CN116724348A - 显示装置、以及显示装置的制造方法 - Google Patents

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冈崎健一
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Abstract

提供一种具有检测出接触或接近显示部的物体的功能的显示装置。本发明是一种包括发光元件及受光元件的显示装置。发光元件包括第一像素电极、第一像素电极上的第一发光层、第一发光层上的中间层、中间层上的第二发光层以及第二发光层上的公共电极。受光元件包括第二像素电极、第二像素电极上的受光层以及受光层上的公共电极。第一发光层和第二发光层具有发射彼此相同的颜色的光的功能。

Description

显示装置、以及显示装置的制造方法
技术领域
本发明的一个方式涉及一种显示装置。本发明的一个方式涉及一种显示装置的制造方法。
注意，本发明的一个方式不局限于上述技术领域。作为本说明书等所公开的本发明的一个方式的技术领域的例子，可以举出半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、电子设备、照明装置、输入装置、输入输出装置、这些装置的驱动方法或这些装置的制造方法。半导体装置是指能够通过利用半导体特性而工作的所有装置。
背景技术
近年来，显示装置被用于智能手机、平板终端、笔记本型PC(个人计算机)等信息终端设备、电视装置、显示器装置等各种设备。此外，被要求一种显示装置，即不仅能够显示图像而且具有各种功能，诸如作为触摸面板的功能、拍摄指纹以进行识别的功能等的显示装置。
作为显示装置，例如已开发了包括发光元件(也称为发光器件)的发光装置。尤其是，利用电致发光(EL：Electroluminescence)现象的发光器件(也称为“EL元件”或“EL元件”)具有容易实现薄型轻量化；能够高速地响应输入信号；以及能够使用直流稳压电源等而驱动的特征等，并已将其应用于显示装置。例如，专利文献1公开了使用有机EL元件(也称为有机EL器件)的具有柔性的发光装置。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开第2014-197522号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明的一个方式是提供一种具有检测出接触或接近显示部的物体的功能的显示装置及其制造方法。本发明的一个方式是提供一种具有进行识别的功能的显示装置及其制造方法。本发明的一个方式是提供一种开口率高的显示装置及其制造方法。本发明的一个方式是提供一种小型显示装置及其制造方法。本发明的一个方式是提供一种可靠性高的显示装置及其制造方法。本发明的一个方式是提供一种新颖显示装置及其制造方法。
注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。注意，本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。另外，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载抽出上述以外的目的。
解决技术问题的手段
本发明的一个方式是一种显示装置，该显示装置包括发光元件及受光元件，发光元件包括第一像素电极、第一像素电极上的第一发光层、第一发光层上的中间层、中间层上的第二发光层、第二发光层上的公共层以及公共层上的公共电极，受光元件包括第二像素电极、第二像素电极上的受光层、受光层上的公共层以及公共层上的公共电极，公共层在发光元件中被用作空穴注入层或电子注入层，公共层在受光元件中被用作空穴传输层或电子传输层。
另外，在上述方式中，第一发光层和第二发光层也可以具有发射彼此相同的颜色的光的功能。
另外，在上述方式中，也可以还包括第一晶体管及第二晶体管，第一晶体管的源极和漏极中的一个也可以与第一像素电极电连接，第二晶体管的源极和漏极中的一个也可以与第二像素电极电连接，第一晶体管及第二晶体管也可以在沟道形成区域中含有硅或金属氧化物。
另外，本发明的一个方式是一种显示装置的制造方法，包括如下步骤：形成第一像素电极、第二像素电极及连接电极的第一工序；在第一像素电极及第二像素电极上依次沉积第一发光膜、中间膜、第二发光膜的第二工序；在第二发光膜及连接电极上形成第一牺牲膜的第三工序；对第一牺牲膜、第二发光膜、中间膜及第一发光膜进行蚀刻而使第二像素电极露出，且在第一像素电极上形成第一发光层、第一发光层上的中间层、中间层上的第二发光层、第二发光层及连接电极上的第一牺牲层的第四工序；在第一牺牲层及第二像素电极上沉积受光膜的第五工序；在受光膜上形成第二牺牲膜的第六工序；对第二牺牲膜及受光膜进行蚀刻，形成第二像素电极上的受光层及受光层上的第二牺牲层的第七工序；去除第一牺牲层及第二牺牲层的第八工序；以及以具有与连接电极接触的区域的方式在第二发光层及受光层上形成公共电极的第九工序。
另外，在上述方式中，第一发光膜、第二发光膜及受光膜也可以通过使用遮蔽掩模的蒸镀法形成。
另外，在上述方式中，第一牺牲膜和第二牺牲膜也可以包括相同的金属膜、合金膜、金属氧化物膜、半导体膜或无机绝缘膜，在第四工序中第一发光膜及第二发光膜也可以通过使用不包含氧作为主要成分的蚀刻气体的干蚀刻被蚀刻，在第八工序中第一牺牲层及第二牺牲层也可以通过使用四甲基氢氧化铵水溶液、稀氢氟酸、草酸、磷酸、乙酸、硝酸或它们的混合液体的湿蚀刻被去除。
另外，在上述方式中，第一牺牲膜及第二牺牲膜也可以包含氧化铝。
另外，在上述方式中，也可以还包括第九工序之后的在公共电极上形成保护层的第十工序。
发明效果
根据本发明的一个方式可以提供一种具有检测出接触或接近显示部的物体的功能的显示装置及其制造方法。根据本发明的一个方式可以提供一种具有进行识别的功能的显示装置及其制造方法。根据本发明的一个方式可以提供一种开口率高的显示装置及其制造方法。根据本发明的一个方式可以提供一种小型显示装置及其制造方法。根据本发明的一个方式可以提供一种可靠性高的显示装置及其制造方法。根据本发明的一个方式可以提供一种新颖显示装置及其制造方法。
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。此外，本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。另外，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载抽出上述以外的效果。
附图简要说明
图1A至图1E是示出显示装置的结构例子的截面图。图1F是示出拍像的图像的例子的图。
图2A及图2B是示出显示装置的结构例子的截面图。
图3A及图3B是示出显示装置的结构例子的截面图。
图4是示出显示装置的结构例子的截面图。
图5A及图5B是示出显示装置的结构例子的截面图。
图6A至图6C是示出显示装置的结构例子的截面图。
图7A及图7B是示出显示装置的结构例子的俯视图。
图8A及图8B示出显示装置的结构例子的俯视图。
图9A是示出显示装置的结构例子的俯视图。图9B是示出受光元件的受光范围的图。
图10是示出显示装置的结构例子的俯视图。
图11A至图11E是示出显示装置的结构例子的截面图。
图12A至图12D是示出显示装置的制造方法例子的截面图。
图13A至图13C是示出显示装置的制造方法例子的截面图。
图14A至图14D是示出显示装置的制造方法例子的截面图。
图15A至图15C是示出显示装置的制造方法例子的截面图。
图16是显示装置的结构例子的立体图。
图17是示出显示装置的结构例子的截面图。
图18是示出显示装置的结构例子的截面图。
图19是示出显示装置的结构例子的截面图。
图20是示出显示装置的结构例子的截面图。
图21是示出显示装置的结构例子的截面图。
图22A及图22B是示出电子设备的一个例子的图。
图23A及图23B是示出电子设备的一个例子的图。
图24A至图24E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以下所示的实施方式所记载的内容中。
注意，在以下说明的发明的结构中，在不同的附图之间共同使用相同的附图标记来表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。此外，当表示具有相同功能的部分时有时使用相同的阴影线，而不特别附加附图标记。
注意，在本说明书所说明的各个附图中，有时为了明确起见，夸大表示各构成要素的大小、层的厚度或区域。因此，本发明并不局限于附图中的尺寸。
在本说明书等中使用的“第一”、“第二”等序数词是为了避免构成要素的混淆而附记的，而不是为了在数目方面上进行限定的。
在本说明书等中，“膜”和“层”可以相互调换。例如，有时可以将“导电层”变换为“导电膜”，将“绝缘层”变换为“绝缘膜”。
注意，在本说明书等中，EL层是指设置在发光元件的一对电极之间且至少包括发光物质的层(也称为发光层)或包括发光层的叠层体。
在本说明书等中，显示装置的一个方式的显示面板是指能够在显示面例如显示(输出)图像的面板。因此，显示面板是输出装置的一个方式。
在本说明书等中，有时将显示面板的衬底上安装有例如FPC(Flexible PrintedCircuit：柔性印刷电路)或TCP(Tape Carrier Package：载带封装)等连接器的结构或在衬底上以COG(Chip On Glass：玻璃覆晶封装)方式等直接安装IC的结构称为显示面板模块或显示模块，或者也简称为显示面板等。
(实施方式1)
在本实施方式中对本发明的一个方式的显示装置的结构例子及显示装置的制造方法的一个例子进行说明。
本发明的一个方式的显示装置包括像素被排列为矩阵状的显示部。像素包括多个子像素，每一个子像素设置有一个发光元件(也称为发光器件)。设置在同一像素中的多个子像素可以具有发射互不相同的颜色的光的功能。
发光元件各自包括一对电极以及该一对电极间的发光层。发光元件优选为有机EL元件(有机电致发光元件)。发射不同颜色光的两个以上的发光元件各自包括包含不同材料的发光层。例如，通过包括分别发射红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)的光的三种发光元件，可以实现全彩色显示装置。
这里，已知在不同颜色的发光元件之间分别形成发光层时，利用使用金属掩模等荫罩的蒸镀法。然而，这方法由于金属掩模的精度、金属掩模与衬底的错位、金属掩模的挠曲、以及例如蒸气散射所导致的沉积了的膜的轮廓变大等各种影响，而岛状有机膜的形状及位置与设计时的形状及位置产生偏差，难以实现高清晰化及高开口率化。因此，例如已采用pentile排列等特殊像素排列方式等，以疑似性地提高清晰度(也称为像素密度)。
在本发明的一个方式中，不使用金属掩模等荫罩而将发光层加工为微细图案。由此，与使用荫罩分别形成发光层的情况相比，可以使得子像素更加微型化，可以提高像素的开口率。另外，因为可以分别形成发光层，所以可以实现极为鲜明、对比度极高且显示质量极高的显示装置。
通过使子像素微型化，在子像素中可以设置无助于显示的子像素。例如，除了包括发光元件的子像素以外，还可以将包括受光元件(也称为受光器件)的子像素设置在像素中。即使在这种情况下，本发明的一个方式的显示装置也可以抑制像素密度值变小。例如，可以将像素密度设定为400ppi以上、可以设定为1000ppi以上、可以设定为3000ppi以上或者可以设定为5000ppi以上。
本发明的一个方式的显示装置所包括的受光元件被用作光传感器。因此，本发明的一个方式的显示装置可以使用发光元件显示图像并使用受光元件检测出例如接触或接近显示部的物体。另外，在本发明的一个方式的显示装置中，例如在该显示装置的使用者的手指接触显示部时，可以根据该手指的指纹进行识别。
通过将受光元件设置在显示部中，不需要将传感器外部连接到显示装置。因此，可以缩减显示装置的构件数量，可以实现显示装置的小型化及轻量化。
另外，在本发明的一个方式的显示装置中，受光元件可以检测出由发光元件发射而照射到物体且被该物体反射的光。因此，例如即使在黑暗的地方，可以检测出接触或接近显示部的物体，并且可以进行指纹识别等识别。
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)制造的器件称为具有MM(Metal Mask)结构的器件。此外，在本说明书等中，有时将不使用金属掩模或FMM制造的器件称为具有MML(Metal Mask Less)结构的器件。
此外，在本说明书等中，有时将在各颜色的发光元件(这里为蓝色(B)、绿色(G)及红色(R))中分别形成发光层或分别涂布发光层的结构称为SBS(Side By Side)结构。另外，在本说明书等中，有时将可发射白色光的发光元件称为白色发光元件。白色发光元件通过与着色层(例如，滤色片)组合可以实现以全彩色显示的显示装置。
另外，发光元件大致可以分为单结构和串联结构。单结构的发光元件优选具有如下结构：在一对电极间包括一个发光单元，而且该发光单元包括一个以上的发光层。为了得到白色发光，以两个以上的发光层的各发光处于补色关系的方式选择发光层即可。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结构。包括三个以上的发光层的发光元件也是同样的。
串联结构的发光元件优选具有如下结构：在一对电极间包括两个以上的发光单元，而且各发光单元包括一个以上的发光层。为了得到白色发光，采用组合从多个发光单元的发光层发射的光来得到白色发光的结构即可。注意，得到白色发光的结构与单结构中的结构同样。此外，在串联结构的发光元件中，优选在多个发光单元间设置电荷产生层等中间层。
另外，在对上述白色发光元件(单结构或串联结构)和SBS结构的发光元件进行比较的情况下，可以使SBS结构的发光元件的功耗比白色发光元件低。因此，在想要降低显示装置的功耗时优选采用SBS结构的发光元件。另一方面，白色发光元件的制造工艺比SBS结构的发光元件简单，由此可以降低制造成本或者提高制造成品率。
图1A至图1E是示出本发明的一个方式的显示装置的结构例子的截面图。
图1A所示的显示装置10A在衬底51和衬底59之间具有包括受光元件的层53以及包括发光元件的层57。
图1B所示的显示装置10B在衬底51和衬底59之间具有包括晶体管的层55、包括受光元件的层53及包括发光元件的层57。
显示装置10A及显示装置10B具有从包括发光元件的层57发射红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)的光的结构。
在本发明的一个方式的显示装置中，将配置为矩阵状的多个像素设置在显示部中。一个像素包括一个以上的子像素。一个子像素包括一个发光元件或一个受光元件。例如，像素可以具有包括四个子像素的结构。具体而言，例如可以具有一个像素包括R、G、B的三种颜色的发光元件以及受光元件。此外，也可以具有包括黄色(Y)、青色(C)及品红色(M)的三种颜色的发光元件以及受光元件的结构。另外，像素可以具有包括五个子像素的结构。具体而言，例如可以具有一个像素包括R、G、B及白色(W)的四种颜色的发光元件以及受光元件的结构。或者，也可以具有R、G、B及红外(IR)的四种颜色的发光元件以及受光元件的结构。受光元件既可以设置在所有像素中，又可以设置在一部分像素中。另外，一个像素也可以包括多个受光元件。
本发明的一个方式的显示装置也可以具有检测出接触显示装置的手指等对象物的功能。例如，如图1C所示，在包括发光元件的层57中的发光元件所发射的光被接触显示装置10B的手指52反射时，包括受光元件的层53中的受光元件检测出该反射光。由此，可以检测出手指52接触显示装置10B。另外，如图1D所示，在层57中的发光元件所发射的光被接近显示装置10B的手指52反射时，层53中的受光元件检测出该反射光。由此，可以检测出手指52接近显示装置10B。就是说，本发明的一个方式的显示装置可以具有作为触摸传感器(也称为直接触摸传感器)的功能，并且可以具有作为近似触摸传感器(near touch sensor，也称为悬浮传感器、悬浮触摸传感器、非接触传感器或无接触传感器)的功能。
如上所述，例如在显示装置10B具有作为近似触摸传感器的功能时，只要手指52接近显示装置10B而没有接触显示装置10B，就可以检测出手指52。例如，优选的是，在显示装置10B与手指52之间的距离为0.1mm以上且300mm以下，优选为3mm以上且50mm以下的范围内显示装置10B可以检测出手指52。通过采用该结构，可以在手指52没有直接接触显示装置10B的状态下进行操作，换言之可以以非接触(无接触)方式操作显示装置10B。通过采用上述结构，可以降低显示装置10B弄脏或受伤的风险。另外，可以在避免手指52直接接触有可能附着于显示装置10B的污垢(例如，灰尘或细菌等)的状态下由手指52操作显示装置10B。
此外，本发明的一个方式的显示装置例如可以具有检测出手指52的指纹的功能。图1E示意性地示出手指52接触衬底59的状态下的接触部的放大图。此外，图1E示出包括发光元件的层57和包括受光发光元件的层53交替排列的情况。
手指52的指纹由凹部及凸部形成。因此，指纹的凸部如图1E所示地接触衬底59。
某一表面或界面所反射的光有规则反射和漫反射。规则反射光是入射角与反射角一致的指向性较高的光，扩散反射光是强度的角度依赖性低的指向性较低的光。在手指52的表面所反射的光中，与规则反射相比漫反射的成分为主。另一方面，在衬底59与大气的界面所反射的光中，规则反射的成分为主。
在手指52与衬底59的接触面或非接触面上反射并入射到位于它们正下的层53的光强度是将规则反射光与漫反射光加在一起的光强度。如上所述那样，在手指52的凹部中手指52不触摸衬底59，由此规则反射光(以实线箭头表示)为主，在其凸部中手指52触摸衬底59，由此从手指52反射的漫反射光(以虚线箭头表示)为主。因此，位于凹部正下的层53中的受光元件所接收的光强度高于位于凸部正下的层53中的受光元件所接收的光的强度。由此，可以使用受光元件拍摄手指52的指纹。
当层53中的受光元件的排列间隔小于指纹的两个凸部间的距离，优选小于邻接的凹部与凸部间的距离时，可以获得清晰的指纹图像。由于人的指纹的凹部与凸部的间隔大致为150μm至250μm，所以受光元件的排列间隔例如为400μm以下，优选为200μm以下，更优选为150μm以下，进一步优选为120μm以下，更进一步优选为100μm以下，还优选为50μm以下。排列间隔越小越好，例如可以为1μm以上、10μm以上或20μm以上。
图1F是由本发明的一个方式的显示装置拍摄的指纹图像的例子。在图1F中，在区域65内以虚线示出手指52的轮廓，并以点划线示出接触部69的轮廓。在区域65内，通过利用入射到受光元件的光量的不同可以拍摄对比度高的指纹67。
如上所述，在本发明的一个方式的显示装置中，受光元件可以检测出由发光元件发射而照射到手指52等物体且被该物体反射的光。因此，例如即使在黑暗的地方，可以检测出接触或接近显示部的物体，并且可以进行指纹识别等识别。
此外，通过将受光元件设置在显示部中，不需要将传感器外部连接到显示装置。因此，可以缩减显示装置的构件数量，可以实现显示装置的小型化及轻量化。
<显示装置的结构例子>
图2A示出显示装置10的截面示意图。显示装置10包括发射红色光的发光元件550R、发射绿色光的发光元件550G、发射蓝色光的发光元件550B及受光元件560。
发光元件550R具有一对电极(电极501R、电极502)之间隔着中间层531R层叠有两个发光单元512R(发光单元512R_1及发光单元512R_2)的结构。同样，发光元件550G具有一对电极(电极501G、电极502)之间隔着中间层531G层叠有两个发光单元512G(发光单元512G_1及发光单元512G_2)的结构。并且，发光元件550B具有一对电极(电极501B、电极502)之间隔着中间层531B层叠有两个发光单元512B(发光单元512B_1及发光单元512B_2)的结构。
在受光元件560中，一对电极(电极501PD、电极502)之间设置有受光单元542。
在本说明书等中，例如在说明显示装置10A和显示装置10B之间共同的内容的情况或者不需要区别它们的情况下，简单地记为“显示装置10”。就是说，可以将显示装置10的构成要素等用于图1A所示的显示装置10A和图1B所示的显示装置10B的双方。其他构成要素也同样。
电极501被用作像素电极，各发光元件550及各受光元件560分别设置有电极501。电极502被用作公共电极，多个发光元件550和受光元件560间共同地设置。
发光单元512R_1包括层521、层522、发光层523R及层524等。发光单元512R_2包括层522、发光层523R及层524等。另外，发光元件550R在发光单元512R_2和电极502之间例如包括层525R。此外，可以将层525R视为发光单元512R_2的一部分。
层521例如包括包含空穴注入性高的物质的层(空穴注入层)。层522例如包括包含空穴传输性高的物质的层(空穴传输层)。层524例如包括包含电子传输性高的物质的层(电子传输层)。层525例如包括包含电子注入性高的物质的层(电子注入层)。
或者，也可以采用如下结构：层521包括电子注入层，层522包括电子传输层，层524包括空穴传输层，层525包括空穴注入层。
在发光单元512R_1和发光单元512R_2之间，层522、发光层523R及层524的构成(材料、厚度等)既可以相同又可以不同。
注意，在图2A中，层521和层522是分开的，但是不局限于此。例如，当层521具有作为空穴注入层和空穴传输层的双方的功能时或者层521具有作为电子注入层和电子传输层的双方的功能时，也可以省略层522。
另外，中间层531R具有如下功能：当对电极501和电极502之间施加电压时，将电子注入到发光单元512R_1和发光单元512R_2中的一个，将空穴注入到发光单元512R_1和发光单元512R_2中的另一个。可以将中间层531R称为电荷产生层。
以上说明中涉及发光单元512R，可以将同样的结构用于发光单元512G及发光单元512B。
发光元件550R所包括的发光层523R包含呈现红色光的发光物质，发光元件550G所包括的发光层523G包含呈现绿色光的发光物质，发光元件550B所包括的发光层523B包含呈现蓝色光的发光物质。注意，发光元件550G、发光元件550B具有将发光元件550R中的发光层523R分别置换成发光层523G、发光层523B的结构，其他结构与发光元件550R同样。
在各颜色的发光元件之间，层521、层522、层524及层525的构成(材料、厚度等)既可以相同又可以不同。
在本说明书等中，将如发光元件550R、发光元件550G及发光元件550B那样的多个发光单元隔着中间层531串联连接的结构称为串联结构。另一方面，将一对电极间包括一个发光单元的结构称为单结构。在本说明书等中，使用串联结构的名称，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，可以实现能够以高亮度发光的发光元件。另外，在采用串联结构的情况下，与单结构相比可以降低为了获得同一亮度而需要的电流，所以可以提高显示装置的可靠性。
另外，有时将如发光元件550R、发光元件550G及发光元件550B那样的分别形成各发光元件的发光层的结构称为SBS结构。在SBS结构中，可以分别进行各发光元件的材料及结构的最优化，材料及结构的选择自由度增大，亮度的提高、可靠性的提高变得容易。
本发明的一个方式的显示装置10可以说具有串联结构并具有SBS结构。因此，可以同时具有串联结构的优点和SBS结构的优点。注意，本发明的一个方式的显示装置10具有图2A所示的两层发光单元串联形成的结构，所以可以被称为两层串联结构。另外，在图2A所示的两层串联结构中，包括红色发光层的第一发光单元上层叠有包括红色发光层的第二发光单元。同样，在图2A所示的两层串联结构中，包括绿色发光层的第一发光单元上层叠有包括绿色发光层的第二发光单元，包括蓝色发光层的第一发光单元上层叠有包括蓝色发光层的第二发光单元。
受光元件560所包括的受光单元542包括层522、受光层543及层524等。受光单元542也可以不包括空穴注入层及电子注入层。受光单元542所包括的层522及层524的构成(材料、厚度等)可以与发光单元512所包括的层522及层524相同或不同。
图2B是图2A所示的显示装置10的变形例子。图2B所示的显示装置10是如下情况的例子：与电极502同样，各发光元件550间及受光元件560间共同地设置层525。此时，可以将层525称为公共层。如此，通过在各发光元件550及各受光元件560中设置一个以上的公共层，可以使制造工序简化，可以降低制造成本。
在此，层525在发光元件550中具有作为电子注入层的功能。另一方面，在受光元件560中具有作为电子传输层的功能。因此，当显示装置10具有图2B所示的结构时，在受光单元542中不需要设置被用作电子传输层的层524。
图3A所示的显示装置10是层叠三个发光单元的情况的例子。在图3A的发光元件550R中，发光单元512R_2上还隔着中间层531R层叠有发光单元512R_3。发光单元512R_3具有与发光单元512R_2同样的结构。发光元件550G所包括的发光单元512G_3以及发光元件550B所包括的发光单元512B_3也同样。
图3B示出层叠n个发光单元(n是2以上的整数)的情况的例子。
如此，通过增加发光单元的叠层数，以同一电流量从发光元件能够得到的亮度可以根据叠层数而得到提高。另外，通过增加发光单元的叠层数，可以降低为了得到同一亮度而需要的电流，因此可以根据叠层数降低发光元件的功耗。
图4是图2A所示的显示装置10的变形例子。图4所示的显示装置10是受光元件560包括两个受光单元542(受光单元542_1及受光单元542_2)的情况的例子。受光单元542_1和受光单元542_2隔着中间层531PD而层叠。注意，图4例示出层叠两个受光单元的结构，但是不局限于此。例如，也可以采用层叠三个以上的受光单元的结构。
图5A所示的显示装置10示出如下情况的例子：相邻的两个发光元件等分离，电极502沿着发光单元512的侧面、中间层531的侧面及受光单元542的侧面等而设置。
在此，当中间层531和电极502接触时，有可能发生电短路。因此，优选使中间层531和电极502绝缘。
图5A示出以覆盖电极501、各发光单元512的侧面、中间层531的侧面及受光单元542的侧面的方式设置有绝缘层541的例子。可以将绝缘层541称为侧壁保护层或侧壁绝缘膜等。通过设置绝缘层541，可以使中间层531和电极502电绝缘。
另外，各发光单元512的侧面、中间层531的侧面及受光单元542的侧面优选与被形成面垂直或大致垂直。例如，被形成面与这些侧面所形成的角度优选为60度以上且90度以下。
图5B示出层525及电极502沿着发光单元512的侧面、中间层531的侧面及受光单元542的侧面而设置的情况的例子。并且，作为侧壁保护层采用绝缘层541和绝缘层544的两层结构。
另外，图6A是图5B的变形例子。另外，图6B是图6A所示的区域503的放大图。在图6A与图5B之间绝缘层544的端部形状不同。另外，因为绝缘层544的端部形状不同所以沿着绝缘层544的形状而形成层525及电极502，因此层525及电极502的形状也不同。另外，在图6A与图5B之间绝缘层541及绝缘层544的厚度不同。在图6A中，绝缘层544的厚度比绝缘层541的厚度大。绝缘层544的端部的形状为如图6B所示的圆形。例如，当形成绝缘层544时，在使用干蚀刻法通过各向异性蚀刻对绝缘层544的顶面进行蚀刻的情况下，绝缘层544的端部变为图6B所示的圆形。通过使绝缘层544的端部形状为圆形，层525及电极502的覆盖性得到提高，所以是优选的。另外，如图6A及图6B所示，在绝缘层544的厚度比绝缘层541的厚度大时，有时容易使端部形状为圆形。
由于被用作侧壁保护层的绝缘层541及绝缘层544可以防止电极502和中间层531的电短路。另外，由于绝缘层541及绝缘层544覆盖电极501的侧面，可以防止电极501和电极502的电短路。由此，可以防止发光元件的四个角处的角部中的电短路。
绝缘层541及绝缘层544优选使用无机绝缘膜。例如，可以使用氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧氮化铝或氧化铪等氧化物或氮化物的膜。另外，也可以使用氧化钇、氧化锆、氧化镓、氧化钽、氧化镁、氧化镧、氧化铈或氧化钕等。
绝缘层541及绝缘层544例如可以利用溅射法、蒸镀法、化学气相沉积(CVD：Chemical Vapor Deposition)法、原子层沉积(ALD：Atomic Layer Deposition)法等各种沉积方法形成。尤其是，ALD法中给被形成层带来的沉积损伤较小，所以直接形成在发光单元及中间层531上的绝缘层541优选利用ALD法形成。另外，此时，通过利用溅射法形成绝缘层544，可以提高生产率，所以是优选的。
例如，作为绝缘层541可以使用利用ALD法形成的氧化铝膜，作为绝缘层544可以使用利用溅射法形成的氮化硅膜。
另外，绝缘层541和绝缘层544中的任一方或双方优选被用作对水和氧中的至少一个的阻挡绝缘膜。或者，绝缘层541和绝缘层544中的任一方或双方优选具有抑制水和氧中的至少一个的扩散的功能。或者，绝缘层541和绝缘层544中的任一方或双方优选具有俘获或固定(也称为吸杂)水和氧中的至少一个的功能。
在本说明书等中，阻挡绝缘膜是指具有阻挡性的绝缘膜。另外，在本说明书等中，阻挡性是指抑制所对应的物质的扩散的功能(也可以说透过性低)。或者，是指俘获或固定(也称为吸杂)所对应的物质的功能。
当绝缘层541和绝缘层544中的任一方或双方具有作为上述阻挡绝缘膜的功能或吸杂功能时，可以抑制有可能从外部扩散到各发光元件的杂质(典型的是水或氧)的进入。通过采用该结构，可以提供一种可靠性高的显示装置。
此外，如图6C所示，显示装置10也可以不包括被用作侧壁保护层的绝缘层541及绝缘层544。在图6C中，层525以与各发光单元512的侧面、中间层531的侧面及受光单元542的侧面接触的方式设置。
<发光元件的结构例子>
根据构成发光层523等的材料，各发光元件的发光颜色可以为红色、绿色、蓝色、青色、品红色、黄色或白色等。另外，通过使发光元件具有微腔结构，可以进一步提高色纯度。
在采用发射白色光的发光元件的情况下，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(红色)、G(绿色)、B(蓝色)、Y(黄色)或O(橙色)等的两种以上的发光物质。
在此，说明发光元件的各层的具体例子。
发光元件至少包括发光层。作为发光层以外的层，发光元件还可以包括包含空穴注入性高的物质、空穴传输性高的物质、空穴阻挡材料、电子传输性高的物质、电子阻挡材料、电子注入性高的物质或双极性的物质(电子传输性及空穴传输性高的物质)等的层。
发光元件可以使用低分子化合物或高分子化合物，还可以包含无机化合物。构成发光元件的层可以通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、转印法、印刷法、喷墨法或涂敷法等方法形成。
例如，发光元件可以包括空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子阻挡层、电子传输层和电子注入层中的一个以上。
空穴注入层是将空穴从阳极注入到空穴传输层的包含空穴注入性高的材料的层。作为空穴注入性高的材料，可以举出芳香胺化合物、包含空穴传输性材料及受体性材料(电子受体性材料)的复合材料等。
空穴传输层是将从阳极通过空穴注入层注入的空穴传输到发光层的层。空穴传输层是包含空穴传输性材料的层。作为空穴传输性材料，优选采用空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。注意，只要空穴传输性比电子传输性高，就可以使用上述以外的物质。作为空穴传输性材料，优选使用富π电子型杂芳族化合物(例如咔唑衍生物、噻吩衍生物或呋喃衍生物等)或者芳香胺(包含芳香胺骨架的化合物)等空穴传输性高的材料。
电子传输层是将从阴极通过电子注入层注入的电子传输到发光层的层。电子传输层是包含电子传输性材料的层。作为电子传输性材料，优选采用电子迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。注意，只要电子传输性比空穴传输性高，就可以使用上述以外的物质。作为电子传输性材料，可以使用包含喹啉骨架的金属配合物、包含苯并喹啉骨架的金属配合物、包含噁唑骨架的金属配合物、包含噻唑骨架的金属配合物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、噁唑衍生物、噻唑衍生物、菲咯啉衍生物、包含喹啉配体的喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、嘧啶衍生物或者含氮杂芳族化合物等缺π电子型杂芳族化合物等的电子传输性高的材料。
电子注入层是将电子从阴极注入到电子传输层的包含电子注入性高的材料的层。作为电子注入性高的材料，可以使用碱金属、碱土金属或者它们的化合物。作为电子注入性高的材料，也可以使用包含电子传输性材料及供体性材料(电子给体性材料)的复合材料。
作为电子注入层，例如可以使用锂、铯、镱、氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaFX，X为任意数)、8-(羟基喔啉)锂(简称：Liq)、2-(2-吡啶基)苯酚锂(简称：LiPP)、2-(2-吡啶基)-3-羟基吡啶(pyridinolato)锂(简称：LiPPy)、4-苯基-2-(2-吡啶基)苯酚锂(简称：LiPPP)、锂氧化物(LiOx)或碳酸铯等碱金属、碱土金属或它们的化合物。另外，电子注入层也可以具有两层以上的叠层结构。作为该叠层结构，例如可以采用作为第一层使用氟化锂且作为第二层使用镱的结构。
或者，作为上述电子注入层也可以使用具有电子传输性的材料。例如，可以将具有非共用电子对并具有缺电子杂芳环的化合物用于具有电子传输性的材料。具体而言，可以使用具有吡啶环、二嗪环(嘧啶环、吡嗪环、哒嗪环)以及三嗪环中的至少一个的化合物。
此外，具有非共用电子对的有机化合物的最低未占据分子轨道(LUMO：LowestUnoccupied Molecular Orbital)优选为-3.6eV以上且-2.3eV以下。一般来说，可以使用CV(循环伏安法)、光电子能谱法、光吸收能谱法及逆光电子能谱法等估计有机化合物的最高占据分子轨道(HOMO：Highest Occupied Molecular Orbital)能级及LUMO能级。
例如，作为具有非共用电子对的有机化合物，可以使用4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(简称：BPhen)、2，9-双(萘-2-基)-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(简称：NBPhen)、二喹喔啉并[2，3-a：2’，3’-c]吩嗪(简称：HATNA)或2，4，6-三[3’-(吡啶-3-基)联苯基-3-基]-1，3，5-三嗪(简称：TmPPPyTz)等。此外，与BPhen相比，NBPhen具有高玻璃化转变温度(Tg)，从而具有高耐热性。
发光层是包含发光物质的层。发光层可以包括一种或多种发光物质。作为发光物质，适当地使用发射蓝色、紫色、蓝紫色、绿色、黄绿色、黄色、橙色或红色等发光颜色的物质。另外，作为发光物质也可以使用发射近红外线的物质。
作为发光物质，可以举出荧光材料、磷光材料、TADF材料或量子点材料等。
作为荧光材料，例如可以举出芘衍生物、蒽衍生物、三亚苯衍生物、芴衍生物、咔唑衍生物、二苯并噻吩衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、喹喔啉衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、菲衍生物或萘衍生物等。
作为磷光材料，例如可以举出具有4H-三唑骨架、1H-三唑骨架、咪唑骨架、嘧啶骨架、吡嗪骨架或吡啶骨架的有机金属配合物(尤其是铱配合物)、以具有吸电子基团的苯基吡啶衍生物为配体的有机金属配合物(尤其是铱配合物)、铂配合物或稀土金属配合物等。
发光层除了发光物质(客体材料)以外还可以包含一种或多种有机化合物(主体材料、辅助材料等)。作为一种或多种有机化合物，可以使用空穴传输性材料和电子传输性材料中的一方或双方。此外，作为一种或多种有机化合物，也可以使用双极性材料或TADF材料。
例如，发光层优选包含磷光材料、容易形成激基复合物的空穴传输性材料及电子传输性材料的组合。通过采用这样的结构，可以高效地得到利用从激基复合物到发光物质(磷光材料)的能量转移的ExTET(Exciplex-Triplet Energy Transfer：激基复合物-三重态能量转移)的发光。另外，通过以形成发射与发光物质的最低能量一侧的吸收带的波长重叠的光的激基复合物的方式选择组合，可以使能量转移变得顺利，从而高效地得到发光。通过采用上述结构，可以同时实现发光元件的高效率、低电压驱动以及长寿命。
作为中间层，例如可以适当地使用锂等能够用于电子注入层的材料。另外，作为中间层，例如可以适当地使用能够用于空穴注入层的材料。另外，作为中间层，可以使用包含空穴传输性材料和受体性材料(电子接收性材料)的层。另外，作为中间层，可以使用包含电子传输性材料和供体性材料的层。通过形成包括这样的层的中间层，可以抑制层叠发光单元的情况下的驱动电压的上升。
在图2A所示的显示装置10中，对发光层的发光材料没有特别的限制。例如，图2A所示的显示装置10采用如下结构即可：发光单元512R_1所包括的发光层523R包含磷光材料，发光单元512R_2所包括的发光层523R包含磷光材料，发光单元512G_1所包括的发光层523G包含荧光材料，发光单元512G_2所包括的发光层523G包含荧光材料，发光单元512B_1所包括的发光层523B包含荧光材料，发光单元512B_2所包括的发光层523B所包括的发光层523B包含荧光材料。
或者，图2A所示的显示装置10采用如下结构即可：发光单元512R_1所包括的发光层523R包含磷光材料，发光单元512R_2所包括的发光层523R包含磷光材料，发光单元512G_1所包括的发光层523G包含磷光材料，发光单元512G_2所包括的发光层523G包含磷光材料，发光单元512B_1所包括的发光层523B包含荧光材料，发光单元512B_2所包括的发光层523B所包括的发光层523B包含荧光材料。
此外，本发明的一个方式的显示装置也可以具有如下结构：图2A所示的显示装置10中的所有的发光层为荧光材料的结构；或者图2A所示的显示装置10中的所有的发光层为磷光材料的结构。
或者，本发明的一个方式的显示装置也可以具有如下结构：在图2A所示的显示装置10中，发光单元512R_1所包括的发光层523R为磷光材料，发光单元512R_2所包括的发光层523R为荧光材料的结构、或者发光单元512R_1所包括的发光层523R为荧光材料，发光单元512R_2所包括的发光层523R为磷光材料的结构，即，用于第一层发光层的发光材料与用于第二层发光层的发光材料不同的结构。注意，这里的记载涉及发光单元512R_1及发光单元512R_2，但是可以将同样的结构用于发光单元512G_1及发光单元512G_2、发光单元512B_1及发光单元512B_2。
<受光元件的结构例子>
受光元件560含有的受光层543包含半导体。作为该半导体，可以举出硅等无机半导体及包含有机化合物的有机半导体。在本实施方式中，示出使用有机半导体作为受光层543含有的半导体的例子。通过使用有机半导体，可以以同一方法(例如真空蒸镀法)形成发光层523和受光层543，并可以共同使用制造设备，所以是优选的。
作为受光层543含有的n型半导体的材料，可以举出富勒烯(例如C60或C70等)或富勒烯衍生物等具有电子受体性的有机半导体材料。富勒烯具有足球形状，该形状在能量上稳定。富勒烯的HOMO能级及LUMO能级都深(低)。因为富勒烯的LUMO能级较深，所以电子受体性(受体性)极高。一般地，当如苯那样π电子共轭(共振)在平面上扩展时，电子给体性(供体性)变高。另一方面，富勒烯具有球形状，尽管π电子广泛扩展，但是电子受体性变高。在电子受体性较高时，高速且高效地引起电荷分离，所以对受光元件来说是有益的。C60及C70都在可见光区域中具有宽吸收带，尤其是C70的π电子共轭类大于C60，在长波长区域中也具有宽吸收带，所以是优选的。除此之外，作为富勒烯衍生物可以举出[6，6]-苯基-C71-丁酸甲酯(简称：PC70BM)、[6，6]-苯基-C61-丁酸甲酯(简称：PC60BM)或1’，1”，4’，4”-四氢-二[1，4]甲烷萘并(methanonaphthaleno)[1，2：2’，3’，56，60：2”，3”][5，6]富勒烯-C60(简称：ICBA)等。
作为n型半导体的材料，可以举出具有喹啉骨架的金属配合物、具有苯并喹啉骨架的金属配合物、具有噁唑骨架的金属配合物、具有噻唑骨架的金属配合物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、噁唑衍生物、噻唑衍生物、菲罗啉衍生物、喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、嘧啶衍生物、萘衍生物、蒽衍生物、香豆素衍生物、若丹明衍生物、三嗪衍生物或醌衍生物等。
作为受光层543含有的p型半导体的材料，可以举出铜(II)酞菁(Copper(II)phthalocyanine：CuPc)、四苯基二苯并二茚并芘(Tetraphenyldibenzoperiflanthene：DBP)、酞菁锌(Zinc Phthalocyanine：ZnPc)、锡酞菁(SnPc)或喹吖啶酮等具有电子给体性的有机半导体材料。
此外，作为p型半导体的材料，可以举出咔唑衍生物、噻吩衍生物、呋喃衍生物或具有芳香胺骨架的化合物等。再者，作为p型半导体的材料，可以举出萘衍生物、蒽衍生物、芘衍生物、三亚苯衍生物、芴衍生物、吡咯衍生物、苯并呋喃衍生物、苯并噻吩衍生物、吲哚衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并噻吩衍生物、吲哚咔唑衍生物、卟啉衍生物、酞菁衍生物、萘酞菁衍生物、喹吖啶酮衍生物、聚亚苯亚乙烯衍生物、聚对亚苯衍生物、聚芴衍生物、聚乙烯咔唑衍生物或聚噻吩衍生物等。
具有电子给体性的有机半导体材料的HOMO能级优选比具有电子接收性的有机半导体材料的HOMO能级浅(高)。具有电子给体性的有机半导体材料的LUMO能级优选比具有电子接收性的有机半导体材料的LUMO能级浅(高)。
优选使用球状的富勒烯作为具有电子接收性的有机半导体材料，且优选使用其形状与平面相似的有机半导体材料作为具有电子给体性的有机半导体材料。形状相似的分子具有容易聚集的趋势，当同一种分子凝集时，因分子轨道的能级相近而可以提高载流子传输性。
例如，受光层543优选通过共蒸镀n型半导体和p型半导体而形成。或者，受光层543也可以层叠n型半导体和p型半导体而形成。
<显示装置的顶面结构例子>
图7A是示出显示装置10的结构例子的顶面示意图。显示装置10包括发射红色光的多个发光元件550R、发射绿色光的多个发光元件550G、发射蓝色光的多个发光元件550B及多个受光元件560。在图7A中为了便于区别各发光元件550，在各发光元件550的发光区域内附上符号“R”、“G”、“B”。另外，在各受光元件560的受光区域内附上符号“PD”。
发光元件550R、发光元件550G、发光元件550B及受光元件560排列为矩阵状。图7A示出在X方向上发光元件550R、发光元件550G及发光元件550B排列且在其下受光元件560排列的例子。作为一个例子，图7A示出在与X方向交叉的Y方向上发射同一颜色的光的发光元件550排列的结构。在图7A所示的显示装置10中，例如可以由在X方向上排列的包括发光元件550R的子像素、包括发光元件550G的子像素及包括发光元件550B的子像素、以及设置在这些子像素下的包括受光元件560的子像素构成像素20。
图7A示出连接电极501C。连接电极501C设置在排列有发光元件550及受光元件560的显示部的外部。
连接电极501C也可以沿着显示部的外周而设置。例如，连接电极501C既可以沿着显示部的外周中的一边而设置，又可以沿着显示部的外周中的两边以上而设置。换言之，当显示部的顶面形状为长方形时，连接电极501C的顶面形状可以为带状、L字状、匚字状(方括号状)或框状等。
图7B是示出显示装置10的结构例子的顶面示意图，也是图7A所示的显示装置10的变形例子。图7B所示的显示装置10的与图7A所示的显示装置10不同之处在于：包括发射红外光的发光元件550IR。发光元件550IR例如可以发射近红外光(波长为750nm以上且1300nm以下的光)。
在图7B所示的例子中，在X方向上除了发光元件550R、发光元件550G及发光元件550B以外发光元件550IR排列，在其下受光元件560排列。另外，受光元件560具有检测出红外光的功能。
图8A是示出显示装置10的结构例子的顶面示意图，也是图7B所示的显示装置10的变形例子。图8A所示的显示装置10的与图7B所示的显示装置10不同之处在于：在X方向上受光元件560和发光元件550IR交替排列。
在图8A所示的显示装置10中，发光元件550R、发光元件550G及发光元件550B与发光元件550IR配置在不同行上。因此，可以使发光元件550R、发光元件550G及发光元件550B的宽度(X方向上的长度)变长，可以提高像素20所发射的光的亮度。
图8B是示出显示装置10的结构例子的顶面示意图，也是图8A所示的显示装置10的变形例子。图8B所示的显示装置10的与图8A所示的显示装置10不同之处在于：发光元件550在X方向上按G、B、R的顺序排列，而不是按R、G、B的顺序排列。另外，与图8A所示的显示装置10不同之处在于：受光元件560设置在发光元件550G及发光元件550B下，发光元件550IR设置在发光元件550R下。
图8B所示的显示装置10中的受光元件560的占有面积比图8A所示的显示装置10中的受光元件560的占有面积大。因此，可以提高利用受光元件560的光检测的灵敏度。因此，例如在显示装置10被用作触摸传感器或近似触摸传感器时，显示装置10可以以高精度检测出接触或接近的物体。尤其是，在显示装置10被用作近似触摸传感器时，利用受光元件560的光检测的灵敏度给物体的检测精度带来很大影响，因此受光元件560的占有面积越大越好。
图9A是示出显示装置10的结构例子的顶面示意图，也是图8B所示的显示装置10的变形例子。图9A所示的显示装置10的与图8B所示的显示装置10不同之处在于：受光元件560设置在发光元件550G下，发光元件550IR设置在发光元件550B及发光元件550R下。
图9A所示的显示装置10中的受光元件560的占有面积比图8B所示的显示装置10中的受光元件560的占有面积小。通过缩小受光元件560的占有面积，可以缩小每一个受光元件560的受光范围。由此，可以使不同受光元件560间，例如相邻的受光元件560间的受光范围的重叠变小。因此，可以抑制使用受光元件560拍摄的图像中出现模糊而不能拍摄清晰图像。由此，例如在显示装置10具有进行指纹识别等识别的功能时，通过缩小受光元件560的占有面积例如可以清晰地拍摄出指纹，识别精度得到提高，所以是优选的。
图9B是示出改变受光元件560的占有面积，具体而言改变X方向上的长度时的受光元件560的受光范围的变化的截面图。在图9B中，示出层71的底面一侧的受光元件560以及层71的顶面一侧的遮光层73。另外，示出层71上的衬底59。并且，将X方向上的长度为受光元件560的3倍左右的受光元件记为受光元件560L。
在图9B中，将入射到受光元件560的光记为光75，并用实线表示。另外，将没有入射到受光元件560而入射到受光元件560L的光记为光77，并用虚线表示。并且，将每一个受光元件560的受光范围记为受光范围80，将每一个受光元件560L的受光范围记为受光范围81。
如图9B所示，受光元件560的受光范围80比受光元件560L的受光范围81小。就是说，受光元件的占有面积越小，每一个受光元件的受光范围越小，不同受光元件间的受光范围的重叠变小。图9B示出如下例子：在衬底59的表面，相邻的受光元件560间受光范围80不重叠，而相邻的受光元件560L间受光范围81的一部分重叠。
图10是示出显示装置10的结构例子的顶面示意图，也是图7A所示的显示装置10的变形例子。图10所示的显示装置10的与图7A所示的显示装置10不同之处在于：只在一部分像素20中设置受光元件560。
当显示装置10具有图10所示的结构时，可以提高显示装置10的驱动频率。因此，例如在显示装置10被用作触摸传感器或近似触摸传感器时，可以迅速地检测出接触或接近显示装置10的物体的位置。因此，例如可以以高速度及高精度检测出接触或接近显示装置10的物体的动作。
<显示装置的截面结构例子>
图11A是对应于图7A中的点划线A1-A2的截面图，图11B是对应于图7A中的点划线B1-B2的截面图。另外，图11C是对应于图7A中的点划线C1-C2的截面图，图11D是对应于图7A中的点划线D1-D2的截面图。并且，图11E是对应于图8A中的点划线B3-B4的截面图。图11A至图11E示出对应于图2A的结构例子。
发光元件550R、发光元件550G、发光元件550B及受光元件560设置在衬底101上。另外，当显示装置10包括发光元件550IR时，发光元件550IR设置在衬底101上。
在本说明书等中，当例如记载为“A上的B”或“A下的B”时，不一定需要具有A和B接触的区域。
图11A示出发光元件550R、发光元件550G及发光元件550B的截面结构例子。另外，图11B示出受光元件560的截面结构例子。
如上所述，发光元件550R包括电极501R、发光单元512R_1、中间层531R、发光单元512R_2、层525R及电极502。发光元件550G包括电极501G、发光单元512G_1、中间层531G、发光单元512G_2、层525G及电极502。发光元件550B包括电极501B、发光单元512B_1、中间层531B、发光单元512B_2、层525B及电极502。受光元件560包括电极501PD、受光单元542及电极502。
电极502和绝缘层131之间设置有空隙。由此，可以抑制电极502接触发光单元512的侧面及受光单元542的侧面。由此，可以抑制发光元件550中的短路以及受光元件560中的短路。
例如发光单元512间的距离越短，越容易形成上述空隙。例如，通过将该距离设定为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10nm以下，可以适当地形成上述空隙。
以覆盖电极501R的端部、电极501G的端部、电极501B的端部及电极501PD的端部的方式设置有绝缘层131。绝缘层131的端部优选为锥形形状。如果不需要，则可以不设置绝缘层131。
例如，发光单元512R_1、发光单元512G_1、发光单元512B_1及受光单元542都具有与电极501的顶面接触的区域以及与绝缘层131的表面接触的区域。另外，发光单元512R_1的端部、发光单元512G_1的端部、发光单元512B_1的端部及受光单元542的端部位于绝缘层131上。
如图11A所示，发射不同颜色光的发光元件550间，例如两个发光单元512间设置有间隙。如此，例如优选以彼此不接触的方式设置发光单元512R_1、发光单元512G_1及发光单元512B_1。另外，例如优选以彼此不接触的方式设置发光单元512R_2、发光单元512G_2及发光单元512B_2。由此，可以适当地防止电流通过相邻的两个发光单元512流过而导致非意图的发光。因此，可以提高显示装置10的对比度，由此可以提高显示装置10的显示质量。
电极502上设置有保护层125。保护层125具有水等杂质从上方扩散到发光元件550及受光元件560的功能。
保护层125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、氧氮化铝膜及氧化铪膜等氧化物膜及氮化物膜。或者，作为保护层125也可以使用铟镓氧化物或铟镓锌氧化物等半导体材料。
在本说明书等中，“氧氮化硅膜”是指在其组成中含氧量多于含氮量的膜。“氮氧化硅膜”是指在其组成中含氮量多于含氧量的膜。
另外，作为保护层125，也可以采用无机绝缘膜和有机绝缘膜的叠层膜。例如，优选具有在一对无机绝缘膜间夹持有机绝缘膜的结构。并且，有机绝缘膜优选被用作平坦化膜。由此，可以实现平坦的有机绝缘膜的顶面，其上的无机绝缘膜的覆盖性得到提高，可以提高阻挡性。另外，因为保护层125的顶面平坦，所以在保护层125的上方设置结构物(例如，滤色片、触摸传感器的电极或透镜阵列等)时可以减轻起因于下方的结构的凹凸形状的影响，所以是优选的。
图11C示出Y方向上的显示装置10的截面结构例子，具体而言示出发光元件550R及受光元件560的截面结构例子。此外，发光元件550G及发光元件550B也可以与发光元件550R同样地排列在Y方向上。
图11D示出连接电极501C和电极502电连接的连接部130。连接部130中连接电极501C上与其接触地设置有电极502，以覆盖电极502的方式设置有保护层125。另外，以覆盖连接电极501C的端部的方式设置有绝缘层131。
在图11E中，除了受光元件560的截面结构例子以外，还示出发光元件550IR的截面结构例子。发光元件550IR包括电极501IR、发光单元512IR_1、中间层531IR、发光单元512IR_2、层525IR及电极502。
发光元件550IR所包括的发光单元512IR_1及发光单元512IR_2包含发射至少在红外光的波长范围具有强度的光的发光性有机化合物。例如，发光单元512IR_1及发光单元512IR_2包含发射在近红外光的波长范围具有强度的光的发光性有机化合物。当显示装置10包括发光元件550IR时，受光元件560所包括的受光单元542例如包含在红外光例如在近红外光的波长范围具有检测灵敏度的有机化合物。
<显示装置的制造方法例子>
以下，参照附图说明本发明的一个方式的显示装置的制造方法的一个例子。在此，以图7A及图11A至图11D所示的显示装置10的制造方法为例进行说明。图12A至图15C是以下例示出的显示装置的制造方法的各工序的截面示意图。图12A至图15C示出对应于图7A中的点划线A1-A2的截面、对应于点划线B1-B2的截面及对应于点划线D1-D2的截面。
构成显示装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜及导电膜等)可以利用溅射法、CVD法、真空蒸镀法、脉冲激光沉积(PLD：Pulsed Laser Deposition)法或ALD法等形成。作为CVD法有等离子体增强化学气相沉积(PECVD：Plasma Enhanced CVD)法或热CVD法等。此外，作为热CVD法之一，有有机金属化学气相沉积(MOCVD：Metal Organic CVD)法。
此外，构成显示装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜、导电膜等)可以利用旋涂法、浸渍法、喷涂法、喷墨法、分配器法、丝网印刷法、胶版印刷法、刮刀(doctor knife)法、狭缝式涂布法、辊涂法、帘式涂布法或刮刀式涂布法等方法形成。
此外，当对构成显示装置的薄膜进行加工时，例如可以利用光刻法等。除此之外，还可以利用纳米压印法、喷砂法或剥离法等对薄膜进行加工。
光刻法典型地有如下两种方法。一个是在要进行加工的薄膜上形成抗蚀剂掩模，例如通过蚀刻对该薄膜进行加工，并去除抗蚀剂掩模的方法。另一个是在沉积感光性薄膜之后，进行曝光及显影来将该薄膜加工为所希望的形状的方法。
在光刻法中，作为用于曝光的光，例如可以使用i线(波长365nm)、g线(波长436nm)、h线(波长405nm)或将这些光混合了的光。另外，还可以使用紫外光、KrF激光或ArF激光等。此外，也可以利用液浸曝光技术进行曝光。此外，作为用于曝光的光，也可以使用极紫外(EUV：Extreme Ultra-violet)光或X射线等。此外，也可以使用电子束代替用于曝光的光。当使用极紫外光、X射线或电子束时，可以进行极其精细的加工，所以是优选的。另外，在通过电子束等光束的扫描进行曝光时，不需要光掩模。
在薄膜的蚀刻中，可以利用干蚀刻法、湿蚀刻法或喷砂法等。
为了制造显示装置10，首先准备衬底101。作为衬底101，可以使用至少具有能够承受后面的热处理程度的耐热性的衬底。在使用绝缘衬底作为衬底101的情况下，可以使用玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、陶瓷衬底或有机树脂衬底等。此外，还可以使用以硅或碳化硅等为材料的单晶半导体衬底或多晶半导体衬底、以硅锗等为材料的化合物半导体衬底或SOI衬底等半导体衬底。
接着，在衬底101上形成电极501R、电极501G、电极501B、电极501PD及连接电极501C。首先，沉积导电膜，通过光刻法形成抗蚀剂掩模，通过蚀刻去除导电膜的不需要的部分。然后，去除抗蚀剂掩模，由此可以形成电极501R、电极501G及电极501B。
当作为上述导电膜使用对可见光具有反射性的导电膜时，优选使用可见光的波长区域整体上的反射率尽量高的材料(例如，银或铝等)。由此，不但可以提高发光元件的光提取效率，还可以提高颜色再现性。
接着，以覆盖电极501R、电极501G、电极501B及电极501PD的端部的方式形成绝缘层131(图12A)。作为绝缘层131，可以使用有机绝缘膜或无机绝缘膜。绝缘层131的端部优选为锥形形状，以提高后面的膜的台阶覆盖性。尤其是，在使用有机绝缘膜时优选使用感光性材料，由此易于根据曝光及显影的条件而控制端部形状。作为绝缘层131也可以使用无机绝缘膜。通过作为绝缘层131使用无机绝缘膜，可以使显示装置10为高清晰显示装置。
接着，在电极501R、电极501G、电极501B、电极501PD及绝缘层131上形成后面成为发光单元512R_1的层512Rf_1。具体而言，依次沉积后面成为层521的膜、成为层522的膜、成为发光层523R的发光膜及成为层524的膜。然后，在层512Rf_1上沉积后面成为中间层531R的中间膜531Rf。
接着，在中间膜531Rf上形成后面成为发光单元512R_2的层512Rf_2。具体而言，依次沉积后面成为层522的膜、成为发光层523R的发光膜及成为层524的膜。然后，在层512Rf_2上沉积后面成为层525R的膜525Rf。
层512Rf_1所包括的膜、中间膜531Rf、层512Rf_2所包括的膜及膜525Rf例如可以通过蒸镀法、溅射法或喷墨法等形成。注意，不局限于此，可以适当地利用上述沉积方法。
层512Rf_1、中间膜531Rf、层512Rf_2及膜525Rf优选以不设置在连接电极501C上的方式形成。例如，当利用蒸镀法或溅射法形成层512Rf_1所包括的膜、中间膜531Rf、层512Rf_2所包括的膜及膜525Rf时，优选利用遮蔽掩模进行形成，以避免层512Rf_1所包括的膜、中间膜531Rf、层512Rf_2所包括的膜及膜525Rf沉积在连接电极501C上。
接着，在膜525Rf上沉积牺牲膜141a。另外，牺牲膜141a可以以与连接电极501C的顶面接触的方式设置。
牺牲膜141a可以使用对膜525Rf、层512Rf_2所包括的膜、中间膜531Rf及层512Rf_1所包括的膜的蚀刻处理具有高耐性的膜，即蚀刻选择比大的膜。另外，牺牲膜141a可以使用相对于后面说明的保护膜143a等保护膜的蚀刻选择比大的膜。并且，牺牲膜141a可以使用可通过给膜525Rf、层512Rf_2所包括的膜、中间膜531Rf及层512Rf_1所包括的膜带来的损伤少的湿蚀刻法去除的膜。
作为牺牲膜141a例如可以使用金属膜、合金膜、金属氧化物膜、半导体膜或无机绝缘膜等无机膜。或者，牺牲膜141a可以利用溅射法、蒸镀法、CVD法或ALD法等各种沉积方法形成。
作为牺牲膜141a，例如可以使用金、银、铂、镁、镍、钨、铬、钼、铁、钴、铜、钯、钛、铝、钇、锆及钽等金属材料或者包含该金属材料的合金材料。尤其优选使用铝或银等低熔点材料。
另外，作为牺牲膜141a可以使用铟镓锌氧化物(In-Ga-Zn氧化物，也记为IGZO)等金属氧化物。并且，可以使用氧化铟、铟锌氧化物(In-Zn氧化物)、铟锡氧化物(In-Sn氧化物)、铟钛氧化物(In-Ti氧化物)、铟锡锌氧化物(In-Sn-Zn氧化物)、铟钛锌氧化物(In-Ti-Zn氧化物)或铟镓锡锌氧化物(In-Ga-Sn-Zn氧化物)等。或者，也可以使用包含硅的铟锡氧化物等。
注意，也可以用于使用元素M(M为选自铝、硅、硼、钇、铜、钒、铍、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁中的一种或多种)代替上述镓的情况。
另外，作为牺牲膜141a可以使用氧化铝、氧化铪或氧化硅等无机绝缘材料。
作为牺牲膜141a，优选使用能够溶解于如下溶剂的材料，该溶剂至少相对于膜525Rf在化学上稳定。尤其是，可以将溶解于水或醇的材料适当地用于牺牲膜141a。当沉积牺牲膜141a时，优选的是，在溶解于水或醇等溶剂的状态下以湿式的沉积方法涂布牺牲膜141a，然后进行用来使溶剂蒸发的加热处理。此时，优选在减压气氛下进行加热处理，由此可以在低温且短时间下去除溶剂，而可以降低给膜525Rf、层512Rf_2、中间膜531Rf及层512Rf_1带来的热损伤。
作为可用于牺牲膜141a的形成的湿式沉积方法，有旋涂法、浸渍法、喷涂法、喷墨法、分配器法、丝网印刷法、胶版印刷法、刮刀(doctor knife)法、狭缝式涂布法、辊涂法、帘式涂布法或刮刀式涂布法等。
作为牺牲膜141a，可以使用聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚甘油、普鲁兰、水溶性纤维素或者醇可溶性聚酰胺树脂等有机材料。
接着，在牺牲膜141a上形成保护膜143a(图12B)。
保护膜143a是被用作后面对牺牲膜141a进行蚀刻时的硬掩模的膜。另外，在后面的保护膜143a的加工时，牺牲膜141a露出。因此，作为牺牲膜141a和保护膜143a，选择它们之间的蚀刻选择比大的膜的组合。由此，可以根据牺牲膜141a的蚀刻条件以及保护膜143a的蚀刻条件而选择可用作保护膜143a的膜。
例如，在作为保护膜143a的蚀刻利用使用含有氟的气体(也称为氟类气体)的干蚀刻时，可以将硅、氮化硅、氧化硅、钨、钛、钼、钽、氮化钽、含有钼及铌的合金或者含有钼及钨的合金等用于保护膜143a。在此，作为相对于上述使用氟类气体的干蚀刻的蚀刻选择比很大(换言之，可以使蚀刻速率慢)的膜，例如有IGZO或ITO等金属氧化物膜，可以将上述膜用于牺牲膜141a。
注意，不局限于此，保护膜143a可以根据牺牲膜141a的蚀刻条件以及保护膜143a的蚀刻条件从各种材料中选择。例如，也可以从可用于上述牺牲膜141a的膜中选择。
另外，作为保护膜143a，例如可以使用氮化物膜。具体而言，也可以使用氮化硅、氮化铝、氮化铪、氮化钛、氮化钽、氮化钨、氮化镓或氮化锗等氮化物。
或者，作为保护膜143a可以使用氧化物膜。典型的是，可以使用氧化硅、氧氮化硅、氧化铝、氧氮化铝、氧化铪或氧氮化铪等氧化物膜或氧氮化物膜。
接着，在保护膜143a上且与电极501R重叠的位置、以及与连接电极501C重叠的位置上分别形成抗蚀剂掩模145a(图12C)。
抗蚀剂掩模145a可以使用正型抗蚀剂材料或负型抗蚀剂材料等的含有感光性树脂的抗蚀剂材料。
在此，当不形成保护膜143a而在牺牲膜141a上形成抗蚀剂掩模145a时，在牺牲膜141a中有针孔等缺陷的情况下，例如有可能因抗蚀剂材料的溶剂而膜525Rf溶解。通过使用保护膜143a，可以防止发生这种不良。
当作为牺牲膜141a使用不容易产生针孔等缺陷的膜时，也可以不使用保护膜143a而在牺牲膜141a上直接形成抗蚀剂掩模145a。
接着，通过蚀刻去除保护膜143a的不被抗蚀剂掩模145a覆盖的部分，形成保护层149a。与此同时，在连接电极501C上也形成保护层149a。
当对保护膜143a进行蚀刻时，优选采用选择比大的蚀刻条件以防止牺牲膜141a由于该蚀刻被去除。保护膜143a的蚀刻可以利用湿蚀刻或干蚀刻进行，但通过利用干蚀刻，可以抑制保护膜143a的图案缩小。
接着，去除抗蚀剂掩模145a(图12D)。
抗蚀剂掩模145a的去除可以利用湿蚀刻或干蚀刻进行。尤其优选的是，利用将氧气体用作蚀刻气体的干蚀刻(也称为等离子体灰化)去除抗蚀剂掩模145a。
此时，在膜525Rf上设置有牺牲膜141a的状态下去除抗蚀剂掩模145a，所以给膜525Rf、层512Rf_2、中间膜531Rf及层512Rf_1带来的影响得到抑制。尤其适合于等离子体灰化等使用氧气体的蚀刻的情况，这是因为在层512Rf_1及层512Rf_2与氧气接触时，电特性有可能受到负面影响。
接着，将保护层149a用作掩模，通过蚀刻去除牺牲膜141a的不被保护层149a覆盖的部分，形成牺牲层147a(图13A)。与此同时，在连接电极501C上也形成牺牲层147a。
牺牲膜141a的蚀刻可以利用湿蚀刻或干蚀刻进行，但优选利用干蚀刻法，由此可以抑制图案的缩小。
接着，在通过蚀刻去除保护层149a的同时，通过蚀刻去除不被牺牲层147a覆盖的膜525Rf、层512Rf_2、中间膜531Rf及层512Rf_1的一部分，由此形成层525R、发光单元512R_2、中间层531R及发光单元512R_1(图13B)。
尤其是，在膜525Rf、层512Rf_2、中间膜531Rf及层512Rf_1的蚀刻中优选采用使用不包含氧作为主要成分的蚀刻气体的干蚀刻。由此，可以抑制膜525Rf、层512Rf_2、中间膜531Rf及层512Rf_1的变质，可以实现一种可靠性高的显示装置。作为不包含氧作为主要成分的蚀刻气体例如可以举出CF4、C4F8、SF6、CHF3、Cl2、H2O、BCl3、H2或贵气体。作为贵气体例如可以使用氦。另外，可以将上述气体与不包含氧的稀释气体的混合气体用作蚀刻气体。
接着，在牺牲层147a、绝缘层131、电极501G、电极501B及电极501PD上依次沉积后面成为发光单元512G_1的层512Gf_1、后面成为中间层531G的中间膜531Gf、后面成为发光单元512G_2的层512Gf_2及后面成为层525G的膜525Gf。此时，优选在连接电极501C上没有设置层512Gf_1、中间膜531Gf、层512Gf_2及膜525Gf。
关于层512Gf_1所包括的膜、中间膜531Gf、层512Gf_2所包括的膜及膜525Gf的沉积方法等可以援用上述层512Rf_1所包括的膜、中间膜531Rf、层512Rf_2所包括的膜及膜525Rf的沉积方法等的记载。
接着，在膜525Gf上形成牺牲膜141b。牺牲膜141b可以以与上述牺牲膜141a同样的方法形成。尤其是，牺牲膜141b优选使用与牺牲膜141a相同的材料。
与此同时，在连接电极501C上以覆盖牺牲层147a的方式沉积牺牲膜141b。
接着，在牺牲膜141b上形成保护膜143b。保护膜143b可以使用与上述保护膜143a同样的方法形成。尤其是，保护膜143b优选使用与上述保护膜143a相同的材料。
接着，在保护膜143b上且与电极501G重叠的区域、以及与连接电极501C重叠的区域形成抗蚀剂掩模145b(图13C)。
抗蚀剂掩模145b可以使用与上述抗蚀剂掩模145a同样的方法形成。
接着，通过蚀刻去除保护膜143b的不被抗蚀剂掩模145b覆盖的部分，形成保护层149b。与此同时，在连接电极501C上也形成保护层149b。
关于保护膜143b的蚀刻可以援用上述保护膜143a的记载。
接着，去除抗蚀剂掩模145b(图14A)。关于抗蚀剂掩模145b的去除，可以援用上述抗蚀剂掩模145a的记载。
接着，将保护层149b用作掩模，通过蚀刻去除牺牲膜141b的不被保护层149b覆盖的部分，形成牺牲层147b。与此同时，在连接电极501C上也形成牺牲层147b。连接电极501C上层叠有牺牲层147a和牺牲层147b。
关于牺牲膜141b的蚀刻可以援用上述牺牲膜141a的记载。
接着，在通过蚀刻去除保护层149b的同时，通过蚀刻去除不被牺牲层147b覆盖的膜525Gf、层512Gf_2、中间膜531Gf及层512Gf_1的一部分，由此形成层525G、发光单元512G_2、中间层531G及发光单元512G_1(图14B)。
关于膜525Gf、层512Gf_2、中间膜531Gf、层512Gf_1及保护层149b的蚀刻可以援用上述膜525Rf、层512Rf_2、中间膜531Rf、层512Rf_1及保护层149a的记载。
此时，层525R、发光单元512R_2、中间层531R及发光单元512R_1因为被牺牲层147a保护所以可以防止在膜525Gf、层512Gf_2、中间膜531Gf及层512Gf_1的蚀刻工序中受伤。
通过上述步骤，可以以高位置精度分别形成发光单元512R_1、中间层531R、发光单元512R_2、层525R以及发光单元512G_1、中间层531G、发光单元512G_2、层525G。
通过与以上工序同样的工序可以形成发光单元512B_1、中间层531B、发光单元512B_2、层525B及牺牲层147c(图14C)。连接电极501C上层叠有牺牲层147a、牺牲层147b及牺牲层147c。
在形成发光单元512B_1、中间层531B、发光单元512B_2、层525B及牺牲层147c之后，通过与上述工序同样的工序形成受光单元542及牺牲层147d(图14D)。连接电极501C上层叠有牺牲层147a、牺牲层147b、牺牲层147c及牺牲层147d。
另外，当制造包括发光元件550IR的显示装置时，例如在形成发光单元512B_1、中间层531B、发光单元512B_2、层525B及牺牲层147c之后且形成受光单元542及牺牲层147d之前，通过与上述工序同样的工序形成发光单元512IR_1、中间层531IR、发光单元512IR_2、层525IR及牺牲层。此时，连接电极501C上层叠有五层牺牲层。
接着，去除牺牲层147a、牺牲层147b、牺牲层147c及牺牲层147d，使层525R的顶面、层525G的顶面、层525B的顶面及受光单元542的顶面露出(图15A)。与此同时，连接电极501C的顶面也被露出。
牺牲层147a、牺牲层147b、牺牲层147c及牺牲层147d可以利用湿蚀刻或干蚀刻去除。此时，优选利用尽可能不给发光单元512、中间层531、层525及受光单元542带来损伤的方法。尤其优选利用湿蚀刻法。例如，优选利用使用四甲基氢氧化铵水溶液(TMAH)、稀氢氟酸、草酸、磷酸、醋酸、硝酸或它们的混合液体的湿蚀刻。
或者，优选用水或醇等溶剂将牺牲层147a、牺牲层147b、牺牲层147c及牺牲层147d溶解并去除。在此，作为有可能溶解牺牲层147a、牺牲层147b、牺牲层147c及牺牲层147d的醇，可以使用乙醇、甲醇、异丙醇(IPA)或甘油等各种醇。
为了在去除牺牲层147a、牺牲层147b、牺牲层147c及牺牲层147d之后去除包含在发光单元512及受光单元542等内部的水及吸附于表面的水，优选进行干燥处理。例如，优选在惰性气体气氛或减压气氛下进行加热处理。加热处理可以在50℃以上且200℃以下、优选为60℃以上且150℃以下、更优选为70℃以上且120℃以下的衬底温度下进行。通过采用减压气氛，可以在更低温度下进行干燥，所以是优选的。
如此，可以分别形成发光单元512R、发光单元512G、发光单元512B及受光单元542等。
接着，在层525R、层525G、层525B、受光单元542及连接电极501C上形成电极502(图15B)。如上所述，在电极502和绝缘层131之间可以形成空隙。
电极502可以利用蒸镀法或溅射法等沉积方法形成。或者，也可以层叠利用蒸镀法形成的膜和利用溅射法形成的膜。电极502优选使用遮蔽掩模形成。
电极502在显示部的外部与连接电极501C电连接。
接着，在电极502上形成保护层125(图15C)。用于保护层125的无机绝缘膜优选利用溅射法、PECVD法或ALD法沉积。尤其优选的是ALD法，因为台阶覆盖性优异且不容易产生针孔等缺陷。另外，有机绝缘膜优选利用喷墨法沉积，由此在所希望的区域上可以形成均匀膜。
由此，可以制造显示装置10。
如上所述，在本发明的一个方式的显示装置的制造方法中，可以不使用金属掩模等荫罩而分别制造发光元件550。由此，与使用荫罩分别制造发光元件550的情况相比，可以使得子像素更加微型化，可以提高像素的开口率。另外，因为可以分别形成发光单元512，所以可以实现极为鲜明、对比度极高且显示质量极高的显示装置。
通过使子像素微型化，在子像素中可以设置无助于显示的子像素。例如，可以将包括受光元件560的子像素设置在像素中，并且可以将包括发射红外光的发光元件550IR的子像素设置在像素中。在本发明的一个方式的显示装置中，即使在将这样无助于显示的子像素设置在像素中的情况下，也可以抑制像素密度值变小。例如，可以将像素密度设定为400ppi以上、可以设定为1000ppi以上、可以设定为3000ppi以上或者可以设定为5000ppi以上。
本实施方式所示的结构例子及对应于这些例子的附图等的至少一部分可以与其他结构例子或附图等适当地组合。
本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。
(实施方式2)
在本实施方式中，对本发明的一个方式的显示装置的结构例子进行说明。
[结构例子1]
图16是示出显示装置100的结构例子的立体图。显示装置100具有贴合衬底151与衬底152的结构。在图16中，以虚线表示衬底152。
显示装置100包括显示部162、电路164及布线165等。图16示出在显示装置100中安装有IC(集成电路)173、FPC172的例子。因此，也可以将图16所示的结构称为包括显示装置、IC及FPC的显示模块。
电路164例如可以是栅极驱动器。例如可以向电路164通过布线165供应信号及电力。例如可以将该信号及电力从显示装置10的外部通过FPC172输入到布线165。或者，该信号及电力可以由IC173生成并被输出到布线165。
虽然图16示出以COG(Chip On Glass：玻璃覆晶封装)方式在衬底151上设置IC173的例子，但是也可以使用TCP(Tape Carrier Package：带载封装)方式或COF(Chip OnFilm：覆晶薄膜封装)方式等。
图17是示出图16所示的显示装置100中包括FPC172的区域的一部分、包括电路164的区域的一部分、包括显示部162的区域的一部分及包括端部的区域的一部分的截面的一个例子的图。将图17所示的显示装置100记载为显示装置100A。
显示装置100A在衬底151和衬底152之间包括晶体管201、晶体管141、晶体管142、发光元件550及受光元件560等。
衬底152及绝缘层214通过粘合层242粘合。作为对发光元件550及受光元件560的密封，可以采用固体密封结构或中空密封结构等。由衬底152、粘合层242及绝缘层214围绕的空间143填充有惰性气体(氮气或氩气等)，采用中空密封结构。粘合层242也可以与发光元件550重叠。此外，由衬底152、粘合层242及绝缘层214围绕的区域也可以填充有与粘合层242不同的树脂。
发光元件550所包括的电极501通过形成在绝缘层214中的开口与晶体管141所包括的导电层222b电连接。晶体管142具有控制发光元件550的驱动的功能。受光元件560所包括的电极501PD通过形成在绝缘层214中的开口与晶体管142所包括的导电层222b电连接。
发光元件550所发射的光射出到衬底152一侧。此外，光通过衬底152及空间143入射到受光元件560。衬底152优选使用对可见光及红外光的透过性高的材料。
衬底152的衬底151一侧的表面设置有遮光层148。遮光层148在与受光元件560重叠的位置及与发光元件550重叠的位置具有开口。此外，与受光元件560重叠的位置设置有遮蔽紫外光的滤光片146。注意，也可以不设置滤光片146。
晶体管201、晶体管141及晶体管142都形成在衬底151上。这些晶体管可以使用同一材料及同一工序形成。
在衬底151上依次设置有绝缘层211、绝缘层213、绝缘层215及绝缘层214。绝缘层211的一部分用作各晶体管的栅极绝缘层。绝缘层213的一部分用作各晶体管的栅极绝缘层。绝缘层215以覆盖晶体管的方式设置。绝缘层214以覆盖晶体管的方式设置，并被用作平坦化层。此外，对栅极绝缘层的个数及覆盖晶体管的绝缘层的个数没有特别的限制，既可以为一个，又可以为两个以上。
优选的是，将水或氢等杂质不容易扩散的材料用于覆盖晶体管的绝缘层中的至少一层。由此，可以将绝缘层用作阻挡层。通过采用这种结构，可以有效地抑制杂质从外部扩散到晶体管中，从而可以提高显示装置的可靠性。
作为绝缘层211、绝缘层213及绝缘层215优选使用无机绝缘膜。作为无机绝缘膜，例如可以使用氮化硅膜、氧氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、氧化铝膜或氮化铝膜。此外，也可以使用氧化铪膜、氧化钇膜、氧化锆膜、氧化镓膜、氧化钽膜、氧化镁膜、氧化镧膜、氧化铈膜或氧化钕膜。此外，也可以层叠上述绝缘膜中的两个以上。
用作平坦化层的绝缘层214优选使用有机绝缘膜。作为能够用于有机绝缘膜的材料，例如可以使用丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、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、酚醛树脂及这些树脂的前体等。
这里，有机绝缘膜的杂质阻挡性在很多情况下低于无机绝缘膜。因此，有机绝缘膜优选在显示装置100A的端部附近包括开口。由此，可以抑制从显示装置100A的端部通过有机绝缘膜扩散杂质。此外，也可以以其端部位于显示装置100A的端部的内侧的方式形成有机绝缘膜，以使有机绝缘膜不暴露于显示装置100A的端部。
在图17所示的区域228中，在绝缘层214中形成有开口。由此，即使在作为绝缘层214使用有机绝缘膜的情况下，也可以抑制杂质从外部通过绝缘层214扩散到显示部162。由此，可以提高显示装置100A的可靠性。
晶体管201、晶体管141及晶体管142包括：用作栅极的导电层221；用作栅极绝缘层的绝缘层211；用作源极及漏极的导电层222a及导电层222b；半导体层231；用作栅极绝缘层的绝缘层213；以及用作栅极的导电层223。在此，对通过同一导电膜进行加工而得到的多个层附有相同的阴影线。绝缘层211位于导电层221与半导体层231之间。绝缘层213位于导电层223与半导体层231之间。
对本实施方式的显示装置所包括的晶体管结构没有特别的限制。例如，可以采用平面型晶体管、交错型晶体管或反交错型晶体管等。此外，晶体管可以具有顶栅结构或底栅结构。或者，也可以在形成沟道的半导体层上下设置有栅极。
作为晶体管201、晶体管141及晶体管142，采用两个栅极夹着形成沟道的半导体层的结构。此外，也可以连接两个栅极，并通过对该两个栅极供应同一信号来驱动晶体管。或者，也可以对两个栅极中的一个施加用来控制晶体管的阈值电压的电位，对另一个施加用来进行驱动的电位。
对用于晶体管的半导体材料的结晶性也没有特别的限制，可以使用非晶半导体、单晶半导体或者单晶半导体以外的具有结晶性的半导体(微晶半导体、多晶半导体或其一部分具有结晶区域的半导体)。当使用单晶半导体或具有结晶性的半导体时，可以抑制晶体管的特性劣化，所以是优选的。
晶体管的半导体层优选包含金属氧化物(也称为氧化物半导体)。此外，晶体管的半导体层也可以包含硅。作为硅，例如可以举出非晶硅、结晶硅(低温多晶硅或单晶硅等)。
如上所述，在半导体层包含金属氧化物的情况下，金属氧化物优选至少包含铟或锌。尤其优选包含铟及锌。另外，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。
电路164所包括的晶体管和显示部162所包括的晶体管既可以具有相同的结构，又可以具有不同的结构。电路164所包括的多个晶体管既可以具有相同的结构，又可以具有两种以上的不同的结构。与此同样，显示部162所包括的多个晶体管既可以具有相同的结构，又可以具有两种以上的结构。
衬底151与衬底152不重叠的区域中设置有连接部204。在连接部204中，布线165通过导电层166及连接层244与FPC172电连接。在连接部204的顶面上露出对与电极501相同的导电膜进行加工而获得的导电层166。因此，通过连接层244可以使连接部204与FPC172电连接。
可以在衬底152的外侧配置各种光学构件。作为光学构件，可以举出偏振片、相位差板、光扩散层(扩散薄膜等)、防反射层及聚光薄膜(condensing film)等。此外，在衬底152的外侧也可以配置抑制尘埃的附着的抗静电膜、不容易被弄脏的具有拒水性的膜、抑制随着使用而导致的损伤的硬涂膜或冲击吸收层等。
衬底151及衬底152可以使用玻璃、石英、陶瓷、蓝宝石以及树脂等。
作为粘合层，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、热固化粘合剂或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)树脂或EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)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，例如也可以使用粘合薄片。
作为连接层244，可以使用各向异性导电膜(ACF：Anisotropic Conductive Film)或各向异性导电膏(ACP：Anisotropic Conductive Paste)等。
作为可用于晶体管的栅极、源极及漏极和构成显示装置的各种布线及电极等导电层的材料，可以举出铝、钛、铬、镍、铜、钇、锆、钼、银、钽及钨等金属、以及以上述金属为主要成分的合金等。可以使用包含这些材料的膜的单层或叠层。
此外，作为具有透光性的导电材料，可以使用氧化铟、铟锡氧化物、铟锌氧化物、氧化锌、包含镓的氧化锌等导电氧化物或石墨烯。或者，可以使用金、银、铂、镁、镍、钨、铬、钼、铁、钴、铜、钯及钛等金属材料、以及包含该金属材料的合金材料。或者，还可以使用该金属材料的氮化物(例如，氮化钛)等。此外，当使用金属材料、合金材料(或者它们的氮化物)时，优选将其形成得薄到具有透光性。此外，可以使用上述材料的叠层膜作为导电层。例如，通过使用银和镁的合金与铟锡氧化物的叠层膜，可以提高导电性，所以是优选的。上述材料也可以用于构成显示装置的各种布线及电极等导电层以及显示元件所包括的导电层(被用作像素电极或公共电极的导电层)。
作为可用于各绝缘层的绝缘材料，例如可以举出丙烯酸树脂或环氧树脂等树脂、无机绝缘材料诸如氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅或氧化铝等。
[结构例子2]
图18是示出显示装置100B的结构例子的截面图，也是显示装置100A的变形例子。显示装置100B的与显示装置100A不同之处在于：包括衬底153、粘合层155及绝缘层212代替衬底151；以及包括衬底154、粘合层156及绝缘层158代替衬底152。
在显示装置100B中，衬底153和绝缘层212由粘合层155贴合。衬底154和绝缘层158由粘合层156贴合。
当制造图18所示的显示装置100B时，首先，由粘合层242贴合设置有绝缘层212、各晶体管、发光元件550及受光元件560等的第一制造衬底与设置有绝缘层158、遮光层148及滤光片146等的第二制造衬底。然后，在将第一制造衬底剥离而露出的表面上使用粘合层155贴合衬底153。由此，将形成在第一制造衬底上的各构成要素转置到衬底153上。另外，在将第二制造衬底剥离而露出的表面上使用粘合层156贴合衬底154。由此，将形成在第二制造衬底上的各构成要素转置到衬底154上。衬底153及衬底154优选具有柔性。由此，显示装置100B可以具有柔性。就是说，可以实现作为柔性显示器的显示装置100B。
作为绝缘层212及绝缘层158，可以使用可以用于绝缘层211、绝缘层213及绝缘层215的无机绝缘膜。
[结构例子3]
图19是示出显示装置100C的结构例子的截面图。显示装置100C包括衬底301、发光元件550、受光元件560、电容器240及晶体管310。衬底301例如相当于图16中的衬底151。
晶体管310是在衬底301中具有沟道形成区域的晶体管。作为衬底301，例如可以使用单晶硅衬底等半导体衬底。晶体管310包括衬底301的一部分、导电层311、低电阻区域312、绝缘层313及绝缘层314。导电层311被用作栅电极。绝缘层313位于衬底301和导电层311之间，并被用作栅极绝缘层。低电阻区域312是在衬底301中掺杂了杂质的区域，被用作源极或漏极。绝缘层314以覆盖导电层311的侧面的方式设置。
另外，相邻的两个晶体管310之间以嵌入衬底301中的方式设置有元件分离层315。
另外，以覆盖晶体管310的方式设置有绝缘层261，绝缘层261上设置有电容器240。
电容器240包括导电层241、导电层245、位于它们之间的绝缘层243。导电层241被用作电容器240的一个电极，导电层245被用作电容器240的另一个电极，绝缘层243被用作电容器240的电介质。
导电层241设置在绝缘层261上，并嵌入绝缘层254中。导电层241通过嵌入绝缘层261中的插头271与晶体管310的源极和漏极中的一个电连接。绝缘层243以覆盖导电层241的方式设置。导电层245设置在隔着绝缘层243与导电层241重叠的区域中。
以覆盖电容器240的方式设置有绝缘层255，绝缘层255上设置有发光元件550及受光元件560等。发光元件550及受光元件560上设置有保护层125，保护层125的顶面上由树脂层419贴合有衬底420。衬底420例如相当于图16中的衬底152。
发光元件550的电极501及受光元件560的电极501PD通过嵌入绝缘层255及绝缘层243中的插头256、嵌入绝缘层254中的导电层241以及嵌入绝缘层261中的插头271与晶体管310的源极和漏极中的一个电连接。
[结构例子4]
图20是示出显示装置100D的结构例子的截面图。显示装置100D的与显示装置100C主要不同之处在于：晶体管结构。注意，有时省略与显示装置100C同样的部分的说明。
晶体管320是在形成沟道的半导体层中使用金属氧化物的晶体管(以下，也称为OS晶体管)。
晶体管320包括半导体层321、绝缘层323、导电层324、一对导电层325、绝缘层326及导电层327。
衬底331例如相当于图16中的衬底151。作为衬底331，可以使用绝缘性衬底或半导体衬底。
衬底331上设置有绝缘层332。绝缘层332被用作如下阻挡层，即防止水或氢等杂质从衬底331扩散到晶体管320以及氧从半导体层321向绝缘层332一侧脱离。作为绝缘层332例如可以使用氧化铝膜、氧化铪膜、氮化硅膜等与氧化硅膜相比不容易扩散氢或氧的膜。
绝缘层332上设置有导电层327，以覆盖导电层327的方式设置有绝缘层326。导电层327被用作晶体管320的第一栅电极，绝缘层326的一部分被用作第一栅极绝缘层。绝缘层326的至少与半导体层321接触的部分优选使用氧化硅膜等氧化物绝缘膜。绝缘层326的顶面优选被平坦化。
半导体层321设置在绝缘层326上。半导体层321优选包括具有半导体特性的金属氧化物膜。
一对导电层325以与半导体层321的顶面接触的方式设置，并被用作源电极及漏电极。
另外，以覆盖一对导电层325的顶面及侧面、以及半导体层321的侧面等的方式设置有绝缘层328，绝缘层328上设置有绝缘层264。绝缘层328可以被用作如下阻挡层，即水或氢等杂质从绝缘层264等扩散到半导体层321以及氧从半导体层321脱离。作为绝缘层328，可以使用与上述绝缘层332同样的绝缘膜。
绝缘层328及绝缘层264中设置有到达半导体层321的开口。在该开口的内部嵌入与绝缘层264、绝缘层328及导电层325的侧面以及半导体层321的顶面接触的绝缘层323、以及导电层324。导电层324被用作第二栅电极，绝缘层323被用作第二栅极绝缘层。
导电层324的顶面、绝缘层323的顶面及绝缘层264的顶面被进行平坦化处理以使高度大致一致，以覆盖它们的方式设置有绝缘层329及绝缘层265。
绝缘层264及绝缘层265被用作层间绝缘层。绝缘层329被用作水或氢等杂质从绝缘层265等扩散到晶体管320的阻挡层。作为绝缘层329，可以使用与上述绝缘层328及绝缘层332同样的绝缘膜。
与一对导电层325中的一个电连接的插头274以嵌入绝缘层265、绝缘层329、绝缘层264及绝缘层328中的方式设置。在此，插头274优选包括覆盖绝缘层265、绝缘层329、绝缘层264及绝缘层328中的开口的侧面及导电层325的顶面的一部分的导电层274a以及与导电层274a的顶面接触的导电层274b。此时，作为导电层274a，优选使用不容易扩散氢及氧的导电材料。
显示装置100D中的绝缘层254至衬底420的结构与显示装置100C同样。
[结构例子5]
图21是示出显示装置100E的结构例子的截面图。在显示装置100E中，层叠有沟道形成于衬底301的晶体管310及形成沟道的半导体层含有金属氧化物的晶体管320。注意，有时省略与显示装置100C或显示装置100D同样的部分的说明。
以覆盖晶体管310的方式设置有绝缘层261，并且绝缘层261上设置有导电层251。此外，以覆盖导电层251的方式设置有绝缘层262，并且绝缘层262上设置有导电层252。导电层251及导电层252都被用作布线。此外，以覆盖导电层252的方式设置有绝缘层263及绝缘层332，并且绝缘层332上设置有晶体管320。此外，以覆盖晶体管320的方式设置有绝缘层265，并且在绝缘层265上设置有电容器240。电容器240与晶体管320通过插头274电连接。
晶体管320可以用作构成像素电路的晶体管。此外，晶体管310可以用作构成像素电路的晶体管或构成用来驱动该像素电路的驱动电路(栅极线驱动电路、源极线驱动电路)的晶体管。此外，晶体管310及晶体管320可以用作构成运算电路或存储电路等各种电路的晶体管。
借助于这种结构，在发光元件正下不但可以形成像素电路例如还可以形成驱动电路，因此与在显示部的周围设置驱动电路的情况相比，可以使显示装置小型化。
本实施方式所示的结构例子及对应于这些例子的附图等的至少一部分可以与其他结构例子或附图等适当地组合。
本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。
(实施方式3)
在本实施方式中，说明可用于上述实施方式中说明的OS晶体管的金属氧化物。
金属氧化物优选至少包含铟或锌。尤其优选包含铟及锌。此外，除此之外，优选还包含铝、镓、钇或锡等。此外，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。
此外，金属氧化物可以通过溅射法、MOCVD法等CVD法或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，可以举出非晶(包括completely amorphous)、CAAC(c-axis-aligned crystalline)、nc(nanocrystalline)、CAC(cloud-alignedcomposite)、单晶(single crystal)及多晶(polycrystal)等。
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。例如，可以使用GIXD(Grazing-Incidence XRD)测定测得的XRD谱进行评价。此外，将GIXD法也称为薄膜法或Seemann-Bohlin法。
例如，石英玻璃衬底的XRD谱的峰形状大致为左右对称。另一方面，具有结晶结构的IGZO膜的XRD谱的峰形状不是左右对称。XRD谱的峰形状是左右不对称说明膜中或衬底中存在结晶。换言之，除非XRD谱的峰形状左右对称，否则不能说膜或衬底处于非晶状态。
此外，可以使用通过纳米束电子衍射法(NBED：Nano Beam ElectronDiffraction)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，可以确认石英玻璃处于非晶状态。此外，以室温沉积的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。因此可以推测，以室温沉积的IGZO膜处于既不是晶态也不是非晶态的中间态，不能得出该IGZO膜是非晶态的结论。
<<氧化物半导体的结构>>
此外，在注目于氧化物半导体的结构的情况下，有时氧化物半导体的分类与上述分类不同。例如，氧化物半导体可以分类为单晶氧化物半导体和除此之外的非单晶氧化物半导体。作为非单晶氧化物半导体，例如可以举出上述CAAC-OS及nc-OS。此外，在非单晶氧化物半导体中包含多晶氧化物半导体、a-like OS(amorphous-like oxidesemiconductor)及非晶氧化物半导体等。
在此，对上述CAAC-OS、nc-OS及a-like OS的详细内容进行说明。
[CAAC-OS]
CAAC-OS是包括多个结晶区域的氧化物半导体，该多个结晶区域的c轴取向于特定的方向。此外，特定的方向是指CAAC-OS膜的厚度方向、CAAC-OS膜的被形成面的法线方向、或者CAAC-OS膜的表面的法线方向。此外，结晶区域是具有原子排列的周期性的区域。注意，在将原子排列看作晶格排列时结晶区域也是晶格排列一致的区域。再者，CAAC-OS具有在a-b面方向上多个结晶区域连接的区域，有时该区域具有畸变。此外，畸变是指在多个结晶区域连接的区域中，晶格排列一致的区域和其他晶格排列一致的区域之间的晶格排列的方向变化的部分。换言之，CAAC-OS是指c轴取向并在a-b面方向上没有明显的取向的氧化物半导体。
此外，上述多个结晶区域的每一个由一个或多个微小结晶(最大径小于10nm的结晶)构成。在结晶区域由一个微小结晶构成的情况下，该结晶区域的最大径小于10nm。此外，结晶区域由多个微小结晶构成的情况下，有时该结晶区域的尺寸为几十nm左右。
此外，在In-M-Zn氧化物(元素M为选自铝、镓、钇、锡及钛等中的一种或多种)中，CAAC-OS有具有层叠有含有铟(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)的趋势。此外，铟和元素M可以彼此置换。因此，有时(M，Zn)层包含铟。此外，有时In层包含元素M。注意，有时In层包含Zn。该层状结构例如在高分辨率TEM(Transmission Electron Microscope)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的金属元素的种类或组成等变动。
此外，例如，在CAAC-OS膜的电子衍射图案中观察到多个亮点(斑点)。此外，在以透过样品的入射电子束的斑点(也称为直接斑点)为对称中心时，某一个斑点和其他斑点被观察在点对称的位置。
在从上述特定的方向观察结晶区域的情况下，虽然该结晶区域中的晶格排列基本上是六方晶格，但是单位晶格并不局限于正六角形，有是非正六角形的情况。此外，在上述畸变中，有时具有五角形、七角形等晶格排列。此外，在CAAC-OS的畸变附近观察不到明确的晶界(grain boundary)。也就是说，晶格排列的畸变抑制晶界的形成。这可能是由于CAAC-OS因为a-b面方向上的氧原子的排列的低密度或者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或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以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包含空洞或低密度区域。也就是说，a-like OS的结晶性比nc-OS及CAAC-OS的结晶性低。此外，a-like OS的膜中的氢浓度比nc-OS及CAAC-OS的膜中的氢浓度高。
<<氧化物半导体的构成>>
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及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及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。
此外，In-Ga-Zn氧化物中的CAC-OS是指如下构成：在包含In、Ga、Zn及O的材料构成中，部分主要成分为Ga的区域与部分主要成分为In的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意图性的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，作为沉积气体，可以使用选自惰性气体(典型的是氩)、氧气体和氮气体中的任一种或多种。此外，沉积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，优选使沉积时的沉积气体的总流量中的氧气体的流量比为0％以上且低于30％，更优选为0％以上且10％以下。
例如，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(EDX-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)。
另一方面，第二区域是具有比第一区域高的绝缘性的区域。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。
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。
此外，使用CAC-OS的晶体管具有高可靠性。因此，CAC-OS最适合于显示装置等各种半导体装置。
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>
接着，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，可以降低氧化物半导体膜中的杂质浓度以降低缺陷态密度。在本说明书等中，将杂质浓度低且缺陷态密度低的状态称为高纯度本征或实质上高纯度本征。此外，有时将载流子浓度低的氧化物半导体称为高纯度本征或实质上高纯度本征的氧化物半导体。
因为高纯度本征或实质上高纯度本征的氧化物半导体膜具有较低的缺陷态密度，所以有可能具有较低的陷阱态密度。
此外，被氧化物半导体的陷阱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、镍及硅等。
<杂质>
在此，说明氧化物半导体中的各杂质的影响。
在氧化物半导体包含第14族元素之一的硅或碳时，在氧化物半导体中形成缺陷态。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或碳的浓度(通过二次离子质谱(SIMS：Secondary Ion Mass Spectrometry)测得的浓度)设定为2×1018atoms/cm3以下，优选为2×1017atoms/cm3以下。
此外，当氧化物半导体包含碱金属或碱土金属时，有时形成缺陷态而形成载流子。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，使通过SIMS测得的氧化物半导体中的碱金属或碱土金属的浓度为1×1018atoms/cm3以下，优选为2×1016atoms/cm3以下。
当氧化物半导体包含氮时，容易产生作为载流子的电子，使载流子浓度增高，而n型化。其结果是，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4)
在本实施方式中，对包括本发明的一个方式的显示装置的电子设备进行说明。
可以将本发明的一个方式的显示装置用于各种电子设备。例如除了电视装置、台式或笔记本型计算机、平板电脑、用于计算机等的显示器、数字标牌、弹珠机等大型游戏机等具有较大的屏幕的电子设备以外，还可以在数码相机、数码摄像机、数码相框、便携式游戏机、便携式信息终端、声音再现装置等中设置本发明的一个方式的显示装置。
使用图22A、图22B、图23A及图23B说明可戴在头上的可穿戴设备的一个例子。这些可穿戴设备具有显示AR(增强现实)内容的功能和显示VR(虚拟现实)内容的功能中的一方或双方。此外，这些可穿戴设备也可以具有除了AR、VR以外还显示SR(替代现实)或MR(混合现实)的内容的功能。当电子设备具有显示AR、VR、SR或MR等的内容的功能时，可以提高电子设备的使用者的沉浸感。
图22A所示的电子设备700A以及图22B所示的电子设备700B都包括一对显示面板751、一对框体721、通信部(未图示)、一对安装部723、控制部(未图示)、传感器部725、一对光学构件753、边框757以及一对鼻垫758。例如传感器部725也可以设置在框体721中。
显示面板751可以应用本发明的一个方式的显示装置。因此，可以实现能够进行清晰度极高的显示的电子设备。
电子设备700A及电子设备700B都可以将由显示面板751显示的图像投影于光学构件753中的显示区域756。因为光学构件753具有透光性，所以使用者可以与通过光学构件753看到的透过图像重叠地看到显示于显示区域的图像。因此，电子设备700A及电子设备700B都是能够进行AR显示的电子设备。
电子设备700A及电子设备700B上作为成像部也可以设置有能够拍摄前方的照相机。另外，通过在电子设备700A及电子设备700B设置陀螺仪传感器等的加速度传感器，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756上。
通信部具有无线通信装置，通过该无线通信装置例如可以供应影像信号。另外，代替无线通信装置或者除了无线通信装置以外还可以包括能够连接供应影像信号及电源电位的电缆的连接器。
另外，电子设备700A以及电子设备700B设置有电池，可以以无线方式和有线方式中的一方或双方进行充电。
传感器部725例如具有检测框体721的外侧的面是否被触摸的功能。通过传感器部725，可以检测使用者的点按操作或滑动操作等而执行各种处理。例如，通过点按操作可以执行动态图像的暂时停止或再生等的处理，通过滑动操作可以执行快进、快退等的处理等。另外，通过在两个框体721的每一个设置传感器部725，可以扩大操作范围。
可以将本发明的一个方式的显示装置用于传感器部725。具体而言，可以在传感器部725中设置本发明的一个方式的显示装置可以包括的受光元件。另外，可以在传感器部725中使用本发明的一个方式的显示装置的制造方法制造受光元件。由此，可以使传感器部725为包括开口率高的受光元件的触摸传感器。因此，可以使传感器部725为检测灵敏度高的触摸传感器。
图23A所示的电子设备800A以及图23B所示的电子设备800B都包括一对显示部820、框体821、通信部822、一对安装部823、控制部824、一对成像部825以及一对透镜832。
显示部820可以应用本发明的一个方式的显示装置。因此，可以实现能够进行清晰度极高的显示的电子设备。由此，使用者可以感受高沉浸感。
显示部820设置在框体821内部的通过透镜832能看到的位置上。另外，通过在一对显示部820间上显示不同图像，可以进行利用视差的三维显示。
可以将电子设备800A以及电子设备800B都称为面向VR的电子设备。装上电子设备800A或电子设备800B的使用者通过透镜832能看到显示在显示部820上的图像。
电子设备800A及电子设备800B优选具有一种机构，其中能够调整透镜832及显示部820的左右位置，以根据使用者的眼睛的位置使透镜832及显示部820位于最合适的位置上。此外，优选具有一种机构，其中通过改变透镜832及显示部820之间的距离来调整焦点。
使用者可以使用安装部823将电子设备800A或电子设备800B装在头上。例如在图23A中，例示出安装部823具有如眼镜的镜脚(也称为铰链或脚丝等)那样的形状，但是不局限于此。只要使用者能够装上，安装部823就例如可以具有头盔型或带型的形状。
成像部825具有取得外部信息的功能。可以将成像部825所取得的数据输出到显示部820。可以在成像部825中设置本发明的一个方式的显示装置可以包括的受光元件。另外，可以在成像部825中使用本发明的一个方式的显示装置的制造方法制造受光元件。由此，可以将开口率高的受光元件设置在成像部825中，因此成像部825可以以高灵敏度进行摄像。因此，成像部825例如在低照度下也可以以高S/N比进行摄像。
注意，在此示出包括成像部825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，成像部825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或激光雷达(LIDAR：Light Detection and Ranging)等距离图像传感器。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。
电子设备800A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820、框体821和安装部823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，而只装上电子设备800A就可以享受影像和声音。
电子设备800A以及电子设备800B也可以都包括输入端子。例如可以将供应来自影像输出设备等的影像信号以及用于对设置在电子设备内的电池进行充电的电力等的电缆连接到输入端子。
本发明的一个方式的电子设备也可以具有与耳机750进行无线通信的功能。耳机750包括通信部(未图示)，并具有无线通信功能。耳机750通过无线通信功能可以从电子设备接收信息(例如声音数据)。例如，图22A所示的电子设备700A具有通过无线通信功能将信息发送到耳机750的功能。另外，例如图23A所示的电子设备800A具有通过无线通信功能将信息发送到耳机750的功能。
另外，电子设备也可以包括耳机部。图22B所示的电子设备700B包括耳机部727。例如，可以采用以有线方式连接耳机部727和控制部的结构。连接耳机部727和控制部的布线的一部分也可以配置在框体721或安装部723的内部。
同样，图23B所示的电子设备800B包括耳机部827。例如，可以采用以有线方式连接耳机部827和控制部824的结构。连接耳机部827和控制部824的布线的一部分也可以配置在框体821或安装部823的内部。另外，耳机部827和安装部823也可以包括磁铁。由此，可以用磁力将耳机部827固定到安装部823，收纳变得容易，所以是优选的。
电子设备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，电子设备也可以包括声音输入端子和声音输入机构中的一方或双方。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电子设备，可以使电子设备具有所谓的耳麦的功能。
如此，作为本发明的一个方式的电子设备，眼镜型(电子设备700A以及电子设备700B等)和护目镜型(电子设备800A以及电子设备800B等)的双方都是优选的。
另外，本发明的一个方式的电子设备可以以有线或无线方式将信息发送到耳机。
图24A是示出血氧仪900的一个例子的图。血氧仪900包括框体911及受发光装置912。框体911设置有空洞部，以与空洞部的壁面接触的方式设置有受发光装置912。
受发光装置912被用作发射光的光源，还被用作检测出光的传感器。例如，当将物体放在框体911的空洞部时，受发光装置912可以检测出自己发射而照射到物体然后被该物体反射的光。
在此，根据血液中的血红蛋白的氧饱和度(与氧结合的血红蛋白的比例)而血液的颜色发生变化。因此，当将手指放在框体911的空洞部时，由受发光装置912检测的手指反射的光的强度发生变化。例如，由受发光装置912检测的红色光的强度发生变化。由此，血氧仪900可以通过利用受发光装置912检测出反射光的强度来测量出氧饱和度。血氧仪900例如可以为脉搏血氧仪。
作为受发光装置912可以使用本发明的一个方式的显示装置。此时，受发光装置912包括至少发射红色光(R)的发光元件。另外，受发光装置912优选包括发射红外光(IR)的发光元件。与氧结合的血红蛋白的红色光(R)反射率和不与氧结合的血红蛋白的红色光(R)反射率的差异很大。另一方面，与氧结合的血红蛋白的红外光(IR)反射率和不与氧结合的血红蛋白的红外光(IR)反射率的差异小。因此，当受发光装置912不仅包括发射红色光(R)的发光元件而且包括发射红外光(IR)的发光元件时，血氧仪900可以以高精度测量出氧饱和度。
当作为受发光装置912使用本发明的一个方式的显示装置时，受发光装置912优选具有柔性。当受发光装置912具有柔性时，受发光装置912可以具有弯曲形状。由此，例如可以将光均匀地照射到手指，例如可以以高精度测量出氧饱和度。
图24B是示出便携式信息终端9100的一个例子的图。便携式信息终端9100包括显示部9110、框体9101、键9102及扬声器9103等。便携式信息终端9100例如可以为平板。在此，键9102等键例如可以为用来切换电源的开启或关闭的键。就是说，键9102等键例如可以为电源开关。另外，键9102等键例如可以为用来使电子设备进行所希望的工作的操作键。
显示部9110可以显示信息9104及操作按钮(操作图标或简称为图标)9105等。
通过在便携式信息终端9100中设置本发明的一个方式的显示装置，显示部9110可以被用作触摸传感器或近似触摸传感器。
图24C是示出数字标牌9200的一个例子的图。数字标牌9200可以具有柱子9201上贴合有显示部9210的结构。
通过在数字标牌9200中设置本发明的一个方式的显示装置，显示部9210可以被用作触摸传感器或近似触摸传感器。
图24D是示出便携式信息终端9300的一个例子的图。便携式信息终端9300包括显示部9310、框体9301、扬声器9302、照相机9303、键9304、连接端子9305及连接端子9306等。便携式信息终端9300例如可以为智能手机。注意，连接端子9305例如可以为microUSB、lightning或Type-C等。另外，连接端子9306例如可以为耳机插口。
在显示部9310上例如可以显示操作按钮9307。另外，在显示部9310上可以显示信息9308。作为信息9308的一个例子，可以举出：提示收到电子邮件、SNS(Social NetworkingServices：社交网络服务)或电话等的来信来电的显示；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；或者电波强度的显示等。
通过在便携式信息终端9300中设置本发明的一个方式的显示装置，显示部9310可以被用作触摸传感器或近似触摸传感器。
图24E是示出手表型便携式信息终端9400的一个例子的图。便携式信息终端9400包括显示部9410、框体9401、腕带9402、键9403及连接端子9404等。注意，连接端子9404与连接端子9305等同样地例如可以为microUSB、lightning或Type-C等。
在显示部9410上可以显示信息9406及操作按钮9407等。图24E示出在显示部9410上作为信息9406显示时刻的例子。
通过在便携式信息终端9400中设置本发明的一个方式的显示装置，显示部9410可以被用作触摸传感器或近似触摸传感器。
本实施方式所示的结构例子及对应于这些例子的附图等的至少一部分可以与其他结构例子或附图等适当地组合。
本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。
[符号说明]
10：显示装置、10A：显示装置、10B：显示装置、20：像素、51：衬底、52：手指、53：层、55：层、57：层、59：衬底、65：区域、67：指纹、69：接触部、71：层、73：遮光层、75：光、77：光、80：受光范围、81：受光范围、100：显示装置、100A：显示装置、100B：显示装置、100C：显示装置、100D：显示装置、100E：显示装置、101：衬底、125：保护层、130：连接部、131：绝缘层、141：晶体管、141a：牺牲膜、141b：牺牲膜、142：晶体管、143：空间、143a：保护膜、143b：保护膜、145a：抗蚀剂掩模、145b：抗蚀剂掩模、146：滤光片、147a：牺牲层、147b：牺牲层、147c：牺牲层、147d：牺牲层、148：遮光层、149a：保护层、149b：保护层、151：衬底、152：衬底、153：衬底、154：衬底、155：粘合层、156：粘合层、158：绝缘层、162：显示部、164：电路、165：布线、166：导电层、172：FPC、173：IC、201：晶体管、204：连接部、211：绝缘层、212：绝缘层、213：绝缘层、214：绝缘层、215：绝缘层、221：导电层、222a：导电层、222b：导电层、223：导电层、228：区域、231：半导体层、240：电容器、241：导电层、242：粘合层、243：绝缘层、244：连接层、245：导电层、251：导电层、252：导电层、254：绝缘层、255：绝缘层、256：插头、261：绝缘层、262：绝缘层、263：绝缘层、264：绝缘层、265：绝缘层、271：插头、274：插头、274a：导电层、274b：导电层、301：衬底、310：晶体管、311：导电层、312：低电阻区域、313：绝缘层、314：绝缘层、315：元件分离层、320：晶体管、321：半导体层、323：绝缘层、324：导电层、325：导电层、326：绝缘层、327：导电层、328：绝缘层、329：绝缘层、331：衬底、332：绝缘层、419：树脂层、420：衬底、501：电极、501B：电极、501C：连接电极、501G：电极、501IR：电极、501PD：电极、501R：电极、502：电极、503：区域、512：发光单元、512B：发光单元、512B_1：发光单元、512B_2：发光单元、512B_3：发光单元、512G：发光单元、512G_1：发光单元、512G_2：发光单元、512G_3：发光单元、512Gf_1：层、512Gf_2：层、512IR_1：发光单元、512IR_2：发光单元、512R：发光单元、512R_1：发光单元、512R_2：发光单元、512R_3：发光单元、512Rf_1：层、512Rf_2：层、521：层、522：层、523：发光层、523B：发光层、523G：发光层、523R：发光层、524：层、525：层、525B：层、525G：层、525Gf：膜、525IR：层、525R：层、525Rf：膜、531：中间层、531B：中间层、531G：中间层、531Gf：中间膜、531IR：中间层、531PD：中间层、531R：中间层、531Rf：中间膜、541：绝缘层、542：受光单元、542_1：受光单元、542_2：受光单元、543：受光层、544：绝缘层、550：发光元件、550B：发光元件、550G：发光元件、550IR：发光元件、550R：发光元件、560：受光元件、560L：受光元件、700A：电子设备、700B：电子设备、721：框体、723：安装部、725：传感器部、727：耳机部、750：耳机、751：显示面板、753：光学构件、756：显示区域、757：边框、758：鼻垫、800A：电子设备、800B：电子设备、820：显示部、821：框体、822：通信部、823：安装部、824：控制部、825：成像部、827：耳机部、832：透镜、900：血氧仪、911：框体、912：受发光装置、9100：便携式信息终端、9101：框体、9102：键、9103：扬声器、9104：信息、9110：显示部、9200：数字标牌、9201：柱子、9210：显示部、9300：便携式信息终端、9301：框体、9302：扬声器、9303：照相机、9304：键、9305：连接端子、9306：连接端子、9307：操作按钮、9308：信息、9310：显示部、9400：便携式信息终端、9401：框体、9402：腕带、9403：键、9404：连接端子、9406：信息、9407：操作按钮、9410：显示部

Claims (9)

1.一种显示装置，包括：
发光元件；以及
受光元件，
其中，所述发光元件包括第一像素电极、所述第一像素电极上的第一发光层、所述第一发光层上的中间层、所述中间层上的第二发光层、所述第二发光层上的公共层以及所述公共层上的公共电极，
所述受光元件包括第二像素电极、所述第二像素电极上的受光层、所述受光层上的所述公共层以及所述公共层上的所述公共电极，
所述公共层在所述发光元件中被用作空穴注入层或电子注入层，
并且，所述公共层在所述受光元件中被用作空穴传输层或电子传输层。
2.根据权利要求1所述的显示装置，
其中所述第一发光层和所述第二发光层具有发射彼此相同的颜色的光的功能。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置，还包括：
第一晶体管；以及
第二晶体管，
其中所述第一晶体管的源极和漏极中的一个与所述第一像素电极电连接，
所述第二晶体管的源极和漏极中的一个与所述第二像素电极电连接，
并且所述第一晶体管及所述第二晶体管在沟道形成区域中含有硅。
4.根据权利要求1或2所述的显示装置，还包括：
第一晶体管；以及
第二晶体管，
其中所述第一晶体管的源极和漏极中的一个与所述第一像素电极电连接，
所述第二晶体管的源极和漏极中的一个与所述第二像素电极电连接，
并且所述第一晶体管及所述第二晶体管在沟道形成区域中含有金属氧化物。
5.一种显示装置的制造方法，包括如下步骤：
形成第一像素电极、第二像素电极及连接电极的第一工序；
在所述第一像素电极及所述第二像素电极上依次沉积第一发光膜、中间膜及第二发光膜的第二工序；
在所述第二发光膜及所述连接电极上形成第一牺牲膜的第三工序；
对所述第一牺牲膜、所述第二发光膜、所述中间膜及所述第一发光膜进行蚀刻而使所述第二像素电极露出，且在所述第一像素电极上形成第一发光层、所述第一发光层上的中间层、所述中间层上的第二发光层、以及所述第二发光层及所述连接电极上的第一牺牲层的第四工序；
在所述第一牺牲层及所述第二像素电极上沉积受光膜的第五工序；
在所述受光膜上形成第二牺牲膜的第六工序；
对所述第二牺牲膜及所述受光膜进行蚀刻，形成所述第二像素电极上的受光层、所述受光层上的第二牺牲层的第七工序；
去除所述第一牺牲层及所述第二牺牲层的第八工序；以及
以具有与所述连接电极接触的区域的方式在所述第二发光层及所述受光层上形成公共电极的第九工序。
6.根据权利要求5所述的显示装置的制造方法，
其中所述第一发光膜、所述第二发光膜及所述受光膜通过使用遮蔽掩模的蒸镀法形成。
7.根据权利要求5或6所述的显示装置的制造方法，
其中所述第一牺牲膜和所述第二牺牲膜包括相同的金属膜、合金膜、金属氧化物膜、半导体膜或无机绝缘膜，
在所述第四工序中，所述第一发光膜及所述第二发光膜通过使用不包含氧作为主要成分的蚀刻气体的干蚀刻被蚀刻，
并且在所述第八工序中，所述第一牺牲层及所述第二牺牲层通过使用四甲基氢氧化铵水溶液、稀氢氟酸、草酸、磷酸、乙酸、硝酸或它们的混合液体的湿蚀刻被去除。
8.根据权利要求7所述的显示装置的制造方法，
其中所述第一牺牲膜及所述第二牺牲膜包含氧化铝。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的显示装置的制造方法，还包括：
所述第九工序之后的在所述公共电极上形成保护层的第十工序。
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