CN116964657A - 显示装置、显示模块及电子设备 - Google Patents

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CN116964657A
CN116964657A CN202280019633.XA CN202280019633A CN116964657A CN 116964657 A CN116964657 A CN 116964657A CN 202280019633 A CN202280019633 A CN 202280019633A CN 116964657 A CN116964657 A CN 116964657A
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久保田大介
镰田太介
山下晃央
冈崎健一
楠纮慈
热海知昭
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Abstract

提供一种具有光检测功能且包括高清晰显示部的半导体装置。显示装置包括发光器件、受光器件及衬底。发光器件依次层叠有衬底上的第一电极、发光层、第一电子传输层、电子注入层及第二电极。受光器件依次层叠有衬底上的第三电极、活性层、第一空穴传输层、电子注入层及第二电极。第一电极被供应第一电位。第二电极优选被供应低于第一电位的第二电位。第三电极优选被供应高于第二电位的第三电位。

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半导体装置、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)、输入输出装置(例如触摸面板)、这些装置的驱动方法或这些装置的制造方法。
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。这种信息终端设备在很多情况下包括个人信息等，已开发了用来防止不正当利用的各种识别技术。具有各种功能诸如图像显示功能、触摸传感器功能及为了识别拍摄指纹的功能等的信息终端设备被要求。
例如，专利文献1公开了在按钮开关部中具备指纹传感器的电子设备。
作为显示装置，例如对包括发光器件的发光装置已在进行研发。利用电致发光(Electroluminescence，以下称为EL)现象的发光器件(也称为“EL器件”、“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；以及能够使用直流恒压电源等而驱动的特征等，并已将其应用于显示装置。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]美国专利申请公开第2014/0056493号说明书
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具有光检测功能且包括高清晰显示部的半导体装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有光检测功能且包括高分辨率显示部的半导体装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有光检测功能且包括大型显示部的半导体装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有光检测功能的高可靠性的半导体装置。
本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有光检测功能且包括高清晰显示部的半导体装置的制造方法。本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有光检测功能且包括高分辨率显示部的半导体装置的制造方法。本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有光检测功能且包括大型显示部的半导体装置的制造方法。本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有光检测功能的高可靠性的半导体装置的制造方法。本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有光检测功能的高成品率的半导体装置的制造方法。
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包括发光器件、受光器件及衬底的显示装置。发光器件依次层叠有衬底上的第一电极、发光层、第一电子传输层、电子注入层及第二电极。受光器件依次层叠有衬底上的第三电极、活性层、第一空穴传输层、电子注入层及第二电极。
在上述显示装置中优选的是，发光器件在第一电极与发光层间包括第二空穴传输层。
在上述显示装置中优选的是，受光器件在第三电极与活性层间包括第二电子传输层。
在上述显示装置中优选的是，发光器件具有发射可见光的功能，并且受光器件具有检测出可见光的功能。
在上述显示装置中优选的是，发光器件具有发射红外光的功能，并且受光器件具有检测出红外光的功能。
在上述显示装置中第一电极被供应第一电位。第二电极优选被供应低于第一电位的第二电位。第三电极优选被供应高于第二电位的第三电位。
在上述显示装置中优选的是，第一电极及第三电极设置在同一面上。
上述显示装置包括具有多个第一像素、多个第二像素、多个第三像素及多个第四像素的像素部。第一像素、第二像素、第三像素及第四像素各自优选包括上述发光器件或上述受光器件。优选的是，像素部在第一方向上包括依次反复配置有第二像素、第一像素、第二像素及第三像素的第一排列以及依次反复配置有第四像素、第一像素、第四像素及第三像素的第二排列。另外，在与第一方向正交的第二方向上第一排列及第二排列交替反复配置。优选的是，像素部在第二方向上包括交替反复配置有第二像素及第四像素的第三排列以及交替反复配置有第一像素及第三像素的第四排列。另外，在第一方向上第三排列及第四排列交替反复配置。
在上述显示装置中优选的是，第一像素、第二像素及第三像素包括发射波长区域彼此不同的光的发光器件，第四像素包括受光器件。
在上述显示装置中优选的是，第三像素包括发射绿色光的发光器件。第三像素的面积优选小于第一像素的面积。第三像素的面积优选小于第二像素的面积。
本发明的一个方式是一种显示模块，该显示模块包括：上述显示装置；以及连接器和集成电路中的至少一个。
本发明的一个方式是一种电子设备，该电子设备包括：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具有光检测功能且包括高清晰显示部的半导体装置。根据本发明的一个方式可以提供一种具有光检测功能且包括高分辨率显示部的半导体装置。根据本发明的一个方式可以提供一种具有光检测功能且包括大型显示部的半导体装置。根据本发明的一个方式可以提供一种具有光检测功能的高可靠性的半导体装置。
根据本发明的一个方式可以提供一种具有光检测功能且包括高清晰显示部的半导体装置的制造方法。根据本发明的一个方式可以提供一种具有光检测功能且包括高分辨率显示部的半导体装置的制造方法。根据本发明的一个方式可以提供一种具有光检测功能且包括大型显示部的半导体装置的制造方法。根据本发明的一个方式可以提供一种具有光检测功能的高可靠性的半导体装置的制造方法。根据本发明的一个方式可以提供一种具有光检测功能的高成品率的半导体装置的制造方法。
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至图1C是示出显示装置的结构例子的图。
图2A至图2D是示出显示装置的结构例子的图。
图3A至图3C是示出显示装置的结构例子的图。
图4是示出显示装置的结构例子的图。
图5A是示出显示装置的结构例子的图。图5B及图5C是像素电路的电路图。
图6A及图6B是说明显示装置的驱动方法的时序图。
图7A及图7B是像素电路的电路图。
图8A至图8C是像素电路的电路图。
图9是像素电路的电路图。
图10A及图10B是示出显示装置的结构例子的图。
图11A及图11B是示出显示装置的结构例子的图。
图12A及图12B是示出显示装置的结构例子的图。
图13A及图13B是示出显示装置的结构例子的图。
图14A、图14B及图14D是示出显示装置的一个例子的截面图。图14C及图14E是示出使用显示装置拍摄的图像的例子的图。
图15是示出显示装置的一个例子的截面图。
图16A至图16C是示出显示装置的一个例子的截面图。
图17A至图17C是示出显示装置的一个例子的截面图。
图18A至图18C是示出显示装置的一个例子的图。
图19A至图19C是示出电子设备的一个例子的图。
图20A是示出显示装置的一个例子的俯视图。图20B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图21A至图21I是示出像素的一个例子的俯视图。
图22A至图22E是示出像素的一个例子的俯视图。
图23A及图23B是示出像素的一个例子的俯视图。
图24A及图24B是示出像素的一个例子的俯视图。
图25A及图25B是示出像素的一个例子的俯视图。
图26A及图26B是示出像素的一个例子的俯视图。
图27A及图27B是示出像素的一个例子的俯视图。
图28A是示出显示装置的一个例子的俯视图。图28B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图29A至图29F是示出显示装置的制造方法的一个例子的俯视图。
图30A至图30C是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图31A至图31C是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图32A至图32C是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图33A及图33B是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图34A至图34C是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图35A至图35C是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图36A及图36B是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图37A至图37E是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图38A至图38F是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图39是示出显示装置的一个例子的立体图。
图40A是示出显示装置的一个例子的截面图。图40B及图40C是示出晶体管的一个例子的截面图。
图41是示出显示装置的一个例子的截面图。
图42A及图42B是示出显示模块的一个例子的立体图。
图43是示出显示装置的一个例子的截面图。
图44是示出显示装置的一个例子的截面图。
图45是示出显示装置的一个例子的截面图。
图46是示出显示装置的一个例子的截面图。
图47是示出显示装置的一个例子的截面图。
图48A至图48D是示出晶体管的一个例子的图。
图49A及图49B是示出电子设备的一个例子的图。
图50A至图50D是示出电子设备的一个例子的图。
图51A至图51F是示出电子设备的一个例子的图。
图52是示出车辆的一个例子的图。
图53A及图53B是示出受光器件的电流密度-电压特性的图。
图54是示出受光器件的电流密度-电压特性的图。
图55A是示出受光器件的电流密度-电压特性的图。图55B是示出受光器件的外部量子效率的图。
图56A是示出受光器件的电流密度-电压特性的图。图56B是示出受光器件的外部量子效率的图。
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，而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。
在下面说明的发明结构中，在不同的附图中共同使用相同的符号来显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，当显示具有相同功能的部分时有时使用相同的阴影线，而不特别附加符号。
此外，为了便于理解，有时附图中示出的各构成要素的位置、大小及范围等并不显示其实际的位置、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。
此外，根据情况或状态，可以互相调换“膜”和“层”的词语。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包括显示部，显示部包括以矩阵状配置的多个像素。像素包括发光器件(也称为发光元件)及受光器件(也称为受光元件)。
发光器件被用作显示器件(也称为显示元件)。本发明的一个方式的显示装置的显示部中发光器件以矩阵状配置，由此可以在该显示部显示图像。另外，本发明的一个方式的显示装置具有使用受光器件检测出光的功能。
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。注意，作为TADF材料，也可以使用单重激发态与三重激发态处于热平衡状态的材料。由于这种TADF材料的发光寿命(激发寿命)短，所以可以抑制发光器件中的高亮度区域的效率降低。
在本发明的一个方式的显示装置的显示部中，受光器件以矩阵状配置，显示部除了图像显示功能以外还具有拍摄功能和感测功能中的一方或双方。显示部可以用于图像传感器或触摸传感器。也就是说，通过由显示部检测出光，可以拍摄图像或者检测出对象物(指头、手或笔等)的靠近或接触。并且，本发明的一个方式的显示装置可以将发光器件用作传感器的光源。因此，不需要与显示装置另行设置受光部及光源，而可以减少电子设备的构件数量。
当将受光器件用于图像传感器时，显示装置能够使用受光器件拍摄图像。例如，本实施方式的显示装置可以用作扫描仪。
例如，可以使用图像传感器获取基于指纹、掌纹等生物信息的数据。也就是说，可以在显示装置内设置生物识别用传感器。通过在显示装置内设置生物识别用传感器，与分别设置显示装置和生物识别用传感器的情况相比，可以减少电子设备的构件数量，由此可以实现电子设备的小型化及轻量化。
此外，在将受光器件用于触摸传感器的情况下，显示装置可以使用受光器件检测出对象物的靠近或接触。
以下参照附图说明更具体的例子。
<结构例子1>
说明可适用于本发明的一个方式的显示装置的发光器件及受光器件。图1A示出本发明的一个方式的显示装置10所包括的发光器件11及受光器件12的截面示意图。
发光器件11具有发射光的功能(以下也记作发光功能)。发光器件11包括电极13A、EL层17及电极15。发光器件11优选为有机EL器件(有机电场发光器件)。夹持在电极13A与电极15间的EL层17至少包括发光层。发光层包含发射光的发光物质。通过对电极13A与电极15间施加电压，从EL层17发射光。EL层17可以还包括空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层、载流子阻挡层、激子阻挡层及电荷产生层等各种层。
发光器件的发光颜色根据构成EL层17的材料而可以为红色、绿色、蓝色、青色、品红色、黄色或白色等。此外，当发光器件具有微腔结构时，可以进一步提高颜色纯度。
受光器件12具有检测出光的功能(以下也记作受光功能)。受光器件12例如可以使用pn型或pin型光电二极管。受光器件12包括电极13B、受光层19及电极15。夹持在电极13B与电极15间的受光层19至少包括活性层。受光器件12被用作光电转换器件，可以通过入射到受光层19的光产生电荷而将其提取为电流。此时，也可以对电极13B与电极15间施加电压。所产生的电荷量取决于入射到受光层19的光量。
受光器件12具有检测出可见光的功能。受光器件12对可见光具有灵敏度。受光器件12更优选具有检测出可见光及红外光的功能。受光器件12优选对可见光及红外光具有灵敏度。
注意，在本说明书等中，蓝色(B)的波长区域为400nm以上且小于490nm，蓝色(B)光在该波长区域至少具有一个发射光谱的峰。绿色(G)的波长区域为490nm以上且小于580nm，绿色(G)光在该波长区域至少具有一个发射光谱的峰。红色(R)的波长区域为580nm以上且小于700nm，红色(R)光在该波长区域至少具有一个发射光谱的峰。另外，在本说明书等中，可见光的波长区域为400nm以上且小于700nm，可见光光在该波长区域至少具有一个发射光谱的峰。红外(IR)的波长区域为700nm以上且小于900nm，红外(IR)光在该波长区域至少具有一个发射光谱的峰。
活性层包含半导体。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。尤其优选的是，作为受光器件12使用包括包含有机半导体的层的有机光电二极管。有机光电二极管容易实现薄型化、轻量化及大面积化，且形状及设计的自由度高，由此可以应用于各种各样的显示装置。此外，通过使用有机半导体，可以通过相同的方法(例如真空蒸镀法)形成发光器件11所包括的EL层及受光器件12所包括的受光层，由此可以共同的制造装置，所以是优选的。
本发明的一个方式的显示装置可以作为发光器件11及受光器件12分别适当地使用有机EL器件及有机光电二极管。有机EL器件及有机光电二极管能够形成在同一衬底上。因此，可以在使用有机EL器件的显示装置内部安装有机光电二极管。本发明的一个方式的显示装置除了显示图像的功能以外还具有拍摄功能和感测功能中的一方或双方。
电极13A及电极13B设置在同一面上。图1A示出电极13A及电极13B设置在衬底23上的结构。电极13A及电极13B例如可以通过将形成在衬底23上的导电膜加工成岛状来形成。也就是说，电极13A及电极13B可以通过同一工序形成。
衬底23可以使用具有能够承受发光器件11及受光器件12的形成的耐热性的衬底。在作为衬底23使用绝缘性衬底的情况下，可以使用玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、陶瓷衬底、有机树脂衬底等。另外，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、硅锗等化合物半导体衬底、SOI衬底等半导体衬底。
尤其优选的是，作为衬底23使用上述绝缘性衬底或半导体衬底上形成有包括晶体管等半导体层元件的半导体电路的衬底。该半导体电路例如优选构成像素电路、栅极线驱动电路(栅极驱动器)、源极线驱动电路(源极驱动器)等。除此以外，还可以构成运算电路、存储电路等。
可以说电极13A及电极13B为像素电极。电极15是发光器件11及受光器件12共用的层，可以说是公共电极。像素电极与公共电极中发射光或入射光的一侧的电极使用使可见光及红外光透过的导电膜。不发射光或不入射光的一侧的电极优选使用反射可见光及红外光的导电膜。
本发明的一个方式的显示装置采用如下结构：被用作公共电极的电极15在发光器件11中被用作阳极和阴极中的一方，在受光器件12中被用作阳极和阴极中的另一方。
图1B示意性地示出如下结构：在发光器件11中电极13A被用作阳极且电极15被用作阴极，在受光器件12中电极13B被用作阴极且电极15被用作阳极。在图1B中，为了便于理解阳极及阴极的方向，发光器件11的左侧示出发光二极管的电路符号，受光器件12的右侧示出光电二极管的电路符号。另外，用附有-(负)的圆圈示出电子，用附有+(正)的圆圈示出空穴，用箭头示意性地示出电子及空穴流过的方向。
在发光器件11中，电极13A被用作阳极，并与供应第一电位的第一布线电连接。在发光器件11中，电极15被用作阴极，并与供应第二电位的第二布线电连接。第二电位为低于第一电位的电位。
在受光器件12中，电极13B被用作阴极，并与供应第三电位的第三布线电连接。在受光器件12中，电极15被用作阳极，并与供应第二电位的第二布线电连接。在此，受光器件12被施加反向偏置电压。也就是说，第三电位为高于第二电位的电位。
在发光器件11中电极13A被用作阳极且电极15被用作阴极，在受光器件12中电极13B被用作阴极且电极15被用作阳极，由此可以缩小电极13A与电极13B的电位差，从而可以抑制电极13A与电极13B间的泄漏(以下也称为侧泄漏)。因此可以得到SN比(Signal toNoise Ratio：信噪比)高的受光器件。
例如，第一电位(供应到电极13A的电位)可以为12V，第二电位(供应到电极15的电位)可以为0V，第三电位(供应到电极13B的电位)可以为4V。通过采用这种结构，可以缩小电极13A与电极13B的电位差，从而可以抑制发光器件11与受光器件12间的侧泄漏。
再者，可以缩小第一电位(供应到电极13A的电位)、第二电位(供应到电极15的电位)和第三电位(供应到电极13B的电位)中的最高电位与最低电位之差，由此可以得到功耗低的显示装置。
在本发明的一个方式的显示装置中，发光器件11与受光器件12间的侧泄漏得到抑制，因此可以缩小发光器件11与受光器件12的间隔。也就是说，可以提高在像素中发光器件11及受光器件12所占的比率(以下也称为开口率)。另外，可以缩小像素尺寸，从而可以提高显示装置的清晰度。由此，可以实现具有光检测功能的高开口率显示装置。另外，可以实现具有光检测功能的高清晰显示装置。
注意，受光器件12的清晰度可以为100ppi以上，优选为200ppi以上，更优选为300ppi以上，进一步优选为400ppi以上，更进一步优选为500ppi以上，且为2000ppi以下、1000ppi以下或600ppi以下等。尤其是，通过以200ppi以上且600ppi以下，优选为300ppi以上且600ppi以下的清晰度配置受光器件12，可以适当地用于指纹的拍摄。在使用本发明的一个方式的显示装置进行指纹识别时，通过提高受光器件12的清晰度，例如可以以高精度提取指纹的特征点(Minutia)而可以提高指纹识别的精度。此外，在清晰度为500ppi以上时，可以符合美国国家标准与技术研究院(NIST：National Institute of Standards andTechnology)等规格，因此是优选的。注意，在假设受光器件的清晰度为500ppi时，每像素的尺寸为50.8μm，可知具有足够的清晰度来拍摄指纹的间距(典型的是300μm以上且500μm以下)。
另外，如图1C所示，本发明的一个方式的显示装置10也可以采用如下结构：在发光器件11中电极13A被用作阴极且电极15被用作阳极，在受光器件12中电极13B被用作阳极且电极15被用作阴极。
在发光器件11中，电极13A被用作阴极，并与供应第一电位的第一布线电连接。在发光器件11中，电极15被用作阳极，并与供应第二电位的第二布线电连接。第二电位为高于第一电位的电位。
在受光器件12中，电极13B被用作阳极，并与供应第三电位的第三布线电连接。在受光器件12中，电极15被用作阴极，并与供应第二电位的第二布线电连接。在此，受光器件12被施加反向偏置电压。也就是说，第三电位为低于第二电位的电位。通过采用这样的结构，可以缩小电极13A与电极13B的电位差，从而可以抑制电极13A与电极13B间的泄漏。
图2A示出与上述显示装置10不同的例子。图2A所示的显示装置10A包括发光器件11a及受光器件12a。显示装置10A与上述显示装置10的主要不同之处在于发光器件11a在EL层17与电极15间包括层21并且受光器件12a在受光层19与电极15间包括层21。层21是发光器件11a及受光器件12a共用的层，可以称为公共层。例如，优选的是，空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层中的至少一个为受光器件及发光器件共用的层。
如图2A所示，在发光器件11a中电极13A被用作阳极且电极15被用作阴极，在受光器件12a中电极13B被用作阴极且电极15被用作阳极，此时，层21例如包括含有电子注入性高的物质的层(电子注入层)等。层21可以在发光器件11a中被用作从用作阴极的电极15向EL层17注入电子的电子注入层。
注意，包括含有电子注入性高的物质的层(电子注入层)等的层21在受光器件12a中没有特定功能。如上所述，层21以在发光器件11a中被用作电子注入层的方式构成即可。
有时受光器件及发光器件共用的层在发光器件和受光器件中的功能不同。在本说明书中，有时根据发光器件中的功能称呼构成要素。例如，空穴注入层分别在发光器件和受光器件中被用作空穴注入层和空穴传输层。与此同样，电子注入层分别在发光器件和受光器件中被用作电子注入层和电子传输层。另外，有时受光器件及发光器件共用的层在发光器件和受光器件中的功能相同。空穴传输层在发光器件及受光器件中都被用作空穴传输层，电子传输层在发光器件及受光器件中都被用作电子传输层。
如图2B所示，在发光器件11a中电极13A被用作阴极且电极15被用作阳极，在受光器件12a中电极13B被用作阳极且电极15被用作阴极，此时，层21例如包括含有空穴注入性高的物质的层(空穴注入层)等。层21可以在发光器件11a中被用作从用作阳极的电极15向EL层17注入空穴的空穴注入层。
注意，包括含有空穴注入性高的物质的层(空穴注入层)等的层21在受光器件12a中没有特定功能。如上所述，层21以在发光器件11a中被用作空穴注入层的方式构成即可。
图2C示出本发明的一个方式的显示装置。图2C所示的显示装置10B包括发光器件11b及受光器件12b。发光器件11b所包括的EL层17采用依次层叠有层31A、发光层41及层37A的叠层结构。受光器件12b所包括的受光层19采用依次层叠有层37B、活性层43及层31B的叠层结构。
在发光器件11b中电极13A被用作阳极且电极15被用作阴极。在受光器件12中电极13B被用作阴极且电极15被用作阳极。层21例如包括含有电子注入性高的物质的层(电子注入层)等。
层31A及层31B例如包括含有空穴传输性高的物质的层(空穴传输层)。再者，层31A及层31B也可以包括含有空穴注入性高的物质的层(空穴注入层)。注意，在层31A及层31B都含有空穴传输性高的物质的情况下，层31A中的空穴传输性高的物质与层31B中的空穴传输性高的物质既可以相同也可以不同。与此同样，在层31A及层31B都含有空穴注入性高的物质的情况下，层31A中的空穴注入性高的物质与层31B中的空穴注入性高的物质既可以相同也可以不同。此外，也可以层31A及层31B都具有叠层结构。
层37A及层37B例如包括含有电子传输性高的物质的层(电子传输层)。再者，层37A及层37B也可以包括含有电子注入性高的物质的层(电子注入层)。注意，在层37A及层37B都含有电子传输性高的物质的情况下，层37A中的电子传输性高的物质与层37B中的电子传输性高的物质既可以相同也可以不同。与此同样，在层37A及层37B都含有电子注入性高的物质的情况下，层37A中的电子注入性高的物质与层37B中的电子注入性高的物质既可以相同也可以不同。此外，也可以层37A及层37B都具有叠层结构。
活性层43包含半导体。特别优选的是活性层43包含有机半导体。
发光层41包含发光的发光物质。在发光器件11中，具有设置在一对电极(电极13A及电极15)间的层31A、发光层41及层37A的结构可以被用作单个发光单元，在本说明书等中有时将发光器件11b的结构称为单结构。
发光器件11b从电极13A一侧依次包括：包括含有空穴传输性高的物质的层(空穴传输层)的层31A、发光层41、包括含有电子传输性高的物质的层(电子传输层)的层37A。受光器件12b从电极13B一侧依次包括：包括含有电子传输性高的物质的层(电子传输层)的层37B、活性层43、包括含有空穴传输性高的物质的层(空穴传输层)的层31B。在本发明的一个方式的显示装置中，夹持发光层及活性层的含有电子传输性高的物质的层(电子传输层)与含有空穴传输性高的物质的层(空穴传输层)的叠层顺序在发光器件与受光器件间相反。通过采用这种结构，可以抑制发光器件与受光器件间的侧泄漏。
图2D示出与上述显示装置10B不同的显示装置的结构。图2D所示的显示装置10C包括发光器件11c及受光器件12c。发光器件11c与上述发光器件11b的主要不同之处在于构成EL层17的层的叠层顺序相反。受光器件12c与上述受光器件12b的主要不同之处在于构成受光层19的层的叠层顺序相反。
发光器件11c所包括的EL层17采用依次层叠有层37A、发光层41及层31A的叠层结构。受光器件12c所包括的受光层19采用依次层叠有层31B、活性层43及层37B的叠层结构。
在发光器件11b中电极13A被用作阴极且电极15被用作阳极。在受光器件12中电极13B被用作阳极且电极15被用作阴极。层21例如包括含有空穴注入性高的物质的层(空穴注入层)等。
说明与上述显示装置不同的结构。以下以如下结构为例进行说明：在发光器件中电极13A被用作阳极且电极15被用作阴极，在受光器件中电极13B被用作阴极且电极15被用作阳极。
图3A示出本发明的一个方式的显示装置。图3A所示的显示装置10D包括发光器件11d及受光器件12b。发光器件11d所包括的发光层41采用依次层叠有发光层41a、发光层41b及发光层41c的叠层结构。层31A与层37A间设置有多个发光层(例如发光层41a、发光层41b及发光层41c)的结构也可以被称为单结构。
图3B示出本发明的一个方式的显示装置。图3B所示的显示装置10E包括发光器件11e及受光器件12e。
发光器件11e与上述发光器件11b的主要不同之处在于层31A采用层33A与层33A上的层35A的叠层结构。受光器件12e与上述受光器件12b的主要不同之处在于层31B采用层35B与层35B上的层33B的叠层结构。
层33A及层33B例如包括含有空穴注入性高的物质的层(空穴注入层)。层33A中的空穴注入性高的物质与层33B中的空穴注入性高的物质既可以相同也可以不同。
层35A及层35B例如包括含有空穴传输性高的物质的层(空穴传输层)。层35A中的空穴传输性高的物质与层35B中的空穴传输性高的物质既可以相同也可以不同。
通过采用这种层结构，在发光器件11e中，能够向发光层41高效地注入载流子，而提高发光层41内的载流子的再结合效率。注意，如上所述，在受光器件12e中层33B被用作空穴传输层。
图3C示出本发明的一个方式的显示装置。图3C所示的显示装置10F包括发光器件11f及受光器件12f。
发光器件11f与上述发光器件11e的主要不同之处在于在电极13A与EL层17间包括光学调整层39A。受光器件12f与上述受光器件12e的主要不同之处在于在电极13B与受光层19间包括光学调整层39B。
光学调整层39A及光学调整层39B优选使用对可见光的透过性高的导电材料。更优选的是，光学调整层39A及光学调整层39B使用对可见光及红外光的透过性高的导电材料。光学调整层39A及光学调整层39B例如可以使用氧化铟、铟锡氧化物、铟锌氧化物、氧化锌、含镓的氧化锌、含硅的铟锡氧化物、含硅的铟锌氧化物等的导电性氧化物。
在此，作为电极13A及电极13B使用对可见光具有反射性的导电膜，作为电极15使用对可见光具有反射性及透过性的导电膜。由此，发光器件11f及受光器件12f实现所谓的微腔结构(微谐振器结构)。发光器件11f可以为特定波长的光得到增强的色纯度高的发光器件。受光器件12f可以为想要检测出的特定波长的光得到增强的灵敏度高的受光器件。
注意，通过使发光器件11f所包括的光学调整层39A及受光器件12f所包括的光学调整层39B的膜厚度不同，可以使各自的光路长度不同。各光学调整层既可以使用厚度不同的导电膜，也可以采用单层结构或多层结构而使各结构不同。
图4示出本发明的一个方式的显示装置。图4所示的显示装置10G包括发光器件11g及受光器件12b。
发光器件11g采用在电极13A与电极15间依次层叠有EL层47、中间层50及EL层17的叠层结构。EL层47采用依次层叠有层51A、发光层61及层57A的叠层结构。
注意，层51A、发光层61及层57A也可以都具有叠层结构。关于层51A可以参照层31A的记载，因此省略其详细说明。关于发光层61可以参照发光层41的记载，因此省略其详细说明。关于层57A可以参照层37A的记载，因此省略其详细说明。
在本说明书等中有时将如发光器件11g那样多个发光单元(EL层17及EL层47)隔着中间层50(也称为电荷产生层)串联连接的结构称为串联结构。另外，也可以将串联结构称为叠层结构。通过采用串联结构，可以实现能够以高亮度发光的发光器件。
发光器件的发光颜色根据构成EL层17的材料与构成EL层47的材料的组合而可以为红色、绿色、蓝色、青色、品红色、黄色或白色等。此外，当发光器件具有微腔结构时，可以进一步提高颜色纯度。
发射白色光的发光器件优选具有发光层41包含两种以上的发光物质的结构。在采用包含两个发光物质的结构的情况下，选择各发光处于补色关系的发光物质即可。例如，通过使第一发光物质的发光颜色与第二发光物质的发光颜色处于补色关系，可以得到以发光器件整体进行白色发光的发光器件。在采用包含三个以上的发光物质的结构的情况下，可以采用通过混合各发光物质的发光颜色来得到白色发光的结构。另外，包括两个以上的发光层的发光器件也可以同样采用通过混合各发光层的发光颜色来得到白色发光的结构。例如，图3A所示的发光器件11d可以通过混合发光层41a、发光层41b及发光层41c的发光颜色实现单结构的白色发光器件。
发光层优选包含两个以上呈现R(红)、G(绿)、B(蓝)、Y(黄)、O(橙)等发光的发光物质。另外，优选的是，包含两个以上的发光物质，并且各发光物质的发光包含R、G和B中的两个以上的颜色的光谱成分。
注意，对发光器件与受光器件的组合没有特别限制。可以采用包括上述发光器件中的任一个或多个与上述受光器件中的任一个或多个的显示装置。例如，也可以采用包括发光器件11e与受光器件12c的显示装置。
<结构例子2>
图5A示出显示装置100的方框图。显示装置100包括显示部71、驱动电路部72、驱动电路部73、驱动电路部74及电路部75等。
显示部71包括以矩阵状配置的多个像素80。像素80包括子像素81R、子像素81G、子像素81B及子像素82PS。子像素81R、子像素81G及子像素81B各自包括被用作显示器件的发光器件。作为该发光器件，例如可以使用上述发光器件中的任一个。子像素82PS包括被用作光电转换元件的受光器件。作为该受光器件，例如可以使用上述受光器件中的任一个。
注意，在本说明书等中，虽然为了方便起见将一个“像素”中进行独立工作的最小单位定义为“子像素”而进行说明，但是也可以将“像素”换成“区域”，将“子像素”换成“像素”。
像素80与布线GL、布线SLR、布线SLG、布线SLB、布线TX、布线SE、布线RS及布线WX等电连接。布线SLR、布线SLG及布线SLB与驱动电路部72电连接。布线GL与驱动电路部73电连接。驱动电路部72被用作源极线驱动电路(也称为源极驱动器)。驱动电路部73被用作栅极线驱动电路(也称为栅极驱动器)。
像素80作为具有发光器件的子像素包括子像素81R、子像素81G及子像素81B。例如，子像素81R为呈现红色的子像素，子像素81G为呈现绿色的子像素，子像素81B为呈现蓝色的子像素。由此，显示装置100能够进行全彩显示。注意，在此示出像素80包括三个颜色的子像素的例子，但是也可以包括四个颜色以上的子像素。
子像素81R包括呈现红色光的发光器件。子像素81G包括呈现绿色光的发光器件。子像素81B包括呈现蓝色光的发光器件。注意，像素80也可以包括具有呈现其他颜色的光的发光器件的子像素。例如，像素80也可以除了上述三个子像素以外还包括具有呈现白色光的发光器件的子像素或者具有呈现黄色光的发光器件的子像素等。
布线GL与在行方向(布线GL的延伸方向)上排列的子像素81R、子像素81G及子像素81B电连接。布线SLR、布线SLG及布线SLB分别与在列方向(布线SLR等的延伸方向)上排列的子像素81R、子像素81G或子像素81B电连接。
像素80所包括的子像素82PS与布线TX、布线SE、布线RS及布线WX电连接。布线TX、布线SE、布线RS分别与驱动电路部74电连接，布线WX与电路部75电连接。
驱动电路部74具有生成用来驱动子像素82PS的信号并将其经过布线SE、布线TX及布线RS输出到子像素82PS的功能。电路部75具有接收从子像素82PS经过布线WX输出的信号并将其作为图像数据输出到外部的功能。电路部75被用作读出电路。
<像素电路的结构例子>
图5B示出可用于子像素81R、子像素81G及子像素81B的像素81的电路图的一个例子。像素81包括晶体管M11、晶体管M12、晶体管M13、电容器C11及发光器件EL。布线GL及布线SL电连接到像素81。布线SL对应于图5A所示的布线SLR、布线SLG和布线SLB中的任一个。发光器件EL可以使用上述发光器件中的任一个。
在晶体管M11中，栅极与布线GL电连接，源极和漏极中的一方与布线SL电连接，源极和漏极中的另一方与电容器C11的一个电极及晶体管M12的栅极电连接。在晶体管M12中，源极和漏极中的一方与布线EAL电连接，源极和漏极中的另一方与发光器件EL的一个电极、电容器C11的另一个电极及晶体管M13的源极和漏极中的一个电连接。在晶体管M13中，栅极与布线GL电连接，源极和漏极中的另一方与布线RL电连接。发光器件EL的另一个电极与布线ACL电连接。
晶体管M11及晶体管M13被用作开关。晶体管M12被用作控制流过发光器件EL的电流的晶体管。
在此，优选的是，作为晶体管M11至晶体管M13都使用在沟道形成区域中包含硅的晶体管(以下记作Si晶体管)。另外，优选的是，晶体管M11及晶体管M13使用在沟道形成区域中包含金属氧化物(也称为氧化物半导体)的晶体管(以下记作OS晶体管)，晶体管M12使用Si晶体管。
作为硅可以举出单晶硅、多晶硅、非晶硅等。Si晶体管具有高场效应迁移率及良好的频率特性。例如，可以使用在沟道形成区域中包含低温多晶(LTPS：Low TemperaturePoly Silicon)的晶体管(以下记作LTPS晶体管)。
通过使用Si晶体管，可以在同一衬底上形成需要以高频率驱动的电路(例如源极驱动器电路)。因此，可以使安装到显示装置的外部电路简化，可以缩减构件成本及安装成本。
氧化物半导体例如优选包含铟、金属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、钨和镁中的一种或多种)及锌。尤其是，M优选为选自铝、镓、钇和锡中的一种或多种。尤其是，作为OS晶体管的半导体层，优选使用包含铟、镓及锌的氧化物(也记载为IGZO)。或者，优选使用包含铟、锡及锌的氧化物。或者，优选使用包含铟、镓、锡及锌的氧化物。
使用与硅相比带隙宽且载流子密度小的氧化物半导体的OS晶体管可以实现极小关态电流。由于其关态电流低，因此能够长期间保持储存于与OS晶体管串联连接的电容器中的电荷。因此，与电容器C11串联连接的晶体管M11及晶体管M13尤其优选使用OS晶体管。通过作为晶体管M11及晶体管M13使用OS晶体管，可以防止保持在电容器C11中的电荷经过晶体管M11或晶体管M13而泄漏。此外，能够长期间保持储存于电容器C11中的电荷，因此可以长期间显示静态图像而无需改写像素81的数据。
布线SL被供应数据电位。布线GL被提供选择信号。该选择信号包括使晶体管处于导通状态的电位以及使晶体管处于非导通状态的电位。
布线RL被供应复位电位。布线EAL被供应第一电位。布线ACL被供应第二电位。布线EAL与发光器件EL的阳极电连接，并具有向发光器件EL的阳极供应第一电位的功能。布线ACL与发光器件EL的阴极电连接，并具有向发光器件EL的阴极供应第二电位的功能。第二电位为低于第一电位的电位。可以说在像素81中第一电位为阳极电位且第二电位为阴极电位。另外，供应到布线RL的复位电位可以为使复位电位和阴极电位之电位差小于发光器件EL的阈值电压的电位。复位电位可以为高于阴极电位的电位、与阴极电位相同的电位或者低于阴极电位的电位。
图5C示出可用于子像素82PS的电路图的一个例子。像素82包括晶体管M15、晶体管M16、晶体管M17、晶体管M18、电容器C21及受光器件PD。受光器件PD可以使用上述受光器件中的任一个。
在晶体管M15中，栅极与布线TX电连接，源极和漏极中的一方与受光器件PD的阴极电连接，源极和漏极中的另一方与晶体管M16的源极和漏极中的一方、电容器C21的第一电极及晶体管M17的栅极电连接。在晶体管M16中，栅极与布线RS电连接，源极和漏极中的另一方与布线V11电连接。在晶体管M17中，源极和漏极中的一方与布线V13电连接，源极和漏极中的另一方与晶体管M18的源极和漏极中的一方电连接。在晶体管M18中，栅极与布线SE电连接，源极和漏极中的另一方与布线WX电连接。受光器件PD的阳极与布线ACL电连接。电容器C21的第二电极与布线V12电连接。
像素82中的与受光器件PD的阳极电连接的布线ACL可以兼用作像素81的布线ACL，并被供应第二电位。在像素82中，布线ACL具有向受光器件PD的阳极供应第二电位的功能。布线V11被供应第三电位。布线V11与受光器件PD的阴极电连接，并具有向受光器件PD的阴极供应第三电位的功能。第三电位为高于第二电位的电位。由此，可以对受光器件PD施加反向偏置电压。
晶体管M15、晶体管M16及晶体管M18被用作开关。晶体管M17被用作放大元件(放大器)。
优选将Si晶体管用于晶体管M15至晶体管M18的所有晶体管。另外，优选将OS晶体管用于晶体管M15及晶体管M16并将Si晶体管用于晶体管M17。此时，晶体管M18既可以使用OS晶体管也可以使用Si晶体管。
通过将OS晶体管用于晶体管M15及晶体管M16，可以防止基于在受光元件PD中产生的电荷保持在晶体管M17的栅极中的电位经过晶体管M15或晶体管M16而泄漏。
例如，在采用全局快门方式进行拍摄的情况下，根据像素而从电荷转移工作结束到开始读出工作的期间(电荷保持期间)不同。在此，当拍摄所有像素中的灰度值相同的图像时，理想的是在所有像素中得到具有相同电位的输出信号。但是，在每个行的电荷保持期间长度不同的情况下，如果随着时间经过储存在各行的像素的节点的电荷泄漏，各行的像素的输出信号的电位则不同，而会得到其灰度根据各行而不同的图像数据。于是，通过作为晶体管M15及晶体管M16使用OS晶体管，可以使像素的节点的电位变化极小。就是说，即使采用全局快门方式进行拍摄，也可以将起因于电荷保持期间的不同的图像数据的灰度变化抑制为小且提高拍摄图像的品质。
另一方面，优选将Si晶体管用于晶体管M17。Si晶体管剋有实现高于OS晶体管的场效应迁移率，具有良好的驱动能力及电流能力。因此，晶体管M17与晶体管M15及晶体管M16相比可以进行更高速的工作。通过将Si晶体管用于晶体管M17，可以向晶体管M18迅速地进行与基于受光器件PD的受光量的微小电位对应的输出工作。
也就是说，在像素82中，晶体管M15及晶体管M16的泄漏电流少且晶体管M17的驱动能力高，由此可以由受光器件PD受光且可以保持经过晶体管M15转移的电荷而无泄漏，并且可以进行高速读出。
晶体管M18被用作使来自晶体管M17的输出流过布线WX的开关，因此与晶体管M15至晶体管M17不同，不一定被要求具有低关态电流及高速工作等。因此，晶体管M18既可以使用Si晶体也可以使用OS晶体管。
在图5B及图5C中，作为晶体管示出n沟道型晶体管，但是也可以使用p沟道型晶体管。
像素81及像素82所包括的各晶体管优选排列形成在同一衬底上。
<驱动方法例子>
参照图6A所示的时序图说明将像素81的结构用于图5A所示的子像素81R、子像素81G及子像素81B时的驱动方法的一个例子。图6A示出输出到布线GL、布线SLR、布线SLG及布线SLB的各信号的例子。
<时间T11之前>
时间T11之前是子像素81R、子像素81G及子像素81B处于非选择状态的期间。在时间T11之前，布线GL被供应使晶体管M11及晶体管M13处于非导通状态的电位(在此为低电平电位)。
<期间T11-T12>
时间T11至时间T12的期间相当于对像素的数据写入期间。在时间T11，布线GL被供应使晶体管M11及晶体管M13处于导通状态的电位(在此为高电平电位)，布线SLR、布线SLG、布线SLB分别被供应数据电位DR、数据电位DG、数据电位DB。此时，晶体管M11处于导通状态，从布线SLR、布线SLG或布线SLB向晶体管M12的栅极供应数据电位。另外，晶体管M13处于导通状态，从布线RL向发光器件EL的一个电极供应复位电位。因此，可以防止在写入期间发光器件EL发光。
<时间T12之后>
时间T12之后的期间相当于下一个行的写入期间。在时间T12，布线GL被供应使晶体管M11及晶体管M13处于非导通状态的电位，晶体管M11及晶体管M13处于非导通状态。由此，对应于晶体管M12的栅极电位的电流流过发光器件EL，发光器件EL以所希望的亮度发光。
以上是像素81的驱动方法例子的说明。
参照图6B所示的时序图说明图5C所示的像素82的驱动方法的一个例子。图6B示出输入到布线TX、布线SE、布线RS及布线WX的信号。
<时间T21之前>
在时间T21之前，布线TX、布线SE及布线RS被供应低电平电位。布线WX处于不输出数据的状态，在此示出为低电平电位。布线WX也可以被供应规定电位。
<期间T21-T22>
在时间T21，布线TX及布线RS被供应使晶体管处于导通状态的电位(在此为高电平电位)。布线SE被供应使晶体管处于非导通状态的电位(在此为低电平电位)。
此时，通过使晶体管M15及晶体管M16处于导通状态，从布线V11经过晶体管M16及晶体管M15将比阴极的电位低的电位供应到受光器件PD的阳极。也就是说，受光器件PD处于被施加反向偏置电压的状态。
另外，电容器C21的第一电极也被供应布线V11的电位，电容器C21处于进行了充电的状态。
期间T21-T22也可以被称为复位(初始化)期间。
<期间T22-T23>
在时间T22，布线TX及布线RS被供应低电平电位。因此，晶体管M15与晶体管M16处于非导通状态。
由于晶体管M15处于非导通状态，所以保持受光器件PD被施加反向偏置电压的状态。在此，入射到受光器件PD的光引起光电转换，将电荷储存在受光器件PD。
期间T22-T23也可以被称为曝光期间。曝光期间可以根据受光器件PD的灵敏度、入射光的光量等设定，优选至少设定比复位期间充分长的期间。
在期间T22-T23，晶体管M15及晶体管M16处于非导通状态，电容器C21的第一电极的电位被保持为从布线V11供应的电位。
<期间T23-T24>
在时间T23，布线TX被供应高电平电位。因此，晶体管M15处于导通状态，储存在受光器件PD中的电荷经过晶体管M15传送到电容器C21的第一电极。由此，与电容器C21的第一电极连接的节点的电位根据储存在受光器件PD中的电荷量上升。其结果是，晶体管M17的栅极被供应对应于受光器件PD的曝光量的电位。
<期间T24-T25>
在时间T24，布线TX被供应低电平电位。因此，晶体管M15处于非导通状态，连接有晶体管M17的栅极的节点处于浮动状态。由于受光器件PD持续被曝光，所以通过在期间T23-T24的传送工作结束之后使晶体管M15成为非导通状态，可以防止连接有晶体管M17的栅极的节点的电位变化。
<期间T25-T26>
在时间T25，布线SE被供应高电平电位。因此，晶体管M18成为导通状态。期间T25-T26也可以被称为读出期间。
例如，可以由晶体管M17和电路部75所包括的晶体管构成源极跟随电路，可以读出数据。此时，输出到布线WX的数据电位DS取决于晶体管M17的栅极电位。具体而言，将从晶体管M17的栅极电位减去晶体管M17的阈值电压而得的电位作为数据电位DS输出到布线WX，由电路部75所包括的读出电路读出该电位。
此外，也可以由晶体管M17及电路部75所包括的晶体管构成源极接地电路，由电路部75所包括的读出电路读出数据。
<时间T26之后>
在时间T26，布线SE被供应低电平电位。因此，晶体管M18处于非导通状态。由此，像素82的数据读出结束。在时间T26之后，依次进行下一行之后的数据的读出工作。
通过利用图6B所示的驱动方法，可以分别设定曝光期间及读出期间，由此设置在显示部71中的所有像素82可以同时被曝光，然后依次读出数据。因此，能够实现所谓的全局快门驱动。在执行全局快门驱动时，作为被用作像素82内的开关的晶体管(尤其是，晶体管M15及晶体管M16)，优选使用非导通状态下的泄漏电流极低的包含氧化物半导体的晶体管。
以上是像素82的驱动方法例子的说明。
<像素电路的变形例子>
以下说明像素81及像素82的与上述不同的结构例子。
作为像素81及像素82所包括的晶体管可以使用包括隔着半导体层重叠的一对栅极的晶体管。以下详细地说明包括一对栅极的LTPS晶体管及OS晶体管的具体例子。
在包括一对栅极的晶体管具有一对栅极彼此电连接并被供应相同电位的结构的情况下，有晶体管的通态电流得到增高及饱和特性得到提高等优点。另外，也可以对一对栅极中的一方供应控制晶体管的阈值电压的电位。另外，通过对一对栅极中的一方供应恒电位，可以提高晶体管的电特性的稳定性。例如，既可以将晶体管的一个栅极电连接到被供应恒电位的布线，又可以将晶体管的一个栅极电连接到该晶体管本身的源极或漏极。
图7A所示的像素81是将包括一对栅极的晶体管用于晶体管M11及晶体管M13的情况的例子。在晶体管M11及晶体管M13各自中，一对栅极彼此电连接。通过采用这样的结构，可以缩短对像素81的数据写入期间。
图7B所示的像素81是将包括一对栅极的晶体管不但用于晶体管M11及晶体管M13而且用于晶体管M12的情况的例子。晶体管M12的一对栅极彼此电连接。通过将这样的晶体管用于晶体管M12，饱和特性得到提高，因此发光器件EL的发光亮度的控制变容易，可以提高显示品质。
图8A所示的像素82是将一对栅极彼此电连接的晶体管用于晶体管M15及晶体管M16的情况的例子。通过采用这样的结构，可以缩短复位工作及转移工作所需要的时间。
图8B所示的像素82是以对图8A所例示出的结构追加的方式将一对栅极彼此电连接的晶体管还用于晶体管M18的例子。通过采用这样的结构，可以缩短读出所需要的时间。
图8C所示的像素82是加上图8B所例示出的结构将一对栅极彼此电连接的晶体管还用于晶体管M17的例子。通过采用这样的结构，可以进一步缩短读出所需要的时间。
<结构例子3>
图9示出包括子像素81R、子像素81G、子像素81B及子像素82PS的像素80的电路图的一个例子。
子像素81R包括呈现红色光的发光器件ELR。子像素81G包括呈现绿色光的发光器件ELG。子像素81B包括呈现蓝色光的发光器件ELB。子像素81R、子像素81G及子像素81B除了发光器件以外具有同样的结构。
图9示出受光器件PD的阳极、发光器件ELR的阴极、发光器件ELG的阴极及发光器件ELB的阴极与布线ACL电连接的结构。通过采用这种结构，像素80所包括的布线数量变少而可以缩小像素80的尺寸，因此可以得到高清晰显示装置。注意，受光器件PD的阳极、发光器件ELR的阴极、发光器件ELG的阴极及发光器件ELB的阴极也可以与不同的布线连接。
注意，子像素81R、子像素81G、子像素81B及子像素82PS的结构不局限于图9所示的结构。
图10A示出像素80所包括的发光器件及受光器件的结构例子。图10A是示出发光器件11R、发光器件11G、发光器件11B及受光器件12PS的结构的截面示意图。
另外，图10A示出将图3B所示的发光器件11e的结构用于发光器件11R、发光器件11G及发光器件11B并将图3B所示的受光器件12e的结构用于受光器件12PS的例子。
发光器件11R可以用于子像素81R所包括的发光器件ELR，并具有发射红色光的功能。发光器件11R具有在衬底23上依次层叠有电极13a、EL层17R、层21及电极15的叠层结构。EL层17R具有依次层叠有层33a、层35a、发光层41R及层37a的叠层结构。
层33a包括含有空穴注入性高的物质的层(空穴注入层)。层35a包括含有空穴传输性高的物质的层(空穴传输层)。发光层41R包含呈现红色发光的发光物质。层37a包括含有电子传输性高的物质的层(电子传输层)。层21包括含有电子注入性高的物质的层(电子注入层)。
在发光器件11R中电极13a被用作阳极且电极15被用作阴极。也就是说，供应到电极13a的电位高于供应到电极15的电位。
发光器件11G可以适用于子像素81G所包括的发光器件ELG，并具有发射绿色光的功能。发光器件11G具有在衬底23上依次层叠有电极13b、EL层17G、层21及电极15的叠层结构。EL层17G具有依次层叠有层33b、层35b、发光层41G及层37b的叠层结构。
层33b包括含有空穴注入性高的物质的层(空穴注入层)。层35b包括含有空穴传输性高的物质的层(空穴传输层)。发光层41G包含呈现绿色发光的发光物质。层37b包括含有电子传输性高的物质的层(电子传输层)。
在发光器件11G中电极13b被用作阳极且电极15被用作阴极。也就是说，供应到电极13b的电位高于供应到电极15的电位。
发光器件11B可以用于子像素81B所包括的发光器件ELB，并具有发射蓝色光的功能。发光器件11B具有在衬底23上依次层叠有电极13c、EL层17B、层21及电极15的叠层结构。EL层17B具有依次层叠有层33c、层35c、发光层41B及层37c的叠层结构。
层33c包括含有空穴注入性高的物质的层(空穴注入层)。层35c包括含有空穴传输性高的物质的层(空穴传输层)。发光层41B包含呈现蓝色发光的发光物质。层37c包括含有电子传输性高的物质的层(电子传输层)。
在发光器件11B中电极13c被用作阳极且电极15被用作阴极。也就是说，供应到电极13c的电位高于供应到电极15的电位。
受光器件12PS可以用于子像素82PS所包括的受光器件PD，并具有检测出可见光及红外光的功能。受光器件12PS具有在衬底23上依次层叠电极13d、受光层19PS、层21及电极15的叠层结构。受光层19PS具有依次层叠有层37d、活性层43、层35d及层33d的叠层结构。
层37d包括含有电子传输性高的物质的层(电子传输层)。活性层43PS包含半导体。活性层43PS尤其优选包含有机半导体。层35d包括含有空穴传输性高的物质的层(空穴传输层)。层33d包括含有空穴注入性高的物质的层(空穴注入层)。注意，在受光器件12PS中层33d被用作空穴传输层。
在受光器件12PS中电极13d被用作阴极且电极15被用作阳极。也就是说，供应到电极13d的电位高于供应到电极15的电位。受光器件12PS在电极13d与电极15间被施加反向偏置电压。
电极13a、电极13b、电极13c及电极13d设置在衬底23上。电极13a、电极13b、电极13c及电极13d例如可以通过将形成在衬底23上的导电膜加工成岛状来形成。电极13a、电极13b、电极13c及电极13d都被用作像素电极。关于电极13a、电极13b、电极13c及电极13d可以参照上述电极13A及电极13B的记载，因此省略其详细说明。电极15被用作公共电极。关于电极15可以参照上述记载，因此省略其详细说明。
关于层33a、层33b、层33c及层33d可以参照上述层33A及层33B的记载，因此省略其详细说明。关于层35a、层35b、层35c及层35d可以参照上述层35A及层35B的记载，因此省略其详细说明。关于层37a、层37b、层37c及层37d可以参照上述层37A及层37B的记载，因此省略其详细说明。关于作为公共层的层21可以参照上述记载，因此省略其详细说明。
在图10B中，用箭头分别示意性地示出从发光器件11R发射的红色(R)光、从发光器件11G发射的绿色(G)光、从发光器件11B发射的蓝色(B)光及入射到受光器件12PS的光。
图11A示出与上述像素80不同的结构例子。图11A所示的像素80A包括发光器件11R、发光器件11G、发光器件11B、发光器件11IR及受光器件12PS。图11A是示出发光器件11R、发光器件11G、发光器件11B、发光器件11IR及受光器件12PS的结构的截面示意图。像素80A与图10A等所示的像素80的主要不同之处在于包括发光器件11IR。
发光器件11IR具有发射红外光的功能。发光器件11IR采用在衬底23上依次层叠有电极13e、EL层17IR、层21及电极15的叠层结构。EL层17IR采用依次层叠有层33e、层35e、发光层41IR及层37e的叠层结构。
层33e包括含有空穴注入性高的物质的层(空穴注入层)。层35e包括含有空穴传输性高的物质的层(空穴传输层)。发光层41IR包含呈现红外的波长区域的光的发光物质。层37e包括含有电子传输性高的物质的层(电子传输层)。
在发光器件11IR中电极13e被用作阳极且电极15被用作阴极。也就是说，供应到电极13e的电位高于供应到电极15的电位。
电极13e设置在衬底23上。电极13e可以与电极13a、电极13b、电极13c及电极13d通过同一工序形成。电极13e被用作像素电极。关于电极13e可以参照上述电极13A及电极13B的记载，因此省略其详细说明。
关于层33e可以参照上述层33A及层33B的记载，因此省略其详细说明。关于层35e可以参照上述层35A及层35B的记载，因此省略其详细说明。关于层37e可以参照上述层37A及层37B的记载，因此省略其详细说明。
在图11B中，用箭头分别示意性地示出从发光器件11R发射的红色(R)光、从发光器件11G发射的绿色(G)光、从发光器件11B发射的蓝色(B)光、从发光器件11IR发射红外(IR)光及入射到受光器件12PS的光。
图12A示出与上述像素80不同的结构例子。图12A所示的像素80B包括发光器件11R、发光器件11G、发光器件11B、受光器件12PS及受光器件12IRS。图12A是示出发光器件11R、发光器件11G、发光器件11B、受光器件12PS及受光器件12IRS的结构的截面示意图。像素80B与图10A等所示的像素80的主要不同之处在于受光器件的结构不同。
像素80所包括的受光器件12PS具有接收可见光的功能，受光器件12IRS具有接收红外光的功能。
受光器件12IRS采用在衬底23上依次层叠有电极13f、受光层19IRS、层21及电极15的叠层结构。受光层19IRS采用依次层叠有层37f、活性层43IRS、层35f及层33f的叠层结构。
层37f包括含有电子传输性高的物质的层(电子传输层)。活性层43IRS包含半导体。活性层43IRS尤其优选包含有机半导体。层35f包括含有空穴传输性高的物质的层(空穴传输层)。层33f包括含有空穴注入性高的物质的层(空穴注入层)。注意，在受光器件12IRS中层33f被用作空穴传输层。
在受光器件12IRS中电极13f被用作阴极且电极15被用作阳极。也就是说，供应到电极13f的电位高于供应到电极15的电位。
电极13f设置在衬底23上。电极13f可以与电极13a、电极13b、电极13c、电极13d及电极13e通过同一工序形成。电极13e被用作、像素电极。关于电极13f可以参照上述电极13A及电极13B的记载，因此省略其详细说明。
关于层33f可以参照上述层33A及层33B的记载，因此省略其详细说明。关于层35f可以参照上述层35A及层35B的记载，因此省略其详细说明。关于层37f可以参照上述层37A及层37B的记载，因此省略其详细说明。
在图12B中，用箭头分别示意性地示出从发光器件11R发射的红色(R)光、从发光器件11G发射的绿色(G)光、从发光器件11B发射的蓝色(B)光、入射到受光器件12PS的光及入射到受光器件12IRS的光。
图13A示出与上述像素80B不同的结构例子。图13A所示的像素80B包括发光器件11R、发光器件11G、发光器件11B、发光器件11IR、受光器件12PS及受光器件12IRS。图13A是示出发光器件11R、发光器件11G、发光器件11B、发光器件11IR、受光器件12PS及受光器件12IRS的结构的截面示意图。像素80C与图12A等所示的像素80B的主要不同之处在于包括发光器件11IR。
在图13B中，用箭头分别示意性地示出从发光器件11R发射的红色(R)光、从发光器件11G发射的绿色(G)光、从发光器件11B发射的蓝色(B)光、从发光器件11IR发射的红外(IR)光、入射到受光器件12PS的光及入射到受光器件12IRS的光。
<结构例子4>
图14A示出本发明的一个方式的显示装置的示意图。图14A所示的显示装置200包括衬底201、衬底202、发光器件211R、发光器件211G、发光器件211B、受光器件212PS及功能层203等。
发光器件211R、发光器件211G、发光器件211B及受光器件212PS设置在衬底201与衬底202间。发光器件211R、发光器件211G、发光器件211B分别发射红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)的光。发光器件211R、发光器件211G及发光器件211B可以使用上述发光器件。受光器件212PS可以使用上述受光器件。注意，以下在不特别区别发光器件211R、发光器件211G及发光器件211B的情况下，有时记作发光器件211。
图14A示出指头220触摸衬底202的表面的样子。发光器件(例如发光器件211G)所发射的光的一部分被衬底202与指头220的接触部反射。然后，反射光的一部分入射到受光器件212PS，由此可以检测出指头220与衬底202接触。也就是说，显示装置200可以被用作触摸面板。
功能层203包括驱动发光器件211R、发光器件211G、发光器件211B的电路及驱动受光器件212PS的电路。功能层203中设置有开关、晶体管、电容器、布线等。注意，当以无源矩阵方式驱动发光器件211R、发光器件211G、发光器件211B及受光器件212PS时，也可以不设置开关及晶体管。
显示装置200例如可以检测出指头220的指纹。图14B示意性地示出衬底202与指头220的接触部的放大图。另外，图14B示出交替排列的发光器件211及受光器件212。
指头220的指纹由凹部及凸部形成。因此，指纹的凸部如图14B所示那样触摸衬底202。
某一表面或界面等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高的光，漫反射光是强度的角度依赖性低的指向性低的光。在指头220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202与大气的界面所反射的光中，规则反射的成分为主。
在指头220与衬底202的接触面或非接触面上反射并入射到位于它们正下的受光器件212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，在指头220的凹部中指头220不触摸衬底202，由此规则反射光(以实线箭头表示)为主，在其凸部中指头220触摸衬底202，由此从指头220反射的漫反射光(以虚线箭头表示)为主。因此，位于凹部正下的受光器件212所接收的光强度高于位于凸部正下的受光器件212。由此，可以拍摄指头220的指纹。
当受光器件212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200μm，所以受光器件212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100μm以下，进一步优选为50μm以下，且为1μm以上，优选为10μm以上，更优选为20μm以上。
图14C示出由显示装置200拍摄的指纹图像的例子。在图14C中，在拍摄范围227内以虚线示出指头220的轮廓，并以点划线示出接触部224的轮廓。在接触部224内，通过利用入射到受光器件212的光量的不同可以拍摄对比度高的指纹222。
显示装置200也可以被用作触摸面板或数位板。图14D示出在将触屏笔229的顶端接触于衬底202的状态下将其向虚线箭头的方向滑动的样子。
如图14D所示，通过在触屏笔229的顶端与衬底202接触的面扩散的漫反射光入射到位于被该接触面重叠的部分的受光器件212，可以以高精度检测触屏笔229的顶端的位置。
图14E示出显示装置200所检测出的触屏笔229的轨迹226的例子。显示装置200可以以高位置精度检测出触屏笔229等检测对象的位置，所以可以在描绘应用程序等中进行高精度的描绘。此外，与使用静电电容式触摸传感器、电磁感应型触摸笔等的情况不同，即便是绝缘性高的被检测体也可以检测出位置，所以可以使用各种书写工具(例如笔、玻璃笔或羽毛笔)，而与触屏笔229的尖端部的材料无关。
受光器件212PS可以用于触摸传感器(也称为直接触摸传感器)或接近触摸传感器(也称为悬浮传感器、悬浮触摸传感器、非接触传感器、非触摸传感器)。图15示出从发光器件(例如发光器件211G)发射的光31被对象物(例如指头220)反射而其反射光32入射到受光器件212PS的样子。虽然对象物没有触摸显示装置200，但是可以使用受光器件212PS检测出对象物。注意，受光器件212PS也可以根据用途而适当地决定所检测的光的波长。
触摸传感器或接近触摸传感器可以检测出对象物(指头、手或笔等)的靠近或接触。触摸传感器通过显示装置与对象物直接接触可以检测出对象物。另外，接近触摸传感器即使对象物没有接触显示装置也可以检测出该对象物。例如，优选的是，在显示装置与对象物之间的距离为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可以检测出该对象物。通过采用该结构，可以在对象物没有直接接触显示装置的状态下进行操作，换言之可以以非接触(无接触)方式操作显示装置。通过采用上述结构，可以减少显示装置被弄脏或受损伤的风险或者对象物可以不直接接触附着于显示装置的污渍(例如，灰尘或病毒等)而操作显示装置
本发明的一个方式的显示装置可以使刷新频率可变。例如，可以根据显示在显示装置上的内容调整刷新频率(例如，在1Hz以上且240Hz以下的范围内进行调整)来降低功耗。此外，也可以根据该刷新频率使触摸传感器或接近触摸传感器的驱动频率改变。例如，在显示装置的刷新频率为120Hz时，可以将触摸传感器或接近触摸传感器的驱动频率设定为高于120Hz的频率(典型的是240Hz)。通过采用该结构，可以实现功耗且可以提高触摸传感器或接近触摸传感器的响应速度。
优选的是，显示装置所包括的所有像素都设置有受光器件212PS。通过在所有像素设置受光器件212PS，可以以高精度检测出触摸。注意，也可以采用在一部分像素设置受光器件212PS的结构。例如，显示装置也可以包括设置有发光器件及受光器件的像素以及设置有受光器件(仅不设置发光器件)的像素。
图16A示出与上述显示装置200不同的结构例子。图16A所示的显示装置200A包括衬底201、衬底202、发光器件211R、发光器件211G、发光器件211B、发光器件211IR、受光器件212PS及功能层203等。显示装置200A与上述显示装置200的主要不同之处在于包括发光器件211IR。
发光器件211R、发光器件211G、发光器件211B及受光器件212PS设置在衬底201与衬底202间。发光器件211IR发射红外光。发光器件211IR可以使用上述发光器件。
图16A示出指头220触摸衬底202的表面的样子。发光器件(例如发光器件211IR)所发射的光的一部分被衬底202与指头220的接触部反射。然后，反射光的一部入射到受光器件212PS，由此可以检测出指头220与衬底202接触。例如，从发光器件211IR发射红外线并用受光器件212PS检测出红外光，由此即使在暗处也可以检测出触摸。
显示装置200A可以在使用发光器件211R、发光器件211G及发光器件211B在显示部上显示图像的同时使用发光器件211IR及受光器件212PS在显示部检测出触摸。另外，显示装置200A可以在显示部上显示图像的同时在显示部进行拍摄。
图16B示出从发光器件211G发射的光31被对象物(例如指头220)反射而其反射光32入射到受光器件212PS的样子。图16C示出从发光器件211IR发射的光31被对象物(例如指头220)反射而其反射光32入射到受光器件212PS的样子。虽然对象物没有触摸显示装置200A，但是可以使用受光器件212PS检测出对象物。
图17A示出与上述显示装置200A不同的结构例子。图17A所示的显示装置200B包括衬底201、衬底202、发光器件211R、发光器件211G、发光器件211B、发光器件211IR、受光器件212PS、受光器件212IRS及功能层203等。显示装置200B与上述显示装置200A的主要不同之处在于受光器件的结构不同。
发光器件211R、发光器件211G、发光器件211B、受光器件212PS及受光器件212IRS设置在衬底201与衬底202之间。受光器件212PS接收可见光。受光器件212IRS接收红外光。受光器件212PS及受光器件212IRS可以使用上述受光器件。
图17A示出指头220触摸衬底202的表面的样子。发光器件(例如发光器件211IR)所发射的光的一部分被衬底202与指头220的接触部反射。然后，反射光的一部分入射到受光器件212IRS，由此可以检测出指头220与衬底202接触。
图17B示出从发光器件211IR发射的光31被对象物(例如指头220)反射而其反射光32入射到受光器件212IRS的样子。图17C示出从发光器件211G发射的光31被对象物(例如指头220)而其反射光32入射到受光器件212PS的样子。虽然对象物没有接触显示装置200B，但是可以使用受光器件212PS或受光器件212IRS检测出对象物。
受光器件212PS的受光区域的面积(以下也记作受光面积)优选小于受光器件212IRS的受光面积。通过缩小受光器件212PS的受光面积，也就是通过缩小拍摄范围，与受光器件212IRS相比受光器件212PS可以进行高清晰拍摄。此时，受光器件212PS可以用于使用指纹、掌纹、虹膜、脉形状(包括静脉形状、动脉形状)或人脸等的个人识别的拍摄等。注意，受光器件212PS也可以根据用途而适当地决定所检测的光的波长。
另外，也可以基于受光器件212PS与受光器件212IRS的检测精度的差异而根据功能选择对象物的检测方法。例如，显示屏幕的滚动功能可以通过使用受光器件212IRS的接近触摸传感器功能实现，用显示在屏幕上的键盘的输入功能也可以通过使用受光器件212PS的高清晰触摸传感器功能实现。
通过在一个像素中设置两种受光器件，除了显示功能以外还可以追加两个功能，而可以实现多功能显示装置。
注意，为了进行高清晰拍摄，受光器件212PS优选设置在显示装置所包括的所有像素中。另一方面，用于触摸传感器或接近触摸传感器等的受光器件212IRS由于与使用受光器件212PS的检测相比并不需要高精度的检测，所以也可以设置在显示装置所包括的部分像素中。通过使显示装置所包括的受光器件212IRS的个数比受光器件212PS的个数少，可以提高检测速度。
如上所述，本实施方式的显示装置通过在一个像素中设置发光器件及受光器件可以实现多功能显示装置。例如，可以实现具有高清晰拍摄功能以及触摸传感器或接近触摸传感器等感测功能的显示装置。
本发明的一个方式的显示装置也可以发射特定颜色的光且接收被对象物反射的反射光。图18A用箭头示意性地示出从显示装置发射的红色光及被对象物(在此为指头220)反射而入射到显示装置的红色光。图18B用箭头示意性地示出从显示装置发射的红外光及被对象物(在此为指头220)反射而入射到显示装置的红外光。
以对象物接触或靠近显示装置的状态发射红色光而被对象物反射的光入射到显示装置，由此可以测量对象物的对红色光的透过率。同样地，以对象物接触或靠近显示装置的状态发射红外光而被对象物反射的光入射到显示装置，由此可以测量对象物的对红外光的透过率。
图18C示出图18A中用点划线示出的区域P的放大图。从发光器件211R发射的光31被指头220的表面及内部的生物组织散射，一部分散射光从生体内部向受光器件212PS的方向进入。该散射光透过血管91而该透过的光32入射到受光器件212PS。
同样地，从发光器件211IR射出的红外光被指头220的表面及内部的生物组织散射，一部分散射红外光从生体内部向受光器件212IRS的方向进入。该散射红外光透过血管91而该透过的红外光入射到受光器件212IRS。
在此，光32是经过生物组织93及血管91(动脉及静脉)的光。动脉血由心跳跳动，所以由动脉的光吸收根据心跳变动。另一方面，生物组织93及静脉不受到心跳的影响，所以由生物组织93的光吸收及由静脉的光吸收是一定的。因此，通过从入射到显示装置的光32去除随时一定的成分，可以算出动脉的光透过率。另外，不与氧键合的血红蛋白(也称为还原血红蛋白)的对红色光的透过率低于与氧键合的血红蛋白(也称为氧合血红蛋白)。氧合血红蛋白和还原血红蛋白的对红外光的透过率大致相同。通过测量动脉的对红色光的透过率及对红外光的透过率，可以算出氧合血红蛋白占氧合血红蛋白与还原血红蛋白的总和的比率，即氧饱和度(以下，也称为血氧饱和度(SpO2：Peripheral Oxygen Saturation))。如此，本发明的一个方式的显示装置可以被用作反射式脉搏血氧仪。
例如，在指头接触显示装置的显示部时取得指头接触的区域的位置信息。然后，使指头接触的区域及其附近的像素发射红色光而测量动脉的对红色光的透过率。接下来发射红外光而测量动脉的对红外光的透过率，由此可以算出氧饱和度。注意，对红色光的透过率和对红外光的透过率的测量顺序没有特别的限制。也可以在测量对红外光的透过率之后测量对红色光的透过率。另外，在此示出使用指头算出氧饱和度的例子，但是本发明的一个方式不局限于此。也可以使用指头以外的部分算出氧饱和度。例如，通过以手掌接触显示装置的显示部的状态测量动脉的对红色光的透过率和对红外光的透过率，可以算出氧饱和度。
图19A示出使用本发明的一个方式的显示装置的电子设备的一个例子。图19A所示的便携式信息终端400例如可以用作智能手机。便携式信息终端400包括框体402及显示部404。显示部404可以使用上述显示装置。显示部404例如可以适当地使用上述显示装置200B。
图19A示出指头406接触便携式信息终端400的显示部404的样子。图19A中用双点划线示出检测出触摸的区域及其附近的区域408。
便携式信息终端400从区域408的像素发射红色光，并检测出入射到显示部404的红色光。同样地，通过从区域408的像素发射红外光并检测出入射到显示部404的红外光，可以测量指头406的氧饱和度。图19B示出点亮区域408的像素的样子。在图19B中，使指头406透过而以虚线仅示出其轮廓，并且以阴影线表示区域408。如图19B所示，点亮的区域408被指头406遮住而不容易被使用者看到。因此，可以测量氧饱和度而不使使用者感到不适。此外，便携式信息终端400在显示部404内的任何位置都可以测量氧饱和度。
此外，也可以在显示部404上显示获得的氧饱和度。图19C示出在区域407显示示出氧饱和度的图像409的样子。在图19C中，作为图像409的例子示出文字“SpO2 97％”。注意，图像409既可以是图像也可以包含图像及文字。另外，区域407设置在显示部404的任意位置即可。
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实例的情况下，可以适当地组合该结构实例。
(实施方式2)
在本实施方式中，参照图20至图38说明本发明的一个方式的显示装置及其制造方法。
在制造包括发光颜色彼此不同的发光器件及受光器件的显示装置的情况下，需要分别以岛状形成多个发光层及活性层。
例如，通过使用金属掩模(也称为遮蔽掩模)的真空蒸镀法可以沉积岛状发光层及活性层。但是，在该方法中，因金属掩模的精度、金属掩模与衬底的位置错开、金属掩模的弯曲及蒸汽的散射等导致的所沉积的膜的轮廓扩大等各种影响产生岛状的发光层及活性层的形状及位置从设计离开，因此显示装置的高清晰化及高开口率化很困难。
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(也可以称为下部电极)，将成为EL层的第一层形成在一面上，然后在第一层上形成第一牺牲层。并且，在第一牺牲层上形成第一抗蚀剂掩模，使用第一抗蚀剂掩模加工第一层及第一牺牲层，由此形成岛状EL层。同样地，作为成为受光层的第二层，使用第二牺牲层及第二抗蚀剂掩模形成岛状受光层。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层不是使用高精细金属掩模形成的，而是在整个面上沉积将成为EL层的层之后进行加工来形成的。同样地，岛状受光层不是使用高精细金属掩模形成的，而是在整个面上沉积将成为受光层的层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的显示装置或高开口率的显示装置。并且，因为可以分别形成各颜色的EL层，所以可以实现极为鲜明、对比度极高且显示品质极高的显示装置。再者，可以在像素内设置受光器件，可以实现具有高清晰拍摄功能及触摸传感器或接近触摸传感器等传感功能的显示装置。另外，通过在EL层上及受光层上设置牺牲层，可以降低在显示装置的制造工序中EL层及受光层受到的损伤，而可以提高发光器件的可靠性。
关于相邻的发光器件及受光器件的间隔，例如在使用高精细金属掩模的形成方法中，难以实现小于10μm的间隔，但是通过上述方法可以缩小到3μm以下、2μm以下或1μm以下。另外，例如通过使用LSI用曝光装置，可以将间隔缩小至500nm以下、200nm以下、100nm以下、甚至为50nm以下。由此，可以增大像素中的发光区域的面积(以下也记作发光面积)及受光面积，而能够使开口率接近100％。例如，也可以实现50％以上、60％以上、70％以上、80％以上、甚至为90％以上且低于100％的开口率。
关于EL层及发光层本身的图案，与使用高精细金属掩模的情况相比，可以大幅度缩小。此外，例如在使用高精细金属掩模分别形成EL层及发光层时，由于在EL层的中央和端部产生厚度不均匀，所以EL层整体的面积中所占的能够用作发光区域或受光区域的有效面积变小。另一方面，在上述制造方法中，通过对以均匀的厚度沉积的膜进行加工来形成图案，由此可以在图案内使厚度均匀，即使是微细图案也可以将该图案的大致整体用作发光区域或受光区域。因此，可以制造兼具高清晰度及高开口率的显示装置。
<显示装置的结构例子1>
图20A及图20B示出本发明的一个方式的显示装置。
图20A为显示装置100的俯视图。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外侧的连接部140。连接部140也可以被称为阴极接触部。
图20A所示的像素110采用条形排列。图20A所示的像素110由子像素110a、子像素110b、子像素110c及子像素110d这四个子像素构成。子像素110a、子像素110b、子像素110c各自包括发射彼此不同波长区域的光的发光器件。作为该发光器件，可以使用上述发光器件。作为子像素110a、子像素110b、子像素110c，可以举出红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的三个颜色的子像素、黄色(Y)、青色(C)及品红色(M)的三个颜色的子像素等。子像素110d包括受光器件。作为该受光器件，可以使用上述受光器件。
在图20A所示的例子中，各子像素在X方向上排列配置，相同种类的子像素在Y方向上排列配置。注意，不同种类的子像素也可以在Y方向上排列配置，相同种类的子像素也可以在X方向上排列配置。
在图20A所示的例子中，在俯视时连接部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20B示出沿着图20A的点划线X1-X2的截面图。
如图20B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、发光器件130b、发光器件130c及发光器件130d。以覆盖这些发光器件及受光器件的方式设置有保护层131及保护层132。保护层132上用树脂层122贴合衬底120。此外，相邻的发光器件及受光器件之间的区域设置有绝缘层125及绝缘层125上的绝缘层127。
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)。
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。具有晶体管的层101也可以在相邻的发光器件之间包括凹部。例如，也可以在位于具有晶体管的层101的最表面的绝缘层中设置凹部。
发光器件130a、发光器件130b、发光器件130c发射彼此不同波长区域的光。发光器件130a、发光器件130b、发光器件130c例如优选为发射红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)这三个颜色的光的组合。
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上的岛状EL层113a、岛状EL层113a上的层114以及层114上的公共电极115。
发光器件130b包括具有晶体管的层101上的像素电极111b、像素电极111b上的岛状EL层113b、岛状EL层113b上的层114以及层114上的公共电极115。
发光器件130c包括具有晶体管的层101上的像素电极111c、像素电极111c上的岛状EL层113c、岛状EL层113c上的层114以及层114上的公共电极115。
受光器件130d包括具有晶体管的层101上的像素电极111d、像素电极111d上的岛状受光层113d、岛状受光层113d上的层114以及层114上的公共电极115。
在各颜色的发光器件及受光器件中，作为公共电极共同使用相同的膜。公共电极与设置在连接部140中的导电层电连接。由此，各颜色的发光器件及受光器件所包括的公共电极被供应相同电位。
作为发光器件及受光器件的一对电极(像素电极和公共电极)，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、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、钯及铜的合金(也记载为Ag-Pd-Cu、APC)等含银合金。除了上述以外，还可以举出铝(Al)、镁(Mg)、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。
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对可见光具有反射性的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，优选将可见光的透过率为40％以上的电极用于发光元件。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。此外，在发光元件发射红外光时，这些电极的对近红外光的透射率或反射率与对可见光的透射率或反射率同样地优选满足上述数值范围。
EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d都设置为岛状。EL层113a、EL层113b及EL层113c都包括发光层。EL层113a、EL层113b及EL层113c优选包括发射彼此不同波长区域的光的发光层。受光层113d包括活性层。
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红外光的物质。
作为发光物质，可以举出荧光材料、磷光材料、TADF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。
作为形成激基复合物的材料的组合，空穴传输性材料的HOMO能级(最高占有分子轨道能级)优选为电子传输性材料的HOMO能级以上的值。空穴传输性材料的LUMO能级(最低空分子轨道)优选为电子传输性材料的LUMO能级以上的值。注意，材料的LUMO能级及HOMO能级可以从通过循环伏安(CV)测量测得的材料的电化学特性(还原电位及氧化电位)求出。
注意，激基复合物的形成例如可以通过如下方法确认：对具有空穴传输性的材料的发射光谱、具有电子传输性的材料的发射光谱及混合这些材料而成的混合膜的发射光谱进行比较，当观察到混合膜的发射光谱比各材料的发射光谱向长波长一侧漂移(或者在长波长一侧具有新的峰)的现象时说明形成有激基复合物。或者，对具有空穴传输性的材料的瞬态光致发光(PL)、具有电子传输性的材料的瞬态PL及混合这些材料而成的混合膜的瞬态PL进行比较，当观察到混合膜的瞬态PL寿命与各材料的瞬态PL寿命相比具有长寿命成分或者延迟成分的比率变大等瞬态响应不同时说明形成有激基复合物。此外，可以将上述瞬态PL称为瞬态电致发光(EL)。换言之，对具有空穴传输性的材料的瞬态EL、具有电子传输性的材料的瞬态EL及这些材料的混合膜的瞬态EL进行比较，观察瞬态响应的不同，也可以确认激基复合物的形成。
作为发光层以外的层，EL层113a、EL层113b以及EL层113c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(也记为空穴传输性材料)、空穴阻挡材料、电子传输性高的物质(也记为电子传输性材料)、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，也记为双极性材料)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，EL层113a、EL层113b以及EL层113c也可以各自包括空穴注入层、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。
在EL层中，作为在各颜色中共同形成的层，可以使用空穴注入层、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，作为层114也可以形成载流子注入层(空穴注入层或电子注入层)。注意，也可以按每个颜色分别形成EL层的所有层。也就是说，EL层也可以不包括在各颜色件中共同形成的层。
EL层113a、EL层113b及EL层113c优选分别包括发光层及发光层上的载流子传输层。由此，通过抑制在显示装置100的制造工序中发光层露出在最表面，可以降低发光层受到的损伤。由此，可以提高发光器件的可靠性。
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物质的层。作为空穴注入性高的物质，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、呋喃衍生物等)或者芳香胺(包含芳香胺骨架的化合物)等空穴传输性高的物质。
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物质。
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物质的层。作为电子注入性高的物质，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物质，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设置镱的结构。
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具有高玻璃化转变温度(Tg)，从而具有高耐热性。
当制造具有串联结构的发光器件时，在两个发光单元之间设置中间层。中间层具有在对一对电极间施加电压时向两个发光单元中的一方注入电子且向另一方注入空穴的功能。
作为中间层，例如也可以适当地使用锂等能够用于电子注入层的材料。此外，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。
活性层包含半导体。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活性层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)形成发光层和活性层，并可以共同使用制造设备，所以是优选的。
作为活性层含有的n型半导体的材料，可以举出富勒烯(例如C60富勒烯、C70富勒烯等)、富勒烯衍生物等具有电子接受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)在平面上扩大时，电子供体性(供体型)变高。另一方面，富勒烯具有球形状，尽管π电子广泛扩大，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富勒烯、C70富勒烯都在可见光区域中具有宽吸收带，尤其是，C70富勒烯与C60富勒烯相比具有更大的π电子共轭体系，在长波长区域中也具有更宽的吸收带，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。
作为活性层含有的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(II)酞菁(SnPc)、喹吖啶酮等具有电子供体性的有机半导体材料。
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。
具有电子供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，优选共蒸镀n型半导体和p型半导体形成活性层。此外，也可以层叠n型半导体和p型半导体形成活性层。
发光元件及受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。构成发光元件及受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、涂敷法等的方法形成。
例如，作为空穴传输性材料，可以使用聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)等高分子化合物及钼氧化物、碘化铜(CuI)等无机化合物。此外，作为电子传输性材料，可以使用氧化锌(ZnO)等无机化合物。
作为活性层可以使用被用作供体的聚[[4，8-双[5-(2-乙基己基)-2-噻吩基]苯并[1，2-b：4，5-b’]二噻吩-2，6-二基]-2，5-噻吩二基[5，7-双(2-乙基己基)-4，8-二氧-4H，8H-苯并[1，2-c：4，5-c’]二噻吩-1，3-二基]]聚合物(简称：PBDB-T)或PBDB-T衍生物等高分子化合物。例如，可以使用将受体材料分散于PBDB-T或PBDB-T衍生物中的方法等。
此外，也可以在活性层中混合三种以上的材料。例如，以放大波长区域为目的而除了n型半导体的材料及p型半导体的材料以外还可以混合第三材料。此时，第三材料可以为低分子化合物或高分子化合物。
像素电极111a、像素电极111b、像素电极111c、像素电极111d、EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d各自的侧面由绝缘层125及绝缘层127覆盖。因此，抑制层114(或公共电极115)与像素电极111a、像素电极111b、像素电极111c、像素电极111d、EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d中的任意个的侧面接触，由此可以抑制发光器件及受光器件的短路。
绝缘层125优选至少覆盖像素电极111a、像素电极111b、像素电极111c及像素电极111d的侧面。并且，绝缘层125优选覆盖EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d的侧面。绝缘层125可以与像素电极111a、像素电极111b、像素电极111c、像素电极111d、EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d各自的侧面接触。
绝缘层127以填充形成在绝缘层125中的凹部的方式设置在绝缘层125上。绝缘层127可以隔着绝缘层125与像素电极111a、像素电极111b、像素电极111c、像素电极111d、EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d各自的侧面重叠。
注意，也可以不设置绝缘层125和绝缘层127中的任一个。例如，在不设置绝缘层125时，绝缘层127可以与EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d各自的侧面接触。绝缘层127可以以填充发光器件所包括的EL层及受光器件所包括的受光层间的方式设置在具有晶体管的层101上。
层114及公共电极115设置在EL层113a、EL层113b、EL层113c、受光层113d、绝缘层125及绝缘层127上。在设置绝缘层125及绝缘层127之前，在设置有像素电极的区域和不设像素电极的区域(发光器件及受光器件间的区域)产生台阶。本发明的一个方式的显示装置通过包括绝缘层125及绝缘层127可以使该阶段平坦，由此可以提高层114及公共电极115的覆盖性。因此，可以抑制公共电极115的断开导致的连接不良。或者，可以抑制因台阶导致公共电极115局部变薄而电阻上升。在本说明书等中，断开是指层、膜或电极因被形成面的形状(例如，台阶等)而分断的现象。
为了提高层114及公共电极115的形成面的平坦性，绝缘层125的顶面及绝缘层127的顶面的高度优选分别与EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d中的至少一个的顶面的高度一致或大致一致。此外，绝缘层127的顶面优选具有平坦形状，也可以具有凸部或凹部。
绝缘层125包括与EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d的侧面接触的区域，并被用作EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d的保护绝缘层。通过设置绝缘层125，可以抑制从EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d的侧面向内部进入杂质(氧、水分等)，可以实现可靠性高的显示装置。
剖视时，在与EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d的侧面接触的区域的绝缘层125的宽度(厚度)大时，有时EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d的间距变大而开口率降低。此外，在绝缘层125的宽度(厚度)小时，有时抑制杂质从EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d的侧面向内部进入的效果减少。
与EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d的侧面接触的区域的绝缘层125的宽度(厚度)优选为3nm以上且200nm以下，更优选为3nm以上且150nm以下，进一步优选为5nm以上且150nm以下，更进一步优选为5nm以上且100nm以下，还进一步优选为10nm以上且100nm以下，再进一步优选为10nm以上且50nm以下。通过将绝缘层125的宽度(厚度)设定为上述范围内，可以实现具有高开口率和高可靠性的显示装置。
绝缘层125可以包含无机材料。作为绝缘层125，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。绝缘层125可以为单层结构，也可以为叠层结构。
绝缘层125的形成可以利用溅射法、化学气相沉积(CVD：Chemical VaporDeposition)法、脉冲激光沉积(PLD：Pulsed Laser Deposition)法、原子层沉积(ALD：Atomic Layer Deposition)法等。优选的是，绝缘层125利用覆盖性优异的ALD法形成。由于ALD法对被形成面的沉积损伤小，所以可以适当地使用。
作为氧化绝缘膜，可以举出氧化硅膜、氧化铝膜、氧化镁膜、铟镓锌氧化物膜、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。尤其是在蚀刻中氧化铝与EL层的选择比高，在后面说明的绝缘层127的形成中，具有保护EL层的功能，因此是优选的。尤其是通过ALD法形成的氧化铝膜、氧化铪膜、氧化硅膜等无机绝缘膜用于绝缘层125，可以形成针孔少且具有优异的保护EL层的功能的绝缘层125。
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。
设置在绝缘层125上的绝缘层127具有使形成在相邻的发光器件间的绝缘层125的凹部平坦化的功能。换言之，通过包括绝缘层127，产生提高公共电极115的形成面的平坦性的效果。作为绝缘层127，可以适当地使用包含有机材料的绝缘层。例如，作为绝缘层127可以使用丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、硅酮树脂、硅氧烷树脂、苯并环丁烯类树脂、酚醛树脂及上述树脂的前体等。此外，作为绝缘层127，也可以使用聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚甘油、普鲁兰多糖、水溶性纤维素或可溶解于醇的聚酰胺树脂等的有机材料。此外，作为绝缘层127可以使用感光树脂。感光树脂也可以使用光致抗蚀剂。感光树脂可以使用正型材料或负型材料。
绝缘层127的顶面的高度与EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d中的任意个的顶面的高度之差例如优选为绝缘层127的厚度的0.5倍以下，更优选为0.3倍以下。此外，例如，也可以以EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d中的任意个的顶面比绝缘层127的顶面高的方式设置绝缘层127。此外，例如，也可以以绝缘层127的顶面比EL层113a、EL层113b及EL层113c所包括的发光层的顶面高且比受光层113d所包括的活性层的顶面高的方式设置绝缘层127。
优选在发光器件130a、发光器件130b、发光器件130c及受光器件130d上包括保护层131及保护层132。通过设置保护层131及保护层132可以提高发光器件及受光器件的可靠性。
对保护层131及保护层132的导电性没有限制。作为保护层131及保护层132，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及保护层132包括无机膜时，可以抑制发光器件及受光器件的劣化，诸如防止公共电极115的氧化、抑制杂质(水分、氧等)进入发光器件130a、发光器件130b、发光器件130c及受光器件130d中等，由此可以提高显示装置的可靠性。
作为保护层131及保护层132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。
保护层131及保护层132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及保护层132。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。
在经过保护层131及保护层132提取来自发光器件的光的射出及向受光器件的光的入射的情况下，保护层131及保护层132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及保护层132，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及保护层132也可以包括有机膜。例如，保护层132也可以包括有机膜和无机膜的双方。
保护层131及保护层132也可以使用不同沉积方法。具体而言，也可以利用ALD法形成保护层131且利用溅射法形成保护层132。
像素电极111a、像素电极111b、像素电极111c及像素电极111d的每个顶面端部不由绝缘层覆盖。因此，可以使相邻的发光器件及受光器件的间隔极窄。因此，可以实现高清晰或高分辨率的显示装置。
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。
在本说明书等中，有时将在各颜色的发光器件(在此，例如为蓝色(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。SBS结构由于可以按每个发光器件使材料及结构最优化，材料及结构的选择自由度得到提高，可以容易实现亮度的提高及可靠性的提高。
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)组合而可以实现全彩色显示的显示装置。
在此，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，在使用包括三个以上的发光层的发光器件时，可以采用通过混合各发光层的发光颜色来得到白色发光的结构。
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光的结构即可。注意，得到白色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。
在对上述白色发光器件(单结构或串联结构)和SBS结构的发光器件进行比较的情况下，可以使SBS结构的发光器件的功耗比白色发光器件低。在想要降低功耗时优选采用SBS结构的发光器件。另一方面，白色发光器件的制造工艺比SBS结构的发光器件简单，由此可以降低制造成本或者提高制造成品率，所以是优选的。
在本实施方式的显示装置中，可以缩小发光器件间的距离。具体而言，可以使发光器件间的距离、EL层间的距离或像素电极间的距离比10μm小、为5μm以下、3μm以下、2μm以下、1μm以下、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以下。换言之，包括EL层113a的侧面和EL层113b的侧面的间距或者EL层113b的侧面和EL层113c的侧面的间距为1μm以下的区域，优选包括0.5μm(500nm)以下的区域，更优选包括100nm以下的区域。
同样地，在本实施方式的显示装置中，可以缩小受光器件间的距离。具体而言，可以使受光器件间的距离、受光层间的距离或像素电极间的距离比10μm小、为5μm以下、3μm以下、2μm以下、1μm以下、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以下。换言之，包括受光层的侧面和相邻的受光层的侧面的间距为1μm以下的区域，优选包括0.5μm(500nm)以下的区域，更优选包括100nm以下的区域。
在本实施方式的显示装置中，可以缩小发光器件与受光器件间的距离。具体而言，可以使发光器件与受光器件间的距离、EL层与受光层间的距离或像素电极间的距离比20μm小、为10μm以下、5μm以下、3μm以下、2μm以下、1μm以下、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以下。换言之，包括EL层113a的侧面和受光层113d的侧面的间距、EL层113b的侧面和受光层113d的侧面的间距或者EL层113c的侧面和受光层113d的侧面的间距为1μm以下的区域，优选包括0.5μm(500nm)以下的区域，更优选包括100nm以下的区域。
也可以在衬底120的树脂层122一侧的面设置遮光层。此外，可以在衬底120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120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。
衬底120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120，可以提高显示装置的柔性，由此可以实现柔性显示器。作为衬底120，也可以使用偏振片。
作为衬底120，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120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。
作为树脂层122，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。
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。
<像素的布局>
说明像素的布局。对子像素的排列没有特别的限制，可以采用各种方法。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。
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或受光器件的受光区域的顶面形状。
图21A至图21C所示的像素110采用条纹排列。
本发明的一个方式的显示装置的显示部包括多个像素，像素在行方向及列方向上以矩阵状配置。采用图21A至图21C所示的像素布局的显示部包括在行方向上依次反复配置子像素110a、子像素110b、子像素110c及子像素110d的第一排列。并且，在列方向上第一排列反复配置。
该显示部包括在列方向上反复配置子像素110a的第二排列、在列方向上反复配置子像素110b的第三排列、在列方向上反复配置子像素110c的第四排列及在列方向上反复配置子像素110d的第五排列。并且，在行方向上第二排列、第三排列、第四排列及第五排列依次反复配置。
在本实施方式等中，为了便于说明像素的布局，将附图的横向看作行方向且将纵向看作列方向，但不局限于此，行方向和列方向可以调换。因此，在本说明书等中有时将行方向和列方向中的一方记作第一方向，将行方向和列方向中的另一方记作第二方向。第二方向与第一方向正交。注意，在显示部的顶面形状为矩形的情况下，第一方向及第二方向也可以不与显示部的轮廓的直线部分平行。此外，显示部的顶面形状不局限于矩形，也可以为多角形或具有曲线的形状(圆、椭圆等)，第一方向及第二方向可以是相对于显示部的任意方向。
在本实施方式等中，为了便于说明像素的布局，以从附图的左侧开始的顺序示出子像素，但不局限于此，也可以调换成从右侧开始的顺序。同样地，以从附图的上侧开始的顺序示出子像素，但不局限于此，也可以调换成从下侧开始的顺序。
在本说明书等中，反复配置是指子像素的顺序的最小单位被配置两次以上。
图21A示出各子像素具有长方形的顶面形状的例子，图21B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21C示出各子像素具有椭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其忠实性变坏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层或受光层加工为岛状。在EL层上或受光层上形成的抗蚀剂膜需要在比EL层或受光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、受光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层及受光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层及受光层的顶面形状成为圆形。
注意，为了使EL层及受光层的顶面形状成为所希望的形状，也可以利用预先校正掩模图案的技术(OPC(Optical Proximity Correction：光学邻近校正)技术)以便使设计图案与转印图案一致。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。
图21D至图21F所示的像素110采用矩阵排列。
采用图21D至图21F所示的像素布局的显示装置的显示部包括在行方向上子像素110a及子像素110b交替反复配置的第一排列及在行方向上子像素110c及子像素110d交替反复配置的第二排列。并且，在列方向上第一排列及第二排列依次反复配置。
该显示部包括在列方向上子像素110a及子像素110c交替反复配置的第三排列、在列方向上子像素110b及子像素110d交替反复配置的第四排列。并且，在行方向上第三排列及第四排列交替反复配置。
图21D示出各子像素具有正方形的顶面形状的例子，图21E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21F示出各子像素具有圆形的顶面形状的例子。
图21G示出一个像素110构成为二行三列的例子。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。
如图21G所示，也可以使子像素的大小不同。图21G示出子像素110d比子像素110a至子像素110c大的结构。图21H示出子像素110b及子像素110c比子像素110a大且子像素110a比子像素110d大的结构。图21H所示的像素110在左列(第一列)包括两个子像素(子像素110a、110d)，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。
采用图21G所示的像素布局的显示装置的显示部包括在行方向上子像素110a、子像素110b及子像素110c依次反复配置的第一排列及在行方向上子像素110d反复配置的第二排列。再者，在列方向上第一排列及第二排列交替反复配置。
该显示部包括在列方向上子像素110a及子像素110d交替反复配置的第三排列、在列方向上子像素110b及子像素110d交替反复配置的第四排列及在列方向上子像素110c及子像素110d交替反复配置的第五排列。再者，在行方向上第三排列、第四排列及第五排列依次反复配置。
采用图21H所示的像素布局的显示装置的显示部包括在行方向上子像素110a、子像素110b及子像素110c依次反复配置的第一排列及在行方向上子像素110d、子像素110b及子像素110c依次反复配置的第二排列。再者，在列方向上第一排列及第二排列交替反复配置。
该显示部包括在列方向上子像素110a及子像素110d交替反复配置的第三排列、在列方向上子像素110b反复配置的第四排列及在列方向上子像素110c反复配置的第五排列。再者，在行方向上第三排列、第四排列及第五排列依次反复配置。
图21I示出一个像素110以两行三列构成的例子。像素110包括子像素110a、子像素110b、子像素110c及三个子像素110d。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)包括三个子像素(三个子像素110d)。换言之，像素110在左列(第一列)包括两个子像素(子像素110a、110d)，在中央列(第二列)包括两个子像素(子像素110b、110d)，在右列(第三列)包括两个子像素(子像素110c、110d)。
采用图21I所示的像素布局的显示装置的显示部包括在行方向上子像素110a、子像素110b及子像素110c依次反复配置的第一排列及在行方向上子像素110d反复配置的第二排列。再者，在列方向上第一排列及第二排列交替反复配置。
该显示部包括在列方向上子像素110a及子像素110d交替反复配置的第三排列、在列方向上子像素110b及子像素110d交替反复配置的第四排列及在列方向上子像素110c及子像素110d交替反复配置的第五排列。再者，在行方向上第三排列、第四排列及第五排列依次反复配置。
图21A至图21I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各自包括发射不同波长区域的光的发光器件或受光器件。例如，如图22A至图22E所示，子像素110a可以为具有发射红色光的功能的子像素R，子像素110b可以为具有发射绿色光的功能的子像素G，子像素110c可以为具有发射蓝色光的功能的子像素B，子像素110d可以为具有受光功能的子像素PS。
采用图22A所示的像素布局的显示部包括在行方向上子像素R、子像素G、子像素B及子像素PS依次反复配置的第一排列。并且，在列方向上第一排列反复配置。
该显示部包括在列方向上子像素R反复配置的第二排列、在列方向上子像素G反复配置的第三排列、在列方向上子像素B反复配置的第四排列及在列方向上子像素PS反复配置的第五排列。并且，在行方向上第二排列、第三排列、第四排列及第五排列依次反复配置。
采用图22B所示的像素布局的显示装置的显示部包括在行方向上子像素R及子像素G交替反复配置的第一排列及在行方向上子像素B及子像素PS交替反复配置的第二排列。并且，在列方向上第一排列及第二排列依次反复配置。
该显示部包括在列方向上子像素R及子像素B交替反复配置的第三排列及在列方向上子像素G及子像素PS交替反复配置的第四排列。并且，在行方向上第三排列及第四排列交替反复配置。
采用图22C所示的像素布局的显示装置的显示部包括在行方向上子像素R、子像素G及子像素B依次反复配置的第一排列及在行方向上子像素PS反复配置的第二排列。再者，在列方向上第一排列及第二排列交替反复配置。
该显示部包括在列方向上子像素R及子像素PS交替反复配置的第三排列、在列方向上子像素G及子像素PS交替反复配置的第四排列及在列方向上子像素B及子像素PS交替反复配置的第五排列。再者，在行方向上第三排列、第四排列及第五排列依次反复配置。
采用图22D所示的像素布局的显示装置的显示部包括在行方向上子像素R、子像素G及子像素B依次反复配置的第一排列及在行方向上子像素PS、子像素G及子像素B依次反复配置的第二排列。再者，在列方向上第一排列及第二排列交替反复配置。
该显示部包括在列方向上子像素R及子像素PS交替反复配置的第三排列、在列方向上子像素G反复配置的第四排列及在列方向上子像素B反复配置的第五排列。再者，在行方向上第三排列、第四排列及第五排列依次反复配置。
采用图22E所示的像素布局的显示装置的显示部包括在行方向上子像素R、子像素G及子像素B依次反复配置的第一排列及在行方向上子像素PS反复配置的第二排列。再者，在列方向上第一排列及第二排列交替反复配置。
该显示部包括在列方向上子像素R及子像素PS交替反复配置的第三排列、在列方向上子像素G及子像素PS交替反复配置的第四排列及在列方向上子像素B及子像素PS交替反复配置的第五排列。再者，在行方向上第三排列、第四排列及第五排列依次反复配置。
包括发光器件的子像素R、子像素G及子像素B的发光面积既可以彼此相同也可以彼此不同。例如，包括发光器件的子像素的发光面积可以根据发光器件的寿命而决定。寿命短的发光器件的子像素的发光面积优选大于其他子像素的发光面积。
图22D示出子像素G及子像素B的发光面积比子像素R的发光面积大的例子。在发射绿色光的发光器件及发射蓝色光的发光器件的寿命比发射红色光的发光器件的寿命短时可以适当地使用该结构。在发光面积大的子像素G及子像素B中，施加到各子像素所包括的发射绿色光的发光器件及发射蓝色光的发光器件的电流密度变低，因此可以使该发光器件的寿命变长。也就是说，可以得到可靠性高的显示装置。
图23A及图23B示出与图21A至图21I及图22A至图22E不同的像素布局的例子。
图23A示出四个像素而相邻的两个像素110A与像素110B包括不同的子像素的结构。像素110A包括子像素110a、子像素110b及子像素110d这三个子像素，与像素110A相邻的像素110B包括子像素110b、子像素110c及子像素110d。也就是说，在列方向及行方向上包括子像素110a的像素110A及不包括子像素110a的像素110B交替反复配置。同样地，在列方向及行方向上不包括子像素110c的像素110A及包括子像素110c的像素110B交替反复配置。
像素110A构成为两行两列，在左列(第一列)包括两个子像素(子像素110b、110d)，在右列(第二列)包括一个子像素(子像素110a)。换言之，像素110A在上行(第一行)包括两个子像素(子像素110a、110b)，在下行(第二行)包括两个子像素(子像素110a、110d)，并且在上述第一行及第二行包括子像素110a。
像素110B构成为两行两列，在左列(第一列)包括两个子像素(子像素110b、110d)，在右列(第二列)包括一个子像素(子像素110c)。换言之，像素110A在上行(第一行)包括两个子像素(子像素110b、110c)，在下行(第二行)包括两个子像素(子像素110c、110d)，并且在上述第一行及第二行包括子像素110c。
图23A所示的像素采用像素110A与像素110B这两个像素包括子像素110a、子像素110b、子像素110c及子像素110d这四种子像素的结构。像素110A与像素110B这两个像素包括一个子像素110a、两个子像素110b、一个子像素110c及两个子像素110d。通过采用上述结构，可以在伪维持高清晰度的同时增大子像素的面积，而可以降低所需的加工精度。也就是说，在以相同的加工精度进行比较时可以制造更高清晰的显示装置。另外，可以减少单位面积的晶体管数量，因此可以提高生产率。由此，可以以高生产率制造伪高清晰显示装置。
采用图23A所示的像素布局的显示装置的显示部包括在行方向上子像素110b、子像素110a、子像素110b及子像素110c依次反复配置的第一排列ARR1及在行方向上子像素110d、子像素110a、子像素110d及子像素110c依次反复配置的第二排列ARR2。并且，在列方向上第一排列ARR1及第二排列ARR2交替反复配置。
该显示部包括在列方向上子像素110b及子像素110d交替反复配置的第三排列ARR3及在列方向上子像素110a及子像素110c交替反复配置的第四排列ARR4。并且，在行方向上第三排列ARR3及第四排列ARR4交替反复配置。
优选的是，在像素110A中子像素110a比子像素110b及子像素110d的任意个的面积都大，在像素110B中子像素110c比子像素110b及子像素110d的任意个的面积都大。更优选的是，像素110A中的面积最大的子像素(在此为子像素110a)与像素110B中的面积最大的子像素(在此为子像素110c)不同。
注意，在本说明书等中，有时将包括发光器件的子像素的发光面积记载为子像素的面积。同样地，有时将包括受光器件的子像素的受光面积记载为子像素的面积。
在图23A中，以相同的面积示出子像素110a及子像素110c并以相同的面积示出子像素110b及子像素110d，但是本发明的一个方式不局限于此。子像素110a与子像素110c的面积也可以不同。另外，子像素110b与子像素110d的面积也可以不同。图23B示出子像素110b的面积比子像素110d的面积大时的例子。注意，像素110A与像素110B中的子像素110b的面积也可以不同，子像素110d的面积也可以不同。
优选的是，子像素110a、子像素110b及子像素110c各自包括发射不同波长区域的光的发光器件，子像素110d包括受光器件。例如，如图24A及图24B所示，子像素110a可以为具有发射红色光的功能的子像素R，子像素110b可以为具有发射绿色光的功能的子像素G，子像素110c可以为具有发射蓝色光的功能的子像素B，子像素110d可以为具有受光功能的子像素PS。
可以使用红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)这三个颜色的发光器件中的两个颜色的发光器件构成一个像素。受光器件可以设置在任何像素中。图24A及图24B示出如下结构：像素110A包括具有发射红色光的功能的子像素R、具有发射绿色光的功能的子像素G及具有受光功能的子像素PS，像素110B包括具有发射蓝色光的功能的子像素B、具有发射绿色光的功能的子像素G及具有受光功能的子像素PS。
采用图24A及图24B所示的像素布局的显示装置的显示部包括在行方向上子像素G、子像素R、子像素G及子像素B依次反复配置的第一排列ARR1及在行方向上子像素PS、子像素R、子像素PS及子像素B依次反复配置的第二排列ARR2。并且，在列方向上第一排列ARR1及第二排列ARR2交替反复配置。
该显示部包括在列方向上子像素G及子像素PS交替反复配置的第三排列ARR3及在列方向上子像素R及子像素B交替反复配置的第四排列ARR4。并且，在行方向上第三排列ARR3及第四排列ARR4交替反复配置。
注意，图24A及图24B示出像素110A和像素110B都设置包括受光器件的子像素PS的例子，但是本发明的一个方式不局限于此。在受光功能不被要求高精度的情况下，也可以设置不包括子像素PS的像素。也就是说，也可以设置包括子像素PS的像素及不包括子像素PS的像素。
优选的是，如图24A及图24B所示，具有发射绿色光的功能的子像素G的面积比具有发射红色光的功能的子像素R及具有发射蓝色光的功能的子像素B的任意个的面积小。与红色及蓝色相比，人对绿色的视感度更高，因此通过使子像素G的面积比子像素R及子像素B的面积小，可以得到红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)的平衡良好且可见度高的显示装置。
图24A及图24B示出子像素G的面积比子像素R及子像素B的面积小的结构，但是本发明的一个方式不局限于此。例如，也可以是子像素R的面积比子像素G及子像素B的面积小。注意，如上所述，也可以根据各颜色的发光器件的寿命决定包括发光器件的子像素的面积。
图25A及图25B示出图23A的变形例子。
采用图25A所示的像素布局的显示装置的显示部包括在行方向上子像素110b、子像素110a、子像素110b及子像素110c依次反复配置的第一排列ARR1及在行方向上子像素110d、子像素110a、子像素110d及子像素110c依次反复配置的第二排列ARR2。并且，在列方向上第一排列ARR1及第二排列ARR2交替反复配置。
该显示部包括在列方向上子像素110b、子像素110d及子像素110a依次反复配置的第三排列ARR3及在列方向上子像素110b、子像素110d及子像素110c依次反复配置的第四排列ARR4。并且，在行方向上第三排列ARR3、第三排列ARR3、第四排列ARR4及第四排列ARR4依次反复配置。
采用图25B所示的像素布局的显示装置的显示部包括在行方向上子像素110b、子像素110a、子像素110d及子像素110a依次反复配置的第一排列ARR1、在行方向上子像素110d、子像素110a、子像素110b及子像素110c依次反复配置的第二排列ARR2、在行方向上子像素110b、子像素110c、子像素110d及子像素110c依次反复配置的第三排列ARR3及在行方向上子像素110d、子像素110c、子像素110b及子像素110a依次反复配置的第四排列ARR4。并且，在列方向上第一排列ARR1、第二排列ARR2、第三排列ARR3及第四排列ARR4依次反复配置。
该显示部包括在列方向上子像素110b及子像素110d交替反复配置的第五排列ARR5及在列方向上子像素110a及子像素110c交替反复配置的第六排列ARR6。并且，在行方向上第五排列ARR5及第六排列ARR6交替反复配置。
图26A及图26B示出将具有发射红色光的功能的子像素R、具有发射绿色光的功能的子像素G、具有发射蓝色光的功能的子像素B及具有受光功能的子像素PS分别用于图25A及图25B所示的子像素110a、子像素110b、子像素110c及子像素110d的结构例子。
采用图26A所示的像素布局的显示装置的显示部包括在行方向上子像素G、子像素R、子像素G及子像素B依次反复配置的第一排列ARR1及在行方向上子像素PS、子像素R、子像素PS及子像素B依次反复配置的第二排列ARR2。并且，在列方向上第一排列ARR1及第二排列ARR2交替反复配置。
该显示部包括在列方向上子像素G、子像素PS及子像素R依次反复配置的第三排列ARR3及在列方向上子像素G、子像素PS及子像素B依次反复配置的第四排列ARR4。并且，在行方向上第三排列ARR3、第三排列ARR3、第四排列ARR4及第四排列ARR4依次反复配置。
采用图26B所示的像素布局的显示装置的显示部包括在行方向上子像素G、子像素R、子像素PS及子像素R依次反复配置的第一排列ARR1、在行方向上子像素PS、子像素R、子像素G及子像素B依次反复配置的第二排列ARR2、在行方向上子像素G、子像素B、子像素PS及子像素B依次反复配置的第三排列ARR3及在行方向上子像素PS、子像素B、子像素G及子像素R依次反复配置的第四排列ARR4。并且，在列方向上第一排列ARR1、第二排列ARR2、第三排列ARR3及第四排列ARR4依次反复配置。
该显示部包括在列方向上子像素G及子像素PS交替反复配置的第五排列ARR5及在列方向上子像素R及子像素B交替反复配置的第六排列ARR6。并且，在行方向上第五排列ARR5及第六排列ARR6交替反复配置。
图27A示出图26A的变形例子。图27A所示的结构与图26A所示的结构的主要不同之处在于子像素的顶面形状不同。
采用图27A所示的像素布局的显示装置的显示部包括在行方向上子像素110b、子像素110a、子像素110b及子像素110c依次反复配置的第一排列ARR1及在行方向上子像素110d、子像素110a、子像素110d及子像素110c依次反复配置的第二排列ARR2。并且，在列方向上第一排列ARR1及第二排列ARR2交替反复配置。再者，该显示部也可以包括在行方向上子像素110a及子像素110c交替反复配置的第三排列ARR3。
该显示部包括在列方向上子像素110b及子像素110d交替反复配置的第四排列ARR4及在列方向上子像素110a及子像素110c交替反复配置的第五排列ARR5。并且，在行方向上第四排列ARR4及第五排列ARR5交替反复配置。再者，该显示部也可以包括在列方向上子像素110b、子像素110a、子像素110d、子像素110b、子像素110c及子像素110d依次反复配置的第六排列ARR6。
注意，图27A示出子像素110a及子像素110c的顶面形状为角部呈圆形的四角形且子像素110b及子像素110d的顶面形状为角部呈圆形的三角形，但是对子像素的顶面形状没有特别限制。例如，子像素110b及子像素110d的顶面形状既可以为角部呈圆形的四角形，也可以为圆形。此外，子像素的顶面形状也可以不同。
图27B示出将具有发射红色光的功能的子像素R、具有发射绿色光的功能的子像素G、具有发射蓝色光的功能的子像素B及具有受光功能的子像素PS分别用于图27A所示的子像素110a、子像素110b、子像素110c及子像素110d的结构例子。
采用图27B所示的像素布局的显示装置的显示部包括在行方向上子像素G、子像素R、子像素G及子像素B依次反复配置的第一排列ARR1及在行方向上子像素PS、子像素R、子像素PS及子像素B依次反复配置的第二排列ARR2。该显示部也可以包括在行方向上子像素R及子像素B交替反复配置的第三排列ARR3。
该显示部包括在列方向上子像素G、子像素R、子像素PS、子像素G、子像素B及子像素PS依次反复配置的第四排列ARR4。该显示部也可以包括在列方向上子像素R及子像素B交替反复配置的第五排列ARR5，也可以包括在列方向上子像素G及子像素PS交替反复配置的第六排列ARR6。
<显示装置的结构例子2>
图28A及图28B示出与上述显示装置100不同的结构例子。
图28A是显示装置100A的俯视图。图28B示出沿着图28A中的点划线X3-X4间的截面图。显示装置100A是采用图21I所示的像素110的排列的例子。
<显示装置的制造方法例子>
接着，参照图29至图38说明显示装置的制造方法例子。图29A至图29F是示出图20A及图20B所示的显示装置100的制造方法的俯视图。图30A至图30C并排示出沿着图20A中的点划线X1-X2间的截面图及沿着Y1-Y2间的截面图。图31至图36及图37A也与图30同样。图37B至图37D示出沿着图20A中的点划线X1-X2间的截面图。图37E示出沿着图20A中的点划线Y1-Y2间的截面图。图38A至图38F是示出绝缘层127及其附近的截面结构的放大图。
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、化学气相沉积(CVD)法、真空蒸镀法、脉冲激光沉积(PLD)法、ALD法等形成。CVD法有等离子体增强化学气相沉积(PECVD：Plasma Enhanced 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。
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)。
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，不需要光掩模。
在薄膜的蚀刻中，可以利用干蚀刻法、湿蚀刻法及喷砂法等。
首先，如图30A所示，在具有晶体管的层101上形成导电膜111。
然后，在导电膜111上形成第一层113A，在第一层113A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。
如图30A所示，在沿着Y1-Y2的截面图中第一层113A的连接部140一侧的端部位于第一牺牲层118A的端部的内侧。例如，通过使用用来规定沉积范围的掩模(为了与高精细金属掩模区别，也称为范围掩模或粗金属掩模等)，可以使沉积第一层113A的区域与沉积第一牺牲层118A及第二牺牲层119A的区域不同。在本发明的一个方式中，使用抗蚀剂掩模形成发光器件，如上所述通过与范围掩模组合，可以以较简单的工序制造发光器件。
导电膜111为将后面被加工来成为像素电极111a、111b、111c及导电层123的层。因此，导电膜111可以采用能够用于上述像素电极的结构。导电膜111例如可以利用溅射法或真空蒸镀法形成。
第一层113A为将后面成为EL层113a的层。因此，可以采用上述能够用于EL层113a的结构。第一层113A可以利用蒸镀法(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。第一层113A优选利用蒸镀法形成。在利用蒸镀法的沉积中也可以使用预混材料。注意，在本说明书等中，预混材料是指预先配制或混合多个材料的复合材料。
第一牺牲层118A及第二牺牲层119A使用对于第一层113A以及在后面工序中形成的第二层113B及第三层113C等的加工条件具有高耐性的膜，具体而言，使用与各种EL层的蚀刻选择比高的膜。
第一牺牲层118A及第二牺牲层119A例如可以利用溅射法、ALD法(包括热ALD法、PEALD法)、CVD法或真空蒸镀法形成。注意，以与EL层上接触的方式形成的第一牺牲层118A与第二牺牲层119A相比优选利用EL层受到的损伤少的形成方法形成。例如，优选与溅射法相比利用ALD法或真空蒸镀法形成第一牺牲层118A。此外，第一牺牲层118A及第二牺牲层119A在低于EL层的耐热温度的温度(典型的是200℃以下，优选为100℃以下，更优选为80℃以下)下形成。
作为第一牺牲层118A及第二牺牲层119A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，可以减轻在第一牺牲层118A及第二牺牲层119A的加工中第一层113A受到的损伤。
第一牺牲层118A优选使用与第二牺牲层119A的蚀刻选择比高的膜。
在本实施方式的显示装置的制造方法的各种牺牲层的加工工序中，优选的是，构成EL层的各层(空穴注入层、空穴传输层、发光层及电子传输层等)不容易被加工，在构成EL层的各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EL层的加工方法。
注意，虽然在本实施方式中示出由第一牺牲层及第二牺牲层的两层结构形成牺牲层的例子，但是牺牲层也可以具有单层结构或三层以上的叠层结构。
作为第一牺牲层118A及第二牺牲层119A，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。
作为第一牺牲层118A及第二牺牲层119A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。通过作为第一牺牲层118A和第二牺牲层119A中的一个或两个使用能够遮蔽紫外光的金属材料，可以抑制紫外光照射到EL层，且可以抑制EL层的劣化，因此是优选的。
可以将In-Ga-Zn氧化物等金属氧化物用于第一牺牲层118A及第二牺牲层119A。作为第一牺牲层118A及第二牺牲层119A，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。尤其是，M优选为镓、铝和钇中的一种或多种。
作为第一牺牲层118A及第二牺牲层119A，可以使用能够用于保护层131、132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第一牺牲层118A及第二牺牲层119A。作为第一牺牲层118A或第二牺牲层119A，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，作为第一牺牲层118A，可以使用利用ALD法形成的无机绝缘膜(例如，氧化铝膜)，作为第二牺牲层119A，可以使用利用溅射法形成的In-Ga-Zn氧化物膜。或者，作为第二牺牲层119A，也可以使用铝膜或钨膜。
作为第一牺牲层118A及第二牺牲层119A，也可以使用至少能够溶解于对位于第一层113A的最上部的膜化学上稳定的溶剂的材料。尤其是，作为第一牺牲层118A或第二牺牲层119A可以适当地使用溶解于水或醇的材料。当沉积这种材料时，优选的是，在将材料溶解于水或醇等溶剂的状态下通过上述湿式的沉积方法涂布该材料，然后进行用来使溶剂蒸发的加热处理。此时，通过在减压气氛下进行加热处理，由于可以在短时间内以低温去除溶剂，所以可以减少对EL层带来的热损伤，因此是优选的。
第一牺牲层118A及第二牺牲层119A也可以利用旋涂法、浸渍法、喷涂法、喷墨法、分配器法、丝网印刷法、胶版印刷法、刮刀法、狭缝式涂布法、辊涂法、帘式涂布法、刮刀式涂布法等湿式沉积方法形成。
第一牺牲层118A及第二牺牲层119A也可以使用聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚甘油、普鲁兰多糖、水溶性纤维素或可溶解于醇的聚酰胺树脂等的有机材料。
接着，如图30B所示，在第二牺牲层119A上形成抗蚀剂掩模190a。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。
抗蚀剂掩模也可以使用正型抗蚀剂材料或负型抗蚀剂材料制造。
如图29A所示，抗蚀剂掩模190a设置在与后面成为子像素110a的区域重叠的位置上。作为抗蚀剂掩模190a，优选对一个子像素110a设置一个岛状图案。或者，作为抗蚀剂掩模190a，也可以对于排列在一列(在图29A中排列在Y方向上)的多个子像素110a形成一个带状图案。
注意，抗蚀剂掩模190a优选也设置在与后面成为连接部140的区域重叠的位置上(参照图29A及图30B)。由此，可以抑制导电膜111中的后面成为导电层123的区域在显示装置的制造工序中受到的损伤。
接着，如图30C所示，使用抗蚀剂掩模190a去除第二牺牲层119A的一部分来形成第二牺牲层119a。第二牺牲层119a残留在后面成为子像素110a的区域以及后面成为连接部140的区域中。
在蚀刻第二牺牲层119A时，优选采用选择比高的蚀刻条件以便防止第一牺牲层118A因该蚀刻而被去除。此外，由于在第二牺牲层119A的加工中EL层不露出，所以与第一牺牲层118A的加工相比加工方法的选择范围广。具体而言，在加工第二牺牲层119A时，即使作为蚀刻气体使用含氧气体也可以进一步抑制EL层的劣化。
然后，去除抗蚀剂掩模190a。例如，可以利用使用氧等离子体的灰化等去除抗蚀剂掩模190a。或者，也可以利用湿蚀刻去除抗蚀剂掩模190a。此时，由于第一牺牲层118A位于最表面且第一层113A没有露出，所以可以抑制在抗蚀剂掩模190a的去除工序中第一层113A受到损伤。此外，可以扩大抗蚀剂掩模190a的去除方法的选择范围。
接着，如图31A所示，将第二牺牲层119a用作硬掩模去除第一牺牲层118A的一部分，由此形成第一牺牲层118a。
第一牺牲层118A及第二牺牲层119A分别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，可以降低在加工第一牺牲层118A及第二牺牲层119A时第一层113A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、硝酸或利用它们的混合液体的药液等。
在利用干蚀刻法的情况下，通过作为蚀刻气体不使用含氧气体可以抑制第一层113A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。
例如，在作为第一牺牲层118A使用利用ALD法形成的氧化铝膜时，可以通过利用CHF3及He并利用干蚀刻法，来加工第一牺牲层118A。此外，在作为第二牺牲层119A使用利用溅射法形成的In-Ga-Zn氧化物膜时，可以通过利用利用稀磷酸并利用湿蚀刻法，来加工第二牺牲层119A。
接着，如图31B所示，将第二牺牲层119a、第一牺牲层118a用作硬掩模去除第一层113A的一部分，由此形成EL层113a。
由此，如图31B所示，在相当于子像素110a的区域中，在导电膜111上残留EL层113a、第一牺牲层118a及第二牺牲层119a的叠层结构。此外，在相当于连接部140的区域中，在导电膜111上残留第一牺牲层118a及第二牺牲层119a的叠层结构。
通过上述工序，可以去除第一层113A、第一牺牲层118A及第二牺牲层119A的不与抗蚀剂掩模190a重叠的区域。
注意，也可以使用抗蚀剂掩模190a去除第一层113A的一部分。然后，也可以去除抗蚀剂掩模190a。
或者，也可以进入下一个工序而不去除抗蚀剂掩模190a。此时，当在后面的工序中加工导电膜111时，不仅使用牺牲层，而且可以使用抗蚀剂掩模作为掩模。通过使用抗蚀剂掩模190a、190b、190c加工导电膜111，与只将牺牲层用作硬掩模的情况相比，有时容易加工导电膜111。例如，可以扩大导电膜111的加工条件、牺牲层的材料或导电膜的材料等的选择范围。
第一层113A的加工优选利用各向异性蚀刻进行。尤其优选的是利用各向异性干蚀刻。或者，也可以利用湿蚀刻。
在利用干蚀刻法时，通过作为蚀刻气体不使用含氧气体，可以抑制第一层113A的劣化。
另外，作为蚀刻气体也可以使用含氧气体。在蚀刻气体含有氧时，可以提高蚀刻速率。因此，可以在保持充分的蚀刻速率的状态下以低功率条件进行蚀刻。因此，可以抑制给第一层113A带来的损伤。并且，可以抑制蚀刻时产生的反应生成物的附着等不良。
在利用干蚀刻法时，例如优选将含有H2、CF4、C4F8、SF6、CHF3、Cl2、H2O、BCl3或He、Ar等贵气体中的一种以上的气体用作蚀刻气体。或者，优选将这些气体的一种以上及含氧气体用作蚀刻气体。或者，也可以将氧气体用作蚀刻气体。具体而言，例如，可以将含H2及Ar的气体或含CF4及He的气体用作蚀刻气体。此外，例如，可以将含CF4、He及氧的气体用作蚀刻气体。
接着，如图31C所示，在第二牺牲层119a及导电膜111上形成第二层113B，在第二层113B上形成第一牺牲层118B，在第一牺牲层118B上形成第二牺牲层119B。
如图31C所示，在沿着Y1-Y2的截面图中第二层113B的连接部140一侧的端部位于第一牺牲层118B的端部的内侧。
第二层113B是后面成为EL层113b的层。EL层113b发射与EL层113a不同波长区域的光。能够用于EL层113b的结构及材料等与EL层113a同样。第二层113B可以利用与第一层113A同样的方法沉积。
第一牺牲层118B可以使用能够用于第一牺牲层118A的材料形成。第二牺牲层119B可以使用能够用于第二牺牲层119A的材料形成。
接着，如图31C所示，在第二牺牲层119B上形成抗蚀剂掩模190b。
如图29B所示，抗蚀剂掩模190b设置在与后面成为子像素110b的区域重叠的位置上。作为抗蚀剂掩模190b，优选对于一个子像素110b设置一个岛状图案。或者，作为抗蚀剂掩模190b，也可以对于排列在一列上的多个子像素110b形成一个带状图案。
抗蚀剂掩模190b也可以还设置在与后面成为连接部140的区域重叠的位置上。
接着，使用抗蚀剂掩模190b去除第二牺牲层119B的一部分来形成第二牺牲层119b。第二牺牲层119b残留在后面成为子像素110b的区域中。
然后，去除抗蚀剂掩模190b。并且，将第二牺牲层119b用作硬掩模去除第一牺牲层118B的一部分，由此形成第一牺牲层118b。
并且，如图32A所示，将第二牺牲层119b、第一牺牲层118b用作硬掩模去除第二层113B的一部分，由此形成EL层113b。
由此，如图32A所示，在相当于子像素110b的区域中，在导电膜111上残留EL层113b、第一牺牲层118b及第二牺牲层119b的叠层结构。此外，在相当于连接部140的区域中，在导电膜111上残留第一牺牲层118a及第二牺牲层119a的叠层结构。
通过上述工序，可以去除第二层113B、第一牺牲层118B以及第二牺牲层119B的不与抗蚀剂掩模190b重叠的区域。在这些层的加工中可以使用可用于第一层113A、第一牺牲层118A以及第二牺牲层119A的加工的方法。
接着，如图32B所示，在第二牺牲层119a、第二牺牲层119b及导电膜111上形成第三层113C，在第三层113C上形成第一牺牲层118C，在第一牺牲层118C上形成第二牺牲层119C。
如图32B所示，在沿着Y1-Y2的截面图中第三层113C的连接部140一侧的端部位于第一牺牲层118C的端部的内侧。
第三层113C是后面成为EL层113c的层。EL层113c发射与EL层113a及EL层113b不同波长区域的光。能够用于EL层113c的结构及材料等与EL层113a同样。第三层113C可以利用与第一层113A同样的方法沉积。
第一牺牲层118C可以使用能够用于第一牺牲层118A的材料形成。第二牺牲层119C可以使用能够用于第二牺牲层119A的材料形成。
接着，如图32B所示，在第二牺牲层119C上形成抗蚀剂掩模190c。
如图29C所示，抗蚀剂掩模190c设置在与后面成为子像素110c的区域重叠的位置上。作为抗蚀剂掩模190c，优选对于一个子像素110c设置一个岛状图案。或者，作为抗蚀剂掩模190c，也可以对于排列在一列上的多个子像素110c形成一个带状图案。
抗蚀剂掩模190c也可以还设置在与后面成为连接部140的区域重叠的位置上。
接着，使用抗蚀剂掩模190c去除第二牺牲层119C的一部分来形成第二牺牲层119c。第二牺牲层119c残留在后面成为子像素110c的区域中。
然后，去除抗蚀剂掩模190c。并且，将第二牺牲层119c用作硬掩模去除第一牺牲层118C的一部分，由此形成第一牺牲层118c。
并且，如图32C所示，将第二牺牲层119c、第一牺牲层118c用作硬掩模去除第三层113C的一部分，由此形成EL层113c。
由此，如图32C所示，在相当于子像素110c的区域中，在导电膜111上残留EL层113c、第一牺牲层118c及第二牺牲层119c的叠层结构。此外，在相当于连接部140的区域中，在导电膜111上残留第一牺牲层118a及第二牺牲层119a的叠层结构。
通过上述工序，可以去除第三层113C、第一牺牲层118C以及第二牺牲层119C的不与抗蚀剂掩模190c重叠的区域。在这些层的加工中可以使用可用于第一层113A、第一牺牲层118A以及第二牺牲层119A的加工的方法。
接着，如图33A所示，在第二牺牲层119a、第二牺牲层119b、第二牺牲层119c及导电膜111上形成第四层113D，在第四层113D上形成第一牺牲层118D，在第一牺牲层118D上形成第二牺牲层119D。
如图33A所示，在沿着Y1-Y2的截面图中第四层113D的连接部140一侧的端部位于第一牺牲层118D的端部的内侧。
第四层113D是后面成为受光层113d的层。受光层113d包括活性层。第四层113D可以利用与第一层113A同样的方法沉积。
第一牺牲层118D可以使用能够用于第一牺牲层118A的材料形成。第二牺牲层119D可以使用能够用于第二牺牲层119A的材料形成。
接着，如图33A所示，在第二牺牲层119D上形成抗蚀剂掩模190d。
如图29D所示，抗蚀剂掩模190d设置在与后面成为子像素110d的区域重叠的位置上。作为抗蚀剂掩模190d，优选对于一个子像素110d设置一个岛状图案。或者，作为抗蚀剂掩模190d，也可以对于排列在一列上的多个子像素110d形成一个带状图案。
抗蚀剂掩模190d也可以还设置在与后面成为连接部140的区域重叠的位置上。
接着，使用抗蚀剂掩模190d去除第二牺牲层119D的一部分来形成第二牺牲层119d。第二牺牲层119d残留在后面成为子像素110d的区域中。
然后，去除抗蚀剂掩模190d。并且，将第二牺牲层119d用作硬掩模去除第一牺牲层118D的一部分，由此形成第一牺牲层118d。
并且，如图33B所示，将第二牺牲层119d、第一牺牲层118d用作硬掩模去除第四层113D的一部分，由此形成受光层113d。
由此，如图33B所示，在相当于子像素110d的区域中，在导电膜111上残留受光层113d、第一牺牲层118d及第二牺牲层119d的叠层结构。此外，在相当于连接部140的区域中，在导电膜111上残留第一牺牲层118a及第二牺牲层119a的叠层结构。
通过上述工序，可以去除第四层113D、第一牺牲层118D以及第二牺牲层119D的不与抗蚀剂掩模190d重叠的区域。在这些层的加工中可以使用可用于第一层113A、第一牺牲层118A以及第二牺牲层119A的加工的方法。
注意，EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d的侧面优选分别垂直于或大致垂直于被形成面。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。
接着，如图34A所示，将第一牺牲层118a、第一牺牲层118b、第一牺牲层118c、第一牺牲层118d、第二牺牲层119a、第二牺牲层119b、第二牺牲层119c及第二牺牲层119d用作硬掩模加工导电膜111，由此形成像素电极111a、像素电极111b、像素电极111c、像素电极111d及导电层123。
在加工导电膜111时，有时具有晶体管的层101的一部分(具体而言，位于最表面的绝缘层)被加工，形成凹部。以后以在具有晶体管的层101中设置凹部的情况为例进行说明，但是也可以不设置凹部。
这里，为了形成导电层123，优选在连接部140中设置第一牺牲层118a、第一牺牲层118b、第一牺牲层118c及第一牺牲层118d中的任一个和第二牺牲层119a、第二牺牲层119b、第二牺牲层119c及第二牺牲层119d中的任一个。可以在连接部140中设置第一牺牲层118a、第一牺牲层118b、第一牺牲层118c及第一牺牲层118d中的任两个或全部和第二牺牲层119a、第二牺牲层119b、第二牺牲层119c及第二牺牲层119d中的任两个或全部。通过在连接部140中设置牺牲层，可以抑制导电膜111中的将成为导电层123的区域在显示装置的制造工序中受到损伤。因此，优选在连接部140中形成制造工序最早的第一牺牲层118a及第二牺牲层119a。
导电膜111的加工可以利用湿蚀刻法或干蚀刻法。优选对导电膜111的加工利用各向异性蚀刻进行。
接着，如图34B所示，以覆盖像素电极111a、像素电极111b、像素电极111c、像素电极111d、EL层113a、EL层113b、EL层113c、受光层113d、第一牺牲层118a、第一牺牲层118b、第一牺牲层118c、第一牺牲层118d、第二牺牲层119a、第二牺牲层119b、第二牺牲层119c及第二牺牲层119d的方式形成绝缘膜125A。
绝缘膜125A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、氧化镁膜、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。此外，也可以使用铟镓锌氧化物膜等金属氧化物膜。
此外，绝缘膜125A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，绝缘膜125A优选具有抑制水和氧中的至少一个的扩散的功能。或者，绝缘膜125A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，阻挡性是指俘获或固定所对应的物质(也称为吸杂)的功能。
绝缘膜125A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器件的杂质(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。
接着，如图34C所示，在绝缘膜125A上形成绝缘膜127A。
如图29E所示，绝缘膜127A优选以在重叠于导电层123(连接部140)的位置上具有开口的方式形成。例如，绝缘膜127A的图案通过涂敷感光树脂且进行曝光及显影来形成。
此外，如图37A所示，绝缘膜127A也可以以在重叠于像素电极111a、像素电极111b、像素电极111c及像素电极111d重叠的位置上还具有开口的方式形成。
绝缘膜127A可以使用有机材料。作为有机材料，例如可以举出丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、硅酮树脂、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。此外，作为绝缘膜127A也可以使用聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚甘油、普鲁兰多糖、水溶性纤维素或可溶解于醇的聚酰胺树脂等的有机材料。此外，绝缘膜127A可以使用感光树脂。感光树脂也可以使用光致抗蚀剂。感光树脂可以使用正型材料或负型材料。
对绝缘膜127A的形成方法没有特别的限制，例如可以适当地利用旋涂法、浸渍法、喷涂法、喷墨法、分配器法、丝网印刷法、胶版印刷法、刮刀法、狭缝式涂布法、辊涂法、帘式涂布法、刮刀式涂布法等湿式沉积方法形成。尤其是，优选利用旋涂法形成绝缘膜127A。
绝缘膜125A及绝缘膜127A优选利用EL层受到的损伤少的形成方法沉积。尤其是，由于绝缘膜125A以与EL层的侧面接触的方式形成，优选利用EL层受到的损伤比绝缘膜127A的形成方法低的形成方法沉积。此外，绝缘膜125A及绝缘膜127A分别在低于EL层的耐热温度的温度(典型的是，200℃以下，优选为100℃以下，更优选为80℃以下)下形成。例如，作为绝缘膜125A可以利用ALD法形成氧化铝膜。通过利用ALD法，可以减少沉积损伤，且可以沉积覆盖性高的膜，所以是优选的。
接着，如图35A所示，通过加工绝缘膜125A及绝缘膜127A，形成绝缘层125及绝缘层127。绝缘层127以与绝缘层125的侧面及凹部顶面接触的方式形成。绝缘层125(甚至绝缘层127)以覆盖像素电极111a、像素电极111b、像素电极111c及像素电极111d的侧面的方式设置。由此，可以抑制将后面形成的膜(构成EL层的膜、构成受光层的膜或公共电极)与像素电极111a、像素电极111b、像素电极111c及像素电极111d接触而发光器件短路。并且，绝缘层125及绝缘层127优选以覆盖EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d的侧面的方式设置。由此，可以抑制将后面形成的膜与这些层的侧面接触，而可以抑制发光器件短路。此外，在后面工序中，可以抑制EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d受到的损伤。
尤其是，通过在具有晶体管的层101的一部分(具体而言，位于最表面的绝缘层)设置凹部，可以由绝缘层125及绝缘层127覆盖像素电极111a、像素电极111b、像素电极111c及像素电极111d的侧面整体，因此是优选的。
绝缘膜125A优选利用干蚀刻法加工。绝缘膜125A的加工优选利用各向异性蚀刻进行。可以使用能够在加工第一牺牲层118A及第二牺牲层119A时使用的蚀刻气体加工绝缘膜125A。
绝缘膜127A例如优选利用使用氧等离子体的灰化进行加工。
接着，如图35B所示，去除第一牺牲层118a、第一牺牲层118b、第一牺牲层118c、第一牺牲层118d、第二牺牲层119a、第二牺牲层119b、第二牺牲层119c及第二牺牲层119d。由此，在像素电极111a上EL层113a露出，在像素电极111b上EL层113b露出，在像素电极111c上EL层113c露出，在像素电极111d上受光层113d，在连接部140导电层123露出。此外，也可以残留第一牺牲层118a、第一牺牲层118b、第一牺牲层118c、第一牺牲层118d、第二牺牲层119a、第二牺牲层119b、第二牺牲层119c或第二牺牲层119d的一部分。例如，在连接部140等中，有时残留牺牲层中的与绝缘层125重叠的区域(参照图35B)。
绝缘层125的顶面及绝缘层127的顶面的高度优选分别与EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d中的至少一个的顶面的高度一致或大致一致。此外，绝缘层127的顶面优选具有平坦形状，也可以具有凸部或凹部。
在牺牲层的去除工序中，可以使用与牺牲层的加工工序同样的方法。尤其是，通过利用湿蚀刻法，与利用干蚀刻法的情况相比，可以减轻在去除第一牺牲层及第二牺牲层时EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d受到的损伤。
第一牺牲层及第二牺牲层既可以在不同工序中被去除，也可以在同一工序中被去除。
另外，第一牺牲层和第二牺牲层中的任一个或两个也可以通过溶解于水或醇等溶剂来去除。作为醇，可以举出乙基醇、甲基醇、异丙基醇(IPA)或甘油等。
在去除第一牺牲层及第二牺牲层之后，为了去除包括在EL层中的水及吸附于EL层表面的水，也可以进行干燥处理。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，可以在更低温下进行干燥，所以是优选的。
接着，如图35C所示，以覆盖绝缘层125、127、EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d的方式形成层114。如图35C所示，在沿着Y1-Y2的截面图中，层114的连接部140一侧的端部位于连接部140的内侧，导电层123仍然露出。注意，根据层114的导电性的大小，连接部140中也可以设置有层114。
能够用于层114的材料为如上所述那样的材料。层114可以利用蒸镀法(包括真空蒸镀法)、转印法、印刷法、喷墨法、涂敷法等形成。此外，层114也可以使用预混材料形成。
这里，在不设置绝缘层125及绝缘层127时，有可能导致像素电极111a、像素电极111b、像素电极111c及像素电极111d中的任一个与层114接触。因这些层接触在层114的导电性高的情况等下有可能导致发光器件或受光器件的短路。但是，在本发明的一个方式的显示装置中，由于绝缘层125及绝缘层127覆盖EL层113a、EL层113b、EL层113c、受光层113d、像素电极111a、像素电极111b、像素电极111c及像素电极111d的侧面，所以可以抑制导电性高的层114与这些层接触，由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。
如图35C所示，在层114及导电层123上形成公共电极115。
能够用作公共电极115的材料为如上所述那样的材料。公共电极115例如可以利用溅射法或真空蒸镀法形成。或者，也可以层叠利用蒸镀法形成的膜及利用溅射法形成的膜。
然后，在公共电极115上形成保护层131，在保护层131上形成保护层132。再者，通过使用树脂层122在保护层132上贴合衬底120，可以制造图20B所示的显示装置100。
能够用于保护层131、132的材料及沉积方法为如上所述。作为保护层131、132的沉积方法可以举出真空蒸镀法、溅射法、CVD法以及ALD法等。保护层131和保护层132也可以是利用彼此不同的沉积方法形成的膜。另外，保护层131、132既可以具有单层结构，又可以具有叠层结构。
注意，在沉积公共电极115时，也可以使用用来规定沉积范围的掩模(也称为范围掩模、粗金属掩模等)。或者，也可以在沉积公共电极115时不使用该掩模，在图35C所示的工序之后进行图36A及图36B所示的公共电极115的加工工序，然后进入保护层131的形成工序。
如图36A及图29F所示，在公共电极115上形成抗蚀剂掩模190e。在图36A的Y2一侧的端部存在不设置抗蚀剂掩模190e的部分。如图29F所示，抗蚀剂掩模190e设置在与各子像素及连接部140重叠的区域。也就是说，不设置抗蚀剂掩模190e的区域位于连接部140的外侧。
接着，如图36B所示，使用抗蚀剂掩模190e去除公共电极115的一部分。通过上述步骤，可以加工公共电极115。
注意，当使用抗蚀剂掩模190e时，进行抗蚀剂掩模190a、抗蚀剂掩模190b、抗蚀剂掩模190c、抗蚀剂掩模190d、抗蚀剂掩模190e及绝缘膜127A的加工工序，因此在上述一系列的制造工序中使用六个光掩模。当不使用抗蚀剂掩模190e时，进行抗蚀剂掩模190a、抗蚀剂掩模190b、抗蚀剂掩模190c、抗蚀剂掩模190d及绝缘膜127A的加工工序，因此在上述一系列的制造工序中使用五个光掩模，另一方面，在沉积公共电极115时，使用用来规定沉积范围的掩模。在本发明的一个方式的显示装置的制造方法中，不需要使用：用来形成岛状的EL层的高精细图案的金属掩模；用来将像素电极形成为岛状的掩模；以及用来形成覆盖像素电极的端部的绝缘层的掩模。因此，可以减少掩模个数及成本。
此外，如图37B所示，也可以不设置层114而以覆盖绝缘层125、127、EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d的方式形成公共电极115。也就是说，在发射彼此不同颜色的光的发光器件中，也可以分别形成构成EL层的所有层。此时，各发光器件的EL层都形成为岛状。
这里，在像素电极111a、像素电极111b、像素电极111c及像素电极111d中的任一个与公共电极115接触时，有可能导致发光器件的短路。但是，在本发明的一个方式的显示装置中，由于绝缘层125、127覆盖EL层113a、EL层113b、EL层113c、受光层113d、像素电极111a、像素电极111b、像素电极111c及像素电极111d的侧面，所以可以抑制公共电极115与这些层接触，由此可以抑制发光器件或受光器件的短路。由此，可以提高发光器件及受光器件的可靠性。
如图37C所示，在加工导电膜111时，在不加工具有晶体管的层101的一部分(具体而言，位于最表面的绝缘层)的情况下，有时在具有晶体管的层101中不设置凹部。
如图37D所示，也可以不设置绝缘层125。此时，绝缘层127优选使用给EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d带来的损伤少的有机材料。例如，作为绝缘层127优选使用聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚甘油、普鲁兰多糖、水溶性纤维素或可溶解于醇的聚酰胺树脂等的有机材料。
此外，当在连接部140中设置层114时，如图37E所示，导电层123和公共电极115通过层114电连接。
图38A至图38F示出包括绝缘层127及其周边的区域139的截面结构。
图38A示出EL层113a及EL层113b的厚度彼此不同的例子。绝缘层125的顶面的高度在EL层113a一侧与EL层113a的顶面的高度一致或大致一致，在EL层113b一侧与EL层113b的顶面的高度一致或大致一致。绝缘层127的顶面具有EL层113a一侧高且EL层113b一侧低的平缓的倾斜。如此，绝缘层125及绝缘层127的高度优选与相邻的EL层的顶面的高度一致。或者，顶面也可以具有平坦部而其高度与相邻的EL层中的任意个的顶面的高度一致。
在图38B中，绝缘层127的顶面包括比EL层113a的顶面及EL层113b的顶面高的区域。此外，绝缘层127的顶面具有向中心凸状的平缓的膨胀的形状。
在图38C中，绝缘层127包括比EL层113a的顶面及EL层113b的顶面高的区域。此外，在区域139中，显示装置100包括第一牺牲层118a和第二牺牲层119a中的至少一个，绝缘层127包括比EL层113a的顶面及EL层113b的顶面高且位于绝缘层125的外侧的第一区域，第一区域位于第一牺牲层118a及第二牺牲层119a中的至少一个上。或者，在区域139中，显示装置100包括第一牺牲层118b及第二牺牲层119b中的至少一个，绝缘层127包括比EL层113a的顶面及EL层113b的顶面高且位于绝缘层125的外侧的第二区域，第二区域位于第一牺牲层118b及第二牺牲层119b中的至少一个上。
注意，绝缘层127的顶面也可以具有对应于绝缘层127的被形成面(例如绝缘层125、第二牺牲层119a及第二牺牲层119b的顶面)的形状的形状。图38C示出在与绝缘层125的凹部重叠的区域中绝缘层127的顶面具有凹陷的形状的例子。
在图38D中，绝缘层127的顶面包括比EL层113a的顶面及EL层113b的顶面低的区域。此外，绝缘层127的顶面具有向中心凹状的平缓的低洼的形状。
在图38E中，绝缘层125的顶面包括比EL层113a的顶面及EL层113b的顶面高的区域。就是说，在层114的被形成面上绝缘层125突出并形成凸部。
例如，在以与牺牲层的高度一致或大致一致的方式形成绝缘层125时，如图38E所示，有时形成绝缘层125突出的形状。
在图38F中，绝缘层125的顶面包括比EL层113a的顶面及EL层113b的顶面低的区域。就是说，在层114的被形成面上绝缘层125形成凹部。
如此，绝缘层125及绝缘层127可以采用各种形状。
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层不是使用高精细金属掩模形成的，而是在将EL层沉积在整个面上之后进行加工来形成的，因此可以以均匀的厚度形成岛状的EL层。并且，可以实现高清晰的显示装置或高开口率的显示装置。
构成各颜色的发光器件的第一层、第二层、第三层分别通过不同工序形成。因此，可以以适合于各颜色的发光器件的构成(材料及厚度等)制造各EL层。由此，可以制造一种特性良好的发光器件。
本发明的一个方式的显示装置包括覆盖像素电极、发光层及载流子传输层各自的侧面的绝缘层。在该显示装置的制造工序中，由于在层叠发光层及载流子传输层的状态下加工EL层，所以该显示装置具有给发光层带来的损伤得到减少的结构。此外，通过绝缘层抑制像素电极与载流子注入层或公共电极的接触，由此抑制发光器件的短路。
注意，对发光器件130a、发光器件130b、发光器件130c及受光器件130d的形成顺序没有特别的限制。
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3)
在本实施方式中，参照图39至图41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。
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显示(输出)图像等的面板。因此，显示面板是输出装置的一个方式。
注意，在本说明书等中，有时将安装有柔性印刷电路板(FPC：Flexible printedcircuit)或TCP(Tape Carrier Package：载带封装)等连接器的显示装置、通过COG(ChipOn 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)的显示装置称为显示面板模块、显示模块或仅称为显示面板等。
<显示装置100A>
图39示出显示装置100A的立体图，图40A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39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39示出显示装置100A中安装有IC173及FPC172的例子。因此，也可以将图39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。该信号及电力经由FPC172从外部或者从IC173输入到布线165。
图39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40A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。
显示装置100A在衬底151与衬底152之间包括发光器件、受光器件、晶体管207、晶体管205等。在图40A中，作为发光器件及受光器件，示出发射红色光的发光器件130a及发射绿色光的发光器件130b及受光器件130d。
在此，当显示装置的像素包括具有发射彼此不同颜色的发光器件的三个子像素时，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。
发光器件130a及发光器件130b在像素电极与EL层之间包括光学调整层，受光器件130d在像素电极与受光层之间包括光学调整层。作为光学调整层，发光器件130a包括导电层126a，发光器件130b包括导电层126b，受光器件130d包括导电层126d。发光器件及受光器件的详细内容可以参照实施方式1。像素电极111a、像素电极111b、像素电极111d、导电层126a、126b、126d、EL层113a、EL层113b及受光层113d各自的侧面由绝缘层125、127覆盖。EL层113a、EL层113b、受光层113d以及绝缘层125、127上设置有层114，层114上设置有公共电极115。此外，发光器件130a、发光器件130b及受光器件130d上分别设置有保护层131。保护层131上设置有保护层132。
保护层132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40A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。
像素电极111a、像素电极111b、像素电极111d都通过设置在绝缘层214中的开口与晶体管205所包括的导电层222b连接。
在像素电极111a、像素电极111b、像素电极111d中以覆盖设置在绝缘层214中的开口的方式形成凹部。该凹部中优选埋入有层128。优选的是，在像素电极111a及层128上形成导电层126a，在像素电极111b及层128上形成导电层126b，在像素电极111d及层128上形成导电层126d。导电层126a、像素电极126b、像素电极126d也可以称为像素电极。
层128具有使像素电极111a、像素电极111b、像素电极111d的凹部平坦化的功能。通过设置层128，可以减少EL层及受光层的被形成面的凹凸，由此可以提高覆盖性。此外，通过在像素电极111a、像素电极111b、像素电极111d及层128上设置与像素电极111a、像素电极111b、像素电极111d电连接的导电层126a、导电层126b、导电层126d，有时可以将与像素电极111a、像素电极111b、像素电极111d的凹部重叠的区域也用作发光区域。由此，可以提高像素的开口率。
层128可以为绝缘层或导电层。层128可以适当地使用各种无机绝缘材料、有机绝缘材料及导电材料。尤其是，层128优选使用绝缘材料形成。
作为层128，可以适当地使用包含有机材料的绝缘层。例如，作为层128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、酚醛树脂及上述树脂的前体等。此外，作为层128，可以使用感光树脂。感光树脂可以使用正型材料或负型材料。
通过使用感光树脂，可以只在曝光及显影的工序中制造层128，可以降低因干蚀刻或湿蚀刻等给像素电极111a、像素电极111b、像素电极111d的表面带来的影响。此外，通过使用负型感光树脂形成层128，有时可以使用与用来形成绝缘层214的开口的光掩模(曝光掩模)同一的光掩模形成层128。
导电层126a设置在像素电极111a上及层128上。导电层126a包括接触于像素电极111a的顶面的第一区域及接触于层128的顶面的第二区域。接触于第一区域的像素电极111a的顶面的高度与接触于第二区域的层128的顶面的高度优选一致或大致一致。
同样地，导电层126b设置在像素电极111b上及层128上。导电层126b包括接触于像素电极111b的顶面的第一区域及接触于层128的顶面的第二区域。接触于第一区域的像素电极111b的顶面的高度与接触于第二区域的层128的顶面的高度一致或大致一致。
导电层126d设置在像素电极111d上及层128上。导电层126d包括接触于像素电极111d的顶面的第一区域及接触于层128的顶面的第二区域。接触于第一区域的像素电极111d的顶面的高度与接触于第二区域的层128的顶面的高度优选一致或大致一致。
像素电极包含发射可见光的材料，对置电极包含使可见光透过的材料。
显示装置100A采用顶部发射型。发光器件将光发射到衬底152一侧。衬底152优选使用对可见光的透过性高的材料。衬底152更优选使用对可见光及红外光的透过性高的材料。光通过衬底152入射到受光器件。
衬底151至绝缘层214的叠层结构相当于实施方式1所示的衬底23或实施方式2等所示的具有晶体管的层101。
晶体管207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217、绝缘层213、绝缘层215及绝缘层214。绝缘层217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217、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。此外，绝缘层214也可以采用有机绝缘膜及无机绝缘膜的叠层结构。绝缘层214的最表面层优选被用作蚀刻保护膜。由此，在加工像素电极111a或导电层126a等时，可以抑制在绝缘层214中形成凹部。或者，也可以在绝缘层214中在加工像素电极111a或导电层126a时设置凹部。
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40A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207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217；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217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207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为4时，Ga为1以上且3以下，Zn为2以上且4以下。此外，当记载为原子个数比为In：Ga：Zn＝5：1：6或其附近的组成时包括如下情况：In为5时，Ga大于0.1且为2以下，Zn为5以上且7以下。此外，当记载为原子个数比为In：Ga：Zn＝1：1：1或其附近的组成时包括如下情况：In为1时，Ga大于0.1且为2以下，Zn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40B及图40C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217；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217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40B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40C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40C所示的结构。在图40C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。示出如下例子：导电层166具有加工与像素电极111a、像素电极111b、像素电极111d相同的导电膜而得到的导电膜和加工与导电层126a、126b、126d相同的导电膜而得到的导电膜的叠层结构。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117。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及保护层132，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或保护层132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。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。
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、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。
连接层242可以使用各向异性导电膜(ACF：Anisotropic Conductive Film)、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。
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。
<显示装置100B>
图41所示的显示装置100B与显示装置100A的不同之处主要在于底部发射结构。注意，有时省略说明与显示装置100A同样的部分。
发光器件将光发射到衬底151一侧。衬底151优选使用对可见光具有高透过性的材料。衬底151更优选使用对可见光及红外光具有高透过性的材料。另一方面，对用于衬底152的材料的透光性没有限制。光通过衬底151入射到受光器件。
优选在衬底151与晶体管207之间及衬底151与晶体管205之间形成遮光层117。图41示出衬底151上设置有遮光层117，遮光层117上设置有绝缘层153，绝缘层153上设置有晶体管207、205等的例子。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式4)
在本实施方式中，参照图42至图48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清晰的显示装置。因此，例如可以将本实施方式的显示装置用作手表型或手镯型等信息终端设备(可穿戴设备)以及头戴显示器等VR(Virtual Reality)用设备、眼镜型AR(Augmented Reality)用设备等可戴在头上的可穿戴设备的显示部。
<显示模块>
图42A是显示模块280的立体图。显示模块280包括显示装置100C及FPC290。注意，显示模块280所包括的显示装置不局限于显示装置100C，也可以是将在后面说明的显示装置100D或显示装置100E。
显示模块280包括衬底291及衬底292。显示模块280包括显示部281。显示部281是显示模块280中的图像显示区域，并可以看到来自设置在下述像素部284中的各像素的光。
图42B是衬底291一侧的结构的立体示意图。衬底291上层叠有电路部282、电路部282上的像素电路部283及像素电路部283上的像素部284。此外，衬底291的不与像素部284重叠的部分上设置有用来连接到FPC290的端子部285。端子部285与电路部282通过由多个布线构成的布线部286电连接。
像素部284包括周期性地排列的多个像素284a。在图42B的右侧示出一个像素284a的放大图。像素284a包括发光颜色彼此不同的发光器件130a、发光器件130b、发光器件130c及受光器件130d。发光器件及受光器件可以如图42B所示配置为条纹排列。另外，也可以采用delta排列或Pentile排列等各种发光器件的排列方法。
像素电路部283包括周期性地排列的多个像素电路283a。
一个像素电路283a控制一个像素284a所包括的发光器件的发光及受光器件的受光。例如，在一个像素284a包括三个发光器件及一个受光器件的情况下，一个像素电路283a控制三个发光器件的发光及一个受光器件的受光。一个像素电路283a也可以采用如下结构：设置三个控制一个发光器件的发光的电路，设置一个控制一个受光器件的受光的电路。例如，像素电路283a可以采用对于一个发光器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。像素电路283a例如可以使用实施方式1中记载的像素电路。
电路部282包括用于驱动像素电路部283的各像素电路283a的电路。例如，优选包括栅极线驱动电路和源极线驱动电路中的一方或双方。此外，还可以具有运算电路、存储电路和电源电路等中的至少一个。
FPC290用作从外部向电路部282供应视频信号或电源电位等的布线。此外，也可以在FPC290上安装IC。
显示模块280可以采用像素部284的下侧层叠有像素电路部283和电路部282中的一方或双方的结构，所以可以使显示部281具有极高的开口率(有效显示面积比)。例如，显示部281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284a，由此可以使显示部281具有极高的清晰度。例如，优选的是，显示部281以500ppi以上、优选为1000ppi以上、更优选为2000ppi以上、进一步优选为为3000ppi以上、更进一步优选为5000ppi以上、再进一步优选为6000ppi以上且20000ppi以下或30000ppi以下的清晰度配置像素284a。
这种显示模块280非常清晰，所以适合用于头戴式显示器等VR用设备或眼镜型AR用设备。例如，因为显示模块280具有清晰度极高的显示部281，所以在透过透镜观看显示模块280的显示部的结构中，即使用透镜放大显示部也使用者看不到像素，由此可以实现具有高度沉浸感的显示。此外，显示模块280还可以应用于具有相对较小型的显示部的电子设备。例如，适合用于手表型设备等可穿戴式电子设备的显示部。
<显示装置100C>
图43所示的显示装置100C包括衬底301、发光器件130a、发光器件130b、发光器件130c、受光器件130d、电容器240及晶体管310。
衬底301相当于图42A及图42B中的衬底291。
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，例如可以使用如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与导电层311之间，并被用作栅极绝缘层。低电阻区域312是衬底301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314覆盖导电层311的侧面。
在相邻的两个晶体管310之间，以嵌入衬底301的方式设置有元件分离层315。
以覆盖晶体管310的方式设置有绝缘层261，并绝缘层261上设置有电容器240。
电容器240包括导电层241、导电层245及位于它们之间的绝缘层243。导电层241用作电容器240的一个电极，导电层245用作电容器240的另一个电极，并且绝缘层243用作电容器240的介电质。
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覆盖导电层241而设置。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255a，绝缘层255a上设置有绝缘层255b，绝缘层255b上设置有发光器件130a、发光器件130b、发光器件130c、受光器件130d等。像素电极111a、像素电极111b、像素电极111c、像素电极111d、EL层113a、EL层113b、EL层113c及受光层113d各自的侧面由绝缘层125、127覆盖。EL层113a、EL层113b、EL层113c、受光层113d、绝缘层125及绝缘层127上设置有层114，层114上设置有公共电极115。另外，发光器件130a、发光器件130b、发光器件130c及受光器件130d上设置有保护层131。保护层131上设置有保护层132，保护层132上由树脂层122贴合衬底120。发光器件至衬底120的构成要素的详细内容可以参照前面的记载。
作为绝缘层255a、255b可以分别适当地使用氧化绝缘膜、氮化绝缘膜、氧氮化绝缘膜及氮氧化绝缘膜等各种无机绝缘膜。作为绝缘层255a，优选使用氧化硅膜、氧氮化硅膜、氧化铝膜等氧化绝缘膜或氧氮化绝缘膜。作为绝缘层255b，优选使用氮化硅膜、氮氧化硅膜等氮化绝缘膜或氮氧化绝缘膜。更具体而言，优选的是，作为绝缘层255a使用氧化硅膜，作为绝缘层255b使用氮化硅膜。绝缘层255b优选被用作蚀刻保护膜。或者，作为绝缘层255a也可以使用氮化绝缘膜或氮氧化绝缘膜，作为绝缘层255b也可以使用氧化绝缘膜或氧氮化绝缘膜。虽然在本实施方式中示出绝缘层255b中设置有凹部的例子，但是也可以不在绝缘层255b中设置凹部。
发光器件的像素电极通过嵌入绝缘层255a、255b中的插头256、嵌入绝缘层254中的导电层241及嵌入绝缘层261中的插头271电连接于晶体管310的源极和漏极中的一个。绝缘层255b的顶面的高度与插头256的顶面的高度一致或大致一致。插头可以使用各种导电材料。
<显示装置100D>
图44所示的显示装置100D的与显示装置100C主要不同之处是晶体管的结构。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(也称为氧化物半导体)的晶体管(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相当于图42A及图42B中的衬底291。从衬底331到绝缘层255b的叠层结构相当于实施方式1中的具有晶体管的层101。作为衬底331可以使用绝缘衬底或半导体衬底。
在衬底331上设置有绝缘层332。绝缘层332用作阻挡绝缘膜，该阻挡绝缘膜防止水或氢等杂质从衬底331扩散到晶体管320且防止氧从半导体层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332上设置有导电层327，并以覆盖导电层327的方式设置有绝缘层326。导电层327用作晶体管320的第一栅电极，绝缘层326的一部分用作第一栅极绝缘层。绝缘层326中的至少接触半导体层321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。关于可以用于半导体层321的材料将在后面详细描述。
一对导电层325接触于半导体层321上并用作源电极及漏电极。
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被用作阻挡绝缘膜，该阻挡绝缘膜防止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。该开口内部嵌入有接触于绝缘层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它们的高度都一致或大致一致，并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被用作阻挡绝缘膜，该阻挡绝缘膜防止水或氢等杂质从绝缘层265等扩散到晶体管320。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中的一方电连接的插头274嵌入绝缘层265、绝缘层329及绝缘层264。在此，插头274优选具有覆盖绝缘层265、绝缘层329、绝缘层264及绝缘层328各自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中的从绝缘层254到衬底120的结构是与显示装置100C同样的。
<显示装置100E>
在图45所示的显示装置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、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，在发光器件正下不但可以形成像素电路还可以形成驱动电路等，因此与在显示区域的周围设置驱动电路的情况相比，可以使显示装置小型化。
<显示装置100F>
图46所示的显示装置100F具有层叠在半导体衬底中形成沟道的晶体管310A及晶体管310B的结构。
显示装置100F具有如下结构：贴合设置有晶体管310B、电容器240及各发光器件的衬底301B与设置有晶体管310A的衬底301A。
衬底301B设置有贯通衬底301B的插头343。另外，插头343与设置在衬底301B的背面(与衬底120一侧相反一侧的表面)的导电层342电连接。另一方面，衬底301A在绝缘层261上设置有导电层341。
通过使导电层341与导电层342接合，衬底301A与衬底301B电连接。
作为导电层341及导电层342优选使用相同的导电性材料。例如，可以使用包含选自Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo、W中的元素的金属膜或以上述元素为成分的金属氮化物膜(氮化钛膜、氮化钼膜、氮化钨膜)等。尤其优选的是，作为导电层341及导电层342使用铜。由此，可以采用Cu-Cu直接接合技术(通过彼此连接Cu(铜)的焊盘来进行电导通的技术)。此外，也可以通过凸块将导电层341和导电层342接合。
<显示装置100G>
图47所示的显示装置100G采用层叠有分别在形成沟道的半导体中含有氧化物半导体的晶体管320A及晶体管320B的结构。
关于晶体管320A、晶体管320B及其附近的结构可以参照上述显示装置100D的记载。
注意，在此，采用层叠两个包括氧化物半导体的晶体管的结构，但是不局限于该结构。例如，也可以采用层叠三个以上的晶体管的结构。
<晶体管的结构例子>
以下，说明可用于上述显示装置的晶体管的截面结构例子。
图48A是包括晶体管410的截面图。
晶体管410是设置在衬底401上且在半导体层中使用多晶硅的晶体管。例如，晶体管410对应于图5B所示的像素81的晶体管M12。也就是说，图48A是晶体管410的源极和漏极中的一方与发光器件的导电层431电连接的例子。
晶体管410包括半导体层411、绝缘层412、导电层413等。半导体层411包括沟道形成区域411i及低电阻区域411n。半导体层411包含硅。半导体层411优选包含多晶硅。绝缘层412的一部分被用作栅极绝缘层。导电层413的一部分被用作栅电极。
注意，半导体层411也可以采用包含呈现半导体特性的金属氧化物(也称为氧化物半导体)的结构。此时，晶体管410也可以被称为OS晶体管。
低电阻区域411n是包含杂质元素的区域。例如，在晶体管410为n沟道型晶体管的情况下，将磷、砷等添加到低电阻区域411n即可。另一方面，在晶体管410为p沟道型晶体管的情况下，将硼、铝等添加到低电阻区域411n即可。另外，为了控制晶体管410的阈值电压，也可以将上述杂质添加到沟道形成区域411i。
衬底401上设置有绝缘层421。半导体层411设置在绝缘层421上。绝缘层412以覆盖半导体层411及绝缘层421的方式设置。导电层413设置在绝缘层412上的与半导体层411重叠的位置。
以覆盖导电层413及绝缘层412的方式设置有绝缘层422。绝缘层422上设置有导电层414a及导电层414b。导电层414a及导电层414b通过形成在绝缘层422及绝缘层412中的开口部与低电阻区域411n电连接。导电层414a的一部分被用作源电极及漏电极中的一方，导电层414b的一部分被用作源电极及漏电极中的另一方。另外，以覆盖导电层414a、导电层414b及绝缘层422的方式设置有绝缘层423。
绝缘层423上设置有被用作像素电极的导电层431。导电层431设置在绝缘层423上，并在设置在绝缘层423中的开口中与导电层414b电连接。虽然在此省略，但是在导电层431上可以层叠EL层及公共电极。
图48B示出包括一对栅电极的晶体管410a。图48B所示的晶体管410a与图48A的主要不同之处在于包括导电层415及绝缘层416。
导电层415设置在绝缘层421上。另外，以覆盖导电层415及绝缘层421的方式设置有绝缘层416。半导体层411以至少沟道形成区域411i隔着绝缘层416与导电层415重叠的方式设置。
在图48B所示的晶体管410a中，导电层413的一部分被用作第一栅电极，导电层415的一部分被用作第二栅电极。此时，绝缘层412的一部分被用作第一栅极绝缘层，绝缘层416的一部分被用作第二栅极绝缘层。
在此，在电连接第一栅电极和第二栅电极的情况下，在未图示的区域中通过设置在绝缘层412及绝缘层416中的开口部使导电层413和导电层415电连接即可。另外，在电连接第二栅电极与源极或漏极的情况下，在未图示的区域中通过形成在绝缘层422、绝缘层412及绝缘层416中的开口部使导电层414a或导电层414b与导电层415电连接即可。
在将LTPS晶体管用于构成像素81的所有晶体管的情况下，可以采用图48A所示的晶体管410或图48B所示的晶体管410a。此时，作为构成像素81的所有晶体管，既可以使用晶体管410a，也可以将晶体管410用于该所有晶体管，还可以组合使用晶体管410a及晶体管410。
以下，说明包括将硅用于半导体层的晶体管以及将金属氧化物用于半导体层的晶体管的双方的结构的例子。
图48C示出包括晶体管410a及晶体管450的截面示意图。
关于晶体管410a可以参照上述结构例子1的记载。注意，虽然在此示出使用晶体管410a的例子，但是也可以采用包括晶体管410及晶体管450的结构，还可以采用包括晶体管410、晶体管410a和晶体管450的全部的结构。
晶体管450是将金属氧化物用于半导体层的晶体管。图48C所示的结构是例如晶体管450对应于像素81的晶体管M11且晶体管410a对应于晶体管M12的例子。也就是说，图48C是晶体管410a的源极和漏极中的一方与导电层431电连接的例子。
图48C示出晶体管450包括一对栅极的例子。
晶体管450包括导电层455、绝缘层422、半导体层451、绝缘层452、导电层453等。导电层453的一部分被用作晶体管450的第一栅极，导电层455的一部分被用作晶体管450的第二栅极。此时，绝缘层452的一部分被用作晶体管450的第一栅极绝缘层，绝缘层422的一部分被用作晶体管450的第二栅极绝缘层。
导电层455设置在绝缘层412上。绝缘层422以覆盖导电层455的方式设置。半导体层451设置在绝缘层422上。绝缘层452以覆盖半导体层451及绝缘层422的方式设置。导电层453设置在绝缘层452上，并且具有与半导体层451及导电层455重叠的区域。
绝缘层426以覆盖绝缘层452及导电层453的方式设置。绝缘层426上设置有导电层454a及导电层454b。导电层454a及导电层454b在设置在绝缘层426及绝缘层452中的开口部与半导体层451电连接。导电层454a的一部分被用作源电极和漏电极中的一方，导电层454b的一部分被用作源电极和漏电极中的另一方。另外，以覆盖导电层454a、导电层454b及绝缘层426的方式设置有绝缘层423。
在此，与晶体管410a电连接的导电层414a及导电层414b优选与导电层454a及导电层454b加工同一导电膜来形成。图48C示出导电层414a、导电层414b、导电层454a及导电层454b在同一面上(即，与绝缘层426的顶面接触地)形成并且包含同一金属元素的结构。此时，导电层414a及导电层414b通过设置在绝缘层426、绝缘层452、绝缘层422及绝缘层412中的开口与低电阻区域411n电连接。由此，可以使制造工序简化，所以是优选的。
被用作晶体管410a的第一栅电极的导电层413和被用作晶体管450的第二栅电极的导电层455优选加工同一导电膜来形成。图48C示出导电层413与导电层455在同一面上(即，与绝缘层412的顶面接触地)形成并且包含同一金属元素的结构。由此，可以使制造工序简化，所以是优选的。
图48C示出被用作晶体管450的第一栅极绝缘层的绝缘层452覆盖半导体层451的端部，但也可以如图48D所示的晶体管450a那样，以绝缘层452与导电层453的顶面形状一致或大致一致的方式进行加工。
注意，在本说明书等中，“顶面形状大致一致”是指层叠的层与层之间至少轮廓的一部分彼此重叠。例如，包括上层与下层由同一掩模图案或其一部分相同的掩模图案加工而成的情况。但是，实际上有边缘不重叠的情况，例如，上层位于下层的内侧或者上层位于下层的外侧，这种情况也可以说“顶面形状大致一致”。
注意，在此示出晶体管410a对应于晶体管M12并与像素电极电连接的例，但不局限于此。例如，也可以采用晶体管450或晶体管450a对应于晶体管M12的结构。此时，晶体管410a对应于晶体管M11、晶体管M13或其他晶体管。
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，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、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。
金属氧化物可以通过溅射法、有机金属化学气相沉积(MOCVD：Metal OrganicChemical Vapor Deposition)法等化学气相沉积(CVD：)法或原子层沉积(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(poly crystal)等。
另外，可以使用X射线衍射(XRD：X-Ray Diffraction)谱对膜或衬底的结晶结构进行评价。例如，可以使用GIXD(Grazing-Incidence XRD：掠入射X射线衍射)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。
另外，可以通过使用纳米束电子衍射法(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，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。
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。
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的原子个数比的分别记为<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。
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。
由此，在将CAC-OS用于晶体管的情况下，通过起因于第一区域的导电性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。
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。
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(通过二次离子质谱分析法(SIMS：Secondary Ion Mass Spectrometry)测得的浓度)设定为2×1018atoms/cm3以下，优选为2×1017atoms/cm3以下。
当氧化物半导体包含碱金属或碱土金属时，有时形成缺陷态而产生载流子。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6)
在本实施方式中，使用图49至图51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(Mixed Reality)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、转数、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49A所示的电子设备6500是可以用作智能手机的便携式信息终端设备。
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49B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包围的空间内配置有显示面板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，通过叠回显示面板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50A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50A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输出的信息的显示部。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50B示出笔记本型个人计算机的一个例子。笔记本型个人计算机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50C及图50D示出数字标牌的一个例子。
图50C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50D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50C及图50D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。此外，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50C及图50D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。
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51A至图51F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、转数、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。可以将本发明的一个方式的显示装置用于显示部9001。
图51A至图51F所示的电子设备具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上的功能；触摸面板的功能；显示日历、日期或时间等的功能；通过利用各种软件(程序)控制处理的功能；进行无线通信的功能；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。电子设备也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，说明图51A至图51F所示的电子设备的详细内容。
图51A是示出便携式信息终端9101的立体图。例如，可以将便携式信息终端9101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51A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或电话等的来信通知；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，也可以在显示有信息9051的位置上显示图标9050等。
图51B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51C是示出手表型便携式信息终端9200的立体图。例如，可以将便携式信息终端9200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。另外，充电也可以通过无线供电进行。
图51D至图51F是示出可以折叠的便携式信息终端9201的立体图。另外，图51D是将便携式信息终端9201展开的状态的立体图、图51F是折叠的状态的立体图、图51E是从图51D的状态和图51F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的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。例如，显示部9001可以在曲率半径0.1mm以上且150mm以下的范围弯曲。
本发明的一个方式的显示装置及电子设备可以组装在房屋或高楼的内壁或外壁、车辆的内部装饰或外部装饰。
图52示出将本发明的一个方式的显示装置安装于车辆的例子。在图52所示的车辆中，显示装置5000a、显示装置5000b及显示装置5000c安装于仪表盘5002上。此外，显示装置5000d安装在驾驶座侧的天花板5004上。注意，图52示出将显示装置5000d安装在右侧驾驶车辆上的例子，但不局限于此，也可以将其安装在左侧驾驶车辆上。此时，图52所示的结构的配置的左右互换。在图52中示出配置在驾驶座和副驾驶座的周围的方向盘5006、前挡风玻璃5008等。
显示装置5000a至显示装置5000d中的任一个或多个优选具有接近触摸传感器功能。通过具有接近触摸传感器功能，使用者无需盯着显示装置就能够操作显示装置。尤其是，驾驶员可以在不将视线从前方移开太大的情况下操作显示装置，由此可以提高开车时或停车时的安全性。显示装置5000a至显示装置5000d的显示部的对角线的长度优选为5英寸以上，更优选为10英寸以上。作为显示装置5000a至显示装置5000d，例如可以适当地使用显示部的对角线的长度为13英寸左右的显示装置。
注意，显示装置5000a至显示装置5000d也可以具有柔性。通过具有柔性，即使在组装对象具有曲面的情况下，也可以沿着曲面组装。例如，显示装置也可以沿着仪表盘5002或天花板5004等的曲面设置。
在车辆外部可以设置多个照相机5005。通过设置照相机5005，可以拍摄车辆的周围，例如可以拍摄后方的情况。虽然图52示出设置照相机5005代替后视镜的例子，但是也可以设置后视镜和照相机的双方。
照相机5005可以使用CCD照相机或CMOS照相机等。此外，也可以与上述照相机组合地使用红外线照相机。由于随着被摄体的温度变高而红外线照相机的输出电平会变高，因此可以检测或提取人或动物等生物体。
照相机5005所拍摄的图像可以输出到显示装置5000a至显示装置5000d的任一个或多个。显示装置5000a至显示装置5000d主要用于辅助车辆的驾驶。通过使用照相机5005拍摄后方的广视角图像并将该图像显示在显示装置5000a至显示装置5000d的任一个或多个上，可以使驾驶员看到死角区域而防止事故发生。
此外，可以将距离图像传感器设置在汽车的屋顶上等，将使用距离图像传感器获得的图像显示在显示装置5000a至显示装置5000d的任一个或多个上。作为距离图像传感器，可以使用图像传感器或激光雷达(LIDAR：Light Detection and Ranging)等。通过将使用图像传感器获得的图像和使用距离图像传感器获得的图像都显示在显示装置5000a至显示装置5000d的任一个或多个上，可以将更多信息提供给驾驶员而辅助驾驶。
显示装置5000a至显示装置5000d的任一个或多个还可以具有显示地图信息、交通信息、电视图像、DVD图像等的功能。
优选将具有拍摄功能的显示面板用作显示装置5000a至显示装置5000d中的至少一个。例如，通过驾驶员触摸该显示面板，车辆可以进行指纹识别或掌纹识别等生物识别。车辆可以具有如下功能：当通过生物识别识别了驾驶员时，将环境调整成个人喜好的环境。例如，优选在识别后进行座椅位置的调整、方向盘位置的调整、照相机5005的方向调整、亮度设定、空调设定、雨刮速度(频率)设定、音响音量设定、音响播放列表的读出等中的一个以上。
在通过生物识别识别了驾驶员时，可以使汽车变为可驾驶状态，例如为发动机启动的状态，由此不需要现在必须的钥匙，所以是优选的。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
[实施例1]
在本实施例中，制造受光器件并说明评价其特性的结果。注意，以下实施例中制造的受光器件都可以与发光器件形成在同一面上。
在本实施例中，制造作为本发明的一个方式的受光器件(器件1a至器件1d)。
以下示出本实施例中使用的材料的化学式。
[化学式1]
表1及表2示出在本实施例中制造的受光器件的具体结构。受光器件的结构可以参照图3B所示的受光器件12e的相关记载。在本实施例中，在受光器件间使层35B的结构不同而除了层35B以外采用同样的结构。
[表1]
构成材料 重量比 膜厚度
电极15 Ag：Mg(10：1) ― 15nm
层21 LiF ― 1nm
层33B BBABnf：OCHD-003 1：0.1 10nm
层35B BBABnf ― *
活性层43 C70：DBP 9：1 60nm
层37B C70 ― 55nm
电极13B APC\ITSO ― 100nm\100nm
[表2]
利用溅射法以膜厚度为100nm的方式沉积银、钯及铜的合金(APC：Ag-Pd-Cu)，并利用溅射法以膜厚度为100nm的方式沉积包含氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)，由此形成电极13B。注意，在本实施例的受光器件中电极13B被用作阳极。
接着，用水对形成有电极13B的基材进行洗涤，以200℃焙烧1小时，然后进行370秒的UV臭氧处理。然后，将衬底放入内部被减压到1×10-4Pa左右的真空蒸镀装置中，在真空蒸镀装置的加热室内以170℃进行30分钟的真空焙烧。然后，将衬底冷却30分钟左右。
作为被用作电子传输层的层37B，以膜厚度为55nm的方式形成富勒烯(C70)。
以富勒烯(C70)与四苯基二苯并二茚并芘(简称：DBP)的重量比为C70：DBP＝9：1的方式进行共蒸镀，由此形成活性层43。活性层43以膜厚度为60nm的方式形成。
作为被用作空穴传输层的层35B，形成N，N-双(4-联苯)-6-苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-胺(简称：BBABnf)。在此，在受光器件间使层35B的膜厚度不同。器件1a中的层35B的膜厚度为20nm。器件1b中的层35B的膜厚度为40nm。器件1c中的层35B的膜厚度为60nm。器件1d中的层35B的膜厚度为80nm。
以N，N-双(4-联苯)-6-苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-胺(简称：BBABnf)与分子量为672且包含氟的电子受体材料(OCHD-003)的重量比为BBABnf：OCHD-003＝1：0.1的方式进行共蒸镀，由此形成层33B。层33B以膜厚度为10nm的方式形成。注意，在本实施例的受光器件中层33B被用作空穴传输层。
以膜厚度为1nm的方式蒸镀氟化锂(LiF)，由此形成层21。
以银(Ag)与镁(Mg)的体积比为10：1且膜厚度为15nm的方式进行共蒸镀，由此形成电极15。注意，在本实施例的受光器件中电极15被用作阴极。
通过上述步骤分别制造层35B的结构不同的受光器件(器件1a至器件1d)。
<电流密度-电压特性>
接着，测量各受光器件的电流密度-电压特性。测量分别在以辐射照度12.5μW/cm2照射波长λ为525nm的单色光的情况(记作亮态)及暗态(记作暗态)下进行。图53A及图53B示出器件1a至器件1d的电流密度-电压特性。图53A及图53B中的横轴表示电压V，纵轴表示电流密度J。
如图53A所示，确认到与器件1a及器件1b相比器件1c及器件1d具有良好的饱和特性。如图53B所示，确认到器件1a及器件1b的暗态下的电流(暗电流)多。可认为：器件1a及器件1b中的层35B的膜厚度薄，因此电极15的成分扩散至活性层43附近而电极15与活性层43间的电荷移动得到促进，导致暗电流增加。另一方面，可认为：在器件1c及器件1d中电极15的成分扩散得到抑制而暗电流少，由此获得良好的特性。
[实施例2]
在本实施例中，制造受光器件并说明评价其特性的结果。
在本实施例中，制造作为本发明的一个方式的受光器件(器件2)。
以下示出本实施例中使用的材料的化学式。
[化学式2]
表3示出在本实施例中制造的受光器件的具体结构。受光器件的结构可以参照图3B所示的受光器件12e的相关记载。
[表3]
/>
形成电极13B。关于电极13B的形成可以参照实施例1的记载，因此省略其详细记载。
以膜厚度为10nm的方式蒸镀2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTBPDBq-II)，由此形成被用作电子传输层的层37B。
以膜厚度为6nm的方式蒸镀N，N’-二甲基-3，4，9，10-苝四羧酸二酰亚胺(简称：Me-PTCDI)，然后以膜厚度为54nm的方式蒸镀Rubrene，由此形成活性层43。
以膜厚度为80nm的方式蒸镀N，N-双(4-联苯)-6-苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-胺(简称：BBABnf)，由此形成被用作空穴传输层的层35B。
形成层33B、层21及电极15。关于层33B、层21及电极15的形成可以参照实施例1的记载，因此省略其详细记载。
通过上述步骤制造受光器件(器件2)。
<电流密度-电压特性>
接着，测量受光器件的电流密度-电压特性。测量分别在以辐射照度12.5μW/cm2照射单色光的情况及暗态(记作暗态)下进行。单色光的波长λ为450nmm、500nm、550nm及650nm。图54示出器件2的电流密度-电压特性。图54中的横轴表示电压V，纵轴表示电流密度J。
如图54所示，确认到本实施例的受光器件在照射波长λ为450nmm、500nm、550nm的光时示出良好的特性。此外，确认到本实施例的受光器件的暗电流少。
[实施例3]
在本实施例中，制造受光器件并说明评价其特性的结果。
在本实施例中，制造作为本发明的一个方式的受光器件(器件3及器件4)。
以下示出本实施例中使用的材料的化学式。
[化学式3]
表4示出在本实施例中制造的器件3的具体结构。器件3的结构可以参照图3B所示的受光器件12e的相关记载。注意，如图3B的受光器件12e所示，在器件3中被用作像素电极的电极13B为阴极，被用作公共电极的电极15为阳极。
[表4]
/>
关于器件3的制造可以参照实施例1中的器件1d的记载，因此省略其详细说明。
表5示出在本实施例中制造的器件4的具体结构。器件4的结构可以参照图2D所示的受光器件12c的相关记载。注意，如图2D的受光器件12c所示，在器件4中被用作像素电极的电极13B为阳极，被用作公共电极的电极15为阴极。
[表5]
形成电极13B。关于电极13B的形成可以参照实施例1的记载，因此省略其详细记载。
以N，N-双(4-联苯)-6-苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-胺(简称：BBABnf)与分子量为672且包含氟的电子受体材料(OCHD-003)的重量比为BBABnf：OCHD-003＝1：0.1且膜厚度为10nm的方式进行共蒸镀，接着以膜厚度为40nm的方式蒸镀BBABnf，由此形成被用作空穴传输层的层31B。
形成活性层43。关于活性层43的形成可以参照实施例1的记载，因此省略其详细记载。
以膜厚度为10nm的方式蒸镀2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTBPDBq-II)，接着以膜厚度为10nm的方式蒸镀2，9-双(萘-2-基)-4，7-二苯基-1，10-菲罗啉(简称：NBPhen)，由此形成被用作电子传输层的层37B。
形成被用作电子传输层的层21。关于层21的形成可以参照实施例1的记载，因此省略其详细记载。
以银(Ag)与镁(Mg)的体积比为10：1且膜厚度为10nm的方式进行共蒸镀，由此形成电极15。
通过上述步骤分别制造器件3及器件4。
<电流密度-电压特性>
接着，测量受光器件的电流密度-电压特性。测量分别在以辐射照度12.5μW/cm2照射单色光的情况及暗态(记作暗态)下进行。单色光的波长λ为450nmm、550nm及650nm。
图55A示出器件3的电流密度-电压特性。图55A中的横轴表示电压V，纵轴表示电流密度J。如图55A所示，确认到器件3在照射波长λ为450nmm、500nm、550nm的光时示出良好的特性。此外，确认到器件3的暗电流少。
图55B示出器件3的外部量子效率(EQE：External Quantum Efficiency)的波长依赖性。EQE通过将辐射照度设定为12.5μW/cm2并改变电压及波长而测量。图55B中的横轴表示波长λ，纵轴表示EQE。如图55B所示，确认到器件3对可见光具有受光灵敏度。
图56A示出器件4的电流密度-电压特性。图56A中的横轴表示电压V，纵轴表示电流密度J。如图56A所示，确认到器件4在照射波长λ为450nmm、500nm、550nm的光时示出良好的特性。此外，确认到器件4的暗电流少。
图56B示出器件4的外部量子效率(EQE)的波长依赖性。EQE通过将辐射照度设定为12.5μW/cm2并改变电压及波长而测量。图56B中的横轴表示波长λ，纵轴表示EQE。如图56B所示，确认到器件4对可见光具有受光灵敏度。
[符号说明]
ACL：布线、ARR1：第一排列、ARR2：第二排列、ARR3：第三排列、ARR4：第四排列、ARR5：第五排列、ARR6：第六排列、C11：容量、C21：电容器、DB：数据电位、DG：数据电位、DR：数据电位、DS：数据电位、EAL：布线、EL：发光器件、ELB：发光器件、ELG：发光器件、ELR：发光器件、GL：布线、M11：晶体管、M12：晶体管、M13：晶体管、M15：晶体管、M16：晶体管、M17：晶体管、M18：晶体管、PD：受光器件、RL：布线、RS：布线、SE：布线、SL：布线、SLB：布线、SLG：布线、SLR：布线、T11：时间、T12：时间、T21：时间、T22：时间、T23：时间、T24：时间、T25：时间、T26：时间、TX：布线、V11：布线、V12：布线、V13：布线、WX：布线、10A：显示装置、10B：显示装置、10C：显示装置、10D：显示装置、10E：显示装置、10F：显示装置、10G：显示装置、10：显示装置、11a：发光器件、11B：发光器件、11b：发光器件、11c：发光器件、11d：发光器件、11e：发光器件、11f：发光器件、11g：发光器件、11G：发光器件、11IR：发光器件、11R：发光器件、11：发光器件、12a：受光器件、12b：受光器件、12c：受光器件、12e：受光器件、12f：受光器件、12IRS：受光器件、12PS：受光器件、12：受光器件、13A：电极、13a：电极、13B：电极、13b：电极、13c：电极、13d：电极、13e：电极、13f：电极、15：电极、17B：EL层、17G：EL层、17IR：EL层、17R：EL层、17：EL层、19IRS：受光层、19PS：受光层、19：受光层、21：层、23：衬底、31A：层、31B：层、31：光、32：光、33A：层、33a：层、33B：层、33b：层、33c：层、33d：层、33e：层、33f：层、35A：层、35a：层、35B：层、35b：层、35c：层、35d：层、35e：层、35f：层、37A：层、37a：层、37B：层、37b：层、37c：层、37d：层、37e：层、37f：层、39A：光学调整层、39B：光学调整层、41a：发光层、41B：发光层、41b：发光层、41c：发光层、41G：发光层、41IR：发光层、41R：发光层、41：发光层、43IRS：活性层、43PS：活性层、43：活性层、47：EL层、50：中间层、51A：层、57A：层、61：发光层、71：显示部、72：驱动电路部、73：驱动电路部、74：驱动电路部、75：电路部、80A：像素、80B：像素、80C：像素、80：像素、81B：子像素、81G：子像素、81R：子像素、81：像素、82：像素、82PS：子像素、91：血管、93：生物组织、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、100F：显示装置、100G：显示装置、100：显示装置、101：层、110a：子像素、110A：像素、110b：子像素、110B：像素、110c：子像素、110d：子像素、110：像素、111a：像素电极、111b：像素电极、111c：像素电极、111d：像素电极、111：导电膜、113a：EL层、113A：第一层、113b：EL层、113B：第二层、113c：EL层、113C：第三层、113d：受光层、113D：第四层、114：层、115：公共电极、117：遮光层、118A：第一牺牲层、118a：第一牺牲层、118B：第一牺牲层、118b：第一牺牲层、118C：第一牺牲层、118c：第一牺牲层、118D：第一牺牲层、118d：第一牺牲层、119A：第二牺牲层、119a：第二牺牲层、119B：第二牺牲层、119b：第二牺牲层、119C：第二牺牲层、119c：第二牺牲层、119D：第二牺牲层、119d：第二牺牲层、120：衬底、122：树脂层、123：导电层、125A：绝缘膜、125：绝缘层、126a：导电层、126b：导电层、126d：导电层、127A：绝缘膜、127：绝缘层、128：层、130a：发光器件、130b：发光器件、130c：发光器件、130d：受光器件、131：保护层、132：保护层、139：区域、140：连接部、142：粘合层、151：衬底、152：衬底、153：绝缘层、162：显示部、164：电路、165：布线、166：导电层、172：FPC、173：IC、190a：抗蚀剂掩模、190b：抗蚀剂掩模、190c：抗蚀剂掩模、190d：抗蚀剂掩模、190e：抗蚀剂掩模、200A：显示装置、200B：显示装置、200：显示装置、201：衬底、202：衬底、203：功能层、204：连接部、205：晶体管、207：晶体管、209：晶体管、210：晶体管、211B：发光器件、211G：发光器件、211IR：发光器件、211R：发光器件、211：发光器件、212IRS：受光器件、212PS：受光器件、212：受光器件、213：绝缘层、214：绝缘层、215：绝缘层、217：绝缘层、218：绝缘层、220：指头、221：导电层、222a：导电层、222b：导电层、222：指纹、223：导电层、224：接触部、225：绝缘层、226：轨迹、227：拍摄范围、228：区域、229：触屏笔、231i：沟道形成区域、231n：低电阻区域、231：半导体层、240：电容器、241：导电层、242：连接层、243：绝缘层、245：导电层、251：导电层、252：导电层、254：绝缘层、255a：绝缘层、255b：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、274a：导电层、274b：导电层、274：插头、280：显示模块、281：显示部、282：电路部、283a：像素电路、283：像素电路部、284a：像素、284：像素部、285：端子部、286：布线部、290：FPC、291：衬底、292：衬底、301：衬底、301A：衬底、301B：衬底、310：晶体管、310A：晶体管、310B：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、320A：晶体管、320B：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、341：导电层、342：导电层、343：插头、400：便携式信息终端、401：衬底、402：框体、404：显示部、406：指头、407：区域、408：区域、409：图像、410a：晶体管、410：晶体管、411i：沟道形成区域、411n：低电阻区域、411：半导体层、412：绝缘层、413：导电层、414a：导电层、414b：导电层、415：导电层、416：绝缘层、421：绝缘层、422：绝缘层、423：绝缘层、426：绝缘层、431：导电层、450a：晶体管、450：晶体管、451：半导体层、452：绝缘层、453：导电层、454a：导电层、454b：导电层、455：导电层、5000a：显示装置、5000b：显示装置、5000c：显示装置、5000d：显示装置、5002：仪表盘、5004：天花板、5005：照相机、5006：方向盘、5008：前挡风玻璃、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：笔记本型个人计算机、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 (11)

1.一种显示装置，包括：
发光器件；
受光器件；以及
衬底，
其中，所述发光器件依次层叠有所述衬底上的第一电极、发光层、第一电子传输层、电子注入层及第二电极，
并且，所述受光器件依次层叠有所述衬底上的第三电极、活性层、第一空穴传输层、所述电子注入层及所述第二电极。
2.根据权利要求1所述的显示装置，
其中所述发光器件在所述第一电极与所述发光层间包括第二空穴传输层。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置，
其中所述受光器件在所述第三电极与所述活性层间包括第二电子传输层。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的显示装置，
其中所述发光器件具有发射可见光的功能，
并且所述受光器件具有检测出可见光的功能。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的显示装置，
其中所述发光器件具有发射红外光的功能，
并且所述受光器件具有检测出红外光的功能。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的显示装置，
其中所述第一电极被供应第一电位，
所述第二电极被供应低于所述第一电位的第二电位，
并且所述第三电极被供应高于所述第二电位的第三电位。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的显示装置，还包括：
具有多个第一像素、多个第二像素、多个第三像素及多个第四像素的像素部，
其中所述第一像素、所述第二像素、所述第三像素及所述第四像素各自包括所述发光器件或所述受光器件，
所述像素部在第一方向上包括依次反复配置有所述第二像素、所述第一像素、所述第二像素及所述第三像素的第一排列以及依次反复配置有所述第四像素、所述第一像素、所述第四像素及所述第三像素的第二排列，
在与所述第一方向正交的第二方向上所述第一排列及所述第二排列交替反复配置，
所述像素部在所述第二方向上包括交替反复配置有所述第二像素及所述第四像素的第三排列以及交替反复配置有所述第一像素及所述第三像素的第四排列，
并且在所述第一方向上所述第三排列及所述第四排列交替反复配置。
8.根据权利要求7所述的显示装置，
其中所述第一像素、所述第二像素及所述第三像素包括发射波长区域彼此不同的光的所述发光器件，
并且所述第四像素包括所述受光器件。
9.根据权利要求7或8所述的显示装置，
其中所述第三像素包括发射绿色光的发光器件，
所述第三像素的面积小于所述第一像素的面积，
并且所述第三像素的面积小于所述第二像素的面积。
10.一种显示模块，包括：
权利要求1至9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。
11.一种电子设备，包括：
权利要求10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。
CN202280019633.XA 2021-03-11 2022-02-28 显示装置、显示模块及电子设备 Pending CN116964657A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

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