CN116868693A - 显示装置、显示模块及电子设备 - Google Patents

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山崎舜平
冈崎健一
江口晋吾
方堂凉太
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Abstract

提供一种高清晰显示装置。该显示装置包括第一、第二发光器件、第一、第二着色层、第一、第二、第三绝缘体，第一着色层以与第一发光器件重叠的方式配置，第二着色层以与第二发光器件重叠的方式配置，第一发光器件及第二发光器件具有发射白色光的功能，第一着色层具有透过与第二着色层不同的颜色的可见光，第一发光器件包括第一导电层及第一导电层上的第一发光层，第二发光器件包括第二导电层及第二导电层上的第二发光层，第一绝缘体与第一发光器件的侧面的至少一部分接触，第二绝缘体与第二发光器件的侧面的至少一部分接触，第一绝缘体及第二绝缘体配置于第三绝缘体的上，第三绝缘体以覆盖第一导电层的端部及第二导电层的端部的方式配置。

Description

显示装置、显示模块及电子设备
技术领域
本发明的一个方式涉及一种显示装置、显示模块及电子设备。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(例如，触摸传感器等)、输入输出装置(例如，触摸面板等)、它们的驱动方法或它们的制造方法。
背景技术
近年来，智能手机等移动电话机、平板信息终端、笔记本型PC(个人计算机)等信息终端设备广泛普及。设置于这些信息终端设备中的显示器面板被要求具有高清晰。
此外，作为可以应用于显示面板的显示装置，典型地可以举出液晶显示装置、具备有机EL(Electro Luminescence：电致发光)元件或发光二极管(LED：Light EmittingDiode)等发光元件的发光装置、以电泳方式等进行显示的电子纸等。
例如，有机EL元件的基本结构是在一对电极之间夹有包含发光性有机化合物的层的结构。通过对该元件施加电压，可以得到来自发光性有机化合物的发光。由于应用上述有机EL元件的显示装置不需要液晶显示装置等所需要的背光源，所以可以实现薄型、轻量、高对比度且低功耗的显示装置。例如，专利文献1公开了使用有机EL元件的显示装置的例子。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开第2002-324673号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明的一个方式的目的之一是提供一种高清晰显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种高分辨率显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种高开口率显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种高可靠性显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种上述显示装置的制造方法。
注意，这些目的的记载并不妨碍其他目的的存在。本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述目的以外的目的。
解决技术问题的手段
本发明的一个方式是一种显示装置，包括：第一发光器件；第二发光器件；第一着色层；第二着色层；第一绝缘体；第二绝缘体；以及第三绝缘体，其中，第一着色层以与第一发光器件重叠的方式配置，第二着色层以与第二发光器件重叠的方式配置，第一发光器件及第二发光器件具有发射白色光的功能，第一着色层具有透过与第二着色层不同的颜色的可见光的功能，第一发光器件包括第一导电层及第一导电层上的第一发光层，第二发光器件包括第二导电层及第二导电层上的第二发光层，第一绝缘体与第一发光器件的侧面的至少一部分接触，第二绝缘体与第二发光器件的侧面的至少一部分接触，第一绝缘体及第二绝缘体配置于第三绝缘体上，并且，第三绝缘体以覆盖第一导电层的端部及第二导电层的端部的方式配置。
上述显示装置也可以采用第一发光层包含与第二发光层相同的材料的结构。
在上述显示装置中，优选的是，第一发光器件包括具有第一发光层的第一发光单元、第一发光单元上的第一电荷产生层以及第一电荷产生层上的第二发光单元，第二发光单元包括第三发光层，第二发光器件包括具有第二发光层的第三发光单元、第三发光单元上的第二电荷产生层以及第二电荷产生层上的第四发光单元，并且第四发光单元包括第四发光层。在上述显示装置中，也可以采用如下结构：第一发光单元包含与第三发光单元相同的材料，第一电荷产生层包含与第二电荷产生层相同的材料，并且第二发光单元包含与第四发光单元相同的材料。
在上述显示装置中，优选的是，第一发光单元包括第一空穴注入层、第一空穴传输层以及第一电子传输层，第二发光单元包括第二空穴传输层以及第二电子传输层，第三发光单元包括第二空穴注入层、第三空穴传输层以及第三电子传输层，第四发光单元包括第四空穴传输层以及第四电子传输层，第一绝缘体与第一空穴注入层的侧面、第一空穴传输层的侧面、第一发光层的侧面、第一电子传输层的侧面、第一电荷产生层的侧面、第二空穴传输层的侧面、第三发光层的侧面以及第二电子传输层的侧面接触，并且第二绝缘体与第二空穴注入层的侧面、第三空穴传输层的侧面、第二发光层的侧面、第三电子传输层的侧面、第二电荷产生层的侧面、第四空穴传输层的侧面、第二发光层的侧面以及第四电子传输层的侧面接触。
在上述显示装置中，优选的是，第一绝缘体及第二绝缘体包括第一层及第一层上的第二层，在第一绝缘体中，第一层的侧面与第一发光器件的侧面的至少一部分接触，第一层的底面与第三绝缘体的至少一部分接触，第二层的侧面及底面与第一层的至少一部分接触，并且在第二绝缘体中，第一层的侧面与第二发光器件的侧面的至少一部分接触，第一层的底面与第三绝缘体的至少一部分接触，第二层的侧面及底面与第一层的至少一部分接触。此外，在上述显示装置中，优选的是，第一层包含氧化铝，并且第二层包含氮化硅。
在上述显示装置中，优选的是，第一发光层的侧面与第二发光层的侧面对置，并且第一发光层的侧面与第二发光层的侧面之间的距离为8μm以下。
本发明的一个方式是一种包括具有上述任何结构的显示装置的显示模块，该显示模块安装有柔性印刷电路板(Flexible Printed Circuit，以下记为FPC)或带载封装(TapeCarrier Package，TCP)等连接器或者利用COG(Chip On Glass，玻璃覆晶封装)方式或COF(Chip On Film，薄膜覆晶封装)方式等安装有集成电路(IC)等。
本发明的一个方式是一种电子设备，包括：上述显示模块；以及框体、电池、照相机、扬声器和麦克风中的至少一个。
发明效果
根据本发明的一个方式可以提供一种高清晰显示装置。根据本发明的一个方式可以提供一种高分辨率显示装置。根据本发明的一个方式可以提供一种高开口率显示装置。根据本发明的一个方式可以提供一种高可靠性显示装置。根据本发明的一个方式可以提供一种上述显示装置的制造方法。
注意，这些效果的记载并不妨碍其他效果的存在。本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述效果以外的效果。
附图简要说明
图1A是示出显示装置的一个例子的俯视图。图1B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图2A及图2B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图3A及图3B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图4A至图4E是示出显示装置的像素的一个例子的俯视图。
图5A是示出显示装置的一个例子的俯视图。图5B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图6A至图6G是示出显示装置的像素的一个例子的俯视图。
图7A及图7B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图8A及图8B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图9A及图9B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图10A至图10D是示出显示装置的制造方法的一个例子的图。
图11A至图11C是示出显示装置的制造方法的一个例子的图。
图12A至图12C是示出显示装置的制造方法的一个例子的图。
图13A及图13B是示出显示装置的制造方法的一个例子的图。
图14是示出显示装置的一个例子的立体图。
图15A是示出显示装置的一个例子的截面图。图15B及图15C是示出晶体管的一个例子的截面图。
图16是示出显示装置的一个例子的截面图。
图17A及图17B是示出显示装置的结构例子的图。
图18是示出显示装置的结构例子的图。
图19是示出显示装置的结构例子的图。
图20是示出显示装置的结构例子的图。
图21A及图21B是示出电子设备的一个例子的图。
图22A至图22D是示出电子设备的一个例子的图。
图23A至图23F是示出电子设备的一个例子的图。
实施发明的方式
参照附图对实施方式进行详细说明。注意，本发明不局限于以下说明，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅限定在以下所示的实施方式所记载的内容中。
注意，在以下说明的发明结构中，在不同的附图中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，而省略反复说明。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。
另外，为了便于理解，有时附图中示出的各构成的位置、大小及范围等并不表示其实际的位置、大小及范围等。因此，所公开的发明不一定局限于附图所公开的位置、大小、范围等。
另外，根据情况或状态，可以互相调换“膜”和“层”。例如，可以将“导电层”变换为“导电膜”。此外，可以将“绝缘膜”变换为“绝缘层”。
(实施方式1)
在本实施方式中，参照图1至图13说明本发明的一个方式的显示装置及其制造方法。
在本发明的一个方式的显示装置的显示部中像素以矩阵状配置，可以在该显示部上显示图像。该像素包括发射白色光的发光器件及与该发光器件重叠的着色层。通过在各像素中使用透过不同颜色的可见光的着色层，进行全彩色显示。再者，由于用于各像素的发光器件可以使用同一材料形成，因此可以使制造工序简化并降低制造成本。
作为发光器件，优选使用OLED(Organic Light Emitting Diode：有机发光二极管)、QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode：量子点发光二极管)等EL器件。作为EL器件含有的发光物质，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(ThermallyActivated Delayed Fluorescence：TADF)材料)等。此外，作为发光器件，也可以使用MicroLED(Light Emitting Diode)等LED。
在各像素的发光器件由白色发光的有机EL器件形成时，在各像素中不需要进行发光层的涂敷。因此，可以在各像素中共同使用包括在发光器件中的像素电极以外的层(例如发光层等)。然而，在包括在发光器件中的层中也有导电性较高的层，所以当在各像素中共同设置导电性较高的层时，有时像素间产生泄漏电流。尤其是，在使显示装置高清晰化或高开口率化，由此像素间的距离变小时，该泄漏电流的大小变为不能忽略的程度，这导致显示装置的显示品质的下降等。于是，在根据本发明的一个方式的显示装置中，在各像素中，通过将发光器件的至少一部分形成为岛状，实现显示装置的高清晰化。在此，该发光器件中的形成为岛状的部分包括发光层。
例如，通过使用金属掩模(也称为荫罩)的真空蒸镀法可以沉积岛状发光层。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蒸气散射等所导致的沉积了的膜的轮廓变大等的各种影响，而岛状发光层的形状及位置与设计时的形状及位置产生偏差，难以实现显示装置的高清晰化及高开口率化。
在本发明的一个方式的显示装置的制造方法中，形成岛状像素电极(也称为下部电极)，在整个面上形成包括发光层的层(也可以称为EL层或EL层的一部分)之后，在EL层上形成牺牲层。通过在牺牲层上形成抗蚀剂掩模且使用抗蚀剂掩模对EL层及牺牲层进行加工，形成岛状EL层。注意，在本说明书等中，也可以将牺牲层称作掩模层。
如此，在本发明的一个方式的显示装置的制造方法中，岛状EL层不是使用金属掩模的图案形成的，而是在将EL层沉积在整个面上之后进行加工来形成的。因此，可以实现至今难以实现的高清晰显示装置或高开口率显示装置。另外，通过在EL层上设置牺牲层，可以降低在显示装置的制造工序中EL层受到的损坏，而可以提高发光器件的可靠性。
例如在使用金属掩模的形成方法中，难以将相邻的发光器件之间的间隔设为小于10μm，但是根据上述方法，可以将该间隔缩小到8μm以下、6μm以下、4μm以下、3μm以下、2μm以下或1μm以下。另外，例如通过使用LSI用曝光装置，可以将该距离减少到500nm以下、200nm以下、100nm以下、甚至为50nm以下。
此外，与使用金属掩模的情况相比，还可以使EL层本身的图案(也称为加工尺寸)极小。另外，例如在使用金属掩模分别形成EL层时，EL层的中央部及端部的厚度不同，所以EL层的面积中的能够作为发光区域使用的有效面积变小。另一方面，在上述制造方法中，通过加工沉积为均匀厚度的膜来形成图案，所以可以使图案的厚度相同，即使使用微细图案也可以使用图案中的几乎整体的面积作为发光区域。因此，可以制造兼具高清晰度及高开口率的显示装置。
注意，在发射白色光的发光器件中，不需要构成EL层的所有的层形成为岛状，可以通过同一工序沉积一部分的层。在本发明的一个方式的显示装置的制造方法中，在按每个像素将构成EL层的一部分的层形成为岛状之后，去除牺牲层，可以共同形成构成EL层的剩下的层(例如，载流子注入层等)及公共电极(也称为上部电极)。
另一方面，载流子注入层在很多情况下在发光器件中是导电性较高的层。因此，在载流子注入层与岛状EL层的侧面接触时，发光器件会发生短路。注意，在将载流子注入层形成为岛状且在发光器件间只有公共电极共同形成的情况下，在公共电极与岛状EL层的侧面或像素电极的侧面接触时，发光器件会发生短路。
本发明的一个方式的显示装置具有以与岛状的EL层的侧面接触的方式设置侧壁状绝缘体且以覆盖岛状像素电极的端部的方式设置堤坝状绝缘体的结构。由此，可以抑制岛状EL层与载流子注入层或公共电极接触。因此，可以抑制发光器件的短路，由此可以提高发光器件的可靠性。
[发光器件的结构例子]
这里，参照图2及图3说明发光器件及着色层的结构例子。
图2A示出显示装置500的截面示意图。显示装置500包括多个发射白色光的发光器件550W，在每个发光器件550W上设置透过红色光的着色层545R、透过绿色光的着色层545G或透过蓝色光的着色层545B。在此，着色层545R、着色层545G及着色层545B优选隔着保护层540设置在发光器件550W上。
发光器件550W具有在一对电极(电极501、电极502)之间隔着中间层531层叠两个发光单元(发光单元512Q_1、发光单元512Q_2)的结构。
电极501被用作像素电极并设置在每个发光器件中。电极502被用作公共电极并共同设置在多个发光器件中。
发光单元512Q_1包括层521、层522、发光层523Q_1、层524等。发光单元512Q_2包括层522、发光层523Q_2、层524等。此外，发光器件550W在发光单元512Q_2与电极502之间包括层525等。注意，可以将层525视为发光单元512Q_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)等。层522例如包括包含空穴传输性高的物质的层(空穴传输层)等。层524例如包括包含电子传输性高的物质的层(电子传输层)等。层525例如包括包含电子注入性高的物质的层(电子注入层)等。
或者，也可以具有如下结构：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531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512Q_1和发光单元512Q_2中的一个，将空穴注入到发光单元512Q_1和发光单元512Q_2中的另一个。可以将中间层531称为电荷产生层。
作为中间层531，例如可以适当地使用氟化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高的材料(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高的材料(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。
通过使发光器件550W所包括的发光层523Q_1的发光颜色与发光层523Q_2的发光颜色处于补色关系，可以将发光器件550W成为能够进行白色发光的发光器件。发光层523Q_1、523Q_2优选各自包含发射R(红)、G(绿)、B(蓝)、Y(黄)、O(橙)等的光的发光物质。或者，发光层523Q_1、523Q_2所包括的发光物质的发光优选包含R、G、B中的两个以上的颜色的光谱成分。
这里，对能够用于发光器件550W的各发光单元所包括的发光层的发光颜色的组合的一个例子进行说明。
例如，在发光器件550W包括两个发光单元时，通过从一个发光单元得到红色及绿色的发光且从另一个发光单元得到蓝色的发光，可以得到白色发光的发光器件550W。或者，通过从一个发光单元得到黄色或橙色的发光且从另一个发光单元得到蓝色的发光，可以得到白色发光的发光器件550W。
例如，在发光器件550W包括三个发光单元时，通过从一个发光单元得到红色的发光，从另一个发光单元得到绿色的发光，从剩下一个发光单元得到蓝色的发光，可以得到白色发光的发光器件550W。此外，可以作为第一发光单元使用蓝色发光的发光层，作为第二发光单元使用黄色发光、黄绿色发光或绿色发光的发光层，且作为第三发光单元使用蓝色发光的发光层。此外，可以作为第一发光单元使用蓝色发光的发光层，作为第二发光单元使用红色发光的发光层及黄色发光、黄绿色发光或者绿色发光的发光层的叠层结构，作为第三发光单元使用蓝色发光的发光层。
此外，例如，在发光器件550W包括四个发光单元时，可以作为第一发光单元使用蓝色发光的发光层，作为第二发光单元和第三发光单元中的一个使用红色发光的发光层，作为第二发光单元和第三发光单元中的另一个使用黄色发光、黄绿色发光或绿色发光的发光层，作为第四发光单元使用蓝色发光的发光层。
如此，通过在能够发射白色光的发光器件550W上设置着色层545R、着色层545G或着色层545B，按每个像素发射红色光、绿色光或蓝色光，由此可以进行全彩色显示。注意，在图2等中示出透过过红色光的着色层545R、透过绿色光的着色层545G及透过蓝色光的着色层545B的例子，但是本发明不局限于此。透过着色层的颜色的可见光至少为两种以上的互不相同的颜色的可见光即可，例如适当地选择红色、绿色、蓝色、青色、品红色或黄色等即可。
因此，即使层521、层522、层524、层525、发光层523Q_1及发光层523Q_2在各颜色的像素中具有同一结构(材料、厚度等)，通过适当地设置着色层，也可以进行全彩色显示。因此，根据本发明的一个方式的显示装置不需要在按每个像素分别形成发光器件，所以可以使制造工序简化，且可以降低制造成本。但是，本发明不局限于此，521、层522、层524、层525、发光层523Q_1和发光层523Q_2中的任一个或多个也可以按每个像素具有不同的结构。
发光器件550W那样，在本说明书中将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，将在一对电极间具有一个发光单元的结构称为单结构。注意，在本说明书等中使用串联结构的名称，但是不局限于此，例如也可以将串联结构称为叠层结构。注意，通过采用串联结构，可以实现能够以高亮度发光的发光器件。此外，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，所以可以降低显示装置的功耗且可以提高可靠性。
在图2A中，可以形成发光单元512Q_1、中间层531、发光单元512Q_2、层525作为岛状的层。
图2B是图2A所示的显示装置500的变形例子。图2B所示的显示装置500是与电极502同样地在各发光器件之间共同设置层525的情况的例子。此时，可以将层525称为公共层。如此，通过在多个发光器件中设置一个以上的公共层，可以使制造工序简化，因此可以降低制造成本。另外，对公共层没有特别的限制。例如，空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层中的一种以上的层可以被用作公共层。例如，也可以在各发光器件之间共同设置空穴注入层和空穴传输层。
图3A所示的显示装置500示出发光器件550W具有层叠三个发光单元的结构的情况的例子。在图3A的发光器件550W中，在发光单元512Q_2上还隔着中间层531层叠有发光单元512Q_3。发光单元512Q_3包括层522、发光层523Q_3、层524等。
在发光器件采用串联结构时，对发光单元的个数没有特别的限制，发光单元的个数可以为两个以上。
图3B示出层叠n个发光单元(n为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器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器件的功耗。
注意，在显示装置500中，发光层的发光材料没有特别的限制。例如，在图2A所示的显示装置500中，可以采用发光单元512Q_1所包括的发光层523Q_1包含磷光材料且发光单元512Q_2所包括的发光层523Q_2包含荧光材料的结构。或者，可以采用发光单元512Q_1所包括的发光层523Q_1包含荧光材料且发光单元512Q_2所包括的发光层523Q_2包含磷光材料的结构。
注意，发光单元的结构不局限于上述结构。例如，在图2A所示的显示装置500中，也可以采用发光单元512Q_1所包括的发光层523Q_1包含TADF材料且发光单元512Q_2所包括的发光层523Q_2包含荧光材料或磷光材料的结构。通过采用这种不同发光材料，例如，组合可靠性高的发光材料和发光效率高的发光材料，可以实现互相补充缺点且可靠性及发光效率都得到提高的显示装置。
注意，本发明的一个方式的显示装置可以采用所有的发光层包含荧光材料的结构或者所有的发光层包含磷光材料的结构。
[显示装置的结构例子]
接着，参照图1A及图1B说明本发明的一个方式的显示装置。
本发明的一个方式的显示装置也可以采用如下结构中的任一个：向与形成有发光器件的衬底相反的方向发射光的顶部发射结构(top emission)、向形成有发光器件的衬底一侧发射光的底部发射结构(bottom emission)、向双面发射光的双面发射结构(dualemission)。
图1A示出显示装置100的俯视图(也可以称为平面图)。显示装置100包括多个像素110配置为矩阵状的显示部以及显示部的外侧的连接部140。一个像素110由子像素110a、110b及110c这三个子像素构成。
子像素的排列没有特别的限制，可以采用各种排列方法。作为子像素的排列，例如可以举出条纹排列、S条纹排列、矩阵排列、Delta排列、拜耳排列、Pentile排列等。图1A所示的像素110采用条形排列。
作为子像素的顶面形状，例如可以举出三角形、四角形(包括长方形、正方形)、五角形等多角形、这些多角形的角部呈圆形的形状、椭圆形或圆形等。这里，子像素的顶面形状相当于发光器件的发光区域的顶面形状。
在本实施方式中，示出子像素110a、110b及110c包括发射白色光的发光器件且通过设置在其上的着色层125a、125b、125c(以下，有时总称为着色层125)每个子像素发射不同颜色的光的例子。例如，子像素110a、110b、110c相当于图2A等所示的包括着色层545R的子像素、包括着色层545G的子像素、包括着色层545B的子像素。
在图1A所示的例子中，在俯视图(也可以称为平面图)中连接部140位于显示部的下侧，但是对其没有特别的限制。连接部140只要在俯视时设置在显示部的上侧、右侧、左侧和下侧中的至少一个位置即可，也可以以围绕显示部的四边的方式设置。此外，连接部140也可以为一个或多个。
图1B示出沿着图1A的点划线X1-X2、Y1-Y2及Y3-Y4的截面图。
如图1B所示，在显示装置100中，具有晶体管的层101上设置有发光器件130a、130b、130c(以下，有时总称为发光器件130)，以覆盖这些发光器件的方式设置有保护层131。这里，发光器件130a、130b、130c的侧面设置有绝缘体124。此外，保护层131上设置有着色层125a、125b、125c。还在其上用树脂层122贴合衬底120。
作为具有晶体管的层101例如可以采用一种叠层结构，其中衬底上设置有多个晶体管，以覆盖这些晶体管的方式设置有绝缘层。后面将在实施方式2中说明具有晶体管的层101的结构例子。
发光器件130a、130b、130c优选发射白色(W)的光。通过在这些器件上设置透过不同颜色的光的着色层125a、125b、125c，可以形成发射不同颜色的光的子像素110a、110b、110c。
发光器件在一对电极间包括EL层。在本说明书等中，有时将一对电极中的一方记为像素电极，另一方记为公共电极。
在发光器件所包括的一对电极中，一方的电极被用作阳极且另一方的电极被用作阴极。以下以像素电极被用作阳极且公共电极被用作阴极的情况为例进行说明。
发光器件130a包括具有晶体管的层101上的像素电极111a、像素电极111a上的第一层113、第一层113上的第二层114以及第二层114上的公共电极115。注意，可以将第一层113及第二层114总称为EL层。此外，发光器件130b与发光器件130a的不同之处在于设置像素电极111b代替像素电极111a。此外，发光器件130c与发光器件130a的不同之处在于设置像素电极111c代替像素电极111a。以下，有时将像素电极111a、111b、111c总称为像素电极111。
第一层113包括像素电极111a上的第一发光单元192、第一发光单元192上的中间层191以及中间层191上的第二发光单元194。例如，第一发光单元192包括像素电极111a上的第一空穴注入层181a、第一空穴注入层181a上的第一空穴传输层182a、第一空穴传输层182a上的第一发光层183a以及第一发光层183a上的第一电子传输层184a。此外，例如，第二发光单元194包括中间层191上的第二空穴传输层182b、第二空穴传输层182b上的第二发光层183b以及第二发光层183b上的第二电子传输层184b。
第一发光单元192、中间层191及第二发光单元194例如分别可以采用与图2A所示的与发光单元512Q_1、中间层531及发光单元512Q_2同样的结构。也就是说，第一发光单元192可以包括层521、层522、发光层523Q_1、层524等。因此，第一空穴注入层181a、第一空穴传输层182a、第一发光层183a及第一电子传输层184a分别相当于层521、层522、发光层523Q_1及层524。此外，第二发光单元194可以包括层522、发光层523Q_2、层524等。因此，第二空穴传输层182b、第二发光层183b及第二电子传输层184b分别相当于层522、发光层523Q_2及层524。
第二层114为发光器件130a至130c共通包括的层。第二层114例如包括电子注入层。或者，第二层114也可以层叠包括电子传输层及电子注入层。
公共电极115与设置在连接部140中的导电层123电连接。由此，对各颜色的发光器件所包括的公共电极115供应同一电位。
作为像素电极与公共电极中的提取光一侧的电极，使用使可见光及红外光透过的导电膜。此外，作为不提取光一侧的电极优选使用反射可见光及红外光的导电膜。
作为形成发光器件的一对电极(像素电极和公共电极)的材料，可以适当地使用金属、合金、导电化合物及它们的混合物等。具体而言，可以举出铟锡氧化物(也称为In-Sn氧化物、ITO)、In-Si-Sn氧化物(也称为ITSO)、铟锌氧化物(In-Zn氧化物)、In-W-Zn氧化物、铝、镁、镍及镧的合金(Al-Ni-La)等含铝合金(铝合金)以及银及镁的合金、银、钯和铜的合金(也记载为Ag-Pd-Cu、APC)等含银的合金。除了上述以外，还可以举出铝(Al)、钛(Ti)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、镓(Ga)、锌(Zn)、铟(In)、锡(Sn)、钼(Mo)、钽(Ta)、钨(W)、钯(Pd)、金(Au)、铂(Pt)、银(Ag)、钇(Y)、钕(Nd)等金属以及适当地组合并包含它们的合金。另外，可以使用以上没有列举的属于元素周期表中第1族或第2族的元素(例如，锂(Li)、铯(Cs)、钙(Ca)、锶(Sr))、铕(Eu)、镱(Yb)等稀土金属、适当地组合并包含它们的合金以及石墨烯等。此外，也可以适当地层叠上述金属、合金、导电化合物以及它们的混合物等形成发光器件的一对电极(像素电极及公共电极)。
发光器件优选采用微腔谐振器(微腔)结构。因此，发光器件所包括的一对电极中的一方优选包括对可见光具有透过性及反射性的电极(半透过·半反射电极)，另一方优选包括对可见光具有反射性的电极(反射电极)。在发光器件具有微腔结构时，可以使从发光层得到的发光在两个电极间谐振，并且可以增强从发光器件发射的光。
另外，半透过·半反射电极可以具有反射电极与对可见光具有透过性的电极(也称为透明电极)的叠层结构。
透明电极的光透过率设为40％以上。例如，优选将可见光(波长为400nm以上且小于750nm的光)的透过率为40％以上的电极用于发光器件。半透过·半反射电极的可见光反射率设为10％以上且95％以下，优选为30％以上且80％以下。反射电极的可见光反射率设为40％以上且100％以下，优选为70％以上且100％以下。另外，上述电极的电阻率优选为1×10-2Ωcm以下。另外，这些电极的近红外光(波长为750nm以上且1300nm以下的光)的透过率或反射率优选与可见光的透过率或反射率同样地满足上述数值范围。
在第一层113中，第一发光单元192及第二发光单元194都包括发光层。优选采用组合从多个发光单元的发光层发射的光来能够得到白色发光的结构。第一发光单元192及第二发光单元194分别可以包括一层或多层的发光层。
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、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、热活化延迟荧光材料、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、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、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，可以同时实现发光器件的高效率、低电压驱动以及长寿命。
作为发光层以外的层，第一层113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、电子注入性高的物质、电子阻挡材料或双极性的物质(电子传输性及空穴传输性高的物质)等的层。
发光器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。构成发光器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、涂敷法等的方法形成。
例如，第一层113也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。
第二层114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。例如，当像素电极111a、111b、111c被用作阳极且公共电极115被用作阴极时，第六层114优选包括电子注入层。
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。
在发光器件中，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、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。
在发光器件中，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、嘧啶衍生物以及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、氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaF2)、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)、碳酸铯等碱金属、碱土金属或者它们的化合物。
或者，作为电子注入层也可以使用电子传输性材料。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电子传输性材料。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、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)、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具有高玻璃化转变点(Tg)，从而具有高耐热性。
此外，可以将混合多种物质的材料(也称为复合材料)用于第一层113。具体而言，可以将包含碱金属、碱金属化合物或碱金属配合物和电子传输性材料的复合材料用于第一层113。另外，电子传输材料的HOMO能级更优选为-6.0eV以上。
或者，可以将受体性材料和空穴传输性材料的复合材料用于第一层113。具体而言，可以将受体性材料和具有-5.7eV以上且-5.4eV以下的较深的HOMO能级的物质的复合材料用于第一层113。通过将该复合材料用于第一层113，可以提高发光器件的可靠性。
注意，在本说明书等中，有时将该复合材料用于第一层113的发光器件被称为Recombination-Site Tailoring Injection结构(ReSTI结构)。
优选在发光器件130a、130b、130c上包括保护层131。通过设置保护层131可以提高发光器件的可靠性。
对保护层131的导电性没有限制。作为保护层131，可以使用绝缘膜、半导体膜和导电膜中的至少一种。
当保护层131包括无机膜或无机绝缘膜时，可以防止公共电极115的氧化，且可以抑制杂质(水分、氧等)进入发光器件130a、130b、130c中。由此可以抑制发光器件的劣化，从而可以提高显示装置的可靠性。
作为保护层131例如可以使用氧化绝缘膜、氮化绝缘膜、氧氮化绝缘膜及氮氧化绝缘膜等无机绝缘膜。作为氧化绝缘膜可以举出氧化硅膜、氧化铝膜、氧化镓膜、氧化锗膜、氧化钇膜、氧化锆膜、氧化镧膜、氧化钕膜、氧化铪膜及氧化钽膜等。作为氮化绝缘膜可以举出氮化硅膜及氮化铝膜等。作为氧氮化绝缘膜可以举出氧氮化硅膜、氧氮化铝膜等。作为氮氧化绝缘膜可以举出氮氧化硅膜、氮氧化铝膜等。
注意，在本说明书等中，“氧氮化物”是指在其组成中氧含量多于氮含量的材料，“氮氧化物”是指在其组成中氮含量多于氧含量的材料。例如，在记载为“氧氮化硅”时指在其组成中氧含量多于氮含量的材料，而在记载为“氮氧化硅”时指在其组成中氮含量多于氧含量的材料。
保护层131优选包括氮化绝缘膜或氮氧化绝缘膜，更优选包括氮化绝缘膜。
另外，也可以将包含In-Sn氧化物(也称为ITO)、In-Zn氧化物、Ga-Zn氧化物、Al-Zn氧化物或铟镓锌氧化物(也称为In-Ga-Zn氧化物、IGZO)等的无机膜用于保护层131。该无机膜优选具有高电阻，具体而言，该无机膜优选具有比公共电极115高的电阻。该无机膜还可以包含氮。例如，在公共电极115使用银和镁的合金等因杂质(水分、氧等)容易劣化的金属时，可以使用In-Ga-Zn氧化物等作为保护层131。
在经过保护层131提取发光器件的发光的情况下，保护层131的可见光透过性优选高。例如，ITO、IGZO以及氧化铝都是可见光透过性高的无机材料，所以是优选的。
作为保护层131，例如可以使用氧化铝膜和氧化铝膜上的氮化硅膜的叠层结构或者氧化铝膜和氧化铝膜上的IGZO膜的叠层结构等。通过使用该叠层结构，可以抑制杂质(水、氧等)进入EL层一侧。
并且，保护层131也可以包括有机膜。例如，保护层131也可以包括有机膜和无机膜的双方。
保护层131上设置有着色层125(着色层125a、着色层125b及着色层125c)。着色层125a包括与发光器件130a重叠的区域，着色层125b包括与发光器件130b重叠的区域，着色层125c包括与发光器件130c重叠的区域。着色层125a、125b、125c至少包括与每个发光器件130所包括的发光层重叠的区域。
着色层125a、着色层125b及着色层125c具有透过彼此不同颜色的光的功能。例如，着色层125a具有透过红色光的功能，着色层125b具有透过绿色光的功能，着色层125c具有透过蓝色光的功能。由此，显示装置100可以进行全彩色显示。注意，着色层125a、着色层125b及着色层125c也可以具有透过青色、品红色和黄色的光中的任意个的功能。
这里，相邻的着色层125优选具有重叠的区域。具体而言，在不与发光器件130重叠的区域中，相邻的着色层125优选具有重叠的区域。通过透过不同颜色的光的着色层125重叠，可以在着色层125重叠的区域中将着色层125用作遮光层。因此，可以抑制发光器件130所发射的光泄漏到相邻的子像素。例如，可以抑制与着色层125a重叠的发光器件130a所发射的光入射到着色层125b。因此，可以提高显示在显示装置上的图像的对比度，由此可以实现显示品质高的显示装置。
注意，相邻的着色层125也可以不包括重叠的区域。此时，优选在不与发光器件130重叠的区域设置遮光层。例如遮光层可以设置在衬底120的树脂层122一侧的面。此外，也可以将着色层125设置在衬底120的树脂层122一侧的面。
此外，通过在保护层131上形成着色层125，与在衬底120上形成着色层125的情况相比更容易进行各发光器件130与各着色层125的位置对准，由此可以实现极高清晰度的显示装置。
像素电极111a、111b、111c各自的端部被绝缘体121覆盖。绝缘体121也可以被称为堤(bank)、分隔壁、屏障、堤坝等。通过设置这种绝缘体121，可以防止像素电极111a、111b、111c与第二层114或公共电极115等接触，由此可以抑制发光器件130短路。
绝缘体121在像素电极111a、111b、111c各自上包括开口，在该开口中像素电极111a、111b、111c分别与第一发光单元192的下部(例如，第一空穴注入层181a)接触。也就是说，在像素电极111a、111b、111c各自的端部或端部附近，像素电极111a、111b或111c与第一空穴注入层181a之间设置有绝缘体121的一部分。
绝缘体121可以具有使用无机绝缘膜和有机绝缘膜中的一方或双方的单层结构或叠层结构。
作为能够用于绝缘体121的有机绝缘材料，例如可以举出丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、聚硅氧烷树脂、苯并环丁烯类树脂以及酚醛树脂等。另外，作为能够用于绝缘体121的无机绝缘膜，可以使用能够用于保护层131的无机绝缘膜。
在作为覆盖像素电极的端部的绝缘体121使用无机绝缘膜时，与使用有机绝缘膜的情况相比，杂质不容易进入发光器件，从而可以提高发光器件的可靠性。在作为覆盖像素电极的端部的绝缘体121使用有机绝缘膜时，与使用无机绝缘膜的情况相比，台阶覆盖性高且不容易受到像素电极的形状的影响。因此，可以防止发光器件的短路。具体而言，当作为绝缘体121使用有机绝缘膜时，可以将绝缘体121的形状加工为锥形形状等。注意，在本说明书等中，锥形形状是指构成要素的侧面的至少一部分相对于衬底面倾斜地设置的形状。例如，优选具有倾斜的侧面和衬底面所形成的角度(也称为锥角)小于90°的区域。
绝缘体124在绝缘体121上与发光器件130的侧面的至少一部分接触地设置。此时，绝缘体124优选以与第一发光单元192的侧面、中间层191的侧面及第二发光单元194的侧面的至少一部分接触。例如，如图1B所示，绝缘体124可以与第一空穴注入层181a的侧面、第一空穴传输层182a的侧面、第一发光层183a的侧面、第一电子传输层184a的侧面、中间层191的侧面、第二空穴传输层182b的侧面、第二发光层183b的侧面及第二电子传输层184b的侧面接触。如此，通过发光器件的侧面的至少一部分被绝缘体124覆盖，可以抑制第二层114与第一发光单元192、中间层191和第二发光单元194中的任意侧面接触。由此，可以防止发光器件130的短路。注意，绝缘体124也可以称为侧壁、侧壁保护层或侧壁绝缘膜等。
图1B示出绝缘体124具有绝缘体124a及绝缘体124a上的绝缘体124b的两层结构的例子。优选的是，绝缘体124a的侧面与发光器件130的侧面的至少一部分接触，绝缘体124a的底面与绝缘体121的至少一部分接触。此外，绝缘体124b的侧面及底面优选与绝缘体124a的至少一部分接触。
可以使绝缘体124b的垂直于衬底120的衬底面的方向的厚度比绝缘体124b的平行于衬底120的衬底面的方向的厚度厚。此外，绝缘体124b的上端部的形状可以为圆形。通过绝缘体124b的上端部的形状为圆形，第二层114、公共电极115及保护层131的覆盖性得到提高，所以是优选的。
作为绝缘体124a及绝缘体124b例如可以使用氧化绝缘膜、氮化绝缘膜、氧氮化绝缘膜及氮氧化绝缘膜等无机绝缘膜。作为氧化绝缘膜可以举出氧化硅膜、氧化铝膜、氧化镓膜、氧化锗膜、氧化钇膜、氧化锆膜、氧化镧膜、氧化钕膜、氧化铪膜及氧化钽膜等。作为氮化绝缘膜可以举出氮化硅膜及氮化铝膜等。作为氧氮化绝缘膜可以举出氧氮化硅膜、氧氮化铝膜等。作为氮氧化绝缘膜可以举出氮氧化硅膜、氮氧化铝膜等。
绝缘体124a及绝缘体124b例如可以利用溅射法、蒸镀法(包括真空蒸镀法)、CVD法、ALD法等各种沉积方法形成。尤其是，由于ALD法给被形成层带来的沉积损伤较小，所以优选利用ALD法沉积直接接触于第一发光单元192、中间层191及第二发光单元194的绝缘体124a。此外，此时，在利用溅射法等沉积绝缘体124b时，可以提高生产率，因此是优选的。
例如，作为绝缘体124a可以使用利用ALD法沉积的氧化铝膜，且作为绝缘体124b可以使用利用溅射法沉积的氮化硅膜。
此外，绝缘体124a和绝缘体124b中的一方或双方优选具有对水和氧中的至少一个具有阻挡性的绝缘膜的功能。或者，绝缘体124a和绝缘体124b中的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，绝缘体124a和绝缘体124b中的一方或双方优选具有俘获或固定水和氧中的至少一个(也称为吸杂)的功能。
注意，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，在本说明书等中阻挡性是指俘获或固定所对应的物质(也称为吸杂)的功能。
绝缘体124a和绝缘体124b中的一方或双方通过具有上述阻挡绝缘膜的功能或吸杂功能，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。
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。此外，在本说明书等中，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。
注意，在本说明书等中，有时将可发射白色光的发光器件称为白色发光器件。白色发光器件通过与着色层(例如，滤色片)组合来可以实现全彩色显示的显示装置。此外，有时将在各颜色的发光器件(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，发光器件大致可以分为单结构和串联结构。单结构的器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，可以得到在发光器件整体上以白色发光的结构。此外，包括三个以上的发光层的发光器件也是同样的。
串联结构的器件优选具有如下结构：在一对电极间包括两个以上的多个发光单元，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，在串联结构的器件中，优选在多个发光单元间设置电荷产生层等中间层。
在比较上述白色发光器件(单结构或串联结构)和SBS结构的发光器件时，由于白色发光器件的制造工艺与SBS结构的发光器件相比更简单，所以可以降低制造成本或者可以提高制造成品率，因此是优选的。
在本实施方式的显示装置中，可以缩小发光器件间的距离。这里，发光器件间的距离例如可以为相邻的像素电极111的对置的侧面之间的距离。具体而言，可以将发光器件间的距离缩小到8μm以下、6μm以下、4μm以下、3μm以下、2μm以下或1μm以下。再者，例如通过使用用于LSI的曝光装置，可以将该距离缩小到500nm以下、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。
在图1A中说明子像素110a、110b、110c具有条纹排列的例子，但本发明不局限于此。以下参照图4至图6说明与图1A所示的像素排列不同的例子。
图4A所示的像素110采用S条纹排列。图4A所示的像素110由子像素110a、110b、110c这三个子像素构成。这里，在二行二列的子像素的排列中，第二列的子像素110b及子像素110c分别配置在第一行及第二行，第一列的子像素110a横跨配置在第一行及第二行。例如，子像素110a、子像素110b及子像素110c也可以分别为蓝色子像素、红色子像素及绿色子像素。
图4B所示的像素110包括具有角部呈圆形的近似梯形的顶面形状的子像素110a、具有角部呈圆形的近似三角形的顶面形状的子像素110b以及具有角部呈圆形的近似四角形或近似六角形的顶面形状的子像素110c。此外，子像素110a的发光面积比子像素110b大。如此，可以分别独立地决定各子像素的形状及尺寸。例如，包括可靠性越高的发光器件的子像素可以使其尺寸越小。例如，子像素110a也可以为绿色子像素，子像素110b也可以为红色子像素，子像素110c也可以为蓝色子像素。
图4C所示的像素128a、128b采用PenTile排列。图4C示出交替配置包括子像素110a及子像素110b的像素128a及包括子像素110b及子像素110c的像素128b的例子。例如，子像素110a也可以为蓝色子像素，子像素110b也可以为绿色子像素，子像素110c也可以为红色子像素。
图4D及图4E所示的像素128a、128b采用delta排列。像素128a在上行(第一行)包括两个子像素(子像素110a、110b)，在下行(第二行)包括一个子像素(子像素110c)。像素128b在上行(第一行)包括一个子像素(子像素110c)，在下行(第二行)包括两个子像素(子像素110a、110b)。
图4D示出各子像素具有角部呈圆形的近似四角形的顶面形状的例子，图4E示出各子像素具有圆形的顶面形状的例子。
光刻法由于加工的图案越微细越不能忽略光的衍射的影响，所以用曝光转印光掩模的图案时损失再现性而将抗蚀剂掩模加工为所希望的形状变得很困难。因此，即使光掩模的图案为矩形，也容易形成角部呈圆形的图案。因此，子像素的顶面形状有时成为多角形的角部呈圆形的形状、椭圆形或圆形等。
再者，在本发明的一个方式的显示装置的制造方法中，使用抗蚀剂掩模将EL层加工为岛状。在EL层上形成的抗蚀剂膜需要在比EL层的耐热温度低的温度下固化。因此，根据EL层的材料的耐热温度及抗蚀剂材料的固化温度有时抗蚀剂膜的固化不充分。固化不充分的抗蚀剂膜有时加工时成为与所希望的形状不同的形状。其结果是，EL层的顶面形状有时成为多角形的角部呈圆形的形状、椭圆形或圆形等。例如，在要形成顶面形状为正方形的抗蚀剂掩模时，有时形成圆形的顶面形状的抗蚀剂掩模，EL层的顶面形状成为圆形。
注意，为了使EL层的顶面形状成为所希望的形状，使设计图案与转印图案一致，也可以使用预先校正掩模图案的技术(OPC(Optical Proximity Correction：光学邻近校正)技术)。具体而言，在OPC技术中，对掩模图案上的图形角部等追加用于校正的图案。
此外，图1A示出设置三个子像素的结构，但本发明不局限于此，也可以采用设置四个以上的子像素的结构。图5A所示的像素110由子像素110a、110b、110c、110d这四个子像素构成。与子像素110a、110b、110c同样地，子像素110d也包括发射白色光的发光器件130d。如图5B所示，发光器件130d包括像素电极111d、第一层113、第二层114及公共电极115。注意，子像素110d与子像素110a、110b、110c不同而不包括着色层。通过采用这种结构，例如子像素110a、110b、110c分别为红色、绿色、蓝色的子像素，子像素110d可以为白色的子像素。
图5A示出一个像素110配置为二行三列的例子。像素110在上行(第一行)包括三个子像素(子像素110a、110b、110c)，在下行(第二行)包括一个子像素(子像素110d)。换言之，像素110在左列(第一列)包括子像素110a，在中央列(第二列)包括子像素110b，在右列(第三列)包括子像素110c，沿着这三个列包括子像素110d。
图6A至图6C所示的像素110采用条纹排列。图6A至图6C所示的像素110由子像素110a、110b、110c、110d这四个子像素构成。子像素110a、110b、110c、110d各自包括发射不同颜色光的发光器件。例如，子像素110a、110b、110c、110d分别可以为红色、绿色、蓝色、白色的子像素。
图6A示出各子像素具有长方形的顶面形状的例子，图6B示出各子像素具有将两个半圆与长方形连在一起的顶面形状的例子，图6C示出各子像素具有椭圆形的顶面形状的例子。
图6D至图6F所示的像素110采用矩阵排列。图6D至图6F所示的像素110由子像素110a、110b、110c、110d这四个子像素构成。子像素110a、110b、110c、110d各自包括发射不同颜色光的发光器件。例如，子像素110a、110b、110c、110d分别可以为红色、绿色、蓝色、白色的子像素。
图6D示出各子像素具有正方形的顶面形状的例子，图6E示出各子像素具有角部呈圆形的近似正方形的顶面形状的例子，图6F示出各子像素具有圆形的顶面形状的例子。
图6G所示的像素110由子像素110a、子像素110b、子像素110c、子像素110d1、子像素110d2、子像素110d3这六个子像素构成。图6G的子像素110d1、110d2、110d3是以平行于子像素110a、110b、110c的方式使图5A所示的子像素110d分离而成的。这里，子像素110d1、110d2、110d3也可以在包括晶体管的层101中与同一晶体管电连接。
通过采用如图6G所示的结构，形成在子像素110a、110b、110c、110d1、110d2、110d3之间的窄路在X方向或Y方向上以横过显示装置100的方式形成。由此，在制造显示装置100时的洗涤工序中，尘埃容易流过该窄路，由此可以防止在制造过程中产生的尘埃混入显示装置。
接着，参照图7至图9说明显示装置100的截面形状的变形例子。
如图7A所示，在相邻的发光器件130之间有时在绝缘体121的上部形成凹部。例如，有时在绝缘体121的不重叠于第一层113的区域形成第一凹部。此时，有时第一凹部的底面与绝缘体124的底面接触。此外，例如，有时在第一凹部中的不重叠于绝缘体124的区域形成第二凹部。此时，有时第二凹部的底面与第二层114的一部分接触。
图1B示出第二层114进入相邻的绝缘体124之间的区域等的例子，如图7B所示，也可以在该区域形成空隙133。
空隙133例如包含选自空气、氮、氧、二氧化碳和第18族元素(典型为氦、氖、氩、氙、氪等)中的一种或多种。
在空隙133的折射率比第二层114的折射率低时，从发光器件发射的光被第二层114与空隙133的界面反射。由此，可以抑制从发光器件发射的光入射到相邻的像素(或子像素)。由此，由于可以抑制不同像素的光混合，所以可以提高显示装置的显示品质。
图1B示出绝缘体124包括绝缘体124a及绝缘体124a上的绝缘体124b的例子，如图8A所示，绝缘体124也可以具有单层结构。绝缘体124使用上述可用于绝缘体124a或绝缘体124b的材料形成即可。
图1B示出绝缘体124的上端与第二电子传输层184b的顶面大致一致的例子，但本发明不局限于此。例如，如图8B所示，绝缘体124a和绝缘体124b中的任一方或双方的上端也可以从第二电子传输层184b的顶面突出。通过采用这种结构，绝缘体124可以覆盖第一层113的侧面的上端，因此可以进一步抑制发光器件130的短路。
图1B示出着色层125a、125b、125c与保护层131的顶面接触的例子，但本发明不局限于此。例如，如图9A所示，也可以采用以覆盖保护层131的方式设置平坦性良好的绝缘层126且在绝缘层126上设置着色层125a、125b、125c的结构。这里，绝缘层126例如可以使用可用于绝缘体121的有机绝缘材料或无机绝缘材料等。再者，在着色层125a、125b、125c上设置树脂层122且贴合衬底120即可。
如图9B所示，也可以采用在像素电极111a、像素电极111b、像素电极111c上设置具有透过可见光的功能的导电层112a、导电层112b、导电层112c(以下，有时总称为导电层112)的结构。此外，此时，导电层123也同样地具有导电层123a及导电层123b的叠层结构。
作为导电层112可以使用上述对可见光具有透过性的导电膜。此外，作为导电层112可以使用将上述反射可见光的导电膜减薄到透过可见光的程度而形成的膜。另外，通过使用该导电膜与上述透过可见光的导电膜的叠层结构，可以提高导电性及机械强度。
如图9B所示，导电层112配置在像素电极111与第一空穴注入层181a之间。导电层112位于像素电极111上。
如图9B所示，各发光器件130所包括的导电层112的厚度优选按每个发光器件不同。例如，在着色层125a透过红色光、着色层125b透过绿色光、着色层125c透过蓝色光的情况下，三个导电层112中可以使导电层112a的厚度最厚且使导电层112c的厚度最薄。这里，关于各发光器件中的像素电极111的顶面与公共电极115的底面的距离，与着色层125a重叠的发光器件130中最大，而与着色层125c重叠的发光器件130中最小。通过改变各发光器件中的像素电极111的顶面与公共电极115的底面的距离，可以改变各发光元件的光学距离(光程)。
三个发光器件中，与着色层125a重叠的发光器件130的光程最长，射出最长波长的光(例如红色光)被加强的光。另一方面，与着色层125b重叠的发光器件130的光程最短，射出最短波长的光(例如蓝色光)被加强了的光。与着色层125b重叠的发光器件130射出中间波长的光(例如绿色光)被加强了的光。
通过采用该结构，不需要按每个不同颜色的子像素分别形成发光器件130所包括的发光层，从而可以使用相同结构的发光器件进行颜色再现性高的彩色显示。
[显示装置的制造方法例子]
接着，参照图10至图13说明显示装置的制造方法例子。在图10A至图10D中并排示出沿着图1A中的点划线X1-X2的截面图、Y1-Y2的截面图以及Y3-Y4的截面图。图11至图13也与图10同样。
构成显示装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜、导电膜等)可以利用溅射法、化学气相沉积(CVD：Chemical Vapor Deposition)法、真空蒸镀法、脉冲激光沉积(PLD：Pulsed LaserDeposition)法、ALD法等形成。作为CVD法有等离子体增强化学气相沉积(PECVD：PlasmaEnhanced CVD)法及热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、刮刀式涂布法等方法形成。
尤其是，当制造发光器件时，可以利用蒸镀法等真空工艺以及旋涂法、喷墨法等溶液工艺。作为蒸镀法，可以举出溅射法、离子镀法、离子束蒸镀法、分子束蒸镀法、真空蒸镀法等物理蒸镀法(PVD法)以及化学气相沉积法(CVD法)等。尤其是，可以利用蒸镀法(真空蒸镀法)、涂敷法(浸涂法、染料涂布法、棒式涂布法、旋涂法、喷涂法)、印刷法(喷墨法、丝网印刷(孔版印刷)法、胶版印刷(平版印刷)法、柔版印刷(凸版印刷)法、照相凹版印刷法或微接触印刷法等)等方法形成包括在EL层中的功能层(空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层等)。
此外，当对构成显示装置的薄膜进行加工时，可以利用光刻法等。或者，还可以利用纳米压印法、喷砂法、剥离法等对薄膜进行加工。此外，可以通过利用金属掩模等遮蔽掩模的沉积方法直接形成岛状薄膜。
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，通过蚀刻等对该薄膜进行加工，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。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，也可以不使用光掩模。
在薄膜的蚀刻中，可以利用干蚀刻法、湿蚀刻法及喷砂法等。
首先，如图10A所示，在具有晶体管的层101上形成像素电极111a、111b、111c以及导电层123。各像素电极设置在显示部，导电层123设置在连接部140。
接着，形成覆盖像素电极111a、111b、111c的端部及导电层123的端部的绝缘体121。
如图10B所示，在各像素电极上及绝缘体121上依次形成第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A、第一电子传输层184A、中间层191A、第二空穴传输层182B、第二发光层183B及第二电子传输层184B，在第二电子传输层184B上形成第一牺牲层118A，在第一牺牲层118A上形成第二牺牲层119A。
图10B示出在Y1-Y2间的截面图中第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A、第一电子传输层184A、中间层191A、第二空穴传输层182B、第二发光层183B、第二电子传输层184B、第一牺牲层118A及第二牺牲层119A都设置在导电层123上的例子，但是不局限于此。
例如，第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A、第一电子传输层184A、中间层191A、第二空穴传输层182B、第二发光层183B、第二电子传输层184B及第一牺牲层118A也可以不与导电层123重叠。此外，第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A、第一电子传输层184A、中间层191A、第二空穴传输层182B、第二发光层183B及第二电子传输层184B的连接部140一侧的端部也可以位于第一牺牲层118A及第二牺牲层119A的端部的内侧。例如，通过使用用来规定沉积区域的掩模(也称为区域掩模、粗糙金属掩模等)，第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A、第一电子传输层184A、中间层191A、第二空穴传输层182B、第二发光层183B及第二电子传输层184B以及第一牺牲层118A及第二牺牲层119A的沉积区域可以不同。在本发明的一个方式中，使用抗蚀剂掩模形成发光器件，通过组合上述区域掩模，可以以较简单的工序制造发光器件。
能够用于像素电极的材料为如上所述。在像素电极的形成中，例如可以使用溅射法或真空蒸镀法。
如上所述，绝缘体121可以具有使用无机绝缘膜和有机绝缘膜的一方或双方的单层结构或叠层结构。
第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A、第一电子传输层184A、中间层191A、第二空穴传输层182B、第二发光层183B及第二电子传输层184B分别是后面成为第一空穴注入层181a、第一空穴传输层182a、第一发光层183a、第一电子传输层184a、中间层191、第二空穴传输层182b、第二发光层183b及第二电子传输层184b的层。因此，分别可以采用能够用于第一空穴注入层181a、第一空穴传输层182a、第一发光层183a、第一电子传输层184a、中间层191、第二空穴传输层182b、第二发光层183b及第二电子传输层184b的结构。
第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A、第一电子传输层184A、中间层191A、第二空穴传输层182B、第二发光层183B及第二电子传输层184B分别通过蒸镀法(真空蒸镀法)、转印法、印刷法、喷墨法、涂敷法等方法形成。此外，第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A、第一电子传输层184A、中间层191A、第二空穴传输层182B、第二发光层183B及第二电子传输层184B也可以分别使用配制混合材料形成。注意，在本说明书等中，配制混合材料是指多个材料预先配合或混合的材料。
在本实施方式中示出牺牲层具有第一牺牲层及第二牺牲层的两层结构的例子，牺牲层也可以具有单层结构或三层以上的叠层结构。作为牺牲层使用对于第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A、第一电子传输层184A、中间层191A、第二空穴传输层182B、第二发光层183B及第二电子传输层184B的加工条件的耐性高的膜，具体而言，使用蚀刻选择比大的膜。
在形成牺牲层时，例如可以利用溅射法、ALD法(热ALD法、PEALD法)或真空蒸镀法。优选利用给EL层带来的损伤少的形成方法，与溅射法相比优选使用ALD法或真空蒸镀法形成牺牲层。
作为牺牲层优选使用可以利用湿蚀刻法去除的膜。通过利用湿蚀刻法，与利用干蚀刻法的情况相比，可以减轻在牺牲层的加工中第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A、第一电子传输层184A、中间层191A、第二空穴传输层182B、第二发光层183B及第二电子传输层184B受到的损伤。
在本实施方式的显示装置的制造方法中，优选的是，在各种牺牲层的加工工序中构成发光器件的各种功能层(空穴注入层、空穴传输层、发光层、活性层及电子传输层等)不容易被加工，在功能层的加工工序中各种牺牲层不容易被加工。优选考虑到这些条件而选择牺牲层的材料、加工方法以及功能层的加工方法。
作为牺牲层，例如可以使用金属膜、合金膜、金属氧化物膜、半导体膜、无机绝缘膜等无机膜。
作为牺牲层例如可以使用金、银、铂、镁、镍、钨、铬、钼、铁、钴、铜、钯、钛、铝、钇、锆及钽等金属材料或着包含该金属材料的合金材料。
另外，可以将In-Ga-Zn氧化物等金属氧化物用于牺牲层。作为牺牲层，例如可以利用溅射法形成In-Ga-Zn氧化物膜。并且，可以使用氧化铟、In-Zn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)、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，也可以使用元素M(M为铝、硅、硼、钇、锡、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。
另外，作为牺牲层，可以使用能够用于保护层131的各种无机绝缘膜。尤其是，氧化绝缘膜的与EL层的密接性比氮化绝缘膜的与EL层的密接性高，所以是优选的。例如，可以将氧化铝、氧化铪、氧化硅等无机绝缘材料用于牺牲层。作为牺牲层，例如可以利用ALD法形成氧化铝膜。通过利用ALD法，可以减轻基底(尤其是EL层等)受到的损伤，所以是优选的。
例如，作为牺牲层，可以使用利用溅射法形成的In-Ga-Zn氧化物膜和在In-Ga-Zn氧化物膜上利用ALD法形成的氧化铝膜的叠层结构。此外，作为牺牲层，可以使用利用ALD法形成的氧化铝膜和在氧化铝膜上利用溅射法形成的In-Ga-Zn氧化物膜的叠层结构。此外，作为牺牲层，可以使用利用ALD法形成的氧化铝膜的单层结构。
接着，如图10C所示，在第二牺牲层119A上形成抗蚀剂掩模190。抗蚀剂掩模可以通过涂敷感光树脂(光致抗蚀剂)且进行曝光及显影来形成。抗蚀剂掩模190设置在与像素电极111a、111b、111c重叠的位置上。抗蚀剂掩模190优选不与导电层123重叠。
如图10D所示，使用抗蚀剂掩模190去除第二牺牲层119A的一部分。由此，可以去除第二牺牲层119A的不与抗蚀剂掩模190重叠的区域。因此，在与像素电极111a、111b、111c重叠的位置上残留第二牺牲层119。然后，去除抗蚀剂掩模190。
接着，如图11A所示，使用第二牺牲层119去除第一牺牲层118A的一部分。由此，可以去除第一牺牲层118A的不与第二牺牲层119重叠的区域。因此，在与像素电极111a、111b、111c重叠的位置上残留第一牺牲层118及第二牺牲层119的叠层结构。
接着，如图11B所示，使用第一牺牲层118及第二牺牲层119去除第一空穴注入层181A的一部分、第一空穴传输层182A的一部分、第一发光层183A的一部分、第一电子传输层184A的一部分、中间层191A的一部分、第二空穴传输层182B的一部分、第二发光层183B的一部分及第二电子传输层184B的一部分。由此，可以去除第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A、第一电子传输层184A、中间层191A、第二空穴传输层182B、第二发光层183B及第二电子传输层184B的不与第一牺牲层118及第二牺牲层119重叠的区域。由此，导电层123露出。在像素电极111a、111b、111c上残留第一空穴注入层181a、第一空穴传输层182a、第一发光层183a、第一电子传输层184a、中间层191、第二空穴传输层182b、第二发光层183b、第二电子传输层184b、第一牺牲层118及第二牺牲层119的叠层结构。
注意，有时将第一空穴注入层181a、第一空穴传输层182a、第一发光层183a及第一电子传输层184a的叠层结构称为第一发光单元192。此外，有时将第二空穴传输层182b、第二发光层183b及第二电子传输层184b的叠层结构称为第二发光单元194。此外，有时将第一发光单元192、中间层191及第二发光单元194的叠层结构称为第一层113。
第一牺牲层118A及第二牺牲层119A都可以利用湿蚀刻法或干蚀刻法加工。第一牺牲层118A及第二牺牲层119A的加工优选通过各向异性蚀刻进行。
通过利用湿蚀刻法，与利用干蚀刻法的情况相比，可以减轻在牺牲层的加工中第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A、第一电子传输层184A、中间层191A、第二空穴传输层182B、第二发光层183B及第二电子传输层184B受到的损伤。在利用湿蚀刻法的情况下，例如优选使用显影液、四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液、稀氢氟酸、草酸、磷酸、乙酸、硝酸或它们的混合液体的药液等。
另外，在利用干蚀刻法的情况下，通过作为蚀刻气体不使用含有氧的气体可以抑制第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A、第一电子传输层184A、中间层191A、第二空穴传输层182B、第二发光层183B及第二电子传输层184B的劣化。在利用干蚀刻法的情况下，例如优选将CF4、C4F8、SF6、CHF3、Cl2、H2O、BCl3或He等含有贵气体(也称为稀有气体)的气体用作蚀刻气体。
通过牺牲层具有叠层结构，可以使用抗蚀剂掩模190对一部分的层进行加工，去除抗蚀剂掩模190，然后将该一部分的层用作硬掩模对剩下的层进行加工。
例如，在使用抗蚀剂掩模190加工第二牺牲层119A之后，通过使用氧等离子体的灰化等去除抗蚀剂掩模190。此时，第一牺牲层118A位于最表面，第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A、第一电子传输层184A、中间层191A、第二空穴传输层182B、第二发光层183B及第二电子传输层184B不露出。因此，在抗蚀剂掩模190的去除工序中，可以抑制第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A、第一电子传输层184A、中间层191A、第二空穴传输层182B、第二发光层183B及第二电子传输层184B受到损伤。并且，可以将第二牺牲层119用作硬掩模且加工第一牺牲层118A，可以将第一牺牲层118及第二牺牲层119用作硬掩模且加工第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A、第一电子传输层184A、中间层191A、第二空穴传输层182B、第二发光层183B及第二电子传输层184B。
第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A、第一电子传输层184A、中间层191A、第二空穴传输层182B、第二发光层183B及第二电子传输层184B的加工优选通过各向异性蚀刻进行。尤其优选的是各向异性干蚀刻。作为蚀刻气体，优选使用含有氮的气体、含有氢的气体、含有贵气体的气体、含有氮及氩的气体或者含有氮及氢的气体等。通过作为蚀刻气体不使用含有氧的气体，可以抑制第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A、第一电子传输层184A、中间层191A、第二空穴传输层182B、第二发光层183B及第二电子传输层184B的劣化。
这里，有时通过上述蚀刻处理去除绝缘体121上部的不与抗蚀剂掩模190重叠的部分的一部分。此时，如图7A所示，在绝缘体121上部形成第一凹部。该第一凹部形成在不与第一层113重叠的区域。
接着，如图11C所示，以覆盖第一层113、第一牺牲层118及第二牺牲层119的方式沉积绝缘膜124A。再者，在绝缘膜124A上沉积绝缘膜124B。绝缘膜124A及绝缘膜124B使用可用于绝缘体124a及绝缘体124的材料即可。
作为绝缘膜124A及绝缘膜124B的沉积方法，可以举出真空蒸镀法、溅射法、CVD法及ALD法等。绝缘膜124A优选通过对第一层113带来的损伤少的方法沉积。此外，绝缘膜124A及绝缘膜124B以低于第一层113的耐热温度的温度形成。例如，作为绝缘膜124A可以通过ALD法形成氧化铝膜。通过使用ALD法，可以沉积覆盖性高的膜，因此是优选的。此外，例如作为绝缘膜124B可以利用PECVD法或溅射法形成氧氮化硅膜或氮化硅膜。
接着，如图12A所示，通过蚀刻绝缘膜124B，形成绝缘体124b。绝缘膜124B优选通过各向异性蚀刻进行加工。尤其优选的是各向异性干蚀刻。例如，可以将包含CF4、C4F8、SF6、CHF3、Cl2、H2O、BCl3或He等贵气体的气体用于蚀刻气体。
接着，如图12B所示，将绝缘体124b用作硬掩模对绝缘膜124A进行蚀刻，由此形成绝缘体124a。绝缘膜124A优选利用湿蚀刻法进行加工。通过利用湿蚀刻法，与利用干蚀刻法的情况相比，可以降低加工绝缘体124a时第二牺牲层119等受到的损伤。在利用湿蚀刻法的情况下，例如优选使用显影液、四甲基氢氧化铵水溶液(TMAH)、稀氢氟酸、草酸、磷酸、乙酸、硝酸或使用它们的混合液体的药液等。
如此，可以形成在绝缘体124a上层叠绝缘体124b的绝缘体124。绝缘体124的侧面与第一层113接触，绝缘体124的底面与绝缘体121接触。由此，可以抑制将后面形成的第二层114或公共电极115与像素电极111的侧面或第一层113的侧面接触而发光器件130短路。此外，可以抑制在后面工序中第一层113受到的损伤。
这里，有时通过上述蚀刻处理去除绝缘体121的上部的不与绝缘体124重叠的部分的一部分。此时，如图7A所示，在绝缘体121上部形成第二凹部。第二凹部形成在第一凹部中的不与绝缘体124重叠的区域。
接着，如图12C所示，去除第二牺牲层119。再者，如图13A所示，去除第一牺牲层118。由此，在像素电极111上第二电子传输层184b露出，在连接部140中导电层123露出。
牺牲层的去除工序可以使用与牺牲层的加工工序同样的方法。尤其是，通过使用湿蚀刻法，与使用干蚀刻法相比，在去除牺牲层时，可以降低第一层113、导电层123及绝缘体124受到的损伤。
接着，如图13B所示，以覆盖第一层113、导电层123、绝缘体124及绝缘体121的方式形成第二层114，在第二层114、绝缘体121及导电层123上形成公共电极115。
能够用于第二层114的材料可以参照上述内容。构成第二层114的层可以分别通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、转印法、印刷法、喷墨法、涂敷法等的方法形成。此外，构成第二层114的层也可以使用配制混合材料形成。注意，若不需要则可以不设置第二层114。
能够用于公共电极115的材料可以参照上述内容。公共电极115例如通过使用溅射法或真空蒸镀法形成。
如图13B所示，在公共电极115上形成保护层131。
能够用于保护层131的材料可以参照上述内容。作为保护层131的沉积方法，可以举出真空蒸镀法、溅射法、CVD法及ALD法等。保护层131可以具有单层结构或叠层结构。例如，保护层131也可以具有使用彼此不同的沉积方法形成的两层叠层结构。
接着，在保护层131上以包括与像素电极111a、111b、111c重叠的区域的方式形成着色层125a、125b、125c。着色层125a、着色层125b及着色层125c可以分别利用使用喷墨法、光刻法的蚀刻方法等形成在所希望的位置上。具体而言，可以按每个像素形成不同的着色层125(着色层125a、着色层125b或着色层125c)。
通过在保护层131上使用树脂层122贴合衬底120，可以制造图1B所示的显示装置100。
如上所述，在本实施方式的显示装置的制造方法中，岛状的EL层不是使用金属掩模的图案形成，而是在整个面上沉积EL层之后进行加工来形成，因此可以以均匀的厚度形成岛状的EL层。此外，可以实现以前无法制造的高清晰的显示装置或高开口率的显示装置。
本发明的一个方式的显示装置包括串联结构的发光器件。发光器件所包括的像素电极、发光层、载流子传输层、载流子注入层及中间层的每个侧面被侧壁状绝缘体及堤坝状绝缘体覆盖。通过采用这种结构，公共电极等与像素电极、发光层、载流子传输层、载流子注入层及中间层的每个侧面接触得到抑制，因此可以抑制发光器件的短路。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。此外，在本说明书中，在一个实施方式中示出多个结构例子的情况下，可以适当地组合该结构例子。
(实施方式2)
在本实施方式中，参照图14至图16说明本发明的一个方式的显示装置。
本实施方式的显示装置可以为高分辨率的显示装置或大型显示装置。因此，例如可以将本实施方式的显示装置用作如下装置的显示部：具有较大的屏幕的电子设备诸如电视装置、台式或笔记本型个人计算机、用于计算机等的显示器、数字标牌、弹珠机等大型游戏机等；数码相机；数字视频摄像机；数码相框；移动电话机；便携式游戏机；便携式信息终端；声音再现装置。
[显示装置100A]
图14示出显示装置100A的立体图，图15A示出显示装置100A的截面图。
显示装置100A具有贴合衬底152与衬底151的结构。在图14中，以虚线表示衬底152。
显示装置100A包括显示部162、电路164及布线165等。图14示出显示装置100A中安装有IC173及FPC172的例子。因此，也可以将图14所示的结构称为包括显示装置100A、IC(集成电路)及FPC的显示模块。
作为电路164，例如可以使用扫描线驱动电路。
布线165具有对显示部162及电路164供应信号及电力的功能。该信号及电力从外部经由FPC172输入到布线165或者从IC173输入到布线165。
图14示出通过COG(Chip On Glass)方式或COF(Chip On Film)方式等在衬底151上设置IC173的例子。作为IC173，例如可以使用包括扫描线驱动电路或信号线驱动电路等的IC。注意，显示装置100A及显示模块不一定必须设置有IC。此外，也可以将IC利用COF方式等安装于FPC。
图15A示出显示装置100A的包括FPC172的区域的一部分、电路164的一部分、显示部162的一部分及包括端部的区域的一部分的截面的一个例子。
图15A所示的显示装置100A在衬底151与衬底152之间包括晶体管201、晶体管205、发光器件130a、发光器件130b、着色层125a及着色层125b等。发光器件130a及发光器件130b发射白色光。着色层125a及着色层125b具有透过彼此不同颜色的光的功能。图15A示出两种着色层，但在显示装置100A中，着色层的种类更多。
在此，当显示装置的像素包括具有透过彼此不同颜色的光的着色层125的三个子像素时，作为该三个子像素可以举出R、G、B这三个颜色的子像素、黄色(Y)、青色(C)及品红色(M)这三个颜色的子像素等。当包括四个上述子像素时，作为该四个子像素可以举出R、G、B及白色(W)这四个颜色的子像素、R、G、B及Y这四个颜色的子像素等。
保护层131和衬底152由粘合层142粘合。作为发光器件的密封可以采用固体密封结构或中空密封结构等。在图15A中，衬底152和衬底151之间的空间被粘合层142填充，即采用固体密封结构。或者，也可以采用使用非活性气体(氮或氩等)填充该空间的中空密封结构。此时，粘合层142也可以以不与发光器件重叠的方式设置。另外，也可以使用与设置为框状的粘合层142不同的树脂填充该空间。
发光器件130a具有与图1B所示的发光器件130a同样的叠层结构，发光器件130b具有与图1B所示的发光器件130b同样的叠层结构。发光器件的详细内容可以参照实施方式1。此外，以与发光器件130a的侧面及发光器件130b的侧面接触的方式形成绝缘体124。此外，以覆盖发光器件130a、130b、绝缘体124以及绝缘体121的方式形成保护层131。
像素电极111a通过设置在绝缘层214中的开口与晶体管205所包括的导电层222b连接。像素电极111b与像素电极111a同样地通过设置在绝缘层214中的开口与晶体管205所包括的源电极和漏电极中的一个电连接。
包括像素电极111a、111b的端部的区域被绝缘体121覆盖。像素电极111a、111b包含反射可见光的材料，公共电极115包含透过可见光的材料。
发光器件将光发射到衬底152一侧。因此，衬底152优选使用对可见光的透过性高的材料。
衬底151至绝缘层214的叠层结构相当于实施方式1中的具有晶体管的层101。
晶体管201及晶体管205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，将水及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个。由此，可以将绝缘层用作阻挡绝缘膜。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、氮化铝膜等。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、氧化铈膜及氧化钕膜等。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，可以抑制杂质从显示装置100A的端部通过有机绝缘膜进入。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15A所示的区域228中，绝缘层214中形成有开口。由此，即使在使用有机绝缘膜作为绝缘层214的情况下，也可以抑制杂质从外部通过绝缘层214进入显示部162。由此，可以提高显示装置100A的可靠性。
晶体管201及晶体管205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，通过对同一导电膜进行加工而得到的多个层由相同的阴影线表示。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，晶体管都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及晶体管205，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，通过对两个栅极中的一个施加用来控制阈值电压的电位，对另一个施加用来进行驱动的电位，可以控制晶体管的阈值电压。
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、单晶半导体或者具有单晶以外的结晶性的半导体(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)。就是说，本实施方式的显示装置优选使用将金属氧化物用于沟道形成区域的晶体管(以下，OS晶体管)。此外，晶体管的半导体层也可以包含硅。作为硅，可以举出非晶硅、结晶硅(低温多晶硅、单晶硅等)等。
例如，半导体层优选包含铟、M(M为选自镓、铝、硅、硼、钇、锡、铜、钒、铍、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨或镁中的一种或多种)和锌。尤其是，M优选为选自铝、镓、钇或锡中的一种或多种。
尤其是，作为半导体层，优选使用包含铟(In)、镓(Ga)及锌(Zn)的氧化物(IGZO)。
在半导体层使用In-M-Zn氧化物时，该In-M-Zn氧化物中的In的原子个数比优选为M的原子个数比以上。作为这种In-M-Zn氧化物的金属元素的原子个数比，可以举出In：M：Zn＝1：1：1或其附近的组成、In：M：Zn＝1：1：1.2或其附近的组成、In：M：Zn＝2：1：3或其附近的组成、In：M：Zn＝3：1：2或其附近的组成、In：M：Zn＝4：2：3或其附近的组成、In：M：Zn＝4：2：4.1或其附近的组成、In：M：Zn＝5：1：3或其附近的组成、In：M：Zn＝5：1：6或其附近的组成、In：M：Zn＝5：1：7或其附近的组成、In：M：Zn＝5：1：8或其附近的组成、In：M：Zn＝6：1：6或其附近的组成、In：M：Zn＝5：2：5或其附近的组成等。此外，附近的组成包括所希望的原子个数比的±30％的范围。
例如，当记载为原子个数比为In：Ga：Zn＝4：2：3或其附近的组成时，包括如下情况：In的原子个数比为4时，Ga的原子个数比为1以上且3以下，Zn的原子个数比为2以上且4以下。此外，当记载为原子数比为In：Ga：Zn＝5：1：6或其附近的组成时包括如下情况：In的原子数比为5时，Ga的原子数比大于0.1且为2以下，Zn的原子数比为5以上且7以下。此外，当记载为原子数比为In：Ga：Zn＝1：1：1或其附近的组成时包括如下情况：In的原子数比为1时，Ga的原子数比大于0.1且为2以下，Zn的原子数比大于0.1且为2以下。
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不同结构。
图15B及图15C示出晶体管的其他结构例子。
晶体管209及晶体管210包括：用作栅极的导电层221；用作栅极绝缘层的绝缘层211；包含沟道形成区域231i及一对低电阻区域231n的半导体层231；与一对低电阻区域231n中的一个连接的导电层222a；与一对低电阻区域231n中的另一个连接的导电层222b；用作栅极绝缘层的绝缘层225；用作栅极的导电层223；以及覆盖导电层223的绝缘层215。绝缘层211位于导电层221与沟道形成区域231i之间。绝缘层225至少位于导电层223与沟道形成区域231i之间。再者，还可以设置有覆盖晶体管的绝缘层218。
在图15B所示的例子中，在晶体管209中绝缘层225覆盖半导体层231的顶面及侧面。导电层222a及导电层222b都通过设置在绝缘层225及绝缘层215中的开口与低电阻区域231n连接。在导电层222a及导电层222b中，一方被用作源极，另一方被用作漏极。
另一方面，在图15C所示的晶体管210中，绝缘层225与半导体层231的沟道形成区域231i重叠而不与低电阻区域231n重叠。例如，通过以导电层223为掩模加工绝缘层225，可以形成图15C所示的结构。在图15C中，绝缘层215覆盖绝缘层225及导电层223，并且导电层222a及导电层222b分别通过绝缘层215的开口与低电阻区域231n连接。
衬底151的不与衬底152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242与FPC172电连接。导电层166具有加工与像素电极相同的导电膜而得到的导电膜。在连接部204的顶面上露出导电层166。因此，通过连接层242可以使连接部204与FPC172电连接。
优选在衬底152的衬底151一侧的面设置遮光层148。此外，也可以在衬底152的衬底151一侧的面设置着色层125a、125b。在图15A中，在以衬底152为准时，着色层125a、125b覆盖遮光层148的一部分。
此外，可以在衬底152的外侧配置各种光学构件。作为光学构件，可以使用偏振片、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、抑制使用时的损伤的硬涂膜、冲击吸收层等。
通过形成覆盖发光器件的保护层131，可以抑制水等杂质进入发光器件，由此可以提高发光器件的可靠性。
在显示装置100A的端部附近的区域228中，优选绝缘层215与保护层131通过绝缘层214的开口彼此接触。尤其是，特别优选无机绝缘膜彼此接触。由此，可以抑制杂质从外部通过有机绝缘膜进入显示部162。因此，可以提高显示装置100A的可靠性。
衬底151及衬底152可以使用玻璃、石英、陶瓷、蓝宝石、树脂、金属、合金、半导体等。取出来自发光器件的光一侧的衬底使用使该光透过的材料。通过将具有柔性的材料用于衬底151及衬底152，可以提高显示装置的柔性，因此可以实现柔性显示器。作为衬底151或衬底152，也可以使用偏振片。
作为衬底151及衬底152，可以使用如下材料：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯树脂、聚丙烯腈树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚碳酸酯(PC)树脂、聚醚砜(PES)树脂、聚酰胺树脂(尼龙、芳族聚酰胺等)、聚硅氧烷树脂、环烯烃树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏二氯乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚四氟乙烯(PTFE)树脂、ABS树脂以及纤维素纳米纤维等。此外，也可以作为衬底151和衬底152中的一方或双方使用其厚度为具有柔性程度的玻璃。
在将圆偏振片重叠于显示装置的情况下，优选将光学各向同性高的衬底用作显示装置所包括的衬底。光学各向同性高的衬底的双折射较低(也可以说双折射量较少)。
光学各向同性高的衬底的相位差值(retardation value)的绝对值优选为30nm以下，更优选为20nm以下，进一步优选为10nm以下。
作为光学各向同性高的薄膜，可以举出三乙酸纤维素(也被称为TAC、Cellulosetriacetate)薄膜、环烯烃聚合物(COP)薄膜、环烯烃共聚物(COC)薄膜及丙烯酸薄膜等。
当作为衬底使用薄膜时，有可能因薄膜的吸水而发生显示面板出现皱纹等形状变化。因此，作为衬底优选使用吸水率低的薄膜。例如，优选使用吸水率为1％以下的薄膜，更优选使用吸水率为0.1％以下的薄膜，进一步优选为使用吸水率为0.01％以下的薄膜。
作为粘合层142，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-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，也可以使用粘合薄片等。
作为连接层242，可以使用各向异性导电膜(ACF：Anisotropic ConductiveFilm)、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、钽或钨等金属或者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、钯及钛等金属材料或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，当使用金属材料或合金材料(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等，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及发光器件所包括的导电层(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、无机绝缘材料如氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅或氧化铝等。
图15A示出光射出到衬底152一侧的顶部发射结构显示装置100A的例子，但本发明不局限于此。例如，如图16所示的显示装置100B，也可以采用光射出到衬底151一侧的底部发射结构显示装置。
显示装置100B与显示装置100A的不同之处在于着色层125a、125b设置于绝缘层213与绝缘层214之间。着色层125a、125b分别以与发光器件130a、130b重叠的方式设置。
显示装置100B与显示装置100A的不同之处在于像素电极111a、111b包含透过可见光的材料且公共电极115包含反射可见光的材料。这里，加工与像素电极111a、111b同一的导电膜而得到的导电层166也包含透过可见光的材料。
在显示装置100B中，衬底151使用对可见光具有高透过性的材料。
通过采用上述结构，从发光器件130a、130b的发光层发射的光分别透过像素电极111a、111b、着色层125a、125b从衬底151一侧射出。
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，说明包括本发明的一个方式的显示装置的显示模块的结构例子。
图17A是显示模块480的透视示意图。显示模块480包括显示装置400及FPC490。
显示模块480包括衬底401及衬底402。此外，在衬底402一侧包括显示部481。显示部481是显示模块480中的图像显示区域，并可以看到来自设置在下述像素部484中的各像素的光。
图17B是衬底401一侧的结构的立体示意图。衬底401包括电路部482、层叠在电路部482上的像素电路部483及该像素电路部483上的像素部484。此外，在衬底401的不与像素部484重叠的部分上形成有用来连接到FPC490的端子部485。此外，端子部485与电路部482通过由多个布线构成的布线部486电连接。
像素部484包括周期性排列的多个像素484a。图17B的右侧示出一个像素484a的放大图。像素484a包括子像素110a、子像素110b及子像素110c。子像素110a、子像素110b及子像素110c以及其周围的结构可以参照上述实施方式。
像素电路部483包括周期性地排列的多个像素电路483a。多个像素484a及多个像素电路483a可以以图17B所示的条纹排列配置。注意，不局限于条纹排列，也可以以delta排列等配置多个像素484a及多个像素电路483a。
一个像素电路483a控制一个像素484a所包括的三个发光元件的发光。一个像素电路483a可以由三个控制一个发光元件的发光的电路构成。例如，像素电路483a可以采用对于一个发光元件至少具有一个选择晶体管、一个电流控制用晶体管(驱动晶体管)和电容器的结构。此时，选择晶体管的栅极被输入栅极信号，源极或漏极中的一方被输入源极信号。由此，实现有源矩阵型显示装置。
电路部482包括用于驱动像素电路部483的各像素电路483a的电路。例如，优选具有栅极线驱动器、源极线驱动器等。此外，还可以具有运算电路、存储电路、电源电路等。
FPC490用作从外部向电路部482供给视频信号或电源电位等的布线。此外，也可以在FPC490上安装IC。
显示模块480可以采用在像素部484的下侧层叠有像素电路部483或电路部482等的结构，所以可以使显示部481具有极高的开口率(有效显示面积比)。例如，显示部481的开口率可以为40％以上且低于100％，优选为50％以上且95％以下，更优选为60％以上且95％以下。此外，能够极高密度地配置像素484a，由此可以使显示部481具有极高的清晰度。例如，显示部481优选以2000ppi以上、更优选为3000ppi以上、进一步优选为5000ppi以上、更进一步优选为6000ppi以上且20000ppi以下或30000ppi以下的清晰度配置像素484a。
这种高清晰的显示模块480可以适合用于能够用于头戴式显示器等VR用设备或眼镜型AR用设备。例如，即便将高清晰的显示模块480用于通过透镜观看显示部的设备，通过透镜被放大的显示部的像素也不容易被使用者看到，由此可以进行具有高度沉浸感的显示，因为显示模块480中的显示部481具有极高清晰度。此外，不局限于此，显示模块480还可以适合用于具有相对较小型的显示部的电子设备。例如，可以适合用于手表等可穿戴式电子设备的显示部。
以下说明可用于上述显示装置400的各显示装置(显示装置400A至显示装置400C)的结构。
〔结构例子1〕
图18A是显示装置400A的截面示意图。
显示装置400A包括衬底401、子像素110a、子像素110b、子像素110c、电容器440、晶体管410等。
衬底401至电容器440的叠层结构相当于实施方式1中的包括晶体管的层101。
晶体管410是沟道形成区域形成于衬底401的晶体管。作为衬底401，例如可以使用单晶硅衬底等半导体衬底。晶体管410包括衬底401的一部分、导电层411、低电阻区域412、绝缘层413、绝缘层414等。导电层411被用作栅电极。绝缘层413位于衬底401与导电层411之间并被用作栅极绝缘层。低电阻区域412是衬底401中掺杂有杂质的区域，并被用作源极和漏极中的一个。绝缘层414以覆盖导电层411的侧面的方式设置。
此外，在相邻的两个晶体管410之间，以嵌入衬底401的方式设置有元件分离层415。
此外，以覆盖晶体管410的方式设置有绝缘层461，并在绝缘层461上设置有电容器440。
电容器440包括导电层441、导电层442及位于它们之间的绝缘层443。导电层441用作电容器440中的一个电极，导电层442用作电容器440中的另一个电极，并且绝缘层443用作电容器440的介电质。
导电层441设置在绝缘层461上，并通过嵌入绝缘层461中的插头471与晶体管410的源极和漏极中的一个电连接。绝缘层443覆盖导电层441而设置。导电层442设置在隔着绝缘层443与导电层441重叠的区域中。
以覆盖电容器440的方式设置有绝缘层321，绝缘层321上设置有子像素110a、子像素110b、子像素110c等。子像素110a、子像素110b及子像素110c的像素电极通过嵌入在绝缘层321及绝缘层443中的插头331与导电层441电连接。这里，作为子像素110a、子像素110b、子像素110c等的结构，示出使用图1B所示的结构的例子，但不局限于此，可以使用上述各种结构。
在显示装置400A中，以覆盖子像素110a、子像素110b、子像素110c的发光元件的共同电极115的方式依次设置有保护层131、绝缘层362及绝缘层363。这三个绝缘层用作防止水等杂质扩散到子像素110a、子像素110b、子像素110c的发光元件的保护层。绝缘层363优选使用氧化硅膜、氮化硅膜、氧化铝膜等的透湿性低的无机绝缘膜。此外，绝缘层362可以使用透光性高的有机绝缘膜。通过将有机绝缘膜用于绝缘层362，可以缓和绝缘层362下侧的凹凸形状的影响，使得绝缘层363的被形成面平滑。由此，绝缘层363中不容易产生针孔等缺陷，可以进一步提高保护层的透湿性。此外，覆盖子像素110a、子像素110b、子像素110c的发光元件的保护层的结构不局限于此，既可为单层或两层结构又可为四层以上的叠层结构。
在显示装置400A中，衬底402位于观看一侧。衬底402与衬底401通过具有透光性的粘合层364贴合。作为衬底402，可以使用玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、塑料衬底等具有透光性的衬底。
借助于这种结构，可以实现清晰度极高且显示质量高的显示装置。
〔结构例子2〕
图19是显示装置400B的截面示意图。显示装置400B与上述显示装置400A的不同点主要在于晶体管的结构。
晶体管420是在形成沟道的半导体层中使用金属氧化物(也称为氧化物半导体)的晶体管。
晶体管420包括半导体层421、绝缘层423、导电层424、一对导电层425、绝缘层426及导电层427等。
作为设置有晶体管420的衬底401，可以使用上述绝缘衬底或半导体衬底。
衬底401上设置有绝缘层432。绝缘层432用作阻挡层，该阻挡层防止水或氢等杂质从衬底401扩散到晶体管420以及氧从半导体层421向绝缘层432一侧脱离。作为绝缘层432，例如可以使用与氧化硅膜相比氢或氧不容易扩散的膜诸如氧化铝膜、氧化铪膜、氮化硅膜等。
在绝缘层432上设置有导电层427，并以覆盖导电层427的方式设置有绝缘层426。导电层427用作晶体管420的第一栅电极，绝缘层426的一部分用作第一栅极绝缘层。绝缘层426中的至少接触半导体层421的部分优选使用氧化硅膜等氧化物绝缘膜。绝缘层426的顶面优选被平坦化。
半导体层421设置在绝缘层426上。半导体层421优选含有具有半导体特性的金属氧化物(也称为氧化物半导体)膜。关于可以适用于半导体层421的材料将在后面详细描述。
一对导电层425以与半导体层421接触的方式设置在半导体层421上，并用作源电极及漏电极。
另外，以覆盖一对导电层425的顶面及侧面以及半导体层421的侧面等的方式设置有绝缘层428，并且绝缘层428上设置有绝缘层461b。绝缘层428用作阻挡层，该阻挡绝缘膜防止水或氢等杂质从绝缘层461b等扩散到半导体层421以及氧从半导体层421脱离。作为绝缘层428，可以使用与上述绝缘层432同样的绝缘膜。
绝缘层428及绝缘层461b中设置有到达半导体层421的开口。该开口内部嵌入有接触于绝缘层461b、绝缘层428、导电层425的侧面及半导体层421的顶面的绝缘层423、以及导电层424。导电层424被用作第二栅电极，绝缘层423被用作第二栅极绝缘层。
导电层424的顶面、绝缘层423的顶面及绝缘层461b的顶面都被进行平坦化处理以它们的高度大致一致，并以覆盖它们的方式设置有绝缘层429及绝缘层461a。
绝缘层461a及绝缘层461b被用作层间绝缘层。另外，绝缘层429被用作阻挡层，该阻挡绝缘膜防止水或氢等杂质从绝缘层461a等扩散到晶体管420。作为绝缘层429，可以使用与上述绝缘层428及绝缘层432同样的绝缘膜。
与一对导电层425中的一方电连接的插头471嵌入绝缘层461a、绝缘层429及绝缘层461b。在此，插头471优选具有覆盖绝缘层461a、绝缘层461b、绝缘层429及绝缘层428的开口的侧面及导电层425的顶面的一部分的导电层471a及与导电层471a的顶面接触的导电层471b。此时，作为导电层471a，优选使用不容易扩散氢及氧的导电材料。
〔结构例子3〕
图20是显示装置400C的截面示意图。在显示装置400C中，层叠有沟道形成于衬底401的晶体管410及形成沟道的半导体层含有金属氧化物的晶体管420。
以覆盖晶体管410的方式设置有绝缘层461，并且绝缘层461上设置有导电层451。此外，以覆盖导电层451的方式设置有绝缘层462，并且绝缘层462上设置有导电层452。导电层451及导电层452都被用作布线。此外，以覆盖导电层452的方式设置有绝缘层463、绝缘层432，并且绝缘层432上设置有晶体管420。此外，以覆盖晶体管420的方式设置有绝缘层465，并且绝缘层465上设置有电容器440。电容器440与晶体管420通过插头474电连接。
晶体管420可以用作构成像素电路的晶体管。此外，晶体管410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410及晶体管420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，在发光单元正下不但可以形成像素电路还可以形成驱动电路等，因此与在显示区域附近设置驱动电路的情况相比，可以使显示装置小型化。
下面，对可用于显示装置的晶体管等的构成要素进行说明。
〔晶体管〕
晶体管包括用作栅电极的导电层、半导体层、用作源电极的导电层、用作漏电极的导电层以及用作栅极绝缘层的绝缘层。
注意，对本发明的一个方式的显示装置所包括的晶体管的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。此外，还可以采用顶栅型或底栅型的晶体管结构。此外，也可以在沟道的上下设置有栅电极。
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或者具有结晶性的半导体(微晶半导体、多晶半导体、单晶半导体或其一部分具有结晶区域的半导体)。当使用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。
下面，尤其说明将金属氧化物膜用于形成沟道的半导体层的晶体管(OS晶体管)。
作为用于晶体管的半导体材料，可以使用能隙为2eV以上，优选为2.5eV以上，更优选为3eV以上的金属氧化物。典型地，可以使用包含铟的金属氧化物等，例如可以使用后面说明的CAC-OS等。
使用其带隙比硅宽且载流子密度小的金属氧化物的晶体管由于其关态电流低，因此能够长期间保持储存于与晶体管串联连接的电容器中的电荷。
作为半导体层，例如可以采用包含铟、锌及M(M为铝、钛、镓、锗、钇、锆、镧、铈、锡、钕或铪等金属)的以“In-M-Zn类氧化物”表示的膜。
当构成半导体层的金属氧化物为In-M-Zn类氧化物时，优选用来沉积In-M-Zn氧化物膜的溅射靶材的金属元素的原子数比满足In≥M及Zn≥M。这种溅射靶材的金属元素的原子数比优选为In：M：Zn＝1：1：1、In：M：Zn＝1：1：1.2、In：M：Zn＝3：1：2、In：M：Zn＝4：2：3、In：M：Zn＝4：2：4.1、In：M：Zn＝5：1：6、In：M：Zn＝5：1：7、In：M：Zn＝5：1：8等。注意，所沉积的半导体层的原子数比分别在上述溅射靶材中的金属元素的原子数比的±40％的范围内变动。
〔导电层〕
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、钽或钨等金属或者以上述金属为主要成分的合金等。此外，可以以单层或叠层结构使用包含这些材料的膜。例如，可以举出包含硅的铝膜的单层结构、在钛膜上层叠铝膜的两层结构、在钨膜上层叠铝膜的两层结构、在铜-镁-铝合金膜上层叠铜膜的两层结构、在钛膜上层叠铜膜的两层结构、在钨膜上层叠铜膜的两层结构、依次层叠钛膜或氮化钛膜、铝膜或铜膜以及钛膜或氮化钛膜的三层结构、以及依次层叠钼膜或氮化钼膜、铝膜或铜膜以及钼膜或氮化钼膜的三层结构等。此外，也可以使用氧化铟、氧化锡或氧化锌等氧化物。此外，通过使用包含锰的铜，可以提高蚀刻时的形状的控制性，所以是优选的。
〔绝缘层〕
作为可用于各绝缘层的绝缘材料，例如可以使用丙烯酸树脂或环氧树脂等树脂、硅酮等具有硅氧烷键的树脂、无机绝缘材料如氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅或氧化铝等。
此外，发光元件优选设置于一对透水性低的绝缘膜(阻挡绝缘膜)之间。由此，能够抑制水等杂质进入发光元件，从而能够抑制装置的可靠性下降。
作为透水性低的绝缘膜，可以举出氮化硅膜、氮氧化硅膜等含有氮及硅的膜或者氮化铝膜等含有氮及铝的膜等。此外，也可以使用氧化硅膜、氧氮化硅膜以及氧化铝膜等。
例如，透水性低的绝缘膜的水蒸气透过量为1×10-5[g/(m2·day)]以下，优选为1×10-6[g/(m2·day)]以下，更优选为1×10-7[g/(m2·day)]以下，进一步优选为1×10-8[g/(m2·day)]以下。
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，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(也称为氧化物半导体)。
金属氧化物优选至少包含铟或锌。尤其优选包含铟及锌。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、有机金属化学气相沉积(MOCVD：MetalOrganic Chemical Vapor Deposition)法等化学气相沉积(CVD：Chemical VaporDeposition)法或原子层沉积(ALD：Atomic Layer Deposition)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(poly crystal)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、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、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的原子个数比的每一个记为[In]、[Ga]及[Zn]。例如，在In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS中，第一区域是其[In]大于CAC-OS膜的组成中的[In]的区域。此外，第二区域是其[Ga]大于CAC-OS膜的组成中的[Ga]的区域。此外，例如，第一区域是其[In]大于第二区域中的[In]且其[Ga]小于第二区域中的[Ga]的区域。此外，第二区域是其[Ga]大于第一区域中的[Ga]且其[In]小于第一区域中的[In]的区域。
具体而言，上述第一区域是以铟氧化物或铟锌氧化物等为主要成分的区域。此外，上述第二区域是以镓氧化物或镓锌氧化物等为主要成分的区域。换言之，可以将上述第一区域称为以In为主要成分的区域。此外，可以将上述第二区域称为以Ga为主要成分的区域。
注意，有时观察不到上述第一区域和上述第二区域的明确的边界。
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、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。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式5)
在本实施方式中，使用图21至图23对本发明的一个方式的电子设备进行说明。
本实施方式的电子设备在显示部中包括本发明的一个方式的显示装置。本发明的一个方式的显示装置容易实现高清晰化及高分辨率化。因此，可以用于各种电子设备的显示部。
作为电子设备，例如除了电视装置、台式或笔记本型个人计算机、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，还可以举出数码相机、数码摄像机、数码相框、移动电话机、便携式游戏机、便携式信息终端、声音再现装置等。
特别是，因为本发明的一个方式的显示装置可以提高清晰度，所以可以适当地用于包括较小的显示部的电子设备。作为这种电子设备可以举出手表型及手镯型信息终端设备(可穿戴设备)、可戴在头上的可穿戴设备等诸如头戴显示器等VR用设备、眼镜型AR用设备及MR用设备等。
本发明的一个方式的显示装置优选具有极高的分辨率诸如HD(像素数为1280×720)、FHD(像素数为1920×1080)、WQHD(像素数为2560×1440)、WQXGA(像素数为2560×1600)、4K(像素数为3840×2160)、8K(像素数为7680×4320)等。尤其是，优选设定为4K、8K或其以上的分辨率。另外，本发明的一个方式的显示装置中的像素密度(清晰度)优选为100ppi以上，优选为300ppi以上，更优选为500ppi以上，进一步优选为1000ppi以上，更进一步优选为2000ppi以上，更进一步优选为3000ppi以上，还进一步优选为5000ppi以上，进一步优选为7000ppi以上。通过使用上述的具有高分辨率和高清晰度中的一方或双方的显示装置，在便携式或家用等的个人用途的电子设备中可以进一步提高真实感及纵深感等。此外，对本发明的一个方式的显示装置的屏幕比例(纵横比)没有特别的限制。例如，显示装置可以适应1：1(正方形)、4：3、16：9、16：10等各种屏幕比例。
本实施方式的电子设备也可以包括传感器(该传感器具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)。
本实施方式的电子设备可以具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上的功能；触摸面板的功能；显示日历、日期或时间等的功能；执行各种软件(程序)的功能；进行无线通信的功能；读出储存在存储介质中的程序或数据的功能；等。
图21A所示的电子设备6500是可以被用作智能手机的便携式信息终端设备。
电子设备6500包括框体6501、显示部6502、电源按钮6503、按钮6504、扬声器6505、麦克风6506、照相机6507及光源6508等。显示部6502具有触摸面板功能。
显示部6502可以使用本发明的一个方式的显示装置。
图21B是包括框体6501的麦克风6506一侧的端部的截面示意图。
框体6501的显示面一侧设置有具有透光性的保护构件6510，被框体6501及保护构件6510包围的空间内设置有显示面板6511、光学构件6512、触摸传感器面板6513、印刷电路板6517、电池6518等。
显示面板6511、光学构件6512及触摸传感器面板6513使用粘合层(未图示)固定到保护构件6510。
在显示部6502的外侧的区域中，显示面板6511的一部分叠回，且该叠回部分连接有FPC6515。FPC6515安装有IC6516。FPC6515与设置于印刷电路板6517的端子连接。
显示面板6511可以使用本发明的一个方式的柔性显示器。由此，可以实现极轻量的电子设备。此外，由于显示面板6511极薄，所以可以在抑制电子设备的厚度的情况下安装大容量的电池6518。此外，通过折叠显示面板6511的一部分以在像素部的背面设置与FPC6515的连接部，可以实现窄边框的电子设备。
图22A示出电视装置的一个例子。在电视装置7100中，框体7101中组装有显示部7000。在此示出利用支架7103支撑框体7101的结构。
可以对显示部7000适用本发明的一个方式的显示装置。
可以通过利用框体7101所具备的操作开关以及另外提供的遥控操作机7111进行图22A所示的电视装置7100的操作。另外，也可以在显示部7000中具备触摸传感器，也可以通过用指头等触摸显示部7000进行电视装置7100的操作。另外，也可以在遥控操作机7111中具备显示从该遥控操作机7111输出的数据的显示部。通过利用遥控操作机7111所具备的操作键或触摸面板，可以进行频道及音量的操作，并可以对显示在显示部7000上的影像进行操作。
另外，电视装置7100具备接收机及调制解调器等。可以通过利用接收机接收一般的电视广播。再者，通过调制解调器连接到有线或无线方式的通信网络，从而进行单向(从发送者到接收者)或双向(发送者和接收者之间或接收者之间等)的信息通信。
图22B示出笔记型个人计算机的一个例子。笔记型个人计算机7200包括框体7211、键盘7212、指向装置7213、外部连接端口7214等。在框体7211中组装有显示部7000。
可以对显示部7000适用本发明的一个方式的显示装置。
图22C和图22D示出数字标牌的一个例子。
图22C所示的数字标牌7300包括框体7301、显示部7000及扬声器7303等。此外，还可以包括LED灯、操作键(包括电源开关或操作开关)、连接端子、各种传感器、麦克风等。
图22D示出设置于圆柱状柱子7401上的数字标牌7400。数字标牌7400包括沿着柱子7401的曲面设置的显示部7000。
在图22C和图22D中，可以将本发明的一个方式的显示装置用于显示部7000。
显示部7000越大，一次能够提供的信息量越多。显示部7000越大，越容易吸引人的注意，例如可以提高广告宣传效果。
通过将触摸面板用于显示部7000，不仅可以在显示部7000上显示静态图像或动态图像，使用者还能够直觉性地进行操作，所以是优选的。另外，在用于提供线路信息或交通信息等信息的用途时，可以通过直觉性的操作提高易用性。
如图22C和图22D所示，数字标牌7300或数字标牌7400优选可以通过无线通信与使用者所携带的智能手机等信息终端设备7311或信息终端设备7411联动。例如，显示在显示部7000上的广告信息可以显示在信息终端设备7311或信息终端设备7411的屏幕上。此外，通过操作信息终端设备7311或信息终端设备7411，可以切换显示部7000的显示。
此外，可以在数字标牌7300或数字标牌7400上以信息终端设备7311或信息终端设备7411的屏幕为操作单元(控制器)执行游戏。由此，不特定多个使用者可以同时参加游戏，享受游戏的乐趣。
图23A至图23F所示的电子设备包括框体9000、显示部9001、扬声器9003、操作键9005(包括电源开关或操作开关)、连接端子9006、传感器9007(该传感器具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)、麦克风9008等。
图23A至图23F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、动态图像及文字图像等)显示在显示部上的功能；触摸面板的功能；显示日历、日期或时间等的功能；通过利用各种软件(程序)控制处理的功能；进行无线通信的功能；读出储存在存储介质中的程序或数据并进行处理的功能；等。注意，电子设备的功能不局限于上述功能，而可以具有各种功能。电子设备可以包括多个显示部。另外，也可以在电子设备中设置照相机等而使其具有如下功能：拍摄静态图像或动态图像，且将所拍摄的图像储存在存储介质(外部存储介质或内置于照相机的存储介质)中的功能；将所拍摄的图像显示在显示部上的功能；等。
下面，详细地说明图23A至图23F所示的电子设备。
图23A是示出便携式信息终端9101的立体图。可以将便携式信息终端9101例如用作智能手机。注意，在便携式信息终端9101中，也可以设置扬声器9003、连接端子9006、传感器9007等。另外，作为便携式信息终端9101，可以将文字或图像信息显示在其多个面上。在图23A中示出显示三个图标9050的例子。另外，可以将以虚线的矩形示出的信息9051显示在显示部9001的其他面上。作为信息9051的一个例子，可以举出提示收到电子邮件、SNS或电话等的信息；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的位置上显示图标9050等。
图23B是示出便携式信息终端9102的立体图。便携式信息终端9102具有将信息显示在显示部9001的三个以上的面上的功能。在此，示出信息9052、信息9053、信息9054分别显示于不同的面上的例子。例如，在将便携式信息终端9102放在上衣口袋里的状态下，使用者能够确认显示在从便携式信息终端9102的上方看到的位置上的信息9053。例如，使用者可以确认到该显示而无需从口袋里拿出便携式信息终端9102，由此能够判断是否接电话。
图23C是示出手表型便携式信息终端9200的立体图。可以将便携式信息终端9200例如用作智能手表(注册商标)。另外，显示部9001的显示面弯曲，可沿着其弯曲的显示面进行显示。此外，便携式信息终端9200例如通过与可进行无线通信的耳麦相互通信可以进行免提通话。此外，通过利用连接端子9006，便携式信息终端9200可以与其他信息终端进行数据传输或进行充电。充电也可以通过无线供电进行。
图23D至图23F是示出可以折叠的便携式信息终端9201的立体图。另外，图23D是将便携式信息终端9201展开的状态的立体图、图23F是折叠的状态的立体图、图23E是从图23D的状态和图23F的状态中的一个转换成另一个时中途的状态的立体图。便携式信息终端9201在折叠状态下可携带性好，而在展开状态下因为具有无缝拼接较大的显示区域所以显示的浏览性强。便携式信息终端9201所包括的显示部9001被由铰链9055连结的三个框体9000支撑。显示部9001例如可以在曲率半径0.1mm以上且150mm以下的范围弯曲。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
[符号说明]
100：显示装置、100A：显示装置、100B：显示装置、101：层、110：像素、110a：子像素、110b：子像素、110c：子像素、110d：子像素、110d1：子像素、110d2：子像素、110d3：子像素、111：像素电极、111a：像素电极、111b：像素电极、111c：像素电极、111d：像素电极、112：导电层、112a：导电层、112b：导电层、112c：导电层、113：层、114：层、115：公共电极、118：牺牲层、118A：牺牲层、119：牺牲层、119A：牺牲层、120：衬底、121：绝缘体、122：树脂层、123：导电层、123a：导电层、123b：导电层、124：绝缘体、124a：绝缘体、124A：绝缘膜、124b：绝缘体、124B：绝缘膜、125：着色层、125a：着色层、125b：着色层、125c：着色层、126：绝缘层、128a：像素、128b：像素、130：发光器件、130a：发光器件、130b：发光器件、130c：发光器件、130d：发光器件、131：保护层、133：空隙、140：连接部、142：粘合层、148：遮光层、151：衬底、152：衬底、162：显示部、164：电路、165：布线、166：导电层、172：FPC、173：IC、181a：空穴注入层、181A：空穴注入层、182a：空穴传输层、182A：空穴传输层、182b：空穴传输层、182B：空穴传输层、183a：发光层、183A：发光层、183b：发光层、183B：发光层、184a：电子传输层、184A：电子传输层、184b：电子传输层、184B：电子传输层、190：抗蚀剂掩模、191：中间层、191A：中间层、192：发光单元、194：发光单元、201：晶体管、204：连接部、205：晶体管、209：晶体管、210：晶体管、211：绝缘层、213：绝缘层、214：绝缘层、215：绝缘层、218：绝缘层、221：导电层、222a：导电层、222b：导电层、223：导电层、225：绝缘层、228：区域、231：半导体层、231i：沟道形成区域、231n：低电阻区域、242：连接层、321：绝缘层、331：插头、362：绝缘层、363：绝缘层、364：粘合层、400：显示装置、400A：显示装置、400B：显示装置、400C：显示装置、401：衬底、402：衬底、410：晶体管、411：导电层、412：低电阻区域、413：绝缘层、414：绝缘层、415：元件分离层、420：晶体管、421：半导体层、423：绝缘层、424：导电层、425：导电层、426：绝缘层、427：导电层、428：绝缘层、429：绝缘层、432：绝缘层、440：电容器、441：导电层、442：导电层、443：绝缘层、451：导电层、452：导电层、461：绝缘层、461a：绝缘层、461b：绝缘层、462：绝缘层、463：绝缘层、465：绝缘层、471：插头、471a：导电层、471b：导电层、474：插头、480：显示模块、481：显示部、482：电路部、483：像素电路部、483a：像素电路、484：像素部、484a：像素、485：端子部、486：布线部、490：FPC、500：显示装置、501：电极、502：电极、512Q_1：发光单元、512Q_2：发光单元、512Q_3：发光单元、521：层、522：层、523Q_1：发光层、523Q_2：发光层、523Q_3：发光层、524：层、525：层、531：中间层、540：保护层、545B：着色层、545G：着色层、545R：着色层、550W：发光器件、6500：电子设备、6501：框体、6502：显示部、6503：电源按钮、6504：按钮、6505：扬声器、6506：麦克风、6507：照相机、6508：光源、6510：保护构件、6511：显示面板、6512：光学构件、6513：触摸传感器面板、6515：FPC、6516：IC、6517：印刷电路板、6518：电池、7000：显示部、7100：电视装置、7101：框体、7103：支架、7111：遥控操作机、7200：笔记型个人计算机、7211：框体、7212：键盘、7213：指向装置、7214：外部连接端口、7300：数字标牌、7301：框体、7303：扬声器、7311：信息终端设备、7400：数字标牌、7401：柱子、7411：信息终端设备、9000：框体、9001：显示部、9003：扬声器、9005：操作键、9006：连接端子、9007：传感器、9008：麦克风、9050：图标、9051：信息、9052：信息、9053：信息、9054：信息、9055：铰链、9101：便携式信息终端、9102：便携式信息终端、9200：便携式信息终端、9201：便携式信息终端

Claims (10)

1.一种显示装置，包括：
第一发光器件；
第二发光器件；
第一着色层；
第二着色层；
第一绝缘体；
第二绝缘体；以及
第三绝缘体，
其中，所述第一着色层以与所述第一发光器件重叠的方式配置，
所述第二着色层以与所述第二发光器件重叠的方式配置，
所述第一发光器件及所述第二发光器件具有发射白色光的功能，
所述第一着色层具有透过与所述第二着色层不同的颜色的可见光的功能，
所述第一发光器件包括第一导电层及所述第一导电层上的第一发光层，
所述第二发光器件包括第二导电层及所述第二导电层上的第二发光层，
所述第一绝缘体与所述第一发光器件的侧面的至少一部分接触，
所述第二绝缘体与所述第二发光器件的侧面的至少一部分接触，
所述第一绝缘体及所述第二绝缘体配置于所述第三绝缘体上，
并且，所述第三绝缘体以覆盖所述第一导电层的端部及所述第二导电层的端部的方式配置。
2.根据权利要求1所述的显示装置，
其中所述第一发光层包含与所述第二发光层相同的材料。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置，
其中所述第一发光器件包括具有所述第一发光层的第一发光单元、所述第一发光单元上的第一电荷产生层以及所述第一电荷产生层上的第二发光单元，
所述第二发光单元包括第三发光层，
所述第二发光器件包括具有所述第二发光层的第三发光单元、所述第三发光单元上的第二电荷产生层以及所述第二电荷产生层上的第四发光单元，
并且所述第四发光单元包括第四发光层。
4.根据权利要求3所述的显示装置，
其中所述第一发光单元包含与所述第三发光单元相同的材料，
所述第一电荷产生层包含与所述第二电荷产生层相同的材料，
并且所述第二发光单元包含与所述第四发光单元相同的材料。
5.根据权利要求3或4所述的显示装置，
其中所述第一发光单元包括第一空穴注入层、第一空穴传输层以及第一电子传输层，
所述第二发光单元包括第二空穴传输层以及第二电子传输层，
所述第三发光单元包括第二空穴注入层、第三空穴传输层以及第三电子传输层，
所述第四发光单元包括第四空穴传输层以及第四电子传输层，
所述第一绝缘体与所述第一空穴注入层的侧面、所述第一空穴传输层的侧面、所述第一发光层的侧面、所述第一电子传输层的侧面、所述第一电荷产生层的侧面、所述第二空穴传输层的侧面、所述第三发光层的侧面以及所述第二电子传输层的侧面接触，
并且所述第二绝缘体与所述第二空穴注入层的侧面、所述第三空穴传输层的侧面、所述第二发光层的侧面、所述第三电子传输层的侧面、所述第二电荷产生层的侧面、所述第四空穴传输层的侧面、所述第二发光层的侧面以及所述第四电子传输层的侧面接触。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的显示装置，
其中所述第一绝缘体及所述第二绝缘体包括第一层及所述第一层上的第二层，
在所述第一绝缘体中，
所述第一层的侧面与所述第一发光器件的侧面的至少一部分接触，
所述第一层的底面与所述第三绝缘体的至少一部分接触，
所述第二层的侧面及底面与所述第一层的至少一部分接触，
并且在所述第二绝缘体中，
所述第一层的侧面与所述第二发光器件的侧面的至少一部分接触，
所述第一层的底面与所述第三绝缘体的至少一部分接触，
所述第二层的侧面及底面与所述第一层的至少一部分接触。
7.根据权利要求6所述的显示装置，
其中所述第一层包含氧化铝，
并且所述第二层包含氮化硅。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的显示装置，
其中所述第一发光层的侧面与所述第二发光层的侧面对置，
并且所述第一发光层的侧面与所述第二发光层的侧面之间的距离为8μm以下。
9.一种显示模块，包括：
权利要求1至8中任一项所述的显示装置；以及
连接器和集成电路中的至少一个。
10.一种电子设备，包括：
权利要求9所述的显示模块；以及
框体、电池、照相机、扬声器和麦克风中的至少一个。
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