CN116583896A - 显示系统 - Google Patents
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Abstract
提供一种具有新颖结构的显示装置或具有新颖结构的显示系统。该显示系统包括第一显示装置及第二显示装置，第一显示装置及第二显示装置都具有无线通信功能，第二显示装置具有像素密度比第一显示装置高的区域，显示系统具有利用无线通信功能将第一显示装置的屏幕或第一显示装置的屏幕的一部分显示在第二显示装置上的功能。第二显示装置的屏幕比例优选为1：1、4：3或16：9。
Description
技术领域
本发明的一个方式涉及一种显示装置以及包括该显示装置的显示系统。
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、摄像装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、显示系统、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。
注意，在本说明书等中，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。有时可以将显示装置(液晶显示装置、发光显示装置等)、投影装置、照明装置、电光装置、蓄电装置、存储装置、半导体电路、摄像装置及电子设备等称为半导体装置。或者，有时可以说它们包括半导体装置。
背景技术
作为设置有针对增强现实(AR：Augmented Reality)或虚拟现实(VR：VirtualReality)的显示装置的电子设备，可穿戴型电子设备及固定式电子设备逐渐普及。作为可穿戴型电子设备，例如，有头戴显示器(HMD：Head Mounted Display)及眼镜型电子设备等。作为固定式电子设备，例如，有平视显示器(HUD：Head-Up Display)等。
HMD等显示部离使用者近的电子设备有如下问题：使用者容易看到像素而可能感到很强的颗粒感，有时会减弱AR或VR的沉浸感及临场感。因此，HMD优选设置有具有精细像素的显示装置，以使使用者看不到像素。专利文献1公开了通过使用能够进行高速驱动的晶体管来实现具有精细像素的HMD的方法。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开第2000-2856号公報
发明内容
发明所要解决的技术问题
当显示装置中的像素更精细时，可以提高像素密度。由此，可以在显示装置中设置更多的像素，可以得到高沉浸感或者高真实感。为了进一步得到沉浸感或者真实感，像素的缺陷(亮点或暗点等)优选少。
或者，作为显示装置(或电子设备)，有时使用多个显示装置。此时，需要分别操作多个显示装置，因此有操作方法非常复杂的课题。
本发明的一个方式的目的之一使提供一种具有新颖结构的显示装置或者具有新颖结构的显示系统。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有新颖结构的显示装置的操作方法或者具有新颖结构的显示系统的操作方法。
多个目的的记载不互相妨碍彼此的存在。此外，本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。可从说明书、附图、权利要求书等的记载自然得知上述以外的目的，且这些目的也可成为本发明的一个方式的目的。
解决技术问题的手段
本发明的一个方式是一种显示系统，该显示系统包括第一显示装置及第二显示装置，第一显示装置及第二显示装置都具有无线通信功能，第二显示装置具有像素密度比第一显示装置高的区域，显示系统具有利用无线通信功能将第一显示装置的屏幕或第一显示装置的屏幕的一部分显示在第二显示装置上的功能。
另外，本发明的一个方式是一种显示系统，该显示系统包括第一显示装置及第二显示装置，第一显示装置及第二显示装置都具有无线通信功能，第二显示装置具有像素密度比第一显示装置高的区域，无线通信功能具有根据对第一显示装置的操作将信息传递给第二显示装置的功能以及根据对第二显示装置的操作将信息传递给第一显示装置的功能，显示系统具有将第一显示装置的屏幕或第一显示装置的屏幕的一部分显示在第二显示装置上的功能。
在上述各方式中，第二显示装置的屏幕比例优选为1：1、4：3或16：9。此外，第二显示装置也可以包括多个显示部。此时，多个显示部的屏幕比例分别优选为1：1、4：3或16：9。
在上述各方式中，优选的是，第二显示装置的显示区域的长为33mm以下，宽为26mm以下。另外，在上述各方式中，优选的是，第二显示装置的显示区域的长为52mm以下，宽为33mm以下。
在上述各方式中，显示系统优选包括与第二显示装置电连接的选自源极驱动器IC、栅极驱动器IC和FPC中的任一个或多个。
在上述各方式中，第二显示装置优选为护目镜型。另外，在上述各方式中，第二显示装置优选为眼镜型。
在上述各方式中，优选的是，第二显示装置包括控制部及耳机部，控制部和耳机部彼此有线连接。另外，在上述各方式中，优选的是，还包括耳机，耳机具有无线通信功能，第一显示装置和第二显示装置中的任一方或双方具有利用无线通信功能将信息传递给耳机的功能。
在上述各方式中，优选的是，第一显示装置包括第一图像数据，第二显示装置包括第二图像数据，第二图像数据是基于第一图像数据进行上转换而得的图像数据。另外，在上述各方式中，优选的是，第一显示装置具有通话功能和显示时间功能中的任一方或双方，第二显示装置具有显示增强现实的内容的功能和显示虚拟现实的内容的功能中的任一方或双方。
另外，在上述各方式中，优选的是，第二显示装置包括第一层、第二层及第三层，第一层包括驱动电路及CPU，第二层包括像素电路，第三层包括显示器件。另外，在上述各方式中，优选的是，第二显示装置包括第一层、第二层及第三层，第一层包括驱动电路及CPU，第二层包括像素电路，第三层包括显示器件，第一层包括具有在沟道形成区域中包含硅的半导体层的第一晶体管，第二层包括具有在沟道形成区域中包含金属氧化物的半导体层的第二晶体管，第三层包括有机EL器件。
另外，在上述方式中，金属氧化物优选包含In、元素M(M为Al、Ga、Y或Sn)、Zn。另外，在上述方式中，有机EL器件优选为通过光刻法被加工的发光器件。
另外，在上述各方式中，第二显示装置优选具有取得使用者的视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉和脑波中的任一个或多个信息的功能。
注意，本发明的一个方式记载于下面所述的实施方式中的说明及附图中。
发明效果
根据本发明的一个方式可以提供一种具有新颖结构的显示装置或者具有新颖结构的显示系统。另外，根据本发明的一个方式可以提供一种具有新颖结构的显示装置的操作方法或者具有新颖结构的显示系统的操作方法。
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得知并抽出上述以外的效果。注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。
附图简要说明
图1A至图1C是示出显示装置及显示系统的结构例子的图。
图2A及图2B是示出显示装置及显示系统的结构例子的图。
图3A及图3B是示出显示装置及显示系统的结构例子的图。
图4A及图4B是示出显示装置及显示系统的结构例子的图。
图5A至图5C是示出显示装置的屏幕比例的一个例子的图。
图6A至图6F是示出显示装置的显示区域的尺寸的一个例子的图。
图7A至图7C是示出可从一个衬底获取的显示装置的数量的一个例子的图。
图8A至图8C是示出可从一个衬底获取的显示装置的数量的一个例子的图。
图9是示出显示装置的外形示意图的一个例子的图。
图10A至图10D是示出显示装置及显示系统的图像的一个例子的图。
图11是示出显示系统的工作方法的一个例子的图。
图12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15A及图15B是示出显示装置的结构例子的电路图。
图16A至图16C是示出显示装置的结构例子的电路图及示意图。
图17是示出显示装置的结构例子的方框图。
图18A至图18C是示出发光器件的结构例子的图。
图19A至图19D是示出显示装置的结构例子的图。
图20A及图20B是示出显示装置的结构例子的图。
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26是示出显示装置的结构例子的截面图。
图27A是示出晶体管的结构例子的俯视图。图27B及图27C是示出晶体管的结构例子的截面图。
图28A是说明IGZO的结晶结构的分类的图。图28B是说明CAAC-IGZO膜的XRD谱的图。图28C是说明CAAC-IGZO膜的纳米束电子衍射图案的图。
图29A至图29D是示出电子设备的一个例子的图。
图30A及图30B是示出电子设备的一个例子的图。
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。
在附图中，为便于清楚地说明，有时夸大表示大小、层的厚度或区域。因此，本发明并不局限于附图中的尺寸。此外，在附图中，示意性地示出理想的例子，因此本发明不局限于附图所示的形状或数值等。
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沟道型晶体管中，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。
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。
在本说明书等中，也可以将显示装置称为电子设备。
在本说明书等中，有时将使用金属掩模或FMM(Fine Metal Mask，高精细金属掩模)制造的器件称为MM(Metal Mask)结构的器件。另外，在本说明书等中，有时将不使用金属掩模或FMM制造的器件称为MML(Metal Mask Less)结构的器件。
(实施方式1)
在本实施方式中，使用图1至图11说明本发明的一个方式的显示装置及显示系统。
<显示装置及显示系统的结构例子>
图1A至图1C是说明本发明的一个方式的显示装置及显示系统的结构例子的图。
如图1A所示，本发明的一个方式的显示系统包括第一显示装置100A及第二显示装置102A，第一显示装置100A及第二显示装置102A都具有无线通信功能。另外，第二显示装置102A具有像素密度(也称为清晰度)比第一显示装置100A高的区域。另外，具有利用上述无线通信功能将第一显示装置100A的屏幕或第一显示装置100A的屏幕的一部分显示在第二显示装置102A上的功能。
如图1A所示，本发明的一个方式的显示系统包括多个显示装置。另外，该多个显示装置可以利用无线通信功能进行数据交换，并且可以通过上转换或下转换等加工方法对显示在一个显示装置的屏幕上的图像数据的一部分进行加工且将其显示在另一个显示装置上。通过实现这样的显示系统，可以提高使用者的方便性，可以以最适合各显示装置的画质显示图像或者可以降低显示装置的功耗。
另外，第一显示装置100A包括显示部110、框体111、通信部112及控制部114。图1A示出使用者的右手130R。另外，第二显示装置102A包括显示部120、框体121、通信部122、安装部123、控制部124及摄像头部125。注意，如图1A所示，第一显示装置100A和第二显示装置102A之间的无线通信可以在通信部112和通信部122之间进行。通信部112具有根据对第一显示装置100A的操作将信息传递给第二显示装置102A的功能。另外，通信部122具有根据对第二显示装置102A的操作将信息传递给第一显示装置100A的功能。另外，虽然未图示在图1A及图1B中，但是第一显示装置100A、100B及第二显示装置102A也可以具有接收由各显示装置传递的数据的功能。
第二显示装置102A中的摄像头部125具有取得外部信息的功能。例如，可以将摄像头部125所取得的数据输出到显示部120或第一显示装置100A中的显示部110。另外，使用者可以使用第二显示装置102A中的安装部123将第二显示装置102A装在头上。在图1A中，例示出如眼镜的镜脚(也称为铰链、脚丝等)那样的形状，但是不局限于此。只要使用者能够装上，安装部123就例如可以具有头盔型或带型的形状。
注意，在此示出包括摄像头部125的例子，设置能够测量出与对象物的距离的测距传感器(以下，也称为检测部)即可。换言之，摄像头部125是检测部的一个方式。作为检测部例如可以使用图像传感器和激光雷达(LIDAR：Light Detection and Ranging)等距离图像传感器中的一方或双方。通过使用由摄像头取得的图像以及由距离图像传感器取得的图像，可以取得更多的信息，可以实现精度更高的姿态操作。
第二显示装置102A优选还包括透镜(未图示)。此时，显示部120设置在框体121内部的通过透镜可以看到的位置上。可以将第二显示装置102A称为针对VR的电子设备。装上第二显示装置102A的使用者可以通过透镜看到显示在显示部120上的图像。另外，通过在一对显示部120的每一个上显示不同图像，可以进行利用视差的三维显示。
第二显示装置102A也可以包括被用作骨传导耳机的振动机构。例如，作为显示部120、框体121和安装部123中的任一个或多个可以采用包括该振动机构的结构。由此，不需要另行设置头戴式耳机、耳机或扬声器等音响设备，而只装上第二显示装置102A就可以享受影像和声音。
在本发明的一个方式的显示系统中，第一显示装置100A及第二显示装置102A都优选能够进行网络连接。由此，可以将第一显示装置100A和第二显示装置102A分别独立地用作通信工具。
注意，本实施方式中举出的第一显示装置100A及第二显示装置102A会执行的处理是一个例子，根据组装到第一显示装置100A或第二显示装置102A的应用软件会执行各种处理。
接着，使用图1B说明与图1A所示的结构不同的结构例子。
图1B所示的第一显示装置100B包括显示部110、框体111、通信部112、表带113及控制部114。另外，在图1B中，示出使用者的右手130R及使用者的左手130L。另外，图1B所示的第二显示装置102A的结构与图1A所示的结构同样，因此在此省略说明。
图1A所示的第一显示装置100A被用作所谓的信息终端(典型的是智能手机等)，图1B所示的第一显示装置100B被用作所谓的手表型信息终端。第一显示装置100A及第一显示装置100B至少具有通话功能和显示时间功能中的任一方或双方。另外，第二显示装置102A具有显示增强现实(AR：Augmented Reality)的内容的功能和显示虚拟现实(VR：VirtualReality)的内容的功能中的任一方或双方。注意，第二显示装置102A也可以具有除了AR、VR的内容以外还显示替代现实(SR：Substitutional Reality)或混合现实(MR：MixedReality)的内容的功能。当第二显示装置102A具有显示AR、VR、SR、MR等的内容的功能时，可以提高使用者的沉浸感。
接着，使用图1C、图2A及图2B说明本发明的一个方式的显示装置及显示系统。
图1C是说明本发明的一个方式的显示装置及显示系统的图。如图1C所示，第一显示装置100至少包括显示部110及通信部112，第二显示装置102包括显示部120及通信部122。
另外，如图2A所示，第一显示装置100包括显示部110、通信部112、控制部114、电源部116及传感器部118。另外，如图2A所示，第二显示装置102包括显示部120、通信部122、控制部124、电源部126及传感器部128。
注意，图1C及图2A示出第一显示装置100及第二显示装置102都具有相同功能的例子，但是不局限于此。例如，如图2B所示，第一显示装置100及第二显示装置102也可以具有互不相同的功能。
在图2B中，第一显示装置100以对图2A所示的结构追加的方式包括摄像头部115(也称为检测部)及第二通信部119。另外，第二显示装置102以对图2A所示的结构追加的方式包括摄像头部125及头戴式耳机部129。作为摄像头部115，包括图像传感器等的摄像部即可。另外，也可以设置多个摄像头以能够对应望远、广角等多种视角。另外，作为第二通信部119，具有进行不同于通信部112的功能的通信的功能即可。例如，通信部112具有与通信部122进行通信的功能即可，第二通信部119具有可以进行用第三代移动通信系统(3G)、第四代移动通信系统(4G)、第五代移动通信系统(5G)等的语音通话的功能或者可以进行电子支付等的通信手段即可。
接着，使用图3A、图3B、图4A及图4B说明与图1A及图1B所示的结构不同的结构例子。
图3A所示的第二显示装置102B及图3B所示的第二显示装置102C都包括显示部120、框体121、通信部122、安装部123、控制部124、摄像头部125以及透镜132。
可以将第二显示装置102B以及第二显示装置102C都称为针对VR的电子设备。装上第二显示装置102B或第二显示装置102C的使用者通过透镜132能看到显示在显示部120上的图像。
图4A所示的第二显示装置102D以及图4B所示的第二显示装置102E都包括显示面板151、框体121、通信部(未图示)、安装部123、控制部(未图示)、摄像头部(未图示)、一对光学构件153、边框157以及鼻垫158。
第二显示装置102D及第二显示装置102E都可以将由显示面板151显示的图像投影于光学构件153中的显示区域156。因为光学构件153具有透光性，所以使用者可以与通过光学构件153看到的透过图像重叠地看到显示于显示区域的图像。因此，第二显示装置102D及第二显示装置102E都是能够进行AR显示的电子设备。
本发明的一个方式的显示系统也可以包括耳机106。耳机106包括通信部(未图示)，并具有无线通信功能。耳机106利用无线通信功能可以从第一显示装置及第二显示装置中的任一方或双方接收信息(例如声音数据)。例如，图3A所示的第二显示装置102B具有利用无线通信功能将信息传递给耳机106的功能。另外，例如图4A所示的第二显示装置102D具有利用无线通信功能将信息传递给耳机106的功能。
第二显示装置102C及第二显示装置102E都还包括耳机部127。例如，可以采用以有线方式连接耳机部127和控制部124的结构。连接耳机部127和控制部124的布线的一部分也可以配置在框体121或安装部123的内部。另外，耳机部127和安装部123也可以包括磁铁。由此，可以用磁力将耳机部127固定到安装部123，收纳变得容易，所以是优选的。
第二显示装置也可以包括能够与耳机或头戴式耳机等连接的声音输出端子。另外，第二显示装置也可以包括声音输入端子和声音输入机构中的任一方或双方。作为声音输入机构，例如可以使用麦克风等收音装置。通过将声音输入机构设置到第二显示装置，可以使第二显示装置具有所谓的耳麦的功能。
如此，在本发明的一个方式的显示系统中，作为第二显示装置，护目镜型(第二显示装置102A至第二显示装置102C等)和眼镜型(第二显示装置102D及第二显示装置102E等)都合适。
另外，在本发明的一个方式的显示系统中，显示装置可以以有线或无线方式将信息传递给耳机。
另外，图1A、图1B、图1C、图2A、图2B、图3A及图3B所示的显示部120优选具有比显示部110高的分辨率。同样地，图4A及图4B所示的显示面板151优选具有比显示部110高的分辨率。例如，显示部110的分辨率可以为HD(像素数1280×720)、FHD(像素数1920×1080)、WQHD(像素数2560×1440)等。另外，显示部120及显示面板151优选具有WQXGA(像素数2560×1600)、4K2K(像素数3840×2160)、8K4K(像素数7680×4320)等极高的分辨率。尤其是，优选具有4K2K、8K4K或其以上的分辨率。
另外，显示部120及显示面板151优选具有比显示部110高的像素密度(清晰度)。例如，显示部110可以具有100ppi以上且低于1000ppi、优选为300ppi以上且800ppi以下的像素密度。另外，显示部120及显示面板151可以具有1000ppi以上且10000ppi以下、优选为2000ppi以上且6000ppi以下、更优选为3000ppi以上且5000ppi以下的像素密度。
注意，对显示部110、显示面板151及显示部120的屏幕比例(纵横比)没有特别的限制。例如，显示部110、显示面板151及显示部120可以对应1：1(正方形)、4：3、16：9、16：10等各种屏幕比例。
图5A至图5C示出显示装置的屏幕比例的一个例子。图5A是显示部120的屏幕比例为1：1的情况的例子。图5B是显示部120的屏幕比例为4：3的情况的例子。此时，显示部120的分辨率优选为4K2K或8K4K。图5C是显示部120的屏幕比例为16：9的情况的例子。此时，显示部120的分辨率优选为8K4K。
在此，说明显示装置的显示部的尺寸(也可以称为显示区域的尺寸)与曝光装置的曝光区域的关系。通过以曝光装置的曝光区域为基准考虑显示装置的显示区域的尺寸，可以以最合适的制造成本制造显示装置。例如，作为曝光装置可以使用步进机及扫描仪等。另外，作为可用于曝光装置的光源的波长，可以举出13nm(EUV(Extreme Ultra Violet))、157nm(F2)、193nm(ArF)、248nm(KrF)、308nm(XeCl)、365nm(i线)及436nm(g线)等。通过缩短光源的波长，可以实现清晰度高或被微型化的显示装置。
注意，现在曝光装置的曝光区域的最大值的主流为“26mm×33mm”，因此在以下说明中以“26mm×33mm”为基准进行探讨。在曝光装置的曝光区域的最大值为“26mm×33mm”的情况下，可以以一次(1shot)进行曝光的显示装置的显示区域的尺寸为“26mm×33mm”。另外，可以以两次(2shots)进行曝光的显示装置的显示区域的尺寸为“52mm×33mm”或“26mm×66mm”。通过将显示装置的显示区域的尺寸设为可以以一次进行曝光的范围内，可以抑制制造成本。
注意，如上所述，对显示装置的屏幕比例(纵横比)没有特别的限制，可以为1：1(正方形)、4：3、16：9、16：10等。
如图6A至图6C所示，在曝光装置的曝光区域的最大值为“26mm×33mm”的情况下，纵横比为1：1时的可以以一次曝光制造的显示装置的显示区域的最大尺寸为“26mm×26mm”，纵横比为4：3时的该最大尺寸为“33mm×24.75mm”，纵横比为16：9时的该最大尺寸为“33mm×18.5625mm”。
另外，如图6D至图6F所示，在曝光装置的曝光区域的最大值为“26mm×33mm”的情况下，纵横比为1：1时的可以以两次曝光制造的显示装置的显示区域的最大尺寸为“33mm×33mm”，纵横比为4：3时的该最大尺寸为“44mm×33mm”，纵横比为16：9时的该最大尺寸为“52mm×29.25mm”。
注意，上述数值为显示装置的显示区域的最大尺寸，所以实际上的显示装置的外形尺寸为显示装置的显示区域的尺寸以上。另外，显示装置的外形的纵横比与显示装置的显示区域的纵横比可以相同或不同。在此，以下表1及表2示出可用于本发明的一个方式的显示装置的显示部(显示区域)的规格。如表1及表2中的规格所示，显示部具有4K3K(像素数3840×2880)这极高分辨率。
[表1]
[表2]
| 显示区的规格内容 | 规格值 |
| 尺寸 | 对角线1.57英寸 |
| 像素数 | 3840×2880 |
| 像素尺寸 | 2.76μm×RGB(H)×8.3μm(V) |
| 清晰度 | 3057ppi |
| 显示元件 | OLED |
| 像素排列 | RGB条纹 |
| 彩色化方式 | SBS(side by side) |
| 驱动频率 | 90Hz |
另外，图7A至图7C以及图8A至图8C示出可从一个直径Φ＝12英寸的衬底获取的显示装置的数量的一个例子。在图7A至图7C以及图8A至图8C中，假设使用贯通电极从背面取出外部连接端子来进行估计。由此，可以增大显示区域。另外，也可以在曝光区域内设置电极焊盘。此时，虽然显示区域变小，但产生降低用来取出外部连接端子的结构所需的制造成本的效果。
图7A示出在曝光装置的曝光区域(32mm×24mm)的内侧设置宽度为2.0mm的密封区域的例子。在此，密封区域是指显示区域的端部至衬底的截断位置或端子位置的区域，不局限于涂布密封剂的区域。此时，显示装置的显示区域的尺寸为28mm×20mm，对角线约为1.38英寸。可从一个衬底获取的显示装置的数量为72个。注意，当将密封区域的宽度缩小到1.0mm时，显示装置的显示区域的对角线可以约为1.5英寸。
图7B及图7C示出在曝光装置的曝光区域(32mm×24mm)的外侧设置密封区域的例子。此时，以有间隔的方式进行曝光，该间隔相当于密封区域的部分。曝光区域的内侧设置有标记区域。图7B示出标记区域和密封区域的宽度分别为0.5mm和2.0mm的情况的例子。此时，显示装置的显示区域的对角线尺寸约为1.53英寸。可从一个衬底获取的显示装置的数量为56个。注意，当标记区域的宽度为1.0mm时，该显示区域的对角线尺寸约为1.47英寸。图7C示出标记区域和密封区域的宽度分别为0.5mm和3.0mm的情况的例子。此时，显示装置的显示区域的对角线尺寸约为1.53英寸，这与图7B所示的结构相同。可从一个衬底获取的显示装置的数量为49个，该数量比图7B所示的结构低出约为13％。
图8A至图8C各自示出显示区域的纵横比为4：3的情况的例子。
图8A示出在曝光装置的曝光区域(32mm×24mm)的内侧设置密封区域的例子。在图8A所示的例子中，上下方向上的密封区域的宽度为1.5mm，左右方向上的密封区域的宽度为2.0mm。此时，显示区域的尺寸为28mm×21mm(纵横比为4：3)，对角线尺寸约为1.38英寸。可从一个衬底获取的显示装置的数量为72个。注意，在上下方向上的密封区域的宽度为2.0mm且左右方向上的密封区域的宽度为2.65mm的情况下，显示区域的尺寸为26.7mm×20mm(纵横比为4：3)，对角线尺寸约为1.32英寸。另外，在上下方向上的密封区域的宽度为3.0mm且左右方向上的密封区域的宽度为4.0mm的情况下，显示区域的尺寸为24mm×18mm(纵横比为4：3)，对角线约为1.18英寸。可从一个衬底获取的显示装置的数量在上述任何情况下都为72个。
图8B及图8C示出在曝光装置的曝光区域(32mm×24mm)的外侧设置密封区域的例子。此时，以有间隔的方式进行曝光，该间隔相当于密封区域的部分。曝光区域的内侧设置有标记区域。图8B示出上下方向上的标记区域的宽度、左右方向上的标记区域的宽度和密封区域的宽度分别为0.5mm、0.7mm和2.0mm的情况的例子。此时，显示装置的显示区域的对角线尺寸约为1.51英寸。可从一个衬底获取的显示装置的数量为56个。注意，当将上下方向上的标记区域的宽度和左右方向上的标记区域的宽度分别设为1.0mm和1.3mm时，该显示区域的对角线尺寸约为1.45英寸。图8C示出上下方向上的标记区域的宽度、左右方向上的标记区域的宽度和密封区域的宽度分别为1.0mm、1.3mm和3.0mm的情况的例子。此时，显示装置的显示区域的对角线尺寸约为1.53英寸。可从一个衬底获取的显示装置的数量为49个，该数量比图8B所示的结构低出约为13％。
通过将显示装置的显示区域的尺寸设为人的眼球的尺寸(约为23mm至24mm)以上，可以以覆盖整个眼睛或整个视野的方式配置显示装置。例如，通过将显示装置的显示区域的对角线尺寸设为1.0英寸以上、优选为1.4英寸以上、更优选为1.5英寸以上，可以以用显示区域覆盖使用者的整个视野的方式配置显示装置。因此，通过使用本发明的一个方式的显示装置或显示系统，可以得到更强的选自沉浸感、真实感和纵深感中的一个或多个。
为了使用者得到选自更强的沉浸感、真实感和纵深感中的一个或多个，优选第二显示装置包括多个显示部。例如优选的是，第二显示装置包括第一显示部及第二显示部，第一显示部的屏幕比例和第二显示部的屏幕比例分别是1：1、4：3或16：9，第一显示部的显示区域的对角线长和第二显示部的显示区域的对角线长都为1.0英寸以上且2.5英寸以下。
优选的是，显示部110形成在玻璃衬底上，显示部120形成在硅衬底上。通过将显示部110形成在玻璃衬底上，可以降低制造成本。另一方面，当将显示部110形成在玻璃衬底上时，由于制造装置的关系，有时难以提高显示部110的像素密度(典型的是1000ppi以上)。于是，在本发明的一个方式的显示装置及显示系统中，通过将显示部120形成在硅衬底上，可以提高显示部120的像素密度(典型的是1000ppi以上)。换言之，可以以由显示部120弥补的方式显示显示部110无法处理的清晰度的图像。
本发明的一个方式的显示系统包括据具有不同的分辨率或不同的像素密度的两个显示装置。为了使一个显示装置可以显示的图像数据变为适合于另一个显示装置的图像数据，对图像数据的一部分或全部进行压缩或解压缩即可。
通过提高显示部120的分辨率或清晰度，使用者不能识别像素(如看不到可出现在像素间的线等)，因此可以得到更强的选自沉浸感、真实感和纵深感中的一个或多个。
另外，如图1A所示，第一显示装置100A具有显示部不进行显示的期间，在该期间被用作第二显示装置102A的输入输出单元(例如，控制器)。通过具有这样的功能，可以延长第一显示装置100A中的电源部116的使用期间。就是说，本发明的一个方式的显示系统可以实现节电化。作为电源部116，例如可以使用锂离子二次电池等。
此外，第一显示装置100A也可以在显示部不进行显示的期间被用作所谓的电源部。换言之，第一显示装置100A也可以被用作电池或移动电源。例如，也可以使第二显示装置或其他电子设备与第一显示装置100A有线连接来从第一显示装置100A供电。或者，也可以通过非接触供电方式从第一显示装置100A向第二显示装置或其他电子设备供电。作为非接触供电方式，可以举出：通过电磁感应方式而不使用充电线的无线供电方式；以及通过电波接收方式可以进行非接触式充电的隔空无线电力传输系统等。例如，可以举出微波隔空无线电力传输系统，其中可以利用微波(具体而言，920MHz频段、2.4GHz频段、5.7GHz频段等频带)进行非接触式(例如，在半径10m以内)充电。
另外，图9是外置有驱动电路的显示装置的外形示意图。衬底160设置有显示部161、栅极驱动器用外部连接端子163以及源极驱动器用外部连接端子165。显示部161和栅极驱动器用外部连接端子163通过布线167电连接。同样地，显示部161和源极驱动器用外部连接端子165通过布线167电连接。
在图9中，将栅极驱动器用外部连接端子163示出为两个区域并且将源极驱动器用外部连接端子165示出为六个区域，但是对设置栅极驱动器用外部连接端子163及源极驱动器用外部连接端子165的区域的个数及布局没有特别的限制。
栅极驱动器用外部连接端子163及源极驱动器用外部连接端子165都与FPC(Flexible Printed Circuit：柔性电路板)或集成电路(IC)等电连接。例如，在内置有栅极驱动器且外置有源极驱动器IC的显示装置中，栅极驱动器用外部连接端子163与FPC电连接，源极驱动器用外部连接端子165与源极驱动器IC电连接。源极驱动器用外部连接端子165也可以还与FPC电连接。另外，当外置有栅极驱动器IC时，栅极驱动器用外部连接端子163与栅极驱动器IC电连接。
另外，当作为衬底160使用对角线5英寸的衬底时，可以制造满足上述表2所示的规格的显示部161的尺寸为对角线1.57英寸的显示装置。
接着，以下说明图1A、图1B、图1C、图2A、图2B、图3A、图3B、图4A及图4B所示的本发明的一个方式的显示装置及显示系统的各结构。
<显示部及显示面板>
显示部110、显示部120以及显示面板151都具有显示功能。作为显示部110、显示部120以及显示面板151，例如可以使用选自液晶显示器件、包括有机EL的发光器件和包括微型LED等发光二极管的发光器件中的一个或多个。在考虑生产率及发光效率的情况下，作为显示部110、显示部120以及显示面板151，优选使用包括有机EL的发光器件。
<通信部>
通信部112及通信部122都具有无线通信功能或有线通信功能。尤其是，当通信部112及通信部122具有无线通信功能时，可以省略用来连接的电缆等的构件数量，所以是优选的。
当通信部112及通信部122具有无线通信功能时，通信部112及通信部122可以通过天线进行通信。作为通信部112和通信部122之间的通信手段(通信方法)，例如可以将各装置连接到World Wide Web(WWW：万维网)的基础的因特网、内联网、外联网、PAN(PersonalArea Network：个人网)、LAN(Local Area Network：局域网)、CAN(Campus Area Network：校园网)、MAN(Metropolitan Area Network：城域网)、WAN(Wide Area Network：广域网)、GAN(Global Area Network：全球网)等计算机网络来进行通信。当进行无线通信时，作为通信协议或通信技术可以使用：通信标准诸如LTE(Long Term Evolution：长期演进)、GSM(Global System for Mobile Communication：注册商标：全球移动通讯系统)、EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution：GSM增强数据率演进)、CDMA2000(CodeDivision Multiple Access 2000：码分多址2000)、W-CDMA；或者由IEEE(电气电子工程师学会)通信标准化的规格诸如Wi-Fi(Wireless Fidelity：注册商标：无线保真)、Bluetooth(注册商标：蓝牙)、ZigBee(注册商标)等。
<控制部>
控制部114及控制部124都具有控制显示部的功能。作为控制部114及控制部124，例如包括像素电路、备份电路、图像转换电路等。图像转换电路可以进行图像数据的上转换处理或下转换处理。由此，可以根据显示部的分辨率进行低分辨率图像数据的上转换或者高分辨率图像数据的下转换，由此可以将显示品质高的图像显示在显示部上。将在实施方式2中详细地说明像素电路及备份电路。
<电源部>
电源部116及电源部126都具有向显示部供电的功能。电源部116及电源部126例如可以使用一次电池或二次电池。作为该二次电池，例如可以适当地使用锂离子二次电池。
<传感器部>
传感器部118及传感器部128都具有取得使用者的视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉中的任一个或多个信息的功能。更具体地说，传感器部118及传感器部128都具有检测或测量力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、磁、温度、声音、时间、电场、电流、电压、电力、辐射线、湿度、倾斜度、振动、气味和红外线中的至少一个的功能。
另外，传感器部128优选除了上述功能之外还具有能够测量脑波的功能。例如，具有包括接触头部的电极且根据流过该电极的微弱电流测量脑波的机构即可。通过传感器部128具有能够测量脑波的功能，可以在显示部120的使用者的目标显示位置上显示显示部110的图像或显示部110的图像的一部分。此时，使用者不需使用双手操作显示装置，所以可以在免提的状态(解放双手的状态)下进行输入操作等。
接着，使用图10A、图10B、图10C及图10D说明本发明的一个方式的显示装置及显示系统的图像的一个例子。
<图像例子>
以下，说明通过利用本发明的一个方式的显示系统使用者可以经验的操作方法以及可以向使用者显示的图像的例子。
图10A示出使用者130在装上第二显示装置102B的状态下操作第一显示装置100A的情况。此时，第一显示装置100A的显示部熄灭而被用作触摸板等。使用者130可以使用第一显示装置100A操作第二显示装置102B所提供的图像等。
图10B示出显示在图10A所示的室内的使用者130的视野中的图像140的例子。图10B所示的图像140中以叠加到拍摄地板、墙壁、门等实际的室内风景的图像的方式显示有图像信息141。在此，图像信息141是显示在第一显示装置100A的显示部上的图像。使用者130可以在装上第二显示装置102B的状态下操作与第二显示装置102B配对的第一显示装置100A(例如智能手机等)。另外，图像140中的光标142示出使用者130对第一显示装置100A的显示部进行触摸操作时的位置信息。并且，此时第一显示装置100A的显示部实际熄灭，因此第一显示装置100A处于以低功耗驱动的状态。
图10C示出使用者130在装上第二显示装置102B的状态下通过使用者130的姿态动作来操作显示系统的情况。此时，第一显示装置100A处于放在使用者130的衣服的口袋里状态，因此使用者130可以在解放双手的状态下操作显示系统。并且，因为第一显示装置100A的显示部熄灭，所以可以抑制第一显示装置100A的功耗。
图10D示出显示在图10C所示的室内的使用者130的视野中的图像140的例子。在图10D中，图像140中显示有横长的图像信息141。另外，使用者130的右手130R映在图像140上。图10D示出将手写的图像信息输入到图像信息141的情况。使用者130可以沿着映在图像140上的右手130R的手指轨迹写文字或绘画。注意，除了右手130R以外还可以使用笔等笔记工具或触屏笔等。
注意，图10B及图10D所示的图像140中显示有图像信息141，但是不局限于此。例如，通过使用者用手指夹图像信息141的动作(例如，用大指拇和食指抓的动作，所谓的姿态动作)可以移动图像信息141。或者，可以采用如下操作方法：在进行用手指夹图像信息141的动作之后，将图像信息141移动到图像140的外部(例如，在用手指夹图像信息141之后，进行如飞盘那样弹出到图像140的外部的动作)。通过采用该操作方法，使用者可以任意操作显示在图像140中的信息，因此可以仅将需要的信息显示在图像140中。
如此，本发明的一个方式的显示装置及显示系统可以通过新的操作方法或工作方法进行工作。
接着，使用图11说明本发明的一个方式的显示系统的工作方法的一个例子。
[显示系统的工作方法的例子]
以下，说明显示系统的工作方法的一个例子。图11是根据显示系统的工作方法的流程图。
在步骤S01，工作开始。此时，第一显示装置100A处于启动状态(可以操作的状态)，第二显示装置102B处于打开电源的状态。
在步骤S02，第二显示装置102B被装上。第二显示装置102B识别出本身被装上而启动系统。在步骤S02，例如，当第二显示装置102B为护目镜型形态时，既可以将前方的摄像头的图像提供给使用者，又可以显示其他内容的图像。
在步骤S03，执行第一显示装置100A与第二显示装置102B的配对。在配对成功之后，处于在第一显示装置100A和第二显示装置102B之间可以进行双向数据交换的状态。
在步骤S04，将显示在第一显示装置100A的显示部110上的第一图像显示在第二显示装置102B的显示部120上。由此，使用者可以看到显示在第二显示装置102B上的信息而无需看第一显示装置100A的屏幕。
此时，因为在第一显示装置100A和第二显示装置102B之间显示部的像素密度不同，所以优选的是，不是直接显示第一图像，而是在第二显示装置102B上显示对第一图像进行上转换或下转换等图像处理的第二图像以便在显示在第二显示装置102B的显示部120上时具有最合适的大小。
在步骤S05，从第二显示装置102B将信息传递给第一显示装置100A。例如，信息包括意味着第一图像的显示完成的编码等。
在步骤S06，第一显示装置100A根据接收的上述信息使显示部110熄灭。此时，第一显示装置100A维持显示部110的触摸传感器有效的状态。由此，第一显示装置100A的显示部110被用作输入单元(触摸板)等。
在步骤S07，第一显示装置100A在显示部110检测出使用者的触摸操作。
注意，这里涉及触摸操作但是不局限于此，包括第一显示装置100A中的传感器可以检测的各种操作。例如，也可以利用加速度传感器取得第一显示装置100A本身的三维位置信息及第一显示装置100A的倾斜(也称为姿势)的信息。
在步骤S08，第一显示装置100A将触摸信息传递给第二显示装置102B。具体而言，将触摸的位置信息传递给第二显示装置102B。
在步骤S09，第二显示装置102B根据接收的触摸信息而进行各种处理。例如，可以根据触摸位置的时间变化分类为什么姿态操作来执行对应该操作及触摸位置的处理。
在步骤S10，处理结束。例如，第二显示装置102B的拆卸、第一显示装置100A或第二显示装置102B的电源关闭或第一显示装置100A与第二显示装置102B的配对解除等相当于步骤S10。
以上是有关本发明的一个方式的显示系统的工作方法的例子的说明。
如上所述，通过使用本发明的一个方式的显示装置及显示系统，可以提供一种具有新颖结构的显示装置或具有新颖结构的显示系统。另外，通过使用本发明的一个方式的显示装置及显示系统，可以提供一种具有新颖结构的显示装置的操作方法或具有新颖结构的显示系统的操作方法。
本实施方式可以与其他实施方式的记载适当地组合。
(实施方式2)
在本实施方式中，说明本发明的一个方式的显示装置及显示系统。
<显示装置的结构例子>
图12是示意性地示出作为本发明的一个方式的显示装置的显示装置10的结构例子的方框图。显示装置10包括层20及层30，层30例如可以层叠设置在层20的上方。在层20与层30之间可以设置层间绝缘体或用来电连接不同层间的导电体。
在层20中设置的晶体管例如可以为在沟道形成区域中包含硅的晶体管(也称为Si晶体管)，例如可以为在沟道形成区域中包含单晶硅的晶体管。尤其是，当作为在层20中设置的晶体管使用在沟道形成区域中包含单晶硅的晶体管时，可以增大该晶体管的通态电流。由此，可以高速地驱动层20所包括的电路，所以是优选的。另外，因为Si晶体管可以通过沟道长度为3nm至10nm的微型加工来形成，所以可以实现设置有CPU、GPU等加速器、应用处理器等的显示装置10。
设置在层30中的晶体管例如可以为OS晶体管。尤其是，作为OS晶体管优选使用在沟道形成区域中包括包含铟、元素M(元素M是铝、镓、钇或锡)、锌中的至少一个的氧化物的晶体管。这种OS晶体管具有关态电流极小的特性。因此，尤其是，当作为设置在显示部所包括的像素电路中的晶体管使用OS晶体管时，可以长期保持写入到像素电路的模拟数据，所以是优选的。
层20中设置有驱动电路40及功能电路50。因为层20设置有通态电流大的Si晶体管，所以层20所包括的各电路可以高速地驱动。
层30中设置有包括多个像素61的显示部60。像素61中设置有控制红色、绿色、蓝色的发光的像素电路62R、62G、62B。像素电路62R、62G、62B被用作像素61的子像素。因为像素电路62R、62G、62B包括OS晶体管，所以可以长期保持写入到像素电路的模拟数据。另外，层30所包括的像素61中各自设置有备份电路82。注意，有时将备份电路称为存储电路或存储器电路。
驱动电路40包括用来驱动像素61(像素电路62R、62G、62B)的栅极线驱动电路、源极线驱动电路等。通过将驱动电路40配置在与设置有显示部的层30不同的层20中，可以增大层30中的显示部的占有面积。另外，驱动电路40也可以包括被用作接口的LVDS(LowVoltage Differential Signaling：低压差分信号)电路或D/A(Digital to Analog：模拟数字)转换电路等，该接口用来从显示装置10的外部接收图像数据等数据。层20的Si晶体管可以增大该晶体管的通态电流。此外，也可以根据各电路的工作速度而使Si晶体管的沟道长度或沟道宽度等不同。
功能电路50包括用于数据的运算处理的处理器(例如CPU)。CPU包括多个CPU核心。CPU核心包括触发器。触发器包括多个扫描触发器。在触发器80与备份电路82之间进行扫描触发器的数据(备份数据)的输入及输出。图12作为备份电路82所保持的数据信号示出备份数据BD。
例如，包括OS晶体管的存储器适于备份电路82。通过在由OS晶体管构成的备份电路中使用关态电流极小的OS晶体管，具有如下优点：可以长期保持写入到备份电路的模拟数据的电压；在保持数据时几乎没有消耗电力；等。包括OS晶体管的备份电路82可以设置在配置有多个像素61的显示部60中。图12示出各像素61中设置有备份电路82的状态。
由OS晶体管构成的备份电路82可以与包括Si晶体管的层20层叠地设置。既可以与像素61内的子像素同样地将备份电路82配置为矩阵状，又可以对多个像素设置一个备份电路82。就是说，备份电路82可以配置在层30内而不受像素61的配置限制。因此，备份电路82可以以提高显示部/电路布局的自由度且不使电路面积增加的方式配置，从而可以增大运算处理所需要的备份电路82的存储容量。
<像素电路及备份电路的结构例子>
参照图13及图14说明显示部60内的备份电路82及子像素的像素电路62R、62G、62B的配置的结构例子。
图13示出在显示部60中多个像素61被配置为矩阵状的结构。像素61除了像素电路62R、62G、62B之外还包括备份电路82。如上所述，备份电路82及像素电路62R、62G、62B都可以由OS晶体管构成，因此可以配置在相同像素内。
<显示装置的方框图>
接着，图14示出用来说明显示装置10所包括的各构成要素的方框图。显示装置包括驱动电路40、功能电路50及显示部60。
驱动电路40例如包括栅极驱动器41及源极驱动器42。栅极驱动器41具有驱动用来向像素电路62R、62G、62B输出信号的多个栅极线GL的功能。源极驱动器42具有驱动用来向像素电路62R、62G、62B输出信号的多个源极线SL的功能。另外，驱动电路40将用来由像素电路62R、62G、62B进行显示的电压通过多个布线供应到像素电路62R、62G、62B。
功能电路50包括CPU51。CPU51包括CPU核心53。CPU核心53包括用来暂时保持在运算处理中使用的数据的触发器80。触发器80包括多个扫描触发器81，各扫描触发器81与设置在显示部60中的备份电路82电连接。
显示部60包括设置有像素电路62R、62G、62B、备份电路82的多个像素61。如图13所说明，备份电路82不一定需要配置在作为反复单位的像素61内。可以根据显示部60的形状、像素电路62R、62G、62B的形状等自由地配置。
<像素电路的结构例子>
图15A及图15B示出可用作像素电路62R、62G、62B的像素电路62的结构例子及与像素电路62连接的发光元件70。图15A是示出各元件的连接的图，图15B是示意性地示出驱动电路40、像素电路62及发光元件70的上下关系的图。
在本说明书等中，有时也可以将“元件”称为“器件”。例如，也可以将显示元件、发光元件及液晶元件例如分别称为显示器件、发光器件及液晶器件。
图15A及图15B所例示的像素电路62包括开关SW21、开关SW22、晶体管M21及电容器C21。开关SW21、开关SW22、晶体管M21可以由OS晶体管构成。开关SW21、开关SW22、晶体管M21的各OS晶体管优选包括背栅电极，此时可以具有向背栅电极供应与栅电极相同的信号的结构或向背栅电极供应与栅电极不同的信号的结构。
晶体管M21包括与开关SW21电连接的栅电极、与发光元件70电连接的第一电极及与布线ANO电连接的第二电极。布线ANO是用来供应电位的布线，该电位用来向发光元件70供应电流。
开关SW21包括与晶体管M21的栅电极电连接的第一端子及与源极线SL电连接的第二端子，并具有基于栅极线GL1的电位控制导通状态或非导通状态的功能。
开关SW22包括与布线V0电连接的第一端子及与发光元件70电连接的第二端子，并具有基于栅极线GL2的电位控制导通状态或非导通状态的功能。布线V0是用来供应基准电位的布线及用来将流过像素电路62的电流输出到驱动电路40或功能电路50的布线。
电容器C21包括与晶体管M21的栅电极电连接的导电膜及与开关SW22的第二电极电连接的导电膜。
发光元件70包括与晶体管M21的第一电极电连接的第一电极及与布线VCOM电连接的第二电极。布线VCOM被供应用来向发光元件70供应电流的电位。
由此，可以根据供应到晶体管M21的栅电极的图像信号控制发光元件70所发射的光的强度。另外，可以根据通过开关SW22被供应的布线V0的基准电位使流过发光元件70的电流量增大。另外，通过由外部电路监视流过布线V0的电流量，可以估计流过发光元件的电流量。由此，可以检测像素的缺陷等。
在图15B所例示的结构中，可以缩短电连接像素电路62与驱动电路40的布线，由此可以减小该布线的布线电阻。因此，可以高速地写入数据，由此显示装置10可以高速驱动。由此，即便显示装置10所包括的像素61很多也可以确保充分的帧期间，而可以提高显示装置10的像素密度。此外，通过提高显示装置10的像素密度，可以提高显示装置10所显示的图像的分辨率。例如，可以将显示装置10的像素密度设定为1000ppi以上、5000ppi以上或7000ppi以上。因此，显示装置10例如可以为针对AR或VR的显示装置，可以适当地用于HMD等显示部与使用者的距离较近的电子设备。
在图15B中，栅极线GL1、栅极线GL2、布线ANO、布线VCOM、布线V0、源极线SL从像素电路62下方的驱动电路40通过布线被供应信号，但是本发明的一个方式不局限于此。例如，也可以将供应驱动电路40的信号及电压的布线引绕到显示部60的外周部，而与在层30中配置为矩阵状的各像素电路62电连接。此时，将驱动电路40所包括的栅极驱动器41设置在层30中的结构是很有效的。就是说，栅极驱动器41的晶体管为OS晶体管的结构是很有效的。将驱动电路40所包括的源极驱动器42的功能的一部分设置在层30中的结构是很有效的。例如，在层30中设置将源极驱动器42所输出的信号分配于各源极线的解复用器的结构是很有效的。解复用器的晶体管为OS晶体管的结构是很有效的。
<显示校正系统的结构例子>
本发明的一个方式的显示系统也可以包括显示校正系统。该显示校正系统通过校正流过发光元件70的电流IEL来可以减少亮点及暗点等基于不良像素的显示不良。
图16A所示的电路图是抽出图15A所示的像素电路62的一部分的图。与准确地进行显示的像素相比，引起亮点或暗点等的不良像素中的流过发光元件70的电流IEL过大或过小。
CPU51定期取得通过开关SW23流过的监视电流IMONI的数据。将该监视电流IMONI的电流量转换为CPU51能够处理的数字数据，使用该数字数据在CPU51中进行运算处理。通过CPU51的运算处理估计不良像素，在CPU51中进行校正以不容易看到不良像素所引起的显示不良。例如，在图16B所示的像素61D为不良像素的情况下，校正流过相邻的像素61N的发光元件70的电流IEL。
在该校正中，可以通过基于人工神经网络诸如深度神经网络(DNN)、卷积神经网络(CNN)、递归神经网络(RNN)、自动编码器、深度玻尔兹曼机(DBM)、深度置信网络(DBN)等执行运算来估计校正量。
通过上述校正，将流过与不良像素相邻的像素61N的电流IEL校正为电流IEL_C(参照图16C)。如图16C所示，通过合成不良像素和像素61N而得到的像素61G进行显示，可以使亮点及暗点等起因于不良像素的显示不良不容易被看到而准确地进行显示。
注意，在使用显示校正系统进行用来校正流过像素的电流的运算时，在上述CPU51中可以作为备份数据继续保持运算中途的数据。由此，在基于人工神经网络的运算等运算量庞大的运算处理的方面上是特别有效的。另外，通过将CPU51用作应用处理器，组合运算和使帧频为可变的驱动等，除了减少显示不良之外还可以实现低功耗化。
<显示装置的变形例子>
图17示出上面说明了的显示装置10所包括的各构成要素的变形例子。
图17所示的显示装置10A的方框图相当于对图14的显示装置10中的功能电路50追加加速器52的结构。
当在上述显示校正系统中基于人工神经网络进行运算时，反复进行积和运算。加速器52被用作人工神经网络NN的积和运算处理的专用运算电路。在利用加速器52的运算中，可以进行校正上述显示不良的处理或通过对显示数据进行上转换等来校正图像的轮廓的处理等。另外，通过采用在利用加速器52进行运算处理时对CPU51进行电源门控的结构，可以实现低功耗化。
本实施方式可以与其他实施方式的记载适当地组合。
(实施方式3)
在本实施方式中，说明可用于本发明的一个方式的显示装置的发光元件(发光器件)。
<发光元件70的结构例子>
如图18A所示，发光元件70的EL层786可以由层4420、发光层4411、层4430等多个层构成。层4420例如可以包括含有电子注入性高的物质的层(电子注入层)及含有电子传输性高的物质的层(电子传输层)等。发光层4411例如包含发光化合物。层4430例如可以包括含有空穴注入性高的物质的层(空穴注入层)及含有空穴传输性高的物质的层(空穴传输层)。
包括设置在一对电极间的层4420、发光层4411及层4430的结构可以用作单一的发光单元，在本说明书等中将图18A的结构称为单结构。
此外，如图18B所示，层4420与层4430之间设置有多个发光层(发光层4411、4412、4413)的结构也是单结构的变形例子。
如图18C所示，多个发光单元(EL层786a、786b)隔着中间层(电荷产生层)4440串联连接的结构在本说明书中被称为串联结构。注意，在本说明书等中，图18C所示的结构被称为串联结构，但是不局限于此，例如，串联结构也可以被称为叠层结构。通过采用串联结构，可以实现能够进行高亮度发光的发光元件。
发光元件70的发光颜色可以根据构成EL层786的材料为红色、绿色、蓝色、青色、品红色、黄色或白色等。另外，通过使发光元件70具有微腔结构，可以进一步提高色纯度。
发射白色光的发光元件优选具有发光层包含两种以上的发光物质的结构。为了得到白色发光，选择各发光处于补色关系的两种以上的发光物质即可。例如，通过使第一发光层的发光颜色与第二发光层的发光颜色处于补色关系，可以得到在发光元件整体上以白色发光的发光元件。此外，包括三个以上的发光层的发光元件也是同样的。
发光层优选包含每个发光呈现R(红)、G(绿)、B(蓝)、Y(黄)、O(橙)等的两种以上的发光物质。或者，优选包含每个发光包含R、G、B中的两种以上的光谱成分的两种以上的发光物质。
<发光元件70的形成方法>
以下说明设置在像素电路62上的发光元件70的形成方法。
图19A是本发明的一个方式的显示装置的俯视示意图。显示部60包括呈现红色的多个发光元件70R、呈现绿色的多个发光元件70G及呈现蓝色的多个发光元件70B。在图19A中为了便于区别各发光元件，在各发光元件的发光区域内附上符号“R”、“G”、“B”。此外，也可以将图19A所示的发光元件70的结构称为SBS(Side By Side)结构。另外，图19A所示的结构例如采用具有红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)这三个颜色的结构，但不局限于此。例如，也可以采用具有四个以上的颜色的结构。
发光元件70R、发光元件70G及发光元件70B都排列为矩阵状。图19A示出所谓的条纹排列，即在一个方向上排列同一个颜色的发光元件的排列。注意，发光元件的排列方法不局限于此，可以采用delta排列、zigzag排列等排列方法，也可以采用pentile排列。
作为发光元件70R、发光元件70G及发光元件70B，优选使用OLED(Organic LightEmitting Diode：有机发光二极管)或QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode：量子点发光二极管)等有机EL器件。作为发光元件所包含的发光物质，可以举出发射荧光的物质(荧光材料)、发射磷光的物质(磷光材料)、无机化合物(量子点材料等)、呈现热活化延迟荧光的物质(热活化延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence：TADF)材料)等。
图19B为对应于图19A中的点划线A1-A2的截面示意图。
图19B示出发光元件70R、发光元件70G及发光元件70B的截面。发光元件70R、发光元件70G及发光元件70B都设置在绝缘层251上并包括被用作像素电极的导电体772及被用作公共电极的导电体788。作为绝缘层251，可以使用无机绝缘膜和有机绝缘膜中的一方或双方。作为绝缘层251，优选使用无机绝缘膜。作为无机绝缘膜，例如可以举出氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、氮化硅膜、氧化铝膜、氧氮化铝膜、氧化铪膜等氧化物绝缘膜及氮化物绝缘膜。
发光元件70R在导电体772与导电体788之间包括EL层786R。EL层786R包含发射至少在红色波长区域具有峰的光的发光性有机化合物。发光元件70G中的EL层786G包含发射至少在绿色波长区域具有峰的光的发光性有机化合物。发光元件70B中的EL层786B包含发射至少在蓝色波长区域具有峰的光的发光性有机化合物。
除了包含发光性有机化合物的层(发光层)以外，EL层786R、EL层786G及EL层786B各自还可以包括电子注入层、电子传输层、空穴注入层及空穴传输层中的一个以上。
每个发光元件都设置有导电体772。另外，导电体788为各发光元件共同使用的一个层。导电体772和导电体788中的任一个使用对可见光具有透光性的导电膜，另一个使用具有反射性的导电膜。通过使导电体772具有透光性而导电体788具有反射性，可以制造底面发射型(底部发射结构)的显示装置，与此相反，通过使导电体772具有反射性而导电体788具有透光性，可以制造顶面发射型(顶部发射结构)的显示装置。注意，通过使导电体772和导电体788都具有透光性，也可以制造双面发射型(双面发射结构)的显示装置。
以覆盖导电体772的端部的方式设置绝缘层272。绝缘层272的端部优选为锥形形状。绝缘层272可以使用与可用于绝缘层251的材料同样的材料。
EL层786R、EL层786G及EL层786B各自包括与导电体772的顶面接触的区域以及与绝缘层272的表面接触的区域。另外，EL层786R、EL层786G及EL层786B的端部位于绝缘层272上。
如图19B所示，在呈现不同颜色的发光元件之间，在两个EL层之间设置间隙。如此，优选以互不接触的方式设置EL层786R、EL层786G及EL层786G。由此，可以适当地防止电流通过相邻的两个EL层流过而产生非意图性发光(也称为串扰)。因此，可以提高对比度并实现显示品质高的显示装置。
可以利用使用金属掩模等遮蔽掩模的真空蒸镀法等分开形成EL层786R、EL层786G及EL层786G。另外，也可以通过光刻法分开制造上述EL层。通过利用光刻法，可以实现在使用金属掩模时难以实现的高清晰度的显示装置。
此外，以覆盖发光发光元件70R、发光元件70G及发光元件70B的方式在导电体788上设置保护层271。保护层271具有防止水等杂质从上方扩散到各发光元件的功能。
保护层271例如可以采用至少包括无机绝缘膜的单层结构或叠层结构。作为无机绝缘膜，例如可以举出氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、氮化硅膜、氧化铝膜、氧氮化铝膜、氧化铪膜等氧化物膜或氮化物膜。另外，作为保护层271也可以使用铟镓氧化物、铟镓锌氧化物(IGZO)等半导体材料。另外，保护层271利用ALD法、CVD法及溅射法形成即可。注意，作为保护层271示出具有包括无机绝缘膜的结构的例子，但不局限于此。例如，保护层271也可以具有无机绝缘膜和有机绝缘膜的叠层结构。
当保护层271使用铟镓锌氧化物时，可以利用湿蚀刻法或干蚀刻法进行加工。例如，当保护层271使用IGZO时，可以使用草酸、磷酸或混合药液(例如，磷酸、醋酸、硝酸和水的混合药液(也称为混合酸铝蚀刻液))等药液。该混合酸铝蚀刻液可以以磷酸：醋酸：硝酸：水＝53.3：6.7：3.3：36.7附近的体积比进行配制。
图19C示出与上述结构不同的例子。
在图19C中包括呈现白色光的发光元件70W。发光元件70W在导电体772与导电体788之间包括呈现白色光的EL层786W。
作为EL层786W，例如可以采用层叠有以各自的发光颜色成为补色关系的方式选择的两个以上的发光层的结构。另外，也可以使用在发光层之间夹着电荷产生层的叠层型EL层。
图19C并列地示出三个发光元件70W。左边的发光元件70W的上部设置有着色层264R。着色层264R被用作使红色光透过的带通滤光片。同样地，中间的发光元件70W的上部设置有使绿色光透过的着色层264G，右边的发光元件70W的上部设置有使蓝色光透过的着色层264B。由此，可以使显示装置显示彩色图像。
在此，在相邻的两个发光元件70W之间，EL层786W与导电体788彼此分开。由此，可以防止在相邻的两个发光元件70W中电流通过EL层786W流过而产生非意图性发光。特别是在作为EL层786W使用两个发光层之间设有电荷产生层的串联结构的发光元件时具有如下问题：当清晰度越高，即相邻的像素间的距离越小时，串扰的影响越明显，而对比度降低。因此，通过采用这种结构，可以实现兼具高清晰度和高对比度的显示装置。
优选利用光刻法分开EL层786W及导电体788。由此，可以缩小发光元件之间的间隙，例如与使用金属掩模等遮蔽掩模时相比，可以实现具有高开口率的显示装置。
注意，底部发射结构的发光元件在导电体772与绝缘层251之间设置着色层即可。
图19D示出与上述结构不同的例子。具体而言，在图19D中，发光元件70R、发光元件70G及发光元件70B之间没有设置绝缘层272。通过采用该结构，可以实现开口率较高的显示装置。另外，保护层271覆盖EL层786R、EL层786G及EL层786B的侧面。通过采用该结构，可以抑制有可能从EL层786R、EL层786G及EL层786B的侧面进入的杂质(典型的是水等)。另外，在图19D所示的结构中，导电体772、EL层786R及导电体788的顶面形状大致一致。这种结构可以在形成导电体772、EL层786R及导电体788之后利用抗蚀剂掩模等一齐形成。这种工艺由于将导电体788用作掩模对EL层786R及导电体788进行加工，因此也可以被称为自对准构图。注意，在此对EL层786R进行说明，但EL层786G及EL层786B也可以采用同样的结构。
另外，在图19D中，保护层271上还设置有保护层273。例如，通过利用能够沉积覆盖性较高的膜的装置(典型的是ALD装置等)形成保护层271且利用沉积其覆盖性比保护层271低的膜的装置(典型的是溅射装置等)形成保护层273，可以在保护层271与保护层273之间设置空隙275。换言之，空隙275位于EL层786R与EL层786G之间以及EL层786G与EL层786B之间。
空隙275例如包含选自空气、氮、氧、二氧化碳和第18族元素(典型的为氦、氖、氩、氪、氙等)中的任一个或多个。另外，空隙275有时例如包含在沉积保护层273时使用的气体。例如，在利用溅射法沉积保护层273时，空隙275有时包含上述第18族元素中的任一个或多个。注意，在空隙275包含气体时，可以利用气相层析法等进行气体的识别等。或者，在利用溅射法沉积保护层273时，保护层273的膜中也有时包含在溅射中使用的气体。在此情况下，当利用能量分散型X射线分析(EDX分析)等分析保护层273时有时检测出氩等元素。
另外，在空隙275的折射率比保护层271的折射率低时，EL层786R、EL层786G或EL层786B所发射的光在保护层271与空隙275的界面反射。由此，可以抑制EL层786R、EL层786G或EL层786B所发射的光入射到相邻的像素。由此，可以抑制不同颜色的混色，而可以提高显示装置的画质。
此外，在采用图19D所示的结构时，可以使发光元件70R与发光元件70G间的区域或者发光元件70G与发光元件70B间的区域(以下，简单地称为发光元件间的距离)变窄。具体而言，可以将发光元件间的距离设为1μm以下，优选为500nm以下，更优选为200nm以下、100nm以下、90nm以下、70nm以下、50nm以下、30nm以下、20nm以下、15nm以下或者10nm以下。换言之，具有EL层786R的侧面与EL层786G的侧面的间隔或者EL层786G的侧面与EL层786B的侧面的间隔为1μm以下的区域，优选为0.5μm(500nm)以下的区域，更优选为100nm以下的区域。
另外，例如，在空隙275包含空气时，可以将图19D所示的结构称为空气隔离结构。通过具有空气隔离结构，可以在进行发光元件间的元件分离的同时抑制各发光元件的光的混合或串扰等。
图20A示出与上述结构不同的例子。具体而言，图20A所示的结构的与图19D所示的结构不同之处在于绝缘层251的结构。在对发光元件70R、发光元件70G及发光元件70B进行加工时绝缘层251的顶面的一部分被削掉而具有凹部。保护层271形成在该凹部中。换言之，在从截面看时具有保护层271的底面位于导电体772的底面的下方的区域。通过具有该区域，可以适当地抑制可从下方进入到发光元件70R、发光元件70G及发光元件70B的杂质(典型的是水等)。此外，上述凹部可在通过湿蚀刻等去除可在发光元件70R、发光元件70G及发光元件70B的加工中附着于各发光元件的侧面的杂质(也称为残渣物)的情况下形成。通过在去除上述残渣物之后用保护层271覆盖各发光元件的侧面，可以实现可靠性高的显示装置。
另外，图20B示出与上述结构不同的例子。具体而言，图20B所示的结构除了图20A所示的结构之外还包括绝缘层276及微透镜阵列277。绝缘层276被用作粘合层。另外，在绝缘层276的折射率比微透镜阵列277的折射率低时，微透镜阵列277可以聚集发光元件70R、发光元件70G及发光元件70B所发射的光。由此，可以提高显示装置的光提取效率。尤其在使用者从显示装置的显示面的正面看该显示面时，可以看到明亮的图像，所以这是优选的。此外，作为绝缘层276，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。作为这些粘合剂，可以举出环氧树脂、丙烯酸树脂、硅酮树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、酰亚胺树脂、PVC(聚氯乙烯)树脂、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)树脂、EVA(乙烯-乙酸乙烯酯)树脂等。尤其是，优选使用环氧树脂等透湿性低的材料。此外，也可以使用两液混合型树脂。此外，也可以使用粘合薄片等。
以上为发光元件的说明。
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，对本发明的一个方式的显示装置10的截面结构例子进行说明。
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，衬底701和衬底705由密封剂712贴合。
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上设有晶体管441及晶体管601。晶体管441及晶体管601可以是设在实施方式2所示的层20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、用作源区域和漏区域中的一个的低电阻区域449a及用作源区域和漏区域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与其他晶体管由元件分离层403电分离。图21示出晶体管441与晶体管601由元件分离层403电分离的情况。元件分离层403可以利用LOCOS(LOCal Oxidation ofSilicon：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的侧面及顶面隔着绝缘体445被导电体443覆盖。注意，图21未示出导电体443覆盖半导体区域447的侧面的样子。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形状的半导体。
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采用合适的结构。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同样的结构。
在衬底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。绝缘体405、绝缘体407、绝缘体409及绝缘体411中嵌入导电体451。这里，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421及绝缘体214。绝缘体421及绝缘体214中嵌入导电体453。这里，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。绝缘体216中埋设有导电体455。这里，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上设有绝缘体222、绝缘体224、绝缘体254、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280、绝缘体274及绝缘体281中嵌入导电体305。这里，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上设有绝缘体361。绝缘体361中嵌入导电体317及导电体337。这里，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。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。
在导电体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)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，用作晶体管441的源区域和漏区域中的另一个的低电阻区域449b通过导电体451、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与FPC716电连接。在此，在图21中，作为具有使连接电极760和导电体347电连接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，但是本发明的一个方式不局限于此。具有使连接电极760和导电体347电连接的功能的导电体的个数可以为一个、两个、四个以上。通过设置具有使连接电极760和导电体347电连接的功能的多个导电体，可以降低接触电阻。
绝缘体214上设有晶体管750。晶体管750可以是设在实施方式2所示的层30的晶体管。例如，可以是设在像素电路62的晶体管。作为晶体管750，可以适当地使用OS晶体管。OS晶体管具有关态电流极小的特点。由此，可以长时间保持图像数据等，从而可以降低刷新工作的频率。由此，可以降低显示装置10的功耗。
此外，晶体管750可以是设在备份电路82的晶体管。作为晶体管750，可以适当地使用OS晶体管。OS晶体管具有关态电流极小的特点。因此，即使在停止电源电压的共享的期间，也可以持续保持触发器中的数据。因此，可以实现CPU的常关闭工作(间歇地停止电源电压的工作)。由此，可以降低显示装置10的功耗。
在绝缘体254、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电连接并被用作布线。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。
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也可以被用作层间膜，并且被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 Mechanical Polishing)法等的平坦化处理使其平坦化。
如图21所示，电容器790包括下部电极321及上部电极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。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，由此可以减少显示装置10的制造成本。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70。发光元件70包括导电体772、EL层786及导电体788。EL层786包含有机化合物或量子点等无机化合物。
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，作为可用作量子点的材料，可以举出胶状量子点材料、合金型量子点材料、核壳(Core Shell)型量子点材料、核型量子点材料等。
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、银等的材料。
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。
在衬底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具有遮蔽从相邻区域发射的光的功能。此外，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中绝缘体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70包括透光性导电体788，可以为顶部发射结构的发光元件。此外，发光元件70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70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是包括层20所包括的驱动电路40的Si晶体管、层30所包括的像素电路62的OS晶体管、层20所包括的功能电路50的Si晶体管以及层30所包括的备份电路82的OS晶体管的截面图。图22所示的截面图的说明与图21所示的截面图的各结构同样。
如图22所示，在层20中可以设置驱动电路40的Si晶体管91及功能电路50的Si晶体管94。此外，如图22所示，在层30中可以设置像素电路62的OS晶体管92及电容器93以及备份电路82的OS晶体管95及电容器96。此外，在层30的上层可以设置发光元件70。
图23示出图21所示的显示装置的变形例子。图23所示的显示装置10的与图21所示的显示装置10不同之处在于不包括晶体管601。如图23所示，显示装置也可以不包括Si晶体管，而可以仅由OS晶体管构成。像素电路优选使用OS晶体管。再者，也可以使用OS晶体管构成驱动电路的至少一部分。另外，也可以使用OS晶体管构成功能电路的至少一部分。另外，也可以外装驱动电路的至少一部分。另外，也可以外装功能电路的至少一部分。注意，图23示出晶体管750设置在衬底701上的例子。如上所述那样，作为衬底701，可以使用单晶硅衬底等单晶半导体衬底、其他半导体衬底。另外，作为衬底701，也可以使用玻璃衬底、蓝宝石衬底等各种绝缘体衬底。
图24示出图21所示的显示装置10的变形例子。图24所示的显示装置10的与图21所示的显示装置10不同之处在于设置有着色层736。着色层736以具有与发光元件70重叠的区域的方式设置。通过设置着色层736，可以提高从发光元件70提取的光的色纯度。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70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70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。此外，显示装置10的亮度例如可以为500cd/m2以上，优选为1000cd/m2以上且10000cd/m2以下，更优选为2000cd/m2以上且5000cd/m2以下。
虽然在图21及图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示出图24的变形例子。图25所示的显示装置10与图24所示的显示装置10的不同之处在于包括OS晶体管的晶体管602及晶体管603代替晶体管441及晶体管601。另外，作为晶体管750，可以使用OS晶体管。也就是说，图25所示的显示装置10层叠地设有OS晶体管。
在衬底701上设置有绝缘体613及绝缘体614，并在绝缘体614上设置有晶体管602及晶体管603。此外，晶体管等也可以设置在衬底701与绝缘体613之间。例如，也可以在衬底701与绝缘体613之间设置具有与图24所示的晶体管441及晶体管601同样的结构的晶体管。
晶体管602及晶体管603可以是设在实施方式2所示的层20的晶体管。
晶体管602及晶体管603可以为其结构与晶体管750同样的晶体管。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上除了使用晶体管602及晶体管603以外，还设有绝缘体616、绝缘体622、绝缘体624、绝缘体654、绝缘体680、绝缘体674及绝缘体681。在绝缘体654、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。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。这里，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及绝缘体501也可以被用作层间膜，并且也可以被用作分别覆盖其下方的凹凸形状的平坦化膜。
通过采用图25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，例如可以使用同一设备制造设在实施方式2所示的层20的晶体管和设在层30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。
图26是示出显示装置10的结构例子的截面图。其与图24所示的显示装置10的主要不同之处在于在包括晶体管750的层和包括晶体管601及晶体管441的层之间具有包括晶体管800的层。
在图26的结构中，实施方式2所示的层20可以由包括晶体管601及晶体管441的层、包括晶体管800的层构成。晶体管750可以是设在实施方式2所示的层30的晶体管。
导电体451及绝缘体411上设有绝缘体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上设有绝缘体822、绝缘体824、绝缘体854、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26所示，被用作晶体管441的源区域和漏区域中的另一个的低电阻区域449b通过导电体451、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。晶体管800可以是设在实施方式2所示的层20的晶体管。晶体管800优选为OS晶体管。例如，晶体管800可以是设在备份电路82的晶体管。
在绝缘体854、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。
晶体管750可以是设在实施方式2所示的层30的晶体管。例如，晶体管750可以是设在像素电路62的晶体管。晶体管750优选为OS晶体管。
绝缘体405、绝缘体407、绝缘体409、绝缘体411、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也可以被用作层间膜，并且也可以被用作分别覆盖其下方的凹凸形状的平坦化膜。
在图26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。
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5)
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>
图27A、图27B及图27C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27A是晶体管200A的俯视图。此外，图27B及图27C是晶体管200A的截面图。在此，图27B是沿着图27A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27C是沿着图27A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27A的俯视图中省略部分构成要素。
如图27B等所示，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27B和图27C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的顶面大致对齐。以下，金属氧化物230a、金属氧化物230b以及金属氧化物230c有时被总称为氧化物230。此外，导电体242a及导电体242b有时被总称为导电体242。
在图27B等所示的晶体管200A中，导电体242a及导电体242b的位于导电体260一侧的侧面具有大致垂直的形状。此外，图27B所示的晶体管200A不局限于此，导电体242a及导电体242b的侧面和底面所形成的角度也可以为10°以上且80°以下，优选为30°以上且60°以下。此外，导电体242a和导电体242b的相对的侧面也可以具有多个面。
如图27B等所示，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27B、图27C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，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具有两层的叠层结构，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具有由第一金属氧化物和第一金属氧化物上的第二金属氧化物构成的叠层结构的情况下，优选的是，第一金属氧化物具有与金属氧化物230b同样的组成，而第二金属氧化物具有与金属氧化物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的开口自对准地被选择。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。
如图27B等所示，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。
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。
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。
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、金属氧化物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中的氢等杂质及过剩的氧混入绝缘体224、金属氧化物230a、金属氧化物230b及绝缘体250中。
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设置。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有导电体240的第二导电体。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。
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金属氧化物230(金属氧化物230a、金属氧化物230b及金属氧化物230c)。例如，作为成为金属氧化物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)及锌(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)、钴(Co)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。此外，元素M更优选包含Ga和Sn中的任一方或双方。
此外，如图27B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与导电体242重叠的区域的厚度小。该厚度小的区域在形成导电体242a及导电体242b时去除金属氧化物230b的顶面的一部分而形成。当在金属氧化物230b的顶面上沉积成为导电体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具有高清晰度的显示装置。此外，可以提供一种包括通态电流大的晶体管并具有高亮度的显示装置。此外，可以提供一种包括工作速度快的晶体管并具有快工作速度的显示装置。此外，可以提供一种包括电特性稳定的晶体管并具有高可靠性的显示装置。此外，可以提供一种包括关态电流小的晶体管并具有低功耗的显示装置。
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以具有与金属氧化物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。
导电体205包括导电体205a、导电体205b及导电体205c。导电体205a与设置在绝缘体216中的开口的底面及侧壁接触。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的顶面低于导电体205a的顶面及绝缘体216的顶面。导电体205c与导电体205b的顶面及导电体205a的侧面接触。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。
作为导电体205a及导电体205c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的导电材料。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)的扩散的功能的导电材料。
通过作为导电体205a及导电体205c使用具有减少氢的扩散的功能的导电材料，可以抑制含在导电体205b中的氢等杂质通过绝缘体224等扩散到金属氧化物230。此外，通过作为导电体205a及导电体205c使用具有抑制氧的扩散的功能的导电材料，可以抑制导电体205b被氧化而导电率下降。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、氧化钌等。由此，导电体205a可以采用上述导电材料的单层或叠层。例如，作为导电体205a使用氮化钛即可。
此外，导电体205b优选使用以钨、铜或铝为主要成分的导电材料。例如，导电体205b可以使用钨。
在此，导电体260有时被用作第一栅(也称为顶栅)电极。此外，导电体205有时被用作第二栅(也称为底栅)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供应负电位的情况相比，在对导电体205供应负电位的情况下，可以减小对导电体260供应的电位为0V时的漏极电流。
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27C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。
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27C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。
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。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(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。或者，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。
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即可。
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中的氧空位，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。
如图27C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小。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进入晶体管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具有抑制氧及杂质的扩散的功能，可以减少金属氧化物230所含的氧扩散到衬底一侧，所以是优选的。此外，可以抑制导电体205与绝缘体224或金属氧化物230所含的氧起反应。
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释放以及氢等杂质从晶体管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。
作为绝缘体222，例如也可以以单层或叠层使用氧化铝、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下设置有金属氧化物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上设置有金属氧化物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层的叠层结构。例如，在金属氧化物230至少包含铟(In)及元素M的情况下，相对于金属氧化物230a的所有构成元素的原子数的金属氧化物230a中的元素M之比例优选大于相对于金属氧化物230b的所有构成元素的原子数的金属氧化物230b中的元素M之比例。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，相对于金属氧化物230c的所有构成元素的原子数的金属氧化物230c中的元素M之比例优选大于相对于金属氧化物230b的所有构成元素的原子数的金属氧化物230b中的元素M之比例。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可以得到大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的界面的缺陷态密度的效果及抑制金属氧化物230c所含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浓度增加，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氧从绝缘体250扩散到导电体260。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。
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27B等中，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。
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。
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，例如可以具有钛或氮化钛与上述导电材料的叠层结构。
此外，如图27A和图27C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27B、图27C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的顶面或侧面进入金属氧化物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优选通过溅射法沉积。通过在包含氧的气氛下使用溅射法沉积绝缘体254，可以对绝缘体224的与绝缘体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具有抑制氧扩散到上方的功能，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具有抑制氧扩散到下方的功能，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的氧空位并抑制晶体管的常开启化。
作为绝缘体254，例如优选沉积包含铝及铪中的一方或双方的氧化物的绝缘体。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。
通过由对氢具有阻挡性的绝缘体254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，可以抑制氢等杂质从晶体管200A的外部进入，从而可以对晶体管200A赋予良好的电特性及可靠性。
绝缘体280优选隔着绝缘体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，优选包括氧化硅、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。
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。
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。
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，可以具有钛或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。
<晶体管的构成材料>
以下，说明可用于晶体管的构成材料。
[衬底]
作为形成晶体管200A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。
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。
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。
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。
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所包含的氧空位。
[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体。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，在将金属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。
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6)
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(以下也称为氧化物半导体)。
<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28A进行说明。图28A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28A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(excluding single crystal andpoly crystal)。此外，“Crystal”中包含single crystal及poly crystal。
此外，图28A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，是属于新的边界区域(New crystalline phase)的结构。就是说，该结构与“Crystal(结晶)”及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)谱对膜或衬底的结晶结构进行评价。在此，图28B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，将图28B所示的通过GIXD测量而得到的XRD谱简单地记为XRD谱。此外，图28B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28B所示的CAAC-IGZO膜的厚度为500nm。
如图28B所示，在CAAC-IGZO膜的XRD谱中检测出表示明确的结晶性的峰。在图28B中，横轴表示2θ[deg.]，纵轴表示强度(Intensity)[a.u.]。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28B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。
可以使用通过纳米束电子衍射法(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28C示出CAAC-IGZO膜的衍射图案。图28C是通过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28C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。
如图28C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28A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是具有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倾向于具有层叠有含有铟(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)。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)有时根据构成CAAC-OS的金属元素的种类、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(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因为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而能够包容畸变。
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及缺陷的生成等而降低，因此可以说CAAC-OS是杂质及缺陷(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-like OS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，检测不出表示结晶性的峰。此外，在对nc-OS膜进行使用其束径比纳米晶大(例如，50nm以上)的电子束的电子衍射(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)的电子束的电子衍射(也称为纳米束电子衍射)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具有空洞或低密度区域。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，说明上述CAC-OS的详细内容。此外，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的组成中的[In]的区域。此外，第二区域是其[Ga]大于CAC-OS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、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、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(控制开启/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，可以实现大通态电流(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-likeOS、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，且为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，降低氧化物半导体膜中的杂质浓度以降低缺陷态密度，即可。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态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族元素之一的硅和碳中的一方或双方时，在氧化物半导体中形成缺陷态。因此，将氧化物半导体中或与氧化物半导体的界面附近的硅及碳的浓度(通过SIMS测得的浓度)设定为2×1018atoms/cm3以下，优选为2×1017atoms/cm3以下。
当氧化物半导体包含碱金属或碱土金属时，有时形成缺陷态而形成载流子。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，将通过SIMS测得的氧化物半导体中的碱金属或碱土金属的浓度设定为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，有时形成陷阱态。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7)
在本实施方式中，对具备本发明的一个方式的显示装置及显示系统的电子设备进行说明。
图29A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在显示部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或眼睑的动作，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也可以具有通过检测出流过该电极的电流来监控使用者的脉搏的功能。安装部8201也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，可以降低头戴显示器8200的功耗，所以可以长期间连续使用头戴显示器8200。此外，通过降低头戴显示器8200的功耗，可以实现电池8206的小型化及轻量化，因此可以实现头戴显示器8200的小型化及轻量化。由此，可以减小头戴显示器8200的使用者的负担，使该使用者不容易感到疲劳。
图29B、图29C及图29D是头戴显示器8300的外观图。头戴显示器8300包括框体8301、显示部8302、带状固定工具8304以及一对透镜8305。此外，电池8306内置于框体8301，可以从电池8306向显示部8302等供应电力。
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。
此外，可以将本发明的一个方式的显示装置用于显示部8302。由此，可以降低头戴显示器8300的功耗，所以可以长期间连续使用头戴显示器8300。此外，通过降低头戴显示器8300的功耗，可以实现电池8306的小型化及轻量化，因此可以实现头戴显示器8300的小型化及轻量化。由此，可以减小头戴显示器8300的使用者的负担，使该使用者不容易感到疲劳。
接着，图30A及图30B示出与图29A至图29D所示的电子设备不同的电子设备的例子。
图30A及图30B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)、电池9009等。
图30A及图30B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，进行各种数据的传递或接收的功能；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30A及图30B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30A及图30B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30A及图30B所示的电子设备。
图30A是示出便携式信息终端9101的立体图。便携式信息终端9101例如具有选自电话机、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。此外，便携式信息终端9101可以将文字或图像显示在其多个面上。例如，可以将五个操作按钮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；以及电波强度等。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适用于便携式信息终端9101。由此，可以降低便携式信息终端9101的功耗，所以可以长期间连续使用便携式信息终端9101。此外，通过降低便携式信息终端9101的功耗，可以实现电池9009的小型化及轻量化，所以可以实现便携式信息终端9101的小型化及轻量化。因此可以提高便携式信息终端9101的便携性。
图30B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的显示面弯曲，能够在弯曲的显示面上进行显示。在图30B中，示出在显示部9001显示时间9251、操作按钮9252(操作图标或简称为图标)及内容9253的例子。内容9253例如可以是动态图像。
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适用于便携式信息终端9200。由此，可以降低便携式信息终端9200的功耗，所以可以长期间连续使用便携式信息终端9200。此外，通过降低便携式信息终端9200的功耗，可以实现电池9009的小型化及轻量化，所以可以实现便携式信息终端9200的小型化及轻量化。因此可以提高便携式信息终端9200的便携性。
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。
<关于本说明书等的记载的注释>
下面，对上述实施方式及实施方式中的各结构的说明附加注释。
各实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而构成本发明的一个方式。此外，当在一个实施方式中示出多个结构例子时，可以适当地组合这些结构例子。
此外，可以将某一实施方式中说明的内容(或其一部分)应用/组合/替换成该实施方式中说明的其他内容(或其一部分)及/或另一个或多个其他实施方式中说明的内容(或其一部分)。
在实施方式中说明的内容是指在各实施方式中利用各种附图说明的内容或利用说明书所记载的文章说明的内容。
此外，通过将某一实施方式中示出的附图(或其一部分)与该附图的其他部分、该实施方式中示出的其他附图(或其一部分)及/或另一个或多个其他实施方式中示出的附图(或其一部分)组合，可以构成更多的图。
在本说明书等中，根据功能对构成要素进行分类并在方框图中以彼此独立的方框表示。然而，在实际的电路等中难以根据功能对构成要素进行分类，有时一个电路涉及到多个功能并且多个电路涉及到一个功能。因此，方框图中的方框不局限于说明书中说明的构成要素，而可以根据情况适当地不同。
在附图中，为便于清楚地说明，有时夸大表示大小、层的厚度或区域。因此，本发明并不局限于附图中的尺寸。附图是为了明确起见而示意性地示出的，不局限于附图所示的形状或数值等。例如，可以包括因杂波或定时偏差等所引起的信号、电压或电流的不均匀等。
在本说明书等中，在说明晶体管的连接关系时，使用“源极和漏极中的一个”(第一电极或第一端子)、“源极和漏极中的另一个”(第二电极或第二端子)的表述。这是因为晶体管的源极和漏极根据晶体管的结构或工作条件等而互换的缘故。注意，根据情况可以将晶体管的源极和漏极适当地换称为源极(漏极)端子或源极(漏极)电极等。
此外，在本说明书等中，“电极”及“布线”不限定构成要素的功能。例如，有时将“电极”用作“布线”的一部分，反之亦然。再者，“电极”、“布线”还包括多个“电极”或“布线”被形成为一体的情况等。
此外，在本说明书等中，可以适当地调换电压和电位。电压是指与基准电位之间的电位差，例如在基准电位为地电压(接地电压)时，可以将电压换称为电位。接地电位不一定意味着0V。注意，电位是相对的，对布线等供应的电位有时根据基准电位而变化。
在本说明书等中，根据情况或状态，可以互相调换“膜”和“层”等词句。例如，有时可以将“导电层”调换为“导电膜”。此外，有时可以将“绝缘膜”调换为“绝缘层”。
在本说明书等中，开关是指具有通过变为导通状态(开启状态)或非导通状态(关闭状态)来控制是否使电流流过的功能的元件。或者，开关是指具有选择并切换电流路径的功能的元件。
在本说明书等中，例如，沟道长度是指在晶体管的俯视图中，半导体(或在晶体管处于开启状态时，在半导体中电流流过的部分)和栅极重叠的区域或者形成沟道的区域中的源极和漏极之间的距离。
在本说明书等中，例如，沟道宽度是指半导体(或在晶体管处于开启状态时，在半导体中电流流过的部分)和栅电极重叠的区域、或者形成沟道的区域中的源极和漏极相对的部分的长度。
在本说明书等中，“A与B连接”除了包括A与B直接连接的情况以外，还包括A与B电连接的情况。在此，“使A与B电连接”的描述是指当在A与B之间存在具有某种电作用的对象物时，能够进行A和B的电信号的授受的情况。
[符号说明]
10A：显示装置、10：显示装置、20：层、30：层、40：驱动电路、41：栅极驱动器、42：源极驱动器、50：功能电路、51：CPU、52：加速器、53：CPU核心、60：显示部、61D：像素、61G：像素、61N：像素、61：像素、62B：像素电路、62G：像素电路、62R：像素电路、62：像素电路、70B：发光元件、70G：发光元件、70R：发光元件、70W：发光元件、70：发光元件、80：触发器、81：扫描触发器、82：备份电路、91：Si晶体管、92：OS晶体管、93：电容器、94：Si晶体管、95：OS晶体管、96：电容器、100A：第一显示装置、100B：第一显示装置、100：第一显示装置、102A：第二显示装置、102B：第二显示装置、102C：第二显示装置、102D：第二显示装置、102E：第二显示装置、102：第二显示装置、106：耳机、110：显示部、111：框体、112：通信部、113：带、114：控制部、115：摄像头部、116：电源部、118：传感器部、119：第二通信部、120：显示部、121：框体、122：通信部、123：安装部、124：控制部、125：摄像头部、126：电源部、127：耳机部、128：传感器部、129：头戴式耳机部、130L：左手、130R：右手、130：使用者、132：透镜、140：图像、141：图像信息、142：光标、151：显示面板、153：光学构件、156：显示区域、157：边框、158：鼻垫、160：衬底、161：显示部、163：栅极驱动器用外部连接端子、165：源极驱动器用外部连接端子、200A：晶体管、205a：导电体、205b：导电体、205c：导电体、205：导电体、214：绝缘体、216：绝缘体、222：绝缘体、224：绝缘体、230a：金属氧化物、230b：金属氧化物、230c：金属氧化物、230：金属氧化物、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、250：绝缘体、251：绝缘层、254：绝缘体、260a：导电体、260b：导电体、260：导电体、264B：着色层、264G：着色层、264R：着色层、271：保护层、272：绝缘层、273：保护层、274：绝缘体、275：空隙、276：绝缘层、277：微透镜阵列、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、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、461：导电体、463：导电体、501：绝缘体、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、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、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、786B：EL层、786G：EL层、786R：EL层、786W：EL层、786：EL层、788：导电体、790：电容器、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、853：导电体、854：绝缘体、855：导电体、874：绝缘体、880：绝缘体、881：绝缘体、4411：发光层、4420：层、4430：层、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：框体、8302：显示部、8304：固定工具、8305：透镜、8306：电池、9000：框体、9001：显示部、9003：扬声器、9005：操作按键、9006：连接端子、9007：传感器、9009：电池、9050：操作按钮、9051：信息、9101：便携式信息终端、9200：便携式信息终端、9251：时间、9252：操作按钮、9253：内容
Claims (16)
1.一种显示系统，包括：
第一显示装置；以及
第二显示装置，
其中，所述第一显示装置及所述第二显示装置都具有无线通信功能，
所述第二显示装置具有像素密度比所述第一显示装置高的区域，
并且，所述显示系统具有利用所述无线通信功能将所述第一显示装置的屏幕或所述第一显示装置的屏幕的一部分显示在所述第二显示装置上的功能。
2.一种显示系统，包括：
第一显示装置；以及
第二显示装置，
其中，所述第一显示装置及所述第二显示装置都具有无线通信功能，
所述第二显示装置具有像素密度比所述第一显示装置高的区域，
所述无线通信功能具有根据对所述第一显示装置的操作将信息传递给所述第二显示装置的功能以及根据对所述第二显示装置的操作将信息传递给所述第一显示装置的功能，
并且，所述显示系统具有将所述第一显示装置的屏幕或所述第一显示装置的屏幕的一部分显示在所述第二显示装置上的功能。
3.根据权利要求1或2所述的显示系统，
其中所述第一显示装置包括第一图像数据，
所述第二显示装置包括第二图像数据，
并且所述第二图像数据是基于所述第一图像数据进行上转换而得的图像数据。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的显示系统，
其中所述第一显示装置具有通话功能和显示时间功能中的任一方或双方，
并且所述第二显示装置具有显示增强现实的内容的功能和显示虚拟现实的内容的功能中的任一方或双方。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的显示系统，
其中所述第二显示装置包括第一层、第二层及第三层，
所述第一层包括驱动电路及CPU，
所述第二层包括像素电路，
并且所述第三层包括显示器件。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的显示系统，
其中所述第二显示装置包括第一层、第二层及第三层，
所述第一层包括驱动电路及CPU，
所述第二层包括像素电路，
所述第三层包括显示器件，
所述第一层包括具有在沟道形成区域中包含硅的半导体层的第一晶体管，
所述第二层包括具有在沟道形成区域中包含金属氧化物的半导体层的第二晶体管，
并且所述第三层包括有机EL器件。
7.根据权利要求6所述的显示系统，
其中所述金属氧化物包含In、元素M(M为Al、Ga、Y或Sn)、Zn。
8.根据权利要求6所述的显示系统，
其中所述有机EL器件为通过光刻法被加工的发光器件。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的显示系统，
其中所述第二显示装置具有取得使用者的视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉和脑波中的任一个或多个信息的功能。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的显示系统，
其中所述第二显示装置的屏幕比例为1：1、4：3或16：9。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的显示系统，
其中所述第二显示装置的显示区域的长为33mm以下，
并且所述第二显示装置的显示区域的宽为26mm以下。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的显示系统，
其中所述第二显示装置的显示区域的长为52mm以下，
并且所述第二显示装置的显示区域的宽为33mm以下。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的显示系统，
其中所述第二显示装置为护目镜型。
14.根据权利要求1至11中任一项所述的显示系统，
其中所述第二显示装置为眼镜型。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的显示系统，
其中所述第二显示装置包括控制部及耳机部，
并且所述控制部和所述耳机部彼此有线连接。
16.根据权利要求1至13中任一项所述的显示系统，还包括：
耳机，
其中所述耳机具有所述无线通信功能，
并且所述第一显示装置和所述第二显示装置中的一方或双方具有利用所述无线通信功能将信息传递给所述耳机的功能。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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