CN114641815A - 显示单元、显示模块、电子设备及显示单元的制造方法 - Google Patents

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insulating layer
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transistor
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山崎舜平
楠纮慈
江口晋吾
池田隆之
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Abstract

提供一种清晰度高的显示单元。提供一种显示品质高的显示单元。一种显示单元，包括晶体管、发光二极管、晶体管上且与该晶体管电连接的第一导电层、第一导电层上且与发光二极管电连接的第二导电层、晶体管上的第一绝缘层以及第一绝缘层上的第二绝缘层。第一导电层的顶面的高度与第一绝缘层的顶面的高度大致一致，第二导电层的底面的高度与第二绝缘层的底面的高度大致一致。第一绝缘层与第二绝缘层彼此接合，第一导电层与第二导电层彼此接合。

Description

显示单元、显示模块、电子设备及显示单元的制造方法
技术领域
本发明的一个实施方式涉及一种显示单元、显示模块、电子设备及它们的制造方法。
注意，本发明的一个实施方式不局限于上述技术领域。作为本发明的一个实施方式的技术领域例子，可以举出半导体装置、显示单元、发光单元、蓄电装置、存储装置、电子设备、照明装置、输入装置(例如，触摸传感器等)、输入输出装置(例如，触摸面板等)以及上述任意装置的驱动方法或上述任意装置的制造方法。
背景技术
近年来，已提出了用作显示器件(也称为显示元件)的包括微型发光二极管(MicroLED)的显示单元(例如，专利文献1)。用作显示器件的包括Micro LED的显示单元具有高亮度、高对比度、长使用寿命等优点，作为新一代显示装置，对该显示单元的研究开发非常活跃。
[参考文献]
[专利文献1]美国专利申请公开第2014/0367705号公报
发明内容
将LED芯片安装于用作显示器件的包括Micro LED的显示单元需要极长时间，所以要缩减制造成本。例如，在取放方式中，在不同的晶片上分别制造红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的LED，逐一切割出LED，并将其安装于电路板上。因此，显示单元的像素数越多，要安装的LED的个数越多，所以安装所需要的时间变长。此外，显示单元的分辨率越高，安装LED的难易度越高。
本发明的一个实施方式的目的之一是提供一种分辨率高的显示单元。本发明的一个实施方式的目的之一是提供一种分辨率高的显示单元。本发明的一个实施方式的目的之一是提供一种显示品质高的显示单元。本发明的一个实施方式的目的之一是提供一种功耗低的显示单元。本发明的一个实施方式的目的之一是提供一种可靠性高的显示单元。
本发明的一个实施方式的目的之一是缩减用作显示器件的包括Micro LED的显示单元的制造成本。本发明的一个实施方式的目的之一是以高成品率制造用作显示器件的包括Micro LED的显示单元。
注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。本发明的一个实施方式并不需要实现所有上述目的。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述目的以外的目的。
本发明的一个实施方式的显示单元包括晶体管、发光二极管、第一导电层、第二导电层、第一绝缘层及第二绝缘层。晶体管与第一导电层电连接。发光二极管与第二导电层电连接。第一导电层位于晶体管上。第一绝缘层位于晶体管上。第二导电层位于第一导电层上。第二绝缘层位于第一绝缘层上。发光二极管位于第二绝缘层上。第一导电层的第二导电层一侧的面的高度与第一绝缘层的第二绝缘层一侧的面的高度大致一致。第二导电层的第一导电层一侧的面的高度与第二绝缘层的第一绝缘层一侧的面的高度大致一致。第一绝缘层与第二绝缘层彼此直接接合。第一导电层与第二导电层彼此直接接合。
本发明的一个实施方式的显示单元优选还包括第三绝缘层及第四绝缘层。第三绝缘层优选位于晶体管与第一绝缘层间。第四绝缘层优选位于发光二极管与第二绝缘层间。第一绝缘层及第二绝缘层各自优选具有氧化硅膜。第三绝缘层及第四绝缘层各自优选具有氧化铝膜、氧化铪膜和氮化硅膜中的至少一个。
第一导电层的晶体管一侧的面与第一导电层的侧面间的角度优选大于0°且为90°以下或者大于0°且小于90°。第二导电层的晶体管一侧的面与第二导电层的侧面间的角度优选为90°以上且小于180°或者大于90°且小于180°。由于两个导电层的锥形形状不同，所以通过对本发明的一个实施方式的显示单元的截面进行观察可以推断该两个导电层的边界面为贴合时的边界面。
本发明的一个实施方式的显示单元优选还包括第五绝缘层。晶体管优选包括金属氧化物层及栅电极。金属氧化物层优选具有沟道形成区域。栅电极的顶面的高度优选与第五绝缘层的顶面的高度大致一致。
在本发明的一个实施方式的显示单元包括第五绝缘层时，晶体管优选包括金属氧化物层、栅极绝缘层、栅电极、第三导电层及第四导电层。金属氧化物层优选具有沟道形成区域。金属氧化物层优选具有与第三导电层重叠的第一区域、与第四导电层重叠的第二区域以及第一区域与第二区域间的第三区域。第三导电层及第四导电层优选在金属氧化物层上彼此分开。第五绝缘层优选位于第三导电层上及第四导电层上。第五绝缘层优选具有与第三区域重叠的开口。栅极绝缘层优选位于开口的内侧且与第五绝缘层的侧面及第三区域的顶面重叠。栅电极优选位于开口的内侧且隔着栅极绝缘层与第五绝缘层的侧面及第三区域的顶面重叠。
本发明的一个实施方式的显示单元优选还包括驱动电路。驱动电路优选包括电路用晶体管。电路用晶体管优选在半导体衬底具有沟道形成区域。晶体管、发光二极管、第一导电层、第二导电层、第一绝缘层及第二绝缘层优选都位于半导体衬底上。
另外，本发明的一个实施方式的显示单元包括第一晶体管、第二晶体管、发光二极管、第一导电层、第二导电层、第一绝缘层及第二绝缘层。第一晶体管在半导体衬底具有沟道形成区域。第二晶体管包括金属氧化物层。金属氧化物层具有沟道形成区域。第二晶体管与第一导电层电连接。发光二极管与第二导电层电连接。第二晶体管位于第一晶体管上。第一导电层位于第二晶体管上。第一绝缘层位于第二晶体管上。第二导电层位于第一导电层上。第二绝缘层位于第一绝缘层上。发光二极管位于第二绝缘层上。第一导电层的第二导电层一侧的面的高度与第一绝缘层的第二绝缘层一侧的面的高度大致一致。第二导电层的第一导电层一侧的面的高度与第二绝缘层的第一绝缘层一侧的面的高度大致一致。第一绝缘层与第二绝缘层彼此直接接合。第一导电层与第二导电层彼此直接接合。
第一导电层及第二导电层优选包含相同的金属。该金属优选为金、铝、钨或铜。
发光二极管优选为微型发光二极管。另外，发光二极管优选包含含有第13族元素及第15族元素的化合物。另外，发光二极管优选包含氮化镓。
本发明的一个实施方式的显示单元也可以包括发射不同颜色的光的第一发光二极管及第二发光二极管。此时，与第一发光二极管电连接的晶体管及与第二发光二极管电连接的晶体管也可以具有不同的沟道长度和/或不同的沟道宽度。
或者，本发明的一个实施方式的显示单元也可以在各颜色的像素中包括发射相同颜色的光的多个发光二极管。
本发明的一个实施方式的显示单元优选还包括功能层。功能层优选位于发光二极管上。从发光二极管发射的光通过功能层提取到该显示单元的外部。功能层优选包括着色层和颜色转换层中的一方或双方。颜色转换层优选具有量子点。
本发明的一个实施方式是一种具有上述任意结构的显示单元的显示模块。该显示模块也可以安装有柔性印刷电路(以下记为FPC)或带载封装(TCP)等的连接器。另外，该显示模块也可以通过玻璃覆晶封装(COG)方式或薄膜覆晶封装(COF)方式等安装有集成电路(IC)。
本发明的一个实施方式是一种包括天线、电池、框体、照相机、扬声器、麦克风和操作按钮中的至少一个及上述显示模块的电子设备。
本发明的一个实施方式是一种电子设备，包括上述显示单元、光学部件、边框及框体。框体包括触摸传感器。
本发明的一个实施方式是一种显示单元的制造方法，包括如下步骤：在第一衬底上以矩阵状形成多个晶体管；在多个晶体管上形成各自与多个晶体管中的至少一个电连接的多个第一导电层；在第二衬底上以矩阵状形成多个发光二极管；在多个发光二极管上形成各自与多个发光二极管中的至少一个电连接的多个第二导电层；通过以多个晶体管的每一个与多个发光二极管中的至少一个电连接的方式使多个第一导电层的每一个与多个第二导电层中的至少一个彼此直接接合，来贴合第一衬底与第二衬底。在形成多个晶体管的工序中，优选至少进行一次平坦化处理。
在本发明的一个实施方式的显示单元的制造方法中，也可以在第三衬底上形成着色层、颜色转换层及触摸传感器中的至少一个，在贴合第一衬底和第二衬底，然后剥离第二衬底，将第三衬底贴合于通过剥离第二衬底而露出的面上。
或者，在本发明的一个实施方式的显示单元的制造方法中，也可以在第三衬底上形成着色层、颜色转换层及触摸传感器中的至少一个，在贴合第一衬底和第二衬底之后对第二衬底进行抛光来减薄第二衬底的厚度，将第三衬底贴合于第二衬底的被抛光面上。
本发明的一个实施方式是一种显示单元的制造方法，包括如下步骤：在第一衬底中形成各自具有沟道形成区域的多个第一晶体管；在多个第一晶体管上以矩阵状形成多个第二晶体管；在多个第二晶体管上形成各自与多个第二晶体管中的至少一个电连接的多个第一导电层；在第二衬底上以矩阵状形成多个发光二极管；在多个发光二极管上形成各自与多个发光二极管中的至少一个电连接的多个第二导电层；通过以多个第二晶体管的每一个与多个发光二极管中的至少一个电连接的方式使多个第一导电层的每一个与多个第二导电层中的至少一个彼此直接接合，来贴合第一衬底与第二衬底；然后，剥离第二衬底；在剥离第二衬底而露出的面上形成着色层、颜色转换层和遮光层中的至少一个。在形成多个第二晶体管的工序中，优选至少进行一次平坦化处理。
多个发光二极管中的至少一个优选为微型发光二极管。多个晶体管中的至少一个优选在沟道形成区域中包含金属氧化物。
根据本发明的一个实施方式，可以提供一种分辨率高的显示单元。根据本发明的一个实施方式，可以提供一种分辨率高的显示单元。根据本发明的一个实施方式，可以提供一种显示品质高的显示单元。根据本发明的一个实施方式，可以提供一种功耗低的显示单元。根据本发明的一个实施方式，可以提供一种可靠性高的显示单元。
根据本发明的一个实施方式，可以缩减用作显示器件的包括Micro LED的显示单元的制造成本。根据本发明的一个实施方式，可以以高成品率制造用作显示器件的包括Micro LED的显示单元。
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。本发明的一个实施方式并不需要具有所有上述效果。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述效果以外的效果。
附图说明
图1是示出显示单元的一个例子的截面图。
图2A至图2C是示出显示单元的制造方法的一个例子的截面图。
图3是示出显示单元的一个例子的截面图。
图4是示出显示单元的一个例子的截面图。
图5A及图5B是分别示出显示单元的一个例子的截面图。
图6A及图6B是示出显示单元的制造方法的一个例子的截面图。
图7是示出显示单元的一个例子的截面图。
图8是示出显示单元的一个例子的截面图。
图9是示出显示单元的一个例子的截面图。
图10A及图10B是示出显示单元的制造方法的一个例子的截面图。
图11是示出显示单元的制造方法的一个例子的截面图。
图12是示出显示单元的制造方法的一个例子的截面图。
图13是示出显示单元的制造方法的一个例子的截面图。
图14A至图14D是示出晶体管的一个例子的俯视图及截面图。
图15是示出像素电路的一个例子的电路图。
图16A及图16B示出电子设备的一个例子。
图17A及图17B示出电子设备的一个例子。
图18A及图18B示出电子设备的一个例子。
图19A及图19B示出电子设备的一个例子。
图20A至图20D分别示出电子设备的一个例子。
图21A至图21F分别示出电子设备的一个例子。
具体实施方式
参照附图对实施方式进行详细说明。注意，本发明不局限于以下说明，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本发明的方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅限定在以下所示的实施方式及实施例所记载的内容中。
注意，在下面说明的本发明结构中，在不同的附图中使用相同的符号来表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略反复说明。有时具有相同功能的部分使用相同的阴影线表示，而不特别附加附图标记。
另外，为了便于理解，有时附图中示出的各构成的位置、大小或范围等并不表示其实际的位置、大小或范围等。因此，所公开的发明不一定局限于附图所公开的位置、大小或范围等。
另外，根据情况或状态，可以互相调换词句“膜”和词句“层”。例如，可以将词句“导电层”变换为词句“导电膜”。此外，例如可以将词句“绝缘膜”变换为词句“绝缘层”。
[实施方式1]
在本实施方式中，参照图1、图2A及图2B、图3、图4、图5A及图5B、图6A及图6B以及图7说明本发明的一个实施方式的显示单元。
本实施方式的显示单元包括作为显示器件的多个发光二极管及用来驱动显示器件的多个晶体管。多个发光二极管以矩阵状设置于对可见光具有透过性的衬底上。多个晶体管的每一个与多个发光二极管中的至少一个电连接。多个发光二极管位于与多个晶体管相比更靠近该衬底一侧。多个发光二极管向该衬底一侧发射光。
通过贴合形成在衬底上的多个晶体管和形成在不同衬底上的多个发光二极管来形成本实施方式的显示单元。
因为在本实施方式的显示单元的制造方法中一次性地贴合多个发光二极管和多个晶体管，所以即使在制造像素数多或高精细的显示单元的情况下，与将发光二极管逐一安装于电路板的情况相比，也可以缩短显示单元的制造时间，并降低制造难易度。
作为本发明的一个实施方式的显示单元的制造方法，首先在第一衬底上以矩阵状形成多个晶体管，在多个晶体管上形成第一绝缘层及多个第一导电层。多个第一导电层的每一个与多个晶体管中的至少一个电连接。在此，以第一绝缘层的顶面的高度与第一导电层的顶面的高度大致一致的方式形成第一绝缘层及第一导电层。另外，在第二衬底上以矩阵状形成多个发光二极管，在多个发光二极管上形成第二绝缘层及多个第二导电层。多个第二导电层的每一个与多个发光二极管中的至少一个电连接。在此，以第二绝缘层的顶面的高度与第二导电层的顶面的高度一致的方式形成第二绝缘层及第二导电层。
以多个晶体管的每一个与多个发光二极管中的至少一个电连接的方式贴合第一衬底与第二衬底。通过贴合第一衬底与第二衬底，可以一次性地贴合多个发光二极管与多个晶体管。具体而言，使多个第一导电层的每一个与多个第二导电层中的至少一个直接接合。由此，可以通过第一导电层及第二导电层使晶体管与发光二极管电连接。优选第一导电层及第二导电层包含同一金属元素作为主要成分，更优选的是第一导电层及第二导电层由同一材料形成。由此，可以提高第一导电层与第二导电层的接合强度。第一绝缘层与第二绝缘层直接接合。第一绝缘层及第二绝缘层优选由相同材料形成，尤其优选的是作为第一绝缘层及第二绝缘层的每一个使用氧化硅膜。由于发生通过羟基(OH基)的亲水性接合，所以可以提高第一绝缘层与第二绝缘层的接合强度。
在制造的显示单元中，第一导电层的第二导电层一侧的面的高度与第一绝缘层的第二绝缘层一侧的面的高度大致一致。第二导电层的第一导电层一侧的面的高度与第二绝缘层的第一绝缘层一侧的面的高度大致一致。注意，在本说明书等中，“A的高度与B的高度大致一致”包括A的高度与B的高度一致的情况，并且包括由于以A的高度与B的高度一致的方式制造时因制造上的误差而A的高度与B的高度不同的情况。
本发明的一个实施方式的显示单元优选还包括第三绝缘层及第四绝缘层。第三绝缘层优选位于晶体管与第一绝缘层间。第四绝缘层优选位于发光二极管与第二绝缘层间。作为第三绝缘层及第四绝缘层的每一个优选使用与第一绝缘层及第二绝缘层相比氢和氧中的一方或双方不容易扩散的膜。第三绝缘层及第四绝缘层的每一个优选都包含氧化铝膜、氧化铪膜和氮化硅膜中的至少一个。通过使用与氧化硅膜相比氢和氧中的一方或双方不容易扩散的膜，可以抑制杂质从第一衬底一侧的叠层结构和第二衬底一侧的叠层结构中的一方向另一方扩散。
第一导电层中的晶体管一侧的面与侧面间的角度优选大于0°且为90°以下或者大于0°且小于90°。第二导电层中的晶体管一侧的面与侧面间的角度优选为90°以上且小于180°或者大于90°且小于180°。在第一导电层和第二导电层的双方与晶体管形成在同一衬底上时，第一导电层与第二导电层在很多情况下以第一导电层及第二导电层的每一个的侧面与晶体管一侧的面间的角度都为90°以下的方式形成。因此，因为两个导电层的锥形形状不同，所以通过使用扫描型电子显微镜(SEM)、扫描透射电子显微镜(STEM)等对显示单元的截面进行观察，可以推断该两个导电层的边界面为贴合时的边界面。
本实施方式的显示单元具有使用发光二极管显示影像的功能。在作为显示器件使用自发光器件的发光二极管时，在显示单元中不需要背光，并不一定需要设置偏振片。由此，可以减少显示单元的功耗，并可以实现显示单元的薄型化及轻量化。另外，由于其亮度高(例如，5000cd/m2以上，优选为10000cd/m2以上)，对比度高且视角宽，所以作为显示器件使用利用发光二极管的显示单元可以具有高显示品质。另外，通过将无机材料用作发光材料，显示单元可以具有长使用寿命且可以提高可靠性。
在本实施方式中，特别说明作为发光二极管使用Micro LED的例子。在本实施方式中，说明具有双异质结的Micro LED。注意，对发光二极管没有特别的限制，例如，也可以采用具有量子阱结的Micro LED或使用纳米柱的LED。
发光二极管的发射光的区域的面积优选为1mm2以下，更优选为10000μm2以下，进一步优选为3000μm2以下，更进一步优选为700μm2以下。该区域的面积优选为1μm2以上，更优选为10μm2以上，进一步优选为100μm2以上。注意，在本说明书等中，有时将发射光的区域的面积为10000μm2以下的发光二极管记为Micro LED。
显示单元所包括的晶体管优选在沟道形成区域中包含金属氧化物。包含金属氧化物的晶体管的功耗较低。由此，通过与Micro LED组合可以实现功耗极低的显示单元。
特别是，本实施方式的显示单元优选包括栅电极的顶面的高度与绝缘层的顶面的高度大致一致的晶体管。例如，通过采用化学机械抛光(CMP)法等进行平坦化处理，使栅电极的顶面和绝缘层的顶面平坦化来使它们的高度一致。
这种结构的晶体管容易减小其尺寸。在减小晶体管的尺寸时，可以减小像素的尺寸，从而可以提高显示单元的分辨率。
由于本实施方式的显示单元具有高分辨率，所以可以将其适当地用于包括较小的显示部的电子设备。例如，作为这种电子设备，可以举出手表型或手镯型信息终端设备(可穿戴设备)以及可戴在头上的可穿戴设备诸如头戴显示器等虚拟现实(VR)用设备、眼镜型的增强现实(AR)用设备及混合现实(MR)用设备等。
[显示单元的结构例子1]
图1是显示单元100A的截面图。图2A、图2B及图2C是示出显示单元100A的制造方法的截面图。
图1所示的显示单元100A是贴合图2A所示的LED衬底150A和图2B所示的电路板150B(参照图2C)而构成的。
图2A是LED衬底150A的截面图。
LED衬底150A包括衬底101、发光二极管110a、发光二极管110b、绝缘层102、绝缘层103及绝缘层104。绝缘层102、绝缘层103及绝缘层104的每一个也可以具有单层结构或叠层结构。
发光二极管110a包括半导体层113a、发光层114a、半导体层115a、导电层116a、导电层116b、电极117a及电极117b。发光二极管110b包括半导体层113b、发光层114b、半导体层115b、导电层116c、导电层116d、电极117c及电极117d。发光二极管所包括的各层可以具有单层结构或叠层结构。
衬底101上设置有半导体层113a，半导体层113a上设置有发光层114a，发光层114a上设置有半导体层115a。电极117a通过导电层116a与半导体层115a电连接。电极117b通过导电层116b与半导体层113a电连接。
衬底101上设置有半导体层113b，半导体层113b上设置有发光层114b，发光层114b上设置有半导体层115b。电极117c通过导电层116c与半导体层115b电连接。电极117d通过导电层116d与半导体层113b电连接。
绝缘层102以覆盖衬底101、半导体层113a、113b、发光层114a、114b及半导体层115a、115b的方式设置。绝缘层102优选具有平坦化的功能。在绝缘层102上设置绝缘层103。以填埋形成在绝缘层102及绝缘层103中的开口的方式设置导电层116a、116b、116c、116d。导电层116a、116b、116c、116d的顶面的高度优选与绝缘层103的顶面的高度大致一致。导电层116a、116b、116c、116d上及绝缘层103上设置有绝缘层104。以填埋形成在绝缘层104中的开口的方式设置电极117a、117b、117c、117d。电极117a、117b、117c、117d的顶面的高度优选与绝缘层104的顶面的高度大致一致。
本实施方式的显示单元至少具有一种如下结构：绝缘层的顶面的高度与导电层的顶面的高度大致一致。作为该结构的制造方法，例如可以举出如下方法：形成绝缘层，在该绝缘层中设置开口，以填埋该开口的方式形成导电层，然后通过CMP法等进行平坦化处理。由此，可以使导电层的顶面的高度与绝缘层的顶面的高度一致。
绝缘层102优选使用氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧化铪或氮化钛等无机绝缘材料形成。
在本说明书等中，氧氮化硅中的氧含量大于氮含量。氮氧化硅中的氮含量大于氧含量。
作为绝缘层103例如可以使用与氧化硅膜中相比氢和氧中的一方或双方不容易扩散的膜。作为这种膜的例子，可以举出氧化铝膜、氧化铪膜、氮化硅膜。绝缘层103优选被用作防止杂质从LED衬底150A向电路板150B扩散的阻挡层。
作为绝缘层104尤其优选使用氧化物绝缘膜。绝缘层104是与电路板150B所包括的绝缘层直接接合的层。通过使氧化物绝缘膜彼此直接接合，可以提高接合强度(贴合强度)。
作为可用于导电层116a至导电层116d的材料，例如可以举出铝(Al)、钛、铬、镍、铜(Cu)、钇、锆、锡(Sn)、锌(Zn)、银(Ag)、铂(Pt)、金(Au)、钼、钽及钨(W)等金属以及作为主要成分包含上述金属的合金(例如，银、钯(Pd)及铜的合金(Ag-Pd-Cu(APC)))。或者，也可以使用氧化锡或氧化锌等氧化物。
作为电极117a至电极117d，例如可以使用Cu、Al、Sn、Zn、W、Ag、Pt或Au等。电极117a至电极117d是与电路板150B所包括的导电层直接接合的层。从易于接合的观点来看，优选使用Cu、Al、W或Au。
发光层114a位于半导体层113a和半导体层115a之间。发光层114b位于半导体层113b和半导体层115b之间。在发光层114a、114b中，电子和空穴键合而发射光。半导体层113a、113b和半导体层115a、115b中的一个是n型半导体层，另一个是p型半导体层。
包括半导体层113a、发光层114a及半导体层115a的叠层结构和包括半导体层113b、发光层114b及半导体层115b的叠层结构各自以发射红色、黄色、绿色或蓝色等的光的方式形成。另外，该叠层结构中的任意个也可以以发射紫外光的方式形成。两个叠层结构优选发射不同颜色的光。作为这些叠层结构例如可以使用含有第13族元素及第15族元素的化合物(也称为III-V族化合物)。作为第13族元素，可以举出铝、镓及铟。作为第15族元素，例如可以举出氮、磷、砷及锑。例如，可以使用镓和磷的化合物、镓和砷的化合物、镓、铝和砷的化合物、铝、镓、铟和磷的化合物、氮化镓(GaN)、铟和氮化镓的化合物或者硒和锌的化合物等形成发光二极管。
当以发射互不相同的颜色的光的方式形成发光二极管110a和发光二极管110b时，不需要形成颜色转换层的工序。因此，可以减少显示单元的制造成本。
或者，两个叠层结构也可以发射相同颜色的光。此时，从发光层114a、114b发射的光也可以经过颜色转换层和/或着色层被提取到显示单元外部。注意，在后面的显示单元的结构例子2中说明各颜色的像素包括发射同一颜色的光的发光二极管的结构。
另外，本实施方式的显示单元也可以包括发射红外光的发光二极管。发射红外光的发光二极管例如可以被用作红外光传感器的光源。
作为衬底101，也可以使用化合物半导体衬底，例如也可以使用含有第13族元素及第15族元素的化合物半导体衬底。作为衬底101，例如可以使用蓝宝石(Al2O3)衬底、碳化硅(SiC)、硅(Si)、氮化镓(GaN)等的单晶衬底。
如图1所示，来自发光二极管110a、110b的光发射到衬底101一侧。因此，衬底101优选对可见光具有透过性。例如，通过抛光等减薄厚度，也可以提高衬底101的对可见光的透过性。
图2B是电路板150B的截面图。
电路板150B包括衬底151、绝缘层152、晶体管120a、晶体管120b、导电层184a、导电层184b、导电层189a、导电层189b、绝缘层186、绝缘层187、绝缘层188、导电层190a、导电层190b、导电层190c及导电层190d。电路板150B还包括绝缘层162、绝缘层181、绝缘层182、绝缘层183及绝缘层185等绝缘层。这些绝缘层中的一个或多个有时被认为晶体管的构成要素，但是在本实施方式中，不将其包括在晶体管的构成要素中而进行说明。包括在电路板150B中的各导电层及各绝缘层也可以具有单层结构或叠层结构。
作为衬底151，可以使用：绝缘衬底诸如玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底或陶瓷衬底等；作为材料包含硅或碳化硅等的单晶半导体衬底或多晶半导体衬底；硅锗等的化合物半导体衬底；或者绝缘体上硅(SOI)衬底等半导体衬底。
衬底151优选遮断可见光(对可见光具有非透过性)。在衬底151遮断可见光时，可以抑制光从外部进入形成在衬底151上的晶体管120a、120b。但是，本发明的一个实施方式不局限于此，衬底151也可以对可见光具有透过性。
衬底151上设置有绝缘层152。绝缘层152被用作阻挡层，该阻挡层防止水及氢等杂质从衬底151扩散到晶体管120a、120b并防止氧从金属氧化物层165释放到绝缘层152一侧。作为绝缘层152，例如可以使用与氧化硅膜中相比氢和氧中的一方或双方不容易扩散的膜。作为这些膜，例如可以举出氧化铝膜、氧化铪膜、氮化硅膜。
晶体管120a、120b各自包括导电层161、绝缘层163、绝缘层164、金属氧化物层165、一对导电层166、绝缘层167、导电层168等。关于能够在本发明的一个实施方式的显示单元中使用的晶体管的具体例子，将在实施方式3中详细地说明。
金属氧化物层165具有沟道形成区域。金属氧化物层165具有与一对导电层166中的一个重叠的第一区域、与一对导电层166中的另一个重叠的第二区域以及该第一区域与该第二区域之间的第三区域。
绝缘层152上设置有导电层161及绝缘层162，并且覆盖导电层161及绝缘层162地设置有绝缘层163及绝缘层164。金属氧化物层165设置在绝缘层164上。导电层161被用作栅电极，绝缘层163及绝缘层164被用作栅极绝缘层。导电层161隔着绝缘层163及绝缘层164与金属氧化物层165重叠。绝缘层163优选与绝缘层152同样地被用作阻挡层。作为与金属氧化物层165接触的绝缘层164，优选使用氧化硅膜等氧化物绝缘膜。
在此，导电层161的顶面的高度与绝缘层162的顶面的高度大致一致。由此，可以缩小晶体管120a、120b的尺寸。
在金属氧化物层165上以使导电层166彼此分开的方式设置一对导电层166。一对导电层166被用作源极及漏极。覆盖金属氧化物层165及一对导电层166地设置有绝缘层181，绝缘层181上设置有绝缘层182。绝缘层181及绝缘层182中设置有到达金属氧化物层165的开口，绝缘层167及导电层168以埋入在该开口的方式设置。该开口与上述第三区域重叠。绝缘层167与绝缘层181的侧面及绝缘层182的侧面重叠。导电层168隔着绝缘层167与绝缘层181的侧面及绝缘层182的侧面重叠。导电层168被用作栅电极，绝缘层167被用作栅极绝缘层。导电层168隔着绝缘层167与金属氧化物层165重叠。
在此，导电层168的顶面的高度与绝缘层182的顶面的高度大致一致。由此，可以缩小晶体管120a、120b的尺寸。
覆盖绝缘层182、绝缘层167及导电层168的顶面地设置有绝缘层183及绝缘层185。绝缘层181及绝缘层183各自优选与绝缘层152同样被用作阻挡层。在一对导电层166被绝缘层181覆盖时，可以抑制包含在绝缘层182的氧所导致的一对导电层166的氧化。
与一对导电层166中的一个及导电层189a电连接的插头以埋入在设置于绝缘层181、绝缘层182、绝缘层183及绝缘层185中的开口内的方式设置。插头优选包括与该开口的侧面及一对导电层166中的一个的顶面接触的导电层184b及埋入在该导电层184b的内侧的导电层184a。在此，作为导电层184b，优选使用氢及氧不容易扩散的导电材料。
绝缘层185上设置有导电层189a及绝缘层186，导电层189a上设置有导电层189b，绝缘层186上设置有绝缘层187。绝缘层186优选具有平坦化功能。在此，导电层189b的顶面的高度与绝缘层187的顶面的高度大致一致。绝缘层187及绝缘层186设置有到达导电层189a的开口，导电层189b埋入在该开口地设置。导电层189b被用作使导电层189a与导电层190a或导电层190c电连接的插头。
晶体管120a的一对导电层166中的一个通过导电层184a、导电层184b、导电层189a及导电层189b与导电层190a电连接。
同样地，晶体管120b的一对导电层166中的一个通过导电层184a、导电层184b、导电层189a及导电层189b与导电层190c电连接。
绝缘层186优选使用氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧化铪或氮化钛等无机绝缘材料形成。
作为绝缘层187，例如可以使用与氧化硅膜中相比氢和氧中的一方或双方不容易扩散的膜。作为上述膜可以举出氧化铝膜、氧化铪膜、氮化硅膜。绝缘层187优选被用作防止杂质(例如，氢及水)从LED衬底150A向晶体管扩散的阻挡层。另外，绝缘层187优选被用作防止杂质从电路板150B向LED衬底150A扩散的阻挡层。
绝缘层188是与包括在LED衬底150A中的绝缘层104直接接合的层。绝缘层188优选由与绝缘层104同一材料形成。作为绝缘层188优选使用氧化物绝缘膜。通过使氧化物绝缘膜彼此直接接合，可以提高接合强度(贴合强度)。另外，在绝缘层104和绝缘层188中的一方或双方具有叠层结构时，彼此接触的层(包括表面层及接合面)优选由相同材料形成。
导电层190a至导电层190d是与LED衬底150A的电极117a至电极117d直接接合的层。导电层190a至导电层190d的主要成分及电极117a至电极117d的主要成分优选为相同金属元素，更优选由相同材料形成导电层190a至导电层190d及电极117a至电极117d。作为导电层190a至导电层190d，例如可以使用Cu、Al、Sn、Zn、W、Ag、Pt或Au等。从易于接合的观点来看，优选使用Cu、Al、W或Au。另外，在导电层190(导电层190a至导电层190d)和电极117(电极117a至电极117d)中的一方或双方具有叠层结构时，彼此接触的层(包括表面层及接合面)优选由相同材料形成。
另外，电路板150B也可以包括反射发光二极管的光的反射层和遮断该光的遮光层中的一个或两个。
如图1所示，设置于LED衬底150A中的电极117a、117b、117c、117d分别与设置于电路板150B中的导电层190a、190b、190c、190d接合而电连接。
例如，通过使电极117a与导电层190a彼此连接，可以使晶体管120a与发光二极管110a彼此电连接。电极117a被用作发光二极管110a的像素电极。另外，电极117b与导电层190b彼此连接。电极117b被用作发光二极管110a的公共电极。
同样地，通过使电极117c与导电层190c彼此连接，可以使晶体管120b与发光二极管110b彼此电连接。电极117c被用作发光二极管110b的像素电极。电极117d与导电层190d彼此连接。电极117d被用作发光二极管110b的公共电极。
优选电极117a、117b、117c、117d的主要成分与导电层190a、190b、190c、190d的主要成分是相同的金属元素。
另外，设置在LED衬底150A中的绝缘层104与设置在电路板150B中的绝缘层188彼此直接接合。绝缘层104及绝缘层188优选由相同的主要成分构成或者由相同的材料形成。
通过在LED衬底150A与电路板150B的接合面上使使用相同材料形成的层彼此接触，可以得到具有机械强度的连接。
当接合金属层时，可以利用表面活化接合法及扩散接合法。表面活化接合法是如下方法：通过溅射处理等去除金属层表面的氧化膜及杂质吸附层等并使清洁化且活化了的金属层表面接触而彼此接合。扩散接合法是如下方法：可以同时调节温度及压力使金属层表面接合。上述方法都可以发生原子级的键合，因此可以获得电气上和机械上都优异的接合。
另外，当接合绝缘层时，可以通过抛光等获得高平坦性之后利用亲水性接合法等。亲水性接合法是如下方法：使利用氧等离子体等进行过亲水性处理的绝缘层表面接触以彼此接触的方式配置而暂时接合，然后利用热处理进行脱水，由此进行正式接合。亲水性接合法也可以发生原子级的结合，因此可以获得机械上优异的接合。在使用氧化物绝缘膜时，通过进行亲水性处理可以进一步提高接合强度，所以是优选的。注意，在使用氧化物绝缘膜时，不一定需要进行亲水性处理。
在LED衬底150A与电路板150B的接合面上有绝缘层及金属层的双方，所以也可以组合使用两种以上的接合法进行接合。例如，可以组合表面活化接合法及亲水性接合法进行。
例如，可以采用如下方法：在进行抛光之后使金属层的表面清洁化，对金属层的表面进行防氧化处理及亲水性接合处理，然后进行接合。另外，也可以对金属层的表面使用Au等难氧化性金属进行亲水性处理。在不进行亲水性处理时，可以省略防氧化处理且对材料的种类没有限制，所以可以减少制造成本及制造工序。另外，也可以使用上述方法以外的接合方法。
注意，LED衬底150A与电路板150B的贴合不局限于使整个衬底表面直接接合的结构，也可以在衬底的至少一部分中使用银、碳、铜等的导电膏或者金、焊料等的凸块使衬底彼此连接。
注意，一个晶体管也可以与多个发光二极管电连接。
接着，图3示出显示单元100B的截面图。
示出在显示单元100B中晶体管120a和晶体管120b的沟道长度互不相同的例子。其他构成要素与显示单元100A同样。
驱动发光二极管110a的晶体管120a和驱动发光二极管110b的晶体管120b的尺寸、沟道长度、沟道宽度及结构等中的至少一个也可以互不相同。例如，在发光二极管110a和发光二极管110b发射互不相同的颜色的光的情况等下，可以根据颜色而改变晶体管结构。具体而言，也可以根据以所希望的亮度发光所需的电流量按颜色改变各晶体管的沟道长度及沟道宽度中的一个或两个。
接着，图4是显示单元100C的截面图。
显示单元100C具有包括在衬底131中分别具有沟道形成区域的晶体管(晶体管130a、130b)和在金属氧化物层中分别具有沟道形成区域的晶体管(晶体管120a、120b)的叠层结构。
作为衬底131，优选使用单晶硅衬底。晶体管130a、130b各自包括导电层135、绝缘层134、绝缘层136、一对低电阻区域133。导电层135被用作栅极。绝缘层134位于导电层135与衬底131之间，并被用作栅极绝缘层。绝缘层136覆盖导电层135的侧面地设置，并被用作侧壁。一对低电阻区域133在衬底131中掺杂有杂质，一对低电阻区域133中的一个被用作晶体管的源极，另一个被用作晶体管的漏极。
在相邻的两个晶体管之间以埋入在衬底131中的方式设置有元件分离层132。
覆盖晶体管130a、130b地设置有绝缘层139，绝缘层139上设置有导电层138。导电层138通过埋入在绝缘层139的开口中的导电层137与一对低电阻区域133中的一个电连接。此外，覆盖导电层138地设置有绝缘层141，绝缘层141上设置有导电层142。导电层138及导电层142各自被用作布线。此外，覆盖导电层142地设置有绝缘层143及绝缘层152，绝缘层152上设置有晶体管120a、120b。从绝缘层152到衬底101的叠层结构与显示单元100A的叠层结构同样，所以省略详细的说明。
晶体管120a、120b可以被用作包括在像素电路中的晶体管。晶体管130a、130b分别被用作包括在像素电路的晶体管或包括在用来驱动该像素电路的驱动电路(栅极驱动器和源极驱动器中的一个或两个)中的晶体管。晶体管120a、120b、130a、130b也可以被用作包括在运算电路及存储电路等各种电路的晶体管。
通过采用这种结构，在发光二极管的正下除形成像素电路外还可以形成驱动电路等，因此与在显示部的外侧设置驱动电路的情况相比，可以使显示单元小型化。另外，可以实现窄边框(非显示区域窄)的显示单元。
[显示单元的结构例子2]
图5A是显示单元100D的截面图，而图5B是显示单元100E的截面图。
在显示单元100D及显示单元100E的每一个中，各颜色的像素包括发射同一颜色的光的发光二极管。
显示单元100D及显示单元100E各自包括设置有着色层CFR及颜色转换层CCMR的衬底191。
具体而言，衬底191在重叠于红色像素的发光二极管110a的区域中包括着色层CFR及颜色转换层CCMR。颜色转换层CCMR具有将蓝色光转换为红色光的功能。
在图5A及图5B中，红色像素的发光二极管110a所发射的光由颜色转换层CCMR从蓝色转换为红色，由着色层CFR提高红色光的纯度，且红色光被发射到显示单元100D或显示单元100E的外部。
虽然未图示，但是衬底191同样地在重叠于绿色像素的发光二极管的区域中包括绿色着色层、将蓝色光转换为绿色光的颜色转换层。由此，绿色像素的发光二极管所发射的光由颜色转换层从蓝色光转换为绿色光，由着色层提高绿色光的纯度，且绿色光被发射到显示单元的外部。
另一方面，衬底191在重叠于蓝色像素的发光二极管110b的区域中不设置有颜色转换层。衬底191也可以在重叠于蓝色像素的发光二极管110b的区域中包括蓝色着色层。在设置蓝色着色层时，可以提高蓝色光的纯度。在不设置蓝色着色层时，可以简化制造工序。
发光二极管110b所发射的蓝色光通过粘合层192及衬底191发射到显示单元100D或显示单元100E的外部。
在各颜色的像素包括具有相同结构的发光二极管的显示单元的制造中，在衬底上只要制造相同种类的发光二极管即可，因此与形成多种发光二极管的情况相比，可以使制造装置及制造工序简化。
因为衬底191位于发光二极管的提取光的一侧，所以作为衬底191优选使用对可见光具有高透过性的材料。作为可用于衬底191的材料，例如可以举出玻璃、石英、蓝宝石及树脂。作为衬底191也可以使用树脂薄膜等薄膜。此时，可以减少显示单元的重量及厚度。
作为颜色转换层优选使用荧光体或量子点(QD：Quantum dot)。特别是，量子点的发射光谱的峰宽窄，因此可以得到色纯度高的发光。因此，能够提高显示单元的显示品质。
颜色转换层通过液滴喷射法(例如，喷墨法)、涂敷法、压印(imprinting)法或各种印刷法(丝网印刷法或胶印法)等形成。另外,也可以使用量子点薄膜等的颜色转换膜。
在对成为颜色转换层的膜进行加工时，优选使用光刻法。作为光刻法，可以举出如下方法：在要进行加工的薄膜上形成抗蚀剂掩模，通过蚀刻等对该薄膜进行加工，并去除抗蚀剂掩模的方法；以及形成具有感光性的薄膜，并对该具有感光性的薄膜进行曝光及显影来将该薄膜加工为所希望的形状的方法。例如，使用混合光致抗蚀剂与量子点而成的材料形成薄膜，通过光刻法对该薄膜进行加工，由此可以形成岛状颜色转换层。
作为构成量子点的材料，没有特别的限制，例如可以举出第14族元素、第15族元素、第16族元素、多个第14族元素的化合物、属于第4族至第14族中的任意个的元素和第16族元素的化合物、第2族元素和第16族元素的化合物、第13族元素和第15族元素的化合物、第13族元素和第17族元素的化合物、第14族元素和第15族元素的化合物、第11族元素和第17族元素的化合物、氧化铁类、氧化钛类、硫系尖晶石(spinel chalcogenide)类、各种半导体簇。
具体而言，可以举出：硒化镉；硫化镉；碲化镉；硒化锌；氧化锌；硫化锌；碲化锌；硫化汞；硒化汞；碲化汞；砷化铟；磷化铟；砷化镓；磷化镓；氮化铟；氮化镓；锑化铟；锑化镓；磷化铝；砷化铝；锑化铝；硒化铅；碲化铅；硫化铅；硒化铟；碲化铟；硫化铟；硒化镓；硫化砷；硒化砷；碲化砷；硫化锑；硒化锑；碲化锑；硫化铋；硒化铋；碲化铋；硅；碳化硅；锗；锡；硒；碲；硼；碳；磷；氮化硼；磷化硼；砷化硼；氮化铝；硫化铝；硫化钡；硒化钡；碲化钡；硫化钙；硒化钙；碲化钙；硫化铍；硒化铍；碲化铍；硫化镁；硒化镁；硫化锗；硒化锗；碲化锗；硫化锡；硒化锡；碲化锡；氧化铅；氟化铜；氯化铜；溴化铜；碘化铜；氧化铜；硒化铜；氧化镍；氧化钴；硫化钴；氧化铁；硫化铁；氧化锰；硫化钼；氧化钒；氧化钨；氧化钽；氧化钛；氧化锆；氮化硅；氮化锗；氧化铝；钛酸钡；硒、锌及镉的化合物；铟、砷及磷的化合物；镉、硒及硫的化合物；镉、硒及碲的化合物；铟、镓及砷的化合物；铟、镓及硒的化合物；铟、硒及硫化合物；铜、铟及硫的化合物以及它们的组合等，但是不局限于此。此外，也可以使用以任意比率表示组成的所谓的合金型量子点。
作为量子点，有核型量子点、核壳(Core-Shell)型量子点、核多壳(Core-Multishell)型量子点等。由于量子点的表面原子的比例高，因此反应性高且容易发生聚集。因此，量子点的表面优选附着有保护剂或设置有保护基。通过附着保护剂或设置保护基，可以防止聚集并提高对溶剂的溶解性。此外，还可以降低反应性且提高电稳定性。
量子点其尺寸越小带隙越大，因此适当地调节其尺寸以获得所希望的波长的光。随着结晶尺寸变小，量子点的发光向蓝色一侧，即向高能量一侧迁移，因此，通过改变量子点的尺寸，可以在涵盖紫外区域、可见光区域和红外区域的光谱的波长区域中调节其发光波长。量子点的尺寸(直径)为例如0.5nm以上且20nm以下，优选为1nm以上且10nm以下。量子点其尺寸分布越小发射光谱越窄，因此可以获得色纯度高的发光。另外，对量子点的形状没有特别的限制，也可以为球状、棒状或圆盘状等。为棒状量子点的量子杆具有发射有指向性的光的功能。
着色层是使特定波长区域的光透过的有色层。例如，可以使用使红色、绿色、蓝色或黄色的波长区域的光透过的滤色片。作为可用于着色层的材料，例如可以举出金属材料、树脂材料、含有颜料或染料的树脂材料。
显示单元100D通过如下工序制造：首先，如显示单元100A那样，贴合电路板和LED衬底，剥离LED衬底的衬底101，然后使用粘合层192将设置有着色层CFR及颜色转换层CCMR等的衬底191贴合到衬底的因剥离而露出的面。
对衬底101的剥离方法没有限制，例如，可以使用如图6A所示的对衬底101的整个面照射激光(Laser beam)的方法。由此，可以剥离衬底101来使绝缘层102及发光二极管110a、110b露出(图6B)。
作为激光，可以使用准分子激光或固体激光等。例如，也可以使用半导体泵浦固体激光(DPSS)。
此外，也可以在衬底101和发光二极管110a、110b之间设置剥离层。
剥离层可以使用有机材料或无机材料形成。
作为可用于剥离层的有机材料，例如可以举出聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、硅氧烷树脂、苯并环丁烯类树脂、酚醛树脂。
作为能够用于剥离层的无机材料，例如可以举出包含选自钨、钼、钛、钽、铌、镍、钴、锆、锌、钌、铑、钯、锇、铱及硅中的元素的金属、包含该元素的合金或包含该元素的化合物等。包含硅的层的结晶结构可以是非晶、微晶或多晶。
作为粘合层192，可以使用紫外线固化粘合剂等光固化粘合剂、反应固化粘合剂、热固化粘合剂、厌氧粘合剂等各种固化粘合剂。此外，也可以使用粘合薄片等。
或者，如显示单元100E所示，也可以使用粘合层192将设置有着色层CFR及颜色转换层CCMR等的衬底191贴合到衬底101。也就是说，不一定需要剥离衬底101。
此时，优选通过抛光等减薄衬底101的厚度。由此，可以提高发光二极管所发射的光的提取效率。此外，还可以实现显示单元的薄型化及轻量化。
显示单元100E可以通过如下工序制造：首先，如显示单元100A那样，贴合电路板和LED衬底，对LED衬底的衬底101进行抛光，并且使用粘合层192将设置有着色层CFR及颜色转换层CCMR等的衬底191贴合到衬底101的被抛光的面。
[显示单元的结构例子3]
图7是显示单元100F的截面图。
本发明的一个实施方式的显示单元也可以为安装有触摸传感器的显示单元(这种显示单元也被称为输入/输出装置或触摸面板)。上述显示单元的任意结构可以应用于触摸面板。显示单元100F是将触摸传感器安装于显示单元100A的例子。
对本发明的一个实施方式的触摸面板所包括的感测器件(也称为传感器件、传感元件或传感器元件)没有特别的限制。还可以将能够检测出手指或触屏笔等感测对象的接近或接触的各种传感器用作感测器件。
例如，作为传感器，可以利用静电电容式、电阻膜式、表面声波式、红外线式、光学式、压敏式等各种方式。
在本实施方式中，以包括静电电容式的感测器件的触摸面板为例进行说明。
作为静电电容式，有表面型静电电容式触摸感测器件及投影型静电电容式触摸感测器件。另外，作为投影型静电电容式触摸感测器件，有自电容式触摸感测器件及互电容式触摸感测器件。优选使用互电容式触摸感测器件，因为可以同时进行多点感测。
本发明的一个实施方式的触摸面板可以采用贴合了分别制造的显示单元和感测器件的结构、在支撑显示器件的衬底和对置衬底中的一方或双方设置有包括在感测器件中的电极等的结构等各种各样的结构。
在显示单元100F中，从衬底151到衬底101为止的叠层结构与显示单元100A同样，所以省略详细的说明。
导电层189c通过导电层189d、导电层190e及导电层195与FPC1电连接。显示单元100F通过FPC1被供应信号及电力。
导电层189c可以使用与导电层189a同一材料及同一工序形成。导电层189d可以使用与导电层189b同一材料及同一工序形成。导电层190e可以使用与导电层190a至190d同一材料及同一工序形成。
作为导电层195，例如可以使用各向异性导电膜(ACF：Anisotropic ConductiveFilm)或各向异性导电膏(ACP：Anisotropic Conductive Paste)。
衬底171设置有触摸传感器。衬底171和衬底101以衬底171的设置有触摸传感器的面朝向衬底101一侧的方式由粘合层179彼此贴合。
衬底171的衬底101一侧设置有电极177及电极178。电极177及电极178形成在同一平面上。电极177及电极178使用使可见光透过的材料。绝缘层173覆盖电极177及电极178地设置。电极174通过设置在绝缘层173中的开口电连接到在电极177的两个侧面上设置的两个电极178。
加工与电极177、178同一的导电层而得到的布线172连接到加工与电极174同一的导电层而得到的导电层175。导电层175通过连接器176电连接到FPC2。
如上所述，本实施方式的显示单元可以通过一次贴合多个发光二极管和多个晶体管而形成，因此可以实现显示单元的制造成本的缩减及成品率的提高。此外，通过组合Micro LED和包含金属氧化物的晶体管，可以获得功耗得到降低的显示单元。
在本实施方式的显示单元中，多个晶体管上的第一绝缘层及多个发光二极管上的第二绝缘层使用相同材料的膜(优选为氧化物绝缘膜，更优选为氧化硅膜)形成。通过使第一绝缘层与第二绝缘层直接接合，可以提高接合强度。另外，在多个晶体管与第一绝缘层间设置第三绝缘层且在多个发光二极管与第二绝缘层间设置第四绝缘层。作为第三绝缘层及第四绝缘层的每一个使用与第一绝缘层及第二绝缘层相比氢和氧中的一方或双方不容易扩散的膜(优选为氧化铝膜、氧化铪膜及氮化硅膜，更优选为氮化硅膜)。由此，可以适当地抑制进入晶体管及发光二极管的杂质。
此外，由于可以减少本实施方式的显示单元中的晶体管尺寸，所以容易提高显示单元的分辨率且适用于包括较小的显示部的电子设备。
本实施方式可以与其他任意实施方式适当地组合。在本说明书中，在一个实施方式中示出多个结构例子的情况下，可以适当地组合该结构例子。
[实施方式2]
在本实施方式中，参照图8、图9、图10A及图10B、图11、图12以及图13说明本发明的一个实施方式的显示单元。
虽然在实施方式1中作为显示单元的结构例子2示出的显示单元100D及显示单元100E(图5A及图5B)是设置有颜色转换层的衬底贴合到设置有晶体管及发光二极管的衬底的例子，但是本发明不局限于此。
本实施方式说明剥离发光二极管一侧的衬底而在通过该剥离被露出的面上形成颜色转换层的例子。
注意，有时与实施方式1相同的构成要素省略其详细说明。
本实施方式的显示单元包括作为显示器件的多个发光二极管及驱动显示器件的多个晶体管。多个发光二极管以矩阵状设置。多个晶体管的每一个与多个发光二极管中的至少一个电连接。
通过贴合形成在衬底上的多个晶体管和形成在不同衬底上的多个发光二极管来形成本实施方式的显示单元。
在本实施方式的显示单元的制造方法中，一次性地贴合多个发光二极管和多个晶体管，因此即使在制造其像素数多或高精细的显示单元的情况下，与将发光二极管逐一安装于电路板的方法相比，也可以缩短显示单元的制造时间，并降低制造难易度。
本实施方式的显示单元具有包括各自在半导体衬底中具有沟道形成区域的晶体管及各自在金属氧化物层中具有沟道形成区域的晶体管的叠层结构。由此，该结构可以进行电路的高速工作且可以实现极低功耗。
作为本发明的一个实施方式的显示单元的制造方法，首先，形成各自在第一衬底中具有沟道形成区域的多个第一晶体管，在多个第一晶体管上以矩阵状形成多个第二晶体管，在多个第二晶体管上形成第一绝缘层及多个第一导电层。多个第一导电层的每一个与多个第二晶体管中的至少一个电连接。在此，以第一绝缘层的顶面的高度与第一导电层的顶面的高度大致一致的方式形成第一绝缘层及第一导电层。在第二衬底上以矩阵状形成多个发光二极管，在多个发光二极管上形成第二绝缘层及多个第二导电层。多个第二导电层的每一个与多个发光二极管中的至少一个电连接。在此，以第二绝缘层的顶面的高度与第二导电层的顶面的高度一致的方式形成第二绝缘层及第二导电层。
以多个第二晶体管的每一个与多个发光二极管中的至少一个电连接的方式贴合第一衬底与第二衬底。通过贴合第一衬底与第二衬底，可以一次贴合多个发光二极管与多个第二晶体管。具体而言，使多个第一导电层的每一个与多个第二导电层中的至少一个直接接合。由此，可以通过第一导电层及第二导电层使第二晶体管与发光二极管电连接。优选第一导电层及第二导电层作为主要成分包含同一金属元素，更优选的是第一导电层及第二导电层由同一材料形成。该金属元素优选为金、铝、钨或铜，尤其优选为金。由此，可以提高第一导电层与第二导电层的接合强度。第一绝缘层与第二绝缘层直接接合。第一绝缘层及第二绝缘层优选由相同材料形成，尤其优选的是作为第一绝缘层及第二绝缘层的每一个使用氧化硅膜。
然后，剥离第二衬底而在通过剥离被露出的面上形成着色层、颜色转换层和遮光层的中的至少一个。
在本发明的一个实施方式的显示单元中，优选各颜色的像素包括发射相同颜色的光的发光二极管。由此，显示单元的制造变容易，从而可以实现工序简化和成品率的提高。
在本实施方式中，以各颜色的像素包括发射蓝色光的发光二极管的情况为例进行说明。在蓝色的像素中，发光二极管所发射的蓝色光不通过颜色转换层提取到显示单元的外部。在红色的像素及绿色的像素的每一个中，发光二极管所发射的蓝色光由颜色转换层转换为红色光或绿色光而提取到显示单元的外部。
在各颜色的像素中，优选的是，发光二极管所发射的光通过着色层提取到外部。由此，可以提高光的色纯度。注意，至少一个颜色的像素中不一定需要设置着色层。在不设置着色层时，可以高效地将从发光二极管射出的光提取到显示单元的外部。
优选在各颜色的像素间设置遮光层。由此，可以抑制发光二极管所发射的光进入相邻的像素中(也可以称为光的串扰)。因此，可以提高显示单元的显示品质。
在所制造了的显示单元中，第一导电层的第二导电层一侧的面的高度与第一绝缘层的第二绝缘层一侧的面的高度大致一致。第二导电层的第一导电层一侧的面的高度与第二绝缘层的第一绝缘层一侧的面的高度大致一致。
显示单元优选包括各自在沟道形成区域中包含硅的晶体管和各自在沟道形成区域包含金属氧化物的晶体管。例如，也可以在像素电路及栅极驱动器中使用在沟道形成区域包含金属氧化物的晶体管且在源极驱动器中使用在沟道形成区域包含硅的晶体管。或者，例如，也可以在像素电路中使用在沟道形成区域中包含金属氧化物的晶体管且在源极驱动器及栅极驱动器中使用在沟道形成区域中包含硅的晶体管。或者，在沟道形成区域中包含硅的晶体管和/或在沟道形成区域中包含金属氧化物的晶体管也可以作为包括在运算电路及存储电路等各种电路中的晶体管使用。
<显示单元的结构例子4>
图8是显示单元100G的截面图。图9是显示单元100H的截面图。图10A及图10B、图11、图12以及图13是说明显示单元100G的制造方法的截面图。
显示单元100G及显示单元100H的每一个包括：各自在沟道形成区域中包含硅的晶体管130a、130b、130c；各自在沟道形成区域中包含金属氧化物的晶体管120a、120b、120c；以及发光二极管110a、110b、110c。
在显示单元100G及显示单元100H中，各颜色的像素包括发射蓝色光的发光二极管。
在显示单元100G及显示单元100H中，在与红色的像素的发光二极管110a重叠的区域设置着色层CFR及颜色转换层CCMR。颜色转换层CCMR具有将蓝色光转换为红色光的功能。
发光二极管110a所发射的光由颜色转换层CCMR从蓝色转换为红色，由着色层CFR提高红色光的纯度而红色光被射出到显示单元100G或显示单元100H的外部。
同样地，在显示单元100G及显示单元100H中，在与绿色光的像素的发光二极管110c重叠的区域设置绿色的着色层CFG及将蓝色光转换为绿色的颜色转换层CCMG。由此，发光二极管110c所发射的光由颜色转换层CCMG从蓝色转换为绿色，由着色层CFG提高绿色光的纯度而绿色光被射出到显示单元100G或显示单元100H的外部。
另一方面，在显示单元100G及显示单元100H中，在与蓝色的像素的发光二极管110b重叠的区域没有设置颜色转换层。发光二极管110b所发射的蓝色光不被颜色转换而通过着色层CFB发射到显示单元100G或显示单元100H的外部。
在显示单元100G及显示单元100H中，优选在与蓝色的像素的发光二极管110b重叠的区域设置蓝色的着色层CFB。此时，可以提高蓝色光的纯度。在不设置蓝色着色层CFB时，可以简化工序。并且，在不设置蓝色的着色层CFB时，可以高效地将从发光二极管110b射出的光提取到显示单元的外部。
在各颜色的像素各自包括具有相同结构的发光二极管的显示单元100G及显示单元100H的制造中，在衬底上只要制造相同种类的发光二极管即可，因此与制造多种发光二极管的情况相比，可以使制造装置及工序简化。
在各颜色的像素间设置有遮光层106。遮光层106设置在基底膜109上。通过设置遮光层106，可以抑制发光二极管所发射的光进入相邻的其他颜色的像素中。因此，可以提高显示单元的显示品质。
图9中的显示单元100H与图8中的显示单元100G的不同之处在于设置有遮光层105。本发明的一个实施方式的显示单元优选包括遮光层105。遮光层105埋入于设置在基底膜109、绝缘层102、绝缘层103及绝缘层104中的开口中。通过设置遮光层105，可以抑制发光二极管所发射的光进入相邻的其他颜色的像素中。因此，可以提高显示单元的显示品质。注意，不一定在基底膜109或绝缘层104中设置开口。遮光层105可以通过埋入设置于基底膜109、绝缘层102、绝缘层103和绝缘层104中的至少一个层中的开口中而形成。
遮光层106及遮光层105的材料没有特别的限制，例如可以使用金属材料等无机材料或者包含颜料(例如，碳黑)或染料的树脂材料等的有机材料。或者，也可以通过层叠用于每个颜色的着色层的滤色片来形成遮光层。例如，也可以层叠红色、绿色、蓝色的三种颜色的滤色片来形成遮光层。
图8所示的显示单元100G可以通过如下步骤制造：首先，贴合图10A所示的LED衬底150C与图10B所示的电路板150D(参照图11)，剥离LED衬底150C的衬底101(参照图12及图13)，在通过剥离被露出的面上设置着色层、颜色转换层、遮光层106等。
图10A是LED衬底150C的截面图。
LED衬底150C包括衬底101、基底膜109、发光二极管110a、发光二极管110b、发光二极管110c、绝缘层102、绝缘层103及绝缘层104。基底膜109、绝缘层102、绝缘层103及绝缘层104也可以各自具有单层结构或叠层结构。在制造图9中的显示单元100H时，LED衬底150C还包括遮光层105。
发光二极管110a、发光二极管110b及发光二极管110c发射相同颜色的光。各发光二极管包括半导体层113、发光层114及半导体层115。发光二极管110a还包括导电层116a、导电层116b、电极117a及电极117b。发光二极管110b还包括导电层116c、导电层116d、电极117c及电极117d。发光二极管110c还包括导电层116e、导电层116f、电极117e及电极117f。发光二极管所包括的各层也可以具有单层结构或叠层结构。
在衬底101上设置基底膜109，在基底膜109上设置半导体层113，在半导体层113上设置发光层114，在发光层114上设置半导体层115。
电极117a通过导电层116a与包括在发光二极管110a中的半导体层115电连接。电极117b通过导电层116b与包括在发光二极管110a中的半导体层113电连接。
同样地，电极117c通过导电层116c与发光二极管110b所包括的半导体层115电连接。电极117d通过导电层116d与包括在发光二极管110b中的半导体层113电连接。
电极117e通过导电层116e与包括在发光二极管110c中的半导体层115电连接。电极117f通过导电层116f与包括在发光二极管110c中的半导体层113电连接。
绝缘层102以覆盖衬底101、半导体层113、发光层114及半导体层115的方式设置。绝缘层102优选具有平坦化的功能。在绝缘层102上设置绝缘层103。以填埋设置在绝缘层102与绝缘层103中的开口的方式设置导电层116a、116b、116c、116d、116e、116f。导电层116a、116b、116c、116d、116e及116f的顶面的高度优选与绝缘层103的顶面的高度大致一致。在导电层116a、116b、116c、116d、116e、116f上及绝缘层103上设置有绝缘层104。以填埋设置在绝缘层104中的开口的方式设置电极117a、117b、117c、117d、117e、117f。电极117a、117b、117c、117d、117e、117f的顶面的高度优选与绝缘层104的顶面的高度大致一致。
本实施方式的显示单元至少具有一种如下结构：绝缘层的顶面的高度与导电层的顶面的高度大致一致。作为该结构的制造方法，例如可以举出如下方法：形成绝缘层，在该绝缘层中设置开口，以填埋该开口的方式形成导电层，然后使用CMP法等进行平坦化处理。由此，可以使导电层的顶面的高度与绝缘层的顶面的高度一致。
可用于LED衬底150C的各构成要素的材料可以参照实施方式1。
基底膜109优选使用氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧化铪或氮化钛等无机绝缘材料形成。
作为绝缘层103例如可以使用与氧化硅膜中相比氢和氧中的一方或双方不容易扩散的膜。绝缘层103优选被用作防止杂质从LED衬底150C扩散到电路板150D的阻挡层。
作为绝缘层104尤其优选使用氧化物绝缘膜。绝缘层104是与电路板150D所包括的绝缘层直接接合的层。通过使氧化物绝缘膜彼此直接接合，可以提高接合强度(贴合强度)。
作为电极117a至电极117d例如可以使用Cu、Al、Sn、Zn、W、Ag、Pt或Au等。电极117a至电极117d是与电路板150D所包括的导电层直接接合的层。从易于接合的观点来看，优选使用Cu、Al、W或Au。
作为衬底101，例如可以使用蓝宝石(Al2O3)、碳化硅(SiC)、硅(Si)或氮化镓(GaN)的单晶衬底。注意，在本实施方式中，在后面的工序中剥离衬底101，所以衬底101不一定需要对可见光具有透过性。
图10B是电路板150D的截面图。
电路板150D与图4所示的显示单元100C的衬底131至绝缘层188的叠层结构相同，所以有时省略详细说明。可用于电路板150D的各构成要素的材料可以参照实施方式1。
电路板150D具有包括各自在衬底131中具有沟道形成区域的晶体管(晶体管130a、130b、130c)及各自在金属氧化物层中具有沟道形成区域的晶体管(晶体管120a、120b、120c)的叠层结构。包括在电路板150D中的各层也可以具有单层结构或叠层结构。
作为衬底131，优选使用单晶硅衬底。或者，作为衬底131也可以使用化合物半导体衬底。
晶体管130a、130b、130c各自包括导电层135、绝缘层134、绝缘层136、一对低电阻区域133。导电层135被用作栅极。绝缘层134位于导电层135与衬底131之间，并被用作栅极绝缘层。绝缘层136覆盖导电层135的侧面地设置，并被用作侧壁。衬底131中的一对低电阻区域133掺杂有杂质，一对低电阻区域133中的一个被用作晶体管的源极，另一个被用作晶体管的漏极。
此外，在相邻的两个晶体管之间以埋入在衬底131中的方式设置有元件分离层132。
覆盖晶体管130a、130b、130c地设置有绝缘层139，绝缘层139上设置有导电层138。导电层138通过埋入在绝缘层139的开口中地设置的导电层137与一对低电阻区域133中的一个电连接。覆盖导电层138地设置有绝缘层141，绝缘层141上设置有导电层142。导电层138及导电层142各自被用作布线。覆盖导电层142地设置有绝缘层143及绝缘层152。
绝缘层152被用作阻挡层，该阻挡层防止水及氢等杂质从晶体管130a一侧、晶体管130b一侧及晶体管130c一侧扩散到晶体管120a、晶体管120b及晶体管120c并防止氧从金属氧化物层165释放到绝缘层152一侧。作为绝缘层152可以使用与氧化硅膜中相比氢及氧不容易扩散的膜。
晶体管120a、120b、120c各自包括导电层161、绝缘层163、绝缘层164、金属氧化物层165、一对导电层166、绝缘层167及导电层168等。
金属氧化物层165具有沟道形成区域。金属氧化物层165具有与一对导电层166中的一个重叠的第一区域、与一对导电层166中的另一个重叠的第二区域以及该第一区域与该第二区域之间的第三区域。
绝缘层152上设置有导电层161及绝缘层162，并且覆盖导电层161及绝缘层162地设置有绝缘层163及绝缘层164。金属氧化物层165设置在绝缘层164上。导电层161被用作栅电极，绝缘层163及绝缘层164被用作栅极绝缘层。导电层161隔着绝缘层163及绝缘层164与金属氧化物层165重叠。绝缘层163优选与绝缘层152同样地被用作阻挡层。作为与金属氧化物层165接触的绝缘层164优选使用氧化硅膜等氧化物绝缘膜。
在此，导电层161的顶面的高度与绝缘层162的顶面的高度大致一致。由此，可以缩小晶体管120a、120b的尺寸。
一对导电层166分开地设置在金属氧化物层165上。一对导电层166被用作源极及漏极。覆盖金属氧化物层165及一对导电层166地设置有绝缘层181，绝缘层181上设置有绝缘层182。绝缘层181及绝缘层182中设置有到达金属氧化物层165的开口，绝缘层167及导电层168埋入在该开口地设置。该开口与上述第三区域重叠。绝缘层167与绝缘层181的侧面及绝缘层182的侧面重叠。导电层168隔着绝缘层167与绝缘层181的侧面及绝缘层182的侧面重叠。导电层168被用作栅电极，绝缘层167被用作栅极绝缘层。导电层168隔着绝缘层167与金属氧化物层165重叠。
在此，导电层168的顶面的高度与绝缘层182的顶面的高度大致一致。由此，可以缩小晶体管120a、120b的尺寸。
覆盖绝缘层182、绝缘层167及导电层168的顶面地设置有绝缘层183及绝缘层185。绝缘层181及绝缘层183的每一个优选与绝缘层152同样被用作阻挡层。在一对导电层166被绝缘层181覆盖时，可以抑制包含在绝缘层182中的氧所导致的一对导电层166的氧化。
与一对导电层166中的一个及导电层189a电连接的插头以埋入在设置于绝缘层181、绝缘层182、绝缘层183及绝缘层185中的开口内的方式设置。插头优选包括与该开口的侧面及一对导电层166中的一个的顶面接触的导电层184b及埋入在该导电层184b的内侧的导电层184a。在此，作为导电层184b，优选使用氢及氧不容易扩散的导电材料。
绝缘层185上设置有导电层189a及绝缘层186，导电层189a上设置有导电层189b，绝缘层186上设置有绝缘层187。绝缘层186优选具有平坦化功能。在此，导电层189b的顶面的高度与绝缘层187的顶面的高度大致一致。绝缘层187及绝缘层186设置有到达导电层189a的开口，导电层189b埋入在该开口地设置。导电层189b被用作使导电层189a与导电层190a或导电层190c电连接的插头。
晶体管120a的一对导电层166中的一个通过导电层184a、导电层184b、导电层189a及导电层189b与导电层190a电连接。
同样地，晶体管120b的一对导电层166中的一个通过导电层184a、导电层184b、导电层189a及导电层189b与导电层190c电连接。
晶体管120c的一对导电层166中的一个通过导电层184a、导电层184b、导电层189a及导电层189b与导电层190e电连接。
作为绝缘层187，例如可以使用与氧化硅膜中相比氢和氧中的一方或双方不容易扩散的膜。绝缘层187优选被用作防止杂质(例如，氢和水)从LED衬底150C向晶体管扩散的阻挡层。绝缘层187优选被用作防止杂质从电路板150D向LED衬底150C扩散的阻挡层。
绝缘层188是与包括在LED衬底150C中的绝缘层104直接接合的层。绝缘层188优选由与绝缘层104同一的材料形成。作为绝缘层188优选使用氧化物绝缘膜。通过使氧化物绝缘膜彼此直接接合，可以提高接合强度(贴合强度)。注意，在绝缘层104和绝缘层188中的一方或双方具有叠层结构时，彼此接触的层(包括表面层和接合面)优选由相同材料形成。
导电层190a至导电层190e以及导电层190f是与LED衬底150C的电极117a至电极117f直接接合的层。导电层190a至导电层190f的主要成分及电极117a至电极117f的主要成分优选为相同金属元素，更优选由相同材料形成导电层190a至导电层190f及电极117a至电极117f。作为导电层190a至导电层190f，例如可以使用Cu、Al、Sn、Zn、W、Ag、Pt或Au等。从易于接合的观点来看，优选使用Cu、Al、W或Au。另外，在导电层190和电极117中的一方或双方具有叠层结构时，彼此接触的层(包括表面层和接合面)优选由相同材料形成。
另外，电路板150D也可以包括反射发光二极管的光的反射层及遮断该光的遮光层中的一个或两个。
如图11所示，设置于LED衬底150C中的电极117a、117b、117c、117d、117e及117f分别与设置于电路板150D中的导电层190a、190b、190c、190d、190e、190f接合且电连接。
例如，通过使电极117a与导电层190a彼此连接，可以使晶体管120a与发光二极管110a彼此电连接。电极117a被用作发光二极管110a的像素电极。电极117b与导电层190b彼此连接。电极117b被用作发光二极管110a的公共电极。
同样地，通过使电极117c与导电层190c彼此连接，可以使晶体管120b与发光二极管110b彼此电连接。电极117c被用作发光二极管110b的像素电极。另外，电极117d与导电层190d彼此连接。电极117d被用作发光二极管110b的公共电极。
通过使电极117e与导电层190e彼此连接，可以使晶体管120c与发光二极管110c彼此电连接。电极117e被用作发光二极管110c的像素电极。电极117f与导电层190f连接。电极117f被用作发光二极管110c的公共电极。
优选电极117a、117b、117c、117d、117e、117f的主要成分与导电层190a、190b、190c、190d、190e、190f的主要成分为相同的金属元素。
另外，设置在LED衬底150C中的绝缘层104与设置在电路板150D中的绝缘层188彼此直接接合。绝缘层104及绝缘层188优选由相同的主要成分构成或由相同的材料构成。
通过在LED衬底150C与电路板150D的接合面上使由相同材料形成的层彼此接触，可以得到具有机械强度的连接。
在贴合LED衬底150C与电路板150D之后，剥离衬底101。
对衬底101的剥离方法没有限制，例如，也可以使用如图12所示的对衬底101的整个面照射激光(Laser beam)的方法。由此，剥离衬底101而可以使基底膜109露出(参照图13)。
此外，也可以在衬底101与发光二极管110a、110b之间设置剥离层。可用于剥离层的材料可以参照实施方式1。
然后，在基底膜109上形成遮光层106、颜色转换层CCMR、颜色转换层CCMG、着色层CFR、着色层CFG及着色层CFB。
具体而言，在红色的像素与蓝色的像素间以及在蓝色的像素与绿色的像素间形成遮光层106。
另外，在与红色的像素的发光二极管110a重叠的区域形成颜色转换层CCMR且在颜色转换层CCMR上形成着色层CFR。同样地，在与绿色的像素的发光二极管110c重叠的区域形成颜色转换层CCMG且在颜色转换层CCMG上形成着色层CFG。另外，在与蓝色的像素的发光二极管110b重叠的区域形成着色层CFB。
作为颜色转换层优选使用荧光体或量子点(QD)。特别是，量子点的发射光谱的峰宽窄，因此可以得到色纯度高的发光。因此，能够提高显示单元的显示品质。
颜色转换层通过液滴喷射法(例如，喷墨法)、涂敷法、压印(imprinting)法或各种印刷法(丝网印刷法或胶印法)等形成。另外,也可以使用量子点薄膜等的颜色转换膜。
量子点的详细内容可以参照实施方式1。
着色层是使特定波长区域的光透过的有色层。例如，可以使用使红色、绿色、蓝色或黄色的波长区域的光透过的滤色片等。作为可用于着色层的材料，例如可以举出金属材料、树脂材料、含有颜料或染料的树脂材料。
如上所述，本实施方式的显示单元可以通过一次贴合多个发光二极管和多个晶体管来制造，因此可以实现显示单元的制造成本的缩减及成品率的提高。通过组合MicroLED、使用金属氧化物的晶体管以及使用半导体衬底(尤其是硅衬底)的晶体管，可以实现能够进行电路的高速工作且功耗得到降低的显示单元。
在本实施方式的显示单元中，形成有发光二极管的衬底被剥离，通过该剥离被露出的面上设置有颜色转换层、着色层及遮光层等。因此，可以提高显示单元的显示品质。
此外，由于可以减小本实施方式的显示单元中的晶体管尺寸，容易提高显示单元的分辨率且适用于包括较小的显示部的电子设备。
本实施方式可以与其他任意实施方式适当地组合。
[实施方式3]
在本实施方式中，说明能够应用于本发明的一个实施方式的显示单元的晶体管。
对显示单元中的晶体管的结构没有特别的限制。例如，也可以采用平面型晶体管、交错型晶体管或反交错型晶体管。此外，也可以使用顶栅型晶体管或底栅型晶体管。或者，也可以在沟道的上下设置有栅电极。
作为显示单元的晶体管，可以使用例如在沟道形成区域中包括金属氧化物的晶体管。因此，可以得到关态电流极低的晶体管。
作为显示单元的晶体管，也可以使用沟道形成区域中含有硅的晶体管。作为该晶体管例如可以举出含有非晶硅的晶体管、含有结晶硅(典型为低温多晶硅)的晶体管、以及含有单晶硅的晶体管。例如，也可以组合使用在沟道形成区域中包括金属氧化物的晶体管和在沟道形成区域中包含硅的晶体管。
注意，在本说明书等中，晶体管是指至少包括栅极、漏极以及源极这三个端子的元件。晶体管在漏极(漏极端子、漏极区域或漏电极)与源极(源极端子、源极区域或源电极)之间具有形成沟道的区域(以下也称为沟道形成区域)，并且通过沟道形成区域电流能够流过源极和漏极之间。注意，在本说明书等中，沟道形成区域是指电流主要流过的区域。
另外，例如在使用极性不同的晶体管的情况或电路工作中的电流方向变化的情况等下，源极及漏极的功能有时互相调换。因此，在本说明书等中，有时词句“源极”和“漏极”可以相互调换。
注意，沟道长度例如是指晶体管的俯视图中的半导体(或在晶体管处于导通状态时，在半导体中电流流过的部分)和栅电极互相重叠的区域或者沟道形成区域中的源极(源极区域或源电极)和漏极(漏极区域或漏电极)之间的距离。另外，在一个晶体管中，沟道长度不一定在所有的区域中相同。也就是说，一个晶体管的沟道长度有时不限定于一个值。因此，在本说明书中，沟道长度是沟道形成区域中的任一个值、最大值、最小值或平均值。
沟道宽度例如是指在晶体管的俯视图中半导体(或在晶体管处于导通状态时，在半导体中电流流过的部分)和栅电极互相重叠的区域或者沟道形成区域中的垂直于沟道长度方向的沟道形成区域的方向的长度。在一个晶体管中，沟道宽度在所有区域中不一定为相同。也就是说，一个晶体管的沟道宽度有时不限定于一个值。因此，在本说明书中，沟道宽度是沟道形成区域中的任一个值、最大值、最小值或平均值。
在本说明书等中，根据晶体管的结构，有时实际上形成沟道的区域中的的沟道宽度(以下，也称为实效沟道宽度)和晶体管的俯视图所示的沟道宽度(以下，也称为外观上的沟道宽度)不同。例如，在包括覆盖半导体的侧面的栅极的晶体管中，有时因为实效的沟道宽度大于外观上的沟道宽度，所以不能忽略其影响。例如，在微型且包括覆盖半导体的侧面的栅极的晶体管中，有时形成在半导体的侧面上的沟道形成区域的比例增高。在此情况下，实效的沟道宽度大于外观上的沟道宽度。
在上述情况下，有时难以通过实测估计实效沟道宽度。例如，为了根据设计值估计实效沟道宽度，需要预先知道半导体的形状的假定。因此，当半导体的形状不确定时，难以准确地测量实效沟道宽度。
在本说明书中，在简单地描述为“沟道宽度”时，有时是指外观上的沟道宽度。或者，在简单地描述为“沟道宽度”时，有时是指实效沟道宽度。注意，通过对由透射电子显微镜(TEM)得到的截面图像等进行分析，可以决定沟道长度、沟道宽度、有效沟道宽度、外观上的沟道宽度等的值。
绝缘体、导电体、氧化物、半导体可以通过溅射法、化学气相沉积(CVD)法、分子束外延(MBE)法、脉冲激光沉积(PLD)法或原子层沉积(ALD)法等沉积。在本说明书等中，可以将词句“绝缘体”换称为绝缘膜或绝缘层。另外，可以将词句“导电体”换称为导电膜或导电层。另外，可以将词句“氧化物”换成为氧化物膜或氧化物层。另外，可以将词句“半导体”换称为半导体膜或半导体层。
图14A是晶体管200的俯视图。注意，在图14A中，为了明确起见，省略图示一部分的构成要素。图14B是沿着图14A中的点划线A1-A2的截面图。图14B可以说是晶体管200的沟道长度方向的截面图。图14C是沿着图14A的点划线A3-A4的截面图。图14C也可以说是晶体管200的沟道宽度方向的截面图。图14D是沿着图14A中的点划线A5-A6的截面图。
图14A至图14D所示的半导体装置包括衬底(未图示)上的绝缘体212、绝缘体212上的绝缘体214、绝缘体214上的晶体管200、晶体管200上的绝缘体280、绝缘体280上的绝缘体282、绝缘体282上的绝缘体283以及绝缘体283上的绝缘体285。绝缘体212、绝缘体214、绝缘体280、绝缘体282、绝缘体283及绝缘体285各自被用作层间绝缘膜。另外，上述半导体装置还包括与晶体管200电连接且被用作插头的导电体240(导电体240a及导电体240b)。另外，以与用作插头的导电体240的侧面接触的方式设置绝缘体241(绝缘体241a及绝缘体241b)。在绝缘体285上及导电体240上设置与导电体240电连接且被用作布线的导电体246(导电体246a及导电体246b)。
以与形成在绝缘体280、绝缘体282、绝缘体283及绝缘体285中的开口的内壁接触的方式设置绝缘体241a，以与绝缘体241a的侧面接触的方式设置导电体240a的第一导电体，并且在第一导电体内侧设置导电体240a的第二导电体。此外，以与形成在绝缘体280、绝缘体282、绝缘体283及绝缘体285中的开口的内壁接触的方式设置绝缘体241b，以与绝缘体241b的侧面接触的方式设置导电体240b的第一导电体，并且在第一导电体内侧设置导电体240b的第二导电体。导电体240的顶面的高度与重叠于导电体246的区域的绝缘体285的顶面的高度可以大致一致。此外，在晶体管200中作为导电体240层叠有第一导电体及第二导电体，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。在采用叠层结构的情况下，有时按形成顺序赋予序数以区別各层。
[晶体管200]
如图14A至图14D所示，晶体管200包括绝缘体214上的绝缘体216、以埋入于绝缘体216的方式配置的导电体205(导电体205a、导电体205b及导电体205c)、绝缘体216及导电体205上的绝缘体222、绝缘体222上的绝缘体224、绝缘体224上的氧化物230a、氧化物230a上的氧化物230b、氧化物230b上的氧化物243(氧化物243a及氧化物243b)、氧化物243a上的导电体242a、导电体242a上的绝缘体271a、氧化物243b上的导电体242b、导电体242b上的绝缘体271b、氧化物230b上的绝缘体250(绝缘体250a及绝缘体250b)、位于绝缘体250上且与氧化物230b的一部分重叠的导电体260(导电体260a及导电体260b)、以覆盖绝缘体222、绝缘体224、氧化物230a、氧化物230b、氧化物243a、氧化物243b、导电体242a、导电体242b、绝缘体271a及绝缘体271b的方式配置的绝缘体275。
以下，有时将氧化物230a及氧化物230b统称为氧化物230。另外，有时将导电体242a和导电体242b统称为导电体242。另外，有时将绝缘体271a及绝缘体271b统称为绝缘体271。
在绝缘体280及绝缘体275中形成到达氧化物230b的开口。在该开口内配置有绝缘体250及导电体260。另外，在晶体管200的沟道长度方向上，绝缘体271a、导电体242a及氧化物243a与绝缘体271b、导电体242b及氧化物243b间设置有导电体260及绝缘体250。绝缘体250具有与导电体260的侧面接触的区域及与导电体260的底面接触的区域。
氧化物230优选包括绝缘体224上的氧化物230a及氧化物230a上的氧化物230b。当在氧化物230b的下方包括氧化物230a时，可以抑制杂质从形成在氧化物230a的下方的结构物向氧化物230b扩散。
注意，晶体管200的氧化物230具有层叠有氧化物230a及氧化物230b的两层的结构，但是本发明不局限于该结构。例如，氧化物230也可以具有氧化物230b的单层或三层以上的叠层结构，或者氧化物230a及氧化物230b也可以分别具有叠层结构。
导电体260被用作第一栅极(也称为顶栅极)电极，导电体205被用作第二栅极(也称为背栅极)电极。绝缘体250被用作第一栅极绝缘膜，绝缘体224及绝缘体222被用作第二栅极绝缘膜。另外，导电体242a被用作源电极和漏电极中的一方，导电体242b被用作源电极和漏电极中的另一方。另外，氧化物230的与导电体260重叠的区域的至少一部分被用作沟道形成区域。
氧化物230b在与导电体242a重叠的区域具有源极区域和漏极区域中的一方，并且氧化物230b在与导电体242b重叠的区域具有源极区域和漏极区域中的另一方。另外，氧化物230b在夹在源极区域与漏极区域之间的区域具有沟道形成区域(图14B中以阴影部分表示的区域)。
沟道形成区域具有与源极区域及漏极区域相比少的氧空位或者低杂质浓度，所以具有低载流子浓度和高电阻。在此，沟道形成区域的载流子浓度优选为1×1018cm-3以下，更优选低于1×1017cm-3，进一步优选低于1×1016cm-3，更进一步优选低于1×1013cm-3，还进一步优选低于1×1012cm-3。注意，沟道形成区域的载流子浓度的下限值没有特别的限制，例如可以为1×10-9cm-3。
注意，在上述例子中示出在氧化物230b中形成沟道形成区域、源极区域及漏极区域的例子，但是本发明不局限于此。例如，有时氧化物230a中也形成有沟道形成区域、源极区域及漏极区域。
另外，在晶体管200中，包含沟道形成区域的氧化物230(氧化物230a及氧化物230b)优选使用被用作半导体的金属氧化物(以下，也称为氧化物半导体)形成。
另外，用作半导体的金属氧化物优选具有2eV以上，优选为2.5eV以上的带隙。如此，通过使用带隙较宽的金属氧化物，可以减小晶体管的关态电流。
作为氧化物230，例如使用包含铟、元素M及锌的In-M-Zn氧化物等金属氧化物，该元素M为选自铝、镓、钇、锡、铜、钒、铍、硼、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁等中的一种或多种等。或者，作为氧化物230也可以使用In-Ga氧化物、In-Zn氧化物、铟氧化物。
在此，优选的是，用作氧化物230b的金属氧化物中的In与元素M的原子个数比大于用作氧化物230a的金属氧化物中的In与元素M的原子个数比。
具体而言，作为氧化物230a使用原子个数比为In：M：Zn＝1：3：4或其附近的组成或者In：M：Zn＝1：1：0.5或其附近的组成的金属氧化物，即可。另外，作为氧化物230b，使用原子个数比为In：M：Zn＝1：1：1或其附近的组成、或者原子个数比为In：M：Zn＝4：2：3或其附近的组成的金属氧化物，即可。注意，原子个数比附近包括所希望的原子个数比的±30％。作为元素M优选使用镓。
在通过溅射法沉积金属氧化物时，上述原子个数比不局限于所沉积的金属氧化物的原子个数比，而也可以是用于金属氧化物的沉积的溅射靶材的原子个数比。
如此，当在氧化物230b的下方配置氧化物230a时，可以抑制杂质及氧从形成在氧化物230a的下方的结构物向氧化物230b扩散。
此外，在氧化物230a及氧化物230b除了氧以外还包含共同元素(作为主要成分)时，可以降低氧化物230a与氧化物230b的界面的缺陷态密度。因为可以降低氧化物230a与氧化物230b的界面的缺陷态密度，所以界面散射给载流子传导带来的影响小，从而可以得到大通态电流。
氧化物230a及氧化物230b优选各自具有结晶性。尤其是，优选使用c轴取向结晶氧化物半导体(c-axis aligned crystalline oxide semiconductor，CAAC-OS)作为氧化物230b。
CAAC-OS具有结晶性高的致密结构且是杂质或缺陷(例如，氧空位(VO)等)少的金属氧化物。尤其是，通过在形成金属氧化物后以金属氧化物不被多晶化的温度(例如，400℃至600℃)进行加热处理，可以得到具有结晶性更高的致密结构的CAAC-OS。如此，通过进一步提高CAAC-OS的密度，可以进一步降低该CAAC-OS中的杂质或氧的扩散。
另一方面，在CAAC-OS中不容易观察明确的晶界，因此不容易发生起因于晶界的电子迁移率的下降。因此，包含CAAC-OS的金属氧化物的物理性质稳定。因此，具有CAAC-OS的金属氧化物具有耐热性及高可靠性。
绝缘体212、绝缘体214、绝缘体271、绝缘体275、绝缘体282和绝缘体283中的至少一个优选被用作抑制水及氢等杂质从衬底一侧或晶体管200的上方扩散到晶体管200的阻挡绝缘膜。因此，绝缘体212、绝缘体214、绝缘体271、绝缘体275、绝缘体282和绝缘体283中的至少一个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(例如，N2O、NO、NO2)、铜原子等杂质的扩散的功能的绝缘材料，即不容易使上述杂质透过的绝缘材料形成。或者，优选使用具有抑制氧(例如，氧原子、氧分子等中的至少一个)的扩散的功能的绝缘材料，即不容易使上述氧透过的绝缘材料。
另外，在本说明书中，阻挡绝缘膜是指具有阻挡性的绝缘膜。注意，在本说明书中，阻挡性是指具有抑制特定的物质的扩散的功能(也可以说是不容易使物质透过的功能)。或者，在本说明书中，阻挡性是指具有俘获并固定特定的物质(也称为吸杂)的功能。
作为绝缘体212、绝缘体214、绝缘体271、绝缘体275、绝缘体282及绝缘体283，例如可以使用氧化铝、氧化镁、氧化铪、氧化镓、铟镓锌氧化物、氮化硅或氮氧化硅。例如，作为绝缘体212、绝缘体275及绝缘体283，优选使用氢阻挡性高的氮化硅等。例如，作为绝缘体214、绝缘体271及绝缘体282，优选使用俘获并固定氢的性能高的氧化铝或氧化镁等。因此，可以抑制水及氢等杂质通过绝缘体212及绝缘体214从衬底一侧向晶体管200一侧扩散。此外，可以抑制水及氢等杂质从位于绝缘体283的外方的层间绝缘膜等扩散到晶体管200一侧。另外，可以抑制绝缘体224等中的氧通过绝缘体212及绝缘体214扩散至衬底一侧。另外，可以抑制绝缘体280等中的氧通过绝缘体282等扩散至晶体管200的上方的构成要素。如此，晶体管200优选由具有抑制水及氢等杂质及氧的扩散的功能的绝缘体212、绝缘体214、绝缘体271、绝缘体275、绝缘体282及绝缘体283围绕。
在此，作为绝缘体212、绝缘体214、绝缘体271、绝缘体275、绝缘体282及绝缘体283，优选使用具有非晶结构的氧化物。例如，优选使用AlOx(x是大于0的任意数)或MgOy(y是大于0的任意数)等金属氧化物。在上述具有非晶结构的金属氧化物中，氧原子具有悬空键而有时由该悬空键俘获或固定氢。在将上述具有非晶结构的金属氧化物用作晶体管200的构成要素或者设置在晶体管200的周围，可以俘获或固定含在晶体管200中的氢或存在于晶体管200的周围的氢。尤其是，优选俘获或固定含在晶体管200的沟道形成区域的氢。通过将具有非晶结构的金属氧化物用作晶体管200的构成要素使用或者设置在晶体管200的周围，可以制造具有良好特性且可靠性高的晶体管200及半导体装置。
另外，绝缘体212、绝缘体214、绝缘体271、绝缘体275、绝缘体282及绝缘体283优选具有非晶结构，但是也可以包括具有多晶结构的区域。或者，绝缘体212、绝缘体214、绝缘体271、绝缘体275、绝缘体282及绝缘体283也可以具有层叠有具有非晶结构的层与具有多晶结构的层的多层结构。例如，也可以具有在具有非晶结构的层上层叠有具有多晶结构的层的叠层结构。
绝缘体212、绝缘体214、绝缘体271、绝缘体275、绝缘体282及绝缘体283可以通过溅射法沉积。溅射法不需要作为成膜气体使用氢，所以可以降低绝缘体212、绝缘体214、绝缘体271、绝缘体275、绝缘体282及绝缘体283的氢浓度。注意，成膜方法不局限于溅射法，也可以适当地使用CVD法、MBE法、PLD法、ALD法等。
此外，绝缘体216、绝缘体280及绝缘体285的介电常数优选比绝缘体214的介电常数低。通过将介电常数低的材料用于层间绝缘膜，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285，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多孔的氧化硅等。
导电体205以与氧化物230及导电体260重叠的方式配置。在此，导电体205优选以埋入于绝缘体216的开口中的方式设置。
导电体205包括导电体205a、导电体205b及导电体205c。导电体205a与该开口的底面及侧壁接触地设置。导电体205b以埋入于形成在导电体205a的凹部的方式设置。在此，导电体205b的顶面的高度低于导电体205a的顶面及绝缘体216的顶面的高度。导电体205c与导电体205b的顶面及导电体205a的侧面接触地设置。在此，导电体205c的顶面的高度与导电体205a的顶面的高度及绝缘体216的顶面的高度大致一致。换言之，导电体205b由导电体205a及导电体205c包围。
导电体205a及导电体205c使用后面说明的能够用于导电体260a的导电材料即可。导电体205b使用后面说明的能够用于导电体260b的导电材料即可。晶体管200的导电体205具有层叠有导电体205a、导电体205b及导电体205c的结构，但是本发明不局限于该结构。例如，导电体205也可以具有单层结构或两层或四层以上的叠层结构。
绝缘体222及绝缘体224被用作栅极绝缘膜。
绝缘体222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。此外，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。例如，与绝缘体224相比，绝缘体222优选具有抑制多量氢和/或氧的扩散的功能。
作为绝缘体222，优选使用包含作为绝缘材料的铝和铪中的一方或双方的氧化物的绝缘体。作为该绝缘体，优选使用氧化铝、氧化铪、包含铝及铪的氧化物(铝酸铪)等。作为绝缘体222，也可以使用能够用作上述绝缘体214等的阻挡绝缘膜。
例如，作为绝缘体224可以适当地使用氧化硅或氧氮化硅等。在以与氧化物230接触的方式设置包含氧的绝缘体224时，可以减少氧化物230中的氧空位，从而可以提高晶体管200的可靠性。绝缘体224优选以与氧化物230a重叠的方式加工为岛状。在此情况下，绝缘体275与绝缘体224的侧面及绝缘体222的顶面接触。由此，可以由绝缘体275使绝缘体224与绝缘体280分离，所以可以抑制包含在绝缘体280中的氧扩散到绝缘体224而可以抑制绝缘体224中的氧量过大。
此外，绝缘体222及绝缘体224也可以各自具有两层以上的叠层结构。此时，叠层结构不一定需要使用相同材料构成，也可以使用不同材料形成。注意，图14B等示出绝缘体224以与氧化物230a重叠的方式形成为岛状的结构，但是本发明不局限于该结构。在能够将包含在绝缘体224中的氧量调整为合适的量时，可以采用与绝缘体222的结构同样的不对绝缘体224进行图案化的结构。
氧化物243a及氧化物243b设置在氧化物230b上。氧化物243a与氧化物243b隔着导电体260彼此分离。氧化物243(氧化物243a及氧化物243b)优选具有抑制氧透过的功能。通过在氧化物230b与被用作源电极或漏电极的导电体242之间配置具有抑制氧的透过的功能的氧化物243，氧化物230b与导电体242之间的电阻被降低，所以是优选的。另外，在能够充分降低氧化物230b与导电体242间的电阻的情况下，不一定需要设置氧化物243。
作为氧化物243也可以使用包含元素M的金属氧化物。尤其是，作为元素M优选使用铝、镓、钇或锡。氧化物243中的元素M的浓度优选比氧化物230b中的元素M的浓度高。或者，作为氧化物243也可以使用氧化镓。另外，作为氧化物243也可以使用In-M-Zn氧化物等金属氧化物。具体而言，用于氧化物243的金属氧化物中的相对于In的元素M的原子个数比优选大于用于氧化物230b的金属氧化物中的相对于In的元素M的原子个数比。氧化物243的膜厚度优选为0.5nm以上且5nm以下，更优选为1nm以上且3nm以下，进一步优选为1nm以上且2nm以下。
优选的是，导电体242a与氧化物243a的顶面接触地设置，导电体242b与氧化物243b的顶面接触地设置。导电体242a及导电体242b分别用作晶体管200的源电极或漏电极。
作为导电体242(导电体242a及导电体242b)例如优选使用包含钽的氮化物、包含钛的氮化物、包含钼的氮化物、包含钨的氮化物、包含钽及铝的氮化物、包含钛及铝的氮化物等。在本发明的一个实施方式中，尤其优选采用包含钽的氮化物。作为其他一个例子，也可以使用氧化钌、氮化钌、包含锶和钌的氧化物、包含镧和镍的氧化物等。这些材料是不容易氧化的导电材料或者即使吸收氧也维持导电性的材料，所以是优选的。
另外，优选在导电体242的侧面与顶面之间不形成弯曲面。通过使导电体242不具有该弯曲面，可以在如图14D所示的沟道宽度方向的截面上具有较大截面积。由此，可以提高导电体242的导电率而提高晶体管200的通态电流。
绝缘体271a与导电体242a的顶面接触地设置，绝缘体271b与导电体242b的顶面接触地设置。
绝缘体275以与绝缘体222的顶面、绝缘体224的侧面、氧化物230a的侧面、氧化物230b的侧面、氧化物243的侧面、导电体242的侧面以及绝缘体271的顶面及侧面接触的方式设置。绝缘体275在将设置绝缘体250及导电体260的区域中形成开口。
通过在夹在绝缘体212与绝缘体283间的区域内设置具有俘获氢等杂质的功能的绝缘体214、绝缘体271及绝缘体275，可以俘获绝缘体224或绝缘体216等中的氢等杂质而使该区域内的氢量为一定的值。此时，绝缘体214、绝缘体271及绝缘体275优选包含非晶结构的氧化铝。
绝缘体250包括绝缘体250a及绝缘体250a上的绝缘体250b且被用作栅极绝缘膜。绝缘体250a优选以与氧化物230b的顶面、氧化物243的侧面、导电体242的侧面、绝缘体271的侧面、绝缘体275的侧面及绝缘体280的侧面接触的方式配置。绝缘体250的膜厚度优选为1nm以上且20nm以下。
作为绝缘体250a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或具有多孔的氧化硅等。尤其是，氧化硅及氧氮化硅具有热稳定性，所以是优选的。与绝缘体224中同样，优选绝缘体250a中的水及氢等杂质的浓度得到降低。
注意，优选的是绝缘体250a使用通过加热释放氧的绝缘体形成，绝缘体250b使用具有抑制氧的扩散的功能的绝缘体形成。通过具有上述结构，可以抑制包含在绝缘体250a的氧扩散到导电体260。换言之，可以抑制供应到氧化物230的氧量的减少。另外，可以抑制包含在绝缘体250a的氧所导致的导电体260的氧化。例如，绝缘体250b可以使用与用于绝缘体222的材料同样的材料形成。
具体而言，作为绝缘体250b可以使用选自铪、铝、镓、钇、锆、钨、钛、钽、镍、锗、镁等中的一种或两种以上的金属氧化物或者可用于氧化物230的金属氧化物。特别是，优选使用包含铝和铪中的一方或双方的氧化物的绝缘体。作为该绝缘体，优选使用氧化铝、氧化铪、包含铝及铪的氧化物(铝酸铪)等。另外，绝缘体250b的膜厚度优选为0.5nm以上且3.0nm以下，更优选为1.0nm以上且1.5nm以下。
注意，图14B及图14C示出具有两层的叠层结构的绝缘体250，但是本发明不局限于此。绝缘体250也可以为单层或者具有三层以上的叠层结构。
导电体260设置在绝缘体250b上且被用作晶体管200的第一栅电极。导电体260优选包括导电体260a以及导电体260a上的导电体260b。例如，优选以包围导电体260b的底面及侧面的方式配置导电体260a。如图14B及图14C所示，导电体260的顶面与绝缘体250的顶面大致一致。虽然图14B及图14C示出导电体260具有导电体260a和导电体260b的两层结构，但是导电体260也可以具有单层结构或三层以上的叠层结构。
导电体260a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、铜原子等杂质的扩散的功能的导电材料形成。或者，导电体260a优选使用具有抑制氧(例如，氧原子和氧分子中的至少一个)的扩散的功能的导电材料形成。
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中的氧使导电体260b氧化而导致导电体260b的导电率的下降。作为具有抑制氧扩散的功能的导电材料，例如可以使用钛、氮化钛、钽、氮化钽、钌或氧化钌。
由于导电体260还被用作布线，所以优选使用具有高导电性的导电体。例如，导电体260b可以使用包含钨、铜或铝作为主要成分的导电材料。导电体260b也可以具有叠层结构，例如可以具有钛或氮化钛与上述导电材料的叠层结构。
在晶体管200中，以填埋形成于绝缘体280等的开口的方式自对准地形成导电体260。如此，可以在导电体242a和导电体242b之间的区域中无需对准并确实地配置导电体260。
如图14C所示，在晶体管200的沟道宽度方向上，以绝缘体222的底面为基准，导电体260的不与氧化物230b重叠的区域的底面的高度优选比氧化物230b的底面的高度低。在采用被用作栅电极的导电体260隔着绝缘体250等覆盖氧化物230b的沟道形成区域的侧面及顶面的结构，容易使导电体260的电场作用于氧化物230b的沟道形成区域整体。由此，晶体管200可以具有更高通态电流及更高频率特性。以绝缘体222的底面为基准，氧化物230a及氧化物230b不与导电体260重叠的区域中的导电体260的底面的高度和氧化物230b的底面的高度之差为0nm以上且100nm以下，优选为3nm以上且50nm以下，更优选为5nm以上且20nm以下。
绝缘体280设置在绝缘体275上，在将设置绝缘体250及导电体260的区域中形成开口。此外，绝缘体280的顶面也可以被平坦化。在此情况下，绝缘体280的顶面的高度优选与绝缘体250的顶面的高度及导电体260的顶面的高度大致一致。
绝缘体282以与绝缘体280的顶面、绝缘体250的顶面及导电体260的顶面接触的方式设置。绝缘体282优选被用作抑制水及氢等杂质从上方向绝缘体280扩散的阻挡绝缘膜且还具有俘获氢等杂质的功能。绝缘体282还优选被用作抑制氧透过的阻挡绝缘膜。作为绝缘体282，例如使用氧化铝等绝缘体即可。通过在夹在绝缘体212与绝缘体283的区域内设置与绝缘体280接触且具有俘获氢等杂质的功能的绝缘体282，可以俘获包含在绝缘体280等的氢等杂质而可以使该区域内的氢量一定。尤其是，通过作为绝缘体282使用具有非晶结构的氧化铝，有时可以进一步有效地俘获或固定氢，所以是优选的。由此，可以制造具有良好特性且可靠性高的晶体管200及半导体装置。
导电体240a及导电体240b优选使用包含钨、铜或铝作为主要成分的导电材料形成。导电体240a及导电体240b也可以具有叠层结构。在导电体240采用叠层结构时，与绝缘体241接触的导电体优选使用具有抑制水及氢等杂质的透过的功能的导电材料形成。例如，也可以使用上述能够用于导电体260a的导电材料中的任意个。
作为绝缘体241a及绝缘体241b，例如使用氮化硅、氧化铝或氮氧化硅等绝缘体，即可。因为绝缘体241a及绝缘体241b与绝缘体283、绝缘体282及绝缘体271接触地设置，所以可以抑制包含在绝缘体280等中的水及氢等杂质经过导电体240a及导电体240b混入氧化物230。
另外，也可以以与导电体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246(导电体246a及导电体246b)。导电体246优选使用包含钨、铜或铝作为主要成分的导电材料形成。该导电体可以具有叠层结构，例如，也可以具有钛或氮化钛与上述导电材料的叠层结构。另外，该导电体也可以以填埋于绝缘体的开口中地设置的方式形成。
如此，可以提供一种具有良好的电特性的半导体装置。另外，也可以提供一种可靠性高的半导体装置。此外，可以提供一种可以实现微型化或高集成化的半导体装置。或者，可以提供一种功耗低的半导体装置。
[金属氧化物]
接着，说明能够用于晶体管的金属氧化物(也称为氧化物半导体)。
金属氧化物优选至少包含铟或锌。尤其优选包含铟及锌。除此之外，优选还包含铝、镓、钇或锡等。另外，也可以包含选自硼、硅、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨、镁及钴等中的一种或多种。
另外，金属氧化物可以通过溅射法、有机金属化学气相沉积(MOCVD)法等CVD法、ALD法等形成。
<结晶结构的分类>
作为氧化物半导体的结晶结构，例如可以举出非晶(包括完全非晶(completelyamorphous)结构)、c轴取向结晶(CAAC)、nanocrystalline(nc)、cloud-aligned composite(CAC)、单晶(single crystal)及多晶(poly crystal)结构。
可以使用X射线衍射(XRD)光谱对膜或衬底的结晶结构进行评价。例如，可以使用Grazing-Incidence XRD(GIXD)测定测得的XRD光谱进行评价。另外，将GIXD法也称为薄膜法或Seemann-Bohlin法。
例如，石英玻璃衬底的XRD光谱的峰具有大致左右对称的形状。另一方面，具有结晶结构的IGZO膜的XRD光谱峰具有左右非对称的形状。左右不对称的峰说明膜中或衬底中存在结晶。换言之，除非XRD光谱中的峰具有左右对称的形状，否则不能说膜或衬底处于非晶状态。
另外，可以使用纳米束电子衍射法(NBED)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。例如，在石英玻璃衬底的衍射图案中观察到光晕图案，该光晕图案表示石英玻璃衬底处于非晶状态。另外，以室温形成的IGZO膜的衍射图案中观察到斑点状的图案而没有观察到光晕。由此可以估计为以室温进行形成的IGZO膜处于不是晶体状态也不是非晶状态的中间态，由此不会判断IGZO处于非晶状态。
<<氧化物半导体的结构>>
在着眼于结构时，有时氧化物半导体属于与上述分类不同的分类。例如，氧化物半导体可以分类为单晶氧化物半导体和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。作为非单晶氧化物半导体的其他例子，可以举出多晶氧化物半导体、amorphous-like oxide semiconductor(a-like OS)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，该多个结晶区域的每一个的c轴取向于特定的方向。另外，特定的方向是指CAAC-OS膜的膜厚度方向、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。另外，结晶区域是具有原子排列的周期性的区域。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。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。另外，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是指具有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。
另外，上述多个结晶区域的每一个由一个或多个微小结晶(各自的最大径小于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。在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。
另外，在In-M-Zn氧化物(元素M为选自铝、镓、钇、锡和钛等中的一种或多种)中，CAAC-OS有具有包括层叠有含有铟(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。另外，铟和元素M可以彼此置换。因此，有时(M，Zn)层包含铟。另外，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，当通过使用θ/2θ扫描的XRD装置θθ的Out-of-plane XRD测量对CAAC-OS膜进行结构分析时，在2θ＝31°或其附近检测出表示c轴取向的峰。注意，表示c轴取向的峰的位置(2θ值)有时根据包括在CAAC-OS中的金属元素的种类或组成等变动。
例如，在CAAC-OS膜的电子衍射图案中观察到多个亮点。注意，某一个斑点和其他斑点相对于透过样品的入射电子束的斑点(也称为直接斑点)对称。
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排列，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。上述畸变有时具有五角形晶格排列及七角形晶格排列等。另外，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等。
另外，确认到明确的晶界的结晶结构被称为所谓的多晶(polycrystal)结构。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是使晶体管的半导体层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，优选包含Zn。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是结晶性高的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。另外，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是杂质及缺陷(例如，氧空位)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。另外，CAAC-OS对制造工序中的高温度(所谓热积存；thermal budget)具有稳定性。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。另外，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，因此该微小的结晶也被称为纳米晶。另外，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-like OS或非晶氧化物半导体没有差别。例如，在通过使用θ/2θ扫描的XRD装置的Out-of-plane XRD测量对nc-OS膜进行结构分析时，观察不到表示结晶性的峰。此外，在使用其束径比纳米晶的直径大(例如，50nm以上)的电子射线而得的nc-OS膜的选区电子衍射图案中观察到光晕图案。另一方面，有时在使用其束径近于或小于纳米晶的直径(例如1nm以上且30nm以下)的电子射线而得的nc-OS膜的纳米束电子射线图案中，在以直接斑点为中心的环状区域内观察到多个斑点。
[[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低。另外，a-like OS的氢浓度比nc-OS及CAAC-OS高。
<<氧化物半导体的结构>>
接着，说明上述的CAC-OS的详细内容。注意，CAC-OS与材料构成有关。
[[CAC-OS]]
CAC-OS例如具有包含在金属氧化物中的元素不均匀地分布的构成。包含不均匀地分布的元素的材料的各尺寸为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，在下面的金属氧化物的说明中，也将一种或多种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。该区域的各尺寸为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具有其材料分开为第一区域与第二区域而形成马赛克状且该第一区域分布于膜中的结构。下面该结构也被称为云状结构。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，将相对于包含在In-Ga-Zn氧化物中的CAC-OS的金属元素的In、Ga及Zn的原子个数比分别记为[In]、[Ga]及[Zn]。例如，In-Ga-Zn氧化物中的CAC-OS的第一区域是其[In]大于CAC-OS膜的组成中的[In]的区域。另外，In-Ga-Zn氧化物中的CAC-OS的第二区域是其[Ga]大于CAC-OS膜的组成中的[Ga]的区域。另外，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。另外，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，上述第一区域包含铟氧化物或铟锌氧化物等作为主要成分。上述第二区域包含镓氧化物或镓锌氧化物等作为主要成分。换言之，可以将上述第一区域称为包含In作为主要成分的区域。另外，可以将上述第二区域称为包含Ga作为主要成分的区域。
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。
在包含In、Ga、Zn及O的材料的In-Ga-Zn氧化物中的CAC-OS中，在部分CAC-OS中观察到包含Ga作为主要成分的区域且在部分CAC-OS中观察到包含In作为主要成分的区域。这些区域无规律地以马赛克状存在。因此，可推测，CAC-OS具有金属元素不均匀地分布的结构。
CAC-OS例如可以通过在对衬底不进行加热的条件下利用溅射法来形成。在利用溅射法形成CAC-OS的情况下，作为成膜气体，使用选自惰性气体(典型的是氩)、氧气体和氮气体中的一种或多种，即可。形成膜时的沉积气体的总流量中的氧气体的流量比越低越好，例如，优选使该氧气体的流量比为0％以上且低于30％，更优选为0％以上且10％以下。
例如，使用能量分散型X射线分析法(EDX)取得EDX面分析(mapping)图像，根据EDX面分析(mapping)图像，In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS具有如下结构：包含In作为主要成分的区域(第一区域)及包含Ga作为主要成分的区域(第二区域)不均匀地分布而混合。
在此，第一区域是具有比第二区域高的导电性的区域。就是说，当载流子流过第一区域时，呈现作为金属氧化物的导电性。因此，当第一区域以云状分布在金属氧化物中时，可以实现高场效应迁移率(μ)。
第二区域具有比第一区域高的绝缘性。就是说，当第二区域分布在金属氧化物中时，可以抑制泄漏电流。
因此，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功能和起因于第二区域的绝缘性功能的互补作用，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CAC-OS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。
另外，包括CAC-OS的晶体管具有高可靠性。因此，CAC-OS适合于显示单元等各种半导体装置。
氧化物半导体具有呈现各种特性的各种结构。本发明的一个实施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。
本实施方式可以与其他任意实施方式适当地组合。
[实施方式4]
在本实施方式中，参照图15说明本发明的一个实施方式的显示单元。
本实施方式的显示单元包括配置为m行n列(m和n都是1以上的整数)的矩阵状的多个像素。图15示出像素PIX(i,j)(i是1以上且m以下的整数，j是1以上且n以下的整数)的电路图的一个例子。
图15中的像素PIX(i,j)包括发光器件110(也称为发光元件)、开关SW21、晶体管M及电容器C1。像素PIX(i,j)也可以还包括开关SW22。在此，示出作为发光器件110使用发光二极管的例子。尤其是，作为发光器件110优选使用微型发光二极管。
在本实施方式中示出作为开关SW21使用晶体管的例子。开关SW21的栅极与扫描线GL1(i)电连接。开关SW21的源极及漏极中的一个与信号线SL(j)电连接，源极及漏极中的另一个与晶体管M的栅极电连接。
在本实施方式中，作为开关SW22使用晶体管。开关SW22的栅极与扫描线GL2(i)电连接。开关SW22的源极及漏极中的一个与布线COM电连接，源极及漏极中的另一个与晶体管M的栅极电连接。
晶体管M的栅极与电容器C1的一个电极、开关SW21的源极和漏极中的另一个及开关SW22的源极和漏极中的另一个电连接。晶体管M的源极和漏极中的一个与布线CATHODE电连接，源极和漏极中的另一个与发光器件110的阴极电连接。
电容器C1的另一个电极与布线CATHODE电连接。
发光器件110的阳极与布线ANODE电连接。
扫描线GL1(i)具有供应选择信号的功能。扫描线GL2(i)具有供应控制信号的功能。信号线SL(j)具有供应图像信号的功能。布线COM、布线CATHODE及布线ANODE的每一个被供应固定电位。在发光器件110中，阳极一侧的电位可以为高电位，而阴极一侧的电位可以为低于阳极一侧的电位。
开关SW21被选择信号控制，并被用作控制像素PIX(i,j)的选择状态的选择晶体管。
晶体管M被用作根据供应到栅极的电位控制流过发光器件110的电流的驱动晶体管。当开关SW21处于导通状态时，供应到信号线SL(j)的图像信号被供应到晶体管M的栅极，可以根据该图像信号的电位控制发光器件110的发光亮度。
开关SW22具有根据控制信号控制晶体管M的栅极电位的功能。具体而言，开关SW22可以将使晶体管M成为非导通状态的电位供应到晶体管M的栅极。
例如，开关SW22可以被用于脉冲宽度的控制。在基于控制信号的期间，可以将电流从晶体管M供应到发光器件110。发光器件110可以根据图像信号及控制信号表现灰度。
在此，作为包括在各像素PIX(i,j)中的晶体管，优选作为形成沟道的半导体层使用包括金属氧化物(氧化物半导体)的晶体管。
包括具有比硅宽的带隙及比硅低的载流子浓度的金属氧化物的晶体管可以实现极小的关态电流。由此，因为其关态电流小，所以能够长期间保持储存于与晶体管串联连接的电容器中的电荷。因此，尤其是，作为与电容器C1串联连接的开关SW21及开关SW22，优选使用包括氧化物半导体的晶体管。在其他晶体管也各自包括氧化物半导体时，可以减少制造成本。
或者，作为像素PIX(i,j)所包括的晶体管，可以使用形成沟道的半导体使用包含硅的晶体管。特别是，在使用单晶硅或多晶硅等结晶性高的硅时可以实现高场效应迁移率且可以进行更高速的工作，所以是优选的。
或者，也可以采用如下结构：作为包括在像素PIX(i,j)中的晶体管中的一个以上使用包括氧化物半导体的晶体管，作为其他晶体管使用包括硅的晶体管。
注意，在图15中，晶体管为n沟道型晶体管，但是也可以使用p沟道型晶体管。
本实施方式可以与其他任意实施方式适当地组合。
[实施方式5]
在本实施方式中，参照图16A及图16B、图17A及图17B、图18A及图18B、图19A及图19B、图20A、图20B、图20C及图20D以及图21A、图21B、图21C、图21D、图21E及图21F对本发明的一个实施方式的电子设备进行说明。
本实施方式的电子设备各自在显示部中设置有本发明的一个实施方式的显示单元。本发明的一个实施方式的显示单元的显示品质高且功耗低。另外，本发明的一个实施方式的显示单元容易提高清晰度及分辨率。因此，本发明的一个方式的显示单元可以被用于各种电子设备的显示部。
作为电子设备，例如除了电视装置、台式或笔记本型个人计算机、计算机等的显示器等具有较大的屏幕的电子设备、数字标牌、弹珠机等大型游戏机以外，还可以举出数码相机、数码摄像机、数码相框、移动电话机、便携式游戏机、便携式信息终端、声音再现装置等。
特别是，因为本发明的一个实施方式的显示单元可以具有高分辨率，所以可以适当地用于包括较小的显示部的电子设备。作为这种电子设备可以举出手表型或手镯型信息终端设备(可穿戴设备)、可戴在头上的可穿戴设备诸如头戴显示器等VR用设备、眼镜型AR用设备或MR用设备等。
本发明的一个实施方式的显示单元优选具有极高的分辨率诸如HD(像素数：1280×720)、FHD(像素数：1920×1080)、WQHD(像素数：2560×1440)、WQXGA(像素数：2560×1600)、4K(像素数：3840×2160)、8K(像素数：7680×4320)等。尤其是，优选设定为4K、8K或其以上的分辨率。另外，本发明的一个实施方式的显示单元中的像素密度(清晰度)优选为300ppi以上，更优选为500ppi以上，进一步优选为1000ppi以上，进一步优选为3000ppi以上，进一步优选为5000ppi以上，更进一步优选为7000ppi以上。通过使用上述的具有高分辨率和高清晰度的显示单元，在便携式或家用等的个人用途的电子设备中可以进一步提高真实感、纵深感等。
本实施方式的电子设备也可以包括传感器(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)。
本实施方式的电子设备可以具有各种功能。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；执行各种软件(程序)的功能；进行无线通信的功能；读出储存在存储介质中的程序或数据的功能。
图16A是眼镜型电子设备700的立体图。电子设备700包括一对显示面板701、一对框体702、一对光学构件703、一对镜腿部704、边框707、鼻垫708等。
电子设备700可以将显示在显示面板701上的图像投影于光学构件703的显示区域706。因为光学构件703具有透光性，所以使用者可以与通过光学构件703看到的透过图像重叠地看到显示于显示区域706的图像。因此，电子设备700是能够进行AR显示的电子设备。
一个或每一个框体702也可以设置有能够拍摄前方的物体的照相机。另外，框体702也可以具有无线通讯装置，通过该无线通讯装置可以对框体702供应视频信号等。另外，代替无线通讯装置或者除了无线通讯装置以外还可以设置有能够连接用来供应视频信号或电源电位的电缆的连接器。另外，当在框体702设置陀螺仪传感器等的加速度传感器时，可以检测使用者的头部朝向并将对应该方向的图像显示在显示区域706上。
一个或每一个框体702也可以设置有处理器。处理器具有控制照相机、无线通讯装置、一对显示面板701等电子设备700所包括的各种构成要素的功能以及生成图像的功能等。处理器也可以具有生成用来进行AR显示的合成图像的功能。
另外，通过无线通讯装置可以与外部设备进行数据通信。例如，将从外部传送的数据输出到处理器，处理器也可以根据该数据生成用来进行AR显示的图像数据。作为从外部传送的数据，例如除了图像数据以外还可以举出包括从生物传感器装置等传送的生物信息的数据。
参照图16B说明相对于电子设备700的显示区域706的图像投影方法。框体702的内部设置有显示面板701。此外，光学构件703中设置有反射板712且在相当于光学构件703中的显示区域706的部分设置有被用作半反射镜的反射面713。
显示面板701所发射的光715被反射板712反射到光学构件703一侧。在光学构件703中，光715在光学构件703的端面反复全反射，到达反射面713，而图像被投影于反射面713。由此，使用者可以看到被反射面713反射的光715和经过光学构件703(包括反射面713)的透过光716。
图16A和图16B示出反射板712及反射面713各自具有曲面的例子。由此，与反射板712及反射面713是平面的情况相比，可以提高光学设计的自由度，并且可以减薄光学构件703的厚度。另外，反射板712及反射面713也可以是平面。
反射板712可以为具有镜面的构件，并且优选具有高反射率。作为反射面713，也可以使用利用金属膜的反射的半反射镜，但是当使用利用全反射的棱镜等时，可以提高透过光716的透过率。
在此，框体702也可以在显示面板701与反射板712间包括透镜。此时，框体702优选具有用来调整透镜和显示面板701之间的距离及角度的机构，所以可以进行焦点调整、图像的放大、缩小。例如，透镜和显示面板701中的至少一个优选构成为能够在光轴方向上移动。
框体702优选具有能够调整反射板712的角度的机构。通过改变反射板712的角度，可以改变显示图像的显示区域706的位置。由此，可以根据使用者的眼睛的位置将显示区域706配置于最合适的位置上。
框体702优选设置有电池717及无线供电模块718。通过设置电池717，可以无需对电子设备700另行连接电池而使用，由此可以提高方便性。另外，通过设置无线供电模块718，可以以无线进行充电，由此可以提高方便性、设计性。并且，与使用以连接器等有线进行充电的情况相比，可以减少发生连接不良等故障的风险，由此可以提高电子设备700的可靠性。电池也可以设置在镜腿部704。
框体702设置有触摸传感器模块719。触摸传感器模块719具有检测框体702的外侧的面是否被触摸的功能。在图16B中，用手指720触摸框体702的表面。可以使用触摸传感器模块719检测使用者的点按操作、滑动操作等，由此可以执行各种处理。例如，可以通过点按操作执行动态图像的暂时停止、再生等的处理以及通过滑动操作可以执行快进、快退等的处理。另外，通过在两个框体702的每一个设置触摸传感器模块719，可以扩大操作范围。
作为触摸传感器模块719，可以使用各种触摸传感器。例如，可以采用静电电容方式、电阻膜方式、红外线方式、电磁感应方式、表面声波式、光学方式等各种触摸传感器的方式。尤其是，优选将静电电容式传感器或光学式传感器应用于触摸传感器模块719。
在使用光学式触摸传感器时，作为受光器件(也称为受光元件)可以使用光电转换器件(也称为光电转换元件)。作为光电转换器件，例如可以举出在活性层中使用无机半导体或有机半导体的器件等的光电转换器件。
显示面板701可以应用本发明的一个实施方式的显示单元。因此，可以提供能够进行分辨率极高的显示的电子设备700。
图17A是眼镜型电子设备900的立体图。电子设备900包括一对显示面板901、一对框体902、一对光学构件903、一对镜腿部904等。
电子设备900可以将显示在显示面板901上的图像投影于光学构件903的显示区域906。因为光学构件903具有透光性，所以使用者可以与通过光学构件903看到的透过图像重叠地看到显示于显示区域906的图像。因此，电子设备900是能够进行AR显示的电子设备。
包括在电子设备900中的显示面板901除了图像显示功能之外优选还具有摄像功能。此时，电子设备900可以接收经过光学构件903入射到显示面板901的光，并将该光转换为电信号而输出该电信号。由此，可以拍摄使用者的眼睛或使用者的眼睛及其附近的图像，将该图像作为图像信息输出到外部或包括在电子设备900中的运算部。
框体902的每一个包括能够拍摄前面的物体的摄像头905。虽然未图示，但是一个框体902设置有无线接收器或能够与电缆连接的连接器，从而可以对框体902供应视频信号等。此外，当在框体902配置陀螺传感器等加速度传感器，可以检测到使用者头部的方向而将对应于该方向的图像显示于显示区域906。另外，框体902优选设置有电池，该电池能够以无线或有线进行充电。
接着，参照图17B说明将图像投影于电子设备900的显示区域906的方法。框体902的内部设置有显示面板901、透镜911、反射板912。此外，作为相当于光学构件903的显示区域906的部分设置被用作半反射镜的反射面913。
显示面板901所发射的光915经过透镜911而被反射板912反射到光学构件903一侧。在光学构件903中，光915被光学构件903的端面反复全反射，到达反射面913，而图像被投影于反射面913。由此，使用者可以看到被反射面913反射的光915和经过光学构件903(包括反射面913)的透过光916的两个。
图17A和图17B示出反射板912及反射面913各自具有曲面的例子。与反射板912及反射面913是平面的情况相比，上述结构可以提高光学设计的自由度，并且可以减薄光学构件903的厚度。注意，反射板912及反射面913也可以是平面。
反射板912可以为具有镜面的构件，并且优选具有高反射率。此外，作为反射面913，也可以使用利用金属膜的反射的半反射镜，但是当使用利用全反射的棱镜等时，可以提高透过光916的透过率。
在此，电子设备900优选具有调整透镜911和显示面板901之间的距离及/或角度的机构，从而例如可以进行焦点调整、图像的放大、缩小等。例如，采用透镜911及显示面板901中的至少一个优选构成为能够在光轴方向上移动，即可。
电子设备900优选具有能够调整反射板912的角度的机构。通过改变反射板912的角度，可以改变显示图像的显示区域906的位置。由此，可以根据使用者的眼睛的位置将显示区域906配置于最合适的位置上。
作为显示面板901可以应用本发明的一个实施方式的显示单元。因此，可以提供能够进行分辨率极高的显示的电子设备900。
图18A及图18B示出护目镜型电子设备950的立体图。图18A是示出电子设备950的正面、顶面及左侧面的立体图，图18B是示出电子设备950的背面、底面及右侧面的立体图。
电子设备950包括一对显示面板951、框体952、一对镜腿部954、缓冲构件955、一对透镜956等。一对显示面板951的每一个设置在框体952内部的能够通过透镜956看到的位置上。
电子设备950是VR用电子设备。装上电子设备950的使用者可以通过透镜956看到显示于显示面板951的图像。此外，也可以使一对显示面板951显示互不相同的图像，此时可以进行利用视差的三维显示。
框体952的背面一侧设置有输入端子957和输出端子958。可以将供应来自视频输出设备等的视频信号或用于对设置在框体952内的电池进行充电的电力等的电缆连接到输入端子957。输出端子958例如被用作声音输出端子，可以与耳机或头戴式耳机等连接。另外，在能够通过无线通信输出声音数据的情况或从外部的视频输出设备输出声音的情况下，不一定需要设置该声音输出端子。
电子设备950优选具有一种机构，其中能够调整透镜956及显示面板951的左右位置，以根据使用者的眼睛的位置使透镜956及显示面板951位于最合适的位置上。此外，电子设备950优选还优选具有一种机构，其中通过改变透镜956和显示面板951之间的距离来调整焦点。
作为显示面板951可以应用本发明的一个实施方式的显示单元。因此，可以提供能够进行分辨率极高的显示的电子设备950。其结果，使用者可以感受高沉浸感。
缓冲构件955与使用者的脸(额头或脸颊等)接触。通过使缓冲构件955与使用者的脸密接，可以防止漏光，从而可以提高沉浸感。缓冲构件955优选使用柔软的材料以在使用者装上电子设备950时使缓冲构件955与使用者的脸密接。例如，可以使用硅酮橡胶、聚氨酯、海绵等材料。另外，当作为缓冲构件955使用其表面被布或皮革(天然皮革或合成皮革)等覆盖的海绵等时，在使用者的脸和缓冲构件955之间不容易产生空隙，从而可以适当地防止漏光。在缓冲构件955或镜腿部954等接触于使用者的皮肤的构件为可拆卸时，容易进行清洗及交换，所以是优选的。
图19A所示的电子设备6500是可以用作智能手机的便携式信息终端。
电子设备6500包括框体6501、显示部6502、电源按钮6503、按钮6504、扬声器6505、麦克风6506、照相机6507及光源6508等。显示部6502具有触摸面板功能。
作为显示部6502可以使用本发明的一个实施方式的显示单元。
图19B是包括框体6501的麦克风6506一侧的端部的截面示意图。
框体6501的显示面一侧设置有具有透光性的保护构件6510，被框体6501及保护构件6510包围的空间内设置有显示面板6511、光学构件6512、触摸传感器面板6513、印刷电路板6517、电池6518等。
显示面板6511、光学构件6512及触摸传感器面板6513使用粘合层(未图示)固定到保护构件6510。
在显示部6502的外侧的区域中，显示面板6511的一部分叠回，且该叠回部分连接有FPC6515。FPC6515安装有IC6516。FPC6515与设置于印刷电路板6517的端子连接。
作为显示面板6511可以使用本发明的一个实施方式的柔性显示器。由此，可以设置极轻量的电子设备。由于显示面板6511极薄，所以可以在抑制电子设备的厚度的情况下安装大容量的电池6518。此外，在将显示面板6511的一部分叠回以与FPC6515的连接部位于像素部的背面时，可以实现窄边框的电子设备。
图20A示出电视装置的一个例子。在电视装置7100中，框体7101中组装有显示部7000。在此示出利用支架7103支撑框体7101的结构。
可以对显示部7000适用本发明的一个实施方式的显示单元。
可以通过利用框体7101所具备的操作开关或另外提供的遥控操作机7111进行图20A所示的电视装置7100的操作。或者，显示部7000也可以具备触摸传感器，电视装置7100也可以通过用指头等触摸显示部7000进行操作。遥控操作机7111也可以具备用来显示从该遥控操作机7111输出的数据的显示部。通过利用遥控操作机7111所具备的操作键或触摸面板，可以进行频道及音量的操作，并可以对显示在显示部7000上的视频进行操作。
另外，电视装置7100具有具备接收机及调制解调器等的结构。可以通过利用接收机接收一般的电视广播。在通过调制解调器连接到有线或无线方式的通信网络，从而可以进行单向(从发送者到接收者)或双向(例如，发送者和接收者之间或接收者之间)的数据通信。
图20B示出笔记型个人计算机的一个例子。笔记型个人计算机7200包括框体7211、键盘7212、指向装置7213、外部连接端口7214等。在框体7211中组装有显示部7000。
可以对显示部7000适用本发明的一个实施方式的显示单元。
图20C和图20D示出数字标牌的一个例子。
图20C所示的数字标牌7300包括框体7301、显示部7000及扬声器7303等。此外，还可以包括LED灯、操作键(包括电源开关或操作开关)、连接端子、各种传感器、麦克风等。
图20D是贴合于圆柱状柱子7401上的数字标牌7400。数字标牌7400包括沿着柱子7401的曲面设置的显示部7000。
本发明的一个实施方式的显示单元可以应用于图20C和图20D的每一个所示的显示部7000。
显示部7000越大，一次能够提供的信息量越多。显示部7000越大，越容易吸引人的注意，例如可以提高广告宣传效果。
通过将触摸面板用于显示部7000，不仅可以在显示部7000上显示静态图像或动态图像，使用者还能够直觉性地进行操作，所以是优选的。另外，在用于提供线路信息或交通信息等信息的用途时，可以通过直觉性的操作提高易用性。
如图20C和图20D所示，数字标牌7300或数字标牌7400优选可以通过无线通信与使用者所携带的智能手机等信息终端7311或信息终端7411联动。例如，显示在显示部7000上的广告信息可以显示在信息终端7311或信息终端7411的屏幕上。此外，通过操作信息终端7311或信息终端7411，可以切换显示部7000的显示。
此外，可以使数字标牌7300或数字标牌7400以信息终端7311或信息终端7411的屏幕为操作单元(控制器)执行游戏。由此，不特定多个使用者可以同时参加游戏，享受游戏的乐趣。
图21A至图21F所示的电子设备包括框体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21A至图21F所示的电子设备具有各种功能。例如，电子设备可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像及文字图像等)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；读出储存在存储介质中的程序或数据并进行处理的功能。注意，电子设备所具有的功能不局限于上述功能，而电子设备可以具有各种功能。电子设备也可以包括多个显示部。另外，电子设备也可以各自包括照相机等且具有拍摄静态图像或动态图像且将所拍摄的图像储存在存储介质(外部存储介质或内置于照相机的存储介质)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21A至图21F所示的电子设备。
图21A是示出便携式信息终端9101的立体图。可以将便携式信息终端9101例如用作智能手机。注意，便携式信息终端9101也可以设置有扬声器9003、连接端子9006或传感器9007等。另外，便携式信息终端9101可以将文字及图像信息显示在其多个面上。图21A示出显示有三个图标9050的例子。另外，可以将以虚线的矩形示出的信息9051显示在显示部9001的其他面上。作为信息9051的一个例子，可以举出提示收到电子邮件、SNS消息或电话等的信息；电子邮件或SNS消息等的标题、发送者姓名；日期；时间；电池余量；以及电波强度等。或者，也可以在显示有信息9051的位置上显示图标9050等。
图21B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显示于不同的面上的例子。例如，在将便携式信息终端9102放在上衣口袋里的状态下，使用者能够确认显示在从便携式信息终端9102的上方看到的位置上的信息9053。例如，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。
图21C是示出手表型便携式信息终端9200的立体图。可以将便携式信息终端9200例如用作智能手表。另外，显示部9001的显示面被弯曲而设置，可沿着其弯曲的显示面进行显示。此外，便携式信息终端9200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，通过利用连接端子9006，便携式信息终端9200可以与其他信息终端进行数据的相互传输且进行充电。注意，充电也可以通过无线供电进行。
图21D至图21F是示出可以折叠的便携式信息终端9201的立体图。另外，图21D是将便携式信息终端9201展开的状态的立体图、图21F是折叠的状态的立体图、图21E是从图21D的状态和图21F的状态中的一个转换成另一个时中途的状态的立体图。便携式信息终端9201在折叠状态下可携带性好，而在展开状态下因为具有无缝拼接较大的显示区域所以显示的浏览性强。便携式信息终端9201的显示部9001被由铰链9055连结的三个框体9000支撑。显示部9001例如可以在曲率半径0.1mm以上且150mm以下的范围弯曲。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
符号说明
ANODE：布线；CCMG：颜色转换层；CCMR：颜色转换层；CFB：着色层；CFG：着色层；CFR：着色层；COM：布线；PIX：像素；SL：信号线；SW21：开关；SW22：开关；100A：显示单元；100B：显示单元；100C：显示单元；100D：显示单元；100E：显示单元；100F：显示单元；100G：显示单元；100H：显示单元；101：衬底；102：绝缘层；103：绝缘层；104：绝缘层；105：遮光层；106：遮光层；109：基底膜；110a：发光二极管；110b：发光二极管；110c：发光二极管；110：发光器件；113a：半导体层；113b：半导体层；113：半导体层；114a：发光层；114b：发光层；114：发光层；115a：半导体层；115b：半导体层；115：半导体层；116a：导电层；116b：导电层；116c：导电层；116d：导电层；116e：导电层；116f：导电层；117a：电极；117b：电极；117c：电极；117d：电极；117e：电极；117f：电极；117：电极；120a：晶体管；120b：晶体管；120c：晶体管；130a：晶体管；130b：晶体管；130c：晶体管；131：衬底；132：元件分离层；133：低电阻区域；134：绝缘层；135：导电层；136：绝缘层；137：导电层；138：导电层；139：绝缘层；141：绝缘层；142：导电层；143：绝缘层；150A：LED衬底；150B：电路板；150C：LED衬底；150D：电路板；151：衬底；152：绝缘层；161：导电层；162：绝缘层；163：绝缘层；164：绝缘层；165：金属氧化物层；166：导电层；167：绝缘层；168：导电层；171：衬底；172：布线；173：绝缘层；174：电极；175：导电层；176：连接器；177：电极；178：电极；179：粘合层；181：绝缘层；182：绝缘层；183：绝缘层；184a：导电层；184b：导电层；185：绝缘层；186：绝缘层；187：绝缘层；188：绝缘层；189a：导电层；189b：导电层；189c：导电层；189d：导电层；190a：导电层；190b：导电层；190c：导电层；190d：导电层；190e：导电层；190f：导电层；190：导电层；191：衬底；192：粘合层；195：导电体；200：晶体管；205a：导电体；205b：导电体；205c：导电体；205：导电体；212：绝缘体；214：绝缘体；216：绝缘体；222：绝缘体；224：绝缘体；230a：氧化物；230b：氧化物；230：氧化物；240a：导电体；240b：导电体；240：导电体；241a：绝缘体；241b：绝缘体；241：绝缘体；242a：导电体；242b：导电体；242：导电体；243a：氧化物；243b：氧化物；243：氧化物；246a：导电体；246b：导电体；246：导电体；250a：绝缘体；250b：绝缘体；250：绝缘体；260a：导电体；260b：导电体；260：导电体；271a：绝缘体；271b：绝缘体；271：绝缘体；275：绝缘体；280：绝缘体；282：绝缘体；283：绝缘体；285：绝缘体；700：电子设备；701：显示面板；702：框体；703：光学构件；704：镜腿部；706：显示区域；707：边框；708：鼻垫；712：反射板；713：反射面；715：光；716：透过光；717：电池；718：无线供电模块；719：触摸传感器模块；720：手指；900：电子设备；901：显示面板；902：框体；903：光学构件；904：镜腿部；905：摄像头；906：显示区域；911：透镜；912：反射板；913：反射面；915：光；916：透过光；950：电子设备；951：显示面板；952：框体；954：镜腿部；955：缓冲构件；956：透镜；957：输入端子；958：输出端子；6500：电子设备；6501：框体；6502：显示部；6503：电源按钮；6504：按钮；6505：扬声器；6506：麦克风；6507：照相机；6508：光源；6510：保护构件；6511：显示面板；6512：光学构件；6513：触摸传感器面板；6515：FPC；6516：IC；6517：印刷电路板；6518：电池；7000：显示部；7100：电视装置；7101：框体；7103：支架；7111：遥控操作机；7200：笔记型个人计算机；7211：框体；7212：键盘；7213：指向装置；7214：外部连接端口；7300：数字标牌；7301：框体；7303：扬声器；7311：信息终端；7400：数字标牌；7401：柱子；7411：信息终端；9000：框体；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：图标；9051：信息；9052：信息；9053：信息；9054：信息；9055：铰链；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。
本申请基于2019年11月12日提交到日本专利局的日本专利申请No.2019-205030和2019年12月5日提交到日本专利局的日本专利申请No.2019-220314，通过引用将其完整内容并入在此。

Claims (16)

1.一种显示单元，包括：
第一晶体管；
所述第一晶体管上的第一导电层，所述第一导电层与所述第一晶体管电连接；
所述第一晶体管上的第一绝缘层；
所述第一导电层上的第二导电层；
所述第一绝缘层上的第二绝缘层；以及
所述第二绝缘层上的发光二极管，所述发光二极管与所述第二导电层电连接，
其中，所述第一导电层的顶面的高度与所述第一绝缘层的顶面的高度大致一致，
所述第二导电层的底面的高度与所述第二绝缘层的底面的高度大致一致，
所述第一绝缘层与所述第二绝缘层彼此接合，
并且，所述第一导电层与所述第二导电层彼此接合。
2.一种显示单元，包括：
第二晶体管，所述第二晶体管在半导体衬底具有沟道形成区域；
所述第二晶体管上的第一晶体管；
所述第一晶体管上的第一导电层，所述第一导电层与所述第一晶体管电连接；
所述第一晶体管上的第一绝缘层；
所述第一导电层上的第二导电层；
所述第一绝缘层上的第二绝缘层；以及
所述第二绝缘层上的发光二极管，所述发光二极管与所述第二导电层电连接，
其中，所述第一导电层的顶面的高度与所述第一绝缘层的顶面的高度大致一致，
所述第二导电层的底面的高度与所述第二绝缘层的底面的高度大致一致，
所述第一绝缘层与所述第二绝缘层彼此接合，
并且，所述第一导电层与所述第二导电层彼此接合。
3.根据权利要求1或2所述的显示单元，还包括：
所述第一晶体管与所述第一绝缘层间的第三绝缘层；以及
所述发光二极管与所述第二绝缘层间的第四绝缘层，
其中所述第一绝缘层及所述第二绝缘层各自包含氧化硅，
并且所述第三绝缘层及所述第四绝缘层各自包含氧化铝、氧化铪和氮化硅中的至少一个。
4.根据权利要求1或2所述的显示单元，
其中所述第一导电层的底面与所述第一导电层的侧面间的角度大于0°且为90°以下，
并且所述第二导电层的所述底面与所述第二导电层的侧面间的角度为90°以上且小于180°。
5.根据权利要求1或2所述的显示单元，还包括第五绝缘层，
其中所述第一晶体管的栅电极的顶面的高度与所述第五绝缘层的顶面的高度大致一致。
6.根据权利要求1或2所述的显示单元，还包括第五绝缘层，
其中所述第一晶体管包括金属氧化物层、栅极绝缘层、栅电极、第三导电层及第四导电层，
所述金属氧化物层具有与所述第三导电层重叠的第一区域、与所述第四导电层重叠的第二区域以及所述第一区域与所述第二区域间的第三区域，
所述第三导电层及所述第四导电层位于所述金属氧化物层上，
所述第五绝缘层位于所述第三导电层上及所述第四导电层上，
所述第五绝缘层具有与所述第三区域重叠的开口，
所述栅极绝缘层位于所述开口的内侧且与所述第五绝缘层的侧面及所述第三区域的顶面重叠，
并且所述栅电极位于所述开口的内侧且隔着所述栅极绝缘层与所述第五绝缘层的所述侧面及所述第三区域的所述顶面重叠。
7.根据权利要求1或2所述的显示单元，
其中所述第一导电层及所述第二导电层各自包含金。
8.根据权利要求1或2所述的显示单元，还包括所述发光二极管上的功能层，
其中从所述发光二极管发射的光通过所述功能层提取到所述显示单元的外部，
并且所述功能层包括着色层和颜色转换层中的一方或双方。
9.根据权利要求1或2所述的显示单元，
其中所述发光二极管是微型发光二极管。
10.根据权利要求1或2所述的显示单元，
其中所述发光二极管包含含有第13族元素及第15族元素的化合物。
11.一种显示模块，包括：
权利要求1或2所述的显示单元；以及
连接器和集成电路中的至少一个。
12.一种电子设备，包括：
权利要求11所述的显示模块；以及
天线、电池、框体、照相机、扬声器、麦克风和操作按钮中的至少一个。
13.一种电子设备，包括：
权利要求1或2所述的显示单元；以及
包括触摸传感器的框体。
14.一种显示单元的制造方法，包括如下步骤：
在第一衬底上以矩阵状形成多个第一晶体管；
在所述多个第一晶体管上形成各自与所述多个第一晶体管中的至少一个电连接的多个第一导电层；
在第二衬底上以矩阵状形成多个发光二极管；
在所述多个发光二极管上形成各自与所述多个发光二极管中的至少一个电连接的多个第二导电层；以及
通过以所述多个第一晶体管的每一个与所述多个发光二极管中的至少一个电连接的方式使所述多个第一导电层的每一个与所述多个第二导电层中的至少一个彼此直接接合，来贴合所述第一衬底与所述第二衬底。
15.一种显示单元的制造方法，包括如下步骤：
在第一衬底中形成各自具有沟道形成区域的多个第二晶体管；
在所述多个第二晶体管上以矩阵状形成多个第一晶体管；
在所述多个第一晶体管上形成各自与所述多个第一晶体管中的至少一个电连接的多个第一导电层；
在第二衬底上以矩阵状形成多个发光二极管；
在所述多个发光二极管上形成各自与所述多个发光二极管中的至少一个电连接的多个第二导电层；
通过以所述多个第二晶体管的每一个与所述多个发光二极管中的至少一个电连接的方式使所述多个第一导电层的每一个与所述多个第二导电层中的至少一个彼此直接接合，来贴合所述第一衬底与所述第二衬底；
在使所述第一衬底与所述第二衬底贴合之后，剥离所述第二衬底；以及
在剥离所述第二衬底而露出的面上形成着色层、颜色转换层和遮光层中的至少一个。
16.根据权利要求14或15所述的显示单元的制造方法，
其中在形成所述多个第二晶体管的工序中，至少进行一次平坦化处理。
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