CN117178632A - 显示装置及显示装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种显示质量高的显示装置。该显示装置包括第一像素以及与第一像素相邻地配置的第二像素，第一像素包括第一像素电极、第一像素电极上的第一EL层以及第一EL层上的公共电极，第二像素包括第二像素电极、第二像素电极上的第二EL层以及第二EL层上的公共电极，第一像素电极及第二像素电极各自的侧面具有锥形形状，锥形形状的锥角小于90°，显示装置具有第一像素电极和第二像素电极之间的距离为1μm以下的区域。

Description

显示装置及显示装置的制造方法
技术领域
本发明的一个方式涉及一种显示装置。本发明的一个方式涉及一种显示装置的制造方法。
注意，本发明的一个方式不局限于上述技术领域。作为本说明书等所公开的本发明的一个方式的技术领域的例子，可以举出半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、电子设备、照明装置、输入装置、输入输出装置、这些装置的驱动方法或这些装置的制造方法。半导体装置是指能够通过利用半导体特性而工作的所有装置。
背景技术
近年来，高清晰显示器面板被需求。作为被要求高清晰显示器面板的设备，例如有智能手机、平板终端、笔记本型计算机等。另外，电视装置、显示器装置等固定式显示器装置也随着高分辨率化被要求高清晰化。作为最需求高清晰度的设备，例如有应用于虚拟现实(VR：Virtual Reality)或增强现实(AR：Augmented Reality)的设备。
此外，作为可以应用于显示器面板的显示装置，典型地可以举出液晶显示装置、具备有机EL(Electro Luminescence：电致发光)元件或发光二极管(LED：Light EmittingDiode)等发光元件的发光装置、以电泳方式等进行显示的电子纸等。
例如，有机EL元件的基本结构是在一对电极之间夹有包含发光性有机化合物的层的结构。通过对该元件施加电压，可以得到来自发光性有机化合物的发光。由于应用上述有机EL元件的显示装置不需要液晶显示装置等所需要的背光源，所以可以实现薄型、轻量、高对比度且低功耗的显示装置。例如，专利文献1公开了使用有机EL元件的显示装置的例子。
专利文献2公开了使用有机EL器件的应用于VR的显示装置。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开第2002-324673号公报
[专利文献2]国际公开第2018/087625号
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显示质量高的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种可靠性高的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种功耗低的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种容易实现高清晰化的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种兼具有高显示质量及高清晰度的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种对比度高的显示装置。
本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有新颖结构的显示装置或显示装置的制造方法。本发明的一个方式的目的之一是提供一种高成品率地制造上述显示装置的方法。本发明的一个方式的目的之一是改善现有技术的问题中的至少一个。
注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。注意，本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。另外，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载抽出上述以外的目的。
解决技术问题的手段
本发明的一个方式是一种显示装置，该显示装置包括第一像素以及与第一像素相邻地配置的第二像素，第一像素包括第一像素电极、第一像素电极上的第一EL层以及第一EL层上的公共电极，第二像素包括第二像素电极、第二像素电极上的第二EL层以及第二EL层上的公共电极，第一像素电极及第二像素电极各自的侧面具有锥形形状，锥形形状的锥角小于90°，显示装置具有第一像素电极和第二像素电极之间的距离为1μm以下的区域。
另外，在上述结构中，优选采用如下结构：还包括第一绝缘层以及第一绝缘层上的第二绝缘层，第一绝缘层包含无机材料，第二绝缘层包含有机材料，第二绝缘层隔着第一绝缘层与第一EL层的侧面及第二EL层的侧面重叠。
另外，在上述结构中，也可以采用如下结构：第一绝缘层覆盖第一像素电极的侧面、第一EL层的侧面、第二像素电极的侧面以及第二EL层的侧面。
另外，在上述结构中，也可以采用如下结构：第一像素电极及第二像素电极都包括第一导电层、第一导电层上的第二导电层、第二导电层上的第三导电层以及第三导电层上的第四导电层，第二导电层具有反射性，第一导电层及第三导电层具有保护第二导电层的功能，第四导电层的功函数比第三导电层大，第三导电层及第四导电层具有透光性。
另外，在上述结构中，也可以采用第一导电层包含钛的结构。另外，在上述结构中，也可以采用第二导电层包含铝的结构。另外，在上述结构中，也可以采用第三导电层包含氧化钛的结构。另外，在上述结构中，也可以采用第四导电层包含含有选自铟、锡、锌、镓、钛、铝和硅中的一个或多个的氧化物的结构。
另外，在上述结构中，也可以采用如下结构：第一像素包括配置在第一EL层和公共电极之间的公共层，第二像素包括配置在第二EL层和公共电极之间的公共层。
本发明的另一个方式是一种显示装置的制造方法，在包括第一导电层、第二导电层、第三导电层及第四导电层的多个像素电极的制造中，包括如下步骤：在绝缘层上依次沉积第一导电膜、第二导电膜、第三导电膜及第四导电膜；在第四导电膜上形成抗蚀剂掩模；利用热处理将抗蚀剂掩模加工为锥形形状；利用湿蚀刻将第四导电膜加工为第四导电层；利用第一干蚀刻将第三导电膜及第二导电膜加工为第三导电层及第二导电层；以及利用第二干蚀刻将第一导电膜加工为第一导电层且对第二导电层及第三导电层进一步进行蚀刻，第二干蚀刻中的抗蚀剂掩模的蚀刻速率比第三导电层的蚀刻速率大，使多个像素电极中的一个所包括的第一导电层与多个像素电极中的另一个所包括的第一导电层之间的距离为1μm以下。
另外，在上述结构中，在第二干蚀刻中优选使用氯类气体及氟类气体。另外，在上述结构中，第二干蚀刻中的偏压功率优选比第一干蚀刻大。
另外，在上述结构中，也可以采用在沉积第三导电膜之后在含氧气氛下进行热处理的结构。
另外，在上述结构中，也可以采用第一导电膜及第三导电膜包含钛的结构。另外，在上述结构中，也可以采用第二导电膜包含铝的结构。另外，在上述结构中，也可以采用第四导电膜包含含有选自铟、锡、锌、镓、钛、铝和硅中的一个或多个的氧化物的结构。
发明效果
根据本发明的一个方式，可以提供一种显示质量高的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种可靠性高的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种功耗低的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种容易实现高清晰化的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种兼具有高显示质量及高清晰度的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种对比度高的显示装置。
根据本发明的一个方式，可以提供一种具有新颖结构的显示装置或显示装置的制造方法。根据本发明的一个方式，可以提供一种高成品率地制造上述显示装置的方法。根据本发明的一个方式，可以改善现有技术的问题中的至少一个。
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。注意，本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。另外，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载抽出上述以外的效果。
附图简要说明
图1A至图1C是示出显示装置的结构例子的图。
图2A至图2C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4A及图4B是示出显示装置的结构例子的图。
图5A至图5D是示出显示装置的结构例子的图。
图6A至图6D是示出显示装置的结构例子的图。
图7A至图7F是示出像素的结构例子的俯视图。
图8A至图8E是示出像素的结构例子的俯视图。
图9A至图9F是示出显示装置的制造方法例子的图。
图10A至图10F是示出显示装置的制造方法例子的图。
图11A至图11E是示出显示装置的制造方法例子的图。
图12是示出显示装置的一个例子的立体图。
图13A是示出显示装置的一个例子的截面图。图13B至图13D是示出晶体管的一个例子的截面图。
图14A及图14B是示出显示模块的一个例子的立体图。
图15是示出显示装置的一个例子的截面图。
图16是示出显示装置的一个例子的截面图。
图17是示出显示装置的一个例子的截面图。
图18是示出显示装置的一个例子的截面图。
图19A至图19F是示出发光元件的结构例子的图。
图20A及图20B是示出电子设备的一个例子的图。
图21A至图21D是示出电子设备的一个例子的图。
图22A至图22F是示出电子设备的一个例子的图。
图23A至图23F是示出电子设备的一个例子的图。
图24A及图24B是根据本实施例的鸟瞰图像。
图25A及图25B是根据本实施例的截面图像。
图26A至图26D是根据本实施例的截面图像。
图27A至图27D是根据本实施例的截面图像。
图28是根据本实施例的鸟瞰图像。
实施发明的方式
下面，参照附图对实施方式进行说明。注意，实施方式可以以多个不同方式来实施，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实，就是其方式和详细内容可以被变换为各种各样的形式而不脱离本发明的宗旨及其范围。因此，本发明不应该被解释为仅限定在下面的实施方式所记载的内容中。
注意，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附图标记来表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略反复说明。此外，当表示具有相同功能的部分时有时使用相同的阴影线，而不特别附加附图标记。
注意，在本说明书所说明的各个附图中，有时为了明确起见，夸大表示各构成要素的大小、层的厚度或区域。因此，本发明并不局限于附图中的尺寸。
在本说明书等中使用的“第一”、“第二”等序数词是为了避免构成要素的混淆而附记的，而不是为了在数目方面上进行限定的。
在本说明书等中，“膜”和“层”可以相互调换。例如，有时可以将“导电层”或“绝缘层”分别变换为“导电膜”或“绝缘膜”。
注意，在本说明书中，EL层是指设置在发光元件的一对电极之间且至少包括发光物质的层(也称为发光层)或包括发光层的叠层体。
在本说明书等中，显示装置的一个方式的显示面板是指能够在显示面显示(输出)图像等的面板。因此，显示面板是输出装置的一个方式。
在本说明书等中，有时将在显示面板的衬底上安装有例如FPC(Flexible PrintedCircuit：柔性印刷电路)或TCP(Tape Carrier Package：载带封装)等连接器的结构或在衬底上以COG(Chip On Glass：玻璃覆晶封装)方式等直接安装IC的结构称为显示面板模块或显示模块，或者也简单地称为显示面板等。
本发明的一个方式的发光元件也可以包括包含空穴注入性高的物质、空穴传输性高的物质、电子传输性高的物质、电子注入性高的物质、双极性的物质等的层。
另外，发光层以及包含空穴注入性高的物质、空穴传输性高的物质、电子传输性高的物质及电子注入性高的物质、双极性物质等的层可以分别包含量子点等无机化合物或高分子化合物(低聚物、枝状聚合物或聚合物等)。例如，通过将量子点用于发光层，也可以将其用作发光材料。
作为量子点材料，可以使用胶状量子点材料、合金型量子点材料、核壳(CoreShell)型量子点材料、核型量子点材料等。另外，也可以使用包含第12族和第16族、第13族和第15族、第14族和第16族的元素组的材料。或者，可以使用包含镉、硒、锌、硫、磷、铟、碲、铅、镓、砷、铝等元素的量子点材料。
(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的结构例子及显示装置的制造方法例子。
本发明的一个方式是包括发光元件(也称为发光器件)的显示装置。显示装置包括发射不同颜色的光的至少两个发光元件。发光元件各自包括一对电极及该一对电极间的EL层。作为发光元件，可以使用有机EL元件、无机EL元件等电致发光元件。除此之外，也可以使用发光二极管(LED)。本发明的一个方式的发光元件优选使用有机EL元件(有机电致发光元件)。发射不同颜色的两个以上的发光元件各自包括包含不同材料的EL层。例如，通过包括分别发射红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)的光的三种发光元件，可以实现全彩色显示装置。
在此，已知当在发射不同颜色的发光元件间分别形成EL层时，通过使用金属掩模或FMM(Fine Metal Mask、高精细金属掩模)等荫罩的蒸镀法形成EL层。在本说明书等中，有时将使用金属掩模或FMM的器件称为MM(金属掩模)结构。
然而，该方法不容易实现高清晰化及高开口率化，因为因金属掩模的精度、金属掩模与衬底的错位、金属掩模的弯曲及蒸气的散射等而沉积的膜的轮廓扩大等各种影响而岛状有机膜的形状及位置不同于设计。另外，在进行蒸镀时有时起因于附着于金属掩模的材料而产生微粒。这种微粒有可能导致发光元件的图案不良。另外，有可能发生起因于微粒的短路。另外，需要附着于金属掩模的材料的清洗工序。由此，通过采用Pentile排列等特殊像素排列方式等而模拟地提高清晰度(也称为像素密度)。
本发明的一个方式不使用金属掩模等荫罩将EL层加工为微细图案。注意，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)制造的显示装置称为MM(Metal Mask)结构的显示装置。另外，在本说明书等中，有时将不使用金属掩模或FMM制造的显示装置称为MML(Metal Mask Less)结构的显示装置。通过以MML结构进行形成，可以实现从来难以实现的具有高清晰度和高开口率的显示装置。另外，由于可以分别制造EL层，所以可以实现非常鲜明、对比度高且显示质量高的显示装置。另外，通过在EL层上设置牺牲层，可以降低在显示装置的制造工序中EL层受到的损伤，而可以提高发光器件的可靠性。MML结构的显示装置由于不使用金属掩模制造，因此其像素配置及像素形状等的设计自由度比MM结构的显示装置高。注意，在本说明书等中，也可以将牺牲层称作掩模层。
在此，为了简化起见，说明分别制造两个颜色的发光元件的EL层的情况。首先，覆盖像素电极层叠形成第一EL膜及第一牺牲膜。接着，在第一牺牲膜上形成抗蚀剂掩模。接着，使用抗蚀剂掩模对第一牺牲膜的一部分及第一EL膜的一部分进行蚀刻来形成第一EL层及第一EL层上的第一牺牲层。注意，在本说明书等中，也可以将牺牲膜称作掩模膜。
接下来，层叠形成第二EL膜及第二牺牲膜。接着，使用抗蚀剂掩模对第二牺牲膜的一部分及第二EL膜的一部分进行蚀刻来形成第二EL层及第二EL层上的第二牺牲层。通过上述步骤可以分别形成第一EL层及第二EL层。最后，去除第一牺牲层及第二牺牲层而形成公共电极，由此可以分别形成两个颜色的发光元件。
另外，通过反复进行上述工序可以分别形成三个颜色以上的发光元件的EL层，由此可以实现包括三个或四个以上的颜色的发光元件的显示装置。
在不同颜色的EL层彼此相邻时，例如在使用金属掩模的形成方法中将彼此相邻的EL层或相邻的像素电极的间隔设为小于10μm是困难的，但是在上述方法中可以减少到3μm以下、2μm以下或1μm以下。例如，通过使用LSI用曝光装置，也可以将间隔减少到500nm以下、200nm以下、100nm以下、甚至为50nm以下。由此，可以大幅度地减小有可能存在于两个发光元件间的非发光区域的面积，而可以使开口率接近于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。
另外，关于EL层本身的图案(也可以说成加工尺寸)也与使用金属掩模的情况相比显著地减少。另外，例如在使用金属掩模分别形成EL层的情况下，EL层的中央及端部的厚度不同，所以相对于EL层的面积的能够作为发光区域使用的有效面积变小。另一方面，在上述制造方法中通过对沉积为均匀厚度的膜进行加工来形成EL层，所以可以使EL层的厚度均匀，即使采用微细图案也可以使其几乎所有区域用作发光区域。因此，通过上述制造方法，可以兼具有高清晰度和高开口率。
如此，通过上述制造方法可以实现集成地配置有微细发光元件的显示装置，而例如无需以Pentile方式等特殊像素排列方式模拟地提高清晰度，所以可以实现采用将R、G、B都在一个方向上排列的所谓的条纹排列且具有500ppi以上、1000ppi以上、或者2000ppi以上、甚至为3000ppi以上、甚至为5000ppi以上的清晰度的显示装置。
如上所述，在相邻的像素电极间的距离小(例如，像素电极间的距离为1μm以下)时，纵横比大的凹部形成在相邻的像素电极间。如果在形成有这种凹部的状态下形成EL层，墙状结构体则有可能形成在相邻的像素电极间。另外，当形成发光颜色不同的多个EL层时，多个墙状结构体形成在相邻的像素电极间，而波纹管状结构体被形成。尤其是，在像素电极的侧面大致垂直时，这种倾向很明显。
如果在相邻的像素电极间形成有波纹管状结构体的状态下设置公共层及公共电极，公共层及公共电极的覆盖性则降低，有公共层和公共电极断开的担扰。另外，公共层及公共电极减薄，有电阻增高的担扰。
在本发明的一个方式中，在彼此间距离短的像素电极中，通过使该像素电极的侧面呈锥形形状，可以扩大形成在像素电极间的凹部。由此，可以抑制在形成EL层时墙状结构体形成在相邻的像素电极间。因此，可以在波纹管状结构体不存在于相邻的像素电极间的状态下设置公共层及公共电极。如此，通过以高覆盖性沉积公共层及公共电极，可以提高高清晰度显示装置的显示质量。
注意，在本说明书等中，锥形形状是指构成要素的侧面的至少一部分相对于该构成要素的底面或衬底面等倾斜地设置的形状。例如，优选具有倾斜的侧面和构成要素的底面或衬底面所形成的角度(也称为锥角)小于90°的区域。
另外，在本发明的一个方式中，通过在相邻的EL层间设置包含有机材料的第一绝缘层，可以使设置公共电极的面的凹凸变小。因此，可以提高相邻的EL层间的公共层及公共电极的覆盖性，可以实现公共层及公共电极的良好导电性。另外，可以抑制公共电极或公共层与像素电极的短路。由此，可以进一步提高高清晰度显示装置的显示质量。
另外，在本发明的一个方式中，在包含有机材料的第一绝缘层与EL层之间设置包含无机材料的第二绝缘层。在此，第二绝缘层对氧和水分中的至少一个具有阻挡性。通过利用这种第二绝缘层使第一绝缘层与EL层分离，可以抑制氧、水分或其构成元素从EL层的侧面进入内部，可以实现可靠性高的显示装置。
另外，本发明的一个方式的显示装置可以采用没有设置覆盖像素电极的端部的绝缘物的结构。换言之，可以采用像素电极与EL层间没有设置绝缘物的结构。通过采用该结构，可以有效地提取来自EL层的发光，而可以使视角依赖性极小。例如，在本发明的一个方式的显示装置中，视角(在从斜侧看屏幕时维持一定对比度的最大角度)可以为100°以上且小于180°、优选为150°以上且170°以下的范围内。另外，上下左右都可以采用上述视角。通过采用本发明的一个方式的显示装置，视角依赖性得到提高，可以提高图像的可见度。
注意，在使用金属掩模或高精细金属掩模形成显示装置时，像素配置的结构等有时有限制。在此，以下对MM结构进行说明。
作为MM结构，在EL蒸镀时与衬底对置地设置以EL被蒸镀在所希望的区域中的方式设置有开口部的金属掩模(也称为Metal Mask或FMM)。然后，通过FMM进行EL蒸镀，以在所希望的区域中进行EL蒸镀。当EL蒸镀时的衬底尺寸更大时，FMM的尺寸变大，其重量也变大。另外，在EL蒸镀时因为热等被施加到FMM，所以有时FMM变形。或者，还有在EL蒸镀时对FMM施加一定拉力来进行蒸镀的方法等，所以FMM的重量及强度是重要的参数。
因此，在使用FMM设计像素配置的结构的情况下，需要考虑上述参数等，而需要在一定限制下进行研究。另一方面，本发明的一个方式的显示装置采用MML结构来制造，因此发挥如下优异效果，即与MM结构相比像素配置的结构等自由度高。另外，本结构例如非常适合于柔性装置等，像素和驱动电路中的任一方或双方可以采用各种电路配置。
以下，参照附图说明本发明的一个方式的显示装置的更具体的结构例子及制造方法例子。
[结构例子]
图1A示出本发明的一个方式的显示装置100的俯视示意图。显示装置100在包括半导体电路的衬底101上包括多个呈现红色的发光元件110R、多个呈现绿色的发光元件110G及多个呈现蓝色的发光元件110B。在图1A中，为了简单地区别各发光元件而对各发光元件的发光区域内附上R、G、B的符号。以下，有时将发光元件110R、发光元件110G及发光元件110B总称为发光元件110。
发光元件110R、发光元件110G、发光元件110B都以矩阵状排列。作为图1A所示的像素103，示出同一颜色的发光元件在一个方向上排列的所谓的条纹排列。注意，发光元件的排列方法不局限于此，既可以使用Delta排列、锯齿形(zigzag)排列等排列方法，又可以使用Pentile排列。
作为发光元件110R、发光元件110G、发光元件110B，优选使用OLED(Organic LightEmitting Diode：有机发光二极管)或QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode：量子点发光二极管)等发光元件。作为发光元件含有的发光物质，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(Thermally activated delayed fluorescence：TADF)材料)等。
图1B是对应于图1A中的点划线A1-A2及点划线C1-C2的截面示意图，图1C是对应于点划线B1-B2的截面示意图。
图1B示出发光元件110R、发光元件110G及发光元件110B的截面。发光元件110R包括像素电极111R、EL层112R、公共层114及公共电极113。发光元件110G包括像素电极111G、EL层112G、公共层114及公共电极113。发光元件110B包括像素电极111B、EL层112B、公共层114及公共电极113。另外，以嵌入各发光元件间的方式设置有绝缘层131(绝缘层131a、绝缘层131b)。另外，公共电极113上设置有保护层121。注意，以下，有时将像素电极111R、像素电极111G及像素电极111B总称为像素电极111。另外，有时将EL层112R、EL层112G及EL层112B总称为EL层112。
另外，图2A示出在图1B中用点划线的矩形围绕的区域的放大图。另外，图2B示出图2A的像素电极111R周边的用点划线的矩形围绕的区域的放大图。图2A及图2B示出像素电极111下的设置在包括半导体电路的衬底101的顶面上的绝缘层101a。注意，在本说明书等中，在未放大附图中，为方便起见，有时层及膜的厚度记载得厚。另外，在放大附图中，显示装置的各构成要素之间的距离有时不同。
发光元件110R在像素电极111R与公共电极113之间包括EL层112R。EL层112R包含发射至少在红色的波长区域具有强度的光的发光性有机化合物。发光元件110G在像素电极111G与公共电极113之间包括EL层112G。EL层112G包含发射至少在绿色的波长区域具有强度的光的发光性有机化合物。发光元件110B在像素电极111B与公共电极113之间包括EL层112B。EL层112B包含发射至少在蓝色的波长区域具有强度的光的发光性有机化合物。
在图1B及图1C中，公共层114设置在发光元件110的像素电极111和公共电极113之间。公共层114设置为各发光元件共同使用的一连续的层。此时，公共层114优选以与EL层112的顶面接触的方式设置。并且，公共电极113优选以与公共层114的顶面接触的方式设置。注意，发光元件110也可以不包括公共层114。此时，公共电极113优选以与EL层112的顶面接触的方式设置。
另外，图1A示出与公共电极113电连接的连接电极111C。连接电极111C被供应用来对公共电极113供应的电位(例如，阳极电位或阴极电位)。连接电极111C设置在发光元件110R等排列的显示区域的外侧。另外，在图1A中，以虚线表示公共电极113。
连接电极111C可以沿着显示区域的外周设置。例如，既可以沿着显示区域的外周的一个边设置，又可以横跨显示区域的外周的两个以上的边设置。就是说，在显示区域的顶面形状为长方形的情况下，连接电极111C的顶面形状可以为带状、L字状、“コ”字状(方括号状)或四角形状等。
另外，图1B的C1-C2截面示出连接电极111C和公共电极113电连接的区域130。注意，图1B示出连接电极111C和公共电极113之间设置有公共层114的例子，但是不局限于此，公共层114也可以没有设置在区域130中。在没有设置公共层114的结构中，连接电极111C和公共电极113接触，可以进一步降低接触电阻。
另外，在区域130中，也以覆盖公共电极113的方式设置有保护层121。
EL层112R、EL层112G及EL层112B都包括具有发光性有机化合物的层(发光层)。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化合物(主体材料、辅助材料)。作为主体材料、辅助材料，可以使用一种或多种能隙比发光物质(客体材料)大的物质。作为主体材料和辅助材料，优选组合使用形成激基复合物的化合物。为了高效地形成激基复合物，特别优选组合容易接收空穴的化合物(空穴传输性材料)与容易接收电子的化合物(电子传输性材料)。
作为发光元件可以使用低分子类化合物或高分子类化合物，也可以包含无机化合物(量子点材料等)。
EL层112R、EL层112G及EL层112B除了发光层以外也可以包括电子注入层、电子传输层、空穴注入层和空穴传输层中的一个以上。
像素电极111R、像素电极111G及像素电极111B都设置在每个发光元件中。另外，公共电极113作为各发光元件共通使用的一连续的层设置。作为各像素电极和公共电极113中的任一方使用对可见光具有透光性的导电膜且另一方使用具有反射性的导电膜。通过使各像素电极具有透光性且使公共电极113具有反射性可以实现底面发射型(底部发射型)显示装置。与此相反，通过使各像素电极具有反射性且使公共电极113具有透光性可以实现顶面发射型(顶部发射结构)显示装置。另外，通过使各像素电极和公共电极113的双方具有透光性，也可以实现双面发射型(双面发射结构)显示装置。
优选将相邻的像素电极111间的距离缩小到3μm以下、2μm以下或1μm以下。例如，优选在相邻的像素电极111之间具有使其间的距离为1μm以下的区域。此外，例如通过使用LSI用曝光装置，也可以将距离缩小到500nm以下、200nm以下、100nm以下、甚至为50nm以下。由此，可以大幅度地减小有可能存在于两个发光元件110间的非发光区域的面积，而可以提高开口率。
当作为像素电极111使用具有可见光反射性的导电膜时，例如可以使用铝、金、铂、银、镍、钨、铬、钛、钽、钼、铁、钴、铜或钯等金属材料或包含这些金属材料的合金。铜具有高可见光反射率，所以是优选的。另外，在使用铝时因为电极的蚀刻容易而容易进行加工，并且铝具有高可见光及近红外光反射率，所以是优选的。另外，如上所述，通过作为像素电极111使用银或铝等可见光的波长区域整体上的反射率高的材料，不仅可以提高发光元件的光提取效率，而且可以提高颜色再现性。另外，上述金属材料及合金也可以添加有镧、钕或锗等。另外，也可以使用包含钛、镍或钕与铝的合金(铝合金)。此外，也可以使用包含铜、钯、镁、银的合金。包含银和铜的合金具有高耐热性，所以是优选的。另外，也可以层叠上述材料中的两个以上而使用。
如图2A所示，当像素电极111具有导电层111a、导电层111a上的导电层111b、导电层111b上的导电层111c以及导电层111c上的导电层111d的四层结构时，将上述具有可见光反射性的导电膜用于导电层111b即可。例如，作为导电层111b使用铝即可。
注意，当作为导电层111b使用铝时，优选采用40nm以上、更优选为70nm以上的厚度，由此可以充分提高可见光等的反射率。
此外，在导电层111b中，也可以以与反射可见光的导电膜的顶面、底面或其双方接触的方式设置具有保护反射可见光的导电膜的功能的导电膜。通过采用这种结构，可以抑制反射可见光的导电膜的氧化及腐蚀。例如，通过以与铝膜或铝合金膜接触的方式层叠金属膜或金属氧化物膜，可以抑制氧化。并且，可以抑制小丘形成在铝膜或铝合金膜中。作为这种金属膜、金属氧化物膜的材料可以举出钛、氧化钛等。例如，当采用图2A所示的结构时，作为导电层111a使用钛且作为导电层111c使用氧化钛即可。通过作为导电层111c使用具有透光性的氧化钛，可以抑制在导电层111b上反射的可见光在导电层111c中衰减。
另外，当使用具有可见光透光性的导电性金属氧化物时，该金属氧化物也可以通过使导电性材料的表面氧化来形成。例如，当使用氧化钛时，也可以利用溅射法等沉积钛，使该钛的表面氧化来形成氧化钛。
另外，作为像素电极111可以在具有可见光反射性的导电膜上层叠具有可见光透光性的导电膜而使用。通过作为像素电极111在具有可见光反射性的导电膜上层叠设置具有可见光透光性的导电膜，具有可见光透光性的导电膜可以被用作光学调整层。作为具有可见光透光性的导电性材料，可以使用含有选自铟、锡、锌、镓、钛、铝和硅中的任一个或多个的氧化物。例如，优选使用包括氧化铟、铟锡氧化物、铟锌氧化物、氧化锌、包含镓的氧化锌、氧化钛、包含镓的铟锌氧化物、包含铝的铟锌氧化物、包含硅的铟锡氧化物和包含硅的铟锌氧化物等中的任一个或多个的导电性氧化物。通过在像素电极111的表面上设置氧化物，在形成EL层112时可以抑制与像素电极111的氧化反应等。
另外，当将像素电极111作为阳极时，优选使用功函数大的导电膜(例如，功函数为4.0eV以上)。例如，当采用如图2A所示的结构时，作为导电层111d使用包含硅的铟锡氧化物即可。在此，具有可见光透光性的导电层111d及导电层111c的厚度优选比导电层111b小。并且，更优选的是，导电层111d和导电层111c的总厚度比导电层111b的厚度小。
当像素电极111包括光学调整层时，可以调节光程长。各发光元件的光程长例如对应于光学调整层与EL层112中的设置在包含发光性化合物的膜之下的层的总厚度。
在发光元件中，通过使用微腔结构(微小谐振器结构)使光程长不同，可以加强特定波长的光。由此，可以实现色纯度得到提高的显示装置。
例如，在各发光元件中，通过使EL层112的厚度不同可以实现微腔结构。例如，可以采用如下结构：使发射波长最长的光的发光元件110R的EL层112R的厚度最大且使发射波长最短的光的发光元件110B的EL层112B的厚度最小。另外，不局限于此，可以考虑各发光元件所发射的光的波长、构成发光元件的层的光学特性及发光元件的电特性等调整各EL层的厚度。
另外，如图2B所示，从截面看时像素电极111的侧面优选具有锥形形状。在本说明书等中，锥形形状是指侧面相对于底面倾斜设置的形状。在此，侧面及底面不一定需要为完全的平坦，也可以为具有微小曲率的近似平面状或具有微细凹凸的近似平面状。
如图2B所示，将像素电极111的底面和侧面所形成的角度设定为锥角θ。在此，在锥角θ的测量中，也可以使用衬底101的底面、衬底101的顶面或绝缘层101a的顶面等代替像素电极111的底面。另外，在锥角θ的测量中，作为像素电极111的侧面使用经过导电层111a至导电层111d中的任一个侧面的上端和任一个侧面的下端的面即可。例如，可以采用经过导电层111a的侧面下端和导电层111d的侧面上端的面，可以采用经过导电层111a的侧面下端和导电层111c的侧面上端的面，也可以采用经过导电层111a的侧面下端和导电层111a的侧面上端的面。
像素电极111的锥角θ小于90°，优选为80°以下，更优选为70°以下，进一步优选为50°以下。
另外，如图2B所示，凹部有时形成在绝缘层101a的不与像素电极111重叠的区域中。如图2B所示，将该凹部的侧面和包括该凹部的底面的延伸面所形成的角度设定为锥角θ2。与锥角θ同样，锥角θ2小于90°，优选为80°以下，更优选为70°以下，进一步优选为50°以下。注意，锥角θ2有时比锥角θ大。
例如，当像素电极111的侧面大致垂直时，如本实施方式所示，在相邻的像素电极111间的距离小(例如，像素电极111间的距离为1μm以下)的情况下，纵横比大的凹部形成在像素电极111间。如果在形成有这种凹部的状态下形成EL层112，墙状结构体则有可能形成在相邻的像素电极111间。另外，当形成发光颜色不同的多个EL层112时，多个墙状结构体形成在像素电极111间，而波纹管状结构体被形成。
如果在像素电极111间形成有波纹管状结构体的状态下设置公共层114及公共电极113，则在公共层114及公共电极113中发生断开等，这导致显示装置的显示质量等的降低。
与此相反，在本发明中，通过使像素电极111的侧面呈锥形形状，可以扩大像素电极111间的凹部。由此，可以抑制在形成EL层112时墙状结构体形成在像素电极111间。因此，可以在波纹管状结构体不存在于像素电极111间的状态下设置公共层114及公共电极113。由此，通过以高覆盖性沉积公共层114及公共电极113，可以提高高清晰度显示装置的显示质量。
注意，在图2A及图2B中，示出像素电极111为导电层111a至导电层111d的四层的叠层的例子，但是既可以采用三层以下的结构，又可以采用五层以上的结构。例如，如图2C所示，也可以采用使用单层导电膜形成像素电极111的结构。
另外，有时具有构成像素电极111的多个导电层中的任意个相对于像素电极111的侧面后退的形状。
例如，如图3A所示，有时具有导电层111d后退的形状。当具有如图3A所示的导电层111d那样的相对于像素电极111的侧面大大后退的形状时，优选用导电层111d除外的侧面测量锥角θ。例如，在是图3A的情况下，优选以经过导电层111a的下端和导电层111c的上端的面为像素电极111的侧面测量锥角θ。
另外，例如，如图3B所示，有时具有导电层111b及导电层111c也与图3A的情况相比后退的形状。当如图3B所示的导电层111b及导电层111c那样相对于像素电极111的侧面后退的距离小时，也可以用包括导电层111b及导电层111c的侧面测量锥角θ。例如，在是图3B的情况下，也可以以经过导电层111a的下端和导电层111c的上端的面为像素电极111的侧面测量锥角θ。
另外，例如，如图3C所示，有时具有导电层111b相对于导电层111a及导电层111c后退的形状。
另外，图1B及图1C等所示，也可以采用EL层112只在像素电极111的平坦部上形成而不跨过像素电极111的端部形成的结构。通过采用这样的结构，可以抑制因像素电极111的台阶而导致EL层112的断开。另外，可以防止由于该断开而公共层114及公共电极113中进一步发生断开。在此，EL层112的侧面下端部优选与像素电极111的侧面上端部大致对齐。由此，像素电极111的几乎整体可以起到作为发光元件的作用。
注意，本发明不局限于上述结构。如图5A至图5C所示，也可以采用像素电极111的顶面及侧面被EL层112覆盖的结构。此时，EL层112的侧面端部位于像素电极111的侧面端部的外侧。另外，EL层112的不与像素电极111的区域与绝缘层101a的顶面接触。另外，与图1B及图1C所示的结构不同，绝缘层131不会与像素电极111接触。在此，图5A是对应于图1A中的点划线A1-A2及点划线C1-C2的截面示意图，图5B是对应于点划线B1-B2的截面示意图。另外，图5C示出在图5A中用点划线的矩形围绕的区域的放大图。
由于EL层112覆盖像素电极111的顶面及侧面，可以在不使像素电极111露出的状态下进行EL层112的形成工序、绝缘层131的形成工序等。由此，可以在EL层112的形成工序、绝缘层131的形成工序等中减轻像素电极111的损伤，所以可以提高发光元件110的成品率，并且可以提高发光元件110的显示质量。
另外，如图6A及图6B所示，也可以采用EL层112的侧面下端部和像素电极111的侧面下端部大致对齐的结构。通过采用这种结构，可以在发光元件110间的距离小且不使像素电极111露出的状态下进行EL层112的形成工序、绝缘层131的形成工序等。在此，图6A是对应于图1A中的点划线A1-A2及点划线C1-C2的截面示意图，图6B是对应于点划线B1-B2的截面示意图。
另外，如图6C及图6D所示，也可以采用EL层112只在像素电极111的平坦部上形成而不跨过像素电极111的端部形成的结构。注意，与图1B及图1C不同，EL层112的侧面下端部位于像素电极111的侧面上端部的内侧。由此，可以以相对于像素电极111具有余地的方式形成EL层112。
彼此相邻的发光元件110之间设置有绝缘层131。绝缘层131位于发光元件110所包括的各EL层112之间。另外，绝缘层131上设置有公共电极113。
绝缘层131例如设置在呈现不同颜色的两个EL层112之间。或者，绝缘层131例如设置在呈现相同颜色的两个EL层112之间。或者，也可以采用绝缘层131设置在呈现不同颜色的两个EL层112之间而不设置在呈现相同颜色的两个EL层112之间的结构。
例如，如图1A至图1C所示，绝缘层131配置在相邻像素间的EL层112之间以便在俯视时具有网状(也可以说格子状或矩阵状)的形状。
EL层112R、EL层112G及EL层112B都优选具有接触于像素电极的顶面的区域及接触于绝缘层131的侧面的区域。EL层112R、EL层112G及EL层112B的端部优选接触于绝缘层131的侧面。此外，如图1B及图1C等所示，优选像素电极111R、像素电极111G、像素电极111B的端部也与绝缘层131的侧面接触。
通过在不同颜色的发光元件之间设置绝缘层131，可以抑制EL层112R、EL层112G及EL层112B彼此接触。由此，可以适合防止电流通过相邻的两个EL层流过而产生非意图的发光。由此，可以提高对比度而可以实现显示质量高的显示装置。
另外，也可以在相邻的呈现相同颜色的像素之间不设置绝缘层131而只在呈现不同颜色的像素之间形成绝缘层131。在此情况下，可以以在俯视时具有条纹形状的方式配置绝缘层131。通过将绝缘层131配置为条纹形状，与配置为格子状的情况相比，不需要用来形成绝缘层131的空间，所以可以提高开口率。在将绝缘层131配置为条纹形状时，相邻的相同颜色的EL层也可以被加工为带状以便在列方向上连续。
在相邻的发光元件之间，EL层112的端部附近产生起因于设置有EL层112的区域、设置有像素电极111的区域和不设置有EL层112及像素电极111的区域的台阶。本发明的一个方式的显示装置通过包括绝缘层131而使该台阶平坦化，与在相邻的发光元件之间公共电极113与衬底101接触的情况相比，可以提高公共电极113的覆盖性，所以可以抑制因断开而发生的连接不良。或者，可以抑制因台阶而公共电极113局部性地被薄膜化而电阻上升。
在本发明的一个方式中，通过在相邻地配置的EL层112之间设置绝缘层131可以减小公共电极113的形成面的凹凸，所以可以提高EL层112的端部附近的公共电极113的覆盖性，由此可以实现公共电极113的良好导电性。
如上所述，通过使像素电极111呈锥形形状，可以在波纹管状结构体没有形成在像素电极111间的状态下设置绝缘层131。由此，可以进一步减小公共电极113的形成面的凹凸。因此，可以实现公共电极113的良好导电性，并且可以提高显示装置的显示质量。
绝缘层131优选包括绝缘层131a以及设置在绝缘层131a下的绝缘层131b。绝缘层131b优选以与发光元件110中的各EL层112的侧面接触的方式设置。另外，绝缘层131b优选以与发光元件110中的各像素电极111的侧面接触的方式设置。例如，如图1B及图1C所示，绝缘层131b优选以覆盖发光元件110中的各EL层112的侧面及像素电极111的侧面的方式设置。
另外，绝缘层131b以与绝缘层131a的侧面及底面接触的方式设置。换言之，在从截面看时绝缘层131a以填充绝缘层131b的凹部的方式与绝缘层131b的顶面接触地设置。
通过采用以上结构，如图1B及图1C所示，绝缘层131a以隔着绝缘层131b与EL层112的侧面重叠(也可以说成与EL层112的侧面相对)的方式设置。就是说，绝缘层131a与EL层112由绝缘层131b分离。
绝缘层131b具有与EL层112的侧面接触的区域且被用作EL层112的保护绝缘层。绝缘层131b优选对氧和水分中的至少一个具有阻挡性。通过由这样的绝缘层131b使绝缘层131a与EL层112分离，可以抑制氧、水分或其构成元素从EL层112的侧面向内部进入，由此可以实现可靠性高的显示装置。
从截面看时，在与EL层112的侧面接触的区域中的绝缘层131b的宽度大时，有时EL层112的间隔变大而开口率降低。另外，在绝缘层131b的宽度小时，有时抑制氧、水分或其构成元素从EL层112的侧面向内部进入的效果减少。与EL层112的侧面接触的区域的绝缘层131b的宽度优选为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，最进一步优选为10nm以上且50nm以下。通过将绝缘层131b的宽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131b可以为包含无机材料的绝缘层。例如，作为绝缘层131b可以使用氧化铝、氧化镁、氧化铪、氧化镓、铟镓锌氧化物、氧化硅、氧氮化硅、氮化硅或氮氧化硅等的单层或叠层。尤其是，氧化铝在蚀刻中的与EL层112的选择比高，在后面的绝缘层131b的形成中具有对EL层112的保护功能，所以是优选的。尤其是，通过将利用原子层沉积(ALD：AtomicLayer Deposition)法形成的氧化铝、氧化铪、氧化硅等无机绝缘材料用作绝缘层131b，可以实现针孔少的膜，可以实现对EL层112的保护功能优异的绝缘层131b。
注意，在本说明书中，“氧氮化物”是指在其组成中氧含量多于氮含量的材料，而“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。
绝缘层131b可以通过溅射法、化学气相沉积(CVD：Chemical Vapor Deposition)法、分子束外延(MBE：Molecular Beam Epitaxy)法、脉冲激光沉积(PLD：Pulsed LaserDeposition)法、ALD法等形成。另外，绝缘层131b可以适合使用覆盖性良好的ALD法形成。
设置在绝缘层131b上的绝缘层131a具有使形成在相邻的发光元件之间的绝缘层131b的凹部平坦化的功能。换言之，通过包括绝缘层131a，发挥提高公共电极113的形成面的平坦性的效果。作为绝缘层131a，可以适合使用包含有机材料的绝缘层。例如，作为绝缘层131a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。另外，作为绝缘层131a可以使用感光性树脂。作为感光性树脂可以使用正型材料或负型材料。
当利用感光性树脂形成绝缘层131a时，可以只有经过曝光及显影的工序制造绝缘层131a。另外，也可以使用负型感光性树脂(例如抗蚀剂材料等)形成绝缘层131a。另外，当作为绝缘层131a使用包含有机材料的绝缘层时，优选使用吸收可见光的材料。当将吸收可见光的材料用于绝缘层131a时，可以由绝缘层131a吸收来自EL层112的发光，可以抑制有可能漏到相邻的EL层112的光(杂散光)。因此，可以提供一种显示质量高的显示装置。
为了提高公共电极113的形成面的平坦性，在EL层112的端部绝缘层131a的顶面、绝缘层131b的顶面与EL层112的顶面也可以大致对齐。另外，绝缘层131的顶面优选具有平坦形状。注意，绝缘层131a的顶面、绝缘层131b的顶面及EL层112的顶面并不需要对齐。
例如，绝缘层131a的顶面与EL层112的顶面的高度之差例如优选为绝缘层131a的厚度的0.5倍以下，更优选为绝缘层131a的厚度的0.3倍以下。另外，例如也可以以EL层112的顶面高于绝缘层131a的顶面的方式设置绝缘层131a。另外，例如也可以以绝缘层131a的顶面高于EL层112所包括的发光层的顶面的方式设置绝缘层131a。
另外，在对应于不同颜色的EL层112中，在EL层112的顶面高度不同的情况下，也可以使各EL层112附近的绝缘层131a的顶面高度与该EL层112的顶面高度大致一致。另外，也可以使与各EL层112的侧面接触的区域的绝缘层131b的顶面高度与该EL层112的高度大致一致。例如，如图2A等所示，也可以使绝缘层131a的顶面高度在EL层112B的附近与EL层112B的顶面高度大致一致且在EL层112R的附近与EL层112R的顶面高度大致一致。例如，也可以使绝缘层131b的顶面高度在与EL层112B的侧面接触的区域与EL层112B的顶面高度大致一致且在与EL层112R的侧面接触的区域与EL层112R的顶面高度大致一致。
另外，绝缘层131a的顶面也可以具有中央及其附近凹下的形状(有时被称为凹曲面形状)。另外，不局限于此，绝缘层131a的顶面也可以具有中央及其附近凸起的形状(有时被称为凸曲面形状)。
注意，本发明不局限于这些结构，如图4A所示，绝缘层131(绝缘层131a及绝缘层131b)的一部分也可以与相邻的EL层112(图4A中的EL层112B及EL层112R)重叠。
另外，当绝缘层131的一部分与相邻的EL层112重叠时，牺牲层145的一部分有时形成在该绝缘层131的一部分和EL层112之间。牺牲层145是指在形成EL层112时被用作硬掩模的包含无机材料的层。牺牲层145优选具有与EL层的蚀刻选择比高的牺牲层145a和牺牲层145a上的牺牲层145b的叠层结构。将在后面的显示装置的制造方法中说明牺牲层145的详细内容。
例如，如图4A所示，绝缘层131(绝缘层131a及绝缘层131b)包括：位于EL层112B上并与EL层112B的顶面重叠的第一区域；以及位于EL层112R上并与EL层112R的顶面重叠的第二区域。绝缘层131的第一区域和EL层112B之间以及绝缘层131b的第二区域和EL层112R之间都形成有牺牲层145a及牺牲层145b。
在此，如图4A所示，绝缘层131的第一区域及第二区域优选以从顶面到侧面具有光滑的曲面的方式连接。通过采用这样的形状，可以以高覆盖性沉积形成在绝缘层131上的公共层114及公共电极113，可以抑制断开的发生。
另外，如图5D所示，在图5A至图5C所示的显示装置100中也同样地，绝缘层131(绝缘层131a及绝缘层131b)的一部分也可以与相邻的EL层112(图5D中的EL层112B及EL层112R)重叠。
另外，如图1B所示，绝缘层131有时形成在连接电极111C的侧面。此时，连接电极111C和绝缘层131之间有时形成有牺牲层145R。
另外，如图4B所示，绝缘层131b也可以为绝缘层131b1与绝缘层131b1上的绝缘层131b2的叠层膜。作为绝缘层131b1及绝缘层131b2，适当地使用上述可用于绝缘层131b的无机材料即可。例如，作为绝缘层131b1可以使用利用ALD法沉积的氧化铝，作为绝缘层131b2可以使用利用溅射法沉积的氮化硅。通过采用这样的结构而以高覆盖性将绝缘层131b1形成为针孔少的膜且作为绝缘层131b2设置氮化硅，可以提高对于氧及水分的阻挡性。
另外，公共电极113上以覆盖发光元件110R、发光元件110G及发光元件110B的方式设置有保护层121。保护层121具有防止水等的杂质从上方扩散到各发光元件的功能。
保护层121例如可以具有至少包括无机绝缘膜的单层结构或叠层结构。作为无机绝缘膜，例如可以使用氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、氮化硅膜、氧化铝膜、氧氮化铝膜、氧化铪膜等的氧氧化物膜或氮化物膜。或者，作为保护层121也可以使用铟镓氧化物、铟镓锌氧化物等的半导体材料。
另外，作为保护层121也可以使用无机绝缘膜与有机绝缘膜的叠层膜。例如，优选在一对无机绝缘膜之间夹持有机绝缘膜。并且，有机绝缘膜优选被用作平坦化膜。由此，可以使有机绝缘膜的顶面平坦，所以有机绝缘膜上的无机绝缘膜的覆盖性得到提高，由此可以提高阻挡性。另外，保护层121的顶面变平坦，所以当在保护层121的上方设置结构物(例如，滤色片、触摸传感器的电极或透镜阵列等)时可以减少起因于下方的结构的凹凸形状的影响，所以是优选的。
与公共电极113同样，公共层114横跨设置在多个发光元件中。公共层114覆盖EL层112R、EL层112G及EL层112B。通过包括公共层114可以简化制造工序，所以可以降低制造成本。公共层114及公共电极113可以在其制造工序中不进行蚀刻等工序而连续地形成。因此，可以使公共层114与公共电极113的界面清洁而可以在发光元件中得到良好的特性。
EL层112R、EL层112G及EL层112B例如优选包括包含至少发射一个颜色光的发光材料的发光层。另外，公共层114例如优选为包括电子注入层、电子传输层、空穴注入层和空穴传输层中的一个以上的层。在将像素电极用作阳极且将公共电极用作阴极的发光元件中，作为公共层114可以采用包括电子注入层的结构或者包括电子注入层及电子传输层的两个的结构。
[像素的布局]
接着，说明与图1A不同的像素布局。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-Stripe排列、矩阵排列、Delta排列、拜耳排列、Pentile排列等。
另外，作为子像素的顶面形状，例如可以举出三角形、四角形(长方形、正方形)、五角形等多角形、带圆角的上述多角形形状、椭圆形或圆形等。在此，子像素的顶面形状相当于发光元件的发光区域的顶面形状。
图7A所示的像素103采用S-Stripe排列。图7A所示的像素103由子像素103a、子像素103b及子像素103c这三个子像素构成。例如，如图8A所示，子像素103a也可以为蓝色子像素B，子像素103b也可以为红色子像素R，子像素103c也可以为绿色子像素G。
图7B所示的像素103包括具有带圆角的近似梯形的顶面形状的子像素103a、具有带圆角的近似三角形的顶面形状的子像素103b以及具有带圆角的近似四角形或近似六角形的顶面形状的子像素103c。另外，子像素103a的发光面积比子像素103b大。如此，可以分别独立地决定各子像素的形状及尺寸。例如，包括可靠性高的发光元件的子像素的尺寸可以更小。例如，如图8B所示，子像素103a也可以为绿色子像素G，子像素103b也可以为红色子像素R，子像素103c也可以为蓝色子像素B。
图7C所示的像素124a及像素124b采用Pentile排列。在图7C中，示出交替排列有包括子像素103a及子像素103b的像素124a以及包括子像素103b及子像素103c的像素124b的例子。例如，如图8C所示，子像素103a也可以为红色子像素R，子像素103b也可以为绿色子像素G，子像素103c也可以为蓝色子像素B。
图7D及图7E所示的像素124a及像素124b采用Delta排列。像素124a在上一行(第一行)包括两个子像素(子像素103a及子像素103b)且在下一行(第二行)包括一个子像素(子像素103c)。像素124b在上一行(第一行)包括一个子像素(子像素103c)且在下一行(第二行)包括两个子像素(子像素103a及子像素103b)。例如，如图8D所示，子像素103a也可以为红色子像素R，子像素103b也可以为绿色子像素G，子像素103c也可以为蓝色子像素B。
图7D是各子像素具有带圆角的近似四角形的顶面形状的例子，图7E是各子像素具有圆形的顶面形状的例子。
图7F是各颜色子像素排列为之字形的例子。具体而言，在俯视时，在列方向上排列的两个子像素(例如，子像素103a和子像素103b或者子像素103b和子像素103c)的上边缘的位置不一致。例如，如图8E所示，子像素103a也可以为红色子像素R，子像素103b也可以为绿色子像素G，子像素103c也可以为蓝色子像素B。
在光刻法中，被加工的图案越微细越不能忽视光的衍射所带来的影响，所以在通过曝光转移光掩模的图案时其保真度下降，难以将抗蚀剂掩模加工为所希望的形状。因此，即使光掩模的图案为矩形，也易于形成带圆角的图案。因此，子像素的顶面形状有时呈带圆角的多角形形状、椭圆形或圆形等。
并且，在本发明的一个方式的显示装置的制造方法中，使用抗蚀剂掩模将EL层加工为岛状。形成在EL层上的抗蚀剂膜需要以低于EL层的耐热温度的温度固化。因此，根据EL层的材料的耐热温度及抗蚀剂材料的固化温度而有时抗蚀剂膜的固化不充分。固化不充分的抗蚀剂膜在被加工时有时呈远离所希望的形状的形状。其结果是，EL层的顶面形状有时呈带圆角的多角形形状、椭圆形或圆形等。例如，当要形成顶面形状为正方形的抗蚀剂掩模时，有时形成圆形顶面形状的抗蚀剂掩模而EL层的顶面形状呈圆形。
为了使EL层的顶面形状呈所希望的形状，也可以利用以设计图案与转移图案一致的方式预先校正掩模图案的技术(OPC(Optical Proximity Correction：光学邻近效应修正)技术)。具体而言，在OPC技术中，对掩模图案上的图形角部等追加校正用图案。
[制造方法例子]
以下，参照附图说明本发明的一个方式的显示装置的制造方法的一个例子。在此，以根据上述结构例子的在图1中所示的显示装置100为例进行说明。图9A至图11E是以下例示出的显示装置的制造方法的各工序中的截面示意图。
构成显示装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜、导电膜等)可以利用溅射法、CVD法、真空蒸镀法、PLD法、ALD法等形成。作为CVD法有等离子体增强化学气相沉积(PECVD：PlasmaEnhancedCVD)法或热CVD法等。此外，作为热CVD法之一，有有机金属化学气相沉积(MOCVD：Metal Organic CVD)法。
此外，构成显示装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜、导电膜等)可以利用旋涂法、浸渍法、喷涂法、喷墨法、分配器法、丝网印刷法、胶版印刷法、刮刀(doctor knife)法、狭缝式涂布法、辊涂法、帘式涂布法、刮刀式涂布法等方法形成。
此外，当对构成显示装置的薄膜进行加工时，可以利用光刻法等进行加工。除了上述方法以外，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。另外，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，可以进行极其微细的加工，所以是优选的。注意，在通过利用电子束等光束进行扫描而进行曝光时，也可以不使用光掩模。
作为薄膜的蚀刻方法，可以利用干蚀刻法、湿蚀刻法及喷砂法等。
[衬底101的准备]
作为衬底101，可以使用至少具有能够承受后面的热处理程度的耐热性的衬底。在使用绝缘衬底作为衬底101的情况下，可以使用玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、陶瓷衬底、有机树脂衬底等。此外，还可以使用以硅或碳化硅等为材料的单晶半导体衬底或多晶半导体衬底、以硅锗等为材料的化合物半导体衬底、SOI衬底等半导体衬底。
尤其是，衬底101优选使用在上述半导体衬底或绝缘衬底上形成有包括晶体管等半导体元件的半导体电路的衬底。该半导体电路优选例如构成像素电路、栅极线驱动电路(栅极驱动器)、源极线驱动电路(栅极驱动器)等。除此以外，还可以构成运算电路、存储电路等。
[像素电极111的形成]
接着，在衬底101上沉积成为像素电极111及连接电极111C的导电膜。接着，对导电膜的一部分进行蚀刻，在衬底101上形成像素电极111R、像素电极111G、像素电极111B及连接电极111C(图10A)。成为像素电极111及连接电极111C的导电膜的沉积利用溅射法、CVD法、PLD法和ALD法中的任一个以上进行即可。另外，像素电极111及连接电极111C的蚀刻利用干蚀刻法和湿蚀刻法中的任一个以上进行即可。
可以将相邻的像素电极111间的距离缩小到3μm以下、2μm以下或1μm以下。例如通过使用LSI用曝光装置，可以将该距离缩小到500nm以下、200nm以下、100nm以下、甚至为50nm以下。由此，可以大幅度地减小可能存在于两个发光元件110间的非发光区域的面积，可以提高开口率。
在此，使用图9A至图9F说明图2B所示的四层结构的像素电极111的制造方法的一个例子。
首先，在形成有半导体电路的衬底101上的绝缘层101a上依次沉积导电膜111aA、导电膜111bA、导电膜111cA以及导电膜111dA。在此，导电膜111aA在后面的工序中成为导电层111a，导电膜111bA在后面的工序中成为导电层111b，导电膜111cA在后面的工序中成为导电层111c，导电膜111dA在后面的工序中成为导电层111d。
使用上述可用于导电层111a、导电层111b、导电层111c及导电层111d的导电性材料沉积导电膜111aA、导电膜111bA、导电膜111cA及导电膜111dA即可。例如作为导电膜111aA及导电膜111cA可以使用利用溅射法沉积的钛。另外，例如作为导电膜111bA可以使用利用溅射法沉积的铝。另外，例如作为导电膜111dA可以使用利用溅射法沉积包含硅的铟锡氧化物。
另外，优选在不暴露于大气的状态下连续地沉积导电膜111aA、导电膜111bA及导电膜111cA。由此，在导电膜111bA不被氧化的状态下进行沉积。另外，优选在沉积导电膜111cA之后进行热处理来使导电膜111cA氧化。由此，导电膜111cA可以包含透光性高的氧化钛。
接着，在导电膜111dA上形成抗蚀剂掩模115a(图9A)。抗蚀剂掩模115a可以使用正型抗蚀剂材料或负型抗蚀剂材料等包含感光性树脂的抗蚀剂材料。
接着，在含氧气氛下进行热处理，对抗蚀剂掩模115a进行加工来形成抗蚀剂掩模115b(图9B)。如图9B所示，抗蚀剂掩模115b的侧面优选具有锥形形状。另外，如图9B所示，抗蚀剂掩模115b的侧面的上部形成有曲面，抗蚀剂掩模115b具有侧面和顶面光滑地连接的形状。上述热处理在抗蚀剂掩模115a的有机材料成分不被完全分解的温度范围内进行即可，例如以140℃以上且180℃以下左右进行即可。
接着，进行蚀刻处理，对导电膜111dA进行加工来形成导电层111d(图9C)。当作为导电膜111dA使用包含硅的铟锡氧化物时，该蚀刻处理优选利用湿蚀刻法进行。例如，可以使用包含柠檬酸或草酸等的有机酸。此时，如图9C所示，有时具有导电层111d的侧面相对于抗蚀剂掩模115b的侧面后退的形状。
接着，进行蚀刻处理，对导电膜111cA及导电膜111bA进行加工来形成导电层111c及导电层111b(图9D)。优选在导电膜111aA被蚀刻之前停止本蚀刻处理。注意，导电膜111aA的一部分有时因该蚀刻而被去除。
在此，如图9D所示，抗蚀剂掩模115b也被蚀刻，形成缩小的抗蚀剂掩模115c。在将具有锥形形状的抗蚀剂掩模115b缩小成抗蚀剂掩模115c的同时对导电层111c及导电层111b进行蚀刻，由此可以使导电层111c及导电层111b的侧面呈锥形形状。在此，通过将导电层111c及导电层111b的蚀刻速率设定为比抗蚀剂掩模115b大的蚀刻速率，可以缩短导电层111c及导电层111b的形成所需的时间，可以提高显示装置的生产率。
当作为导电膜111cA使用钛且作为导电膜111bA使用铝时，该蚀刻处理优选利用干蚀刻法进行。此时，作为蚀刻气体优选使用氯类气体。作为氯类气体，可以将Cl2、BCl3、SiCl4及CCl4等气体单独或混合两种以上而使用。另外，可以以单独或混合两种以上的气体的方式将氧气体、氢气体、氦气体及氩气体等适当地添加到上述氯类气体。
作为干蚀刻装置，可以使用具有高密度等离子体源的干蚀刻装置。作为具有高密度等离子体源的干蚀刻装置，例如可以使用感应耦合等离子体(ICP：Inductively CoupledPlasma)蚀刻装置等。或者，可以使用包括平行平板型电极的电容耦合型等离子体(CCP：Capacitively Coupled Plasma)蚀刻装置。包括平行平板型电极的电容耦合型等离子体蚀刻装置也可以采用对平行平板型电极中的一方施加高频电压的结构。或者，也可以采用对平行平板型电极中的一方施加不同的多个高频电压的结构。或者，也可以采用对平行平板型电极的各个施加频率相同的高频电压的结构。或者，也可以采用对平行平板型电极的各个施加频率不同的高频电压的结构。
接着，进行蚀刻处理，对导电膜111aA进行加工来形成导电层111a(图9E)。由于在本蚀刻处理中导电层111a至导电层111c的侧面被蚀刻，像素电极111的侧面被形成为锥形形状。另外，此时，有时导电层111d的侧面也被蚀刻，形成锥形形状。另外，有时绝缘层101a的不与像素电极111重叠的区域被蚀刻，凹部形成在该区域中。
如图9E所示，在本蚀刻工序中抗蚀剂掩模115c也被蚀刻，形成进一步缩小的抗蚀剂掩模115d。此时，通过将抗蚀剂掩模115d的蚀刻速率设定为比像素电极111大的蚀刻速率，可以使像素电极111的侧面呈锥形形状。例如，优选将抗蚀剂掩模115d的蚀刻速率设定为比导电层111c大的蚀刻速率。
当作为导电膜111aA使用钛时，该蚀刻处理优选利用干蚀刻法进行。此时，作为蚀刻气体优选将氯类气体与降低反应生成物的蒸汽压的氟类气体混合而使用。注意，优选将氯类蚀刻气体的流量设定为比根据图9D的蚀刻处理低的流量。由此，可以使导电层111c的蚀刻速率变小而相对地使抗蚀剂掩模115d的蚀刻速率变大，容易将像素电极111形成为锥形形状。在此，作为氟类气体可以将CF4、SF6、NF3、CHF3、C4F6、C5F6、C4F8及C5F8等气体单独或混合两种以上而使用。另外，也可以以单独或混合两种以上的气体的方式将氧气体、氢气体、氦气体及氩气体等一种或两种以上气体适当地添加到上述氯类气体及氟类气体。
另外，优选将根据图9E的蚀刻处理中的偏压功率设定为比根据图9D的蚀刻处理大的偏压功率。由此，可以进一步增大抗蚀剂掩模115d的蚀刻速率。
接着，去除抗蚀剂掩模115d(图9F)。抗蚀剂掩模115d的去除可以利用湿蚀刻或干蚀刻进行。例如，利用将氧气体用作蚀刻气体的干蚀刻(也称为等离子体灰化)去除抗蚀剂掩模115d即可。
如此，可以形成具有锥角θ的锥形形状的像素电极111。在此，锥角θ小于90°，优选为80°以下，更优选为70°以下，进一步优选为50°以下。
注意，图9F所示的像素电极111具有导电层111a至导电层111d的侧面呈形成大致同一平面的形状，但是本发明不局限于此。如图3A至图3C所示，有时具有导电层111a至导电层111d的侧面中的任一个或多个后退的形状。
[EL膜112Rf的形成]
接着，在像素电极111R、像素电极111G、像素电极111B上沉积后面成为EL层112R的EL膜112Rf。
EL膜112Rf至少包括包含发光性化合物的膜。除此之外，也可以层叠有被用作电子注入层、电子传输层、电荷产生层、空穴传输层或空穴注入层的膜中的一个以上。EL膜112Rf例如可以通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、溅射法或喷墨法等形成。另外，不局限于此，可以适当地使用上述沉积方法。
[牺牲膜144R的形成]
接着，说明牺牲膜的沉积工序。
牺牲膜144R是成为牺牲层145R的膜。另外，后述的牺牲膜144G是成为牺牲层145G的膜，牺牲膜144B是成为牺牲层145B的膜。有时将牺牲层145R、牺牲层145G及牺牲层145B总称为牺牲层145。作为牺牲层145既可以采用单层结构，又可以采用两层以上的叠层结构。
以下，示出使用两层结构的牺牲层的例子。
在以下的例子中，牺牲膜144R、牺牲膜144G及牺牲膜144B优选具有牺牲膜144a和牺牲膜144b的叠层结构。在此，牺牲膜144a是成为牺牲层145a的膜，牺牲膜144b是成为牺牲层145b的膜。此时，牺牲层145R、牺牲层145G及牺牲层145B具有牺牲层145a和牺牲层145b的叠层结构。此时，如图4A及图4B所示，牺牲层145a的一部分及牺牲层145b的一部分有时残留在EL层112的端部上。
作为牺牲膜144R的沉积工序，以覆盖EL膜112Rf的方式形成牺牲膜144a，在其上形成牺牲膜144b即可。另外，牺牲膜144R以与连接电极111C的顶面接触的方式设置。
在牺牲膜144a及牺牲膜144b的形成中，例如可以使用溅射法、ALD法(热ALD法、PEALD法)或真空蒸镀法。注意，直接形成在EL膜112Rf上的牺牲膜144a优选利用给EL层带来的损伤少的方法形成。因此，与利用溅射法相比，优选利用ALD法或真空蒸镀法形成牺牲膜144a。
作为牺牲膜144a，可以适当地使用金属膜、合金膜、金属氧化物膜、半导体膜、无机绝缘膜等无机膜。
另外，作为牺牲膜144a可以使用氧化物膜。典型的是，也可以使用氧化硅、氧氮化硅、氧化铝、氧氮化铝、氧化铪、氧氮化铪等氧化物膜或氧氮化物膜。另外，作为牺牲膜144a例如可以使用氮化物膜。具体而言，也可以使用氮化硅、氮化铝、氮化铪、氮化钛、氮化钽、氮化钨、氮化镓、氮化锗等氮化物。这些无机绝缘材料可以利用溅射法、CVD法或ALD法等沉积方法形成。关于直接形成在EL膜112Rf上的牺牲膜144a特别优选利用ALD法。
作为牺牲膜144a，例如可以使用金、银、铂、镁、镍、钨、铬、钼、铁、钴、铜、钯、钛、铝、钇、锆及钽等的金属材料或者包含该金属材料的合金材料。尤其是，优选使用铝或银等低熔点材料。
另外，作为牺牲膜144a可以使用铟镓锌氧化物(In-Ga-Zn氧化物，也记为IGZO)等金属氧化物。另外，作为牺牲膜144a，可以使用氧化铟、铟锌氧化物(In-Zn氧化物)、铟锡氧化物(In-Sn氧化物，也记载为ITO)、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，也可以应用于使用元素M(M为铝、硅、硼、钇、铜、钒、铍、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁中的一种或多种)代替上述镓的情况。
作为牺牲膜144b可以使用以上列举的可用作牺牲膜144a的材料。另外，可以从以上列举的可用作牺牲膜144a的材料中将一个选择为牺牲膜144a，将其他一个选择为牺牲膜144b。另外，可以在以上列举的可用作牺牲膜144a的材料中将一个或多个材料选择为牺牲膜144a，将从选择为牺牲膜144a的材料以外的材料中选择的材料用作牺牲膜144b。
牺牲膜144a可以使用对于EL膜112Rf等各EL膜的蚀刻处理的耐性较高的膜，即蚀刻选择比较大的膜。并且，牺牲膜144a特别优选使用可以通过对各EL膜带来的损伤较少的湿蚀刻法被去除的膜。
另外，作为牺牲膜144a，也可以使用可溶解于对位于EL膜112Rf的最上部的膜在化学上稳定的溶剂的材料。尤其是，可以将溶解于水或醇的材料适合用于牺牲膜144a。在沉积牺牲膜144a时，优选以溶解于水或醇等的溶剂的状态通过湿式沉积方法进行涂敷，然后进行加热处理以便使溶剂蒸发。此时，通过在减压气氛下进行加热处理，可以以低温且短时间去除溶剂，所以可以减少对EL膜112Rf带来的热损伤，所以是优选的。
作为可用于牺牲膜144a的形成的湿式沉积方法，可以举出旋涂法、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。
作为牺牲膜144a，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有机材料。
作为牺牲膜144b，使用与牺牲膜144a的选择比大的膜即可。
特别优选的是，作为牺牲膜144a使用利用ALD法形成的氧化铝、氧化铪、氧化硅等无机绝缘材料，作为牺牲膜144b使用利用溅射法形成的IGZO等包含铟的金属氧化物。另外，作为牺牲膜144b也可以使用利用溅射法形成的钨。
另外，作为牺牲膜144b也可以使用可用于EL膜112Rf等的有机膜。例如，可以将与用于EL膜112Rf、EL膜112Gf或EL膜112Bf的有机膜相同的膜用于牺牲膜144b。通过使用这种有机膜，可以与EL膜112Rf等共通使用沉积装置，所以是优选的。并且，可以在对EL膜112Rf等进行蚀刻的同时去除牺牲层145b，所以可以简化工序。
例如，当在EL膜112Rf的蚀刻中使用利用包含氟的气体(也称为氟类气体)的干蚀刻时，可以将硅、氮化硅、氧化硅、钨、钛、钼、钽、氮化钽、包含钼及铌的合金或包含钼及钨的合金等用于牺牲膜144b。在此，作为相对于使用上述氟类气体的干蚀刻的蚀刻选择比大(即，蚀刻速度较慢)的膜，可以举出IGZO、ITO等金属氧化物膜等，可以将该金属氧化物膜用于牺牲膜144a。
[抗蚀剂掩模143a的形成]
接着，在牺牲膜144R上形成抗蚀剂掩模143a(图10B)。图10B示出在区域130中不被进行EL膜112Rf的沉积的例子。当在EL膜112Rf的沉积中遮蔽区域130时，可以使用金属掩模。不需要由此时使用的金属掩模遮蔽显示部的像素区域，因此不需要使用高精细掩模。
抗蚀剂掩模143a可以使用正型抗蚀剂材料或负型抗蚀剂材料等包括感光性树脂的抗蚀剂材料。
在此，当在牺牲膜144R上形成抗蚀剂掩模143a时，如果在牺牲膜144R中存在针孔等缺陷，抗蚀剂材料的溶剂则有可能使EL膜112Rf溶解。通过作为牺牲膜144a使用利用ALD法形成的氧化铝、氧化铪、氧化硅等无机绝缘材料，可以实现针孔少的膜，可以防止导致这种不良。
[牺牲膜144R的蚀刻]
接着，利用蚀刻去除不被抗蚀剂掩模143a覆盖的牺牲膜144R(牺牲膜144a及牺牲膜144b)的一部分，形成岛状或带状的牺牲层145R(牺牲层145a及牺牲层145b)(图10C)。在此，牺牲层145R形成在像素电极111R上。另外，牺牲层145R以覆盖连接电极111C的方式形成。注意，在图10C中，牺牲层145R完全覆盖连接电极111C且与衬底101的上部接触的部分较多，但是不局限于此，牺牲层145R的与衬底101的上部接触的部分也可以少。通过采用这样的结构，如图1B等所示，在区域130中，可以只在连接电极111C的侧面部分形成牺牲层145R。
在此，优选的是，使用抗蚀剂掩模143a并利用蚀刻去除牺牲膜144b的一部分来形成牺牲层145b，然后去除抗蚀剂掩模143a，将牺牲层145b用作硬掩模来进行牺牲膜144a的蚀刻。在牺牲膜144b的蚀刻中，优选使用与牺牲膜144a的选择比高的蚀刻条件。在形成硬掩模时的蚀刻中可以利用湿蚀刻或干蚀刻，通过利用干蚀刻，可以抑制图案的缩小。例如，当作为牺牲膜144a使用利用ALD法形成的氧化铝、氧化铪、氧化硅等无机绝缘材料且作为牺牲膜144b使用利用溅射法形成的钨等金属材料时，进行牺牲膜144b的蚀刻，将牺牲膜144b用作硬掩模。
在去除抗蚀剂掩模143a时可以利用湿蚀刻或干蚀刻。尤其是，优选通过使用氧气体作为蚀刻气体的干蚀刻(也被称为等离子体灰化)去除抗蚀剂掩模143a。
通过将牺牲层145b用作硬掩模来进行牺牲膜144a的蚀刻，可以在EL膜112Rf被牺牲膜144a覆盖的状态下去除抗蚀剂掩模143a。尤其是，在EL膜112Rf暴露于氧时有时对电特性带来不好影响，所以在进行等离子体灰化等的利用氧气体的蚀刻时优选的。
接着，将牺牲层145b用作掩模，利用蚀刻去除牺牲膜144a，来形成岛状或带状的牺牲层145a。由此，可以形成牺牲层145a上形成有牺牲层145b的牺牲层145R。注意，在本发明的一个方式的显示装置的制造方法中，也可以不使用牺牲层145a和牺牲层145b中的任一方。
[EL膜112Rf的蚀刻]
接着，利用蚀刻去除不被牺牲层145R覆盖的EL膜112Rf的一部分来形成岛状或带状的EL层112R(图10C)。
在蚀刻EL膜112Rf时也可以利用使用不包含氧作为主要成分的蚀刻气体的干蚀刻。由此，可以抑制EL膜112Rf的变质而可以实现可靠性高的显示装置。作为不包含氧作为主要成分的蚀刻气体，例如可以举出CF4、C4F8、SF6、CHF3、Cl2、H2、BCl3或He等稀有气体。另外，可以将上述气体及不包含氧的稀释气体的混合气体用于蚀刻气体。在此，也可以在蚀刻EL膜112Rf时去除牺牲层145b的一部分。
注意，EL膜112Rf的蚀刻不局限于上述方法，既可以利用使用其他气体的干蚀刻，又可以利用湿蚀刻。
另外，当在EL膜112Rf的蚀刻中使用含氧气体的蚀刻气体或使用氧气体的干蚀刻时，可以提高蚀刻速率。因此，可以在将蚀刻速率保持为足够的速率的同时以低功率条件进行蚀刻，因此可以减轻蚀刻所造成的损伤。并且，可以抑制在蚀刻中发生的反应生成物的附着等不良。例如，可以使用对上述不包含氧作为主要成分的蚀刻气体混合氧气体的蚀刻气体。
如上所述，在本实施方式中，像素电极111在侧面具有锥形形状。因此，在EL膜112Rf的蚀刻工序中，即使相邻的像素电极111间的距离为1μm以下，也可以防止EL膜112Rf的残渣等墙状结构体形成在相邻的像素电极111间的凹部中。因此，在后面工序中，可以在相邻的像素电极111间没有存在波纹管状结构体的状态下设置绝缘层131、公共层114及公共电极113。由此，通过以高覆盖性沉积公共层114及公共电极113，可以提高显示装置的显示质量。
此外，在上述工序中，在使用含氧气体进行EL膜112Rf的蚀刻的情况下，像素电极111G及像素电极111B的表面状态有时发生变化。例如，像素电极111G及像素电极111B的表面具有亲水性。在此，在后面工序中以具有与像素电极111G接触的区域的方式形成的EL膜及以具有与像素电极111B接触的区域的方式形成的EL膜具有疏水性。因此，像素电极111G及像素电极111B与在后面工序中形成的EL膜的密接性较低，有可能发生膜剥离。
于是，通过对像素电极111G的表面及像素电极111B的表面进行疏水化处理，可以抑制在后面工序中形成的EL膜的膜剥离。由此，可以使显示装置100为可靠性高的显示装置。另外，可以提高制造显示装置100时的成品率，且可以降低显示装置100的制造成本。疏水化处理优选在形成后述的EL膜112Gf及EL膜112Bf之前进行。
疏水化处理例如可以通过像素电极111G及像素电极111B的氟修饰来进行。氟修饰例如可以通过利用含氟气体的处理或加热处理、含氟气体气氛下的等离子体处理等来进行。作为含氟气体例如可以使用氟气体，例如可以使用碳氟化合物气体。作为碳氟化合物气体，例如可以使用四氟化碳(CF4)气体、C4F6气体、C2F6气体、C4F8气体、C5F8等低级氟化碳气体。另外，作为含氟气体例如可以使用SF6气体、NF3气体、CHF3气体等。另外，也可以对这些气体适当地添加氦气体、氩气体或氢气体等。
另外，可以通过对像素电极111G的表面及像素电极111B的表面在包含氩等第18族元素的气体气氛下进行等离子体处理，然后进行利用硅烷化剂的处理，使像素电极111G的表面及像素电极111B的表面疏水化。作为硅烷化剂可以使用六甲基二硅氮烷(HMDS)、三甲基硅咪唑(TMSI)等。并且，也可以通过对像素电极111G的表面及像素电极111B的表面在包含氩等第18族元素的气体气氛下进行等离子体处理，然后进行利用硅烷偶联剂的处理，使像素电极111G的表面及像素电极111B的表面疏水化。利用硅烷化剂或硅烷偶联剂等的处理例如利用旋涂法、浸渍法或气相法等进行即可。
[EL层112G、EL层112B的形成]
接着，在牺牲层145R、像素电极111G及像素电极111B上沉积成为EL层112G的EL膜112Gf。关于EL膜112Gf可以参照EL膜112Rf的记载。
接着，在EL膜112Gf上沉积牺牲膜144G。关于牺牲膜144G可以参照牺牲膜144R的记载。
接着，在牺牲膜144G上形成抗蚀剂掩模143b(图10D)。
接着，形成牺牲层145G及EL层112G。牺牲层145G及EL层112G的形成可以参照牺牲层145R及EL层112R的形成。
接着，在牺牲层145R、牺牲层145G及像素电极111B上沉积成为EL层112B的EL膜112Bf。关于EL膜112Bf可以参照EL膜112Rf的记载。
接着，在EL膜112Bf上沉积牺牲膜144B。关于牺牲膜144B可以参照牺牲膜144R的记载。
接着，在牺牲膜144B上形成抗蚀剂掩模143c(图10E)。
接着，形成牺牲层145B及EL层112B(图10F)。牺牲层145B及EL层112B的形成可以参照牺牲层145R及EL层112R的形成。
[绝缘层131的形成]
接着，形成成为绝缘层131b的绝缘膜131bf(图11A)。绝缘膜131bf优选使用包含无机材料的膜。例如，作为绝缘膜131bf可以使用包括氧化铝、氧化镁、氧化铪、氧化镓、铟镓锌氧化物、氧化硅、氧氮化硅、氮化硅或氮氧化硅等的膜的单层或叠层。
绝缘膜131bf可以通过溅射法、化学气相沉积(CVD)法、分子束外延(MBE)法、脉冲激光沉积(PLD)法、原子层沉积(ALD)法等形成。绝缘膜131bf可以适合使用覆盖性良好的ALD法形成。
作为绝缘膜131bf可以使用氧化铝、氧化镁、氧化铪、氧化镓、铟镓锌氧化物、氧化硅、氧氮化硅、氮化硅或氮氧化硅等的单层或叠层。尤其是，氧化铝在蚀刻中的与EL层112的选择比高，在后面的绝缘层131b的形成中具有对EL层112的保护功能，所以是优选的。
通过利用ALD法形成绝缘膜131bf，可以实现针孔少的膜，可以实现对EL层112的保护功能优异的绝缘层131b。
另外，优选以比EL层112的耐热温度低的沉积温度形成绝缘膜131bf。例如，作为绝缘膜131bf优选利用ALD法形成氧化铝。利用ALD法的绝缘膜131bf的形成温度优选为60℃以上且150℃以下，更优选为70℃以上且115℃以下，进一步优选为80℃以上且100℃以下。通过以这种温度形成绝缘膜131bf，可以得到致密的绝缘膜且可以减轻给EL层112带来的损伤。
另外，绝缘膜131bf也可以具有叠层结构。例如，如图4B所示，绝缘膜131bf也可以具有利用ALD法沉积的氧化铝膜与利用溅射法沉积的氮化硅膜的叠层结构。通过设置氮化硅膜，可以进一步提高绝缘膜131bf的阻挡性。另外，因为利用溅射法在氧化铝膜上沉积氮化硅膜，所以可以减轻给EL层112等带来的损伤。
接着，形成成为绝缘层131a的绝缘膜131af(图11B)。绝缘膜131af以填充绝缘膜131bf的凹部的方式设置。绝缘膜131af以覆盖牺牲层145、EL层112、像素电极111的方式设置。绝缘膜131af优选为平坦化膜。
作为绝缘膜131af，优选使用包含有机材料的绝缘膜，作为有机材料优选使用树脂。
作为可用于绝缘膜131af的材料，可以举出丙烯酸树脂、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。另外，作为绝缘膜131af，可以使用感光性树脂。作为感光性树脂可以使用正型材料或负型材料。
当利用感光性树脂形成绝缘膜131af时，可以只有经过曝光及显影的工序制造绝缘层131a，可以减轻给构成发光元件110的各层，尤其是给EL层的损伤。
如图11B所示，绝缘膜131af有时具有反映有被形成面的凹凸的不陡的凹凸。或者，有时绝缘膜131af受到的被形成面的凹凸的影响小，绝缘膜131af的平坦性比图11B高。
接着，形成绝缘层131a。在此，通过作为绝缘膜131af使用感光性树脂，可以形成绝缘层131a而无需设置抗蚀剂掩模、硬掩模等蚀刻掩模。感光性树脂只有经过曝光及显影的工序可以加工，因此可以形成绝缘层131a而无需使用干蚀刻法等。因此，可以简化工序。另外，可以减轻绝缘膜131af的蚀刻给EL层带来的损伤。并且，也可以进一步对绝缘层131a的上部的一部分进行蚀刻，以调节表面高度。
另外，也可以对绝缘膜131af的顶面大致均匀地进行蚀刻来形成绝缘层131a。将这样均匀地蚀刻而进行平坦化的处理称为回蚀处理。在此，作为绝缘膜131af的回蚀例如进行利用氧等离子体的灰化即可。
在形成绝缘层131a时，也可以组合使用曝光及显影的工序与回蚀工序。
使用图11C及图11D说明绝缘层131a的形成方法的一个例子。图11C示出作为绝缘膜131af使用感光性树脂且经过曝光及显影的工序加工绝缘膜131af来形成绝缘层131ap的例子。通过对图11C所示的绝缘层131ap还进行回蚀，可以形成图11D所示的绝缘层131a。
注意，也可以在形成绝缘层131a时对绝缘膜131bf进行回蚀。绝缘膜131bf的回蚀可以利用干蚀刻法、湿蚀刻法。另外，也可以通过使用氧等离子体的灰化等进行蚀刻。另外，作为绝缘膜131bf的回蚀也可以使用化学机械抛光(CMP：Chemical MechanicalPoliching)。
在此，绝缘层131a有时在多个EL层112之间的区域中呈具有凹曲面的形状(凹下形状)或具有凸曲面的形状(凸起形状)等。
此外，也可以将图11C所示的绝缘层131ap用作绝缘层131a。此时，如图4A等所示，发光元件110有时具有绝缘层131a与EL层112的顶面之间残留牺牲层145a及牺牲层145b的结构。
[绝缘膜131bf及牺牲层145的蚀刻]
接着，利用蚀刻等去除绝缘膜131bf、牺牲层145R、牺牲层145G及牺牲层145B(以下，总称为牺牲层145)的位于绝缘层131a的顶面的上方的区域(图11E)。
由此，使EL层112的顶面露出，在各EL层112之间形成绝缘层131b。绝缘层131b以覆盖EL层112及像素电极111的侧面的方式形成。由此，可以抑制氧、水分或其构成元素从绝缘层131a直接扩散到EL层112。
绝缘膜131bf及牺牲层145的蚀刻可以利用干蚀刻法或湿蚀刻法。
在此，在牺牲层145的蚀刻中，优选在进行牺牲层145b的蚀刻之后进行牺牲层145a的蚀刻。此时，在牺牲层145b的蚀刻中，优选采用与牺牲层145a的选择比高的条件。
在牺牲层145a的蚀刻中，优选使用尽量不给EL层112R、EL层112G及EL层112B带来损伤的方法。例如，通过作为牺牲层145a使用无机材料有时可以提高与EL层112的选择比。
[公共层114的形成]
接着，形成公共层114。注意，在采用在连接电极111C上没有设置公共层114的结构的情况下，在沉积公共层114时使用遮蔽连接电极111C上的金属掩模即可。不需要由此时使用的金属掩模遮蔽显示部的像素区域，因此不需要使用高精细掩模。
公共层114使用具有选自如下功能中的任一个或多个的材料形成：将电子和空穴中的任一个或两个向EL层注入的功能、传输的功能以及抑制的功能。更具体而言，公共层114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至少一个。
[公共电极113的形成]
接着，在公共层114上形成公共电极113。公共电极113例如可以利用溅射法或真空蒸镀法等形成。注意，在不包括公共层114的情况下，以覆盖EL层112R、EL层112G及EL层112B的方式形成公共电极113即可。
通过以上工序，可以制造发光元件110R、发光元件110G及发光元件110B。
[保护层121的形成]
接着，在公共电极113上形成保护层121(图1B)。在沉积用于保护层121的无机绝缘膜时优选使用溅射法、PECVD法或ALD法。尤其是，ALD法是台阶覆盖性良好且不容易产生针孔等缺陷的方法，所以是优选的。另外，在沉积有机绝缘膜时，由于可以在所希望的区域均匀地形成膜，所以优选使用喷墨法。
通过上述工序，可以制造图1A至图1C所示的显示装置100。
本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。
(实施方式2)
在本实施方式中，说明根据本发明的一个方式的显示装置的结构例子。
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；智能手机；手表型终端；平板终端；便携式信息终端；声音再现装置。
[显示装置的结构例子]
图12示出显示装置400A的立体图，图13A示出发光装置400A的截面图。
显示装置400A具有贴合有衬底452与衬底451的结构。在图12中，以虚线表示衬底452。
显示装置400A包括显示部462、电路464及布线465等。图12示出显示装置400A中安装有IC473及FPC472的例子。因此，也可以将图12所示的结构称为包括显示装置400A、IC(集成电路)及FPC的显示模块。
作为电路464，例如可以使用扫描线驱动电路。
布线465具有对显示部462及电路464供应信号及电力的功能。该信号及电力从外部经由FPC472输入到布线465或者从IC473输入到布线465。
图12示出通过COG(Chip OnGlass：玻璃覆晶封装)方式或COF(Chip on Film：薄膜覆晶封装)方式等在衬底451上设置IC473的例子。作为IC473，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400A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13A示出显示装置400A的包括FPC472的区域的一部分、电路464的一部分、显示部462的一部分及包括端部的区域的一部分的截面的一个例子。
图13A所示的显示装置400A在衬底451与衬底452之间包括晶体管201、晶体管205、发射红色光的发光元件430a、发射绿色光的发光元件430b以及发射蓝色光的发光元件430c等。
发光元件430a、发光元件430b及发光元件430c可以使用在实施方式1中例示出的发光元件。
在此，当显示装置的像素包括具有发射彼此不同的光的发光元件的三个子像素时，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。
保护层410与衬底452由粘合层442粘合。作为发光元件的密封，可以采用固体密封结构或中空密封结构等。在图13中，由衬底452、粘合层442及衬底451围绕的空间443填充有惰性气体(氮或氩等)，采用中空密封结构。粘合层442也可以与发光元件重叠。此外，由衬底452、粘合层442及衬底451围绕的空间443也可以填充有与粘合层442不同的树脂。
在以使晶体管205所包括的导电层222b的顶面露出的方式设置在绝缘层214中的开口部中，以沿着该开口部的底面及侧面的方式形成导电层418a、418b及418c的一部分。导电层418a、418b、418c分别通过设置在绝缘层214中的开口与晶体管205所包括的导电层222b连接。像素电极包含反射可见光的材料，对置电极包含使可见光透过的材料。另外，导电层418a、418b及418c的其他一部分设置在绝缘层214上。
导电层418a、418b及418c上设置有像素电极411a、411b及411c。作为像素电极411a、411b、411c，可以使用以上实施方式所示的像素电极111。
此外，如图13A所示，也可以在导电层418a、418b与418c各自之间以及像素电极411a、411b与411c各自之间设置绝缘层414。
另外，像素电极411a、411b及411c上设置有发光元件430a所包括的EL层416a、发光元件430b所包括的EL层416b及发光元件430c所包括的EL层416c。
位于发光元件430a和发光元件430b之间并位于绝缘层214上的区域以及位于发光元件430b和发光元件430c之间并位于绝缘层214上的区域都设置有绝缘层421。绝缘层421可以参照以上实施方式所示的绝缘层131a以及绝缘层131b。
另外，以覆盖EL层416a、416b、416c以及绝缘层416的方式设置有公共层424。作为公共层424可以使用在以上的实施方式中示出的公共层114。公共层424上设置有公共电极423。作为公共电极423可以使用以上的实施方式中示出的公共电极113。
发光元件将光发射到衬底452一侧。衬底452优选使用对可见光的透过性高的材料。
晶体管201及晶体管205都设置在衬底451上。这些晶体管可以使用同一材料及同一工序形成。
在衬底451上依次设置有绝缘层211、绝缘层213、绝缘层215及绝缘层214。绝缘层211的一部分用作各晶体管的栅极绝缘层。绝缘层213的一部分用作各晶体管的栅极绝缘层。绝缘层215以覆盖晶体管的方式设置。绝缘层214以覆盖晶体管的方式设置，并被用作平坦化层。此外，对栅极绝缘层的个数及覆盖晶体管的绝缘层的个数没有特别的限制，既可以为一个，又可以为两个以上。
优选的是，将水及氢等杂质不容易扩散的材料用于覆盖晶体管的绝缘层中的至少一个。由此，可以将绝缘层用作阻挡层。通过采用这种结构，可以有效地抑制杂质从外部扩散到晶体管中，从而可以提高显示装置的可靠性。
作为绝缘层211、绝缘层213及绝缘层215优选使用无机绝缘膜。作为无机绝缘膜，例如可以使用氮化硅膜、氧氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、氧化铝膜、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、酚醛树脂及上述树脂的前体等。
这里，有机绝缘膜的阻挡性在很多情况下低于无机绝缘膜。因此，有机绝缘膜优选在显示装置400A的端部附近包括开口。由此，可以抑制杂质从显示装置400A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400A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400A的端部。
在图13A所示的区域228中，绝缘层214及绝缘层214上的绝缘层421b的两层叠层结构中形成有开口。绝缘层421b可以使用与绝缘层421相同的材料形成。另外，绝缘层421b例如通过与绝缘层421相同的工序形成。以覆盖开口的方式形成保护层410。通过作为保护层410使用无机层，即使将有机绝缘膜用于绝缘层214，也可以抑制杂质经过绝缘层214从外部进入显示部462中。因此，可以提高显示装置400A的可靠性。
图13B示出晶体管201及晶体管205的放大图。晶体管201及晶体管205包括：用作栅极的导电层221；用作栅极绝缘层的绝缘层211；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213；用作栅极的导电层223；以及覆盖导电层223的绝缘层215。导电层222a和导电层222b中的一个被用作源极，另一个被用作漏极。绝缘层211位于导电层221与沟道形成区域231i之间。绝缘层213位于导电层223与沟道形成区域231i之间。
对本实施方式的显示装置所包括的晶体管结构没有特别的限制。例如，可以采用平面型晶体管、交错型晶体管或反交错型晶体管等。此外，晶体管可以具有顶栅结构或底栅结构。或者，也可以在形成沟道的半导体层上下设置有栅极。
作为晶体管201及晶体管205，采用两个栅极夹持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、具有结晶性的半导体(微晶半导体、多晶半导体、单晶半导体或其一部分具有结晶区域的半导体)。当使用具有结晶性的半导体时可以抑制晶体管的特性劣化，所以是优选的。
晶体管的半导体层优选使用金属氧化物(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在沟道形成区中使用金属氧化物的晶体管(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、钨和镁中的一种或多种)和锌。尤其是，M优选为选自铝、镓、钇和锡中的一种或多种。
尤其是，作为半导体层，优选使用包含铟(In)、镓(Ga)及锌(Zn)的氧化物(也记载为IGZO)。或者，作为半导体层，也可以使用包含铟(In)、铝(Al)及锌(Zn)的氧化物(也记载为IAZO)。或者，作为半导体层，也可以使用包含铟(In)、铝(Al)、镓(Ga)及锌(Zn)的氧化物(IAGZO)。
在半导体层为In-M-Zn氧化物时，该In-M-Zn氧化物中的In的原子数比优选为M的原子数比以上。作为这种In-M-Zn氧化物的金属元素的原子数比，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＝1：3：2或其附近的组成、In：M：Zn＝1：3：4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数比的±30％的范围。
当记载为原子数比为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464所包括的晶体管和显示部462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464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462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。
在衬底451的不与衬底452重叠的区域中设置有连接部204。在连接部204中，布线465通过导电层466及连接层242与FPC472电连接。作为导电层466可以使用加工与像素电极相同的导电膜而得到的导电膜或者加工与像素电极相同的导电膜和与光学调整层相同的导电膜的叠层膜而得到的导电膜。在连接部204的顶面上露出导电层466。因此，通过连接层242可以使连接部204与FPC472电连接。
优选在衬底452的衬底451一侧的面设置遮光层417。此外，可以在衬底452的外侧配置各种光学构件。作为光学构件，可以举出偏振片、相位差板、光扩散层(扩散薄膜等)、防反射层及聚光薄膜(condensing film)等。此外，在衬底452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。
通过形成覆盖发光元件的保护层410，可以抑制水等杂质进入发光元件，由此可以提高发光元件的可靠性。
在显示装置400A的端部附近的区域228中，优选绝缘层215与保护层410通过绝缘层214的开口彼此接触。尤其是，特别优选绝缘层215含有的无机绝缘膜与保护层410含有的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462。因此，可以提高显示装置400A的可靠性。
衬底451及衬底452可以使用玻璃、石英、陶瓷、蓝宝石、树脂、金属、合金以及半导体等。从发光元件提取光一侧的衬底使用使该光透过的材料。另外，通过将具有柔性的材料用于衬底451及衬底452，可以提高显示装置的柔性，可以实现柔性显示器。作为衬底451或衬底452，也可以使用偏振片。
作为衬底451及衬底452，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。作为衬底451和衬底452中的一方或双方也可以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(TAC，也称为三醋酸纤维素)薄膜、环烯烃聚合物(COP)薄膜、环烯烃共聚物(COC)薄膜及丙烯酸薄膜等。
当作为衬底使用薄膜时，有可能因薄膜的吸水而发生显示面板出现皱纹等形状变化。因此，作为衬底优选使用吸水率低的薄膜。例如，优选使用吸水率为1％以下的薄膜，更优选使用吸水率为0.1％以下的薄膜，进一步优选为使用吸水率为0.01％以下的薄膜。
作为粘合层，可以使用紫外线固化粘合剂等光固化粘合剂、反应固化粘合剂、热固化粘合剂、厌氧粘合剂等各种固化粘合剂。作为这些粘合剂，可以举出环氧树脂、丙烯酸树脂、硅酮树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、酰亚胺树脂、PVC(聚氯乙烯)树脂、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)树脂、EVA(乙烯-乙酸乙烯酯)树脂等。尤其是，优选使用环氧树脂等透湿性低的材料。此外，也可以使用两液混合型树脂。此外，也可以使用粘合薄片等。
作为连接层242，可以使用各向异性导电膜(ACF：Anisotropic ConductiveFilm)、各向异性导电膏(ACP：Anisotropic Conductive Paste)等。
作为可用于晶体管的栅极、源极及漏极和构成显示装置的各种布线及电极等导电层的材料，可以举出铝、钛、铬、镍、铜、钇、锆、钼、银、钽或钨等金属或者以上述金属为主要成分的合金等。可以使用包含这些材料的膜的单层或叠层。
此外，作为具有透光性的导电性材料，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性氧化物或石墨烯。或者，可以使用金、银、铂、镁、镍、钨、铬、钼、铁、钴、铜、钯或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的导电层及发光元件所包括的导电层(被用作像素电极或公共电极的导电层)。
作为可用于各绝缘层的绝缘材料，例如可以举出丙烯酸树脂或环氧树脂等树脂、无机绝缘材料如氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅或氧化铝等。
图13C示出在晶体管201及晶体管205中绝缘层213覆盖半导体层的顶面及侧面的例子。导电层222a及导电层222b通过设置在绝缘层213及绝缘层215中的开口与低电阻区域231n连接。
另一方面，在图13D所示的晶体管209中，绝缘层213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213，可以形成图13D所示的结构。在图13D中，绝缘层215以覆盖绝缘层213及导电层223的方式设置，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。再者，还可以设置有覆盖晶体管的绝缘层218。
作为驱动发光元件的像素电路所包含的晶体管，也可以都使用被形成沟道的半导体层中含有硅的晶体管(以下，也称为Si晶体管)。作为硅可以举出单晶硅、多晶硅、非晶硅等。尤其是，可以使用半导体层中含有低温多晶硅(LTPS(Low Temperature PolySilicon))的晶体管(以下，也称为LTPS晶体管)。LTPS晶体管具有高场效应迁移率以及良好的频率特性。
通过使用LTPS晶体管等使用硅的晶体管，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)和显示部。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。
另外，优选将被形成沟道的半导体层中含有金属氧化物(以下，也称为氧化物半导体)的晶体管(以下，也称为OS晶体管)用于像素电路所包括的晶体管中的至少一个。OS晶体管的场效应迁移率比非晶硅高得多。另外，OS晶体管的关闭状态下的源极和漏极间的泄漏电流(以下，也称为关态电流)极低，可以长期间保持与该晶体管串联连接的电容器中储存的电荷。另外，通过使用OS晶体管，可以降低显示装置的功耗。
另外，室温下的每沟道宽度1μm的OS晶体管的关态电流值可以为1aA(1×10-18A)以下、1zA(1×10-21A)以下或1yA(1×10-24A)以下。注意，室温下的每沟道宽度1μm的Si晶体管的关态电流值为1fA(1×10-15A)以上且1pA(1×10-12A)以下。因此，也可以说，OS晶体管的关态电流比Si晶体管的关态电流低10位左右。
另外，在提高像素电路所包括的发光元件的发光亮度时，需要增大流过发光元件的电流量。为此，需要提高像素电路所包括的驱动晶体管的源极-漏极间电压。因为OS晶体管的源极-漏极间的耐压比Si晶体管高，所以可以对OS晶体管的源极-漏极间施加高电压。由此，通过作为像素电路所包括的驱动晶体管使用OS晶体管，可以增大流过发光元件的电流量而提高发光元件的发光亮度。
另外，当晶体管在饱和区域中工作时，与Si晶体管相比，OS晶体管可以使相对于栅极-源极间电压的变化的源极-漏极间电流的变化细小。因此，通过作为像素电路所包括的驱动晶体管使用OS晶体管，可以根据栅极-源极间电压的变化详细决定流过源极-漏极间的电流，所以可以控制流过发光元件的电流量。由此，可以增大像素电路的灰度。
另外，关于晶体管在饱和区域中工作时流过的电流的饱和特性，与Si晶体管相比，OS晶体管即使逐渐地提高源极-漏极间电压也可以使稳定的电流(饱和电流)流过。因此，通过将OS晶体管用作驱动晶体管，即使例如包含EL材料的发光元件的电流-电压特性发生不均匀，也可以使稳定的电流流过发光元件。也就是说，OS晶体管当在饱和区域中工作时即使提高源极-漏极间电压，源极-漏极间电流也几乎不变，因此可以使发光元件的发光亮度稳定。
如上所述，通过作为像素电路所包括的驱动晶体管使用OS晶体管，可以实现“黑色模糊的抑制”、“发光亮度的上升”、“多灰度化”、“发光元件不均匀的抑制”等。
通过将LTPS晶体管用于像素电路所包括的一部分晶体管且将OS晶体管用于其他晶体管，可以实现一种功耗低且驱动能力高的显示装置。有时将组合LTPS晶体管与OS晶体管的结构称为LTPO。作为更优选的例子，优选的是，将OS晶体管用于被用作控制布线间的导通/非导通的开关的晶体管等且将LTPS晶体管用于控制电流的晶体管等。
例如，设置在像素电路中的晶体管之一被用作用来控制流过发光元件的电流的晶体管，因此也可以将其称为驱动晶体管。该驱动晶体管的源极和漏极中的一个与发光元件的像素电极电连接。作为该驱动晶体管优选使用LTPS晶体管。由此，可以增大在像素电路中流过发光元件的电流。
另一方面，设置在像素电路中的晶体管之另一被用作用来控制像素的选择/非选择的开关，因此可以将其称为选择晶体管。选择晶体管的栅极与栅极线电连接，源极和漏极中的一个与源极线(信号线)电连接。作为选择晶体管优选使用OS晶体管。由此，即便使帧频大幅度降低(例如为1fps以下)也可以维持像素的灰度，因此在显示静态图像时停止驱动器，由此可以降低功耗。
如此，在本发明的一个方式中，可以实现一种兼具高开口率、高清晰度、高显示质量以及低功耗的显示装置。
注意，本发明的一个方式的显示装置采用包括OS晶体管以及具有MML(Metal MaskLess)结构的发光元件的结构。通过采用该结构，可以使可流过晶体管的泄漏电流以及可在相邻的发光元件间流过的泄漏电流(也称为横向泄漏电流、侧泄漏电流等)极低。另外，通过采用上述结构，在图像显示在显示装置上时观看者可以观测到图像的鲜锐度、图像的锐度、高色饱和度和高对比度中的任一个或多个。另外，通过采用可流过晶体管的泄漏电流及发光元件间的横向泄漏电流极低的结构，可以进行在显示黑色时可发生的光泄露(所谓的泛白)等极少的显示(也称为纯黑显示)。
本实施方式所示的结构例子及对应该结构例子的附图等的至少一部分可以与其他结构例子或附图等适当地组合。
(实施方式3)
在本实施方式中，说明与上述不同的显示装置的结构例子。
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用设备、眼镜型AR用设备等可戴在头上的可穿戴设备的显示部。
[显示模块]
图14A是显示模块280的立体图。显示模块280包括显示装置400C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400C，也可以是将在后面说明的显示装置400D、显示装置400E或显示装置400F。
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14B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及该像素电路部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14B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元件430a、430b、430c。多个发光元件优选配置为图14B所示那样的条纹排列。通过采用条纹排列可以将本发明的一个方式的发光元件高密度地排列在像素电路中，所以可以提供一种高清晰的显示装置。另外，也可以采用Delta排列、Pentile排列等各种排列方法。
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所包括的三个发光元件的发光。一个像素电路283a中可以设置有三个控制一个发光元件的发光的电路。例如，像素电路283a可以采用对于一个发光元件至少具有一个选择晶体管、一个电流控制用晶体管(驱动晶体管)和电容器的结构。此时，选择晶体管的栅极被输入栅极信号，源极或漏极中的一方被输入源极信号。由此，实现有源矩阵型显示装置。
电路部282包括驱动像素电路部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供给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，显示部281优选以20000ppi以下或30000ppi以下且2000ppi以上、更优选为3000ppi以上、进一步优选为5000ppi以上、更进一步优选为6000ppi以上的清晰度配置像素284a。
这种极高清晰的显示模块280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具有极高清晰的显示部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不能看到像素，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400C]
图15所示的显示装置400C包括衬底301、发光元件430a、430b、430c、电容器240及晶体管310。
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。
此外，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。
此外，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255，绝缘层255上设置有发光元件430a、430b、430c等。发光元件430a、430b、430c上设置有保护层415，衬底420隔着树脂层419贴合于保护层415的顶面。衬底420相当于图14A中的衬底292。保护层415对应于实施方式1等中的保护层121。
发光元件的像素电极通过嵌入绝缘层255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。
[显示装置400D]
图16所示的显示装置400D的与显示装置400C主要不同之处是晶体管的结构。注意，有时省略与显示装置400C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。
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14A及图14B中的衬底291。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用作阻挡层，该阻挡层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。关于可以适用于半导体层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。
另外，以覆盖一对导电层325的顶面及侧面以及半导体层321的侧面等的方式设置有绝缘层328，绝缘层328上设置有绝缘层264。绝缘层328被用作阻挡层，该阻挡层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被用作阻挡层，该阻挡层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性材料。
显示装置400D中的从绝缘层254到衬底420的结构是与显示装置400C同样的。
[显示装置400E]
图17所示的显示装置400E具有沟道分别形成在半导体衬底中的晶体管310A和晶体管310B层叠的结构。
显示装置400E具有将设置有晶体管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贴合的结构。
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420一侧相反一侧的表面)的导电层342电连接。另一方面，衬底301A设置有绝缘层261上的导电层341。
由于将导电层341和导电层342接合，电连接衬底301A和衬底301B。
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和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。尤其是，导电层341及导电层342优选使用铜。由此，可以使用Cu-Cu(铜-铜)直接键合技术(通过连接Cu(铜)焊盘来形成电导通的技术)。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400F]
在图18所示的显示装置400F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400C、400D、400E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，并在绝缘层265上设置有电容器240。电容器240与晶体管320通过插头274电连接。
晶体管320可以用作构成像素电路的晶体管。此外，晶体管310可以用作构成像素电路的晶体管或构成用来驱动该像素电路的驱动电路(栅极线驱动电路、源极线驱动电路)的晶体管。此外，晶体管310及晶体管320可以用作构成运算电路或存储电路等各种电路的晶体管。
借助于这种结构，在发光元件正下不但可以形成像素电路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。
本实施方式所示的结构例子及对应该结构例子的附图等的至少一部分可以与其他结构例子或附图等适当地组合。
(实施方式4)
在本实施方式中，对能用于本发明的一个方式的显示装置的发光元件(也称为发光器件)进行说明。
<发光元件的结构例子>
如图19A所示，发光元件在一对电极(下部电极772、上部电极788)间包括EL层786。EL层786可以由层4420、发光层4411、层4430等多个层构成。层4420例如可以包括含有电子注入性高的物质的层(电子注入层)及含有电子传输性高的物质的层(电子传输层)等。发光层4411例如包含发光性化合物。层4430例如可以包括含有空穴注入性高的物质的层(空穴注入层)及含有空穴传输性高的物质的层(空穴传输层)。
包括设置在一对电极间的层4420、发光层4411及层4430的结构可以被用作单一的发光单元，在本说明书中将图19A的结构称为单结构。
另外，图19B示出图19A所示的发光元件所包括的EL层786的变形例子。具体而言，图19B所示的发光元件包括下部电极772上的层4430-1、层4430-1上的层4430-2、层4430-2上的发光层4411、发光层4411上的层4420-1、层4420-1上的层4420-2以及层4420-2上的上部电极788。例如，在下部电极772被用作阳极且上部电极788被用作阴极时，层4430-1被用作空穴注入层，层4430-2被用作空穴传输层，层4420-1被用作电子传输层，并且层4420-2被用作电子注入层。或者，在下部电极772被用作阴极且上部电极788被用作阳极时，层4430-1被用作电子注入层，层4430-2被用作电子传输层，层4420-1被用作空穴传输层，并且层4420-2被用作空穴注入层。通过采用上述层结构，可以将载流子高效地注入到发光层4411，由此可以提高发光层4411内的载流子的再结合的效率。
此外，如图19C及图19D所示，层4420与层4430之间设置有多个发光层(发光层4411、4412、4413)的结构也是单结构的变形例子。
如图19E及图19F所示，多个发光单元(EL层786a、EL层786b)隔着中间层(电荷产生层)4440串联连接的结构在本说明书中被称为串联结构。在本说明书等中，图19E及图19F所示的结构被称为串联结构，但是不局限于此，例如，串联结构也可以被称为叠层结构。通过采用串联结构，可以实现能够以高亮度发光的发光元件。
在图19C中，也可以将发射相同颜色的光的发光材料用于发光层4411、发光层4412及发光层4413。
另外，也可以将互不相同的发光材料用于发光层4411、发光层4412及发光层4413。在发光层4411、发光层4412及发光层4413各自所发射的光处于补色关系时，可以得到白色发光。图19D示出设置被用作滤色片的着色层785的例子。通过白色光透过滤色片，可以得到所希望的颜色的光。
另外，在图19E中，也可以将相同发光材料用于发光层4411及发光层4412。或者，也可以将发射互不相同的颜色的光的发光材料用于发光层4411及发光层4412。在发光层4411所发射的光和发光层4412所发射的光处于补色关系时，可以得到白色发光。图19F示出还设置着色层785的例子。
另外，通过组合图19D或图19F所示的在可以发射白色光的元件上设置滤色片的结构与本发明的一个方式的MML结构，可以实现对比度高的显示装置。
另外，在图19C、图19D、图19E、图19F中，层4420及层4430也可以具有图19B所示那样的两层以上的叠层结构。
有时将按每个发光器件分别形成对应于发光颜色(这里为蓝色(B)、绿色(G)、红色(R))的EL层的结构称为SBS(SideBy Side)结构。注意，在SBS结构中，也可以采用按发光器件分别形成可以发射白色光的单结构或串联结构的EL层。在将SBS结构用于可以发射白色光的发光器件时，设置在发光器件间的层(例如是在发光器件间共同使用的有机层，也称为公共层)被分割，由此可以进行没有侧泄漏或侧泄漏极少的显示。
发光元件的发光颜色根据构成EL层786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，当发光元件具有微腔结构时，可以进一步提高颜色纯度。
白色发光器件优选具有发光层包含两种以上的发光物质的结构。当使用两个发光物质得到白色发光时，以两个以上的发光物质的各发光处于补色关系的方式选择发光物质即可。例如，通过使第一发光层的发光颜色与第二发光层的发光颜色处于补色关系，可以得到在发光器件整体上以白色发光的发光器件。此外，在是包括三个以上的发光物质的发光器件的情况下，采用如下结构即可：在三个以上的发光物质各自的发光颜色混在一起时在发光器件整体上以白色发光的结构。
另外，发光层优选包含每发光呈现R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)、Y(黄色)、O(橙色)等的两种以上的发光物质。或者，优选包含每个发光包含R、G、B中的两种以上的光谱成分的两种以上的发光物质。
在此，说明发光元件的具体的结构例子。
发光元件至少包括发光层。另外，作为发光层以外的层，发光元件还可以包括包含空穴注入性高的物质、空穴传输性高的物质、空穴阻挡材料、电子传输性高的物质、电子阻挡材料、电子注入性高的物质或双极性的物质(电子传输性及空穴传输性高的物质)等的层。
发光器件可以使用低分子类化合物或高分子类化合物，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，发光器件可以包括空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子阻挡层、电子传输层和电子注入层中的一个以上。
空穴注入层是从阳极向空穴传输层注入空穴的层，并是包含空穴注入性高的材料的层。作为空穴注入性高的材料，可以使用芳香胺化合物、包含空穴传输性材料及受体材料(电子受体材料)的复合材料等。
空穴传输层是将从阳极由空穴注入层注入的空穴传输到发光层中的层。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。另外，只要是空穴传输性高于电子传输性的物质，就可以使用上述以外的物质。作为空穴传输性材料，优选使用富π电子型杂芳族化合物(例如，咔唑衍生物、噻吩衍生物、呋喃衍生物等)或者芳香胺(包含芳香胺骨架的化合物)等空穴传输性高的材料。
电子传输层是将从阴极由电子注入层注入的电子传输到发光层中的层。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。另外，只要是电子传输性高于空穴传输性的物质，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等，还可以使用噁二唑衍生物、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、具有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、含氮杂芳族化合物等缺π电子型杂芳族化合物等电子传输性高的材料。
电子注入层是将电子从阴极注入到电子传输层的包含电子注入性高的材料的层。作为电子注入性高的材料，可以使用碱金属、碱土金属或者包含上述物质的化合物。作为电子注入性高的材料，也可以使用包含电子传输性材料及供体性材料(电子给体性材料)的复合材料。
作为电子注入层，例如可以使用锂、铯、氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaF2)、8-(羟基喔啉)锂(简称：Liq)、2-(2-吡啶基)苯酚锂(简称：LiPP)、2-(2-吡啶基)-3-羟基吡啶(pyridinolato)锂(简称：LiPPy)、4-苯基-2-(2-吡啶基)苯酚锂(简称：LiPPP)、锂氧化物(LiOx)、碳酸铯等碱金属、碱土金属或者它们的化合物。
另外，作为上述电子注入层，也可以使用具有电子传输性的材料。例如，可以将具有非共用电子对且具有缺电子型杂芳环的化合物用于具有电子传输性的材料。具体而言，可以使用包含吡啶环、二嗪环(嘧啶环、吡嗪环、哒嗪环)和三嗪环中的至少一个的化合物。
具有非共用电子对的有机化合物的最低空分子轨道(LUMO：Lowest UnoccupiedMolecular Orbital)优选为-3.6eV以上且-2.3eV以下。另外，一般来说，CV(循环伏安法)、光电子能谱法(photoelectron spectroscopy)、吸收光谱法(optical absorptionspectroscopy)、逆光电子能谱法估计有机化合物的最高占有分子轨道(HOMO：HighestOccupied Molecular Orbital)能级及LUMO能级。
例如，可以将4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(简称：BPhen)、2，9-二(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-3-基]-1，3，5-三嗪(简称：TmPPPyTz)等用于具有非共用电子对的有机化合物。另外，与BPhen相比，NBPhen具有高玻璃化转变温度(Tg)和良好耐热性。
发光层是包含发光物质的层。发光层可以包含一种或多种发光物质。另外，作为发光物质，适当地使用呈现蓝色、紫色、蓝紫色、绿色、黄绿色、黄色、橙色、红色等发光颜色的物质。此外，作为发光物质，也可以使用发射近红外光的物质。
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，可以使用空穴传输材料和电子传输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材料及电子传输材料的组合。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。通过选择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组合，可以使能量转移变得顺利，从而高效地得到发光。由于该结构而能够同时实现发光器件的高效率、低电压驱动及长寿命。
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、钇或锡等。此外，也可以包含选自硼、硅、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨、镁及钴等中的一种或多种。
此外，金属氧化物可以通过溅射法、MOCVD法等CVD法或ALD法等形成。
<结晶结构的分类>
作为氧化物半导体的结晶结构，可以举出非晶(包括completely amorphous)、CAAC(c-axis-aligned crystalline)、nc(nanocrystalline)、CAC(cloud-alignedcomposite)、单晶(single crystal)及多晶(poly crystal)等。
可以使用X射线衍射(XRD：X-Ray Diffraction)谱对膜或衬底的结晶结构进行评价。例如，可以使用GIXD(Grazing-Incidence XRD)测定测得的XRD谱进行评价。此外，将GIXD法也称为薄膜法或Seemann-Bohlin法。
例如，石英玻璃衬底的XRD谱的峰形状大致为左右对称。另一方面，具有结晶结构的IGZO膜的XRD谱的峰形状不是左右对称。XRD谱的峰的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谱峰形状左右对称，否则不能说膜或衬底处于非晶状态。
此外，可以使用通过纳米束电子衍射法(NBED：Nano Beam ElectronDiffraction)观察的衍射图案(也称为纳米束电子衍射图案)对膜或衬底的结晶结构进行评价。例如，在石英玻璃衬底的衍射图案中观察到光晕图案，可以确认石英玻璃处于非晶状态。此外，以室温沉积的IGZO膜的衍射图案中观察到斑点状的图案而没有观察到光晕。因此可以推测，以室温沉积的IGZO膜处于既不是晶态也不是非晶态的中间态，不能得出该IGZO膜是非晶态的结论。
<<氧化物半导体的结构>>
此外，在注目于氧化物半导体的结构的情况下，有时氧化物半导体的分类与上述分类不同。例如，氧化物半导体可以分类为单晶氧化物半导体和除此之外的非单晶氧化物半导体。作为非单晶氧化物半导体，例如可以举出上述CAAC-OS及nc-OS。此外，在非单晶氧化物半导体中包含多晶氧化物半导体、a-like OS(amorphous-like oxidesemiconductor)及非晶氧化物半导体等。
在此，对上述CAAC-OS、nc-OS及a-like OS的详细内容进行说明。
[CAAC-OS]
CAAC-OS是包括多个结晶区域的氧化物半导体，该多个结晶区域的c轴取向于特定的方向。此外，特定的方向是指CAAC-OS膜的厚度方向、CAAC-OS膜的被形成面的法线方向、或者CAAC-OS膜的表面的法线方向。此外，结晶区域是具有原子排列的周期性的区域。注意，在将原子排列看作晶格排列时结晶区域也是晶格排列一致的区域。再者，CAAC-OS具有在a-b面方向上多个结晶区域连接的区域，有时该区域具有畸变。此外，畸变是指在多个结晶区域连接的区域中，晶格排列一致的区域和其他晶格排列一致的区域之间的晶格排列的方向变化的部分。换言之，CAAC-OS是指c轴取向并在a-b面方向上没有明显的取向的氧化物半导体。
此外，上述多个结晶区域的每一个由一个或多个微小结晶(最大径小于10nm的结晶)构成。在结晶区域由一个微小结晶构成的情况下，该结晶区域的最大径小于10nm。此外，结晶区域由多个微小结晶构成的情况下，有时该结晶区域的尺寸为几十nm左右。
此外，在In-M-Zn氧化物(元素M为选自铝、镓、钇、锡及钛等中的一种或多种)中，CAAC-OS有具有层叠有含有铟(In)及氧的层(以下，In层)、含有元素M、锌(Zn)及氧的层(以下，(M，Zn)层)的层状结晶结构(也称为层状结构)的趋势。此外，铟和元素M可以彼此置换。因此，有时(M，Zn)层包含铟。此外，有时In层包含元素M。注意，有时In层包含Zn。该层状结构例如在高分辨率TEM(Transmission Electron Microscope)图像中被观察作为晶格像。
例如，当对CAAC-OS膜使用XRD装置进行结构分析时，在使用θ/2θ扫描的Out-of-plane XRD测量中，在2θ＝31°或其附近检测出表示c轴取向的峰。注意，表示c轴取向的峰的位置(2θ值)有时根据构成CAAC-OS的金属元素的种类、组成等变动。
此外，例如，在CAAC-OS膜的电子衍射图案中观察到多个亮点(斑点)。此外，在以透过样品的入射电子束的斑点(也称为直接斑点)为对称中心时，某一个斑点和其他斑点被观察在点对称的位置。
在从上述特定的方向观察结晶区域的情况下，虽然该结晶区域中的晶格排列基本上是六方晶格，但是单位晶格并不局限于正六角形，有是非正六角形的情况。此外，在上述畸变中，有时具有五角形、七角形等晶格排列。此外，在CAAC-OS的畸变附近观察不到明确的晶界(grain boundary)。也就是说，晶格排列的畸变抑制晶界的形成。这可能是由于CAAC-OS因为a-b面方向上的氧原子的排列的低密度、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或缺陷的生成等而降低，因此可以说CAAC-OS是杂质及缺陷(氧空位等)少的氧化物半导体。因此，包含CAAC-OS的氧化物半导体的物理性质稳定。因此，包含CAAC-OS的氧化物半导体具有高耐热性及高可靠性。此外，CAAC-OS对制造工序中的高温度(所谓热积存；thermal budget)也很稳定。由此，通过在OS晶体管中使用CAAC-OS，可以扩大制造工序的自由度。
[nc-OS]
在nc-OS中，微小的区域(例如1nm以上且10nm以下的区域，特别是1nm以上且3nm以下的区域)中的原子排列具有周期性。换言之，nc-OS具有微小的结晶。此外，例如，该微小的结晶的尺寸为1nm以上且10nm以下，尤其为1nm以上且3nm以下，将该微小的结晶称为纳米晶。此外，nc-OS在不同的纳米晶之间观察不到结晶取向的规律性。因此，在膜整体中观察不到取向性。所以，有时nc-OS在某些分析方法中与a-like OS或非晶氧化物半导体没有差别。例如，在对nc-OS膜使用XRD装置进行结构分析时，在使用θ/2θ扫描的Out-of-plane XRD测量中，检测不出表示结晶性的峰。此外，在对nc-OS膜进行使用其束径比纳米晶大(例如，50nm以上)的电子束的电子衍射(也称为选区电子衍射)时，观察到类似光晕图案的衍射图案。另一方面，在对nc-OS膜进行使用其束径近于或小于纳米晶的尺寸(例如1nm以上且30nm以下)的电子束的电子衍射(也称为纳米束电子衍射)的情况下，有时得到在以直接斑点为中心的环状区域内观察到多个斑点的电子衍射图案。
[a-like OS]
a-like OS是具有介于nc-OS与非晶氧化物半导体之间的结构的氧化物半导体。a-like OS包含空洞或低密度区域。也就是说，a-like OS的结晶性比nc-OS及CAAC-OS的结晶性低。此外，a-like OS的膜中的氢浓度比nc-OS及CAAC-OS的膜中的氢浓度高。
<<氧化物半导体的构成>>
接着，说明上述CAC-OS的详细内容。此外，CAC-OS与材料构成有关。
[CAC-OS]
CAC-OS例如是指包含在金属氧化物中的元素不均匀地分布的构成，其中包含不均匀地分布的元素的材料的尺寸为0.5nm以上且10nm以下，优选为1nm以上且3nm以下或近似的尺寸。注意，在下面也将在金属氧化物中一个或多个金属元素不均匀地分布且包含该金属元素的区域混合的状态称为马赛克状或补丁(patch)状，该区域的尺寸为0.5nm以上且10nm以下，优选为1nm以上且3nm以下或近似的尺寸。
再者，CAC-OS是指其材料分开为第一区域与第二区域而成为马赛克状且该第一区域分布于膜中的结构(下面也称为云状)。就是说，CAC-OS是指具有该第一区域和该第二区域混合的结构的复合金属氧化物。
在此，将相对于构成In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS的金属元素的In、Ga及Zn的原子数比的每一个记为[In]、[Ga]及[Zn]。例如，在In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS中，第一区域是其[In]大于CAC-OS膜的组成中的[In]的区域。此外，第二区域是其[Ga]大于CAC-OS膜的组成中的[Ga]的区域。此外，例如，第一区域是其[In]大于第二区域中的[In]且其[Ga]小于第二区域中的[Ga]的区域。此外，第二区域是其[Ga]大于第一区域中的[Ga]且其[In]小于第一区域中的[In]的区域。
具体而言，上述第一区域是以铟氧化物或铟锌氧化物等为主要成分的区域。此外，上述第二区域是以镓氧化物或镓锌氧化物等为主要成分的区域。换言之，可以将上述第一区域称为以In为主要成分的区域。此外，可以将上述第二区域称为以Ga为主要成分的区域。
注意，有时观察不到上述第一区域和上述第二区域的明确的边界。
此外，In-Ga-Zn氧化物中的CAC-OS是指如下构成：在包含In、Ga、Zn及O的材料构成中，部分主要成分为Ga的区域与部分主要成分为In的区域无规律地以马赛克状存在。因此，可推测，CAC-OS具有金属元素不均匀地分布的结构。
CAC-OS例如可以通过在对衬底不进行加热的条件下利用溅射法来形成。在利用溅射法形成CAC-OS的情况下，作为沉积气体，可以使用选自惰性气体(典型的是氩)、氧气体和氮气体中的任一种或多种。此外，沉积时的沉积气体的总流量中的氧气体的流量比越低越好，例如，优选使沉积时的沉积气体的总流量中的氧气体的流量比为0％以上且低于30％，更优选为0％以上且10％以下。
例如，在In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS中，根据通过能量分散型X射线分析法(EDX：Energy Dispersive X-ray spectroscopy)取得的EDX面分析(EDX-mapping)图像，可确认到具有以In为主要成分的区域(第一区域)及以Ga为主要成分的区域(第二区域)不均匀地分布而混合的结构。
在此，第一区域是具有比第二区域高的导电性的区域。就是说，当载流子流过第一区域时，呈现作为金属氧化物的导电性。因此，当第一区域以云状分布在金属氧化物中时，可以实现高场效应迁移率(μ)。
另一方面，第二区域是具有比第一区域高的绝缘性的区域。就是说，当第二区域分布在金属氧化物中时，可以抑制泄漏电流。
因此，在将CAC-OS用于晶体管的情况下，通过起因于第一区域的导电性和起因于第二区域的绝缘性的互补作用，可以使CAC-OS具有开关功能(控制开启/关闭的功能)。换言之，在CAC-OS的材料的一部分中具有导电性的功能且在另一部分中具有绝缘性的功能，在材料的整体中具有半导体的功能。通过使导电性的功能和绝缘性的功能分离，可以最大限度地提高各功能。因此，通过将CAC-OS用于晶体管，可以实现大通态电流(Ion)、高场效应迁移率(μ)及良好的开关工作。
此外，使用CAC-OS的晶体管具有高可靠性。因此，CAC-OS最适合于显示装置等各种半导体装置。
氧化物半导体具有各种结构及各种特性。本发明的一个方式的氧化物半导体也可以包括非晶氧化物半导体、多晶氧化物半导体、a-like OS、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1×10-9cm-3以上。在以降低氧化物半导体膜的载流子浓度为目的的情况下，可以降低氧化物半导体膜中的杂质浓度以降低缺陷态密度。在本说明书等中，将杂质浓度低且缺陷态密度低的状态称为高纯度本征或实质上高纯度本征。此外，有时将载流子浓度低的氧化物半导体称为高纯度本征或实质上高纯度本征的氧化物半导体。
因为高纯度本征或实质上高纯度本征的氧化物半导体膜具有较低的缺陷态密度，所以有可能具有较低的陷阱态密度。
此外，被氧化物半导体的陷阱态俘获的电荷到消失需要较长的时间，有时像固定电荷那样动作。因此，有时在陷阱态密度高的氧化物半导体中形成沟道形成区域的晶体管的电特性不稳定。
因此，为了使晶体管的电特性稳定，降低氧化物半导体中的杂质浓度是有效的。为了降低氧化物半导体中的杂质浓度，优选还降低附近膜中的杂质浓度。作为杂质有氢、氮、碱金属、碱土金属、铁、镍、硅等。
<杂质>
在此，说明氧化物半导体中的各杂质的影响。
在氧化物半导体包含第14族元素之一的硅或碳时，在氧化物半导体中形成缺陷态。因此，将氧化物半导体中或与氧化物半导体的界面附近的硅或碳的浓度(通过二次离子质谱(SIMS：Secondary Ion Mass Spectrometry)测得的浓度)设定为2×1018atoms/cm3以下，优选为2×1017atoms/cm3以下。
此外，当氧化物半导体包含碱金属或碱土金属时，有时形成缺陷态而形成载流子。因此，使用包含碱金属或碱土金属的氧化物半导体的晶体管容易具有常开启特性。因此，使通过SIMS测得的氧化物半导体中的碱金属或碱土金属的浓度为1×1018atoms/cm3以下，优选为2×1016atoms/cm3以下。
当氧化物半导体包含氮时，容易产生作为载流子的电子，使载流子浓度增高，而n型化。其结果是，在将包含氮的氧化物半导体用于半导体的晶体管容易具有常开启特性。或者，在氧化物半导体包含氮时，有时形成陷阱态。其结果，有时晶体管的电特性不稳定。因此，将利用SIMS测得的氧化物半导体中的氮浓度设定为低于5×1019atoms/cm3，优选为5×1018atoms/cm3以下，更优选为1×1018atoms/cm3以下，进一步优选为5×1017atoms/cm3以下。
包含在氧化物半导体中的氢与键合于金属原子的氧起反应生成水，因此有时形成氧空位。当氢进入该氧空位时，有时产生作为载流子的电子。此外，有时由于氢的一部分与键合于金属原子的氧键合，产生作为载流子的电子。因此，使用包含氢的氧化物半导体的晶体管容易具有常开启特性。由此，优选尽可能地减少氧化物半导体中的氢。具体而言，在氧化物半导体中，将利用SIMS测得的氢浓度设定为低于1×1020atoms/cm3，优选低于1×1019atoms/cm3，更优选低于5×1018atoms/cm3，进一步优选低于1×1018atoms/cm3。
通过将杂质被充分降低的氧化物半导体用于晶体管的沟道形成区域，可以使晶体管具有稳定的电特性。
本实施方式的至少一部分可以与本说明书中记载的其他实施方式适当地组合而实施。
(实施方式6)
在本实施方式中，使用图20至图23说明本发明的一个方式的电子设备。
本实施方式的电子设备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、高分辨率化、大型化。因此，可以将本发明的一个方式的显示装置用于各种各样的电子设备的显示部。
另外，本发明的一个方式的显示装置可以以低成本制造，由此可以降低电子设备的制造成本。
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，例如可以举出手表型、手镯型等的信息终端设备(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用设备等。另外，作为可穿戴设备还可以举出SR(替代现实)用设备以及MR(混合现实)用设备。
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)、4K2K(像素数为3840×2160)、8K4K(像素数为7680×4320)等。尤其优选具有4K2K、8K4K或更高的分辨率。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，还进一步优选为3000ppi以上，还进一步优选为5000ppi以上，还进一步优选为7000ppi以上。通过使用上述的具有高分辨率或高清晰度的显示装置，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、纵深感等。
可以将本实施方式的电子设备沿着房屋或高楼的内壁或外壁、汽车的内部装饰或外部装饰的曲面组装。
本实施方式的电子设备也可以包括天线。通过由天线接收信号，可以在显示部上显示影像及信息等。另外，在电子设备包括天线及二次电池时，可以用天线进行非接触电力传送。
本实施方式的电子设备也可以包括传感器(该传感器具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)。
本实施方式的电子设备可以具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上的功能；触摸面板的功能；显示日历、日期或时间等的功能；执行各种软件(程序)的功能；进行无线通信的功能；读出储存在存储介质中的程序或数据的功能；等。
图20A所示的电子设备6500是可以被用作智能手机的便携式信息终端设备。
电子设备6500包括框体6501、显示部6502、电源按钮6503、按钮6504、扬声器6505、麦克风6506、照相机6507及光源6508等。显示部6502具有触摸面板功能。
可以将本发明的一个方式的显示装置用于显示部6502。
图20B是包括框体6501的麦克风6506一侧的端部的截面示意图。
框体6501的显示面一侧设置有具有透光性的保护构件6510，被框体6501及保护构件6510包围的空间内设置有显示面板6511、光学构件6512、触摸传感器面板6513、印刷电路板6517、电池6518等。
显示面板6511、光学构件6512及触摸传感器面板6513使用粘合层(未图示)固定到保护构件6510。
在显示部6502的外侧的区域中，显示面板6511的一部分叠回，且该叠回部分连接有FPC6515。FPC6515安装有IC6516。FPC6515与设置于印刷电路板6517的端子连接。
显示面板6511可以使用本发明的一个方式的柔性显示器(具有柔性的显示装置)。由此，可以实现极轻量的电子设备。此外，由于显示面板6511极薄，所以可以在抑制电子设备的厚度的情况下安装大容量的电池6518。此外，通过折叠显示面板6511的一部分以在像素部的背面设置与FPC6515的连接部，可以实现窄边框的电子设备。
图21A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应用本发明的一个方式的显示装置。
可以通过利用框体7101所具备的操作开关及另外提供的遥控操作机7111进行图21A所示的电视装置7100的操作。此外，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。此外，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。
此外，电视装置7100具备接收机及调制解调器等。可以通过利用接收机接收一般的电视广播。再者，通过调制解调器连接到有线或无线方式的通信网络，从而进行单向(从发送者到接收者)或双向(发送者和接收者之间或接收者之间等)的信息通信。
图21B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应用本发明的一个方式的显示装置。
图21C和图21D示出数字标牌的一个例子。
图21C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21D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21C和图21D中，可以对显示部7000应用本发明的一个方式的显示装置。
显示部7000越大，一次能够提供的信息量越多。显示部7000越大，越容易吸引人的注意，例如可以提高广告宣传效果。
通过将触摸面板用于显示部7000，不仅可以在显示部7000上显示静态图像或动态图像，使用者还能够直觉性地进行操作，所以是优选的。此外，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21C和图21D所示，数字标牌7300或数字标牌7400优选可以通过无线通信与使用者所携带的智能手机等信息终端设备7311或信息终端设备7411联动。例如，显示在显示部7000上的广告信息可以显示在信息终端设备7311或信息终端设备7411的屏幕上。此外，通过操作信息终端设备7311或信息终端设备7411，可以切换显示部7000的显示。
此外，可以在数字标牌7300或数字标牌7400上以信息终端设备7311或信息终端设备7411的屏幕为操作单元(控制器)执行游戏。由此，不特定多个使用者可以同时参加游戏，享受游戏的乐趣。
图22A是安装有取景器8100的照相机8000的外观图。
照相机8000包括框体8001、显示部8002、操作按钮8003、快门按钮8004等。此外，照相机8000安装有可装卸的透镜8006。在照相机8000中，透镜8006和框体也可以被形成为一体。
照相机8000通过按下快门按钮8004或者触摸用作触摸面板的显示部8002，可以进行成像。
框体8001包括具有电极的嵌入器，除了可以与取景器8100连接以外，还可以与闪光灯装置等连接。
取景器8100包括框体8101、显示部8102以及按钮8103等。
框体8101通过嵌合到照相机8000的嵌入器装到照相机8000。取景器8100可以将从照相机8000接收的影像等显示到显示部8102上。
按钮8103被用作电源按钮等。
本发明的一个方式的显示装置可以用于照相机8000的显示部8002及取景器8100的显示部8102。此外，也可以在照相机8000中内置有取景器。
图22B是头戴显示器8200的外观图。
头戴显示器8200包括安装部8201、透镜8202、主体8203、显示部8204以及电缆8205等。此外，在安装部8201中内置有电池8206。
通过电缆8205，将电力从电池8206供应到主体8203。主体8203具备无线接收器等，能够将所接收的影像信息等显示到显示部8204上。此外，主体8203具有照相机，由此可以作为输入方法利用使用者的眼球或眼睑的动作的信息。
此外，也可以对安装部8201的被使用者接触的位置设置多个电极，以检测出根据使用者的眼球的动作而流过电极的电流，由此实现识别使用者的视线的功能。此外，还可以具有根据流过该电极的电流监视使用者的脉搏的功能。安装部8201可以具有温度传感器、压力传感器、加速度传感器等各种传感器，也可以具有将使用者的生物信息显示在显示部8204上的功能或与使用者的头部的动作同步地使显示在显示部8204上的影像变化的功能等。
可以将本发明的一个方式的显示装置用于显示部8204。
图22C至图22E是头戴显示器8300的外观图。头戴显示器8300包括框体8301、显示部8302、带状固定工具8304以及一对透镜8305。
使用者可以通过透镜8305看到显示部8302上的显示。优选的是，弯曲配置显示部8302。因为使用者可以感受高真实感。此外，通过透镜8305分别看到显示在显示部8302的不同区域上的图像，从而可以进行利用视差的三维显示等。此外，本发明的一个方式不局限于设置有一个显示部8302的结构，也可以设置两个显示部8302以对使用者的一对眼睛分别配置一个显示部。
可以将本发明的一个方式的显示装置用于显示部8302。本发明的一个方式的显示装置还可以实现极高的清晰度。例如，如图22E所示，即使使用透镜8305对显示进行放大观看，像素也不容易被使用者看到。就是说，可以利用显示部8302使使用者看到现实感更高的影像。
图22F是护目镜型头戴显示器8400的外观图。头戴显示器8400包括一对框体8401、安装部8402及缓冲构件8403。一对框体8401内各自设置有显示部8404及透镜8405。通过使一对显示部8404显示互不相同的图像，可以进行利用视差的三维显示。
使用者可以通过透镜8405看到显示部8404上的显示。透镜8405具有焦点调整机构，该焦点调整机构可以根据使用者的视力调整透镜8405的位置。显示部8404优选为正方形或横向长的矩形。由此，可以提高真实感。
安装部8402优选具有塑性及弹性以可以根据使用者的人脸尺寸调整并没有掉下来。另外，安装部8402的一部分优选具有被用作骨传导耳机的振动机构。由此，只要安装就可以享受影像及声音，而不需耳机、扬声器等音响设备。此外，也可以具有通过无线通信将声音数据输出到框体8401内的功能。
安装部8402及缓冲构件8403是与使用者的人脸(额头、脸颊等)接触的部分。通过使缓冲构件8403与使用者的人脸密接，可以防止漏光，从而可以进一步提高沉浸感。缓冲构件8403优选使用柔软的材料以在使用者装上头戴显示器8400时与使用者的人脸密接。例如，可以使用橡胶、硅酮橡胶、聚氨酯、海绵等材料。另外，当作为缓冲构件8403使用用布或皮革(天然皮革或合成皮革)等覆盖海绵等的表面的构件时，在使用者的脸和缓冲构件8403之间不容易产生空隙，从而可以适当地防止漏光。另外，在使用这种材料时，不仅让使用者感觉亲肤，而且当在较冷的季节等装上的情况下不让使用者感到寒意，所以是优选的。在缓冲构件8403或安装部8402等接触于使用者的皮肤的构件采用可拆卸的结构时，容易进行清洗及交换，所以是优选的。
图23A至图23F所示的电子设备包括框体9000、显示部9001、扬声器9003、操作键9005(包括电源开关或操作开关)、连接端子9006、传感器9007(该传感器具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)、麦克风9008等。
图23A至图23F所示的电子设备具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像及文字图像等)显示在显示部上的功能；触摸面板的功能；显示日历、日期或时间等的功能；通过利用各种软件(程序)控制处理的功能；进行无线通信的功能；读出储存在存储介质中的程序或数据并进行处理的功能；等。注意，电子设备可具有的功能不局限于上述功能，而可以具有各种功能。电子设备可以包括多个显示部。此外，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。
可以将本发明的一个方式的显示装置用于显示部9001。
下面，详细地说明图23A至图23F所示的电子设备。
图23A是示出便携式信息终端9101的立体图。可以将便携式信息终端9101例如用作智能手机。注意，在便携式信息终端9101中，也可以设置扬声器9003、连接端子9006、传感器9007等。此外，作为便携式信息终端9101，可以将文字及图像信息显示在其多个面上。在图23A中示出显示三个图标9050的例子。此外，可以将以虚线的矩形示出的信息9051显示在显示部9001的其他面上。作为信息9051的一个例子，可以举出提示收到电子邮件、SNS或电话等的信息；电子邮件、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；以及天线接收信号强度的显示等。或者，可以在显示有信息9051的位置上显示图标9050等。
图23B是示出便携式信息终端9102的立体图。便携式信息终端9102具有将信息显示在显示部9001的三个以上的面上的功能。在此，示出信息9052、信息9053、信息9054分别显示于不同的面上的例子。例如，在将便携式信息终端9102放在上衣口袋里的状态下，使用者能够确认显示在从便携式信息终端9102的上方看到的位置上的信息9053。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，由此例如能够判断是否接电话。
图23C是示出手表型便携式信息终端9200的立体图。可以将便携式信息终端9200例如用作智能手表(注册商标)。此外，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及充电。充电也可以通过无线供电进行。
图23D至图23F是示出可以折叠的便携式信息终端9201的立体图。此外，图23D是将便携式信息终端9201展开的状态的立体图、图23F是折叠的状态的立体图、图23E是从图23D的状态和图23F的状态中的一个转换成另一个时中途的状态的立体图。便携式信息终端9201在折叠状态下可携带性好，而在展开状态下因为具有无缝拼接较大的显示区域所以显示的浏览性强。便携式信息终端9201所包括的显示部9001被由铰链9055连结的三个框体9000支撑。显示部9001例如可以在曲率半径0.1mm以上且150mm以下的范围弯曲。
本实施方式所示的结构例子及对应该结构例子的附图等的至少一部分可以与其他结构例子或附图等适当地组合。
[实施例]
在本实施例中，说明通过图9A至图9F所示的方法制造像素电极111，通过图10A至图10C所示的方法在像素电极111上制造EL层112，利用扫描电子显微镜(SEM：ScanningElectron Microscope)进行观察的结果。
在本实施例中，制造通过图9A至图10C所示的方法在像素电极111上形成EL层112的样品1A。另外，作为现有例子，通过与图9A至图10C不同的方法制造样品1B。在样品1A及样品1B中，将相邻的像素间的距离设计为700nm。在样品1A及样品1B中，制造像素电极111上形成有EL层112的多个结构体，在各工序中，拍摄截面图像等。
以下，说明样品1A及样品1B的制造方法。首先，按照图9A至图9F说明像素电极111的制造方法。
首先，如图9A所示，在样品1A及样品1B中，在硅衬底上依次沉积绝缘层101a、导电膜111aA、导电膜111bA、导电膜111cA及导电膜111dA。
绝缘层101a是利用PECVD法沉积的氧化硅膜。另外，导电膜111aA是利用DC溅射法沉积的50nm厚的钛膜。另外，导电膜111bA是利用DC溅射法沉积的70nm厚的铝膜。另外，导电膜111cA是利用DC溅射法沉积的6nm厚的钛膜。在不暴露于大气的状态下连续地沉积导电膜111aA、导电膜111bA及导电膜111cA。并且，沉积后，在大气气氛下以300℃对导电膜111aA、导电膜111bA及导电膜111cA进行1小时的热处理，由此导电膜111cA被氧化，而形成氧化钛。
另外，导电膜111dA是10nm厚的包含硅的铟锡氧化物膜。导电膜111dA利用包含5wt％的氧化硅的铟锡氧化物靶材并利用DC溅射法沉积。
接着，如图9A所示，在样品1A及样品1B中，在导电膜111dA上形成抗蚀剂掩模115a。作为抗蚀剂掩模115a使用700nm厚的正型光致抗蚀剂。
接着，只对样品1A进行热处理，如图9B所示，形成从截面看时侧面具有锥形形状的抗蚀剂掩模115b。在此，该热处理的条件为大气气氛、150℃、150秒钟。
在此，图24A及图24B示出样品1A的抗蚀剂掩模115b及样品1B的抗蚀剂掩模115a的鸟瞰图像。使用日本日立高新技术公司制造的扫描电子显微镜SU8030以5kV的加速电压拍摄图24A及图24B。
如图24B所示，没有进行热处理的抗蚀剂掩模115a呈矩形状。与此相反，由图24A可知，进行热处理的抗蚀剂掩模115b的侧面呈锥形形状。
接着，在样品1A及样品1B中，如图9C所示，对导电膜111dA进行湿蚀刻来形成导电层111d。在导电膜111dA的湿蚀刻中使用ITO-07N(由日本关东化学株式会社制造)。
接着，只在样品1A中，如图9D所示，对导电膜111cA及导电膜111bA进行干蚀刻来形成导电层111c及导电层111b。在导电膜111cA及导电膜111bA的干蚀刻中，作为蚀刻气体使用BCl3气体60sccm及Cl2气体20sccm，压力为1.9Pa，ICP功率为450W，偏压功率为100W，衬底温度为70℃。
在此，如图9D所示，抗蚀剂掩模115b也被蚀刻，形成缩小的抗蚀剂掩模115c。在将具有锥形形状的抗蚀剂掩模115b缩小成抗蚀剂掩模115c的同时对导电层111c及导电层111b进行蚀刻，由此可以使导电层111c及导电层111b的侧面呈锥形形状。
在样品1A中，上述干蚀刻在导电膜111aA被蚀刻之前停止。另一方面，在样品1B中，同样地进行干蚀刻，但是在上述条件下蚀刻进行到导电膜111aA来形成导电层111a。
接着，只在样品1A中，如图9E所示，对导电膜111aA进行干蚀刻来形成导电层111a。在导电膜111aA的干蚀刻中，作为蚀刻气体使用BCl3气体40sccm及CF4气体40sccm，压力为1.9Pa，ICP功率为500W，偏压功率为300W，衬底温度为70℃。
如图9E所示，抗蚀剂掩模115c也被蚀刻，形成进一步缩小的抗蚀剂掩模115d。此时，在蚀刻导电层111a的同时，导电层111b及导电层111c也进一步被蚀刻。
在此，在根据图9E的干蚀刻中，通过减少氯类气体(BCl3及Cl2)且导入降低反应生成物的蒸汽压的氟类气体(CF4)，降低导电层111a至导电层111c的蚀刻速率。并且，通过增加偏压功率，提高光致抗蚀剂(抗蚀剂掩模115d)的蚀刻速率。就是说，在与根据图9D的干蚀刻相比光致抗蚀剂的蚀刻速率更大且像素电极111(典型的是导电层111c的氧化钛膜)的蚀刻速率更小的条件下进行根据图9E的干蚀刻。
具体而言，在根据图9D的干蚀刻中，光致抗蚀剂的蚀刻速率为128.8nm/min，钛膜的蚀刻速率为207.6nm/min。光致抗蚀剂/钛的蚀刻选择比为0.6左右。另一方面，在根据图9E的干蚀刻中，光致抗蚀剂的蚀刻速率为167.9nm/min，氧化钛膜的蚀刻速率为116.3nm/min。光致抗蚀剂/氧化钛的蚀刻选择比为1.4左右。
如此，通过在光致抗蚀剂的蚀刻速率比氧化钛膜的蚀刻速率大的条件下进行蚀刻，在根据图9E的蚀刻中，可以进一步缩小抗蚀剂掩模115d。由此，可以在增大导电层111a至导电层111c从抗蚀剂掩模115d露出的区域的状态下进行蚀刻，所以可以使导电层111a至导电层111c的侧面呈锥形形状。
接着，如图9F所示，在样品1A及样品1B中，通过利用氧气体的等离子体灰化去除导电层111d上的抗蚀剂掩模(样品1A中的抗蚀剂掩模115d)。由此，在样品1A及样品1B中，可以在绝缘层101a上形成像素电极111(导电层111a、导电层111b、导电层111c及导电层111d)。
在此，图25A及图25B示出样品1A的像素电极111及样品1B的像素电极111的截面图像。使用日本日立高新技术公司制造的扫描电子显微镜SU8030以5kV的加速电压拍摄图25A及图25B。
可知，在不使抗蚀剂掩模115b呈锥形且没有提高抗蚀剂掩模115d的蚀刻速率的样品1B中，像素电极111的侧面以矩形状陡峭。样品1B的锥角θ为89.4°。另外，导电层111b的铝膜的一部分被蚀刻，具有导电层111b相对于导电层111a及导电层111c后退的形状。
与此相反，在样品1A中，像素电极111的侧面呈锥形形状，锥角θ为43.5°。如图3A所示，具有导电层111d的一部分相对于导电层111b等后退的形状。另外，如图2B所示，绝缘层101a的不与像素电极111重叠的区域中形成有凹部。
如此，如图10A所示，在样品1A及样品1B中，可以形成多个像素电极111。接着，说明在样品1A及样品1B中按照图10B及图10C在像素电极111上形成EL层112的方法。注意，在图10B及图10C等中，对符号附上R、G或B，但是在本实施例中省略它们进行说明。
首先，如图10B所示，在样品1A及样品1B中，在像素电极111上依次沉积EL膜112f及牺牲膜144。
作为EL膜112f利用蒸镀法依次沉积空穴注入层、空穴传输层、发光层及电子传输层。EL膜112f的厚度为280nm左右。
牺牲膜144具有牺牲膜144a与牺牲膜144a上的牺牲膜144b的叠层结构。牺牲膜144a是利用ALD法沉积的30nm厚的氧化铝膜。另外，牺牲膜144b是利用DC溅射法沉积的50nm厚的钨膜。
接着，如图10B所示，在样品1A及样品1B中，在牺牲膜144上形成抗蚀剂掩模143a。作为抗蚀剂掩模143a使用700nm厚的正型光致抗蚀剂。
接着，在样品1A及样品1B中，使用抗蚀剂掩模143a对牺牲膜144b进行干蚀刻来形成牺牲层145b。在牺牲膜144b的干蚀刻中，作为蚀刻气体使用SF6气体50sccm，压力为2.0Pa，ICP功率为700W，偏压功率为10W，衬底温度为10℃。
在此，图26A及图27A示出样品1A及样品1B的截面图像。使用日本日立高新技术公司制造的扫描电子显微镜SU8030以5kV的加速电压拍摄图26A及图27A。注意，后面说明的图26B至图26D、图27B至图27D及图28的截面图像也在同样条件下拍摄。注意，在图26B至图26D、图27B至图27D及图28中，有EL膜112f或EL层112从像素电极111剥离的截面图像，这个剥离是在摄像样品的制造中发生的。
在图27A所示的样品1B中，EL膜112f的顶面形成有陡峭的凹凸，牺牲膜144a以嵌入像素电极111端部上方的EL膜112f的凹部中的方式沉积。与此相反，在图26A所示的样品1A中，EL膜112f的顶面的凹凸呈光滑的坡形。因此，牺牲膜144a没有嵌入EL膜112f中。
接着，在样品1A及样品1B中，通过利用氧气体的等离子体灰化去除抗蚀剂掩模143a。在利用氧气体的等离子体灰化中，使用O2气体80sccm，压力为5.0Pa，ICP功率为800W，偏压功率为10W，衬底温度为10℃。
在此，图26B及图27B示出样品1A及样品1B的截面图像。在图27B所示的样品1B中，牺牲膜144a在去除抗蚀剂掩模143a之后也嵌入像素电极111端部上方的EL膜112f的凹部中。在图26B所示的样品1A中，没有确认抗蚀剂掩模143a被去除以外的特别的变化。
接着，在样品1A及样品1B中，将牺牲层145b用作掩模对牺牲膜144a进行干蚀刻，形成牺牲层145a。在牺牲膜144a的干蚀刻中，进行CHF3/He的混合气体处理，进行O2气体处理，再一次进行这些处理。在CHF3/He的混合气体处理中，作为蚀刻气体使用CHF3气体7.5sccm及He气体142.5sccm，压力为5.5Pa，ICP功率为475W，偏压功率为150W，衬底温度为10℃。在O2气体处理中，使用O2气体80sccm，压力为2.0Pa，ICP功率为300W，偏压功率为10W，衬底温度为10℃。
在此，图26C及图27C示出样品1A及样品1B的截面图像。在图27C所示的样品1B中，由氧化铝构成的残渣145c在形成牺牲层145a之后也形成在像素电极111端部上方的EL膜112f的凹部中。在图26C所示的样品1A中，牺牲层145a以外的氧化铝膜被去除。
接着，如图10C所示，在样品1A及样品1B中，使用牺牲层145对EL膜112f进行干蚀刻来形成EL层112。在EL膜112f的干蚀刻中，进行H2/Ar的混合气体处理，进行O2气体处理。在H2/Ar的混合气体处理中，作为蚀刻气体使用H2气体12sccm及Ar气体36sccm，压力为1.0Pa，ICP功率为600W，衬底温度为10℃。最初偏压功率为100W，将其连续地变化到50W来进行干蚀刻处理。另外，在O2气体处理中，使用O2气体48sccm，压力为1.0Pa，ICP功率为600W，偏压功率为25W，衬底温度为10℃。
在此，图26D及图27D示出样品1A及样品1B的截面图像。另外，图28示出样品1A的鸟瞰图像。在图27D所示的样品1B中，在形成EL层112时，残渣145c被用作掩模，氧化铝下形成有EL层的结构体112a被形成。结构体112a沿着像素电极111间的凹部形成为墙状。如果在结构体112a残留的状态下进行图10D至图10F所示的工序，与结构体112a同样的结构体则反复形成在像素电极111间。如果这样的多个结构体形成在像素电极111间，则导致形成在其上的公共层114及公共电极113的断开。
与此相反，在图26D所示的样品1A中，虽然确认到像素电极111上的有些残渣，但是没有确认如结构体112a那样的墙状结构体。因此，如本实施例所示，通过使像素电极111的侧面呈锥形形状，可以抑制墙状结构体形成在像素电极111间，而可以提高显示装置的显示质量。
[符号说明]
100：显示装置、101：衬底、101a：绝缘层、103：像素、103a：子像素、103b：子像素、103c：子像素、110：发光元件、110B：发光元件、110G：发光元件、110R：发光元件、111：像素电极、111a：导电层、111aA：导电膜、111b：导电层、111B：像素电极、111bA：导电膜、111c：导电层、111C：连接电极、111cA：导电膜、111d：导电层、111dA：导电膜、111G：像素电极、111R：像素电极、112：EL层、112a：结构体、112B：EL层、112Bf：EL膜、112f：EL膜、112G：EL层、112Gf：EL膜、112R：EL层、112Rf：EL膜、113：公共电极、114：公共层、115a：抗蚀剂掩模、115b：抗蚀剂掩模、115c：抗蚀剂掩模、115d：抗蚀剂掩模、121：保护层、124a：像素、124b：像素、130：区域、131：绝缘层、131a：绝缘层、131af：绝缘膜、131ap：绝缘层、131b：绝缘层、131b1：绝缘层、131b2：绝缘层、131bf：绝缘膜、143a：抗蚀剂掩模、143b：抗蚀剂掩模、143c：抗蚀剂掩模、144：牺牲膜、144a：牺牲膜、144b：牺牲膜、144B：牺牲膜、144G：牺牲膜、144R：牺牲膜、145：牺牲层、145a：牺牲层、145b：牺牲层、145B：牺牲层、145c：残渣、145G：牺牲层、145R：牺牲层、201：晶体管、204：连接部、205：晶体管、209：晶体管、211：绝缘层、213：绝缘层、214：绝缘层、215：绝缘层、218：绝缘层、221：导电层、222a：导电层、222b：导电层、223：导电层、228：区域、231：半导体层、231i：沟道形成区域、231n：低电阻区域、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、255：绝缘层、256：插头、261：绝缘层、262：绝缘层、263：绝缘层、264：绝缘层、265：绝缘层、271：插头、274：插头、274a：导电层、274b：导电层、280：显示模块、281：显示部、282：电路部、283：像素电路部、283a：像素电路、284：像素部、284a：像素、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、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、400A：显示装置、400C：显示装置、400D：显示装置、400E：显示装置、400F：显示装置、410：保护层、411a：像素电极、411b：像素电极、411c：像素电极、414：绝缘层、415：保护层、416a：EL层、416b：EL层、416c：EL层、417：遮光层、418a：导电层、418b：导电层、418c：导电层、419：树脂层、420：衬底、421：绝缘层、421b：绝缘层、423：公共电极、434：公共层、430a：发光元件、430b：发光元件、430c：发光元件、442：粘合层、443：空间、451：衬底、452：衬底、462：显示部、464：电路、465：布线、466：导电层、472：FPC、473：IC、772：下部电极、785：着色层、786：EL层、786a：EL层、786b：EL层、788：上部电极、4411：发光层、4412：发光层、4413：发光层、4420：层、4420-1：层、4420-2：层、4430：层、4430-1：层、4430-2：层、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、8000：照相机、8001：框体、8002：显示部、8003：操作按钮、8004：快门按钮、8006：透镜、8100：取景器、8101：框体、8102：显示部、8103：按钮、8200：头戴显示器、8201：安装部、8202：透镜、8203：主体、8204：显示部、8205：电缆、8206：电池、8300：头戴显示器、8301：框体、8302：显示部、8304：固定工具、8305：透镜、8400：头戴显示器、8401：框体、8402：安装部、8403：缓冲构件、8404：显示部、8405：透镜、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 (16)

1.一种显示装置，包括：
第一像素；以及
与所述第一像素相邻地配置的第二像素，
其中，所述第一像素包括第一像素电极、所述第一像素电极上的第一EL层以及所述第一EL层上的公共电极，
所述第二像素包括第二像素电极、所述第二像素电极上的第二EL层以及所述第二EL层上的所述公共电极，
所述第一像素电极及所述第二像素电极各自的侧面具有锥形形状，
所述锥形形状的锥角小于90°，
并且，所述显示装置具有所述第一像素电极和所述第二像素电极之间的距离为1μm以下的区域。
2.根据权利要求1所述的显示装置，还包括：
第一绝缘层；以及
所述第一绝缘层上的第二绝缘层，
其中所述第一绝缘层包含无机材料，
所述第二绝缘层包含有机材料，
并且所述第二绝缘层隔着所述第一绝缘层与所述第一EL层的侧面及所述第二EL层的侧面重叠。
3.根据权利要求2所述的显示装置，
其中所述第一绝缘层覆盖所述第一像素电极的侧面、所述第一EL层的侧面、所述第二像素电极的侧面以及所述第二EL层的侧面。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的显示装置，
其中所述第一像素电极及所述第二像素电极都包括第一导电层、所述第一导电层上的第二导电层、所述第二导电层上的第三导电层以及所述第三导电层上的第四导电层，
所述第二导电层具有反射性，
所述第一导电层及所述第三导电层具有保护所述第二导电层的功能，
所述第四导电层的功函数比所述第三导电层大，
并且所述第三导电层及所述第四导电层具有透光性。
5.根据权利要求4所述的显示装置，
其中所述第一导电层包含钛。
6.根据权利要求4或5所述的显示装置，
其中所述第二导电层包含铝。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的显示装置，
其中所述第三导电层包含氧化钛。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的显示装置，
其中所述第四导电层包含含有选自铟、锡、锌、镓、钛、铝和硅中的一个或多个的氧化物。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的显示装置，
其中所述第一像素包括配置在所述第一EL层和所述公共电极之间的公共层，
并且所述第二像素包括所述第二EL层和所述公共电极之间的所述公共层。
10.一种显示装置的制造方法，
在包括第一导电层、第二导电层、第三导电层及第四导电层的多个像素电极的制造中，包括如下步骤：
在绝缘层上依次沉积第一导电膜、第二导电膜、第三导电膜及第四导电膜；
所述第四导电膜上形成抗蚀剂掩模；
利用热处理将所述抗蚀剂掩模加工为锥形形状；
利用湿蚀刻将所述第四导电膜加工为所述第四导电层；
利用第一干蚀刻将所述第三导电膜及所述第二导电膜加工为所述第三导电层及所述第二导电层；以及
利用第二干蚀刻将所述第一导电膜加工为所述第一导电层且对所述第二导电层及所述第三导电层进一步进行蚀刻，
其中，所述第二干蚀刻中的所述抗蚀剂掩模的蚀刻速率比所述第三导电层的蚀刻速率大，
并且，使所述多个像素电极中的一个所包括的第一导电层与所述多个像素电极中的另一个所包括的第一导电层之间的距离为1μm以下。
11.根据权利要求10所述的显示装置的制造方法，
其中在所述第二干蚀刻中使用氯类气体及氟类气体。
12.根据权利要求10或11所述的显示装置的制造方法，
其中所述第二干蚀刻中的偏压功率比所述第一干蚀刻大。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的显示装置的制造方法，
其中在沉积所述第三导电膜之后在含氧气氛下进行热处理。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的显示装置的制造方法，
其中所述第一导电膜及所述第三导电膜包含钛。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的显示装置的制造方法，
其中所述第二导电膜包含铝。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的显示装置的制造方法，
其中所述第四导电膜包含含有选自铟、锡、锌、镓、钛、铝和硅中的一个或多个的氧化物。
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