合物、三(乙酰丙酮根)(单菲罗啉)铽(III)(简称：[Tb(acac)3(Phen)])等稀土金属配合物。
在上述物质中，具有吡啶骨架(尤其是苯基吡啶骨架)或嘧啶骨架的有机金属铱配合物是为了达成本发明的一个方式中的绿色的色度而有效的化合物群。
作为呈现黄色或红色且其发射光谱的峰波长为570nm以上且750nm以下的磷光材料，可以举出如下物质。
例如可以举出(二异丁酰甲烷根)双[4，6-双(3-甲基苯基)嘧啶根]铱(III)(简称：[Ir(5mdppm)2(dibm)])、双[4，6-双(3-甲基苯基)嘧啶根](二新戊酰甲烷)铱(III)(简称：[Ir(5mdppm)2(dpm)])、双[4，6-二(萘-1-基)嘧啶根](二新戊酰甲烷)铱(III)(简称：[Ir(d1npm)2(dpm)])等具有嘧啶骨架的有机金属配合物；(乙酰丙酮)双(2，3，5-三苯基吡嗪)铱(III)(简称：[Ir(tppr)2(acac)])、双(2，3，5-三苯基吡嗪)(二新戊酰甲烷)铱(III)(简称:[Ir(tppr)2(dpm)])、双{4,6-二甲基-2-[3-(3,5-二甲基苯基)-5-苯基-2-吡嗪基-κN]苯基-κC}(2,6-二甲基-3,5-庚二酮-κ2O,O’)铱(III)(简称：[Ir(dmdppr-P)2(dibm)])、双{4,6-二甲基-2-[5-(4-氰基-2,6-二甲基苯基)-3-(3,5-二甲基苯基)-2-吡嗪基-κN]苯基-κC}(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮-κ2O,O’)铱(III)(简称：[Ir(dmdppr-dmCP)2(dpm)])、(乙酰丙酮)双[2-甲基-3-苯基喹喔啉合(quinoxalinato)]-N，C2’]铱(III)(简称：[Ir(mpq)2(acac)])、(乙酰丙酮)双(2，3-二苯基喹喔啉合(quinoxalinato)-N，C2’]铱(III)(简称：[Ir(dpq)2(acac)])、(乙酰丙酮)双[2，3-双(4-氟苯基)喹喔啉合(quinoxalinato)]铱(III)(简称：[Ir(Fdpq)2(acac)])等具有吡嗪骨架的有机金属配合物；三(1-苯基异喹啉-N，C2’)铱(III)(简称：[Ir(piq)3])、双(1-苯基异喹啉-N,C2’)铱(III)乙酰丙酮(简称：[Ir(piq)2(acac)])等具有吡啶骨架的有机金属配合物；2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-卟啉铂(II)(简称：[PtOEP])等铂配合物；以及三(1，3-二苯基-1，3-丙二酮(propanedionato))(单菲罗啉)铕(III)(简称：[Eu(DBM)3(Phen)])、三[1-(2-噻吩甲酰基)-3，3，3-三氟丙酮](单菲罗啉)铕(III)(简称：[Eu(TTA)3(Phen)])等稀土金属配合物。
在上述物质中，具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物是为了达成本发明的一个方式中的红色的色度而有效的化合物群。尤其是，具有氰基的有机金属铱配合物诸如[Ir(dmdppr-dmCP)2(dpm)]等其稳定性高，所以是优选的。
此外，作为蓝色的发光物质，可以使用光致发光的峰波长为430nm以上且470nm以下，优选为430nm以上且460nm以下的物质。此外，作为绿色的发光物质，可以使用光致发光的峰波长为500nm以上且540nm以下，优选为500nm以上且530nm以下的物质。此外，作为红色的发光物质，可以使用光致发光的峰波长为610nm以上且680nm以下，优选为620nm以上且680nm以下的物质。此外，光致发光的测定都可以使用溶液或薄膜。
通过同时使用上述化合物及微腔效应，可以更容易达到上述色度。此时，为了获得微腔效应所需的半透射半反射电极(金属薄膜部分)的厚度优选为20nm以上且40nm以下，更优选大于25nm且40nm以下。当该厚度超过40nm时，效率可能会降低。
作为用于发光层723的有机化合物(主体材料、辅助材料)，可以使用选择一种或多种其能隙比发光物质(客体材料)大的物质。此外，上述空穴传输性材料及后述的电子传输性材料分别可以被用作主体材料或辅助材料。
当发光物质是荧光材料时，优选使用单重激发态的能级大且三重激发态的能级小的有机化合物作为主体材料。例如，优选使用蒽衍生物或并四苯衍生物。具体而言，可以举出9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：PCzPA)、3-[4-(1-萘基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPN)、9-[4-(10-苯基-9-蒽)苯基]-9H-咔唑(简称：CzPA)、7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c,g]咔唑(简称：cgDBCzPA)、6-[3-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃(简称：2mBnfPPA)、9-苯基-10-{4-(9-苯基-9H-芴-9-基)联苯-4’-基}蒽(简称：FLPPA)、5,12-二苯基并四苯、5,12-双(联苯-2-基)并四苯等。
在发光物质是磷光材料的情况下，选择其三重态激发能量比发光物质的三重态激发能量(基态和三重激发态之间的能量差)大的有机化合物作为主体材料，即可。在此情况下，可以使用锌或铝类金属配合物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、苯并咪唑衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、二苯并噻吩衍生物、二苯并呋喃衍生物、嘧啶衍生物、三嗪衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、菲罗啉衍生物等杂芳族化合物或者芳香胺、咔唑衍生物等。
具体地说，三(8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Almq3)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)(简称：BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(简称：BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称：Znq)、双[2-(2-苯并恶唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnPBO)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnBTZ)等金属配合物；2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(简称：PBD)、1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(简称：OXD-7)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(简称：TAZ)、2，2’，2”-(1，3，5-苯三基)-三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(简称：TPBI)、红菲绕啉(简称：BPhen)、浴铜灵(简称：BCP)、2,9-双(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(简称：NBphen)、9-[4-(5-苯基-1，3，4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(简称：CO11)等杂环化合物、NPB、TPD、BSPB等芳香胺化合物。
此外，可以举出蒽衍生物、菲衍生物、芘衍生物、
Figure BDA0003438608110000641
(chrysene)衍生物、二苯并[g，p]
Figure BDA0003438608110000642
(chrysene)衍生物等稠合多环芳香化合物(condensed polycyclic aromaticcompound)。具体地，可以举出9，10-二苯基蒽(简称：DPAnth)、N，N-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：CzA1PA)、4-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：DPhPA)、YGAPA、PCAPA、N,9-二苯基-N-{4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]苯基}-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPBA)、9,10-二苯基-2-[N-苯基-N-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)氨基]蒽(简称：2PCAPA)、6,12-二甲氧基-5,11-二苯
Figure BDA0003438608110000651
、N，N，N’，N’，N”，N”，N”’，N”’-八苯基二苯并[g，p]
Figure BDA0003438608110000652
-2，7，10，15-四胺(简称：DBC1)、9-[4-(10-苯基-9-蒽)苯基]-9H-咔唑(简称：CzPA)、3,6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称:DPCzPA)、9,10-双(3,5-二苯基苯基)蒽(简称:DPPA)、9,10-二(2-萘基)蒽(简称：DNA)、2-叔丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(简称：t-BuDNA)、9,9’-联蒽(简称：BANT)、9,9’-(二苯乙烯-3,3’-二基)二菲(简称：DPNS)、9,9’-(二苯乙烯-4,4’-二基)二菲(简称：DPNS2)以及1,3,5-三(1-芘基)苯(简称：TPB3)等。
此外，在将多个有机化合物用于发光层723的情况下，优选组合形成激基复合物的化合物和发光物质而使用。在此情况下，可以适当地组合各种有机化合物而使用，但是为了高效地形成激基复合物，特别优选组合容易接收空穴的化合物(空穴传输性材料)和容易接收电子的化合物(电子传输性材料)。此外，作为空穴传输性材料及电子传输性材料的具体例子，可以使用本实施方式所示的材料。
TADF材料是指能够利用微小的热能量将三重激发态上转换(up-convert)为单重激发态(逆系间窜越)并高效率地呈现来自单重激发态的发光(荧光)的材料。可以高效率地获得热活化延迟荧光的条件为如下：三重激发能级和单重激发能级之间的能量差为0eV以上且0.2eV以下，优选为0eV以上且0.1eV以下。TADF材料所呈现的延迟荧光是指其光谱与一般的荧光同样但其寿命非常长的发光。该寿命为10-6秒以上，优选为10-3秒以上。
作为TADF材料，例如可以举出富勒烯或其衍生物、普鲁黄素等吖啶衍生物、伊红等。此外，可以举出包含镁(Mg)、锌(Zn)、镉(Cd)、锡(Sn)、铂(Pt)、铟(In)或钯(Pd)等的含金属卟啉。作为含金属卟啉，例如，也可以举出原卟啉-氟化锡配合物(SnF2(ProtoIX))、中卟啉-氟化锡配合物(SnF2(MesoIX))、血卟啉-氟化锡配合物(SnF2(HematoIX))、粪卟啉四甲酯-氟化锡配合物(SnF2(CoproIII-4Me))、八乙基卟啉-氟化锡配合物(SnF2(OEP))、初卟啉-氟化锡配合物(SnF2(EtioI))以及八乙基卟啉-氯化铂配合物(PtCl2OEP)等。
除了上述以外，可以使用2-(联苯-4-基)-4，6-双(12-苯基吲哚并[2，3-a]咔唑-11-基)-1，3，5-三嗪(PIC-TRZ)、2-{4-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(PCCzPTzn)、2-[4-(10H-吩恶嗪-10-基)苯基]-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(PXZ-TRZ)、3-[4-(5-苯基-5，10-二氢吩嗪-10-基)苯基]-4，5-二苯基-1，2，4-三唑(PPZ-3TPT)、3-(9，9-二甲基-9H-吖啶-10-基)-9H-氧杂蒽-9-酮(ACRXTN)、双[4-(9，9-二甲基-9，10-二氢吖啶)苯基]砜(DMAC-DPS)、10-苯基-10H，10’H-螺[吖啶-9，9’-蒽]-10’-酮(ACRSA)等具有富π电子型芳杂环及缺π电子型芳杂环的杂环化合物。此外，在富π电子型芳杂环和缺π电子型芳杂环直接键合的物质中，富π电子型芳杂环的供体性和缺π电子型芳杂环的受体性都强，单重激发态与三重激发态之间的能量差变小，所以是尤其优选的。
此外，在使用TADF材料的情况下，可以组合其他有机化合物使用。
[电子传输层724]
电子传输层724是将从导电体788经过电子注入层725注入的电子传输到发光层723中的层。此外，电子传输层724是包含电子传输性材料的层。作为用于电子传输层724的电子传输性材料，优选为具有1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的物质。此外，只要是电子传输性高于空穴传输性的物质，可以使用上述以外的物质。
作为用于电子传输性材料可以举出具有喹啉配体、苯并喹啉配体、噁唑配体、噻唑配体的金属配合物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、菲罗啉衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物等。除了上述以外，也可以使用含氮杂芳族化合物等缺π电子型杂芳族化合物。
具体地说，Alq3、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(简称：Almq3)、双(10-羟基苯并[h]-喹啉)铍(简称：BeBq2)、BAlq、Zn(BOX)2、双[2-(2-羟基苯基)-苯并噻唑]锌(简称：Zn(BTZ)2)等金属配合物、2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(简称：PBD)、1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(简称：OXD-7)、3-(4’-联苯基)-4-苯基-5-(4”-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(简称：TAZ)、3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(简称：p-EtTAZ)、红菲咯啉(简称：Bphen)、浴铜灵(简称：BCP)、4，4’-双(5-甲基苯并噁唑-2-基)二苯乙烯(简称：BzOs)等杂芳族化合物、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTPDBq-II)、2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTBPDBq-II)、2-[4-(3，6-二苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2CzPDBq-III)、7-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：7mDBTPDBq-II)和6-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：6mDBTPDBq-II)等喹喔啉衍生物或二苯并喹喔啉衍生物。
此外，还可以使用聚(2，5-吡啶二基)(简称：PPy)、聚[(9，9-二己基芴-2，7-二基)-共-(吡啶-3，5-二基)](简称：PF-Py)、聚[(9，9-二辛基芴-2，7-二基)-共-(2，2’-联吡啶-6，6’-二基)](简称：PF-BPy)等高分子化合物。
此外，电子传输层724既可由单层构成又可由层叠有两层以上的由上述物质构成的层的构成。
[电子注入层725]
电子注入层725是包含电子注入性高的物质的层。作为电子注入层725，可以使用氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaF2)及锂氧化物(LiOx)等碱金属、碱土金属或这些金属的化合物。此外，可以使用氟化铒(ErF3)等稀土金属化合物。此外，也可以将电子盐用于电子注入层725。作为该电子盐，例如可以举出对钙和铝的混合氧化物以高浓度添加电子的物质等。此外，也可以使用如上所述的构成电子传输层724的物质。
此外，也可以将混合有机化合物与电子给体(供体)而成的复合材料用于电子注入层725。这种复合材料因为通过电子给体在有机化合物中产生电子而具有优异的电子注入性和电子传输性。在此情况下，有机化合物优选是在传输所产生的电子方面性能优异的材料，具体而言，例如，可以使用用于如上所述的电子传输层724的电子传输性材料(金属配合物、杂芳族化合物等)。作为电子给体，只要是对有机化合物呈现电子施主性的物质即可。具体而言，优选使用碱金属、碱土金属和稀土金属，可以举出锂、铯、镁、钙、铒、镱等。此外，优选使用碱金属氧化物或碱土金属氧化物，可以举出锂氧化物、钙氧化物、钡氧化物等。此外，还可以使用氧化镁等路易斯碱。此外，也可以使用四硫富瓦烯(简称：TTF)等有机化合物。
[电荷产生层792]
电荷产生层792具有如下功能：在对导电体772及导电体788施加电压时，对接触于该电荷产生层792的两个EL层786中离导电体772更近的一个EL层786注入电子且对与导电体788不同一侧的EL层786注入空穴的功能。例如，在具有图29C所示的结构的发光元件572中，电荷产生层792具有对EL层786a注入电子且对EL层786b注入空穴的功能。电荷产生层792既可以具有对空穴传输性材料添加有电子受体(受体)的结构，也可以具有对电子传输性材料添加有电子给体(供体)的结构。或者，也可以层叠有这两种结构。此外，通过使用上述材料形成电荷产生层792，可以抑制在层叠EL层时的显示装置10的驱动电压的增大。
在电荷产生层792具有对空穴传输性材料添加有电子受体的结构的情况下，作为电子受体，可以举出7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟醌二甲烷(简称：F4-TCNQ)、氯醌等。此外，可以举出属于元素周期表中第4族至第8族的元素的金属的氧化物。具体地说，可以举出氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化锰、氧化铼等。
在电荷产生层792具有对电子传输性材料添加有电子供体的结构的情况下，作为电子给体，可以使用碱金属、碱土金属、稀土金属或属于元素周期表中第2族、第13族的金属及它们的氧化物或碳酸盐。具体而言，优选使用锂(Li)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、镱(Yb)、铟(In)、氧化锂、碳酸铯等。此外，也可以将如四硫萘并萘(tetrathianaphthacene)等有机化合物用作电子给体。
此外，当制造发光元件572时，可以利用蒸镀法等真空工序或旋涂法、喷墨法等溶液工序。作为蒸镀法，可以利用溅射法、离子镀法、离子束蒸镀法、分子束蒸镀法、真空蒸镀法等物理蒸镀法(PVD法)或化学气相沉积法(CVD法)等。尤其是，可以利用蒸镀法(真空蒸镀法)、涂敷法(浸涂法、染料涂布法、棒式涂布法、旋涂法、喷涂法)、印刷法(喷墨法、丝网印刷(孔版印刷)法、胶版印刷(平版印刷)法、柔版印刷(凸版印刷)法、照相凹版印刷法、微接触印刷法等)等方法形成包括在发光元件的EL层中的功能层(空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层)以及电荷产生层。
此外，本实施方式所示的构成发光元件的EL层的各功能层(空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层)以及电荷产生层的材料不局限于此，只要为可以满足各层的功能的材料就可以组合地使用。作为一个例子，可以使用高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)、中分子化合物(介于低分子与高分子之间的化合物：分子量为400至4000)、无机化合物(量子点材料等)等。作为量子点材料，可以使用胶状量子点材料、合金型量子点材料、核壳型量子点材料、核型量子点材料等。
本实施方式所示的结构例子及对应于这些例子的附图等的至少一部分可以与其他结构例子或附图等适当地组合而实施。
本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。
(实施方式2)
在本实施方式中，说明可以用于本发明的一个方式的显示装置的晶体管。
<晶体管的结构例子1>
图30A、图30B及图30C是可以用于本发明的一个方式的显示装置的晶体管200A及晶体管200A周边的俯视图及截面图。可以将晶体管200A应用于本发明的一个方式的显示装置。
图30A是晶体管200A的俯视图。此外，图30B及图30C是晶体管200A的截面图。在此，图30B是沿着图30A中的点划线A1-A2的截面图，该截面图相当于晶体管200A的沟道长度方向上的截面图。图30C是沿着图30A中的点划线A3-A4的截面图，该截面图相当于晶体管200A的沟道宽度方向上的截面图。注意，为了容易理解，在图30A的俯视图中省略部分构成要素。
如图30所示，晶体管200A包括：配置在衬底(未图示)上的金属氧化物230a；配置在金属氧化物230a上的金属氧化物230b；配置在金属氧化物230b上的相互分离的导电体242a及导电体242b；配置在导电体242a及导电体242b上的以与导电体242a与导电体242b之间重叠的方式形成开口的绝缘体280；配置在开口中的导电体260；配置在金属氧化物230b、导电体242a、导电体242b以及绝缘体280与导电体260之间的绝缘体250；以及配置在金属氧化物230b、导电体242a、导电体242b以及绝缘体280与绝缘体250之间的金属氧化物230c。在此，如图30B和图30C所示，导电体260的顶面优选与绝缘体250、绝缘体254、金属氧化物230c以及绝缘体280的顶面大致一致。以下，金属氧化物230a、金属氧化物230b以及金属氧化物230c有时被统称为氧化物230。此外，导电体242a及导电体242b有时被统称为导电体242。
在图30所示的晶体管200A中，导电体242a及导电体242b的位于导电体260一侧的侧面大致垂直于底面。此外，图30所示的晶体管200A不局限于此，也可以采用导电体242a及导电体242b的侧面和底面所形成的角度为10°以上且80°以下，优选为30°以上且60°以下的结构。此外，也可以采用导电体242a和导电体242b的相对的侧面具有多个面的结构。
此外，如图30所示，优选在绝缘体224、金属氧化物230a、金属氧化物230b、导电体242a、导电体242b及金属氧化物230c与绝缘体280之间配置有绝缘体254。在此，如图30B、图30C所示，绝缘体254优选与金属氧化物230c的侧面、导电体242a的顶面及侧面、导电体242b的顶面及侧面、金属氧化物230a及金属氧化物230b的侧面以及绝缘体224的顶面接触。
注意，在晶体管200A中，在形成沟道的区域(以下也称为沟道形成区域)及其附近层叠有金属氧化物230a、金属氧化物230b及金属氧化物230c的三层，但是本发明不局限于此。例如，可以是金属氧化物230b与金属氧化物230c的两层结构或者四层以上的叠层结构。此外，在晶体管200A中，导电体260具有两层结构，但是本发明不局限于此。例如，导电体260也可以具有单层结构或三层以上的叠层结构。此外，金属氧化物230a、金属氧化物230b以及金属氧化物230c也可以各自具有两层以上的叠层结构。
例如，在金属氧化物230c具有由第一氧化物和第一氧化物上的第二氧化物构成的叠层结构的情况下，第一氧化物可以具有与金属氧化物230b同样的组成，而第二氧化物优选具有与金属氧化物230a同样的组成。
在此，导电体260被用作晶体管的栅电极，导电体242a及导电体242b各被用作源电极或漏电极。如上所述，导电体260以嵌入绝缘体280的开口及被夹在导电体242a与导电体242b之间的区域中的方式形成。在此，导电体260、导电体242a及导电体242b的配置相对于绝缘体280的开口自对准地形成。也就是说，在晶体管200A中，栅电极可以自对准地配置在源电极与漏电极之间。由此，可以以不设置用于对准的余地的方式形成导电体260，所以可以实现晶体管200A的占有面积的缩小。由此，可以实现显示装置的高清晰化。此外，可以实现窄边框的显示装置。
此外，如图30所示，导电体260优选包括配置在绝缘体250的内侧的导电体260a及以嵌入导电体260a的内侧的方式配置的导电体260b。
此外，晶体管200A优选包括配置在衬底(未图示)上的绝缘体214、配置在绝缘体214上的绝缘体216、以嵌入绝缘体216的方式配置的导电体205、配置在绝缘体216及导电体205上的绝缘体222以及配置在绝缘体222上的绝缘体224。优选在绝缘体224上配置有金属氧化物230a。
此外，优选在晶体管200A上配置有被用作层间膜的绝缘体274及绝缘体281。在此，绝缘体274优选与导电体260、绝缘体250、绝缘体254、金属氧化物230c以及绝缘体280的顶面接触。
此外，绝缘体222、绝缘体254以及绝缘体274优选具有抑制氢(例如，氢原子、氢分子等中的至少一个)的扩散的功能。例如，绝缘体222、绝缘体254以及绝缘体274的氢透过性优选低于绝缘体224、绝缘体250以及绝缘体280。此外，绝缘体222及绝缘体254优选具有抑制氧(例如，氧原子、氧分子等)中的至少一个的扩散的功能。例如，绝缘体222及绝缘体254的氧透过性优选低于绝缘体224、绝缘体250以及绝缘体280。
在此，绝缘体224、氧化物230以及绝缘体250与绝缘体280及绝缘体281由绝缘体254以及绝缘体274相隔。由此，可以抑制包含在绝缘体280及绝缘体281中的氢等杂质或过剩的氧混入绝缘体224、金属氧化物230、金属氧化物230a、金属氧化物230b以及绝缘体250中。
此外，半导体装置优选包括与晶体管200A电连接且被用作插头的导电体240(导电体240a及导电体240b)。此外，还包括与被用作插头的导电体240的侧面接触的绝缘体241(绝缘体241a及绝缘体241b)。也就是说，绝缘体241以与绝缘体254、绝缘体280、绝缘体274以及绝缘体281的开口的内壁接触的方式形成。此外，可以以与绝缘体241的侧面接触的方式设置有导电体240的第一导电体且在其内侧设置第二导电体。在此，导电体240的顶面的高度与绝缘体281的顶面的高度可以大致相同。此外，示出在晶体管200A中，层叠有导电体240的第一导电体及导电体240的第二导电体的结构，但是本发明不局限于此。例如，导电体240也可以具有单层结构或者三层以上的叠层结构。在结构体具有叠层结构的情况下，有时按形成顺序赋予序数以进行区別。
此外，优选在晶体管200A中将被用作氧化物半导体的金属氧化物(以下也称为氧化物半导体)用于包含沟道形成区域的氧化物230(金属氧化物230a、金属氧化物230b及金属氧化物230c)。例如，作为将成为氧化物230的沟道形成区域的金属氧化物，优选使用其带隙为2eV以上，优选为2.5eV以上的金属氧化物。
作为上述金属氧化物，优选至少包含铟(In)或锌(Zn)。尤其是，优选包含铟(In)或锌(Zn)。此外，除此之外，优选还包含元素M。元素M可以为铝(Al)、镓(Ga)、钇(Y)、锡(Sn)、硼(B)、钛(Ti)、铁(Fe)、镍(Ni)、锗(Ge)、锆(Zr)、钼(Mo)、镧(La)、铈(Ce)、钕(Nd)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、镁(Mg)和钴(Co)等中的一种以上。尤其是，元素M优选为铝(Al)、镓(Ga)、钇(Y)和锡(Sn)中的一种以上。另外，元素M更优选包含Ga和Sn中的任一个或两个。
此外，如图30B所示，金属氧化物230b中的不与导电体242重叠的区域的厚度有时比其与导电体242重叠的区域的厚度薄。这是因为当形成导电体242a及导电体242b时去除金属氧化物230b的顶面的一部分的缘故。当在金属氧化物230b的顶面上形成用作导电体242的导电膜时，有时在与该导电膜的界面附近形成低电阻区域。如此，通过去除金属氧化物230b的顶面上的位于导电体242a与导电体242b之间的低电阻区域，可以抑制沟道形成在该区域中。
通过本发明的一个方式，可以提供一种包括尺寸小的晶体管并其清晰度高的显示装置。此外，可以提供一种包括通态电流大的晶体管并其亮度高的显示装置。此外，可以提供一种包括工作速度快的晶体管并其工作速度快的显示装置。此外，可以提供一种包括电特性稳定的晶体管并其可靠性高的显示装置。此外，可以提供一种包括关态电流小的晶体管并其功耗低的显示装置。
以下说明可以用于本发明的一个方式的显示装置的晶体管200A的详细结构。
导电体205以包括与氧化物230及导电体260重叠的区域的方式配置。此外，导电体205优选以嵌入绝缘体216中的方式设置。在此，导电体205的顶面的平坦性优选为高。例如，导电体205的顶面的平均表面粗糙度(Ra)为1nm以下，优选为0.5nm以下，更优选为0.3nm以下即可。由此，可以提高形成在导电体205上的绝缘体224的平坦性，并提高金属氧化物230b及金属氧化物230c的结晶性。
在此，导电体260有时被用作第一栅极(也称为顶栅极)电极。此外，导电体205有时被用作第二栅极(也称为底栅极)电极。在此情况下，通过独立地改变供应到导电体205的电位而不使其与供应到导电体260的电位联动，可以控制晶体管200A的Vth。尤其是，通过对导电体205供应负电位，可以使晶体管200A的Vth大于0V且可以减小关态电流。因此，与不对导电体205施加负电位时相比，在对导电体205施加负电位的情况下，可以减小对导电体260供应的电位为0V时的漏极电流。
此外，导电体205优选比金属氧化物230中的沟道形成区域大。尤其是，如图30C所示，导电体205优选延伸到与沟道宽度方向上的金属氧化物230交叉的端部的外侧的区域。就是说，优选在金属氧化物230的沟道宽度方向的侧面的外侧，导电体205和导电体260隔着绝缘体重叠。
就是说通过具有上述结构，可以由被用作第一栅电极的导电体260的电场和被用作第二栅电极的导电体205的电场电围绕金属氧化物230的沟道形成区域。
此外，如图30C所示，将导电体205延伸来用作布线。但是，本发明不局限于此，也可以在导电体205下设置被用作布线的导电体。
此外，作为导电体205，优选使用以钨、铜或铝为主要成分的导电材料。在附图中，以单层图示导电体205，但是导电体205也可以具有叠层结构，例如，可以采用钛、氮化钛和上述导电材料的叠层结构。
此外，也可以在导电体205下使用具有抑制氢原子、氢分子、水分子、氮原子、氮分子、氧化氮分子(N2O、NO、NO2等)、铜原子等杂质的扩散的功能(不容易透过上述杂质)的导电体。此外，优选使用具有抑制氧(例如，氧原子、氧分子等中的至少一个)的扩散的功能(不容易透过上述氧)的导电体。在本说明书中，“抑制杂质或氧的扩散的功能”是指抑制上述杂质和上述氧中的任一个或全部的扩散的功能。
此外，当在导电体205下使用具有抑制氧的扩散的功能的导电体时，可以抑制使导电体205氧化而导致导电率的下降。作为具有抑制氧的扩散的功能的导电体，例如，优选使用钽、氮化钽、钌或氧化钌等。因此，作为导电体205的第一导电体，可以使用上述导电材料的单层或叠层。
绝缘体214优选被用作抑制水或氢等杂质从衬底一侧进入晶体管200A的阻挡绝缘膜。因此，作为绝缘体214优选使用具有抑制氢原子、氢分子、水分子、氮原子、氮分子、氧化氮分子(N2O、NO、NO2等)、铜原子等杂质的扩散的功能(不容易使上述杂质透过)的绝缘材料。此外，优选使用具有抑制氧(例如，氧原子、氧分子等)中的至少一个的扩散的功能(不容易使上述氧透过)的绝缘材料。
例如，优选的是，作为绝缘体214使用氧化铝或氮化硅等。由此，可以抑制水或氢等杂质从与绝缘体214相比更靠近衬底一侧扩散到晶体管200A一侧。此外，可以抑制包含在绝缘体224等中的氧扩散到与绝缘体214相比更靠近衬底一侧。
此外，被用作层间膜的绝缘体216、绝缘体280及绝缘体281的介电常数优选比绝缘体214低。通过将介电常数低的材料作为层间膜，可以减少产生在布线之间的寄生电容。例如，作为绝缘体216、绝缘体280及绝缘体281，适当地使用氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、添加有氟的氧化硅、添加有碳的氧化硅、添加有碳及氮的氧化硅或具有空孔的氧化硅等。
绝缘体222及绝缘体224被用作栅极绝缘体。
在此，在与金属氧化物230接触的绝缘体224中，优选通过加热使氧脱离。在本说明书等中，有时将通过加热脱离的氧称为过剩氧。例如，作为绝缘体224适当地使用氧化硅或氧氮化硅等，即可。通过以与金属氧化物230接触的方式设置包含氧的绝缘体，可以减少金属氧化物230中的氧缺陷，从而可以提高晶体管200A的可靠性。
具体而言，作为绝缘体224，优选使用通过加热使一部分的氧脱离的氧化物材料。通过加热使氧脱离的氧化物是指在TDS(Thermal Desorption Spectroscopy：热脱附谱)分析中换算为氧原子的氧的脱离量为1.0×1018atoms/cm3以上，优选为1.0×1019atoms/cm3以上，进一步优选为2.0×1019atoms/cm3以上，或者3.0×1020atoms/cm3以上的氧化物膜。此外，进行上述TDS分析时的膜的表面温度优选在100℃以上且700℃以下，或者100℃以上且400℃以下的范围内。
此外，如图30C所示，有时在绝缘体224中不与绝缘体254重叠并不与金属氧化物230b重叠的区域的厚度比其他区域的厚度薄。在绝缘体224中，不与绝缘体254重叠并不与金属氧化物230b重叠的区域优选具有足够使上述氧扩散的厚度。
与绝缘体214等同样，绝缘体222优选被用作抑制水或氢等杂质从衬底一侧混入晶体管200A的阻挡绝缘膜。例如，绝缘体222的氢透过性优选比绝缘体224低。通过由绝缘体222、绝缘体254以及绝缘体274围绕绝缘体224、金属氧化物230以及绝缘体250等，可以抑制水或氢等杂质从外部侵入晶体管200A。
再者，绝缘体222优选具有抑制氧(例如，氧原子、氧分子等)中的至少一个的扩散的功能(不容易使上述氧透过)。例如，绝缘体222的氧透过性优选比绝缘体224低。通过使绝缘体222具有抑制氧或杂质的扩散的功能，可以减少金属氧化物230所具有的氧能够扩散到衬底一侧，所以是优选的。此外，可以抑制导电体205与绝缘体224及金属氧化物230所具有的氧起反应。
绝缘体222优选使用作为绝缘材料的包含铝和铪中的一方或双方的氧化物的绝缘体。作为包含铝和铪中的一方或双方的氧化物的绝缘体，优选使用氧化铝、氧化铪、包含铝及铪的氧化物(铝酸铪)等。当使用这种材料形成绝缘体222时，绝缘体222被用作抑制氧从金属氧化物230释放或氢等杂质从晶体管200A的周围部进入金属氧化物230的层。
或者，例如也可以对上述绝缘体添加氧化铝、氧化铋、氧化锗、氧化铌、氧化硅、氧化钛、氧化钨、氧化钇、氧化锆。此外，也可以对上述绝缘体进行氮化处理。还可以在上述绝缘体上层叠氧化硅、氧氮化硅或氮化硅。
此外，作为绝缘体222，例如也可以以单层或叠层使用包含氧化铝、氧化铪、氧化钽、氧化锆、锆钛酸铅(PZT)、钛酸锶(SrTiO3)或(Ba，Sr)TiO3(BST)等所谓的high-k材料的绝缘体。当进行晶体管的微型化及高集成化时，由于栅极绝缘体的薄膜化，有时发生泄漏电流等问题。通过作为被用作栅极绝缘体的绝缘体使用high-k材料，可以在保持物理厚度的同时降低晶体管工作时的栅极电位。
此外，绝缘体222及绝缘体224也可以具有两层以上的叠层结构。此时，不局限于由相同材料构成的叠层结构，也可以是由不同材料构成的叠层结构。例如，也可以在绝缘体222下设置与绝缘体224同样的绝缘体。
金属氧化物230包括金属氧化物230a、金属氧化物230a上的金属氧化物230b及金属氧化物230b上的金属氧化物230c。当在金属氧化物230b下设置金属氧化物230a时，可以抑制杂质从形成在金属氧化物230a下方的结构物扩散到金属氧化物230b。当在金属氧化物230b上设置金属氧化物230c时，可以抑制杂质从形成在金属氧化物230c的上方的结构物扩散到金属氧化物230b。
此外，金属氧化物230优选具有各金属原子的原子个数比互不相同的氧化物的叠层结构。例如，在金属氧化物230至少包含铟(In)及元素M的情况下，金属氧化物230a中的元素M与构成金属氧化物230a的全部元素的原子个数比优选大于金属氧化物230b中的元素M与构成金属氧化物230b的全部元素的原子个数比。此外，金属氧化物230a中的元素M与In的原子个数比优选大于金属氧化物230b中的元素M与In的原子个数比。在此，金属氧化物230c可以使用可用于金属氧化物230a或金属氧化物230b的金属氧化物。
优选的是，使金属氧化物230a及金属氧化物230c的导带底的能量高于金属氧化物230b的导带底的能量。换言之，金属氧化物230a及金属氧化物230c的电子亲和势优选小于金属氧化物230b的电子亲和势。在此情况下，金属氧化物230c优选使用可以用于金属氧化物230a的金属氧化物。具体而言，金属氧化物230c中的元素M与构成金属氧化物230c的全部元素的原子个数比优选大于金属氧化物230b中的元素M与构成金属氧化物230b的全部元素的原子个数比。此外，金属氧化物230c中的元素M与In的原子个数比优选大于金属氧化物230b中的元素M与In的原子个数比。
在此，在金属氧化物230a、金属氧化物230b及金属氧化物230c的接合部中，导带底的能级平缓地变化。换言之，也可以将上述情况表达为金属氧化物230a、金属氧化物230b及金属氧化物230c的接合部的导带底的能级连续地变化或者连续地接合。为此，优选降低形成在金属氧化物230a与金属氧化物230b的界面以及金属氧化物230b与金属氧化物230c的界面的混合层的缺陷态密度。
具体而言，通过使金属氧化物230a与金属氧化物230b以及金属氧化物230b与金属氧化物230c除了氧之外还包含共同元素(为主要成分)，可以形成缺陷态密度低的混合层。例如，在金属氧化物230b为In-Ga-Zn氧化物的情况下，作为金属氧化物230a及金属氧化物230c可以使用In-Ga-Zn氧化物、Ga-Zn氧化物及氧化镓等。此外，金属氧化物230c可以具有叠层结构。例如，可以使用In-Ga-Zn氧化物和该In-Ga-Zn氧化物上的Ga-Zn氧化物的叠层结构，或者，可以使用In-Ga-Zn氧化物和该In-Ga-Zn氧化物上的氧化镓的叠层结构。换言之，作为金属氧化物230c，也可以使用In-Ga-Zn氧化物和不包含In的氧化物的叠层结构。
具体而言，作为金属氧化物230a使用In：Ga：Zn＝1：3：4[原子个数比]或1：1：0.5[原子个数比]的金属氧化物，即可。此外，作为金属氧化物230b使用In：Ga：Zn＝4：2：3[原子个数比]或3：1：2[原子个数比]的金属氧化物，即可。此外，作为金属氧化物230c使用In：Ga：Zn＝1：3：4[原子个数比]、In：Ga：Zn＝4：2：3[原子个数比]、Ga：Zn＝2：1[原子个数比]或Ga：Zn＝2：5[原子个数比]的金属氧化物，即可。此外，作为金属氧化物230c具有叠层结构的情况下的具体例子，可以举出In：Ga：Zn＝4：2：3[原子个数比]和Ga：Zn＝2：1[原子个数比]的叠层结构、In：Ga：Zn＝4：2：3[原子个数比]和Ga：Zn＝2：5[原子个数比]的叠层结构、In：Ga：Zn＝4：2：3[原子个数比]和氧化镓的叠层结构等。
此时，载流子的主要路径为金属氧化物230b。通过使金属氧化物230a及金属氧化物230c具有上述结构，可以降低金属氧化物230a与金属氧化物230b的界面及金属氧化物230b与金属氧化物230c的界面的缺陷态密度。因此，界面散射对载流子传导的影响减少，从而晶体管200A可以得到高通态电流及高频率特性。此外，在金属氧化物230c具有叠层结构时，被期待降低上述金属氧化物230b和金属氧化物230c之间的界面的缺陷态密度的效果及抑制金属氧化物230c所具有的构成元素扩散到绝缘体250一侧的效果。更具体而言，在金属氧化物230c具有叠层结构时，因为使不包含In的氧化物位于叠层结构的上方，所以可以抑制会扩散到绝缘体250一侧的In。由于绝缘体250被用作栅极绝缘体，因此在In扩散在其中的情况下导致晶体管的特性不良。由此，通过使金属氧化物230c具有叠层结构，可以提供可靠性高的显示装置。
在金属氧化物230b上设置被用作源电极及漏电极的导电体242(导电体242a及导电体242b)。作为导电体242，优选使用选自铝、铬、铜、银、金、铂、钽、镍、钛、钼、钨、铪、钒、铌、锰、镁、锆、铍、铟、钌、铱、锶和镧中的金属元素、以上述金属元素为成分的合金或者组合上述金属元素的合金等。例如，优选使用氮化钽、氮化钛、钨、包含钛和铝的氮化物、包含钽和铝的氮化物、氧化钌、氮化钌、包含锶和钌的氧化物、包含镧和镍的氧化物等。此外，氮化钽、氮化钛、包含钛和铝的氮化物、包含钽和铝的氮化物、氧化钌、氮化钌、包含锶和钌的氧化物、包含镧和镍的氧化物是不容易氧化的导电材料或者吸收氧也维持导电性的材料，所以是优选的。
通过以与金属氧化物230接触的方式形成上述导电体242，金属氧化物230中的导电体242附近的氧浓度有时降低。此外，在金属氧化物230中的导电体242附近有时形成包括包含在导电体242中的金属及金属氧化物230的成分的金属化合物层。在此情况下，金属氧化物230的导电体242附近的区域中的载流子密度增加，该区域的电阻降低。
在此，导电体242a与导电体242b之间的区域以与绝缘体280的开口重叠的方式形成。因此，可以在导电体242a与导电体242b之间自对准地配置导电体260。
绝缘体250被用作栅极绝缘体。绝缘体250优选与金属氧化物230c的顶面接触地配置。绝缘体250可以使用氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、添加有氟的氧化硅、添加有碳的氧化硅、添加有碳及氮的氧化硅、具有空孔的氧化硅。尤其是，氧化硅及氧氮化硅具有热稳定性，所以是优选的。
与绝缘体224同样，优选降低绝缘体250中的水或氢等杂质的浓度。绝缘体250的厚度优选为1nm以上且20nm以下。
此外，也可以在绝缘体250与导电体260之间设置金属氧化物。该金属氧化物优选抑制从绝缘体250扩散到导电体260的氧。由此，可以抑制因绝缘体250中的氧所导致的导电体260的氧化。
此外，该金属氧化物有时被用作栅极绝缘体的一部分。因此，在将氧化硅或氧氮化硅等用于绝缘体250的情况下，作为该金属氧化物优选使用作为相对介电常数高的high-k材料的金属氧化物。通过使栅极绝缘体具有绝缘体250与该金属氧化物的叠层结构，可以形成具有热稳定性且相对介电常数高的叠层结构。因此，可以在保持栅极绝缘体的物理厚度的同时降低在晶体管工作时施加的栅极电位。此外，可以减少被用作栅极绝缘体的绝缘体的等效氧化物厚度(EOT：Equivalent oxide thickness)。
具体而言，可以使用包含选自铪、铝、镓、钇、锆、钨、钛、钽、镍、锗和镁等中的一种或两种以上的金属氧化物。特别是，优选使用作为包含铝及铪中的一方或双方的氧化物的绝缘体的氧化铝、氧化铪、包含铝及铪的氧化物(铝酸铪)等。
虽然在图30中，导电体260具有两层结构，但是也可以具有单层结构或三层以上的叠层结构。
作为导电体260a优选使用上述具有抑制氢原子、氢分子、水分子、氮原子、氮分子、氧化氮分子(N2O、NO、NO2等)、铜原子等杂质的扩散的功能的导电体。此外，优选使用具有抑制氧(例如，氧原子、氧分子等)中的至少一个的扩散的功能的导电材料。
此外，当导电体260a具有抑制氧的扩散的功能时，可以抑制绝缘体250所包含的氧使导电体260b氧化而导致导电率的下降。作为具有抑制氧的扩散的功能的导电材料，例如，优选使用钽、氮化钽、钌或氧化钌等。
此外，作为导电体260b优选使用以钨、铜或铝为主要成分的导电材料。此外，由于导电体260还被用作布线，所以优选使用导电性高的导电体。例如，可以使用以钨、铜或铝为主要成分的导电材料。此外，导电体260b可以具有叠层结构，例如可以具有钛、氮化钛与上述导电材料的叠层结构。
此外，如图30A和图30C所示，在金属氧化物230b的不与导电体242重叠的区域，即金属氧化物230的沟道形成区域中，金属氧化物230的侧面被导电体260覆盖。由此，可以容易将被用作第一栅电极的导电体260的电场影响到金属氧化物230的侧面。由此，可以提高晶体管200A的通态电流及频率特性。
绝缘体254与绝缘体214等同样地优选被用作抑制水或氢等杂质从绝缘体280一侧混入晶体管200A的阻挡绝缘膜。例如，绝缘体254的氢透过性优选比绝缘体224低。再者，如图30B及图30C所示，绝缘体254优选与金属氧化物230c的侧面、导电体242a的顶面及侧面、导电体242b的顶面及侧面、金属氧化物230a及金属氧化物230b的侧面以及绝缘体224的顶面接触。通过采用这种结构，可以抑制绝缘体280所包含的氢从导电体242a、导电体242b、金属氧化物230a、金属氧化物230b及绝缘体224的顶面或侧面侵入金属氧化物230。
再者，绝缘体254还具有抑制氧(例如，氧原子、氧分子等)中的至少一个的扩散的功能(不容易使上述氧透过)。例如，绝缘体254的氧透过性优选比绝缘体280或绝缘体224低。
绝缘体254优选通过溅射法形成。通过在包含氧的气氛下使用溅射法形成绝缘体254，可以对绝缘体224与绝缘体254接触的区域附近添加氧。由此，可以将氧从该区域通过绝缘体224供应到金属氧化物230中。在此，通过使绝缘体254具有抑制扩散到上方的氧的功能，可以防止氧从金属氧化物230扩散到绝缘体280。此外，通过使绝缘体222具有抑制扩散到下方的氧的功能，可以防止氧从金属氧化物230扩散到衬底一侧。如此，对金属氧化物230中的沟道形成区域供应氧。由此，可以减少金属氧化物230的氧缺陷并抑制晶体管的常开启化。
作为绝缘体254，例如可以形成包含铝及铪中的一个或多个的氧化物的绝缘体。注意，作为包含铝和铪中的一方或双方的氧化物的绝缘体，优选使用氧化铝、氧化铪、包含铝及铪的氧化物(铝酸铪)等。
像这样，通过由对氢具有阻挡性的绝缘体254及覆盖绝缘体224、绝缘体250以及金属氧化物230，绝缘体280由绝缘体254及与绝缘体224、金属氧化物230以及绝缘体250分开。由此，可以抑制从晶体管200A的外部侵入氢等杂质，从而可以对晶体管200A赋予良好的电特性及可靠性。
优选将绝缘体280隔着绝缘体254设置在绝缘体224、金属氧化物230及导电体242上。例如，作为绝缘体280，优选具有氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、添加有氟的氧化硅、添加有碳的氧化硅、添加有碳及氮的氧化硅或具有空孔的氧化硅等。尤其是，氧化硅及氧氮化硅具有热稳定性，所以是优选的。特别是，因为氧化硅、氧氮化硅、具有空孔的氧化硅等的材料容易形成包含通过加热脱离的氧的区域，所以是优选的。
此外，优选绝缘体280中的水或氢等杂质的浓度得到降低。此外，绝缘体280的顶面也可以被平坦化。
绝缘体274优选与绝缘体214等同样地被用作抑制水或氢等杂质从上方混入到绝缘体280的阻挡绝缘膜。作为绝缘体274，例如可以使用能够用于绝缘体214、绝缘体254等的绝缘体。
此外，优选在绝缘体274上设置被用作层间膜的绝缘体281。与绝缘体224等同样，优选绝缘体281中的水或氢等杂质的浓度得到降低。
此外，在形成于绝缘体281、绝缘体274、绝缘体280及绝缘体254中的开口中配置导电体240a及导电体240b。导电体240a及导电体240b以中间夹着导电体260的方式设置。此外，导电体240a及导电体240b的顶面的高度与绝缘体281的顶面可以位于同一平面上。
此外，以与绝缘体281、绝缘体274、绝缘体280以及绝缘体254的开口的内壁接触的方式设置有绝缘体241a，以与其侧面接触的方式形成有导电体240a的第一导电体。导电体242a位于该开口的底部的至少一部分，导电体240a与导电体242a接触。同样，以与绝缘体281、绝缘体274、绝缘体280以及绝缘体254的开口的内壁接触的方式设置有绝缘体241b，以与其侧面接触的方式形成有导电体240b的第一导电体。导电体242b位于该开口的底部的至少一部分，导电体240b与导电体242b接触。
导电体240a及导电体240b优选使用以钨、铜或铝为主要成分的导电材料。此外，导电体240a及导电体240b也可以具有叠层结构。
当作为导电体240采用叠层结构时，作为与金属氧化物230a、金属氧化物230b、导电体242、绝缘体254、绝缘体280、绝缘体274及绝缘体281接触的导电体优选使用上述具有抑制水或氢等杂质的扩散的功能的导电体。例如，优选使用钽、氮化钽、钛、氮化钛、钌或氧化钌等。可以以单层或叠层使用具有抑制水或氢等杂质的扩散的功能的导电材料。通过使用该导电材料，可以防止添加到绝缘体280的氧被导电体240a及导电体240b吸收。此外，可以防止水或氢等杂质从绝缘体281的上方的层通过导电体240a及导电体240b进入金属氧化物230。
作为绝缘体241a及绝缘体241b，例如使用能够用于绝缘体254等的绝缘体，即可。因为绝缘体241a及绝缘体241b与绝缘体254及接触地设置，所以可以抑制从绝缘体280等水或氢等杂质经过导电体240a及导电体240b混入金属氧化物230。此外，可以防止绝缘体280所包含的氧被导电体240a及导电体240b吸收。
虽然未图示，但是可以以与导电体240a的顶面及导电体240b的顶面接触的方式配置被用作布线的导电体。被用作布线的导电体优选使用以钨、铜或铝为主要成分的导电材料。此外，该导电体可以具有叠层结构，例如，可以具有钛、氮化钛与上述导电材料的叠层结构。此外，该导电体也可以以嵌入绝缘体的开口中的方式形成。
<晶体管的结构例子2>
图31A、图31B及图31C是可以用于本发明的一个方式的显示装置的晶体管200B及晶体管200B周边的俯视图及截面图。晶体管200B是晶体管200A的变形例子。
图31A是晶体管200B的俯视图。此外，图31B及图31C是晶体管200B的截面图。在此，图31B是沿着图31A中的点划线B1-B2的截面图，该截面图相当于晶体管200B的沟道长度方向上的截面图。图31C是沿着图31A中的点划线B3-B4的截面图，该截面图相当于晶体管200B的沟道宽度方向上的截面图。注意，为了容易理解，在图31A的俯视图中省略部分构成要素。
在晶体管200B中，导电体242a及导电体242b具有与金属氧化物230c、绝缘体250及导电体260重叠的区域。由此，晶体管200B可以为通态电流高的晶体管。此外，晶体管200B可以为易于被控制的晶体管。
用作栅电极的导电体260包括导电体260a及导电体260a上的导电体260b。导电体260a优选使用具有抑制氢原子、氢分子、水分子、铜原子等杂质扩散的功能的导电材料。此外，优选使用具有抑制氧(例如，氧原子、氧分子等中的至少一个)扩散的功能的导电材料。
通过使导电体260a具有抑制氧扩散的功能，可以提高导电体260b的材料选择性。也就是说，通过包括导电体260a，可以抑制导电体260b的氧化，由此可以抑制导电率下降。
此外，优选以覆盖导电体260的顶面及侧面、绝缘体250的侧面及金属氧化物230c的侧面的方式设置绝缘体254。作为绝缘体254优选使用具有抑制水或氢等杂质及氧的扩散的功能的绝缘材料。
通过设置绝缘体254，可以抑制导电体260的氧化。此外，通过包括绝缘体254，可以抑制绝缘体280所包含的水、氢等杂质扩散到晶体管200B。
<晶体管的结构例子3>
图32A、图32B及图32C是可以用于本发明的一个方式的显示装置的晶体管200C及晶体管200C周边的俯视图及截面图。晶体管200C是晶体管200A的变形例子。
图32A是晶体管200C的俯视图。此外，图32B及图32C是晶体管200C的截面图。在此，图32B是沿着图32A中的点划线C1-C2的截面图，该截面图相当于晶体管200C的沟道长度方向上的截面图。图32C是沿着图32A中的点划线C3-C4的截面图，该截面图相当于晶体管200C的沟道宽度方向上的截面图。注意，为了容易理解，在图32A的俯视图中省略部分构成要素。
在晶体管200C中，在金属氧化物230c上包括绝缘体250，在绝缘体250上包括金属氧化物252。此外，在金属氧化物252上包括导电体260，在导电体260上包括绝缘体270。此外，在绝缘体270上包括绝缘体271。
金属氧化物252优选具有抑制氧扩散的功能。通过在绝缘体250与导电体260之间设置抑制氧扩散的金属氧化物252，向导电体260的氧扩散得到抑制。换言之，可以抑制供应到金属氧化物230的氧量的减少。此外，可以抑制导电体260的氧化。
此外，金属氧化物252可以被用作栅电极的一部分。例如，可以将可用作金属氧化物230的氧化物半导体用作金属氧化物252。在此情况下，通过利用溅射法形成导电体260，可以降低金属氧化物252的电阻值使其变为导电体。可以将其称为OC(Oxide Conductor)电极。
此外，金属氧化物252有时被用作栅极绝缘体的一部分。因此，在将氧化硅或氧氮化硅等用于绝缘体250的情况下，作为金属氧化物252优选使用作为相对介电常数高的high-k材料的金属氧化物。通过采用该叠层结构，可以形成具有热稳定性且相对介电常数高的叠层结构。因此，可以在保持物理厚度的同时降低在晶体管工作时施加的栅极电位。此外，可以减少被用作栅极绝缘体的绝缘层的等效氧化物厚度(EOT)。
虽然示出晶体管200C中的金属氧化物252是单层的结构，但是也可以采用两层以上的叠层结构。例如，可以将被用作栅电极的一部分的金属氧化物与被用作栅极绝缘体的一部分的金属氧化物层叠。
当晶体管200C具有金属氧化物252，并将金属氧化物252用作栅电极时，可以在不减弱来自导电体260的电场的影响的情况下提高晶体管200C的通态电流。此外，当将金属氧化物252用作栅极绝缘体时，通过利用绝缘体250及金属氧化物252的物理厚度，可以保持导电体260与金属氧化物230之间的距离。由此，可以抑制导电体260与金属氧化物230之间的泄漏电流。由此，通过使晶体管200C具有绝缘体250及金属氧化物252的叠层结构，可以容易调节导电体260与金属氧化物230之间的物理距离及从导电体260施加到金属氧化物230的电场强度。
具体而言，可以通过使可用于金属氧化物230的氧化物半导体低电阻化来将其用作金属氧化物252。或者，可以使用包含选自铪、铝、镓、钇、锆、钨、钛、钽、镍、锗和镁等中的一种或两种以上的金属氧化物。
尤其是，优选使用作为包含铝和铪中的一方或双方的氧化物的绝缘层的氧化铝、氧化铪、包含铝及铪的氧化物(铝酸铪)等。尤其是，铝酸铪的耐热性比氧化铪膜高。因此，在后面的工序的热处理中不容易晶化，所以是优选的。注意，金属氧化物252不是必需的构成要素，可以根据所需的晶体管特性适当地设计。
作为绝缘体270优选使用具有抑制水或氢等杂质及氧的透过的功能的绝缘材料。例如优选使用氧化铝或氧化铪等。由此，可以防止导电体260因来自绝缘体270的上方的氧而氧化。此外，可以抑制来自绝缘体270的上方的水或氢等杂质通过导电体260及绝缘体250进入金属氧化物230中。
绝缘体271被用作硬掩模。通过设置绝缘体271，可以以使导电体260的侧面与衬底表面大致垂直的方式对导电体260进行加工，具体而言，可以使导电体260的侧面与衬底表面所形成的角度为75度以上且100度以下，优选为80度以上且95度以下。
此外，也可以通过作为绝缘体271使用抑制水或氢等杂质及氧的透过的功能的绝缘材料，来将绝缘体271兼用作阻挡层。在此情况下，也可以不设置绝缘体270。
通过将绝缘体271用作硬掩模，选择性地去除绝缘体270、导电体260、金属氧化物252、绝缘体250及金属氧化物230c的一部分，可以使它们的侧面大致一致，且使金属氧化物230b的表面的一部分露出。
此外，晶体管200C在露出的金属氧化物230b的表面的一部分具有区域243a及区域243b。区域243a和区域243b中的一个被用作源区，另一个被用作漏区。
例如通过利用离子注入法、离子掺杂法、等离子体浸没离子注入法或等离子体处理等，对露出的金属氧化物230b的表面引入磷或硼等杂质元素，来可以形成区域243a及区域243b。注意，在本实施方式等中，“杂质元素”是指主要成分元素之外的元素。
此外，也可以在使金属氧化物230b的表面的一部分露出之后形成金属膜，然后进行加热处理，来将包含在该金属膜中的元素扩散到金属氧化物230b中，由此形成区域243a及区域243b。
被引入杂质元素的金属氧化物230b的一部分区域的电阻率下降。由此，有时将区域243a及区域243b称为“杂质区域”或“低电阻区域”。
通过将绝缘体271和/或导电体260用作掩模，可以自对准地形成区域243a及区域243b。因此，区域243a和/或区域243b不与导电体260重叠，可以减小寄生电容。此外，偏置区域不形成在沟道形成区域与源漏区域(区域243a或区域243b)之间。通过自对准地形成区域243a及区域243b，可以实现通态电流的增加、阈值电压的降低、工作频率的提高等。
晶体管200C在绝缘体271、绝缘体270、导电体260、金属氧化物252、绝缘体250及金属氧化物230c的侧面包括绝缘体272。绝缘体272优选为相对介电常数低的绝缘体。例如，优选使用氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、添加有氟的氧化硅、添加有碳的氧化硅、添加有碳及氮的氧化硅、具有空孔的氧化硅或树脂等。尤其是，当将氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅或具有空孔的氧化硅用于绝缘体272时，在后面的工序中可在绝缘体272中容易形成过剩氧区域，所以是优选的。此外，氧化硅及氧氮化硅具有热稳定性，所以是优选的。此外，绝缘体272优选具有扩散氧的功能。
此外，为了进一步降低关态电流，也可以在沟道形成区域与源漏区域之间设置偏置区域。偏置区域是电阻率高的区域，且是不被进行上述杂质元素的引入的区域。通过在形成绝缘体272后进行上述杂质元素的引入，可以形成偏置区域。在此情况下，与绝缘体271等同样，绝缘体272也被用作掩模。因此，金属氧化物230b的与绝缘体272重叠的区域不被引入杂质元素，由此可以将该区域的电阻率保持为高。
此外，晶体管200C在绝缘体272、金属氧化物230上包括绝缘体254。绝缘体254优选利用溅射法形成。通过利用溅射法，可以形成水或氢等杂质少的绝缘体。
有时利用溅射法形成的氧化膜从被形成的结构体抽出氢。因此，绝缘体254从金属氧化物230及绝缘体272吸收氢及水。由此，可以降低金属氧化物230及绝缘体272的氢浓度。
<晶体管的构成材料>
说明可用于晶体管的构成材料。
[衬底]
作为形成晶体管200A、晶体管200B或晶体管200C的衬底例如可以使用绝缘体衬底、半导体衬底或导电体衬底。作为绝缘体衬底，例如可以举出玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、稳定氧化锆衬底(氧化钇稳定氧化锆衬底等)、树脂衬底等。此外，作为半导体衬底，例如可以举出由硅或锗等构成的半导体衬底、或者由碳化硅、硅锗、砷化镓、磷化铟、氧化锌或氧化镓等构成的化合物半导体衬底等。再者，还可以举出在上述半导体衬底内部具有绝缘体区域的半导体衬底，例如有SOI(Silicon On Insulator；绝缘体上硅)衬底等。作为导电体衬底，可以举出石墨衬底、金属衬底、合金衬底、导电树脂衬底等。或者，可以举出包含金属氮化物的衬底、包含金属氧化物的衬底等。再者，还可以举出设置有导电体或半导体的绝缘体衬底、设置有导电体或绝缘体的半导体衬底、设置有半导体或绝缘体的导电体衬底等。或者，也可以使用在这些衬底上设置有元件的衬底。作为设置在衬底上的元件，可以举出电容器、电阻器、开关元件、发光元件、存储元件等。
[绝缘体]
作为绝缘体，有具有绝缘性的氧化物、氮化物、氧氮化物、氮氧化物、金属氧化物、金属氧氮化物以及金属氮氧化物等。
例如，当进行晶体管的微型化及高集成化时，由于栅极绝缘体的薄膜化，有时发生泄漏电流等的问题。通过作为被用作栅极绝缘体的绝缘体使用high-k材料，可以在保持物理厚度的同时实现晶体管工作时的低电压化。另一方面，通过将相对介电常数较低的材料用于被用作层间膜的绝缘体，可以减少产生在布线之间的寄生电容。因此，优选根据绝缘体的功能选择材料。
此外，作为相对介电常数较高的绝缘体，可以举出氧化镓、氧化铪、氧化锆、含有铝及铪的氧化物、含有铝及铪的氧氮化物、含有硅及铪的氧化物、含有硅及铪的氧氮化物或者含有硅及铪的氮化物等。
此外，作为相对介电常数较低的绝缘体，可以举出氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、添加有氟的氧化硅、添加有碳的氧化硅、添加有碳及氮的氧化硅、具有空孔的氧化硅或树脂等。
此外，通过由具有抑制氢等杂质及氧的透过的功能的绝缘体(绝缘体214、绝缘体222、绝缘体254、及绝缘体274等)围绕使用氧化物半导体的晶体管，可以使晶体管的电特性稳定。作为具有抑制氢等杂质及氧的透过的功能的绝缘体，例如可以以单层或叠层使用包含硼、碳、氮、氧、氟、镁、铝、硅、磷、氯、氩、镓、锗、钇、锆、镧、钕、铪或钽的绝缘体。具体而言，作为具有抑制氢等杂质及氧的透过的功能的绝缘体，可以使用氧化铝、氧化镁、氧化镓、氧化锗、氧化钇、氧化锆、氧化镧、氧化钕、氧化铪或氧化钽等金属氧化物、氮化铝、氮化铝钛、氮化钛、氮氧化硅或氮化硅等金属氮化物。
此外，被用作栅极绝缘体的绝缘体优选为具有包含通过加热脱离的氧的区域的绝缘体。例如，通过采用具有包含通过加热脱离的氧的区域的氧化硅或者氧氮化硅接触于金属氧化物230的结构，可以填补金属氧化物230所包含的氧缺陷。
[导电体]
作为导电体，优选使用选自铝、铬、铜、银、金、铂、钽、镍、钛、钼、钨、铪、钒、铌、锰、镁、锆、铍、铟、钌、铱、锶和镧等中的金属元素、以上述金属元素为成分的合金或者组合上述金属元素的合金等。例如，优选使用氮化钽、氮化钛、钨、包含钛和铝的氮化物、包含钽和铝的氮化物、氧化钌、氮化钌、包含锶和钌的氧化物、包含镧和镍的氧化物等。此外，氮化钽、氮化钛、包含钛和铝的氮化物、包含钽和铝的氮化物、氧化钌、氮化钌、包含锶和钌的氧化物、包含镧和镍的氧化物是不容易氧化的导电材料或者吸收氧也维持导电性的材料，所以是优选的。此外，也可以使用以包含磷等杂质元素的多晶硅为代表的导电率高的半导体以及镍硅化物等硅化物。
此外，也可以层叠多个由上述材料形成的导电层。例如，也可以采用组合包含上述金属元素的材料和包含氧的导电材料的叠层结构。此外，也可以采用组合包含上述金属元素的材料和包含氮的导电材料的叠层结构。此外，也可以采用组合包含上述金属元素的材料、包含氧的导电材料和包含氮的导电材料的叠层结构。
此外，在将氧化物用于晶体管的沟道形成区域的情况下，作为被用作栅电极的导电体优选采用组合包含上述金属元素的材料和包含氧的导电材料的叠层结构。在此情况下，优选将包含氧的导电材料设置在沟道形成区域一侧。通过将包含氧的导电材料设置在沟道形成区域一侧，从该导电材料脱离的氧容易被供应到沟道形成区域。
尤其是，作为被用作栅电极的导电体，优选使用含有包含在形成沟道的金属氧化物中的金属元素及氧的导电材料。此外，也可以使用含有上述金属元素及氮的导电材料。例如，也可以使用氮化钛、氮化钽等包含氮的导电材料。此外，可以使用铟锡氧化物、包含氧化钨的铟氧化物、包含氧化钨的铟锌氧化物、包含氧化钛的铟氧化物、包含氧化钛的铟锡氧化物、铟锌氧化物、添加有硅的铟锡氧化物。此外，也可以使用包含氮的铟镓锌氧化物。通过使用上述材料，有时可以俘获形成沟道的金属氧化物所包含的氢。或者，有时可以俘获从外方的绝缘体等进入的氢。
实施方式所示的结构例子及对应于这些例子的附图等的至少一部分可以与其他结构例子或附图等适当地组合而实施。
本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。
(实施方式3)
在本实施方式中，说明可用于上述实施方式中说明的OS晶体管的金属氧化物(以下称为氧化物半导体)。
<结晶结构的分类>
首先，对氧化物半导体中的结晶结构的分类参照图33A进行说明。图33A是说明氧化物半导体，典型为IGZO(包含In、Ga及Zn的金属氧化物)的结晶结构的分类的图。
如图33A所示那样，氧化物半导体大致分为“Amorphous(无定形)”、“Crystalline(结晶性)”、“Crystal(结晶)”。此外，在“Amorphous”中包含completely amorphous。此外，在“Crystalline”中包含CAAC(c-axis-aligned crystalline)、nc(nanocrystalline)及CAC(cloud-aligned composite)。此外，在“Crystalline”的分类中不包含single crystal(单晶)、poly crystal(多晶)及completely amorphous。此外，“Crystal”的分类中包含single crystal及poly crystal。
此外，图33A所示的外框线被加粗的部分中的结构是介于“Amorphous(无定形)”与“Crystal(结晶)”之间的中间状态，是属于新颖的边界区域(New crystalline phase)的结构。就是说，该结构与“Crystal(结晶)”或在能量性上不稳定的“Amorphous(无定形)”可以说是完全不同的结构。
此外，可以使用X射线衍射(XRD：X-Ray Diffraction)光谱对膜或衬底的结晶结构进行评价。在此，图33B示出被分类为“Crystalline”的CAAC-IGZO膜的通过GIXD(Grazing-Incidence XRD)测量而得到的XRD谱。此外，将GIXD法也称为薄膜法或Seemann-Bohlin法。下面，将通过图33B所示的GIXD测量而得到的XRD谱简单地记为XRD谱。此外，图33B所示的CAAC-IGZO膜的组成是In：Ga：Zn＝4：2：3[原子个数比]附近。此外，图33B所示的CAAC-IGZO膜的厚度为500nm。
如图33B所示，在CAAC-IGZO膜的XRD谱中检测出表示明确的结晶性的峰。具体而言，在CAAC-IGZO膜的XRD谱中，2θ＝31°附近检测出表示c轴取向的峰。此外，如图33B所示那样，2θ＝31°附近的峰在以检测出峰强度的角度为轴时左右非对称。
此外，可以使用纳米束电子衍射法(NBED：Nano Beam Electron Diffraction)观察的衍射图案(也称为纳米束电子衍射图案)对膜或衬底的结晶结构进行评价。图33C示出CAAC-IGZO膜的衍射图案。图33C是将电子束向平行于衬底的方向入射的NBED观察的衍射图案。此外，图33C所示的CAAC-IGZO膜的组成是In：Ga：Zn＝4：2：3[原子个数比]附近。此外，在纳米束电子衍射法中，进行束径为1nm的电子衍射法。
如图33C所示那样，在CAAC-IGZO膜的衍射图案中观察到表示c轴取向的多个斑点。
[氧化物半导体的结构]
此外，在注目于氧化物半导体的结晶结构的情况下，有时氧化物半导体的分类与图33A不同。例如，氧化物半导体可以分类为单晶氧化物半导体和除此之外的非单晶氧化物半导体。作为非单晶氧化物半导体，例如可以举出上述CAAC-OS及nc-OS。此外，在非单晶氧化物半导体中包含多晶氧化物半导体、a-like OS(amorphous-like oxidesemiconductor)及非晶氧化物半导体等。
在此，对上述CAAC-OS、nc-OS及a-like OS的详细内容进行说明。
[CAAC-OS]
CAAC-OS是包括多个结晶区域的氧化物半导体，该多个结晶区域的c轴取向于特定的方向。此外，特定的方向是指CAAC-OS膜的厚度方向、CAAC-OS膜的被形成面的法线方向、或者CAAC-OS膜的表面的法线方向。此外，结晶区域是具有原子排列的周期性的区域。注意，在将原子排列看作晶格排列时结晶区域也是晶格排列一致的区域。再者，CAAC-OS具有在a-b面方向上多个结晶区域连接的区域，有时该区域具有畸变。此外，畸变是指在多个结晶区域连接的区域中，晶格排列一致的区域和其他晶格排列一致的区域之间的晶格排列的方向变化的部分。换言之，CAAC-OS是指c轴取向并在a-b面方向上没有明显的取向的氧化物半导体。
此外，上述多个结晶区域的每一个由一个或多个微小结晶(最大径小于10nm的结晶)构成。在结晶区域由一个微小结晶构成的情况下，该结晶区域的最大径小于10nm。此外，结晶区域由多个微小结晶构成的情况下，有时该结晶区域的尺寸为几十nm左右。
此外，在In-M-Zn氧化物(元素M为选自铝、镓、钇、锡及钛等中的一种或多种)中，CAAC-OS有包括含有层叠有铟(In)及氧的层(以下、In层)、含有元素M、锌(Zn)及氧的层(以下、(M，Zn)层)的层状结晶结构(也称为层状结构)的趋势。此外，铟和元素M可以彼此置换。因此，有时(M，Zn)层包含铟。此外，有时In层包含元素M。注意，有时In层包含Zn。该层状结构例如在高分辨率TEM图像中被观察作为晶格像。
例如，当对CAAC-OS膜使用XRD装置进行结构分析时，在使用θ/2θ扫描的Out-of-plane XRD测量中，在2θ＝31°或其附近检测出c轴取向的峰。注意，表示c轴取向的峰的位置(2θ值)有时根据构成CAAC-OS的金属元素的种类、组成等变动。
此外，例如，在CAAC-OS膜的电子衍射图案中观察到多个亮点(斑点)。此外，在以透过样品的入射电子束的斑点(也称为直接斑点)为对称中心时，某一个斑点和其他斑点被观察在点对称的位置。
在从上述特定的方向观察结晶区域的情况下，虽然该结晶区域中的晶格排列基本上是六方晶格，但是单位晶格并不局限于正六角形，有是非正六角形的情况。此外，在上述畸变中，有时具有五角形、七角形等晶格排列。此外，在CAAC-OS的畸变附近观察不到明确的晶界(grain boundary)。也就是说，晶格排列的畸变抑制晶界的形成。这可能是由于CAAC-OS可容许因如下原因而发生的畸变，即a-b面方向上的氧原子的排列的低密度或因金属原子被取代而使原子间的键合距离产生变化。
此外，确认到明确的晶界的结晶结构被称为所谓的多晶(polycrystal)。晶界成为复合中心而载流子被俘获，因而有可能导致晶体管的通态电流的降低、场效应迁移率的降低等。因此，确认不到明确的晶界的CAAC-OS是对晶体管的半导体层提供具有优异的结晶结构的结晶性氧化物之一。注意，为了构成CAAC-OS，优选为包含Zn的结构。例如，与In氧化物相比，In-Zn氧化物及In-Ga-Zn氧化物能够进一步地抑制晶界的发生，所以是优选的。
CAAC-OS是结晶性高且确认不到明确的晶界的氧化物半导体。因此，可以说在CAAC-OS中，不容易发生起因于晶界的电子迁移率的降低。此外，氧化物半导体的结晶性有时因杂质的混入或缺陷的生成等而降低，因此可以说CAAC-OS是杂质或缺陷(氧空位等)少的氧化物半导体。因此，包含CAAC-OS的氧化物半导体的物理性质稳定。因此，包含CAAC-OS的氧化物半导体具有高耐热性及高可靠性。此外，CAAC-OS对制造工序中的高温度(所谓热积存；thermal budget)也很稳定。由此，通过在OS晶体管中使用CAAC-OS，可以扩大制造工序的自由度。
[nc-OS]
在nc-OS中，微小的区域(例如1nm以上且10nm以下的区域，特别是1nm以上且3nm以下的区域)中的原子排列具有周期性。换言之，nc-OS具有微小的结晶。此外，例如，该微小的结晶的尺寸为1nm以上且10nm以下，尤其为1nm以上且3nm以下，将该微小的结晶称为纳米晶。此外，nc-OS在不同的纳米晶之间观察不到结晶取向的规律性。因此，在膜整体中观察不到取向性。所以，有时nc-OS在某些分析方法中与a-likeOS或非晶氧化物半导体没有差别。例如，在对nc-OS膜使用XRD装置进行结构分析时，在使用θ/2θ扫描的Out-of-plane XRD测量中，不检测出表示结晶性的峰。此外，在对nc-OS膜进行使用其束径比纳米晶大(例如，50nm以上)的电子射线的电子衍射(也称为选区电子衍射)时，观察到类似光晕图案的衍射图案。另一方面，在对nc-OS膜进行使用其束径近于或小于纳米晶的尺寸(例如1nm以上且30nm以下)的电子射线的电子衍射(也称为纳米束电子射线)的情况下，有时得到在以直接斑点为中心的环状区域内观察到多个斑点的电子衍射图案。
[a-like OS]
a-like OS是具有介于nc-OS与非晶氧化物半导体之间的结构的氧化物半导体。a-like OS包含空洞或低密度区域。也就是说，a-like OS的结晶性比nc-OS及CAAC-OS的结晶性低。此外，a-like OS的膜中的氢浓度比nc-OS及CAAC-OS的膜中的氢浓度高。
[氧化物半导体的结构]
接着，所说明上述的CAC-OS的详细内容。此外，说明CAC-OS与材料构成有关。
[CAC-OS]
CAC-OS例如是指包含在金属氧化物中的元素不均匀地分布的构成，其中包含不均匀地分布的元素的材料的尺寸为0.5nm以上且10nm以下，优选为1nm以上且3nm以下或近似的尺寸。注意，在下面也将在金属氧化物中一个或多个金属元素不均匀地分布且包含该金属元素的区域混合的状态称为马赛克状或补丁(patch)状，该区域的尺寸为0.5nm以上且10nm以下，优选为1nm以上且3nm以下或近似的尺寸。
再者，CAC-OS是指其材料分开为第一区域与第二区域而成为马赛克状且该第一区域分布于膜中的结构(下面也称为云状)。就是说，CAC-OS是指具有该第一区域和该第二区域混合的结构的复合金属氧化物。
在此，将相对于构成In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS的金属元素的In、Ga及Zn的原子个数比的每一个记为[In]、[Ga]及[Zn]。例如，在In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS中，第一区域是其[In]大于CAC-OS膜的组成中的[In]的区域。此外，第二区域是其[Ga]大于CAC-OS膜的组成中的[Ga]的区域。此外，例如，第一区域是其[In]大于第二区域中的[In]且其[Ga]小于第二区域中的[Ga]的区域。此外，第二区域是其[Ga]大于第一区域中的[Ga]且其[In]小于第一区域中的[In]的区域。
具体而言，上述第一区域是以铟氧化物或铟锌氧化物等为主要成分的区域。此外，上述第二区域是以镓氧化物或镓锌氧化物等为主要成分的区域。换言之，可以将上述第一区域称为以In为主要成分的区域。此外，可以将上述第二区域称为以Ga为主要成分的区域。
注意，有时观察不到上述第一区域和上述第二区域的明确的边界。
例如，在In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS中，根据通过能量分散型X射线分析法(EDX：Energy Dispersive X-ray spectroscopy)取得的EDX面分析(mapping)图像，可确认到具有以In为主要成分的区域(第一区域)及以Ga为主要成分的区域(第二区域)不均匀地分布而混合的结构。
在将CAC-OS用于晶体管的情况下，通过起因于第一区域的导电性和起因于第二区域的绝缘性的互补作用，可以使CAC-OS具有开关功能(控制导通/关闭的功能)。换言之，在CAC-OS的材料的一部分中具有导电性的功能且在另一部分中具有绝缘性的功能，在材料的整体中具有半导体的功能。通过使导电性的功能和绝缘性的功能分离，可以最大限度地提高各功能。因此，通过将CAC-OS用于晶体管，可以实现高通态电流(Ion)、高场效应迁移率(μ)及良好的开关工作。
氧化物半导体具有各种结构及各种特性。本发明的一个方式的氧化物半导体也可以包括非晶氧化物半导体、多晶氧化物半导体、a-like OS、CAC-OS、nc-OS、CAAC-OS中的两种以上。
<具有氧化物半导体的晶体管>
在此，说明将上述氧化物半导体用于晶体管的情况。
通过将上述氧化物半导体用于晶体管，可以实现场效应迁移率高的晶体管。此外，可以实现可靠性高的晶体管。
优选将载流子浓度低的氧化物半导体用于晶体管。例如，氧化物半导体中的载流子浓度可以为1×1017cm-3以下，优选为1×1015cm-3以下，更优选为1×1013cm-3以下，进一步优选为1×1011cm-3以下，更进一步优选低于1×1010cm-3，且1×10-9cm-3以上。在以降低氧化物半导体膜的载流子浓度为目的的情况下，可以降低氧化物半导体膜中的杂质浓度以降低缺陷态密度。在本说明书等中，将杂质浓度低且缺陷态密度低的状态称为“高纯度本征”或“实质上高纯度本征”。此外，有时将载流子浓度低的氧化物半导体称为“高纯度本征”或“实质上高纯度本征”的氧化物半导体。
因为高纯度本征或实质上高纯度本征的氧化物半导体膜具有较低的缺陷态密度，所以有可能具有较低的陷阱态密度。
此外，被氧化物半导体的陷阱能级俘获的电荷到消失需要较长的时间，有时像固定电荷那样动作。因此，有时在陷阱态密度高的氧化物半导体中形成沟道形成区域的晶体管的电特性不稳定。
因此，为了使晶体管的电特性稳定，降低氧化物半导体中的杂质浓度是有效的。为了降低氧化物半导体中的杂质浓度，优选还降低附近膜中的杂质浓度。作为杂质有氢、氮、碱金属、碱土金属、铁、镍、硅等。
<杂质>
在此，说明氧化物半导体中的各杂质的影响。
在氧化物半导体包含第14族元素之一的硅或碳时，在氧化物半导体中形成缺陷能级。因此，将氧化物半导体中或氧化物半导体的界面附近的硅或碳的浓度(通过二次离子质谱分析法(SIMS：Secondary Ion Mass Spectrometry)测得的浓度)设定为2×1018atoms/cm3以下，优选为2×1017atoms/cm3以下。
此外，当氧化物半导体包含碱金属或碱土金属时，有时形成缺陷能级而形成载流子。因此，使用包含碱金属或碱土金属的氧化物半导体的晶体管容易具有常开启特性。因此，使通过SIMS测得的氧化物半导体中的碱金属或碱土金属的浓度为1×1018atoms/cm3以下，优选为2×1016atoms/cm3以下。
当氧化物半导体包含氮时，容易产生作为载流子的电子，使载流子浓度增高，而n型化。其结果是，在将包含氮的氧化物半导体用于半导体的晶体管容易具有常开启特性。或者，在氧化物半导体包含氮时，有时形成陷阱能级。其结果，有时晶体管的电特性不稳定。因此，将利用SIMS测得的氧化物半导体中的氮浓度设定为低于5×1019atoms/cm3，优选为5×1018atoms/cm3以下，更优选为1×1018atoms/cm3以下，进一步优选为5×1017atoms/cm3以下。
包含在氧化物半导体中的氢与键合于金属原子的氧起反应生成水，因此有时形成氧空位。当氢进入该氧空位时，有时产生作为载流子的电子。此外，有时由于氢的一部分与键合于金属原子的氧键合，产生作为载流子的电子。因此，使用包含氢的氧化物半导体的晶体管容易具有常开启特性。由此，优选尽可能地减少氧化物半导体中的氢。具体而言，在氧化物半导体中，将利用SIMS测得的氢浓度设定为低于1×1020atoms/cm3，优选低于1×1019atoms/cm3，更优选低于5×1018atoms/cm3，进一步优选低于1×1018atoms/cm3。
通过将杂质被充分降低的氧化物半导体用于晶体管的沟道形成区域，可以使晶体管具有稳定的电特性。
本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。
(实施方式4)
在本实施方式中，对具备使用本发明的一个方式的显示装置的电子设备进行说明。
图34A是安装有取景器8100的相机8000的外观图。在相机8000中设置摄像装置。相机8000例如可以为数码相机。此外，在图34A中，相机8000与取景器8100是分开且可拆卸的电子设备，但是也可以在相机8000的外壳8001中内置有具备显示装置的取景器。
相机8000包括外壳8001、显示部8002、操作按钮8003、快门按钮8004等。此外，相机8000安装有可装卸的镜头8006。
在此，相机8000具有能够从外壳8001拆卸下镜头8006而交换的结构，镜头8006和外壳8001也可以被形成为一体。
通过按下快门按钮8004，相机8000可以进行成像。此外，显示部8002被用作触摸面板，也可以通过触摸显示部8002进行成像。
相机8000的外壳8001包括具有电极的嵌入器，除了可以与取景器8100连接以外，还可以与闪光灯装置等连接。
取景器8100包括外壳8101、显示部8102以及按钮8103等。取景器8100可以为电子取景器。
外壳8101包括嵌合到相机8000的嵌入器的嵌入器，可以将取景器8100安装到相机8000。此外，该嵌入器包括电极，可以将从相机8000利用该电极接收的图像等显示到显示部8102上。
按钮8103被用作电源按钮。通过利用按钮8103，可以切换显示部8102的显示或非显示。
本发明的一个方式的显示装置可以用于相机8000的显示部8002及取景器8100的显示部8102。本发明的一个方式的显示装置的清晰度极高，由此，即使显示部8002或显示部8102与使用者的距离较近，也可以在不被使用者确认像素的情况下在显示部8002或显示部8102上显示更有临场感的图像。尤其是，因为使用者通过使眼睛接近取景器8100的目镜部来确认显示在取景器8100的显示部8102上的图像，所以使用者与显示部8102之间的距离非常近。由此，显示部8102特别优选使用本发明的一个方式的显示装置。此外，在显示部8102使用本发明的一个方式的显示装置的情况下，可以显示在显示部8102上的图像的分辨率可以为4K、5K或更高的图像。
此外，能够由设置在相机8000上的摄像装置拍摄的图像的分辨率优选等于或高于能够由显示部8002或显示部8102显示的图像的分辨率。例如，在显示部8102能够显示分辨率为4K的图像的情况下，优选将能够拍摄4K以上的图像的摄像装置设置在相机8000上。此外，在显示部8102能够显示分辨率为5K的图像的情况下，优选将能够拍摄5K以上的图像的摄像装置设置在相机8000上。
图34B是头戴显示器8200的外观图。
头戴显示器8200包括安装部8201、透镜8202、主体8203、显示部8204以及电缆8205等。此外，在安装部8201中内置有电池8206。
通过电缆8205，将电力从电池8206供应到主体8203。主体8203具备无线接收器等，能够将对应于所接收的图像数据等的图像显示到显示部8204上。此外，通过利用设置在主体8203中的相机捕捉使用者的眼球及眼睑的动作，并根据该信息算出使用者的视线的坐标，可以利用使用者的视线作为输入方法。
此外，也可以对安装部8201的被使用者接触的位置设置多个电极。主体8203也可以具有通过检测出根据使用者的眼球的动作而流过电极的电流，识别使用者的视线的功能。此外，主体8203可以具有通过检测出流过该电极的电流来监视使用者的脉搏的功能。安装部8201可以具有温度传感器、压力传感器、加速度传感器等各种传感器，也可以具有将使用者的生物信息显示在显示部8204上的功能。此外，主体8203也可以检测出使用者的头部的动作等，并与使用者的头部的动作等同步地使显示在显示部8204上的图像变化。
可以将本发明的一个方式的显示装置用于显示部8204。由此，可以实现头戴显示器8200的窄边框化，显示部8204能够显示高质量图像，并能够显示富有临场感的图像。
图34C、图34D及图34E是头戴显示器8300的外观图。头戴显示器8300包括外壳8301、显示部8302、带状固定工具8304以及一对透镜8305。
使用者可以通过透镜8305看到显示部8302上的显示。优选的是，弯曲配置显示部8302。通过弯曲配置显示部8302，使用者可以感受高真实感。注意，在本实施方式中，例示出设置一个显示部8302的结构，但是不局限于此，例如也可以采用设置两个显示部8302的结构。此时，在将每个显示部配置在使用者的每个眼睛一侧时，可以进行利用视差的三维显示等。
可以将本发明的一个方式的显示装置用于显示部8302。因为本发明的一个方式的显示装置的清晰度极高，所以即使如图34E那样地使用透镜8305放大，也可以不使使用者看到像素而可以显示临场感更高的图像。
接着，图35A至图35G示出与图34A至图34E所示的电子设备不同的电子设备的例子。
图35A至图35G所示的电子设备包括外壳9000、显示部9001、扬声器9003、操作键9005(包括电源开关或操作开关)、连接端子9006、传感器9007(该传感器具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)、麦克风9008等。
图35A至图35G所示的电子设备具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上的功能；触摸面板的功能；显示日历、日期或时间等的功能；通过利用各种软件(程序)控制处理的功能；进行无线通信的功能；通过利用无线通信功能来连接到各种计算机网络的功能；通过利用无线通信功能，进行各种数据的发送或接收的功能；读出储存在存储介质中的程序或数据来将其显示在显示部上的功能；等。注意，图35A至图35G所示的电子设备可具有的功能不局限于上述功能，而可以具有各种功能。此外，虽然在图35A至图35G中未图示，但是电子设备可以包括多个显示部。此外，也可以在该电子设备中设置相机等而使其具有如下功能：拍摄静态图像的功能；拍摄动态图像的功能；将所拍摄的图像储存在存储介质(外部存储介质或内置于相机的存储介质)中的功能；将所拍摄的图像显示在显示部上的功能；等。
下面，详细地说明图35A至图35G所示的电子设备。
图35A是示出电视装置9100的立体图。可以将例如是50英寸以上或100英寸以上的大型显示部9001组装到电视装置9100。
可以将本发明的一个方式的显示装置用于电视装置9100具有的显示部9001。由此，可以实现电视装置9100的窄边框化，显示部9001能够显示高质量图像，并能够显示富有临场感的图像。
图35B是示出便携式信息终端9101的立体图。便携式信息终端9101例如具有电话机、电子笔记本和信息阅读装置等中的一种或多种的功能。具体而言，可以将其用作智能手机。便携式信息终端9101也可以设置有扬声器9003、连接端子9006、传感器9007等。此外，便携式信息终端9101可以将文字或图像信息显示在其多个面上。例如，可以将三个操作按钮9050(还称为操作图标或简称为图标)显示在显示部9001的一个面上。此外，可以将由虚线矩形表示的信息9051显示在显示部9001的另一个面上。此外，作为信息9051的一个例子，可以举出提示收到来自电子邮件、SNS(Social Networking Services：社交网络服务)或电话等的信息的显示；电子邮件或SNS等的标题；电子邮件或SNS等的发送者姓名；日期；时间；电池余量；以及天线接收信号强度的显示等。或者，可以在显示有信息9051的位置上显示操作按钮9050等代替信息9051。
可以将本发明的一个方式的显示装置用于便携式信息终端9101具有的显示部9001。由此，可以实现便携式信息终端9101的窄边框化，显示部9001能够显示高质量图像，并能够显示富有临场感的图像。
图35C是示出便携式信息终端9102的立体图。便携式信息终端9102具有将信息显示在显示部9001的三个以上的面上的功能。在此，示出信息9052、信息9053、信息9054分别显示于不同的面上的例子。例如，便携式信息终端9102的使用者能够在将便携式信息终端9102放在上衣口袋里的状态下确认其显示(这里是信息9053)。具体而言，将打来电话的人的电话号码或姓名等显示在能够从便携式信息终端9102的上方观看这些信息的位置。使用者可以确认到该显示而无需从口袋里拿出便携式信息终端9102，由此能够判断是否接电话。
可以将本发明的一个方式的显示装置用于便携式信息终端9102具有的显示部9001。由此，可以实现便携式信息终端9101的小型化，显示部9001能够显示高质量图像，并能够显示富有临场感的图像。
图35D是示出手表型便携式信息终端9200的立体图。便携式信息终端9200可以执行移动电话、电子邮件、文章的阅读及编辑、音乐播放、网络通信、电脑游戏等各种应用程序。此外，显示部9001的显示面被弯曲，能够在所弯曲的显示面上进行显示。此外，便携式信息终端9200可以进行被通信标准化的近距离无线通信。例如，通过与可进行无线通信的耳麦相互通信，可以进行免提通话。此外，便携式信息终端9200包括连接端子9006，可以通过连接器直接与其他信息终端进行数据的交换。此外，也可以通过连接端子9006进行充电。此外，充电工作也可以利用无线供电进行，而不通过连接端子9006。
可以将本发明的一个方式的显示装置用于便携式信息终端9200具有的显示部9001。由此，可以实现便携式信息终端9200的窄边框化，显示部9001能够显示高质量图像，并能够显示富有临场感的图像。
图35E、图35F及图35G是示出能够折叠的便携式信息终端9201的立体图。此外，图35E是展开状态的便携式信息终端9201的立体图，图35F是从展开状态和折叠状态中的一个状态变为另一个状态的中途的状态的便携式信息终端9201的立体图，图35G是折叠状态的便携式信息终端9201的立体图。便携式信息终端9201在折叠状态下可携带性好，在展开状态下因为具有无缝拼接的较大的显示区域而其显示的一览性优异。便携式信息终端9201所包括的显示部9001由铰链9055所连接的三个外壳9000来支撑。通过铰链9055使两个外壳9000之间弯折，可以从便携式信息终端9201的展开状态可逆性地变为折叠状态。例如，可以以1mm以上且150mm以下的曲率半径使便携式信息终端9201弯曲。
可以将本发明的一个方式的显示装置用于便携式信息终端9201具有的显示部9001。由此，可以实现便携式信息终端9201的窄边框化，显示部9001能够显示高质量图像，并能够显示富有临场感的图像。
本实施方式所示的结构例子及对应于这些例子的附图等的至少一部分可以与其他结构例子或附图等适当地组合而实施。
本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。
[符号说明]
C1：电容器、N1：节点、N2：节点、Tr11：晶体管、Tr12：晶体管、Tr13：晶体管、10：显示装置、10A：显示装置、20：第一层、20a：第一电路层、20b：第二电路层、21：第一电路、22：第二电路、24：校正数据生成电路、26：源极驱动器电路、30：第二层、31：布线、32：布线、33：显示部、34：像素、36：布线、38：像素块、44：移位寄存电路、45：锁存电路、46：数字模拟转换电路、47：放大电路、81：逻辑电路、91：电流电压转换电路、92：模拟数字转换电路、93：存储电路、200A：晶体管、200B：晶体管、200C：晶体管、205：导电体、214：绝缘体、216：绝缘体、222：绝缘体、224：绝缘体、230：金属氧化物、230a：金属氧化物、230b：金属氧化物、230c：金属氧化物、240：导电体、240a：导电体、240b：导电体、241：绝缘体、241a：绝缘体、241b：绝缘体、242：导电体、242a：导电体、242b：导电体、243a：区域、243b：区域、244：绝缘体、250：绝缘体、252：金属氧化物、254：绝缘体、260：导电体、260a：导电体、260b：导电体、270：绝缘体、271：绝缘体、272：绝缘体、274：绝缘体、280：绝缘体、281：绝缘体、301a：导电体、301b：导电体、305：导电体、311：导电体、313：导电体、317：导电体、321：下部电极、323：绝缘体、325：上部电极、331：导电体、333：导电体、335：导电体、337：导电体、341：导电体、343：导电体、347：导电体、351：导电体、353：导电体、355：导电体、357：导电体、361：绝缘体、363：绝缘体、403：元件分离层、405：绝缘体、407：绝缘体、409：绝缘体、411：绝缘体、413：绝缘体、415：绝缘体、417：绝缘体、419：绝缘体、421：绝缘体、441：晶体管、443：导电体、445：绝缘体、447：半导体区域、449a：低电阻区域、449b：低电阻区域、451：导电体、453：导电体、455：导电体、457：导电体、459：导电体、461：导电体、463：导电体、465：导电体、467：导电体、469：导电体、471：导电体、501：绝缘体、503：绝缘体、505：绝缘体、507：绝缘体、509：绝缘体、552：晶体管、562：电容器、572：发光元件、601：晶体管、602：晶体管、603：晶体管、613：绝缘体、614：绝缘体、616：绝缘体、622：绝缘体、624：绝缘体、644：绝缘体、654：绝缘体、674：绝缘体、680：绝缘体、681：绝缘体、701：衬底、705：衬底、712：密封剂、716：FPC、721：空穴注入层、722：空穴传输层、723：发光层、724：电子传输层、725：电子注入层、730：绝缘体、732：密封层、734：绝缘体、736：着色层、738：遮光层、750：晶体管、760：连接电极、772：导电体、778：结构体、780：各向异性导电体、782：发光元件、786：EL层、786a：EL层、786b：EL层、786c：EL层、788：导电体、790：电容器、792：电荷产生层、800：晶体管、801a：导电体、801b：导电体、805：导电体、811：导电体、813：导电体、814：绝缘体、816：绝缘体、817：导电体、821：绝缘体、822：绝缘体、824：绝缘体、844：绝缘体、853：导电体、854：绝缘体、855：导电体、874：绝缘体、880：绝缘体、881：绝缘体、901：子像素、901B：子像素、901G：子像素、901R：子像素、902：像素、911：导电体、912：导电体、913：半导体、914：半导体、915a：导电体、915b：导电体、916a：导电体、916b：导电体、917：导电体、918：导电体、919：导电体、920：导电体、921：导电体、922：导电体、923：导电体、924：导电体、925：导电体、926：导电体、927：导电体、928：导电体、929：导电体、930：导电体、931：导电体、990：导电体、991：粘合层、992：绝缘体、993a：着色层、993b：着色层、994：粘合层、995：衬底、1021：绝缘体、1022：绝缘体、1023：绝缘体、1024：绝缘体、1025：绝缘体、1026：绝缘体、1027：绝缘体、8000：相机、8001：外壳、8002：显示部、8003：操作按钮、8004：快门按钮、8006：透镜、8100：取景器、8101：外壳、8102：显示部、8103：按钮、8200：头戴显示器、8201：安装部、8202：透镜、8203：主体、8204：显示部、8205：电缆、8206：电池、8300：头戴显示器、8301：外壳、8302：显示部、8304：固定工具、8305：透镜、9000：外壳、9001：显示部、9003：扬声器、9005：操作键、9006：连接端子、9007：传感器、9008：麦克风、9050：操作按钮、9051：信息、9052：信息、9053：信息、9054：信息、9055：铰链、9100：电视装置、9101：便携式信息终端、9102：便携式信息终端、9200：便携式信息终端、9201：便携式信息终端。

Claims (10)

1.一种显示装置，包括：
第一层；以及
所述第一层上的第二层,
其中，所述第一层包括排列成m行n列(m及n分别为1以上的整数且m与n的乘积为2以上)的第一电路，
所述第二层包括排列成m行n列的像素块，
所述各像素块包括排列成a行b列(a及b分别为1以上的整数)的像素，
所述像素块包括与所述像素电连接的第一布线及第二布线，
第i行j列(i为1以上且m以下的整数，j为1以上且n以下的整数)的所述像素块所包括的所述第一布线及所述第二布线与第i行j列的所述第一电路电连接，
所述第一布线具有将来自所述第一电路的输入信号供应到所述像素的功能，
并且，所述第二布线具有将来自所述像素的输出信号供应到所述第一电路的功能。
2.根据权利要求1所述的显示装置，
其中所述各第一电路包括校正数据生成电路、逻辑电路及源极驱动器电路，
所述校正数据生成电路具有将所述输出信号转换为校正数据的功能，
所述逻辑电路具有根据所述校正数据校正被输入到所述第一电路的视频信号并生成校正后视频信号的功能，
并且所述源极驱动器电路具有将所述校正后视频信号转换为所述输入信号的功能。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置，其中第i行j列的所述像素块具有与第i行j列的所述第一电路重叠的区域。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的显示装置，其中第p行q列(p为与i不同的1以上且m以下的整数，q为与j不同的1以上且n以下的整数)的所述像素块不与第p行q列的所述第一电路重叠。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的显示装置，
其中所述第二层还包括在列方向上排列的m个第二电路，
所述像素块包括与在行方向上排列的多个所述像素电连接的第三布线，
并且第i行的像素块中的所述第三布线与第i个所述第二电路电连接。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的显示装置，
其中所述第一层还包括在列方向上排列的m个第二电路，
所述像素块包括与在行方向上排列的多个所述像素电连接的第三布线，
并且第i行的像素块中的所述第三布线与第i个所述第二电路电连接。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其中第i行j列的所述像素块具有与所述第二电路中的任一个以上重叠的区域。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的显示装置，
其中所述校正数据生成电路包括存储电路，
所述第一层包括第一电路层及所述第一电路层上的第二电路层，
所述第一电路层包括所述逻辑电路，
所述逻辑电路包括在沟道形成区域中含硅的晶体管，
所述第二电路层包括所述存储电路，
所述存储电路包括在沟道形成区域中包含金属氧化物的晶体管，
并且所述金属氧化物包含In、元素M(M为Al、Ga、Y和Sn中的任一个以上)及Zn。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的显示装置，
其中所述像素包括在沟道形成区域中包含金属氧化物的晶体管，
并且所述金属氧化物包含In、元素M(M为Al、Ga、Y和Sn中的任一个以上)及Zn。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的显示装置，
其中所述像素包括在沟道形成区域中含硅的晶体管。
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