CN117769900A - 显示装置的制造方法、显示装置、显示模块及电子设备 - Google Patents
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Abstract
提供一种显示品质高的显示装置。该显示装置包括如下制造步骤：在第一像素电极上形成第一膜；在第一膜及第一导电层上形成第一掩模膜；加工第一膜及第一掩模膜而在第一像素电极上形成第一层及第一掩模层且在第一导电层上形成第二掩模层；在第一掩模层及第二掩模层上形成第一绝缘膜；使用感光性树脂组成物在第一绝缘膜上形成第二绝缘膜；去除第二绝缘膜中的与第二掩模层重叠的部分和与第一掩模层重叠的部分；进行加热处理，然后去除第一掩模层的一部分而使第一层的顶面露出；以及以覆盖第一层、第一导电层及第二绝缘层的方式形成公共电极。
Description
技术领域
本发明的一个方式涉及一种显示装置、显示模块及电子设备。本发明的一个方式涉及一种显示装置的制造方法。
注意，本发明的一个方式不局限于上述技术领域。作为本发明的一个方式的技术领域的一个例子，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)以及上述装置的驱动方法或制造方法。
背景技术
近年来，显示装置被期待应用于各种用途。例如，作为大型显示装置的用途，可以举出家用电视装置(也称为电视或电视接收器)、数字标牌(Digital Signage)及公共信息显示器(PID：Public Information Display)等。此外，作为便携式信息终端，对具备触摸面板的智能手机及平板终端等已在进行研发。
另外，有显示装置的高清晰化的需求。作为需要高清晰显示装置的设备，例如面向虚拟现实(VR：Virtual Reality)、增强现实(AR：Augmented Reality)、替代现实(SR：Substitutional Reality)以及混合现实(MR：Mixed Reality)的设备的开发很活跃。
作为显示装置，例如对包括发光器件(也称为发光元件)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。
专利文献1公开了使用有机EL器件(也称为有机EL元件)的面向VR的显示装置。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]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品质高的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种高清晰的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种高分辨率的显示装置。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高清晰的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分辨率的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可靠性高的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成品率高的显示装置的制造方法。
注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述目的以外的目的。
解决技术问题的手段
本发明的一个方式是一种显示装置的制造方法，包括如下步骤：形成第一像素电极及第一导电层；在第一像素电极上形成第一膜；在第一膜及第一导电层上形成第一掩模膜；加工第一膜及第一掩模膜而在第一像素电极上形成第一层及第一掩模层且在第一导电层上形成第二掩模层；在第一掩模层及第二掩模层上形成第一绝缘膜；使用感光性树脂组成物在第一绝缘膜上形成第二绝缘膜；通过对第二绝缘膜进行曝光及显影使第一绝缘膜中的与第二掩模层重叠的部分露出；将第二绝缘膜用作掩模进行第一蚀刻处理去除第一绝缘膜中的与第二掩模层重叠的部分并减薄第二掩模层的一部分的膜厚度；通过对第二绝缘膜进行曝光及显影使第一绝缘膜中的与第一掩模层重叠的部分露出，形成覆盖第一层的端部的第二绝缘层；将第二绝缘层用作掩模进行第二蚀刻处理去除第一绝缘膜中的与第一掩模层重叠的部分来形成与第二绝缘层重叠的第一绝缘层并减薄第一掩模层的一部分的膜厚度；进行加热处理，然后将第二绝缘层用作掩模进行第三蚀刻处理去除第一掩模层的一部分而使第一层的顶面露出；以覆盖第一层、第一导电层及第二绝缘层的方式形成公共电极；以及通过进行第二蚀刻处理或第三蚀刻处理去除第二掩模层的一部分而使第一导电层的顶面露出。
另外，本发明的一个方式是一种显示装置的制造方法，包括如下步骤：形成第一像素电极、第二像素电极及第一导电层；在第一像素电极及第二像素电极上形成第一膜；在第一膜及第一导电层上形成第一掩模膜；加工第一膜及第一掩模膜而在第一像素电极上形成第一层及第一掩模层，在第一导电层上形成第二掩模层，并使第二像素电极露出；在第一掩模层及第二像素电极上形成第二膜；在第二膜上形成第二掩模膜；加工第二膜及第二掩模膜在第二像素电极上形成第二层及第三掩模层且使第一掩模层及第二掩模层露出；在第一掩模层至第三掩模层上形成第一绝缘膜；使用感光性树脂组成物在第一绝缘膜上形成第二绝缘膜；通过对第二绝缘膜进行曝光及显影使第一绝缘膜中的与第二掩模层重叠的部分露出；将第二绝缘膜用作掩模进行第一蚀刻处理去除第一绝缘膜中的与第二掩模层重叠的部分并减薄第二掩模层的一部分的膜厚度；通过对第二绝缘膜进行曝光及显影使第一绝缘膜中的与第一掩模层重叠的部分及与第三掩模层重叠的部分露出，形成与夹在第一像素电极与第二像素电极间的区域重叠的第二绝缘层；将第二绝缘层用作掩模进行第二蚀刻处理去除第一绝缘膜中的与第一掩模层重叠的部分及与第三掩模层重叠的部分来形成与第二绝缘层重叠的第一绝缘层并减薄第一掩模层的一部分及第三掩模层的一部分的膜厚度；进行加热处理，然后将第二绝缘层用作掩模进行第三蚀刻处理去除第一掩模层的一部分及第三掩模层的一部分而使第一层的顶面及第二层的顶面露出；以覆盖第一层、第二层、第一导电层及第二绝缘层的方式形成公共电极；以及通过进行第二蚀刻处理或第三蚀刻处理去除第二掩模层的一部分而使第一导电层的顶面露出。
第一层优选至少包括第一发光层。
第一层优选在第一发光层上设置有第一功能层，并且第一功能层优选包括空穴注入层、电子注入层、空穴传输层、电子传输层、空穴阻挡层和电子阻挡层中的至少一个。
作为第一掩模膜、第二掩模膜及第一绝缘膜的每一个优选使用ALD法沉积氧化铝膜。
另外，本发明的一个方式是一种显示装置，包括第一发光器件、第二发光器件、第一透镜、第二透镜、第一绝缘层及第二绝缘层，其中，第一发光器件包括第一像素电极、第一像素电极上的第一发光层以及第一发光层上的公共电极，第二发光器件包括第二像素电极、第二像素电极上的第二发光层以及第二发光层上的公共电极，第一透镜与第一发光器件重叠，第二透镜与第二发光器件重叠，第一绝缘层覆盖第一发光层的顶面的一部分及侧面以及第二发光层的顶面的一部分及侧面，第二绝缘层隔着第一绝缘层与第一发光层的顶面的一部分及侧面以及第二发光层的顶面的一部分及侧面重叠，公共电极覆盖第二绝缘层，并且，在从截面看时第二绝缘层的端部具有锥角小于90°的锥形形状。
第二绝缘层优选覆盖第一绝缘层的端部的侧面的至少一部分。
第一发光器件优选在第一发光层与公共电极间包括第一功能层，并且第一功能层优选包括空穴注入层、电子注入层、空穴传输层、电子传输层、空穴阻挡层和电子阻挡层中的至少一个。
另外，本发明的一个方式是一种显示模块，包括具有上述任意结构的显示装置，该显示模块安装有柔性印刷电路板(Flexible Printed Circuit，以下记作FPC)或TCP(TapeCarrier Package；带载封装)等连接器或者利用COG(Chip On Glass；玻璃覆晶封装)方式或利用COF(Chip On Film；薄膜覆晶封装)方式等安装有集成电路(IC)。
另外，本发明的一个方式是一种电子设备，包括上述显示模块以及框体、电池、照相机、扬声器和麦克风中的至少一个。
发明效果
根据本发明的一个方式，可以提供一种显示品质高的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种高清晰的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种高分辨率的显示装置。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，可以提供一种高清晰的显示装置的制造方法。根据本发明的一个方式，可以提供一种高分辨率的显示装置的制造方法。根据本发明的一个方式，可以提供一种可靠性高的显示装置的制造方法。根据本发明的一个方式，可以提供一种成品率高的显示装置的制造方法。
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述效果以外的效果。
附图简要说明
图1A是示出显示装置的一个例子的俯视图。图1B是示出显示装置的一个例子的截面图。图1C是示出第一层的一个例子的俯视图。
图2A及图2B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图3A及图3B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图4A及图4B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图5A及图5B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图6A及图6B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图7A及图7B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图8A是示出显示装置的一个例子的截面图。图8B及图8C是示出像素电极的一个例子的截面图。
图9A至图9C是示出显示装置的一个例子的截面图。
图10A及图10B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图11A是示出显示装置的一个例子的俯视图。图11B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图12A至图12C是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图13A至图13C是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图14A至图14C是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图15A至图15C是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图16A至图16C是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图17A至图17C是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图18A至图18C是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图19A及图19B是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图20A及图20B是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图21A至图21D是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图22A至图22F是示出像素的一个例子的图。
图23A至图23K是示出像素的一个例子的图。
图24A及图24B是示出显示装置的一个例子的立体图。
图25A至图25C是示出显示装置的一个例子的截面图。
图26是示出显示装置的一个例子的截面图。
图27是示出显示装置的一个例子的截面图。
图28是示出显示装置的一个例子的截面图。
图29是示出显示装置的一个例子的截面图。
图30是示出显示装置的一个例子的截面图。
图31是示出显示装置的一个例子的立体图。
图32A是示出显示装置的一个例子的截面图。图32B及图32C是示出晶体管的一个例子的截面图。
图33A至图33D是示出显示装置的一个例子的截面图。
图34是示出显示装置的一个例子的截面图。
图35A至图35F是示出发光器件的结构例子的图。
图36A及图36B是示出受光器件的结构例子的图。图36C至图36E是示出显示装置的结构例子的图。
图37A至图37D是示出电子设备的一个例子的图。
图38A至图38F是示出电子设备的一个例子的图。
图39A至图39G是示出电子设备的一个例子的图。
图40是示出实施例1的结果的图。
图41A至图41D是实施例2的显示装置的发光照片。
图42A至图42D是实施例2的显示装置的发光照片。
图43是实施例3的显示装置的像素电路的电路图。
图44A及图44B是实施例3的显示装置的发光照片。
图45是示出实施例4的发光器件的可靠性测试的结果的图。
图46是示出实施例4的发光器件的可靠性测试的结果的图。
图47是示出实施例4的发光器件的可靠性测试的结果的图。
图48是示出实施例4的发光器件的可靠性测试的结果的图。
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。
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符号来表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略反复说明。此外，当表示具有相同功能的部分时有时使用相同的阴影线，而不特别附加附图标记。
另外，为了便于理解，有时附图中示出的各构成的位置、大小及范围等并不表示其实际的位置、大小及范围等。因此，所公开的发明并不必然限于附图中公开的位置、尺寸及范围等。
另外，根据情况或状态，可以互相调换“膜”和“层”。例如，可以将“导电层”变换为“导电膜”。此外，可以将“绝缘膜”变换为“绝缘层”。
在本说明书等中，有时将使用金属掩模或FMM(Fine Metal Mask，高精细金属掩模)制造的器件称为具有MM(Metal Mask)结构的器件。此外，在本说明书等中，有时将不使用金属掩模或FMM制造的器件称为具有MML(Metal Mask Less)结构的器件。
在本说明书等中，有时将空穴或电子表示为“载流子”。具体而言，有时将空穴注入层或电子注入层称为“载流子注入层”，将空穴传输层或电子传输层称为“载流子传输层”，将空穴阻挡层或电子阻挡层称为“载流子阻挡层”。注意，上述载流子注入层、载流子传输层及载流子阻挡层有时无法根据截面形状或特性等明确地进行区分。另外，有时一个层兼具有载流子注入层、载流子传输层和载流子阻挡层中的两者或三者的功能。
在本说明书等中，发光器件(也被称为发光元件)在一对电极间包括EL层。EL层至少包括发光层。在此，作为EL层所包括的层(也被称为功能层)可以举出发光层、载流子注入层(空穴注入层及电子注入层)、载流子传输层(空穴传输层及电子传输层)及载流子阻挡层(空穴阻挡层及电子阻挡层)等。在本说明书等中，受光器件(也被称为受光元件)在一对电极间至少包括用作光电转换层的活性层。在本说明书等中，有时将一对电极中的一方记作像素电极且将其中另一方记作公共电极。
(实施方式1)
在本实施方式中，使用图1至图11说明本发明的一个方式的显示装置。
本发明的一个方式的显示装置包括根据发光颜色分别制造的发光器件且能够进行全彩色显示。
有时将在各颜色的发光器件(例如蓝色(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，可以容易实现亮度及可靠性的提高。
在制造包括发光层的发光颜色不同的多个发光器件的显示装置时，需要将发光颜色不同的发光层分别形成为岛状。
注意，在本说明书等中，岛状是指以同一工序形成并使用同一材料的两个以上的层物理分离的状态。例如，岛状发光层是指该发光层与相邻的发光层物理分离的状态。
例如，通过使用金属掩模的真空蒸镀法，可以沉积岛状发光层。然而，这方法由于金属掩模的精度、金属掩模与衬底的错位、金属掩模的挠曲以及蒸气散射等所导致的沉积了的膜的轮廓变大等的各种影响，而岛状发光层的形状及位置与设计时的形状及位置产生偏差，难以实现显示装置的高清晰化及高开口率化。此外，在蒸镀中，有时因层的轮廓模糊而端部的厚度变小。就是说，有时根据位置而岛状发光层的厚度不同。另外，当制造大型且高分辨率或高清晰的显示装置时，有如下担扰：由于金属掩模的低尺寸精度、热等所引起的变形，制造成品率下降。
于是，在制造本发明的一个方式的显示装置时，通过光刻法将发光层加工为微细图案而不使用金属掩模等的荫罩。具体而言，在各子像素中形成像素电极之后，横跨多个像素电极沉积发光层。然后，使用光刻法加工该发光层，在一个像素电极中形成一个岛状发光层。由此，发光层按每个子像素分割，可以按每个子像素形成岛状发光层。
注意，可想到在将上述发光层加工为岛状时利用光刻法直接对发光层进行加工的结构。在采用该结构时，发光层受伤(因加工导致的损伤等)，有时显著降低可靠性。于是，在制造本发明的一个方式的显示装置时优选采用在位于发光层的上方的功能层(例如，载流子阻挡层、载流子传输层或载流子注入层，更具体而言，空穴阻挡层、电子传输层或电子注入层等)上形成掩模层(也被称为牺牲层、保护层等)等而将发光层及该功能层加工为岛状的方法。通过使用该方法，可以提供一种可靠性高的显示装置。当在发光层与掩模层间包括其他功能层时，可以抑制在显示装置的制造工序中发光层露出到最外表面而可以减少发光层受到的损伤。
另外，在本说明书等中，掩模膜及掩模层至少位于发光层(更具体而言，构成EL层的层中被加工为岛状的层)的上方且具有在制造工序中保护该发光层的功能。
EL层优选具有为发光区域(也被称为发光范围)的第一区域以及第一区域外侧的第二区域。第二区域也被称为伪区域或伪范围。第一区域位于像素电极与公共电极间。第一区域在显示装置的制造工序中被掩模层覆盖受到的损伤极少。由此，可以实现发光效率高且寿命长的发光器件。另一方面，第二区域包括EL层的端部及其附近以及在显示装置的制造工序中可能因暴露于等离子体等而受到损伤的部分。通过不将第二区域用作发光区域，可以抑制发光器件的特性不均匀。
另外，在将上述发光层加工为岛状时，优选将位于发光层的下侧的层(例如，载流子注入层、载流子传输层或载流子阻挡层，更具体而言，空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层等)加工为与发光层相同的岛状形状。通过将位于发光层的下侧的层加工为与发光层相同的岛状形状，可以减少产生在相邻的子像素间的泄漏电流(有时被称为横方向泄漏电流、横泄漏电流或横向泄漏电流)。例如，在相邻的子像素共同使用空穴注入层时，有可能因该空穴注入层产生横泄漏电流。另一方面，在本发明的一个方式的显示装置中，由于可以将发光层及空穴注入层加工为相同的岛状形状，所以实际上相邻的子像素间不会产生横泄漏电流或者可以将横泄漏电流减到极小。
在此，例如在通过光刻法进行加工时，有时因如下原因EL层受到各种损伤：制造抗蚀剂掩模时的加热；在进行抗蚀剂掩模的加工及去除时暴露于蚀刻液或蚀刻气体。另外，当在EL层上设置掩模层时，有时在该掩模层的沉积、加工及去除中EL层受到加热、蚀刻液、蚀刻气体等的影响。
另外，在沉积EL层之后进行的各工序以高于EL层的耐热温度的温度进行时，有EL层的劣化进展而发光器件的发光效率及可靠性降低的担忧。
由此，在本发明的一个方式中，包括在发光器件中的化合物的耐热温度分别优选为100℃以上且180℃以下，更优选为120℃以上且180℃以下，进一步优选为140℃以上且180℃以下。
作为耐热温度的指标，例如可以举出玻璃化转变点(Tg)、软化点、熔点、热分解温度及5％失重温度等。例如，作为构成EL层的各层的耐热温度的指标，可以使用该层所包含的材料的玻璃化转变点。另外，在该层为由多个材料构成的混合层时，例如可以使用含量最大的材料的玻璃化转变点。另外，也可以使用该多个材料的玻璃化转变点中最低的温度。
尤其是，优选提高设置在发光层上的功能层的耐热温度。另外，更优选提高以与发光层接触的方式设置在其上的功能层的耐热温度。在该功能层的耐热性高时，可以有效地保护发光层，由此可以减少发光层受到的损伤。
另外，尤其优选提高发光层的耐热温度。由此，可以抑制发光层因加热受到损伤导致发光效率下降且寿命缩短。
通过提高发光器件的耐热温度，可以提高发光器件的可靠性。另外，可以扩大显示装置的制造工序中的温度范围，由此可以提高制造成品率及可靠性。
在分别发射不同颜色光的发光器件中，不需要分别形成构成EL层的所有层，也可以通过同一工序沉积一部分层。在本发明的一个方式的显示装置的制造方法中，在根据颜色将构成EL层的一部分层形成为岛状之后，去除牺牲层中的至少一部分，由此形成在各颜色的发光器件间共用的(作为一个膜的)构成EL层的其他层(有时被称为公共层)以及公共电极(也可以称为上部电极)。例如，可以形成各颜色的发光器件间共用的载流子注入层及公共电极。
另一方面，在很多情况下载流子注入层为在EL层中导电性较高的层。因此，有在载流子注入层接触于形成为岛状的EL层的一部分的侧面或像素电极的侧面时发光器件短路的担忧。另外，在将载流子注入层设置为岛状且以各颜色的发光器件共用的方式形成公共电极的情况下，也有在公共电极与EL层的侧面或像素电极的侧面接触时发光器件短路的担忧。
于是，本发明的一个方式的显示装置包括覆盖至少岛状发光层的侧面的绝缘层。另外，该绝缘层优选覆盖岛状发光层的顶面的一部分。
由此，可以抑制形成为岛状的EL层的至少一部分的层及像素电极接触于载流子注入层或公共电极。因此，可以抑制发光器件的短路，由此可以提高发光器件的可靠性。
在从截面看时，该绝缘层的端部优选具有锥角小于90°的锥形形状。由此，可以防止设置在绝缘层上的公共层及公共电极的断开。因此，可以抑制断开导致的连接不良。或者，可以抑制因台阶导致公共电极局部薄膜化而使电阻上升。
注意，在本说明书等中，锥形形状是指构成要素的侧面的至少一部分相对于衬底面或被形成面倾斜地设置的形状。例如，优选具有倾斜的侧面和衬底面或被形成面所成的角度(也称为锥角)小于90°的区域。在此，构成要素的侧面、衬底面及被形成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。
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)而断开的现象。
如此，在本发明的一个方式的显示装置的制造方法中制造的岛状的发光层不是使用高精细金属掩模形成，而是在整个面上沉积发光层之后进行加工来形成。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。再者，由于可以按每种颜色分别形成发光层，所以可以实现极为鲜明、对比度高且显示品质高的显示装置。另外，通过在发光层上设置掩模层，可以降低在显示装置的制造工序中发光层受到的损伤，而可以提高发光器件的可靠性。
另外，例如，使用高精细金属掩模的形成方法很难将相邻的发光器件间的间隔缩小到低于10μm，但是根据本发明的一个方式的使用光刻法的方法，在玻璃衬底上的工艺中，例如可以将相邻的发光器件间的间隔、相邻的EL层间的间隔或相邻的像素电极间的间隔缩小到低于10μm、5μm以下、3μm以下、2μm以下、1.5μm以下、1μm以下或0.5μm以下。另外，例如通过使用用于LSI的曝光装置，在Si Wafer上的工艺中，例如可以将相邻的发光器件间的间隔、相邻的EL层间的间隔或相邻的像素电极间的间隔缩小到500nm以下、200nm以下、100nm以下，甚至50nm以下。由此，可以大幅缩小可能存在于发光器件间的非发光区域的面积，由此可以使开口率接近于100％。例如，在本发明的一个方式的显示装置中，可以实现40％以上、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，通过提高显示装置的开口率，可以提高显示装置的可靠性。更具体而言，在以使用有机EL器件且开口率为10％的显示装置的寿命为基准时，开口率为20％(即，开口率为基准的2倍)的显示装置的寿命约为其3.25倍，开口率为40％(即，开口率为基准的4倍)的显示装置的寿命约为其10.6倍。如此，随着开口率的提高可以降低流过有机EL器件的电流密度，由此可以提高显示装置的寿命。由于本发明的一个方式的显示装置可以具有更高的开口率，所以可以具有更高的显示品质。另外，随着显示装置的开口率的提高，可以得到显示装置的可靠性(尤其是寿命)显著地提高等非常好的效果。
此外，与使用高精细金属掩模的情况相比，还可以使发光层本身的图案(也称为加工尺寸)极小。此外，例如在使用金属掩模分别形成发光层时，由于在发光层的中央和端部产生厚度不均匀，所以发光层整体的面积中所占的能够用作发光区域的有效面积变小。另一方面，在上述制造方法中加工以均匀厚度沉积的膜，所以可以以均匀厚度形成岛状发光层。因此，即使使用微细图案也可以将发光层的几乎所有区域用作发光区域。因此，可以制造兼具高清晰度及高开口率的显示装置。此外，可以实现显示装置的小型化及轻量化。
具体而言，本发明的一个方式的显示装置的清晰度例如可以为2000ppi以上，优选为3000ppi以上，更优选为5000ppi以上，进一步优选为6000ppi以上且20000ppi以下或30000ppi以下。
在本实施方式中，主要说明本发明的一个方式的显示装置的截面结构，在实施方式2中详细地说明本发明的一个方式的显示装置的制造方法。
图1A示出显示装置100的俯视图。显示装置100包括配置有多个像素110的显示部以及显示部外侧的连接部140。在显示部中，多个子像素配置为矩阵状。图1A示出两行六列的子像素，由这些子像素构成两行两列的像素110。另外，也可以将连接部140称为阴极接触部。
图1A所示的子像素的顶面形状相当于发光区域的顶面形状。在本说明书等中，顶面形状是指平面中的形状，即从上方看的形状。
另外，作为子像素的顶面形状，例如可以举出三角形、四角形(包括矩形、正方形)、五角形等多角形、角部圆的上述多角形形状、椭圆形或圆形等。
另外，构成子像素的电路布局不局限于图1A所示的子像素的范围，也可以配置在其外侧。例如，子像素110a所包括的晶体管既可以位于图1A所示的子像素110b的范围内，其一部分或全部又可以位于子像素110a的范围外。
在图1A中，子像素110a、110b、110c的开口率(也可以称为尺寸、发光区域的尺寸)相同或大致相同，但是本发明的一个方式不局限于此。可以适当地决定子像素110a、110b、110c各自的开口率。子像素110a、110b、110c的开口率可以彼此不同，也可以使其中的两个以上相同或大致相同。
图1A所示的像素110采用条形排列。图1A所示的像素110由子像素110a、110b、110c这三个子像素构成。子像素110a、110b、110c各自包括发射不同颜色光的发光器件。作为子像素110a、110b、110c，可以举出红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的三种颜色的子像素、黄色(Y)、青色(C)及品红色(M)的三种颜色的子像素等。另外，子像素的种类不局限于三个，也可以使用四个以上。作为四个子像素，可以举出：R、G、B、白色(W)的四种颜色的子像素；R、G、B、Y的四种颜色的子像素；以及R、G、B、红外光(IR)的四种颜色的子像素；等。
在本说明书等中，有时将行方向记作X方向且将列方向记作Y方向。X方向与Y方向交叉，例如垂直地交叉(参照图1A)。在图1A所示的例子中，不同颜色的子像素在X方向上排列配置，相同颜色的子像素在Y方向上排列配置。
在图1A所示的例子中，在俯视时连接部140位于显示部的下侧，但是对连接部140的位置没有特别的限制。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。作为连接部140的顶面形状，例如可以采用带状、L字状、U字状或框状等。此外，连接部140也可以为一个或多个。
图1B是沿着图1A的点划线X1-X2的截面图。图1C是第一层113a的俯视图。图2A及图2B是图1B所示的截面图的一部分的放大图。图3至图7示出图2的变形例子。图8A以及图9A至图9C示出图1B的变形例子。图8B及图8C是示出像素电极的变形例子的截面图。图10A及图10B是示出沿图1A中的点划线Y1-Y2的截面图。
如图1B所示，在显示装置100中，具有晶体管的层101上设置有绝缘层，绝缘层上设置有发光器件130a、130b、130c，以覆盖这些发光器件的方式设置有保护层131。保护层131上由树脂层122贴合有衬底120。此外，相邻的发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。
图1B示出多个绝缘层125及多个绝缘层127的截面，但是在俯视显示装置100时，可以将绝缘层125及绝缘层127分别形成为连续的一层。换言之，显示装置100例如可以包括一个绝缘层125及一个绝缘层127。另外，显示装置100也可以包括彼此分离的多个绝缘层125，也可以包括彼此分离的多个绝缘层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意个：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(top emission)型、向形成有发光器件的衬底一侧发射光的底部发射(bottom emission)型、向双面发射光的双面发射(dual emission)型。
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。晶体管上的绝缘层既可以具有单层结构又可以具有叠层结构。作为晶体管上的绝缘层，图1B示出绝缘层255a、绝缘层255a上的绝缘层255b及绝缘层255b上的绝缘层255c。这些绝缘层也可以在相邻的发光器件间具有凹部。图1B等示出绝缘层255c设置有凹部的例子。注意，绝缘层255c也可以在相邻的发光器件间不具有凹部。另外，也可以将晶体管上的绝缘层(绝缘层255a至绝缘层255c)看作包括晶体管的层101的一部分。
作为绝缘层255a、绝缘层255b及绝缘层255c，可以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的各种无机绝缘膜。作为绝缘层255a及绝缘层255c，优选使用氧化硅膜、氧氮化硅膜、氧化铝膜等的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及绝缘层255c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。
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，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。
后面将在实施方式4中说明具有晶体管的层101的结构例子。
发光器件130a、130b、130c分别发射不同颜色光。发光器件130a、130b、130c例如优选为发射红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)这三种颜色的光的组合。
作为发光器件，例如优选使用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)。作为发光器件含有的发光物质，例如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)及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)。此外，作为发光器件，也可以使用MicroLED(Light Emitting Diode)等LED。
发光器件的发光颜色可以为红外、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。
关于发光器件的结构及材料，可以参照实施方式5。
在发光器件所包括的一对电极中，一方的电极被用作阳极且另一方的电极被用作阴极。下面有时以像素电极被用作阳极且公共电极被用作阴极的情况为例进行说明。
发光器件130a包括绝缘层255c上的像素电极111a、像素电极111a上的岛状第一层113a、岛状第一层113a上的公共层114以及公共层114上的公共电极115。在发光器件130a中，可以将第一层113a及公共层114统称为EL层。
发光器件130b包括绝缘层255c上的像素电极111b、像素电极111b上的岛状第二层113b、岛状第二层113b上的公共层114以及公共层114上的公共电极115。在发光器件130b中，可以将第二层113b及公共层114统称为EL层。
发光器件130c包括绝缘层255c上的像素电极111c、像素电极111c上的岛状第三层113c、岛状第三层113c上的公共层114以及公共层114上的公共电极115。在发光器件130c中，可以将第三层113c及公共层114统称为EL层。
在本说明书等中，将发光器件所包括的EL层中的按每个发光器件设置的岛状的层记作第一层113a、第二层113b或第三层113c且将多个发光器件共用的层记作公共层114。另外，在本说明书等中，有时将不包括公共层114的第一层113a、第二层113b及第三层113c称为岛状的EL层、形成为岛状的EL层等。
第一层113a、第二层113b及第三层113c彼此分离。通过在各发光器件中设置岛状的EL层，可以抑制相邻的发光器件间的泄漏电流。因此，可以抑制因非意图性的发光而发生的串扰，从而可以实现对比度非常高的显示装置。尤其是，可以实现低亮度下电流效率高的显示装置。
优选像素电极111a、像素电极111b及像素电极111c的端部都具有锥形形状。具体而言，优选像素电极111a、像素电极111b及像素电极111c的端部都具有锥角小于90°的锥形形状。在上述像素电极的端部具有锥形形状时，沿着像素电极的侧面设置的第一层113a、第二层113b及第三层113c也具有锥形形状(对应于后述的倾斜部)。通过使像素电极的侧面具有锥形形状，可以提高沿着像素电极的侧面设置的EL层的覆盖性。
另外，虽然图1B等示出绝缘层255c的凹部的侧壁与绝缘层255b所成的角具有与像素电极111a、像素电极111b及像素电极111c的锥形形状相同的锥角的结构，但是不局限于此。例如，像素电极111a、像素电极111b及像素电极111c的锥形形状也可以与形成在绝缘层255c中的凹部的锥形形状不同。
在图1B中，在像素电极111a与第一层113a间不设置覆盖像素电极111a的顶面端部的绝缘层(也被称为分隔壁、堤(bank)、间隔物等)。另外，在像素电极111b与第二层113b间不设置覆盖像素电极111b的顶面端部的绝缘层。因此，可以使相邻的发光器件间的间隔非常小。由此，可以实现高清晰或高分辨率的显示装置。另外，也不需要用来形成该绝缘层的掩模，由此可以减少显示装置的制造成本。
另外，通过采用在像素电极与EL层间不设置覆盖像素电极的端部的绝缘层的结构，即在像素电极与EL层间不设置绝缘层的结构，可以高效地提取来自EL层的发光。因此，本发明的一个方式的显示装置可以使视角依赖性极小。通过减少视角依赖性，可以提高显示装置中的图像的可见度。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。
本实施方式的发光器件可以采用单结构(只有一个发光单元的结构)，也可以采用串联结构(包括多个发光单元的结构)。发光单元至少包括一个发光层。
第一层113a、第二层113b及第三层113c至少包括发光层。优选的是，第一层113a、第二层113b及第三层113c中的一个包括发射红色光的发光层，另一个包括发射绿色光的发光层，剩下的一个包括发射蓝色光的发光层。例如，可以采用第一层113a包括发射红色光的发光层，第二层113b包括发射绿色光的发光层且第三层113c包括发射蓝色光的发光层的结构。
另外，在使用串联结构的发光器件时，优选的是，第一层113a包括发射红色光的多个发光单元，第二层113b包括发射绿色光的多个发光单元，并且第三层113c包括发射蓝色光的多个发光单元。各发光单元间优选设置有电荷产生层。
另外，第一层113a、第二层113b以及第三层113c也可以各自包括空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电荷产生层、电子阻挡层、电子传输层和电子注入层中的一个以上。
例如，第一层113a、第二层113b及第三层113c也可以依次包括空穴注入层、空穴传输层、发光层及电子传输层。另外，也可以在空穴传输层与发光层间包括电子阻挡层。另外，也可以在电子传输层与发光层间包括空穴阻挡层。另外，也可以在电子传输层上设置电子注入层。
另外，例如，第一层113a、第二层113b及第三层113c也可以依次包括电子注入层、电子传输层、发光层及空穴传输层。另外，也可以在电子传输层与发光层间包括空穴阻挡层。另外，也可以在空穴传输层与发光层间包括电子阻挡层。另外，也可以在空穴传输层上设置空穴注入层。
如此，第一层113a、第二层113b及第三层113c优选包括发光层以及发光层上的载流子传输层(电子传输层或空穴传输层)。另外，第一层113a、第二层113b及第三层113c优选包括发光层以及发光层上的载流子阻挡层(空穴阻挡层或电子阻挡层)。另外，第一层113a、第二层113b及第三层113c也可以包括发光层、发光层上的载流子阻挡层以及载流子阻挡层上的载流子传输层。第一层113a、第二层113b及第三层113c的表面在显示装置的制造工序中被露出，所以通过在发光层上设置载流子传输层和载流子阻挡层中的一方或双方，可以抑制发光层露出到最外表面而可以减少发光层所受到的损伤。由此，可以提高发光器件的可靠性。
包含在第一层113a、第二层113b及第三层113c中的化合物的耐热温度优选为100℃以上且180℃以下，更优选为120℃以上且180℃以下，进一步优选为140℃以上且180℃以下。例如，这些化合物的玻璃化转变点(Tg)优选为100℃以上且180℃以下，更优选为120℃以上且180℃以下，进一步优选为140℃以上且180℃以下。
尤其是，优选的是，设置在发光层上的功能层的耐热温度高。另外，更优选的是，以与发光层接触的方式设置在其上的功能层的耐热温度高。在该功能层的耐热性高时，可以有效地保护发光层，由此可以减少发光层受到的损伤。
另外，优选的是，发光层的耐热温度高。由此，可以抑制发光层因加热受到损伤导致发光效率下降且寿命缩短。
发光层包括发光物质(也被称为发光性的有机化合物、客体材料等)、有机化合物(也被称为主体材料等)。发光层中的有机化合物的含量大于发光物质，所以可以使用该有机化合物的Tg作为发光层的耐热温度的指标。
另外，第一层113a、第二层113b及第三层113c例如也可以在像素电极上依次层叠有第一发光单元、电荷产生层及第二发光单元。
第二发光单元优选包括发光层以及发光层上的载流子传输层(电子传输层或空穴传输层)。另外，第二发光单元优选包括发光层以及发光层上的载流子阻挡层(空穴阻挡层或电子阻挡层)。另外，第二发光单元优选包括发光层、发光层上的载流子阻挡层以及载流子阻挡层上的载流子传输层。第二发光单元的表面在显示装置的制造工序中被露出，所以通过在发光层上设置载流子传输层和载流子阻挡层中的一方或双方，可以抑制发光层露出到最外表面而可以减少发光层所受到的损伤。由此，可以提高发光器件的可靠性。另外，在包括三个以上的发光单元时，设置在最上层的发光单元中优选包括发光层以及发光层上的载流子传输层和载流子阻挡层中的一方或双方。
公共层114例如包括电子注入层或空穴注入层。或者，公共层114既可以具有电子传输层与电子注入层的叠层，又可以具有空穴传输层与空穴注入层的叠层。发光器件130a、130b、130c共用公共层114。
图1B示出第一层113a的端部位于像素电极111a的端部的外侧的例子。注意，虽然以像素电极111a及第一层113a为例进行说明，像素电极111b及第二层113b以及像素电极111c及第三层113c也是同样的。
在图1B中，第一层113a以覆盖像素电极111a的端部的方式形成。通过采用该结构，可以将像素电极的整个顶面用作发光区域，与岛状的EL层的端部位于像素电极的端部的内侧的结构相比，更容易提高开口率。
另外，通过使用EL层覆盖像素电极的侧面可以抑制像素电极与公共电极115接触，由此可以抑制发光器件的短路。另外，可以增大EL层的发光区域(即，与像素电极重叠的区域)与EL层的端部间的距离。EL层的端部有可能因加工而受到损伤，所以通过将离EL层的端部较远的区域用作发光区域，有时可以提高发光器件的可靠性。
优选第一层113a、第二层113b及第三层113c都具有为发光区域的第一区域以及第一区域外侧的第二区域(伪区域)。第一区域位于像素电极与公共电极间。第一区域在显示装置的制造工序中被掩模层覆盖受到的损伤显著地极少。由此，可以实现发光效率高且寿命长的发光器件。另一方面，第二区域包括EL层的端部及其附近以及在显示装置的制造工序中可能因暴露于等离子体等而受到损伤的部分。通过不将第二区域用作发光区域，可以抑制发光器件的特性不均匀。
图1B及图1C所示的宽度L3相当于第一层113a中的第一区域113_1(发光区域)的宽度。另外，图1B及图1C所示的宽度L1及宽度L2相当于第一层113a中的第二区域113_2(伪区域)的宽度。如图1C所示，由于第二区域113_2以围绕第一区域113_1的方式设置，所以在图1B等的截面图中可以在左右的两处确认到第二区域113_2的宽度。作为第二区域113_2的宽度可以使用宽度L1或宽度L2，例如可以使用宽度L1和宽度L2中较短的一方。宽度L1至宽度L3可以从截面观察图像等确认。
图2A的放大图示出第二区域113_2的宽度L2。第二区域113_2是在第一层113a中掩模层118a、绝缘层125和绝缘层127中的至少一个重叠的部分。另外，如图6B中的区域103那样，在第一层113a等中，位于像素电极的顶面的端部外侧的部分为伪区域。
第二区域113_2的宽度为1nm以上，优选为5nm以上、50nm以上或100nm以上。伪区域的宽度越宽，越可以使发光区域的品质均匀而可以抑制发光器件的特性的不均匀，所以是优选的。另一方面，伪区域的宽度越窄发光区域越宽，由此可以提高像素的开口率。因此，第二区域113_2的宽度优选为第一区域113_1的宽度L3的50％以下，更优选为40％以下、30％以下、20％以下或10％以下。另外，例如，用于可穿戴设备的显示装置等小型且高清晰显示装置中的第二区域113_2的宽度优选为500nm以下，更优选为300nm以下、200nm以下或150nm以下。
另外，在岛状的EL层中，第一区域(发光区域)为获得EL(Electroluminescence)发光的区域。另外，在岛状的EL层中，第一区域(发光区域)和第二区域(伪区域)都是获得PL(Photoluminescence)发光的区域。由此，通过确认EL发光及PL发光可以区分第一区域和第二区域。
另外，发光器件130a、130b、130c共用公共电极115。多个发光器件共同包括的公共电极115电连接于设置在连接部140中的导电层123(参照图10A及图10B)。导电层123可以使用利用与像素电极111a、111b、111c相同材料且通过与像素电极111a、111b、111c相同的工序形成的导电层。
另外，图10A示出在导电层123上设置公共层114且导电层123与公共电极115通过公共层114电连接的例子。连接部140也可以不设置有公共层114。在图10B中，导电层123直接连接于公共电极115。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)，可以使沉积公共层114的区域与沉积公共电极115的区域不同。
另外，在图1B中，掩模层118a位于发光器件130a所包括的第一层113a上，掩模层118b位于发光器件130b所包括的第二层113b上，并且掩模层118c位于发光器件130c所包括的第三层113c上。掩模层以围绕第一区域113_1(发光区域)的方式设置。换言之，掩模层在与发光区域重叠的部分中具有开口。掩模层的顶面形状与图1C所示的第二区域113_2一致、大致一致或近似。掩模层118a是在加工第一层113a时与第一层113a的顶面接触地设置的掩模层的残留部分。同样地，掩模层118b是在形成第二层113b时设置的掩模层的残留部分，掩模层118c是在形成第三层113c时设置的掩模层的残留部分。如此，本发明的一个方式的显示装置也可以残留有制造时用来保护EL层的掩模层的一部分。另外，掩模层118a至掩模层118c中的任意两个或全部可以使用相同材料，也可以使用彼此不同的材料。注意，以下有时将掩模层118a、掩模层118b及掩模层118c统称为掩模层118。
在图1B中，掩模层118a的一个端部(与发光区域侧相反一侧的端部、外侧的端部)与第一层113a的端部对齐或大致对齐，掩模层118a的另一个端部位于第一层113a上。在此，掩模层118a的另一个端部(发光区域侧的端部、内侧的端部)优选与第一层113a及像素电极111a重叠。在此情况下，掩模层118a的另一个端部容易形成在第一层113a的平坦或大致平坦的面上。掩模层118b及掩模层118c也是同样的。另外，例如在加工为岛状的EL层(第一层113a、第二层113b或第三层113c)的顶面与绝缘层125间残留有掩模层118。关于掩模层，将在实施方式2中详细地说明。
在端部对齐或大致对齐的情况以及顶面形状一致或大致一致的情况下，可以说在俯视时至少其轮廓的一部分在层叠的各层间彼此重叠。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，有时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“端部大致对齐”或“顶面形状大致一致”。
第一层113a、第二层113b及第三层113c的各侧面被绝缘层125覆盖。绝缘层127隔着绝缘层125与第一层113a、第二层113b及第三层113c的各侧面重叠。
另外，第一层113a、第二层113b及第三层113c的各顶面的一部分被掩模层118覆盖。绝缘层125及绝缘层127隔着掩模层118与第一层113a、第二层113b及第三层113c的各顶面的一部分重叠。注意，第一层113a、第二层113b及第三层113c的各顶面不局限于与像素电极的顶面重叠的平坦部的顶面，也可以包括位于像素电极的顶面的外侧的倾斜部及平坦部(参照图6A的区域103)的顶面。
通过由绝缘层125、绝缘层127及掩模层118中的至少一个覆盖第一层113a、第二层113b及第三层113c的顶面的一部分及侧面，可以抑制公共层114(或公共电极115)与像素电极111a、111b、111c、第一层113a、第二层113b及第三层113c的侧面接触，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。
另外，在图1B中，以相同厚度示出第一层113a至第三层113c的膜厚度，但是本发明不局限于此。第一层113a至第三层113c的各膜厚度也可以不同。例如，优选对应加强第一层113a至第三层113c的每一个所发射的光的光程来设定膜厚度。由此，可以实现微腔结构而提高各发光器件的色纯度。
绝缘层125优选与第一层113a、第二层113b及第三层113c的各侧面接触(参照图2A所示的第一层113a及第二层113b的端部及其附近的以虚线围绕的部分)。通过采用绝缘层125与第一层113a、第二层113b及第三层113c接触的结构，可以防止第一层113a、第二层113b及第三层113c的膜剥离。在绝缘层125与第一层113a、第二层113b、或第三层113c密接时，相邻的第一层113a等可以由绝缘层125固定或粘合。由此，可以提高发光器件的可靠性。另外，可以提高发光器件的制造成品率。
另外，如图1B所示，通过由绝缘层125及绝缘层127覆盖第一层113a、第二层113b及第三层113c的顶面的一部分和侧面的双方，可以进一步防止EL层的膜剥离，由此可以提高发光器件的可靠性。另外，可以进一步提高发光器件的制造成品率。
图1B示出第一层113a、掩模层118a、绝缘层125及绝缘层127的叠层结构位于像素电极111a的端部上的例子。同样地，第二层113b、掩模层118b、绝缘层125及绝缘层127的叠层结构位于像素电极111b的端部上，第三层113c、掩模层118c、绝缘层125及绝缘层127的叠层结构位于像素电极111c的端部上。
图1B示出像素电极111a的端部被第一层113a覆盖且绝缘层125与第一层113a的侧面接触的结构。同样地，像素电极111b的端部被第二层113b覆盖，像素电极111c的端部被第三层113c覆盖，并且绝缘层125与第二层113b的侧面及第三层113c的侧面接触。
绝缘层127以填充绝缘层125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与第一层113a、第二层113b及第三层113c的各顶面的一部分及侧面重叠。换言之，绝缘层127优选隔着绝缘层125覆盖第一层113a、第二层113b及第三层113c的各顶面的一部分及侧面。绝缘层127优选覆盖绝缘层125的侧面的至少一部分。
另外，通过设置绝缘层125及绝缘层127可以填埋相邻的岛状的EL层间，所以可以减少设置在岛状的EL层上的层(例如，载流子注入层、公共电极等)的被形成面的高低差很大的凹凸而进一步实现平坦化。因此，可以提高载流子注入层或公共电极等的覆盖性。
公共层114及公共电极115设置在第一层113a、第二层113b、第三层113c、掩模层118、绝缘层125及绝缘层127上。在设置绝缘层125及绝缘层127之前，产生起因于设置有像素电极及岛状EL层的区域和不设置像素电极及岛状EL层的区域(发光器件间的区域)的台阶。本发明的一个方式的显示装置通过包括绝缘层125及绝缘层127而可以使该台阶平坦化，由此可以提高公共层114及公共电极115的覆盖性。因此，可以抑制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局部薄膜化而使电阻上升。
另外，虽然绝缘层127的顶面优选具有平坦性高的形状，但是也可以具有凸部、凸曲面、凹曲面或凹部。例如，绝缘层127的顶面优选具有平坦性高的平滑的凸曲面形状。
接着，说明绝缘层125及绝缘层127的材料的例子。
绝缘层125可以为包含无机材料的绝缘层。作为绝缘层125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。绝缘层125可以具有单层结构，也可以具有叠层结构。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及氧氮化铝膜等。作为氮氧化绝缘膜，可以举出氮氧化硅膜及氮氧化铝膜等。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，通过将利用原子层沉积(ALD：Atomic LayerDeposition)法形成的氧化铝膜、氧化铪膜或氧化硅膜等无机绝缘膜用于绝缘层125，可以形成针孔较少且保护EL层的功能良好的绝缘层125。另外，绝缘层125也可以采用利用ALD法形成的膜与利用溅射法形成的膜的叠层结构。绝缘层125例如可以采用利用ALD法形成的氧化铝膜与利用溅射法形成的氮化硅膜的叠层结构。
另外，绝缘层125优选具有相对于水和氧中的至少一方的阻挡绝缘层的功能。另外，绝缘层125优选具有抑制水和氧中的至少一方的扩散的功能。另外，绝缘层125优选具有俘获或固定(也被称为吸杂)水和氧中的至少一方的功能。
在本说明书等中，阻挡绝缘层是指具有阻挡性的绝缘层。另外，在本说明书等中，阻挡性是指抑制所对应的物质的扩散的功能(也可以说透过性低)。或者，是指俘获或固定所对应的物质(也称为吸杂)的功能。
在绝缘层125被用作阻挡绝缘层或者具有吸杂功能的绝缘层时，可以具有抑制可能会从外部扩散到各发光器件的杂质(典型的是，水和氧中的至少一方)的进入的结构。通过采用该结构，可以提供一种可靠性高的发光器件，并且可以提供一种可靠性高的显示装置。
另外，绝缘层125的杂质浓度优选低。由此，可以抑制杂质从绝缘层125混入到EL层而EL层劣化。另外，通过降低绝缘层125中的杂质浓度，可以提高对水和氧中的至少一方的阻挡性。例如，优选的是，绝缘层125中的氢浓度和碳浓度中的一方充分低，优选为氢浓度和碳浓度中的双方优选充分低。
另外，绝缘层125和掩模层118a、118b、118c可以使用相同材料。在此情况下，有时掩模层118a、118b、118c中的任意个与绝缘层125的边界不清楚而无法区分。因此，有时会将掩模层118a、118b、118c中的任意个和绝缘层125确认为一个层。换言之，有时会观察成一个层与第一层113a、第二层113b及第三层113c的每一个的顶面的一部分及侧面接触且绝缘层127覆盖该一个层的侧面的至少一部分。
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的高低差很大的凹凸平坦化的功能。换言之，通过包括绝缘层127，发挥提高形成公共电极115的面的平坦性的效果。
作为绝缘层127，可以适当地使用包含有机材料的绝缘层。作为有机材料，优选使用感光性的有机树脂，例如优选使用包括丙烯酸树脂的感光性的树脂组成物。注意，在本说明书等中，丙烯酸树脂不是仅指聚甲基丙烯酸酯或甲基丙烯酸树脂，有时也指广义上的丙烯酸类聚合物整体。
另外，作为绝缘层127也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。另外，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、水溶性纤维素或者醇可溶性聚酰胺树脂等有机材料。另外，作为感光性有机树脂也可以使用光致抗蚀剂。作为感光性有机树脂，可以使用正型材料或负型材料。
作为绝缘层127也可以使用吸收可见光的材料。通过绝缘层127吸收来自发光器件的发光，可以抑制光从发光器件经过绝缘层127泄漏到相邻的发光器件(杂散光)。因此，能够提高显示装置的显示品质。另外，即使在显示装置中不使用偏振片也可以提高显示品质，所以可以实现显示装置的轻量化及薄型化。
作为吸收可见光的材料，可以举出包括黑色等的颜料的材料、包括染料的材料、包括光吸收性的树脂材料(例如，聚酰亚胺等)以及可用于滤色片的树脂材料(滤色片材料)。尤其是，在使用混合或层叠两种颜色或三种以上的颜色的滤色片材料而成的树脂材料时可以提高遮蔽可见光的效果，所以是优选的。尤其是，通过混合三种以上的颜色的滤色片材料，可以实现黑色或近似于黑色的树脂层。
接着，使用图2A及图2B说明绝缘层127及其附近的结构。图2A是包括发光器件130a与发光器件130b间的绝缘层127及其周围的区域的截面放大图。以下，以发光器件130a与发光器件130b间的绝缘层127为例进行说明，发光器件130b与发光器件130c间的绝缘层127以及发光器件130c与发光器件130a间的绝缘层127等也是同样的。另外，图2B是图2A所示的第二层113b上的绝缘层127的端部及其附近的放大图。以下，有时以第二层113b上的绝缘层127的端部为例进行说明，第一层113a上的绝缘层127的端部及第三层113c上的绝缘层127的端部等也是同样的。
如图2A所示，以覆盖像素电极111a的方式设置第一层113a，以覆盖像素电极111b的方式设置第二层113b。以与第一层113a的顶面的一部分接触的方式设置掩模层118a，以与第二层113b的顶面的一部分接触的方式设置掩模层118b。以与掩模层118a的顶面及侧面、第一层113a的侧面、绝缘层255c的顶面、掩模层118b的顶面及侧面以及第二层113b的侧面接触的方式设置绝缘层125。另外，绝缘层125覆盖第一层113a的顶面的一部分及第二层113b的顶面的一部分。以与绝缘层125的顶面接触的方式设置绝缘层127。另外，绝缘层127隔着绝缘层125与第一层113a的顶面的一部分及侧面以及第二层113b的顶面的一部分及侧面重叠，并且与绝缘层125的侧面的至少一部分接触。以覆盖第一层113a、掩模层118a、第二层113b、掩模层118b、绝缘层125及绝缘层127的方式设置公共层114，在公共层114的上设置公共电极115。
另外，绝缘层127形成在两个岛状EL层间的区域(例如，图2A中的第一层113a与第二层113b间的区域)。此时，绝缘层127的至少一部分夹在一个EL层(例如，图2A中的第一层113a)的侧面端部与另一个EL层(例如，图2A中的第二层113b)的侧面端部间。通过设置这种绝缘层127，可以防止形成在岛状的EL层及绝缘层127上的公共层114及公共电极115中形成有断开的部分以及局部膜厚度较薄的部分。
如图2B所示，绝缘层127优选在显示装置的截面图中在端部具有锥角θ1的锥形形状。锥角θ1为绝缘层127的侧面与衬底面所成的角。注意，不局限于衬底面，锥角θ1也可以为第二层113b的平坦部的顶面或像素电极111b的平坦部的顶面与绝缘层127的侧面所成的角。
绝缘层127的锥角θ1小于90°，优选为60°以下，更优选为45°以下，进一步优选为20°以下。通过使绝缘层127的端部具有上述正锥形可以以高覆盖性沉积设置在绝缘层127上的公共层114及公共电极115，所以可以抑制断开或局部薄膜化等。由此，可以提高公共层114及公共电极115的面内均匀性，从而可以提高显示装置的显示品质。
另外，如图2A所示，在显示装置的截面图中，绝缘层127的顶面优选具有凸曲面形状。绝缘层127的顶面的凸曲面形状优选为向中心平缓地凸出的形状。另外，绝缘层127的顶面的中央部的凸曲面部优选具有连续地连接于端部的锥形部的形状。通过作为绝缘层127采用上述形状，可以将公共层114及公共电极115以高覆盖性沉积在绝缘层127的整个顶面。
如图2B所示，绝缘层127的端部优选位于绝缘层125的端部的外侧。由此，可以减少形成公共层114及公共电极115的面的凹凸，并且可以提高公共层114及公共电极115的覆盖性。
如图2B所示，绝缘层125优选在显示装置的截面图中在端部具有锥角θ2的锥形形状。锥角θ2为绝缘层125的侧面与衬底面所成的角。注意，不局限于衬底面，锥角θ2也可以为第二层113b的平坦部的顶面或像素电极111b的平坦部的顶面与绝缘层125的侧面所成的角。
绝缘层125的锥角θ2小于90°，优选为60°以下，更优选为45°以下，进一步优选为20°以下。
如图2B所示，掩模层118b优选在显示装置的截面图中在端部具有锥角θ3的锥形形状。锥角θ3是掩模层118b的侧面与衬底面所成的角。注意，不局限于衬底面，也可以采用第二层113b的平坦部的顶面或像素电极111b的平坦部的顶面与绝缘层127的侧面所成的角。
掩模层118b的锥角θ3小于90°，优选为60°以下，更优选为45°以下，进一步优选为20°以下。通过使掩模层118b具有这种正锥形形状，可以以高覆盖性沉积设置在掩模层118b上的公共层114及公共电极115。
掩模层118a的端部及掩模层118b的端部优选各自位于绝缘层125的端部的外侧。由此，可以减少形成公共层114及公共电极115的面的凹凸，并且可以提高公共层114及公共电极115的覆盖性。
详细内容将在实施方式2中进行说明，在一次性地进行绝缘层125及掩模层118的蚀刻处理时，有时因侧蚀使绝缘层127的端部之下的绝缘层125及掩模层118消失而形成空洞(也可以说孔)。因该空洞，形成公共层114及公共电极115的面上产生凹凸，公共层114及公共电极115中容易发生断开。因此，通过分成两次进行蚀刻处理且在两次蚀刻之间进行加热处理，即使经过第一次蚀刻处理形成空洞，也可以通过该加热处理使绝缘层127变形而填充该空洞。另外，在第二次蚀刻处理中蚀刻厚度较薄的膜，因此进行侧蚀的量减少而不容易形成空洞，即便形成空洞尺寸也极小。因此，可以抑制形成公共层114及公共电极115的面上产生凹凸，由此可以抑制公共层114及公共电极115断开。由于如上述那样进行两次蚀刻处理，所以有时锥角θ2及锥角θ3的角度互不相同。另外，锥角θ2及锥角θ3的角度也可以相同。另外，锥角θ2及锥角θ3的角度有时小于锥角θ1。
绝缘层127有时覆盖掩模层118a的侧面的至少一部分及掩模层118b的侧面的至少一部分。例如，图2B示出如下例子：绝缘层127覆盖并接触于位于通过第一次蚀刻处理形成的掩模层118b的端部的倾斜面而位于通过第二次蚀刻处理形成的掩模层118b的端部的倾斜面露出。有时可以通过锥角的不同来区分上述两个倾斜面。另外，有时通过两次蚀刻处理形成的侧面的锥角几乎没有差而不能进行区分。
另外，图3A及图3B示出绝缘层127覆盖掩模层118a的整个侧面及掩模层118b的整个侧面的例子。具体而言，在图3B中，绝缘层127覆盖并接触于上述两个倾斜面的双方。由此，可以进一步减少形成公共层114及公共电极115的面的凹凸，所以是优选的。图3B示出绝缘层127的端部位于掩模层118b的端部的外侧的例子。如图2B所示，绝缘层127的端部可以位于掩模层118b的端部的内侧，也可以与掩模层118b的端部对齐或大致对齐。另外，如图3B所示，绝缘层127有时与第二层113b接触。
另外，图4A、图4B、图5A及图5B示出绝缘层127的侧面具有凹曲面形状(变细部分、凹部、凹下去的部分、凹陷等)的例子。根据绝缘层127的材料及形成条件(加热温度、加热时间及加热气氛等)，有时绝缘层127的侧面形成有凹曲面形状。
图4A及图4B示出绝缘层127覆盖掩模层118b的侧面的一部分而掩模层118b的侧面的剩余部分露出的例子。图5A及图5B示出绝缘层127覆盖并接触于掩模层118a的整个侧面及掩模层118b的整个侧面的例子。
在图3至图5中，锥角θ1至锥角θ3也优选在上述范围内。
另外，如图2至图5所示，优选的是，绝缘层127的一个端部与像素电极111a的顶面重叠且绝缘层127的另一个端部与像素电极111b的顶面重叠。通过采用上述结构，可以将绝缘层127的端部形成在第一层113a及第二层113b的平坦或大致平坦的区域上。因此，较容易形成绝缘层127、绝缘层125及掩模层118的锥形形状。另外，可以抑制像素电极111a、111b、第一层113a及第二层113b的膜剥离。另一方面，像素电极的顶面与绝缘层127重叠的部分越小发光器件的发光区域越宽，由此可以提高开口率，所以是优选的。
另外，绝缘层127也可以不与像素电极的顶面重叠。例如，可以如图6A所示，绝缘层127不与像素电极的顶面重叠，绝缘层127的一个端部与像素电极111a的侧面重叠，绝缘层127的另一个端部与像素电极111b的侧面重叠。另外，也可以如图6B所示，绝缘层127不与像素电极重叠而设置在被像素电极111a与像素电极111b夹持的区域中。在图6A及图6B中，第一层113a及第二层113b的顶面中的位于像素电极的顶面的外侧的倾斜部及平坦部(区域103)的顶面的一部分或全部被掩模层118、绝缘层125及绝缘层127覆盖。与不设置掩模层118、绝缘层125及绝缘层127的结构相比，该结构可以减少形成公共层114及公共电极115的面的凹凸，从而可以提高公共层114及公共电极115的覆盖性。另外，也可以将区域103称为伪区域。
另外，如图7A所示，在显示装置的截面图中，绝缘层127的顶面也可以具有平坦部。
另外，如图7B所示，在显示装置的截面图中，绝缘层127的顶面优选具有凹曲面形状。在图7B中，绝缘层127的顶面具有向中心平缓地凸出的形状，即凸曲面，并且其中央及其附近具有凹陷的形状，即凹曲面。另外，在图7B中，绝缘层127顶面的凸曲面部具有连续地连接于端部的锥形部的形状。即使采用上述形状的绝缘层127，也可以将公共层114及公共电极115以高覆盖性沉积在绝缘层127的整个顶面。
在形成图7B所示的绝缘层127的中央部具有凹曲面的结构时，可以应用利用多色调掩模(典型的是，半色调掩模或灰色调掩模)进行曝光的方法。多色调掩模指的是能够以曝光部分、中间曝光部分及未曝光部分的三个曝光级别进行曝光的掩模，且是使透过光具有多种强度的曝光掩模。通过使用一个光掩模(进行一次曝光及显影工序)，可以形成具有多种(典型地为两种)厚度区域的绝缘层127。
注意，在绝缘层127的中央部形成凹曲面的方法不局限于上述方法。例如，也可以使用两个光掩模分别制造曝光部分及中间曝光部分。或者，也可以调整用于绝缘层127的树脂材料的粘度，具体而言，可以将用于绝缘层127的材料的粘度设定为10cP以下，优选为1cP以上且5cP以下。
注意，虽然未图示，但是绝缘层127的中央部的凹曲面并不需要连续，也可以在相邻的发光器件间断开。在此情况下，在图7B所示的绝缘层127的中央部，绝缘层127的一部分消失且绝缘层125的表面被露出。在采用该结构时，优选采用可以被公共层114及公共电极115覆盖的形状。
如上所述，在图2至图7所示的各结构中，通过设置绝缘层127、绝缘层125、掩模层118a及掩模层118b，可以在从第一层113a的平坦或大致平坦的区域到第二层113b的平坦或大致平坦的区域以高覆盖性形成公共层114及公共电极115。并且，可以防止在公共层114及公共电极115中形成断开的部分及局部膜厚度较薄的部分。因此，可以抑制因各发光器件间的公共层114及公共电极115中发生因断开部分的连接不良以及因局部膜厚度较薄的部分的电阻上升。由此，根据本发明的一个方式的显示装置可以提高显示品质。
优选在发光器件130a、130b、130c上设置有保护层131。通过设置保护层131，可以提高发光器件的可靠性。保护层131既可以为单层结构，又可以为两层以上的叠层结构。
对保护层131的导电性没有限制。作为保护层131，可以使用绝缘膜、半导体膜和导电膜中的至少一种。
当保护层131包括无机膜时，可以抑制发光器件的劣化，诸如防止公共电极115的氧化、抑制杂质(水分及氧等)进入发光器件中等，由此可以提高显示装置的可靠性。
作为保护层131例如可以使用氧化绝缘膜、氮化绝缘膜、氧氮化绝缘膜及氮氧化绝缘膜等无机绝缘膜。这些无机绝缘膜的具体例子可以参照绝缘层125的说明。尤其是，保护层131优选包括氮化绝缘膜或氮氧化绝缘膜，更优选包括氮化绝缘膜。
另外，也可以将包含In-Sn氧化物(也被称为ITO)、In-Zn氧化物、Ga-Zn氧化物、Al-Zn氧化物或铟镓锌氧化物(也称为In-Ga-Zn氧化物、IGZO)等的无机膜用于保护层131。该无机膜优选具有高电阻，具体而言，该无机膜优选具有比公共电极115高的电阻。该无机膜还可以包含氮。
在经过保护层131提取发光器件的发光的情况下，保护层131的可见光透过性优选高。例如，ITO、IGZO以及氧化铝都是可见光透过性高的无机材料，所以是优选的。
作为保护层131，例如可以使用氧化铝膜和氧化铝膜上的氮化硅膜的叠层结构或者氧化铝膜和氧化铝膜上的IGZO膜的叠层结构等。通过使用该叠层结构，可以抑制杂质(水及氧等)进入EL层一侧。
并且，保护层131也可以包括有机膜。例如，保护层131也可以包括有机膜和无机膜的双方。作为可用于保护层131的有机材料，例如可以举出可用于绝缘层127的有机绝缘材料等。
保护层131也可以具有使用不同沉积方法形成的两层结构。具体而言，也可以利用ALD法形成保护层131的第一层而利用溅射法形成保护层131的第二层。
另外，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、冲击吸收层等表面保护层。例如，通过作为表面保护层设置玻璃层或二氧化硅层(SiOx层)，可以抑制表面被弄脏或受损伤，所以是优选的。另外，作为表面保护层也可以使用DLC(类金刚石碳)、氧化铝(AlOx)、聚酯类材料或聚碳酸酯类材料等。另外，作为表面保护层优选使用对可见光的透过率高的材料。另外，表面保护层优选使用硬度高的材料。
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装置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，更优选使用吸收率为0.1％以下的薄膜，进一步优选为使用吸收率为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。尤其优选使用环氧树脂等透湿性低的材料。另外，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，例如可以举出铝、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。可以以单层或叠层结构使用包含这些材料的膜。
另外，作为透光性导电材料，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，可以将上述材料的叠层膜用作导电层。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(被用作像素电极或对置电极的导电层)。
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8A示出图1B的变形例子。图8A示出像素电极111a、111b、111c的顶面及侧面分别被导电层116a、116b、116c覆盖的例子。另外，也可以将导电层116a、116b、116c看作像素电极的一部分。
在图1B中，像素电极111a的侧面与第一层113a接触。在像素电极111a具有叠层结构时，存在多个与第一层113a接触的导电层。由此，有可能形成像素电极111a与第一层113a的密接性低的部分。像素电极111b与第二层113b间以及像素电极111c与第三层113c间也可能发生同样的情况。
另外，在形成像素电极111a、111b、111c之后通过湿蚀刻去除成为导电层116a、116b、116c的膜的一部分时，在蚀刻液接触像素电极111a、111b、111c时有时发生电偶腐蚀。
在图8A中，像素电极111a、111b、111c的顶面及侧面分别被导电层116a、116b、116c覆盖，所以可以抑制蚀刻液接触像素电极111a、111b、111c而可以抑制其因电偶腐蚀等而发生变质。由此，可以扩大像素电极111a的材料的选择范围。另外，第一层113a与导电层116a接触，所以密接性也均匀。
当使用顶部发射型显示装置时，优选作为像素电极111a、111b、111c使用对可见光具有反射性的电极(反射电极)且作为导电层116a、116b、116c使用对可见光具有透过性的电极(透明电极)。
图8B所示的像素电极111具有三层结构，导电层116具有单层结构。例如，优选作为像素电极111使用钛膜、铝膜及钛膜的三层结构且作为导电层116使用氧化物导电层(例如，In-Si-Sn氧化物(也被称为ITSO))。铝膜的反射率高，适合用于反射电极。另一方面，在铝与氧化物导电层接触时，有发生电蚀的担忧。由此，优选在铝膜与氧化物导电层间设置钛膜。
图8C所示的像素电极111具有三层结构，导电层116具有两层结构。例如，优选作为像素电极111使用钛膜、铝膜及钛膜的三层结构且作为导电层116使用钛膜与氧化物导电层(例如，ITSO)的两层结构。
如图9A至图9C所示，显示装置也可以设置有透镜阵列133。透镜阵列133可以与发光器件重叠地设置。
图9A及图9B示出在发光器件130a、130b、130c上隔着保护层131设置透镜阵列133的例子。通过在形成发光器件的衬底上直接形成透镜阵列133，可以提高发光器件和透镜阵列的对准精度。
图9C示出设置有透镜阵列133的衬底120由树脂层122贴合在保护层131上的例子。通过在衬底120上设置透镜阵列133，可以提高它们的形成工序中的加热处理温度。
图9B示出作为保护层131使用具有平坦化功能的层的例子，但是如图9A及图9C所示，保护层131也可以不具有平坦化功能。例如，通过作为保护层131使用有机膜，可以使保护层131的顶面平坦。另外，图9A及图9C所示的保护层131例如可以使用无机膜形成。
透镜阵列133的凸面既可以朝向衬底120一侧，又可以朝向发光器件一侧。
透镜阵列133可以由无机材料和有机材料中的至少一个形成。例如，透镜可以使用包含树脂的材料。此外，可以将包含氧化物和硫化物中的至少一个的材料用于透镜。作为透镜阵列133，例如可以使用微透镜阵列。透镜阵列133既可以在衬底上或发光器件上直接形成，又可以贴合另行形成的透镜阵列。
图11A示出与图1A不同的显示装置100的俯视图。图11A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可以包括发射彼此不同颜色的光的发光器件。例如，作为子像素110a、110b、110c、110d，可以举出：R、G、B、W的四种颜色的子像素；R、G、B、Y的四种颜色的子像素；以及R、G、B、IR的四个子像素；等。
另外，本发明的一个方式的显示装置也可以在像素中包括受光器件。
此外，也可以采用图11A所示的像素110所包括的四个子像素中的三个包括发光器件的结构且剩下的一个包括受光器件的结构。
作为受光器件，例如，可以使用pn型或pin型光电二极管。受光器件被用作检测出入射到受光器件的光来产生电荷的光电转换器件(也称为光电转换元件)。受光器件所产生的电荷量取决于入射到受光器件的光量。
受光器件可以检测出可见光和红外光中的一个或两个。在检测可见光时，例如可以检测蓝色、紫色、蓝紫色、绿色、黄绿色、黄色、橙色、红色等的光中的一个或多个。在检测红外光时，在暗处也可以检测对象物，所以是优选的。
尤其是，作为受光器件，优选使用具有包含有机化合物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。
在本发明的一个方式中，使用有机EL器件作为发光器件，并使用有机光电二极管作为受光器件。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，可以将有机光电二极管安装在使用有机EL器件的显示装置中。
也就是说，通过将反向偏压施加到像素电极与公共电极之间来驱动受光器件，可以检测出入射到受光器件的光而产生电荷并以电流的方式取出。
受光器件也可以采用与发光器件同样的制造方法。受光器件所包括的岛状活性层(也称为光电转换层)由于不是使用高精细金属掩模形成而是在整个面上沉积成为活性层的膜之后进行加工来形成，所以可以以均匀的厚度形成岛状活性层。此外，通过在活性层上设置掩模层，可以降低在显示装置的制造工序中活性层受到的损伤，由此可以提高受光器件的可靠性。
关于受光器件的结构及材料，可以参照实施方式6。
图11B是沿着图11A的点划线X3-X4的截面图。图11A中的沿着点划线X1-X2的截面图可以参照图1B，沿着点划线Y1-Y2的截面图可以参照图7A或图7B。
如图11B所示，在显示装置100中，包括晶体管的层101上设置有绝缘层，绝缘层上设置有发光器件130a及受光器件150，以覆盖发光器件及受光器件的方式设置保护层131，并且由树脂层122贴合衬底120。另外，相邻的发光器件与受光器件间的区域设置有绝缘层125以及绝缘层125上的绝缘层127。
图11B示出发光器件130a向衬底120一侧发射光且光从衬底120一侧入射到受光器件150的例子(参照光Lem及光Lin)。
以上是发光器件130a的结构。
发光器件150包括绝缘层255c上的像素电极111d、像素电极111d上的第四层113d、第四层113d上的公共层114以及公共层114上的公共电极115。第四层113d至少包括活性层。
在此，第四层113d至少包括活性层，优选包括多个功能层。例如，作为功能层可以举出载流子传输层(空穴传输层及电子传输层)及载流子阻挡层(空穴阻挡层及电子阻挡层)等。另外，优选活性层上设置有一个以上的层。通过在活性层与掩模层间包括其他层，可以抑制在显示装置的制造工序中活性层被露出到最外表面而可以减少活性层受到的损伤。因此，可以提高受光器件150的可靠性。由此，第四层113d优选包括活性层以及活性层上的载流子阻挡层(空穴阻挡层或电子阻挡层)或载流子传输层(电子传输层或空穴传输层)。
第四层113d是设置在受光器件150中且不设置在发光器件中的层。注意，包括在第四层113d中的活性层以外的功能层有时包括与包括在第一层113a至第三层113c中的发光层以外的功能层相同的材料。另一方面，公共层114是发光器件及受光器件共用的连续的层。
注意，受光器件和发光器件共用的层有时发光器件中的功能与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具有空穴注入层和空穴传输层的功能。与此同样，电子注入层分别在发光器件和受光器件中具有电子注入层和电子传输层的功能。另外，受光器件及发光器件共用的层也有时发光器件中的功能与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。
掩模层118a位于第一层113a与绝缘层125间，掩模层118d位于第四层113d与绝缘层125间。同样地，掩模层118a是在加工第一层113a时设置在第一层113a上的掩模层的残留部分。同样地，掩模层118d是在加工包括活性层的第四层113d时以与第四层113d的顶面接触的方式设置的掩模层的残留部分。掩模层118a及掩模层118d可以包括相同材料，也可以包括不同材料。
图11A示出子像素110d的开口率(也可以称为尺寸或者发光区域或受光区域的尺寸)大于子像素110a、110b、110c的例子，但是本发明的一个方式不局限于此。可以适当地决定子像素110a、110b、110c、110d各自的开口率。子像素110a、110b、110c、110d的开口率可以彼此不同，也可以使其中的两个以上相同或大致相同。
子像素110d的开口率也可以高于子像素110a、110b、110c中的至少一个。在子像素110d的受光面积较宽时，有时可以更容易地检测出对象物。例如，根据显示装置的清晰度及子像素的电路结构等，有时子像素110d的开口率高于其他子像素的开口率。
另外，子像素110d的开口率也可以低于子像素110a、110b、110c中的至少一个。子像素110d的受光面积越小摄像范围越窄，由此可以抑制摄像结果变模糊而提高分辨率。因此，可以进行高清晰或高分辨率的摄像，所以是优选的。
如此，子像素110d可以具有适合其用途的检测波长、清晰度及开口率。
在本发明的一个方式的显示装置中，通过在各发光器件中设置岛状EL层可以抑制在子像素间产生泄漏电流。因此，可以抑制起因于非意图性的发光的串扰，从而可以实现对比度非常高的显示装置。另外，通过将岛状的EL层中的有可能在显示装置的制造工序中受到损伤的端部及其附近设为伪区域且不将其用作发光区域，可以抑制发光器件的特性的不均匀。另外，通过在相邻的岛状EL层间设置端部具有锥形形状的绝缘层，可以抑制在公共电极的形成时发生断开，并且可以防止在公共电极中形成局部膜厚度较薄的部分。由此，可以抑制在公共层及公共电极中发生因断开部分的连接不良以及因局部膜厚度较薄的部分的电阻上升。由此，本发明的一个方式的显示装置可以同时实现高清晰化和高显示品质。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。此外，在本说明书中，在一个实施方式中示出多个结构例子的情况下，可以适当地组合该结构例子。
(实施方式2)
在本实施方式中，参照图12至图21对本发明的一个方式的显示装置的制造方法进行说明。注意，关于各构成要素的材料及形成方法，有时省略与上述实施方式1所说明的部分同样的部分。另外，关于发光器件的详细结构，将在实施方式5中进行说明。
在图12至图20中并排示出沿着图1A所示的点划线X1-X2的截面图及沿点划线Y1-Y2的截面图。图21是绝缘层127的端部及其附近的放大图。
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：Chemical Vapor Deposition)法、真空蒸镀法、脉冲激光沉积(PLD：PulsedLaser Deposition)法、原子层沉积(ALD：Atomic Layer Deposition)法等形成。作为CVD法有等离子体增强化学气相沉积(PECVD：Plasma Enhanced CVD)法及热CVD法等。此外，作为热CVD法之一，有有机金属化学气相沉积(MOCVD：Metal Organic CVD)法。
此外，构成显示装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜、导电膜等)可以利用旋涂法、浸渍法、喷涂法、喷墨法、分配器法、丝网印刷法、胶版印刷法、刮刀(doctor knife)法、狭缝式涂布法、辊涂法、帘式涂布法或刮刀式涂布法等湿法沉积方法形成。
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、空穴阻挡层、发光层、电子阻挡层、电子传输层、电子注入层、电荷产生层等)。
此外，当对构成显示装置的薄膜进行加工时，可以利用光刻法等进行加工。另外，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的薄膜。
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。另一个是形成具有感光性的薄膜之后进行曝光而显影，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，代替用于曝光的光，也可以使用电子束。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，不需要光掩模。
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。
首先，在包括晶体管的层101上依次形成绝缘层255a、绝缘层255b及绝缘层255c。接着，在绝缘层255c上形成像素电极111a、111b、111c及导电层123(参照图12A)。在形成成为像素电极的导电膜时，例如可以使用溅射法或真空蒸镀法。
接着，优选进行像素电极的疏水化处理。在疏水化处理中，可以使处理对象的表面状态从亲水性变为疏水性或者可以提高处理对象的表面的疏水性。通过进行像素电极的疏水化处理，可以提高像素电极与在后面工序中形成的膜(在此，膜113A)的密接性，由此可以抑制膜剥离。另外，也可以不进行疏水化处理。
疏水化处理例如可以通过像素电极的氟修饰来进行。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，使像素电极的表面疏水化。
通过在包含氩等第18族元素的气体气氛下对像素电极的表面进行等离子体处理，可以使像素电极的表面受损。由此，HMDS等的硅烷化剂中的甲基容易键合于像素电极的表面。另外，容易利用硅烷偶联剂生成硅烷偶联。由此，也可以通过对像素电极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或硅烷偶联剂的处理，使像素电极的表面疏水化。
使用硅烷化剂或硅烷偶联剂等的处理例如可以使用旋涂法或浸渍法等涂敷硅烷化剂或硅烷偶联剂等来进行。另外，硅烷化剂或硅烷偶联剂等的处理例如可以通过使用气相法在像素电极上等形成具有硅烷化剂的膜或具有硅烷偶联剂的膜等而进行。在气相法中，首先，使包含硅烷化剂的材料或包含硅烷偶联剂的材料等挥发来使硅烷化剂或硅烷偶联剂等包含在气氛中。接着，将形成有像素电极等的衬底放置在该气氛中。由此，可以在像素电极上形成具有硅烷化剂或硅烷偶联剂等的膜，由此可以使像素电极的表面疏水化。
接着，在像素电极上形成后面成为第一层113a的膜113A(参照图12A)。
如图12A所示，在沿着点划线Y1-Y2的截面图中，导电层123上不形成有膜113A。例如，可以使用范围掩模将膜113A只沉积在所希望的区域。通过采用使用范围掩模的沉积工序及使用抗蚀剂掩模的加工工序，可以以较简单的工艺制造发光器件。
如实施方式1所示，在本发明的一个方式的显示装置中，作为发光器件使用耐热性高的材料。具体而言，包含在膜113A中的化合物的耐热温度优选为100℃以上且180℃以下，更优选为120℃以上且180℃以下，进一步优选为140℃以上且180℃以下。由此，可以提高发光器件的可靠性。另外，可以提高在显示装置的制造工序中可施加的温度的上限。因此，可以扩大用于显示装置的材料及形成方法的选择范围，由此可以实现制造成品率的提高及可靠性的提高。
膜113A例如可以利用蒸镀法形成，具体而言可以利用真空蒸镀法形成。另外，膜113A也可以利用转印法、印刷法、喷墨法、涂敷法的方法形成。
接着，在膜113A上及导电层123上依次形成后面成为掩模层118a的掩模膜118A以及后面成为掩模层119a的掩模膜119A(参照图12A)。
注意，在本实施方式中示出由掩模膜118A及掩模膜119A的两层结构形成掩模膜的例子，但是掩模膜也可以具有单层结构或三层以上的叠层结构。
通过在膜113A上设置掩模层，可以降低在显示装置的制造工序中膜113A受到的损伤，而可以提高发光器件的可靠性。
作为掩模膜118A使用对膜113A的加工条件的耐性高的膜，具体而言，使用与膜113A的蚀刻选择比大的膜。作为掩模膜119A，使用与掩模膜118A的蚀刻选择比大的膜。
另外，掩模膜118A及掩模膜119A以低于膜113A的耐热温度的温度形成。形成掩模膜118A及掩模膜119A时的衬底温度各自典型地为200℃以下，优选为150℃以下，更优选为120℃以下，进一步优选为100℃以下，更进一步优选为80℃以下。
作为耐热温度的指标，例如可以举出玻璃化转变点、软化点、熔点、热分解温度及5％重量减少温度等。膜113A至膜113C(即，第一层113a至第三层113c)的耐热温度可以采用上述任意温度，优选采用上述温度中最低的温度。
如上所述，在本发明的一个方式的显示装置中，作为发光器件使用耐热性高的材料。因此，也可以将形成掩模膜时的衬底温度设为100℃以上、120℃以上或140℃以上。例如，沉积温度越高越可以形成致密且阻挡性高的无机绝缘膜。因此，通过以上述温度沉积掩模膜，可以进一步减少膜113A受到的损伤，由此可以提高发光器件的可靠性。
作为掩模膜118A及掩模膜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，与干蚀刻法相比，可以降低在加工掩模膜118A及掩模膜119A时膜113A受到的损伤。
掩模膜118A及掩模膜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。另外，也可以使用上述湿法的沉积方法形成。
另外，以接触于膜113A上的方式形成的掩模膜118A优选利用对膜113A带来的损伤比掩模膜119A少的形成方法形成。例如，与溅射法相比，更优选使用ALD法或真空蒸镀法形成掩模膜118A。
作为掩模膜118A及掩模膜119A，例如可以使用金属膜、合金膜、金属氧化物膜、半导体膜、有机绝缘膜和无机绝缘膜等中的一种或多种。
作为掩模膜118A及掩模膜119A例如各自可以使用金、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。通过作为掩模膜118A和掩模膜119A中的一方或双方使用能够遮蔽紫外线的金属材料，可以抑制膜113A被照射紫外线，由此可以抑制膜113A的劣化，所以是优选的。
另外，通过作为掩模膜118A和掩模膜119A中的一方或双方使用金属膜或合金膜可以抑制膜113A被等离子体损伤，从而可以抑制膜113A的劣化，所以是优选的。具体而言，可以抑制在使用干蚀刻法的工序以及进行灰化的工序等中膜113A被等离子体损伤。尤其是，作为掩模膜119A优选使用钨膜等的金属膜或合金膜。
另外，掩模膜118A及掩模膜119A分别可以使用In-Ga-Zn氧化物、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)、包含硅的铟锡氧化物等的金属氧化物。
注意，也可以使用元素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。
另外，作为掩模膜可以使用包含对光(尤其是对紫外线)具有遮光性的材料的膜。例如，可以使用对紫外线具有反射性的膜或吸收紫外线的膜。作为具有遮光性的材料可以使用对紫外线具有遮光性的金属、绝缘体、半导体及半金属等各种材料，但是因为该掩模膜的一部分或全部在后面的工序中被去除，所以优选使用可以通过蚀刻被加工的膜，尤其优选使用加工性良好的膜。
例如，作为非常适合半导体的制造工艺的材料，优选使用硅或锗等的半导体材料。另外，可以使用上述半导体材料的氧化物或氮化物。另外，可以使用碳等的非金属(半金属)材料或其化合物。另外，可以使用钛、钽、钨、铬、铝等的金属或包含它们中的一个以上的合金。另外，可以使用包含氧化钛或氧化铬等上述金属的氧化物或者氮化钛、氮化铬或氮化钽等氮化物。
通过作为掩模膜使用包含对紫外线具有遮光性的材料的膜，可以抑制在曝光工序等中EL层被照射紫外线。通过抑制EL层因紫外线受到损伤，可以提高发光器件的可靠性。
注意，包含对紫外线具有遮光性的材料的膜被用于后述的绝缘膜125A的材料时也发挥同样的效果。
另外，作为掩模膜118A及掩模膜119A，可以使用能够用于保护层131的各种无机绝缘膜。尤其是，氧化绝缘膜与膜113A的密接性比氮化绝缘膜与膜113A的密接性高，所以是优选的。例如，可以将氧化铝、氧化铪及氧化硅等无机绝缘材料用于掩模膜118A及掩模膜119A。作为掩模膜118A及掩模膜119A，例如可以利用ALD法形成氧化铝膜。通过利用ALD法，可以减轻对基底(尤其是EL层等)的损伤，所以是优选的。
例如，作为掩模膜118A可以使用利用ALD法形成的无机绝缘膜(例如，氧化铝膜)，并且作为掩模膜119A可以使用利用溅射法形成的无机膜(例如，In-Ga-Zn氧化物膜、硅膜或钨膜)。
另外，作为掩模膜118A和后面形成的绝缘层125的双方可以使用相同无机绝缘膜。例如，作为掩模膜118A和绝缘层125的双方可以使用利用ALD法形成的氧化铝膜。在此，掩模膜118A和绝缘层125既可以采用相同沉积条件，也可以采用不同沉积条件。例如，通过以与绝缘层125同样的条件沉积掩模膜118A，可以形成掩模膜118A作为对水和氧中的至少一方的阻挡性高的绝缘层。另一方面，掩模膜118A是其大部分或全部在后面的工序中被去除的层，所以优选容易被加工。因此，掩模膜118A优选以与绝缘层125相比沉积时的衬底温度低的条件沉积。
作为掩模膜118A和掩模膜119A中的一方或双方也可以使用有机材料。例如，作为有机材料也可以使用可溶解于至少对位于膜113A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掩模膜118A和掩模膜119A中的一方或双方。当沉积上述材料时，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法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，可以以低温且短时间去除溶剂，所以可以减少膜113A的热损伤，所以是优选的。
此外，掩模膜118A及掩模膜119A也可以各自使用聚乙烯醇(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、可溶解于醇的聚酰胺树脂或全氟聚合物等氢树脂等有机树脂。
例如，作为掩模膜118A可以使用利用蒸镀法和上述湿法沉积方法中的任意个形成的有机膜(例如，PVA膜)，并且作为掩模膜119A可以使用利用溅射法形成的无机膜(例如，氮化硅膜)。
注意，如实施方式1所示，有时掩模膜的一部分作为掩模层残留在本发明的一个方式的显示装置中。
接着，在掩模膜119A上形成抗蚀剂掩模190a(参照图12A)。抗蚀剂掩模190a可以通过涂敷感光性树脂(光致抗蚀剂)而进行曝光及显影来形成。
抗蚀剂掩模190a也可以使用正型抗蚀剂材料或负型抗蚀剂材料制造。
抗蚀剂掩模190a设置在与像素电极111a重叠的位置上。另外，抗蚀剂掩模190a优选还在与导电层123重叠的位置上设置。由此，可以抑制导电层123在显示装置的制造工序中受到损伤。注意，也可以在导电层123上不设置抗蚀剂掩模190a。
另外，如图12A的沿Y1-Y2的截面图所示，抗蚀剂掩模190a优选以覆盖膜113A的端部至导电层123的端部(膜113A一侧的端部)的方式设置。由此，在对掩模膜118A及掩模膜119A进行了加工之后，掩模层118a及119a的端部仍然与膜113A的端部重叠。另外，掩模层118a、119a以覆盖膜113A的端部至导电层123的端部(膜113A一侧的端部)的方式设置，由此可以抑制对膜113A进行加工后露出绝缘层255c(参照图13B的沿Y1-Y2的截面图)。由此，可以防止绝缘层255a至255c以及包括晶体管的层101中的绝缘层的一部分因蚀刻等消失而使包括晶体管的层101中的导电层露出。因此，可以抑制该导电层非意图性地电连接于其他导电层。例如，可以抑制该导电层与公共电极115间短路。
接着，使用抗蚀剂掩模190a去除掩模膜119A的一部分形成掩模层119a(参照图12B)。掩模层119a残留在像素电极111a上及导电层123上。然后，去除抗蚀剂掩模190a(参照图12C)。接着，使用掩模层119a作为掩模(也被称为硬掩模)去除掩模膜118A的一部分形成掩模层118a(参照图13A)。
掩模膜118A及掩模膜119A都可以利用湿蚀刻法或干蚀刻法加工。掩模膜118A及掩模膜119A的加工优选通过各向异性蚀刻进行。
通过利用湿蚀刻法，与干蚀刻法相比，可以降低在加工掩模膜118A及掩模膜119A时膜113A受到的损伤。在使用湿蚀刻法时，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、硝酸或包含上述两个以上的混合溶液等。
另外，在加工掩模膜119A时膜113A不被露出，所以与加工掩模膜118A的情况相比，加工方法的选择范围较宽。具体而言，在掩模膜119A的加工中作为蚀刻气体使用含氧气体的情况下也可以进一步抑制膜113A的劣化。
另外，在掩模膜118A的加工中使用干蚀刻法的情况下，通过作为蚀刻气体不使用含有氧的气体可以抑制膜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，在作为掩模膜118A使用利用ALD法形成的氧化铝膜时，可以使用CHF3和He或CHF3、He及CH4通过干蚀刻法加工掩模膜118A。另外，在作为掩模膜119A使用利用溅射法形成的In-Ga-Zn氧化物膜时，可以使用稀磷酸通过湿蚀刻法加工掩模膜119A。或者，也可以使用CH4及Ar通过干蚀刻法进行加工。或者，可以使用稀磷酸通过湿蚀刻法加工掩模膜119A。另外，在作为掩模膜119A使用利用溅射法形成的钨膜的情况下，可以使用SF6、CF4及O2或者CF4、Cl2及O2通过干蚀刻法加工掩模膜119A。
抗蚀剂掩模190a例如可以通过使用氧等离子体的灰化等去除。或者，也可以使用氧气体和CF4、C4F8、SF6、CHF3、Cl2、H2O、BCl3或He等的贵气体。或者，也可以利用湿蚀刻去除抗蚀剂掩模190a。此时，掩模膜118A位于最外表面且膜113A不被露出，所以在抗蚀剂掩模190a的去除工序中可以抑制膜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，加工膜113A形成第一层113a。例如，使用掩模层119a及掩模层118a作为硬掩模去除膜113A的一部分形成第一层113a(参照图13B)。
由此，如图13B所示，像素电极111a上残留有第一层113a、掩模层118a及掩模层119a的叠层结构。另外，像素电极111b及像素电极111c露出。
膜113A的加工优选通过各向异性蚀刻进行。尤其优选使用各向异性干蚀刻。或者，也可以使用湿蚀刻。
图13B示出通过干蚀刻法加工膜113A的例子。在干蚀刻装置中使蚀刻气体等离子体化。因此，制造中的显示装置的表面暴露于等离子体(等离子体121a)。在此，通过作为掩模层118a和掩模层119a中的一方或双方使用金属膜或合金膜，可以抑制膜113A的残留部分(成为第一层113a的部分)被等离子体损伤，从而可以抑制第一层113a的劣化，所以是优选的。尤其是，作为掩模层119a优选使用钨膜等的金属膜或合金膜。
另外，在使用干蚀刻法的情况下，通过作为蚀刻气体不使用含有氧的气体可以抑制膜113A的劣化。
另外，作为蚀刻气体也可以使用含有氧的气体。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，可以抑制对膜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。
在使用干蚀刻法时，例如优选使用包含H2、CF4、C4F8、SF6、CHF3、Cl2、H2O、BCl3和He、Ar等的贵气体中的一种以上的气体作为蚀刻气体。或者，优选将这些气体的一种以上及含氧的气体用作蚀刻气体。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。另外，例如，可以将包含H2及Ar的气体及包含氧的气体用作蚀刻气体。
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。例如，作为具有高密度等离子体源的干蚀刻装置，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个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个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。
图13B示出第一层113a的端部位于像素电极111a的端部的外侧的例子。通过采用上述结构，可以提高像素的开口率。注意，虽然在图13B中未图示，但是由于上述蚀刻处理绝缘层255c的不与第一层113a重叠的区域中有时形成有凹部。
另外，通过使第一层113a覆盖像素电极111a的顶面及侧面，可以在不使像素电极111a露出的情况下进行后面的工序。在像素电极111a的端部露出时，在蚀刻工序等中有时会发生腐蚀。因像素电极111a的腐蚀而产生的生成物有时不稳定，例如，采用湿蚀刻时生成物有时会溶解于溶液中，采用干蚀刻时生成物有时会飞散到气氛中。当生成物溶解于溶液中或飞散在气氛中时，生成物有可能附着到被处理面及第一层113a的侧面等上而对发光器件的特性带来不良影响或者有可能导致多个发光器件间形成泄漏路径。另外，在像素电极111a的端部露出的区域中，彼此接触的层的密接性可能会降低而可能导致容易发生第一层113a或像素电极111a的膜剥离。
因此，通过采用第一层113a覆盖像素电极111a的顶面及侧面的结构，例如可以提高发光器件的成品率及特性。
另外，如实施方式1所示，通过使第一层113a覆盖像素电极111a的顶面及侧面，第一层113a在发光区域(像素电极111a与公共电极115间的区域)的外侧设置有伪区域。在此，第一层113a的端部有时在加工膜113A时受到损伤。另外，第一层113a的端部在后面的工序中也有可能暴露于等离子体而受到损伤(参照图15A的等离子体121b及图15C的等离子体121c)。第一层113a的端部及其附近成为伪区域且不被用于发光区域，所以即使受到损伤也不对发光器件特性带来不良影响。另一方面，第一层113a的发光区域被掩模层覆盖，所以不暴露于等离子体，等离子体带来的损伤充分减少。掩模层优选以覆盖第一层113a的与像素电极111a的顶面重叠的平坦部的顶面及位于像素电极111a的顶面的外侧的倾斜部及平坦部的顶面的方式设置。如此，将第一层113a中在制造工序中损伤被抑制的部分用作发光区域，由此可以实现发光效率高且寿命长的发光器件。
此外，在相当于连接部140的区域中，导电层123上残留有掩模层118a及掩模层119a的叠层结构。
另外，如上所述，在图13B的沿Y1-Y2的截面图中，掩模层118a、119a以覆盖第一层113a的端部及导电层123的端部的方式设置，绝缘层255c的顶面没有露出。由此，可以防止绝缘层255a至255c以及包括晶体管的层101中的绝缘层的一部分因蚀刻等被去除而使包括晶体管的层101中的导电层露出。因此，可以抑制该导电层非意图性地电连接于其他导电层。
如上所述，在本发明的一个方式中，通过在掩模膜119A上形成抗蚀剂掩模190a且使用抗蚀剂掩模190a去除掩模膜119A的一部分，来形成掩模层119a。然后，通过将掩模层119a用作硬掩模去除膜113A的一部分，来形成第一层113a。因此，可以说通过利用光刻法加工膜113A来形成第一层113a。另外，也可以使用抗蚀剂掩模190a去除膜113A的一部分。然后，也可以去除抗蚀剂掩模190a。
接着，优选进行像素电极的疏水化处理。在加工膜113A时有时像素电极的表面状态变为亲水性。通过进行像素电极的疏水化处理，可以提高像素电极与在后面工序中形成的膜(在此，膜113B)的密接性，由此可以抑制膜剥离。另外，也可以不进行疏水化处理。
接着，在像素电极111b、111c上及掩模层119a上形成后面成为第二层113b的膜113B(参照图13C)。
膜113B可以与能用于膜113A的形成方法同样的方法形成。
接着，在膜113B上依次形成后面成为掩模层118b的掩模膜118B及后面成为掩模层119b的掩模膜119B，然后形成抗蚀剂掩模190b(参照图13C)。掩模膜118B及掩模膜119B的材料及形成方法的条件与可以应用于掩模膜118A及掩模膜119A的条件相同。抗蚀剂掩模190b的材料及形成方法与可以应用于抗蚀剂掩模190a的条件相同。
抗蚀剂掩模190b设置在与像素电极111b重叠的位置上。
接着，使用抗蚀剂掩模190b去除掩模膜119B的一部分而形成掩模层119b(参照图14A)。掩模层119b残留在像素电极111b上。然后，去除抗蚀剂掩模190b(参照图14B)。接着，使用掩模层119b作为掩模去除掩模膜118B的一部分形成掩模层118b(参照图14C)。接着，加工膜113B形成第二层113b。例如，使用掩模层119b及掩模层118b作为硬掩模去除膜113B的一部分形成第二层113b(参照图15A)。
图15A示出通过干蚀刻法加工膜113B的例子。制造中的显示装置的表面暴露于等离子体(等离子体121b)。在此，通过作为掩模层118a和掩模层119a中的一方或双方使用金属膜或合金膜，可以抑制第一层113a被等离子体损伤，并且可以抑制第一层113a的劣化，所以是优选的。另外，通过作为掩模层118b和掩模层119b中的一方或双方使用金属膜或合金膜，可以抑制膜113B的残留部分(第二层113b)被等离子体损伤，从而可以抑制第二层113b的劣化，所以是优选的。尤其是，作为掩模层119b优选使用钨膜等的金属膜或合金膜。
由此，如图15A所示，像素电极111b上残留有第二层113b、掩模层118b及掩模层119b的叠层结构。另外，掩模层119a及像素电极111c露出。
接着，优选进行像素电极的疏水化处理。在加工膜113B时有时像素电极的表面状态变为亲水性。通过进行像素电极的疏水化处理，可以提高像素电极与在后面工序中形成的膜(在此，膜113C)的密接性，由此可以抑制膜剥离。另外，也可以不进行疏水化处理。
接着，在像素电极111c上以及掩模层119a、119b上形成后面成为第三层113c的膜113C(参照图15B)。
膜113C可以与能用于膜113A的形成方法同样的方法形成。
接着，在膜113C上依次形成后面成为掩模层118c的掩模膜118C及后面成为掩模层119c的掩模膜119C，然后形成抗蚀剂掩模190c(参照图15B)。掩模膜118C及掩模膜119C的材料及形成方法的条件与可以应用于掩模膜118A及掩模膜119A的条件相同。抗蚀剂掩模190c的材料及形成方法与可以应用于抗蚀剂掩模190a的条件相同。
抗蚀剂掩模190c设置在与像素电极111c重叠的位置上。
接着，使用抗蚀剂掩模190c去除掩模膜119C的一部分而形成掩模层119c。掩模层119c残留在像素电极111c上。然后，去除抗蚀剂掩模190c。接着，使用掩模层119c作为掩模去除掩模膜118C的一部分形成掩模层118c。接着，加工膜113C形成第三层113c。例如，使用掩模层119c及掩模层118c作为硬掩模去除膜113C的一部分形成第三层113c(参照图15C)。
图15C示出通过干蚀刻法加工膜113C的例子。制造中的显示装置的表面暴露于等离子体(等离子体121c)。在此，通过作为掩模层118a和掩模层119a中的一方或双方以及掩模层118b和掩模层119b中的一方或双方分别使用金属膜或合金膜，可以抑制第一层113a及第二层113b被等离子体损伤，并且可以抑制第一层113a及第二层113b的劣化，所以是优选的。另外，通过作为掩模层118c和掩模层119c中的一方或双方使用金属膜或合金膜，可以抑制膜113C的残留部分(第三层113c)被等离子体损伤，从而可以抑制第三层113c的劣化，所以是优选的。尤其是，作为掩模层119c优选使用钨膜等的金属膜或合金膜。
由此，如图15C所示，像素电极111c上残留有第三层113c、掩模层118c及掩模层119c的叠层结构。另外，掩模层119a、119b露出。
注意，第一层113a、第二层113b、第三层113c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成的角度优选为60°以上且90°以下。
如上所述，利用光刻法形成的第一层113a、第二层113b及第三层113c中的相邻的两个层之间的距离可以减小到8μm以下、5μm以下、3μm以下、2μm以下或1μm以下。在此，该距离例如可以以第一层113a、第二层113b及第三层113c中的相邻的两个相对端部间的距离规定。通过如上述那样减小岛状EL层间的距离，可以提供一种高清晰度及高开口率的显示装置。
另外，如图11A及图11B所示，在制造包括发光器件和受光器件的双方的显示装置时，与第一层113a至第三层113c同样地形成受光器件所包括的第四层113d。第一层113a至第四层113d的形成顺序没有特别的限制。例如，通过先形成与像素电极的密接性高的层，可以抑制工序中的膜剥离。例如，在像素电极与第一层113a至第三层113c的密接性高于与第四层113d的密接性的情况下，优选先形成第一层113a至第三层113c。另外，先形成的层的厚度有时对后面形成层的工序中衬底与用来规定沉积范围的掩模间的间隔带来影响。通过先形成厚度较薄的层，可以抑制阴影(shadowing)(层形成在阴影部分)。例如，在形成串联结构的发光器件时在很多情况下第一层113a至第三层113c的厚度大于第四层113d，所以优选先形成第四层113d。另外，在使用高分子材料通过湿法形成膜的情况下，优选先形成该膜。例如，在作为活性层使用高分子材料时，优选先形成第四层113d。通过如上所述那样根据材料及沉积方法等决定形成顺序，可以提高显示装置的制造成品率。
接着，优选去除掩模层119a、119b、119c(参照图16A)。根据后面工序有时掩模层118a、118b、118c、119a、119b、119c残留在显示装置中。通过在这阶段去除掩模层119a、119b、119c，可以抑制掩模层119a、119b、119c残留在显示装置中。例如，在作为掩模层119a、119b、119c使用导电材料时，通过预先去除掩模层119a、119b、119c，可以抑制因残留的掩模层119a、119b、119c产生泄漏电流及电容的形成等。
注意，在本实施方式中，以去除掩模层119a、119b、119c的情况为例进行说明，但是也可以不去除掩模层119a、119b、119c。例如，在掩模层119a、119b、119c包含上述对紫外线具有遮光性的材料时，通过不去除掩模层119a、119b、119c进行下一个工序，可以保护岛状EL层免受紫外线的影响，所以是优选的。
掩模层的去除工序可以使用与掩模层的加工工序同样的方法。尤其是，通过使用湿蚀刻法，与使用干蚀刻法相比，在去除掩模层时，可以降低第一层113a、第二层113b、第三层113c受到的损伤。
在作为掩模层119a、119b、119c使用金属膜或合金膜时，通过包括掩模层119a、119b、119c可以抑制EL层被等离子体损伤。因此，在直到去除掩模层119a、119b、119c的工序中，可以使用干蚀刻法进行膜的加工。另一方面，在去除掩模层119a、119b、119c的工序及去除之后的各工序中，抑制EL层被等离子体损伤的膜消失，所以优选使用湿蚀刻法等不使用等离子体的方法进行膜的加工。
另外，也可以将掩模层溶解于水或醇等的溶剂来去除。作为醇，可以举出乙基醇、甲基醇、异丙基醇(IPA)或甘油等。
另外，在去除掩模层之后，为了去除包含在第一层113a、第二层113b及第三层113c中的水及吸附到第一层113a、第二层113b及第三层113c表面的水，也可以进行干燥处理。例如，优选在氮气氛等惰性气体气氛或减压气氛下进行加热处理。在加热处理中，作为衬底温度可以在50℃以上且200℃以下，优选在60℃以上且150℃以下，更优选在70℃以上且120℃以下的温度下进行。通过采用减压气氛，可以以更低温进行干燥，所以是优选的。
接着，以覆盖像素电极、第一层113a、第二层113b、第三层113c、掩模层118a、掩模层118b及掩模层118c的方式形成后面成为绝缘层125的绝缘膜125A(参照图16A)。
如后面所述，以与绝缘膜125A的顶面接触的方式形成绝缘膜127a。因此，绝缘膜125A的顶面与用于绝缘膜127a的树脂组成物(例如，包括丙烯酸树脂的感光性树脂组成物)的密接性优选高。为了提高该密接性，优选进行表面处理来使绝缘膜125A的顶面疏水化(或者提高疏水性)。例如，优选使用六甲基二硅氮烷(HMDS)等的硅烷化剂进行处理。通过像这样使绝缘膜125A的顶面疏水化，可以以良好密接性形成绝缘膜127a。作为表面处理，也可以进行上述疏水化处理。
接着，在绝缘膜125A上形成绝缘膜127a(参照图16B)。
绝缘膜125A及绝缘膜127a优选以对第一层113a、第二层113b及第三层113c损伤少的形成方法沉积。尤其是，由于绝缘膜125A以与第一层113a、第二层113b及第三层113c的侧面接触的方式形成，所以优选以与绝缘膜127a相比对第一层113a、第二层113b及第三层113c损伤少的形成方法沉积。
另外，绝缘膜125A及绝缘膜127a各自以低于第一层113a、第二层113b及第三层113c的耐热温度的温度形成。另外，通过提高沉积时的衬底温度，即使其膜厚度较薄也可以形成杂质浓度低且对水和氧中的至少一方的阻挡性高的绝缘膜125A。
形成绝缘膜125A及绝缘膜127a时的各衬底温度优选为60℃以上、80℃以上、100℃以上或120℃以上且200℃以下、180℃以下、160℃以下、150℃以下或140℃以下。
如上所述，在本发明的一个方式的显示装置中，作为发光器件使用耐热性高的材料。因此，也可以将形成绝缘膜125A及绝缘膜127a时的各衬底温度设为100℃以上、120℃以上或140℃以上。例如，沉积温度越高越可以形成致密且阻挡性高的无机绝缘膜。因此，通过以上述温度沉积绝缘膜125A，可以进一步减少第一层113a、第二层113b及第三层113c受到的损伤，由此可以提高发光器件的可靠性。
作为绝缘膜125A，优选以上述衬底温度范围形成3nm以上、5nm以上或10nm以上且200nm以下、150nm以下、100nm以下或50nm以下的厚度的绝缘膜。
绝缘膜125A例如优选通过ALD法形成。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。作为绝缘膜125A，例如优选通过ALD法形成氧化铝膜。
除此之外，绝缘膜125A也可以利用其沉积速度高于ALD法的溅射法、CVD法或PECVD法形成。由此，可以高生产率地制造可靠性高的显示装置。
绝缘膜127a优选使用上述湿法沉积方法形成。绝缘膜127a例如通过旋涂法使用感光性树脂形成，更具体而言，可以使用包括丙烯酸树脂的感光性树脂组成物形成。
另外，在绝缘膜127a的形成后进行加热处理(也称为预烤)。该加热处理以低于第一层113a、第二层113b及第三层113c的耐热温度的温度形成。加热处理时的衬底温度优选为50℃以上且200℃以下，更优选为60℃以上且150℃以下，进一步优选为70℃以上且120℃以下。由此，可以去除包括在绝缘膜127a中的溶剂。
接着，如图16C所示，在连接部140中进行曝光。具体而言，在连接部140中，对绝缘膜127a的一部分照射可见光线或紫外线而使绝缘膜127a的一部分感光。
在作为绝缘膜127a使用包括丙烯酸树脂的正型感光性树脂组成物时，使用掩模132a对后面工序中不形成绝缘层127的区域照射可见光线或紫外线。绝缘层127形成在夹在像素电极111a、111b、111c中的任意两个之间的区域及导电层123的周围。因此，如图16C所示，使用掩模132a对绝缘膜127a中的与导电层123重叠的区域照射可见光线或紫外线。
用于曝光的光优选包括i线(波长为365nm)。另外，用于曝光的光也可以包括g线(波长为436nm)和h线(波长为405nm)中的至少一方。
另外，图16C示出作为绝缘膜127a使用正型感光性树脂且对不形成有绝缘层127的区域照射可见光线或紫外线的例子，但是本发明不局限于此。例如，作为绝缘膜127a也可以使用负型感光性树脂。在此情况下，对形成有绝缘层127的区域照射可见光线或紫外线。
接着，如图17A所示，进行显影去除绝缘膜127a的被曝光的区域，来形成绝缘层127b。绝缘层127b形成在整个显示部及围绕导电层123的区域中。在此，在作为绝缘膜127a使用丙烯酸树脂时，作为显影液优选使用碱性溶液，例如可以使用四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液。
显影方法没有特别的限制，可以使用浸渍法、旋转法(spin method)、水坑法(puddle method)、振动法等。注意，为了使蚀刻速率稳定，优选采用一直供应新的显影液的方法。或者，优选采用反复进行显影液的提供和保持(显影)的方式(也称为多步骤水坑法(step puddle method))。多步骤水坑法与一直供应新的显影液的方法相比可以节省显影液的消耗量且可以实现蚀刻速率的稳定化，所以是优选的。
接着，也可以去除显影时的残渣物(所谓的浮渣)。例如，通过进行使用氧等离子体的灰化，可以去除残渣物。
接着，如图17B所示，使用绝缘层127b作为掩模进行蚀刻处理去除绝缘膜125A的一部分来形成绝缘层125B，由此减薄连接部140中的掩模层118a的一部分的膜厚度。在连接部140中，掩模层118a的膜厚度较薄部分的表面被露出。注意，以下有时将使用绝缘层127b作为掩模的蚀刻处理称为第一蚀刻处理。
第一蚀刻处理可以以干蚀刻或湿蚀刻进行。另外，在使用与掩模层118a同样的材料沉积绝缘膜125A时，可以一次性地进行第一蚀刻处理，所以是优选的。
在进行干蚀刻时，优选使用氯类气体。作为氯类气体，可以以单独或混合两种以上的气体的方式使用Cl2、BCl3、SiCl4及CCl4等。另外，可以适当地将氧气体、氢气体、氦气体和氩气体等气体中的一种以上混合在上述氯类气体中。通过使用干蚀刻，可以以良好面内均匀性形成掩模层118a的膜厚度较薄的区域。
另外，第一蚀刻处理优选以湿蚀刻进行。通过使用湿蚀刻法，与使用干蚀刻法的情况相比，可以减少对第一层113a、第二层113b及第三层113c带来的损伤。另外，通过使用与后述的第二蚀刻处理同样的方法及装置，可以简化工序。例如，湿蚀刻可以使用碱溶液等进行。例如，在氧化铝膜的湿蚀刻中优选使用作为碱溶液的四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液。在此情况下，可以以水坑法进行湿蚀刻。另外，优选使用上述多步骤水坑法。
如图17B所示，在第一蚀刻处理中，不完全去除掩模层118a而在膜厚度减薄的状态下停止蚀刻处理。由于后述的第二蚀刻处理及第三蚀刻处理中，连接部140中的掩模层118a也被加工。当在第一蚀刻处理中完全去除掩模层118a时，由于第二蚀刻处理及第三蚀刻处理中的侧蚀，有时绝缘层127的端部之下的绝缘层125B及掩模层消失而形成空洞。如此，通过在导电层123上残留掩模层118a，可以防止在后面工序的处理中掩模层118a被过度蚀刻以及导电层123受到损伤。
注意，在图17B中掩模层118a的膜厚度减薄，但是本发明不局限于此。例如，根据绝缘膜125A的膜厚度及掩模层118a的膜厚度，有时只减薄绝缘膜125A的一部分的膜厚度就停止第一蚀刻处理。另外，在使用与掩模层118a同样的材料沉积绝缘膜125A时，绝缘膜125A与掩模层118a的边界不清楚，有时不能判断绝缘膜125A被去除还是以较薄膜厚度残留或者有时不能判断掩模层118a的膜厚度是否被减薄。
另外，图17B示出绝缘层127b的形状与图17A没有变化的例子，但是本发明不局限于此。例如，有时绝缘层127b的端部下垂而覆盖绝缘层125B的端部。另外，例如，有时绝缘层127b的端部与掩模层118a的顶面接触。如上所述，在显影之后不对绝缘层127b进行曝光的情况下，有时绝缘层127b的形状容易变化。
接着，如图17C所示，在显示部中进行曝光。具体而言，在显示部中，对绝缘层127b的一部分照射可见光线或紫外线而使绝缘层127b的一部分感光。
如上所述，绝缘层127形成在夹在像素电极111a、111b、111c中的任意两个之间的区域及导电层123的周围。因此，如图17C所示，使用掩模132b对像素电极111a上、像素电极111b上及像素电极111c上照射可见光线或紫外线。
另外，可以由上述感光的区域控制后面形成的绝缘层127的宽度。在本实施方式中，以绝缘层127具有与像素电极的顶面重叠的部分的方式进行加工(参照图2A及图2B)。如图6A或图6B所示，绝缘层127也可以不具有与像素电极的顶面重叠的部分。
用于曝光的光可以使用与图16C所示的工序同样的光。
在此，通过作为掩模层118(掩模层118a、118b、118c)和绝缘膜125A中的一方或双方设置对氧具有阻挡性的绝缘层(例如，氧化铝膜等)，可以减少向第一层113a、第二层113b及第三层113c扩散的氧。在EL层被照射光(可见光线或紫外线)时包含在该EL层中的有机化合物成为激发状态有可能促进其与气氛中的氧发生反应。更具体而言，当在包含氧的气氛下光(可见光线或紫外线)被照射到EL层时，氧有可能键合于该EL层所包含的有机化合物。通过将掩模层118及绝缘膜125A设置在岛状EL层上，可以降低气氛中的氧键合于该EL层所包含的有机化合物。
接着，如图18A及图21A所示，进行显影去除绝缘层127b的被曝光的区域而形成绝缘层127c。图21A是图18A所示的第二层113b、绝缘层127c的端部及其附近的放大图。绝缘层127c形成在夹在像素电极111a、111b、111c中的任意两个之间的区域及围绕导电层123的区域中。
接着，也可以去除显影时的残渣物(所谓的浮渣)。例如，通过进行使用氧等离子体的灰化，可以去除残渣物。
另外，也可以进行蚀刻以便调整绝缘层127c的表面的高度。绝缘层127c例如也可以通过利用氧等离子体的灰化被加工。
接着，如图18B及图21B所示，使用绝缘层127c作为掩模进行蚀刻处理去除绝缘层125B的一部分而减薄掩模层118a、118b、118c的一部分的膜厚度。由此，在绝缘层127c的下方形成绝缘层125。另外，掩模层118a、118b、118c的膜厚度较薄的部分的表面被露出。图21B是图18B所示的第二层113b、绝缘层127c的端部及其附近的放大图。注意，以下有时将使用绝缘层127c作为掩模的蚀刻处理称为第二蚀刻处理。
第二蚀刻处理可以以干蚀刻或湿蚀刻进行。另外，在使用与掩模层118a、118b、118c同样的材料沉积绝缘膜125A时，可以一次性地进行第二蚀刻处理，所以是优选的。第二蚀刻处理优选以与第一蚀刻处理同样的方法进行。
如图21B所示，通过使用侧面具有锥形形状的绝缘层127b作为掩模进行蚀刻，可以较容易地将绝缘层125的侧面及掩模层118a、118b、118c的侧面上端部形成为锥形形状。
另外，第二蚀刻处理优选以湿蚀刻进行。通过使用湿蚀刻法，与使用干蚀刻法的情况相比，可以减少对第一层113a、第二层113b及第三层113c带来的损伤。
如图18B及图21B所示，在第二蚀刻处理中，不完全去除掩模层118a、118b、118c而在膜厚度减薄的状态下停止蚀刻处理。如此，通过在第一层113a、第二层113b及第三层113c上残留对应的掩模层118a、118b、118c，可以防止在后面工序中的处理中第一层113a、第二层113b及第三层113c受到损伤。
注意，在图18B及图21B中掩模层118a、118b、118c的膜厚度减薄，但是本发明不局限于此。例如，根据绝缘膜125A的膜厚度及掩模层118a、118b、118c的膜厚度，有时在绝缘层125B被加工为绝缘层125之前停止第二蚀刻处理。具体而言，有时只减薄绝缘层125B的一部分的膜厚度就停止第二蚀刻处理。另外，在使用与掩模层118a、118b、118c同样的材料沉积绝缘膜125A时，绝缘膜125A(绝缘层125B及绝缘层125也同样)与掩模层118a、118b、118c的边界不清楚，有时不能判断是否形成绝缘层125或者有时不能判断掩模层118a、118b、118c的膜厚度是否被减薄。
另外，图18B及图21B示出绝缘层127c的形状与图18A及图21A没有变化的例子，但是本发明不局限于此。例如，有时绝缘层127c的端部下垂而覆盖绝缘层125的端部。另外，例如，有时绝缘层127c的端部与掩模层118a、118b、118c的顶面接触。如上所述，在显影之后不对绝缘层127c进行曝光的情况下，有时绝缘层127c的形状容易变化。
图18B示出在第二蚀刻处理中连接部140中的掩模层118a完全被去除而导电层123露出的例子。本发明不局限于此，也可以在图18B的步骤中在连接部140中存在掩模层118a的膜厚度较薄的部分且导电层123不被露出。
在此，考虑在显示部及连接部140中通过同一工序进行绝缘膜127a的曝光及显影。具体而言，隔着图16B所示的绝缘膜127a对像素电极111a上、像素电极111b上、像素电极111c上及导电层123上照射可见光线或紫外线。然后进行显影，由此绝缘层127c形成在夹在像素电极111a、111b、111c中的任意两个间的区域及导电层123的周围(参照图18C)。接着，进行绝缘膜125A的蚀刻处理去除显示部及连接部140中的绝缘膜125A的一部分。
该蚀刻处理在后烘之前进行，所以有时可使用的装置及方法受限。例如，优选使用显影装置及显影液以水坑法进行绝缘膜125A的蚀刻处理。由此，可以在除了用于曝光、显影及后烘的各装置以外不追加新的装置的情况下进行绝缘膜125A的加工。例如，在作为绝缘膜125A使用氧化铝膜时，可以通过使用包含TMAH的显影液的湿蚀刻加工绝缘膜125A。
在此，湿蚀刻优选以蚀刻液的消耗量少的方式进行，例如优选采用水坑法。连接部140中的绝缘膜125A的蚀刻面积与显示部中的绝缘膜125A的蚀刻面积相比非常大。因此，例如在水坑法中，在连接部140中蚀刻剂的供应较慢，与显示部相比蚀刻速率易于降低。如此，在显示部及连接部140的蚀刻速率有差时，有不能稳定地进行绝缘膜125A的加工的问题。例如，在根据连接部140中的蚀刻速率设定蚀刻时间时，有显示部中的绝缘膜125A过度被蚀刻的担忧。另外，在根据显示部中的蚀刻速率设定蚀刻时间时，有连接部140中的绝缘膜125A不充分蚀刻而残留的担忧。另一方面，在一直供应新的蚀刻液以不发生蚀刻速率之差的方法(例如，旋转法)中，蚀刻液的消耗量增大。
于是，如上所述，在本发明的一个方式的显示装置的制造方法中，分开进行连接部140中的绝缘膜127a的曝光及显影和显示部中的绝缘层127b的曝光及显影。由此，可以分别独立地控制连接部140中的绝缘膜125A的蚀刻条件(蚀刻时间等)和显示部中的绝缘膜125A的蚀刻条件(蚀刻时间等)，所以可以抑制在显示部中绝缘膜125A被过度蚀刻且可以抑制在连接部140中绝缘膜125A的蚀刻不充分，由此可以将绝缘膜125A加工为所希望的形状。
接着，优选对整个衬底进行曝光对绝缘层127c照射可见光线或紫外线(参照图18C)。该曝光的能量密度大于0mJ/cm2，优选为800mJ/cm2，更优选大于0mJ/cm2且为500mJ/cm2以下。通过在显影后进行上述曝光，有时可以提高绝缘层127c的透明度。另外，有时可以降低在后面工序中使绝缘层127c的形状变为锥形形状的加热处理所需的衬底温度。
在作为绝缘层127的材料使用通过光照射进行固化或者促进固化的树脂时，通过在显影之后至少进行一次光照射，可以使绝缘层127充分固化而提高形状稳定性。
在此，通过作为掩模层118a、掩模层118b及掩模层118c设置对氧具有阻挡性的绝缘层(例如，氧化铝膜等)，可以减少向第一层113a、第二层113b及第三层113c扩散的氧。在EL层被照射光(可见光线或紫外线)时包含在该EL层中的有机化合物成为激发状态有可能促进其与气氛中的氧发生反应。更具体而言，当在包含氧的气氛下光(可见光线或紫外线)被照射到EL层时，氧有可能键合于该EL层所包含的有机化合物。通过将掩模层118a、掩模层118b及掩模层118c设置在岛状EL层上，可以降低气氛中的氧键合于该EL层所包含的有机化合物。
另一方面，如后面所述，通过不对绝缘层127c进行曝光，有时易于在后面工序中改变绝缘层127c的形状或者易于将绝缘层127变为锥形形状。另外，有时绝缘层127的端部的锥角进一步减小。另外，有时绝缘层127的端部覆盖掩模层的整个侧面，甚至位于掩模层的端部的外侧。因此，有时优选在显影后不对绝缘层127c或127进行曝光。
例如，在作为绝缘层127c的材料使用光固化性树脂时，通过对绝缘层127c进行曝光而开始聚合，因此可以使绝缘层127c固化。另外，也可以在该阶段不对绝缘层127c进行曝光而在保持绝缘层127c的形状较容易变化的状态下进行后述的后烘和第三蚀刻处理中的至少一方。由此，可以抑制形成公共层114及公共电极115的面上产生凹凸，从而可以抑制公共层114及公共电极115断开。另外，也可以在后述的后烘之后、第三蚀刻处理之后、公共电极的形成之后或保护层131的形成之后对绝缘层127c(或绝缘层127)进行曝光。另外，也可以在显影之后第一蚀刻处理或第二蚀刻处理之前进行曝光。另一方面，根据绝缘层127c的材料(例如，正型材料)及蚀刻处理的条件，经过曝光，有时在进行蚀刻处理时绝缘层127b或绝缘层127c溶解于蚀刻液中。因此，优选在第二蚀刻处理之后且后烘之前进行曝光。由此可以以高再现性稳定地制造所希望的形状的绝缘层127。
在此，图18C所示的可见光线或紫外线的照射优选在不包含氧的气氛或氧含量少的气氛下进行。例如，上述可见光线或紫外线的照射优选在氮气氛等的惰性气体气氛、与大气气氛相比减少了氧含量的减压气氛下或者与大气气氛相比减少了氧含量的加压气氛下进行。当在包含多量氧的气氛下进行上述可见光线或紫外线的照射时，包含在EL层中的化合物有可能被氧化而变质。然而，通过在不包含氧的气氛或氧含量少的气氛下进行上述可见光线或紫外线的照射，可以防止该EL层变质，由此可以提供可靠性高的显示装置。关于这一点，图16C及图17C所示的曝光工序也是一样的。
接着，进行加热处理(也被称为后烘)。如图19A及图21C所示，通过进行加热处理，可以将绝缘层127c变为侧面具有锥形形状的绝缘层127。注意，如上所述，在第二蚀刻处理结束时，有时绝缘层127c已变为侧面具有锥形形状的形状。该加热处理以低于EL层的耐热温度的温度进行。加热处理可以以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130℃以下的衬底温度进行。加热气氛既可以为大气气氛，也可以为惰性气体气氛。另外，加热气氛既可以为大气气氛又可以为减压气氛。通过采用减压气氛，可以以更低温进行干燥，所以是优选的。本工序的加热处理中的衬底温度优选高于形成绝缘膜127a后的加热处理(预烤)。由此，可以提高绝缘层127与绝缘层125的密接性，并且也可以提高绝缘层127的耐(抗)腐蚀性。图21C是图19A所示的第二层113b、绝缘层127的端部及其附近的放大图。
如上所述，在本发明的一个方式的显示装置中，作为发光器件使用耐热性高的材料。因此，可以将预烤温度及后烘温度各自设定为100℃以上、120℃以上或140℃以上。由此，可以提高绝缘层127与绝缘层125的密接性，并且也可以提高绝缘层127的耐(抗)腐蚀性。另外，可以扩大可用于绝缘层127的材料的选择范围。另外，通过充分去除包含在绝缘层127中的溶剂等，可以抑制水及氧等杂质进入EL层。
通过在第一蚀刻处理中不完全去除掩模层118a、118b、118c残留膜厚度较薄状态的掩模层118a、118b、118c，可以防止在上述加热处理中第一层113a、第二层113b及第三层113c受损伤而发生劣化。由此，可以提高发光器件的可靠性。
注意，如图4A及图4B所示，根据绝缘层127的材料以及后烘的温度、时间及气氛，有时绝缘层127的侧面形成凹曲面形状。例如，后烘条件中的温度越高或时间越长，绝缘层127的形状越容易变化，有时形成凹曲面形状。另外，如上所述，在不对显影后的绝缘层127c进行曝光时，有时在后烘中绝缘层127的形状容易变化。
接着，如图19B及图21D所示，使用绝缘层127作为掩模进行蚀刻处理去除掩模层118a、118b、118c的一部分。有时绝缘层125的一部分也被去除。由此，掩模层118a、118b、118c中分别形成开口而第一层113a、第二层113b、第三层113c及导电层123的顶面露出。图21D是图19B所示的第二层113b、绝缘层127的端部及其附近的放大图。注意，以下有时将使用绝缘层127作为掩模的蚀刻处理称为第三蚀刻处理。
绝缘层125的端部被绝缘层127覆盖。另外，图19B及图21D示出掩模层118b的端部的一部分(具体而言，通过第二蚀刻处理形成的锥形形状的部分)被绝缘层127覆盖且通过第三蚀刻处理形成的锥形形状的部分露出的例子。换言之，图19B及图21D相当于图2A及图2B所示的结构。
在不进行第一蚀刻处理及第二蚀刻处理且在后烘后一次性地进行绝缘层125及掩模层的蚀刻处理时，有时因侧蚀使绝缘层127的端部之下的绝缘层125及掩模层消失而形成空洞。因该空洞，形成公共层114及公共电极115的面上产生凹凸，公共层114及公共电极115中容易发生断开。即使经过第一蚀刻处理或第二蚀刻处理绝缘层125及掩模层的侧面被蚀刻而形成空洞，也可以通过之后进行的后烘由绝缘层127填充该空洞。然后，在第三次蚀刻处理中蚀刻厚度较薄的掩模层，因此进行侧蚀的量减少而不容易形成空洞，即便形成空洞尺寸也极小。因此，可以使形成公共层114及公共电极115的面更平坦。
另外，如图3A、图3B、图5A及图5B所示，绝缘层127也可以覆盖掩模层118b的整个端部。例如，有时绝缘层127的端部下垂而覆盖掩模层118b的端部。另外，例如，有时绝缘层127的端部与第一层113a、第二层113b和第三层113c中的至少一个的顶面接触。如上所述，在不对显影后的绝缘层127b进行曝光时，有时绝缘层127的形状易于变化。
另外，第二蚀刻处理优选通过湿蚀刻进行。通过使用湿蚀刻法，与使用干蚀刻法的情况相比，可以减少对第一层113a、第二层113b及第三层113c带来的损伤。湿蚀刻可以使用碱溶液等进行。
如上所述，通过设置绝缘层127、绝缘层125、掩模层118a、掩模层118b及掩模层118c，在各发光器件间，可以抑制公共层114及公共电极115中发生因断开部分的连接不良及因局部膜厚度较薄的部分的电阻上升。由此，根据本发明的一个方式的显示装置可以提高显示品质。
另外，也可以在使第一层113a、第二层113b及第三层113c的一部分露出之后再次进行加热处理。通过进行该加热处理，可以去除包含在EL层中的水及附着于EL层表面上的水等。另外，通过该加热处理有时绝缘层127的形状发生变化。具体而言，有时绝缘层127以覆盖绝缘层125的端部、掩模层118a、118b、118c的端部和第一层113a、第二层113b及第三层113c的顶面中的至少一个的方式扩大。例如，绝缘层127有时具有图3A及图3B所示的形状。例如，可以在惰性气体气氛或减压气氛下进行加热处理。在加热处理中，作为衬底温度可以在50℃以上且200℃以下，优选在60℃以上且150℃以下，更优选在70℃以上且120℃以下的温度下进行。通过采用减压气氛，可以以更低温进行脱水，所以是优选的。注意，优选考虑EL层的耐热温度适当地设定上述加热处理的温度范围。考虑到EL层的耐热温度，上述温度范围中尤其优选70℃以上且120℃以下的温度。
接着，在绝缘层127、第一层113a、第二层113b及第三层113c上依次形成公共层114及公共电极115(参照图20A)再形成保护层131(参照图20B)。然后，使用树脂层122在保护层131上贴合衬底120，由此可以制造显示装置(参照图1B)。
公共层114可以通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、转印法、印刷法、喷墨法、涂布法等的方法形成。
公共电极115例如可以利用溅射法或真空蒸镀法形成。或者，也可以层叠通过蒸镀法形成的膜与通过溅射法形成的膜。
作为保护层131的沉积方法，可以举出真空蒸镀法、溅射法、CVD法及ALD法等。
如上所述，在本实施方式的显示装置的制造方法中，岛状的第一层113a、岛状的第二层113b及岛状的第三层113c不使用高精细金属掩模版形成而是在一个面上沉积膜之后进行加工来形成的，所以可以以均匀的厚度形成各层。并且，可以实现高清晰的显示装置或者高开口率的显示装置。另外，即使清晰度或开口率高且子像素间距离极小，也可以抑制相邻的子像素中第一层113a、第二层113b及第三层113c彼此接触。由此，可以抑制子像素间产生泄漏电流。从而，可以防止起因于非意图性的发光的串扰，由此可以实现对比度极高的显示装置。
另外，通过在相邻的岛状EL层间设置端部具有锥形形状的绝缘层127，可以抑制在公共电极115的形成时发生断开，并且可以防止公共电极115中形成局部膜厚度较薄的部分。由此，可以抑制在公共层114及公共电极115中发生因断开部分的连接不良以及因局部膜厚度较薄的部分的电阻上升。由此，本发明的一个方式的显示装置可以同时实现高清晰化和高显示品质。
另外，通过分开进行显示部及连接部140中的成为绝缘层127的膜的曝光及显影，可以在显示部及连接部140中独立地控制成为绝缘层125的膜的加工条件。由此，可以将绝缘层125加工为所希望的形状，从而可以减少显示装置的制造不良。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式3)
在本实施方式中，参照图22及图23说明本发明的一个方式的显示装置。
[像素的布局]
在本实施方式中，主要说明与图1A不同的像素布局。子像素的排列没有特别的限制，可以采用各种排列方法。作为子像素的排列，例如可以举出条纹排列、S条纹排列、矩阵排列、Delta排列、拜耳排列、Pentile排列等。
本实施方式中的附图所示的子像素的顶面形状相当于发光区域(或受光区域)的顶面形状。
另外，构成子像素的电路布局不局限于附图所示的子像素的范围，也可以配置在其外侧。
图22A所示的像素110采用S条纹排列。图22A所示的像素110由子像素110a、110b、110c这三个子像素构成。
图22B所示的像素110包括具有角部呈圆形的近似三角形或近似梯形的顶面形状的子像素110a、具有角部呈圆形的近似三角形或近似梯形的顶面形状的子像素110b以及具有角部呈圆形的近似四角形或近似六角形的顶面形状的子像素110c。另外，子像素110b的发光面积大于子像素110a。如此，各子像素的形状及尺寸可以分别独立决定。例如，包括可靠性高的发光器件的子像素的尺寸可以更小。
图22C所示的像素124a及像素124b采用Pentile排列。图22C示出交替配置包括子像素110a及子像素110b的像素124a及包括子像素110b及子像素110c的像素124b的例子。
图22D及图22E所示的像素124a及像素124b采用Delta排列。像素124a在上面的行(第一行)包括两个子像素(子像素110a、110b)，在下面的行(第二行)包括一个子像素(子像素110c)。像素124b在上面的行(第一行)包括一个子像素(子像素110c)，在下面的行(第二行)包括两个子像素(子像素110a、110b)。
图22D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22E是各子像素具有圆形顶面形状的例子。
图22F示出各颜色的子像素配置为锯齿形状的例子。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110a与子像素110b或者子像素110b与子像素110c)的上边的位置错开。
在图22A至图22F所示的各像素中，例如优选的是，作为子像素110a使用发射红色光的子像素R，作为子像素110b使用发射绿色光的子像素G，并且作为子像素110c使用发射蓝色光的子像素B。注意，子像素的结构不局限于此，可以适当地决定子像素所发射的颜色及排列顺序。例如，也可以作为子像素110b使用发射红色光的子像素R，作为子像素110a使用发射绿色光的子像素G。
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。
如图23A至图23I所示，像素可以包括四个子像素。
图23A至图23C所示的像素110采用条纹排列。
图23A是各子像素具有矩形顶面形状的例子，图23B是各子像素具有连接两个半圆与矩形的顶面形状的例子，图23C是各子像素具有椭圆形顶面形状的例子。
图23D至图23F所示的像素110采用矩阵排列。
图23D是各子像素具有正方形的顶面形状的例子，图23E是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23F是各子像素具有圆形顶面形状的例子。
图23G及图23H示出一个像素110以两行三列构成的例子。
图23G所示的像素110在上面的行(第一行)包括三个子像素(子像素110a、110b、110c)且在下面的行(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，在中间列(第二列)包括子像素110b，在右列(第三列)包括子像素110c，并包括横跨这三个列的子像素110d。
图23H所示的像素110在上面的行(第一行)包括三个子像素(子像素110a、110b、110c)且在下面的行(第二行)包括三个子像素110d。换言之，像素110在左列(第一列)包括子像素110a及子像素110d，在中间列(第二列)包括子像素110b及子像素110d，在右列(第三列)包括子像素110c及子像素110d。如图23H所示，通过采用上面的行和下面的行的子像素的配置对齐的结构，可以高效地去除制造工艺中可能产生的粉尘等。因此，可以提供显示品质高的显示装置。
图23I示出一个像素110以三行两列构成的例子。
图23I所示的像素110在上面的行(第一行)包括子像素110a，在中间行(第二行)包括子像素110b，包括横跨第一行至第二行的子像素110c，在下面的行(第三行)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、110b，在右列(第二列)包括子像素110c，并包括横跨这两个列的子像素110d。
图23A至图23I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可以包括发射彼此不同颜色的光的发光器件。作为子像素110a、110b、110c、110d，可以举出：R、G、B、白色(W)的四种颜色的子像素；R、G、B、Y的四种颜色的子像素；以及R、G、B、红外光(IR)的子像素；等。
在图23A至图23I所示的各像素110中，例如优选的是，作为子像素110a使用发射红色光的子像素R，作为子像素110b使用发射绿色光的子像素G，作为子像素110c使用发射蓝色光的子像素B，作为子像素110d使用发射白色光的子像素W、发射黄色光的子像素Y或发射近红外光的子像素IR。在采用上述结构时，在图23G及图23H所示的像素110中，R、G、B的布局成为条纹排列，所以可以提高显示品质。另外，在图23I所示的像素110中，R、G、B的布局成为所谓的S条纹排列，所以可以提高显示品质。
另外，像素110也可以包括具有受光器件的子像素。
在图23A至图23I所示的各像素110中，子像素110a至子像素110d中的任一个都可以为包括受光器件的子像素。
在图23A至图23I所示的各像素110中，例如优选的是，作为子像素110a使用发射红色光的子像素R，作为子像素110b使用发射绿色光的子像素G，作为子像素110c使用发射蓝色光的子像素B，作为子像素110d使用包括受光器件的子像素S。在采用上述结构时，在图23G及图23H所示的像素110中，R、G、B的布局成为条纹排列，所以可以提高显示品质。另外，在图23I所示的像素110中，R、G、B的布局成为所谓的S条纹排列，所以可以提高显示品质。
包括受光器件的子像素S所检测的光的波长没有特别的限制。子像素S可以检测可见光和红外光中的一方或双方。
如图23J及图23K所示，像素可以包括五个子像素。
图23J示出一个像素110以两行三列构成的例子。
图23J所示的像素110在上面的行(第一行)包括三个子像素(子像素110a、110b、110c)且在下面的行(第二行)包括两个子像素(子像素110d、110e)。换言之，像素110在左列(第一列)包括子像素110a、110d，在中间列(第二列)包括子像素110b，在右列(第三列)包括子像素110c，并包括横跨第二列至第三列的子像素110e。
图23K示出一个像素110以三行两列构成的例子。
图23K所示的像素110在上面的行(第一行)包括子像素110a，在中间行(第二行)包括子像素110b，包括横跨第一行至第二行的子像素110c，在下面的行(第三行)包括两个子像素(子像素110d、110e)。换言之，像素110在左列(第一列)包括子像素110a、110b、110d，在右列(第二列)包括子像素110c、110e。
在图23J及图23K所示的各像素110中，例如优选作为子像素110a使用发射红色光的子像素R，作为子像素110b使用发射绿色光的子像素G，作为子像素110c使用发射蓝色光的子像素B。在采用上述结构时，在图23J所示的像素110中，R、G、B的布局成为条纹排列，所以可以提高显示品质。另外，在图23K所示的像素110中，R、G、B的布局成为S条纹排列，所以可以提高显示品质。
另外，在图23J及图23K所示的各像素110中，例如优选作为子像素110d和子像素110e中的至少一方使用包括受光器件的子像素S。当在子像素110d和子像素110e的双方中使用受光器件时，受光器件的结构也可以互不相同。例如，所检测的光的波长区域的至少一部分也可以彼此不同。具体而言，子像素110d和子像素110e中的一方可以包括主要检测可见光的受光器件，另一方可以包括主要检测红外光的受光器件。
另外，在图23J及图23K所示的各像素110中，例如作为子像素110d和子像素110e中的一方使用包括受光器件的子像素S且另一方使用包括可用作光源的发光器件的子像素。例如，优选作为子像素110d和子像素110e中的一方使用发射红外光的子像素IR且另一方使用包括检测红外光的受光器件的子像素S。
在包括子像素R、G、B、IR、S的像素中，可以使用子像素R、G、B显示图像并使用子像素IR作为光源而由子像素S检测子像素IR所发射的红外光的反射光。
如上所述，在本发明的一个方式的显示装置中，可以对由包括发光器件的子像素构成的像素采用各种布局。另外，本发明的一个方式的显示装置可以采用在像素中包括发光器件和受光器件的双方的结构。在此情况下，也可以采用各种布局。
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24至图34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及手镯型等信息终端设备(可穿戴设备)的显示部以及头戴显示器(HMD)等VR用设备及眼镜型AR用设备等可戴在头上的可穿戴设备的显示部。
另外，本实施方式的显示装置可以为高分辨率的显示装置或大型显示装置。因此，例如可以将本实施方式的显示装置用作如下装置的显示部：具有较大的屏幕的电子设备诸如电视装置、台式或笔记本型个人计算机、用于计算机等的显示器、数字标牌、弹珠机等大型游戏机等；数码相机；数字视频摄像机；数码相框；移动电话机；便携式游戏机；便携式信息终端；声音再现装置。
[显示模块]
图24A是显示模块280的立体图。显示模块280包括显示装置100A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100A，也可以是将在后面说明的显示装置100B至显示装置100F中的任意个。
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24B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24B的右侧示出一个像素284a的放大图。像素284a可以采用上述实施方式所说明的各种结构。图24B示出像素284a具有与图1A所示的像素110同样的结构的例子。
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所包括的多个元件的驱动。一个像素电路283a可以由三个控制一个发光器件的发光的电路构成。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的下侧重叠设置有像素电路部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2000ppi以上、更优选为3000ppi以上、进一步优选为5000ppi以上、更进一步优选为6000ppi以上且20000ppi以下或30000ppi以下的清晰度配置像素284a。
这种高清晰的显示模块280适合用于HMD等VR用设备或眼镜型AR用设备。例如，因为显示模块280具有极高清晰度的显示部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，不局限于此，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100A]
图25A所示的显示装置100A包括衬底301、发光器件130R、发光器件130G、发光器件130B、电容器240及晶体管310。
衬底301相当于图24A及图24B中的衬底291。从衬底301到绝缘层255c的叠层结构相当于实施方式1中的具有晶体管的层101。
晶体管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中的一个电极，导电层245用作电容器240中的另一个电极，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以覆盖导电层241的方式设置。导电层245设置在隔着绝缘层243与导电层241重叠的区域中。
另外，在包括晶体管的层101所包括的导电层的阶层中的至少一个中，优选设置围绕显示部281(或像素部284)的外侧的导电层。该导电层也被称为保护环。通过设置该导电层，可以抑制这些元件因如下原因而损坏：因ESD(静电放电)或使用等离子体的工序中的带电而晶体管及发光器件等的元件被施加高电压。
以覆盖电容器240的方式设置绝缘层255a，在绝缘层255a上设置绝缘层255b，并且在绝缘层255b上设置绝缘层255c。在绝缘层255c上设置发光器件130R、发光器件130G及发光器件130B。图25A示出发光器件130R、发光器件130G及发光器件130B具有与图1B所示的叠层结构相同的结构的例子。在相邻的发光器件间的区域中设置绝缘物。在图25A等中，在该区域中设置绝缘层125以及绝缘层125上的绝缘层127。
掩模层118a位于发光器件130R所包括的第一层113a上，掩模层118b位于发光器件130G所包括的第二层113b上，并且掩模层118c位于发光器件130B所包括的第三层113c上。
发光器件的像素电极111a、像素电极111b及像素电极111c通过埋入于绝缘层243、绝缘层255a、绝缘层255b及绝缘层255c中的插头256、埋入于绝缘层254中的导电层241以及埋入于绝缘层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255c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。图25A等示出像素电极具有反射电极与反射电极上的透明电极的两层结构的例子。
另外，在发光器件130R、发光器件130G及发光器件130B上设置保护层131。在保护层131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实施方式1。衬底120相当于图24A中的衬底292。
图25B及图25C示出显示装置包括发光器件130R、130G及受光器件150的例子。虽然未图示，但是该显示装置还包括发光器件130B。在图25B及图25C中，省略绝缘层255a的下方的层。图25B及图25C所示的显示装置例如可以采用图25A及图26至图30所示的包括晶体管的层101中的任意个的结构。
受光器件150包括像素电极111d、第四层113d、公共层114与公共电极115的叠层。关于包括受光器件的显示装置的详细内容，可以参照实施方式1及实施方式6。
如图25C所示，显示装置也可以设置有透镜阵列133。透镜阵列133可以与发光器件和受光器件中的一方或双方重叠。
图25C示出在发光器件130R、130G及受光器件150上隔着保护层131设置透镜阵列133的例子。通过在形成发光器件(及受光器件)的衬底上直接形成透镜阵列133，可以提高发光器件或受光器件与透镜阵列的对准精度。
在图25C中，发光器件的发光透过透镜阵列133被提取到显示装置的外部。
另外，也可以在衬底120上设置透镜阵列133并使用树脂层122将其贴合在保护层131上。通过在衬底120上设置透镜阵列133，可以提高透镜阵列133的形成工序中的加热处理温度。
透镜阵列133的凸面可以朝向衬底120一侧，也可以朝向发光器件一侧。
透镜阵列133可以由无机材料和有机材料中的至少一个形成。例如，透镜可以使用包含树脂的材料。此外，可以将包含氧化物和硫化物中的至少一个的材料用于透镜。作为透镜阵列133，例如可以使用微透镜阵列。透镜阵列133既可以在衬底上或发光器件上直接形成，又可以贴合另行形成的透镜阵列。
[显示装置100B]
图26所示的显示装置100B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。注意，在后述的显示装置的说明中，有时省略说明与先前说明的显示装置同样的部分。
显示装置100B具有设置有晶体管310B、电容器240及发光器件的衬底301B与设置有晶体管310A的衬底301A贴合在一起的结构。
这里，优选在衬底301B的底面设置绝缘层345。此外，优选在设置于衬底301A上的绝缘层261上设置绝缘层346。绝缘层345、346是被用作保护层的绝缘层，并可以抑制杂质扩散到衬底301B及衬底301A。作为绝缘层345、346，可以使用能够用于保护层131或绝缘层332的无机绝缘膜。
衬底301B设置有穿过衬底301B及绝缘层345的插头343。这里，优选覆盖插头343的侧面设置绝缘层344。绝缘层344是被用作保护层的绝缘层，并可以抑制杂质扩散到衬底301B。作为绝缘层344，可以使用能够用于保护层131的无机绝缘膜。
在衬底301B的背面(与衬底120一侧相反的一侧的表面)一侧、绝缘层345下设置导电层342。导电层342优选以埋入在绝缘层335中的方式设置。此外，优选使导电层342及绝缘层335的底面平坦化。这里，导电层342与插头343电连接。
另一方面，衬底301A在绝缘层346上设置有导电层341。导电层341优选以埋入在绝缘层336中的方式设置。此外，优选使导电层341及绝缘层336的顶面平坦化。
通过使导电层341与导电层342接合，衬底301A与衬底301B电连接。这里，通过提高由导电层342及绝缘层335形成的面以及由导电层341及绝缘层336形成的面的平坦性，可以良好地贴合导电层341与导电层342。
作为导电层341及导电层342，优选使用相同的导电材料。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。作为导电层341及导电层342尤其优选使用铜。由此，可以采用Cu-Cu(铜-铜)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)。
[显示装置100C]
图27所示的显示装置100C具有导电层341及导电层342通过凸块347接合的结构。
如图27所示，通过在导电层341与导电层342之间设置凸块347，可以使导电层341与导电层342电连接。凸块347例如可以使用包含金(Au)、镍(Ni)、铟(In)或锡(Sn)等的导电材料形成。此外，例如，有时作为凸块347使用焊料。此外，也可以在绝缘层345与绝缘层346之间设置粘合层348。此外，在设置凸块347时，也可以不设置绝缘层335及绝缘层336。
[显示装置100D]
图28所示的显示装置100D的与显示装置100A主要不同之处是晶体管的结构。
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24A及图24B中的衬底291。从衬底331到绝缘层255c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。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材料。
[显示装置100E]
图29所示的显示装置100E具有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。
晶体管320A、晶体管320B及其周边的结构可以援用上述显示装置100D。
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。
[显示装置100F]
在图30所示的显示装置100F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。
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100G]
图31是显示装置100G的立体图，图32A是显示装置100G的截面图。
显示装置100G具有贴合衬底152与衬底151的结构。在图31中，以虚线表示衬底152。
显示装置100G包括显示部162、连接部140、电路164、布线165等。图31示出显示装置100G安装有IC173及FPC172的例子。因此，也可以将图31所示的结构称为包括显示装置100G、IC(集成电路)及FPC的显示模块。
连接部140设置在显示部162的外侧。连接部140可以沿着显示部162的一个边或多个边设置。此外，连接部140也可以为一个或多个。图31示出以围绕显示部的四个边的方式设置连接部140的例子。在连接部140中，发光器件的公共电极与导电层电连接，可以对公共电极供电。
作为电路164，例如可以使用扫描线驱动电路。
布线165具有对显示部162及电路164供应信号及电力的功能。该信号及电力从外部经由FPC172输入到布线165或者从IC173输入到布线165。
图31示出通过COG(Chip On Glass：玻璃覆晶封装)方式或COF(Chip On Film：薄膜覆晶封装)方式等在衬底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100G及显示模块不一定必须设置有IC。另外，也可以将IC利用COF方式等安装于FPC。
图32A示出显示装置100G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、连接部140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32A所示的显示装置100G在衬底151与衬底152之间包括晶体管201、晶体管205、发射红色光的发光器件130R、发射绿色光的发光器件130G以及发射蓝色光的发光器件130B等。
除了像素电极的结构不同以外，发光器件130R、130G、130B具有与图1B所示的叠层结构同样的结构。发光器件的详细内容可以参照实施方式1。
发光器件130R包括导电层112a、导电层112a上的导电层126a以及导电层126a上的导电层129a。可以将导电层112a、126a、129a都称为像素电极，也可以将导电层112a、126a、129a中的一部分称为像素电极。
发光器件130G包括导电层112b、导电层112b上的导电层126b以及导电层126b上的导电层129b。
发光器件130B包括导电层112c、导电层112c上的导电层126c以及导电层126c上的导电层129c。
导电层112a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。导电层126a的端部位于导电层112a的端部的外侧。导电层126a的端部与导电层129a的端部对齐或大致对齐。例如，作为导电层112a及导电层126a使用被用作反射电极的导电层且作为导电层129a使用被用作透明电极的导电层。
发光器件130G中的导电层112b、126b、129b以及发光器件130B中的导电层112c、126c、129c与发光器件130R中的导电层112a、126a、129a相同，所以省略详细说明。
导电层112a、112b、112c以覆盖设置在绝缘层214中的开口的方式形成。导电层112a、112b、112c的凹部填充有层128。
层128具有使导电层112a、112b、112c的凹部平坦化的功能。导电层112a、112b、112c及层128上设置有与导电层112a、112b、112c电连接的导电层126a、126b、126c。因此，与导电层112a、112b、112c的凹部重叠的区域也可以被用作发光区域，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，尤其优选使用有机绝缘材料形成。作为层128例如可以使用可用于上述绝缘层127的有机绝缘材料。
导电层126a、129a的顶面及侧面被第一层113a覆盖。同样地，导电层126b、129b的顶面及侧面被第二层113b覆盖，导电层126c、129c的顶面及侧面被第三层113c覆盖。因此，可以将设置有导电层126a、126b、126c的整个区域用作发光器件130R、130G、130B的发光区域，由此可以提高像素的开口率。
第一层113a、第二层113b及第三层113c的各顶面的一部分及侧面被绝缘层125、127覆盖。掩模层118a位于第一层113a与绝缘层125间。另外，掩模层118b位于第二层113b与绝缘层125间，掩模层118c位于第三层113c与绝缘层125间。第一层113a、第二层113b、第三层113c及绝缘层125、127上设置有公共层114，公共层114上设置有公共电极115。公共层114及公共电极115都是多个发光器件共用的连续的膜。
此外，发光器件130R、130G、130B上设置有保护层131。保护层131和衬底152由粘合层142粘合。衬底152设置有遮光层117。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32A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，也可以采用使用惰性气体(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。
保护层131至少设置在显示部162中，优选以覆盖显示部162整体的方式设置。保护层131优选以除了显示部162以外还覆盖连接部140及电路164的方式设置。另外，保护层131优选以延伸至显示装置100G的端部的方式设置。另一方面，为了使FPC172与导电层166电连接，连接部204中有不设置有保护层131的部分。
在衬底151与衬底152不重叠的区域中设置有连接部204。在连接部204中，布线165通过导电层166及连接层242与FPC172电连接。导电层166示出具有如下叠层结构的例子：加工与导电层112a、112b、112c相同的导电膜而得的导电膜、加工与导电层126a、126b、126c相同的导电膜而得的导电膜以及加工与导电层129a、129b、129c相同的导电膜而得的导电膜的叠层。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。
例如，通过在将保护层131沉积在显示装置100G的整个表面上之后使用掩模去除保护层131的与导电层166重叠的区域，可以使导电层166露出。
另外，也可以在导电层166上设置至少一个有机层与导电层的叠层结构且在该叠层结构上设置保护层131。并且，通过使用激光或锋利的刀具(例如，针或切割器)在该叠层结构中形成剥离起点(成为剥离开端的部分)并选择性地去除该叠层结构及其上的保护层131，来使导电层166露出。例如，可以将具有粘合性的辊子按在衬底151上通过转动该辊子使其相对地移动来选择性地去除保护层131。或者，也可以将粘合性的胶带贴合到衬底151上并进行剥离。由于有机层与导电层的密接性或有机层间的密接性低，所以在有机层与导电层的界面或有机层中发生分离。由此，可以选择性地去除保护层131的与导电层166重叠的区域。另外，当导电层166上残留有有机层等时，可以使用有机溶剂等进行去除。
作为有机层，例如可以使用用于第一层113a、第二层113b和第三层113c中的任意个的至少一个有机层(被用作发光层、载流子阻挡层、载流子传输层或载流子注入层的层)。有机层也可以在第一层113a、第二层113b和第三层113c中的任意个的沉积时同时形成，也可以另行设置。导电层可以通过与公共电极115相同的工序并使用与公共电极115相同的材料形成。例如，作为公共电极115及导电层优选形成ITO膜。另外，在公共电极115具有叠层结构时，作为导电层设置构成公共电极115的层中的至少一个。
另外，也可以使用掩模覆盖导电层166的顶面，以防止保护层131沉积在导电层166上。作为掩模，例如可以使用金属掩模(范围金属掩模)，也可以使用具有粘合性或吸附性的胶带或薄膜。以设置有该掩码的状态下形成保护层131，然后去除掩模，由此即使形成保护层131之后也可以保持导电层166露出的状态。
使用上述方法在连接部204中形成不设置有保护层131的区域，由此可以在该区域中使导电层166与FPC172通过连接层242电连接。
在连接部140中，绝缘层214上设置有导电层123。导电层123示出具有如下叠层结构的例子：即加工与导电层112a、112b、112c相同的导电膜而得的导电膜、加工与导电层126a、126b、126c相同的导电膜而得的导电膜以及加工与导电层129a、129b、129c相同的导电膜而得的导电膜的叠层。导电层123的端部被掩模层118a、绝缘层125及绝缘层127覆盖。另外，导电层123上设置有公共层114，公共层114上设置有公共电极115。导电层123与公共电极115通过公共层114电连接。另外，连接部140也可以不形成有公共层114。在此情况下，导电层123与公共电极115直接接触并电连接。
显示装置100G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。像素电极包含反射可见光的材料，对置电极(公共电极115)包含使可见光透过的材料。
衬底151至绝缘层214的叠层结构相当于实施方式1中的具有晶体管的层101。
晶体管201及晶体管205都设置在衬底151上。这些晶体管可以使用同一材料及同一工序形成。
在衬底151上依次设置有绝缘层211、绝缘层213、绝缘层215及绝缘层214。绝缘层211的一部分被用作各晶体管的栅极绝缘层。绝缘层213的一部分被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优选使用有机绝缘层。作为能够用于有机绝缘层的材料，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。此外，绝缘层214也可以具有有机绝缘层及无机绝缘层的叠层结构。绝缘层214的最外表面层优选被用作蚀刻保护层。由此，在加工导电层112a、导电层126a或导电层129a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中在加工导电层112a、导电层126a或导电层129a时设置凹部。
晶体管201及晶体管205包括：用作栅极的导电层221；用作栅极绝缘层的绝缘层211；用作源极及漏极的导电层222a及导电层222b；半导体层231；用作栅极绝缘层的绝缘层213；以及用作栅极的导电层223。在此，经过对同一导电膜进行加工而得到的多个层附有相同的阴影线。绝缘层211位于导电层221与半导体层231之间。绝缘层213位于导电层223与半导体层231之间。
对本实施方式的显示装置所包括的晶体管的结构没有特别的限制。例如，可以使用平面型晶体管、交错型晶体管或反交错型晶体管等。此外，还可以采用顶栅型或底栅型的晶体管结构。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，也可以通过对两个栅极中的一个施加用来控制阈值电压的电位，并对另一个施加用来进行驱动的电位，来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、单晶半导体或者单晶半导体以外的具有结晶性的半导体(微晶半导体、多晶半导体或其一部分具有结晶区域的半导体)。当使用单晶半导体或具有结晶性的半导体时可以抑制晶体管的特性劣化，所以是优选的。
晶体管的半导体层优选使用金属氧化物(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域中包含金属氧化物的晶体管(以下，OS晶体管)。
作为具有结晶性的氧化物半导体，可以举出CAAC(c-axis-alignedcrystalline)-OS、nc(nanocrystalline)-OS等。
或者，也可以使用将硅用于沟道形成区域的晶体管(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(LowTemperature Poly Silicon))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)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。
与使用非晶硅的晶体管相比，OS晶体管的场效应迁移率非常高。另外，OS晶体管的关闭状态下的源极-漏极间的泄漏电流(以下，也称为关态电流(off-state current))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，在提高像素电路所包括的发光器件的发光亮度时，需要增大流过发光器件的电流量。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，可以增大流过发光器件的电流量而提高发光器件的发光亮度。
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器件的电流量。由此，可以增大像素电路的灰度数。
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EL器件的电流-电压特性发生不均匀，也可以使稳定的电流流过发光器件。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，因此可以使发光器件的发光亮度稳定。
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”、“发光器件不均匀的抑制”等。
例如，用于半导体层的金属氧化物优选包含铟、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(也记作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。或者，优选使用包含铟(In)、铝(Al)及锌(Zn)的氧化物(也记作IAZO)。或者，优选使用包含铟(In)、铝(Al)、镓(Ga)及锌(Zn)的氧化物(也称为IAGZO)。
在半导体层使用In-M-Zn氧化物时，该In-M-Zn氧化物中的In的原子数比优选为M的原子数比以上。作为上述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。注意，附近的组成包括所希望的原子数比的±30％的范围。
例如，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结构。与此同样，显示部162所包括的多个晶体管既可以具有相同的结构，又可以具有两种以上的结构。
显示部162所包括的所有晶体管都可以为OS晶体管，显示部162所包括的所有晶体管都可以为Si晶体管，显示部162所包括的部分晶体管也可以为OS晶体管且剩下的晶体管也可以为Si晶体管。
例如，通过在显示部162中使用LTPS晶体管和OS晶体管的双方，可以实现具有低功耗及高驱动能力的显示装置。另外，有时将组合LTPS晶体管和OS晶体管的结构称为LTPO。作为更优选的例子，可以举出如下结构：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，显示部162所包括的晶体管的一个被用作用来控制流过发光器件的电流的晶体管且也可以被称为驱动晶体管。驱动晶体管的源极和漏极中的一个与发光器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。因此，可以增大在像素电路中流过发光器件的电流。
另一方面，显示部162所包括的晶体管的其他之一被用作用来控制像素的选择和非选择的开关功能，也可以被称为选择晶体管。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。选择晶体管优选使用OS晶体管。因此，即便使帧频显著小(例如，1fps以下)也可以维持像素的灰度，由此通过在显示静态图像时停止驱动器，可以降低功耗。
如此，本发明的一个方式的显示装置可以兼具高开口率、高清晰度、高显示品质及低功耗。
本发明的一个方式的显示装置具有包括OS晶体管和具有MML(Metal Mask Less)结构的发光器件的结构。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器件间流过的泄漏电流(也称为横泄漏电流、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。此外，通过采用可流过晶体管的泄漏电流及发光器件间的横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(所谓的黑色模糊)等极少的显示。
尤其是，在从MML结构的发光器件中采用上述SBS结构时，设置在发光器件间的层(例如是在发光器件共同使用的有机层，也称为公共层)被断开，由此可以进行没有侧泄漏或侧泄漏极少的显示。
图32B及图32C示出晶体管的其他结构例子。
晶体管209及晶体管210包括：用作栅极的导电层221；用作栅极绝缘层的绝缘层211；包含沟道形成区域231i及一对低电阻区域231n的半导体层231；与一对低电阻区域231n中的一个连接的导电层222a；与一对低电阻区域231n中的另一个连接的导电层222b；用作栅极绝缘层的绝缘层225；用作栅极的导电层223；以及覆盖导电层223的绝缘层215。绝缘层211位于导电层221与沟道形成区域231i之间。绝缘层225至少位于导电层223与沟道形成区域231i之间。再者，还可以设置有覆盖晶体管的绝缘层218。
在图32B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。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。
另一方面，在图32C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32C所示的结构。在图32C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。
优选在衬底152的衬底151一侧的面设置遮光层117。遮光层117可以设置在相邻的发光器件间、连接部140及电路164等中。此外，可以在衬底152的外侧配置各种光学构件。
衬底151及衬底152可以采用可用于衬底120的材料。
作为粘合层142，可以使用可用于树脂层122的材料。
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。
[显示装置100H]
图33A所示的显示装置100H与显示装置100G主要不同之处是采用底部发射结构的显示装置。
发光器件所发射的光射出到衬底151一侧。衬底151优选使用对可见光具有高透过性的材料。另一方面，对用于衬底152的材料的透光性没有限制。
优选在衬底151与晶体管201之间及衬底151与晶体管205之间形成遮光层117。图33A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201、205等的例子。
发光器件130R包括导电层112a、导电层112a上的导电层126a以及导电层126a上的导电层129a。
发光器件130G包括导电层112b、导电层112b上的导电层126b以及导电层126b上的导电层129b。
作为导电层112a、112b、126a、126b、129a、129b各自使用对可见光具有高透过性的材料。作为公共电极115优选使用反射可见光的材料。
另外，图32A及图33A等示出层128的顶面具有平坦部的例子，但是层128的形状没有特别的限制。图33B至图33D示出层128的变形例子。
如图33B及图33D所示，在从截面看时层128的顶面可以具有如下形状：中央及其附近凹陷的形状，即具有凹曲面的形状。
另外，如图33C所示，在从截面看时层128的顶面可以具有如下形状：中央及其附近凸出的形状，即具有凸曲面的形状。
另外，层128的顶面也可以具有凸曲面和凹曲面中的一方或双方。另外，层128的顶面所具有的凸曲面及凹曲面的个数都没有限制，可以为一个或多个。
另外，层128的顶面的高度与导电层112a的顶面的高度既可以一致或大致一致，也可以互不相同。例如，层128的顶面的高度可以低于或高于导电层112a的顶面的高度。
另外，也可以说图33B示出层128容纳在导电层112a的凹部的内部的例子。另一方面，如图33D所示，层128也可以存在于导电层112a的凹部的外侧，即层128的顶面的宽度大于该凹部。
[显示装置100J]
图34所示的显示装置100J与显示装置100G主要不同之处是包括受光器件150。
受光器件150包括导电层112d、导电层112d上的导电层126d以及导电层126d上的导电层129d。
导电层112d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。
导电层126d的顶面及侧面以及导电层129d的顶面及侧面被第四层113d覆盖。第四层113d至少包括活性层。
第四层113d的顶面的一部分及侧面被绝缘层125、127覆盖。掩模层118d位于第四层113d与绝缘层125间。第四层113d及绝缘层125、127上设置有公共层114，公共层114上设置有公共电极115。公共层114是受光器件及发光器件共用的连续的膜。
显示装置100J例如可以采用实施方式3所说明的图23A至图23K所示的像素布局。关于包括受光器件的显示装置的详细内容，可以参照实施方式1及实施方式6。
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，对能够用于本发明的一个方式的显示装置的发光器件进行说明。
在本说明书等中，有时将按每个发光器件分别形成发光颜色(例如，蓝色(B)、绿色(G)及红色(R))的结构称为SBS(Side By Side)结构。
发光器件的发光颜色可以为红色、绿色、蓝色、青色、品红色、黄色或白色等。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。
[发光器件]
如图35A所示，发光器件在一对电极(下部电极761、上部电极762)间包括EL层763。EL层763可以由层780、发光层771、层790等的多个层构成。
发光层771至少包括发光物质(也被称为发光材料)。
在下部电极761为阳极且上部电极762为阴极时，层780包括具有空穴注入性高的物质的层(空穴注入层)、具有空穴传输性高的物质的层(空穴传输层)和具有电子阻挡性高的物质的层(电子阻挡层)中的一个或多个。另外，层790包括具有电子注入性高的物质的层(电子注入层)、具有电子传输性高的物质的层(电子传输层)和空穴阻挡性高的物质的层(空穴阻挡层)中的一个或多个。在下部电极761为阴极且上部电极762为阳极时，层780和层790的结构互调。
包括设置在一对电极间的层780、发光层771及层790的结构可以被用作单一的发光单元，在本说明书中将图35A的结构称为单结构。
另外，图35B示出图35A所示的发光器件所包括的EL层763的变形例子。具体而言，图35B所示的发光器件包括下部电极761上的层781、层781上的层782、层782上的发光层771、发光层771上的层791、层791上的层792及层792上的上部电极762。
在下部电极761为阳极且上部电极762为阴极时，例如可以将层781用作空穴注入层，将层782用作空穴传输层，将层791用作电子传输层，并且将层792用作电子注入层。另外，在下部电极761为阴极且上部电极762为阳极时，可以将层781用作电子注入层，将层782用作电子传输层，将层791用作空穴传输层，并将层792用作空穴注入层。通过采用这种层结构，可以高效地对发光层771注入载流子且可以提高发光层771中的载流子的再结合效率。
如图35C及图35D所示，在层780与层790间设置多个发光层(发光层771、772、773)的结构也是单结构的一种。
另外，如图35E及图35F所示，在本说明书中多个发光单元(EL层763a及EL层763b)隔着电荷产生层785串联连接的结构被称为串联结构。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。
在图35C及图35D中，作为发光层771、发光层772及发光层773也可以使用发射相同颜色的光的发光物质，甚至也可以使用相同发光物质。例如，也可以作为发光层771、发光层772及发光层773使用发射蓝色光的发光物质。作为图35D所示的层764，也可以设置颜色转换层。
另外，也可以将发射彼此不同颜色的光的发光物质用于发光层771、发光层772及发光层773。在发光层771、发光层772及发光层773各自所发射的光处于补色关系时，可以得到白色发光。作为图35D所示的层764，也可以设置滤色片(也被称为着色层)。通过白色光透过滤色片，可以得到所希望的颜色的光。
发射白色光的发光器件优选包含两种以上的发光物质。为了得到白色发光，选择各发光处于补色关系的两种以上的发光物质即可。例如，通过使第一发光层的发光颜色与第二发光层的发光颜色处于补色关系，可以得到在发光器件整体上以白色发光的发光器件。此外，包括三个以上的发光层的发光器件也是同样的。
另外，在图35E及图35F中，也可以作为发光层771及发光层772使用发射相同颜色的光的发光物质，甚至也可以使用相同发光物质。另外，也可以将发射彼此不同颜色的光的发光物质用于发光层771及发光层772。在发光层771及发光层772各自所发射的光处于补色关系时，可以得到白色发光。图35F示出还设置层764的例子。作为层764可以使用颜色转换层和滤色片(着色层)中的一方或双方。
另外，也在图35C、图35D、图35E及图35F中，也可以像图35B所示那样使层780及层790分别独立地具有由两个以上的层构成的叠层结构。
接着，说明可用于发光器件的材料。
作为下部电极761与上部电极762中的提取光一侧的电极使用使可见光透过的导电膜。另外，作为不提取光一侧的电极优选使用反射可见光的导电膜。另外，在显示装置包括发射红外光的发光器件时，优选作为提取光一侧的电极使用透过可见光及红外光的导电膜且作为不提取光一侧的电极使用反射可见光及红外光的导电膜。
另外，不提取光一侧的电极也可以使用透过可见光的导电膜。在此情况下，优选在反射层与EL层763间配置该电极。换言之，EL层763的发光也可以被该反射层反射而从显示装置提取。
作为形成发光器件的一对电极的材料，可以适当地使用金属、合金、导电化合物以及它们的混合物等。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)以及银和镁的合金、银、钯和铜的合金(也记载为Ag-Pd-Cu、APC)等包含银的合金。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它们的合金。除了上述以外，可以使用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、适当地组合它们的合金以及石墨烯等。
发光器件优选采用光学微腔谐振器(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，并且可以提高从发光器件发射的光。
注意，半透过半反射电极可以采用反射电极与对可见光具有透过性的电极(也称为透明电极)的叠层结构。
透明电极的光透过率为40％以上。例如，优选将可见光(波长为400nm以上且小于750nm的光)的透过率为40％以上的电极用于发光器件。此外，半透过半反射电极的对可见光的反射率为10％以上且95％以下，优选为30％以上且80％以下。反射电极对可见光的反射率为40％以上且100％以下，优选为70％以上且100％以下。另外，这些电极的电阻率优选为1×10-2Ωcm以下。
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。
发光层可以包含一种或多种发光物质。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、橙色或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材料及量子点材料等。
作为荧光发光材料，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、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高的物质(空穴传输材料)和电子传输性高的物质(电子传输材料)中的一或双方。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材料，可以使能量转移变得顺利，从而高效地得到发光，所以是优选的。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。
另外，作为发光层以外的层，EL层763还可以包括包含空穴注入性高的物质、空穴传输性高的物质、空穴阻挡材料、电子传输性高的物质、电子注入性高的物质、电子阻挡材料或具有双极性的物质(电子传输性及空穴传输性高的物质)等的层。
空穴注入层是将空穴从阳极注入到空穴传输层的包含空穴注入性高的物质的层。作为空穴注入性高的物质，可以举出芳香胺化合物以及包含空穴传输材料及受主性材料(电子接收性材料)的复合材料等。
作为空穴传输材料，可以使用后述的可用于空穴传输层的空穴传输性高的物质。
作为受主性材料，例如可以使用属于元素周期表中第4族至第8族的金属的氧化物。具体而言，可以举出氧化钼、氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钨、氧化锰、氧化铼。其中，由于氧化钼在大气中稳定且吸湿性低而易于处理，所以是优选的。另外，也可以使用包含氟的有机受主性材料。另外，可以举出醌二甲烷衍生物、四氯苯醌衍生物、六氮杂三亚苯衍生物等有机受主性材料。
例如，作为空穴注入性高的物质，也可以使用包括空穴传输材料及上述的属于元素周期表中第4族至第8族的金属的氧化物(典型的是，氧化钼)的材料。
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材料的层。作为空穴传输材料，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。
电子阻挡层与发光层接触地设置。电子阻挡层是包括具有空穴传输性且能够阻挡电子的材料的层。作为电子阻挡层，可以使用上述空穴传输材料中的具有电子阻挡性的材料。
电子阻挡层具有空穴传输性，所以也可以被称为空穴传输层。另外，空穴传输层中的具有电子阻挡性的层也可以被称为电子阻挡层。
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材料的层。作为电子传输材料，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物质。
空穴阻挡层与发光层接触地设置。空穴阻挡层是包括具有电子传输性且能够阻挡空穴的材料的层。作为空穴阻挡层，可以使用上述电子传输材料中的具有空穴阻挡性的材料。
空穴阻挡层具有电子传输性，所以也可以被称为电子传输层。另外，电子传输层中的具有空穴阻挡性的层也可以被称为空穴阻挡层。
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物质，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物质，也可以使用包含电子传输材料及供体性材料(电子供体性材料)的复合材料。
另外，优选的是，电子注入性高的物质的LUMO能级与用于阴极的材料的功函数值之差小(具体而言，0.5eV以下)。
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-(羟基喹啉)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，可以举出第一层使用氟化锂第二层使用镱的结构。
电子注入层也可以包含电子传输材料。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。
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)能级优选为-3.6eV以上且-2.3eV以下。一般来说，可以使用CV(循环伏安法)、光电子能谱法、光吸收能谱法及逆光电子能谱法等估计有机化合物的最高占据分子轨道(HOMO：Highest Occupied Molecular Orbital)能级及LUMO能级。
例如，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。此外，与BPhen相比，NBPhen具有高玻璃化转变点(Tg)，从而具有高耐热性。
在制造串联结构的发光器件时，在两个发光单元之间设置电荷产生层(也被称为中间层)。中间层具有在一对电极间施加电压时将电子注入到两个发光单元中的一方且将空穴注入到另一方的功能。
作为电荷产生层，例如可以适当地使用锂等能够用于电子注入层的材料。另外，作为电荷产生层，例如可以适当地使用能够用于空穴注入层的材料。此外，电荷产生层可以使用包含空穴传输材料和受主性材料(电子接收性材料)的层。另外，作为电荷产生层，可以使用包含电子传输材料和供体性材料的层。通过形成包括这样的层的电荷产生层，可以抑制层叠发光单元的情况下的驱动电压的上升。
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，对能够用于本发明的一个方式的显示装置的受光器件以及具有接收且发射光的功能的显示装置进行说明。
作为受光器件，例如，可以使用pn型或pin型光电二极管。受光器件被用作检测出入射到受光器件的光来产生电荷的光电转换器件(也称为光电转换元件)。受光器件所产生的电荷量取决于入射到受光器件的光量。
尤其是，作为受光器件，优选使用具有包含有机化合物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。
[受光器件]
如图36A所示，受光器件在一对电极(下部电极761、上部电极762)间包括层765。层765至少包括一个活性层，也可以还包括其他层。
另外，图36B示出图36A所示的受光器件所包括的层765的变形例子。具体而言，图36B所示的受光器件包括下部电极761上的层766、层766上的活性层767、活性层767上的层768以及层768上的上部电极762。
活性层767被用作光电转换层。
在下部电极761为阳极且上部电极762为阴极时，层766包括空穴传输层和电子阻挡层中的一方或双方。另外，层768包括电子传输层和空穴阻挡层中的一方或双方。在下部电极761为阴极且上部电极762为阳极时，层766和层768的结构互调。
在此，在本发明的一个方式的显示装置中，有时存在受光器件及发光器件共用的层(也可以说受光器件及发光器件共有的连续的层)。这种层有时发光器件中的功能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具有空穴注入层和空穴传输层的功能。与此同样，电子注入层分别在发光器件和受光器件中具有电子注入层和电子传输层的功能。另外，受光器件及发光器件共用的层也有时发光器件中的功能与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。
接着，说明可用于受光器件的材料。
受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。构成受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。
受光器件所包括的活性层包含半导体。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、C70等)、富勒烯衍生物等具有电子接收性的有机半导体材料。作为富勒烯衍生物，例如可以举出[6，6]-苯基-C71-丁酸甲酯(简称：PC70BM)、[6，6]-苯基-C61-丁酸甲酯(简称：PC60BM)、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。
另外，作为n型半导体的材料，例如可以举出N，N’-二甲基-3，4，9，10-苝四羧酸二酰亚胺(简称：Me-PTCDI)等的苝四羧酸衍生物及2，2’-(5，5’-(噻吩并[3，2-b]噻吩-2，5-二基)双(噻吩-5，2-二基))双(甲烷-1-基-1-亚基)二丙二腈(简称：FT2TDMN)。
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、菲咯啉衍生物、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、三嗪衍生物及醌衍生物等。
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)、锡酞菁(SnPc)、喹吖啶酮、红荧烯等具有电子供体性的有机半导体材料。
另外，作为p型半导体的材料，可以举出咔唑衍生物、噻吩衍生物、呋喃衍生物、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、红荧烯衍生物、并四苯衍生物、聚亚苯亚乙烯衍生物、聚对亚苯衍生物、聚芴衍生物、聚乙烯咔唑衍生物及聚噻吩衍生物等。
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)。具有电子供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供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。
另外，活性层也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)或者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到PBDB-T或PBDB-T衍生物的方法等。
例如，优选共蒸镀n型半导体和p型半导体形成活性层。或者，也可以层叠n型半导体和p型半导体形成活性层。
此外，也可以在活性层中混合三种以上的材料。例如，以扩大吸收波长区域为目的，也可以除了n型半导体的材料及p型半导体的材料以外还混合第三材料。此时，第三材料可以是低分子化合物或高分子化合物。
受光器件也可以还包括包含空穴传输性高的物质、电子传输性高的物质或双极性物质(电子传输性及空穴传输性都高的物质)等的层作为活性层以外的层。另外，不局限于此，也可以还包括包含空穴注入性高的物质、空穴阻挡材料、电子注入性高的物质或电子阻挡材料等的层。作为受光器件所包括的活性层以外的层例如可以使用上述可用于发光器件的材料。
例如，作为空穴传输材料或电子阻挡材料，可以使用聚(3，4-乙烯二氧噻吩)/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。另外，作为电子传输材料或空穴阻挡材料，可以使用氧化锌(ZnO)等无机化合物、乙氧基化聚乙烯亚胺(PEIE)等有机化合物。受光器件例如也可以包含PEIE与ZnO的混合膜。
[具有检测光的功能的显示装置]
在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上显示图像。另外，在该显示部中，受光器件以矩阵状配置，该显示部除了图像显示功能之外还具有摄像功能和感测功能中的一者或两者。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，能够拍摄图像或者检测出对象物(指头、手或笔等)的接近或接触。
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。在本发明的一个方式的显示装置中，当显示部含有的发光器件所发射的光被对象物反射(或散射)时，受光器件能够检测出该反射光(或散射光)，由此即使在黑暗处也能够拍摄图像或者检测出触摸。
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。例如，不需要另行设置安装在电子设备中的生物识别装置或者用于滚动等的静电电容式的触摸面板等。因此，通过使用本发明的一个方式的显示装置，可以提供一种制造成本降低的电子设备。
具体而言，本发明的一个方式的显示装置在像素中包括发光器件及受光器件。在本发明的一个方式的显示装置中，使用有机EL器件作为发光器件，并使用有机光电二极管作为受光器件。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，可以将有机光电二极管安装在使用有机EL器件的显示装置中。
在像素包括发光器件及受光器件的显示装置中，像素具有受光功能，所以该显示装置可以在显示图像的同时检测出对象物的接触或接近。例如，不仅是在显示装置所包括的所有的子像素中显示图像，而是可以在一部分的子像素作为光源发射光，其他一部分的子像素进行光检测且在其他子像素显示图像。
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进行用来利用指纹、掌纹、虹膜、脉形状(包括静脉形状、动脉形状)或脸等的个人识别的摄像。
例如，可以使用图像传感器拍摄可穿戴设备的使用者的眼睛周围、眼睛表面或眼睛内部(眼底等)。因此，可穿戴设备可以具有检测选自使用者的眨眼、黑睛的动作和眼皮的动作中的任一个或多个的功能。
另外，受光器件可以用于触摸传感器(也称为直接触摸传感器)或空中触摸传感器(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)等。
在此，触摸传感器或空中触摸传感器可以检测出对象物(指头、手或笔等)的接近或接触。
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，空中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空中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空中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，可以实现低功耗化且可以提高触摸传感器或空中触摸传感器的响应速度。
图36C至图36E所示的显示装置100在衬底351与衬底359之间包括具有受光器件的层353、功能层355及具有发光器件的层357。
功能层355包括驱动受光器件的电路及驱动发光器件的电路。可以在功能层355中设置开关、晶体管、电容器、电阻器、布线、端子等中的一个或多个。注意，在以无源矩阵方式驱动发光器件及受光器件时，也可以不设置开关及晶体管。
例如，如图36C所示，具有发光器件的层357中的发光器件所发射的光被接触显示装置100的指头352反射，使得具有受光器件的层353中的受光器件检测出该反射光。由此，可以检测出与显示装置100接触的指头352。
或者，如图36D及图36E所示，也可以具有检测或拍摄接近(即，不接触)显示装置的对象物的功能。图36D示出检测人的指头的例子，图36E示出检测人眼的周边、表面或内部的信息(眨眼次数、眼球的动作、眼皮的动作等)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7)
在本实施方式中，使用图37至图39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，所以可以适合用于包括较小的显示部的电子设备。作为这种电子设备可以举出手表型及手镯型信息终端设备(可穿戴设备)、可戴在头上的可穿戴设备等诸如头戴显示器等VR用设备、眼镜型AR用设备及MR用设备等。
本发明的一个方式的显示装置优选具有极高的分辨率诸如HD(像素数为1280×720)、FHD(像素数为1920×1080)、WQHD(像素数为2560×1440)、WQXGA(像素数为2560×1600)、4K(像素数为3840×2160)、8K(像素数为7680×4320)等。尤其是，优选设定为4K、8K或其以上的分辨率。另外，本发明的一个方式的显示装置中的像素密度(清晰度)优选为100ppi以上，优选为300ppi以上，更优选为500ppi以上，进一步优选为1000ppi以上，更进一步优选为2000ppi以上，更进一步优选为3000ppi以上，还进一步优选为5000ppi以上，进一步优选为7000ppi以上。通过使用上述的具有高分辨率和高清晰度中的一方或双方的显示装置，在便携式或家用等的个人用途的电子设备中可以进一步提高真实感及纵深感等。此外，对本发明的一个方式的显示装置的屏幕比例(纵横比)没有特别的限制。例如，显示装置可以适应1：1(正方形)、4：3、16：9、16：10等各种屏幕比例。
本实施方式的电子设备也可以包括传感器(该传感器具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)。
本实施方式的电子设备可以具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上的功能；触摸面板的功能；显示日历、日期或时间等的功能；执行各种软件(程序)的功能；进行无线通信的功能；读出储存在存储介质中的程序或数据的功能；等。
使用图37A至图37D说明可戴在头上的可穿戴设备的一个例子。这些可穿戴设备具有显示AR内容的功能、显示VR内容的功能、显示SR内容的功能和显示MR内容的功能中的至少一个。当电子设备具有显示AR、VR、SR、MR等中的至少一个的内容的功能时，可以提高使用者的沉浸感。
图37A所示的电子设备700A以及图37B所示的电子设备700B都包括一对显示面板751、一对框体721、通信部(未图示)、一对安装部723、控制部(未图示)、成像部(未图示)、一对光学构件753、眼镜架757以及一对鼻垫758。
显示面板751可以应用本发明的一个方式的显示装置。因此，可以实现能够进行清晰度极高的显示的电子设备。
电子设备700A及电子设备700B都可以将由显示面板751显示的图像投影于光学构件753中的显示区域756。因为光学构件753具有透光性，所以使用者可以与通过光学构件753看到的透过图像重叠地看到显示于显示区域的图像。因此，电子设备700A及电子设备700B都是能够进行AR显示的电子设备。
电子设备700A及电子设备700B上作为成像部也可以设置有能够拍摄前方的照相机。另外，通过在电子设备700A及电子设备700B设置陀螺仪传感器等的加速度传感器，可以检测使用者的头部朝向并将对应该方向的图像显示在显示区域756上。
通信部具有无线通信装置，通过该无线通信装置可以供应影像信号等。另外，代替无线通信装置或者除了无线通信装置以外还可以包括能够连接供应影像信号及电源电位的电缆的连接器。
另外，电子设备700A以及电子设备700B设置有电池，可以以无线方式和有线方式中的一方或双方进行充电。
框体721也可以设置有触摸传感器模块。触摸传感器模块具有检测框体721的外侧的面是否被触摸的功能。通过触摸传感器模块，可以检测使用者的点按操作或滑动操作等而执行各种处理。例如，通过点按操作可以执行动态图像的暂时停止或再生等的处理，通过滑动操作可以执行快进、快退等的处理等。另外，通过在两个框体721的每一个设置触摸传感器模块，可以扩大操作范围。
作为触摸传感器模块，可以使用各种触摸传感器。例如，可以采用静电电容式、电阻膜方式、红外线方式、电磁感应方式、表面声波式、光学方式等各种方式。尤其是，优选将静电电容式或光学方式的传感器应用于触摸传感器模块。
在使用光学方式的触摸传感器时，作为受光器件可以使用光电转换器件(也称为光电转换元件)。在光电转换器件的活性层中可以使用无机半导体和有机半导体中的一方或双方。
图37C所示的电子设备800A以及图37D所示的电子设备800B都包括一对显示部820、框体821、通信部822、一对安装部823、控制部824、一对成像部825以及一对透镜832。
显示部820可以应用本发明的一个方式的显示装置。因此，可以实现能够进行清晰度极高的显示的电子设备。由此，使用者可以感受高沉浸感。
显示部820设置在框体821内部的通过透镜832能看到的位置上。另外，通过在一对显示部820间上显示不同图像，可以进行利用视差的三维显示。
可以将电子设备800A以及电子设备800B都称为面向VR的电子设备。装上电子设备800A或电子设备800B的使用者通过透镜832能看到显示在显示部820上的图像。
电子设备800A及电子设备800B优选具有一种机构，其中能够调整透镜832及显示部820的左右位置，以根据使用者的眼睛的位置使透镜832及显示部820位于最合适的位置上。此外，优选具有一种机构，其中通过改变透镜832及显示部820之间的距离来调整焦点。
使用者可以使用安装部823将电子设备800A或电子设备800B装在头上。在图37C等中，例示出安装部823具有如眼镜的镜脚(也称为脚丝等)那样的形状，但是不局限于此。只要使用者能够装上，安装部823就例如可以具有头盔型或带型的形状。
成像部825具有取得外部的信息的功能。可以将成像部825所取得的数据输出到显示部820。在成像部825中可以使用图像传感器。另外，也可以设置多个摄像头以能够对应望远、广角等多种视角。
注意，在此示出包括成像部825的例子，设置能够测量出与对象物的距离的测距传感器(以下，也称为检测部)即可。换言之，成像部825是检测部的一个方式。作为检测部例如可以使用图像传感器或激光雷达(LIDAR：Light Detection and Ranging)等距离图像传感器。通过使用由摄像头取得的图像以及由距离图像传感器取得的图像，可以取得更多的信息，可以实现精度更高的姿态操作。
电子设备800A也可以包括被用作骨传导耳机的振动机构。例如，作为显示部820、框体821和安装部823中的任一个或多个可以采用包括该振动机构的结构。由此，不需要另行设置头戴式耳机、耳机或扬声器等音响设备，而只装上电子设备800A就可以享受影像和声音。
电子设备800A以及电子设备800B也可以都包括输入端子。可以将供应来自影像输出设备等的影像信号以及用于对设置在电子设备内的电池进行充电的电力等的电缆连接到输入端子。
本发明的一个方式的电子设备也可以具有与耳机750进行无线通信的功能。耳机750包括通信部(未图示)，并具有无线通信功能。耳机750通过无线通信功能可以从电子设备接收信息(例如声音数据)。例如，图37A所示的电子设备700A具有通过无线通信功能将信息发送到耳机750的功能。另外，例如图37C所示的电子设备800A具有通过无线通信功能将信息发送到耳机750的功能。
另外，电子设备也可以包括耳机部。图37B所示的电子设备700B包括耳机部727。例如，可以采用以有线方式连接耳机部727和控制部的结构。连接耳机部727和控制部的布线的一部分也可以配置在框体721或安装部723的内部。
同样，图37D所示的电子设备800B包括耳机部827。例如，可以采用以有线方式连接耳机部827和控制部824的结构。连接耳机部827和控制部824的布线的一部分也可以配置在框体821或安装部823的内部。另外，耳机部827和安装部823也可以包括磁铁。由此，可以用磁力将耳机部827固定到安装部823，收纳变得容易，所以是优选的。
电子设备也可以包括能够与耳机或头戴式耳机等连接的声音输出端子。另外，电子设备也可以包括声音输入端子和声音输入机构中的一方或双方。作为声音输入机构，例如可以使用麦克风等收音装置。通过将声音输入机构设置到电子设备，可以使电子设备具有所谓的耳麦的功能。
如此，作为本发明的一个方式的电子设备，眼镜型(电子设备700A以及电子设备700B等)和护目镜型(电子设备800A以及电子设备800B等)的双方都是优选的。
另外，本发明的一个方式的电子设备可以以有线或无线方式将信息发送到耳机。
图38A所示的电子设备6500是可以被用作智能手机的便携式信息终端设备。
电子设备6500包括框体6501、显示部6502、电源按钮6503、按钮6504、扬声器6505、麦克风6506、照相机6507及光源6508等。显示部6502具有触摸面板功能。
显示部6502可以使用本发明的一个方式的显示装置。
图38B是包括框体6501的麦克风6506一侧的端部的截面示意图。
框体6501的显示面一侧设置有具有透光性的保护构件6510，被框体6501及保护构件6510包围的空间内设置有显示面板6511、光学构件6512、触摸传感器面板6513、印刷电路板6517、电池6518等。
显示面板6511、光学构件6512及触摸传感器面板6513使用粘合层(未图示)固定到保护构件6510。
在显示部6502的外侧的区域中，显示面板6511的一部分叠回，且该叠回部分连接有FPC6515。FPC6515安装有IC6516。FPC6515与设置于印刷电路板6517的端子连接。
显示面板6511可以使用本发明的一个方式的柔性显示器。由此，可以实现极轻量的电子设备。此外，由于显示面板6511极薄，所以可以在抑制电子设备的厚度的情况下安装大容量的电池6518。此外，通过折叠显示面板6511的一部分以在像素部的背面设置与FPC6515的连接部，可以实现窄边框的电子设备。
图38C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38C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38D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38E和图38F示出数字标牌的一个例子。
图38E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38F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38E和图38F中，可以将本发明的一个方式的显示装置用于显示部7000。
显示部7000越大，一次能够提供的信息量越多。显示部7000越大，越容易吸引人的注意，例如可以提高广告宣传效果。
通过将触摸面板用于显示部7000，不仅可以在显示部7000上显示静态图像或动态图像，使用者还能够直觉性地进行操作，所以是优选的。另外，在用于提供线路信息或交通信息等信息的用途时，可以通过直觉性的操作提高易用性。
如图38E和图38F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39A至图39G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39A至图39G所示的电子设备具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像及文字图像等)显示在显示部上的功能；触摸面板的功能；显示日历、日期或时间等的功能；通过利用各种软件(程序)控制处理的功能；进行无线通信的功能；读出储存在存储介质中的程序或数据并进行处理的功能；等。注意，电子设备的功能不局限于上述功能，而可以具有各种功能。电子设备可以包括多个显示部。另外，也可以在电子设备中设置照相机等而使其具有如下功能：拍摄静态图像或动态图像，且将所拍摄的图像储存在存储介质(外部存储介质或内置于照相机的存储介质)中的功能；将所拍摄的图像显示在显示部上的功能；等。
下面，详细地说明图39A至图39G所示的电子设备。
图39A是示出便携式信息终端9101的立体图。可以将便携式信息终端9101例如用作智能手机。注意，在便携式信息终端9101中，也可以设置扬声器9003、连接端子9006、传感器9007等。另外，作为便携式信息终端9101，可以将文字或图像信息显示在其多个面上。在图39A中示出显示三个图标9050的例子。另外，可以将以虚线的矩形示出的信息9051显示在显示部9001的其他面上。作为信息9051的一个例子，可以举出提示收到电子邮件、SNS或电话等的信息；电子邮件或SNS等的标题；电子邮件或SNS等的发送者姓名；日期；时间；电池余量；以及电波强度等。或者，可以在显示有信息9051的位置上显示图标9050等。
图39B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39C是示出平板终端9103的立体图。平板终端9103例如可以执行移动电话、电子邮件及文章的阅读和编辑、播放音乐、网络通信、计算机游戏等各种应用软件。平板终端9103在框体9000的正面包括显示部9001、照相机9002、麦克风9008及扬声器9003，在框体9000的左侧面包括被用作用于操作的按钮的操作键9005，在底面包括连接端子9006。
图39D是示出手表型便携式信息终端9200的立体图。可以将便携式信息终端9200例如用作智能手表(注册商标)。另外，显示部9001的显示面弯曲，可沿着其弯曲的显示面进行显示。此外，便携式信息终端9200例如通过与可进行无线通信的耳麦相互通信可以进行免提通话。此外，通过利用连接端子9006，便携式信息终端9200可以与其他信息终端进行数据传输或进行充电。充电也可以通过无线供电进行。
图39E至图39G是示出可以折叠的便携式信息终端9201的立体图。另外，图39E是将便携式信息终端9201展开的状态的立体图、图39G是折叠的状态的立体图、图39F是从图39E的状态和图39G的状态中的一个转换成另一个时中途的状态的立体图。便携式信息终端9201在折叠状态下可携带性好，而在展开状态下因为具有无缝拼接较大的显示区域所以显示的浏览性强。便携式信息终端9201所包括的显示部9001被由铰链9055连结的三个框体9000支撑。显示部9001例如可以在曲率半径0.1mm以上且150mm以下的范围弯曲。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
[实施例1]
在本实施例中，评价氧化铝膜的湿蚀刻速率。
首先，在衬底上利用ALD法形成氧化铝膜。
接着，使用显影装置以水坑法进行氧化铝膜的湿蚀刻。在蚀刻中，作为蚀刻剂使用TMAH的浓度为2.38％的碱性显影液。
该湿蚀刻中的反应可以由以下反应式表示。
Al2O3+2(TMA)(OH)+3H2O→2(TMA)[Al(OH)4]
湿蚀刻通过如下步骤进行：将显影液喷射到衬底上；通过表面张力保持显影液进行氧化铝膜的蚀刻；用碳酸水洗涤；干燥。在本实施例中，以分割处理和一次性处理这两种条件进行湿蚀刻。
在分割处理中，反复进行显影液的喷射至干燥的一系列流程三次。将一次保持显影液的时间设定为40秒，将三次蚀刻时间的总和设定为120秒。分割处理的方式也可以称为多步骤水坑法。
在一次性处理中，只进行显影液的喷射至干燥的一系列流程一次。将显影液的保持时间设定为120秒。
图40示出分割处理及一次性处理中的氧化铝膜的蚀刻速率。在图40中，湿蚀刻时间为40sec的分割处理的蚀刻速率与一次性处理的蚀刻速率重叠。
在一次性处理中，确认到处理时间越长蚀刻速率越低。另一方面，与一次性处理相比，在分割处理中蚀刻速率的变化少。在分割处理中反复进行40秒的蚀刻三次，可认为通过每次供应新的显影液可以使蚀刻速率稳定。
[实施例2]
在本实施例中，制造本发明的一个方式的显示装置并对显示图像的结果进行说明。
本实施例中制造的显示装置是采用图1B所示的截面结构的顶部发射型OLED显示器。显示区域的尺寸为对角线1.50英寸左右，其清晰度为3207ppi。帧频率为120Hz。像素采用S条纹排列(参照图22A)。栅极驱动器内置于显示装置中，源极驱动器是外置型。
本实施例中制造的显示装置通过实施方式2所示的显示装置的制造方法制造。换言之，本实施例中制造的显示装置包括具有MML(Metal Mask Less)结构的发光器件。
作为包括晶体管的层101使用OS晶体管。作为掩模层118a、118b、118c使用氧化铝膜。作为掩模层119a、119b、119c使用钨膜并在形成绝缘膜125A之前去除该掩模层以便不使其残留在完成的显示装置中。
作为绝缘膜125A，利用ALD法在衬底温度为100℃的条件下以厚度约为15nm的方式形成氧化铝膜(参照图16A)。
作为绝缘膜127a，以厚度约为400nm的方式涂敷包括丙烯酸树脂的正型感光性树脂组成物(参照图16B)。将预烤温度设定为90℃。
如实施方式2所示，首先在连接部140中进行绝缘膜127a的曝光及显影(参照图16C及图17A)，利用湿蚀刻加工绝缘膜125A(参照图17B)。
在本实施例中，制造了如下两种显示装置：通过一次性处理蚀刻绝缘膜125A的显示装置；以及通过分割处理蚀刻绝缘膜125A的显示装置。一次性处理及分割处理的详细内容可以参照实施例1。
然后，在显示部中进行绝缘层127b的曝光及显影(参照图17C及图18A)，利用湿蚀刻加工绝缘层125B(参照图18B)。将后烘(参照图19A)的温度设定为100℃。后烘后的蚀刻也利用湿蚀刻进行(参照图19B)。
图41A是示出通过一次性处理蚀刻绝缘膜125A而制造的显示装置的显示结果的照片。如图41A所示，可以得到良好的显示。另外，在进行全白色显示时，可以以极高亮度显示，明亮区域中的亮度为5450cd/m2。制造出的显示装置的开口率为47.4％实现了极高的开口率。图41B示出使发射红色光的子像素R发光时的光学显微镜照片，图41C示出使发射绿色光的子像素G发光时的光学显微镜照片，图41D示出使发射蓝色光的子像素B发光时的光学显微镜照片。如图41B至图41D所示，无论哪种颜色的子像素都呈现良好的发光。
图42A是示出通过分割处理蚀刻绝缘膜125A而制造的显示装置的显示结果的照片。如图42A所示，可以得到良好的显示。另外，在进行全白色显示时，可以以极高亮度显示，明亮区域中的亮度为5500cd/m2。制造出的显示装置的开口率为47.0％实现了极高的开口率。图42B示出使发射红色光的子像素R发光时的光学显微镜照片，图42C示出使发射绿色光的子像素G发光时的光学显微镜照片，图42D示出使发射蓝色光的子像素B发光时的光学显微镜照片。如图42B至图42D所示，无论哪种颜色的子像素都在发光区域均匀地发光。
在图41A至图41D所示的通过一次性处理蚀刻绝缘膜125A而制造的显示装置中，首先形成包括发射红色光的发光层的岛状EL层(相当于第一层113a)，接下来形成包括发射绿色光的发光层的岛状EL层(相当于第二层113b)，最后形成包括发射蓝色光的发光层的岛状EL层(相当于第三层113c)。另外，在图42A至图42D所示的通过分割处理蚀刻绝缘膜125A而制造的显示装置中，首先形成包括发射蓝色光的发光层的岛状EL层(相当于第一层113a)，接下来形成包括发射绿色光的发光层的岛状EL层(相当于第二层113b)，最后形成包括发射红色光的发光层的岛状EL层(相当于第三层113c)。如图41及图42所示，在本实施例中，无论各颜色的岛状EL层的形成顺序如何，都可以制造能够进行整个屏幕显示的显示装置。
本实施例的显示装置通过分开进行连接部140中的绝缘膜127a的曝光及显影和显示部中的绝缘层127b的曝光及显影而制造。因此，可以独立地控制连接部140和显示部中的绝缘膜125A的蚀刻条件，由此可以抑制显示部中的绝缘膜125A被过度蚀刻并可以抑制连接部140中的绝缘膜125A的蚀刻不充分，由此可以将绝缘膜125A加工为所希望的形状。由此，可以制造像素的亮度不均匀得到抑制的高亮度、高清晰且高开口率的显示装置。
[实施例3]
在本实施例中，制造本发明的一个方式的显示装置并对显示图像的结果进行说明。
本实施例中制造的显示装置是采用图1B所示的截面结构的顶部发射型OLED显示器。显示区域的尺寸为对角线1.50英寸左右，其清晰度为3207ppi。像素数为3840(H)×2880(V)，像素间距为7.92μm×7.92μm。帧频率为120Hz。像素采用S条纹排列(参照图22A)。栅极驱动器内置于显示装置中，源极驱动器是外置型。
图43示出本实施例的显示装置中的像素电路。
图43所示的像素电路包括发光器件61、晶体管M1至晶体管M7以及电容器C1至电容器C3。
作为晶体管M1至晶体管M7使用增强型(常关闭型)的n沟道型电场效应晶体管。在本实施例中，作为晶体管M1至晶体管M7使用OS晶体管。在本实施例中，使用沟道长度200nm、沟道宽度130nm的OS晶体管。OS晶体管即使沟道长度短也具有良好的晶体管特性，所以适合于如本实施例的显示装置那样的像素尺寸小的显示装置。另外，OS晶体管即使沟道长度短关态电流也极低，所以可以使黑色显示时可能发生的漏光极少，并且可以降低显示装置的功耗。另外，OS晶体管具有高耐压性，可以对源极-漏极间施加高电压，由此可以增大流过发光器件的电流量而提高发光器件的发光亮度。具体而言，在本实施例的显示装置中，可以将电源电压设定为10V以上。
晶体管M1的栅极与布线GLa电连接，源极和漏极中的一方与布线DL电连接，并且源极和漏极中的另一方与晶体管M2的栅极电连接。晶体管M1具有选择使晶体管M2的栅极与布线DL间处于导通状态还是非导通状态的功能。
另外，晶体管M2的栅极与电容器C1的一方端子电连接，源极和漏极中的一方与布线11电连接，并且源极和漏极中的另一方与电容器C1的另一方端子电连接。另外，晶体管M2包括背栅极。晶体管M2的背栅极与电容器C2的一方端子电连接。另外，电容器C2的另一方端子与晶体管M2的源极和漏极中的另一方电连接。
另外，晶体管M3的栅极与布线GLb电连接，源极和漏极中的一方与电容器C1的一方端子电连接，并且源极和漏极中的另一方与电容器C1的另一方端子电连接。晶体管M3具有选择使晶体管M2的栅极与源极间处于导通状态还是非导通状态的功能。
另外，晶体管M4的栅极与布线GLb电连接，源极和漏极中的一方与布线12电连接，并且源极和漏极中的另一方与电容器C2的一方端子电连接。晶体管M4具有选择使布线12与电容器C2的一方端子间处于导通状态还是非导通状态的功能。
晶体管M5的栅极与电容器C3的一方端子电连接，源极和漏极中的一方与晶体管M2的源极和漏极中的另一方电连接。另外，晶体管M5的源极和漏极中的另一方与电容器C3的另一方端子及发光器件61的一方端子(例如，阳极端子)电连接。另外，发光器件61的另一方端子(例如，阴极端子)与布线14电连接。
晶体管M6的栅极与布线GLa电连接，源极和漏极中的一方与晶体管M2的源极和漏极中的另一方电连接，并且源极和漏极中的另一方与布线13电连接。晶体管M6具有选择使晶体管M2的源极和漏极中的另一方与布线13间处于导通状态还是非导通状态的功能。
晶体管M7的栅极与布线GLa电连接，源极和漏极中的一方与布线GLc电连接，并且源极和漏极中的另一方与晶体管M5的栅极电连接。晶体管M7具有选择使晶体管M5的栅极与布线GLc间处于导通状态还是非导通状态的功能。
另外，电容器C1及电容器C2各自的另一方端子、晶体管M2的源极和漏极中的另一方、晶体管M3的源极和漏极中的另一方、晶体管M5的源极和漏极中的另一方与晶体管M6的源极和漏极中的一方电连接的区域也被称为节点ND1。
另外，电容器C2的一方端子、晶体管M2的背栅极与晶体管M4的源极和漏极中另一方电连接的区域也被称为节点ND2。
另外，晶体管M1的源极和漏极中的另一方、晶体管M3的源极和漏极中的另一方、电容器C1的一方端子与晶体管M2的栅极电连接的区域也被称为节点ND3。
另外，晶体管M5的栅极、电容器C3的一方端子与晶体管M7的源极和漏极中的另一方电连接的区域也被称为节点ND4。
电容器C1具有在节点ND3处于浮动状态时保持晶体管M2的源极和漏极中的另一方与晶体管M2的栅极间的电位差的功能。电容器C2具有在节点ND2处于浮动状态时保持晶体管M2的源极和漏极中的另一方与晶体管M2的背栅极间的电位差的功能。电容器C3具有在节点ND4处于浮动状态时保持晶体管M5的源极和漏极中的另一方与晶体管M5的栅极间的电位差的功能。
另外，晶体管M2具有控制流过发光器件61的电流量的功能。就是说，晶体管M2具有控制发光器件61的发光量的功能。
另外，晶体管M5具有切换晶体管M2与发光器件61间的导通和非导通的功能。在晶体管M5处于关闭状态时发光器件61猝灭，在晶体管M5处于开启状态时发光器件61可以发射光。
本实施例中制造的显示装置通过实施方式2所示的显示装置的制造方法制造。换言之，本实施例中制造的显示装置包括具有MML(Metal Mask Less)结构的发光器件。
作为掩模层118a、118b、118c使用氧化铝膜。作为掩模层119a、119b、119c使用钨膜并在形成绝缘膜125A之前去除该掩模层以便不使其残留在完成的显示装置中。
作为绝缘膜125A，利用ALD法在衬底温度为100℃的条件下以厚度约为30nm的方式形成氧化铝膜(参照图16A)。
作为绝缘膜127a，以厚度约为400nm的方式涂敷包括丙烯酸树脂的正型感光性树脂组成物(参照图16B)。将预烤温度设定为90℃。
如实施方式2所示，首先在连接部140中进行绝缘膜127a的曝光及显影(参照图16C及图17A)，利用湿蚀刻加工绝缘膜125A(参照图17B)。
在本实施例中，通过分割处理蚀刻绝缘膜125A。分割处理的详细内容可以参照实施例1。
然后，在显示部中进行绝缘层127b的曝光及显影(参照图17C及图18A)，利用湿蚀刻加工绝缘层125B(参照图18B)。将后烘(参照图19A)的温度设定为100℃。后烘后的蚀刻也利用湿蚀刻进行(参照图19B)。
图44A是示出本实施例的显示装置的显示结果的照片。如图44A所示，可以得到良好的显示。另外，在进行全白色显示时，可以以极高亮度显示，明亮区域中的亮度为5091cd/m2。制造出的显示装置的开口率为54.2％实现了极高的开口率。图44B示出使本实施例的显示装置进行全白色显示时的像素的情况。如图44B所示，无论哪种颜色的子像素都呈现良好的发光。
本实施例的显示装置通过分开进行连接部140中的绝缘膜127a的曝光及显影和显示部中的绝缘层127b的曝光及显影而制造。因此，可以独立地控制连接部140和显示部中的绝缘膜125A的蚀刻条件，由此可以抑制显示部中的绝缘膜125A被过度蚀刻并可以抑制连接部140中的绝缘膜125A的蚀刻不充分，由此可以将绝缘膜125A加工为所希望的形状。由此，可以制造像素的亮度不均匀得到抑制的高亮度、高清晰且高开口率的显示装置。
[实施例4]
在本实施例中，对能够用于本发明的一个方式的显示装置的发光器件且评价其可靠性的结果进行说明。
具体而言，在本实施例中，对与实施例2中制造的显示装置在同一衬底上制造的评价用发光器件的可靠性进行评价。
图45及图46示出发射蓝色光的发光器件的可靠性测试结果。另外，图47及图48示出发射红色光的发光器件的可靠性测试结果。在图45及图47中，纵轴表示起始亮度为100％时的归一化亮度(％)且横轴表示驱动时间(h)。在图46及图48中，纵轴表示测量电压从初期(驱动时间为0小时)电压的变动量(V)，横轴表示驱动时间(h)。另外，在可靠性测试中，在室温下将电流密度设定为50mA/cm2驱动发光器件。
发射蓝色光的发光器件B1及发射红色光的发光器件R1是与实施例2中使用图42A至图42D说明的显示装置在同一衬底上制造的评价用发光器件。如实施例2所示，在图42A至图42D所示的显示装置中，按蓝色、绿色、红色的顺序依次形成岛状EL层。另外，图42A至图42D所示的显示装置的开口率(红色、绿色、蓝色的三种颜色的子像素的开口率的总和)为47.0％，蓝色的子像素的开口率为24.8％，红色的子像素的开口率为11.2％。
发射蓝色光的发光器件B2及发射红色光的发光器件R2是与实施例2中使用图41A至图41D说明的显示装置在同一衬底上制造的评价用发光器件。如实施例2所示，在图41A至图41D所示的显示装置中，按红色、绿色、蓝色的顺序依次形成岛状EL层。另外，图41A至图41D所示的显示装置的开口率为47.4％，蓝色的子像素的开口率为25.6％，红色的子像素的开口率为10.9％。
发射蓝色光的发光器件B3是与通过按红色、绿色、蓝色的顺序依次形成岛状EL层而制造的显示装置在同一衬底上制造的评价用发光器件。该显示装置的开口率为57.9％，蓝色的子像素的开口率为31.6％。
从图45可知：在三个发射蓝色光的发光器件中发光器件B1的亮度劣化最小。另外，从图46可知：发光器件B1的电压变动量小且驱动电压不容易上升。从图45及图46的结果可知：与按红色、绿色、蓝色的顺序形成岛状EL层的情况相比，按蓝色、绿色、红色的顺序形成岛状EL层可以提高发射蓝色光的发光器件的可靠性。
在图47中，通过比较两个发射红色光的发光器件，可知发光器件R1的亮度劣化小于发光器件R2。在图48中，通过比较两个发射红色光的发光器件，可知发光器件R2的电压变动量小于发光器件R1。
从图45及图48的结果可知：与按红色、绿色、蓝色的顺序形成岛状EL层的情况相比，按蓝色、绿色、红色的顺序形成岛状EL层可以减少发射蓝色光的发光器件和发射红色光的发光器件的亮度劣化。
[符号说明]
DL：布线、GLa：布线、GLb：布线、GLc：布线、11：布线、12：布线、13：布线、14：布线、61：发光器件、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、100H：显示装置、100J：显示装置、100：显示装置、101：层、103：区域、110a：子像素、110b：子像素、110c：子像素、110d：子像素、110e：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：像素电极、112a：导电层、112b：导电层、112c：导电层、112d：导电层、113_1：第一区域、113_2：第二区域、113a：第一层、113A：膜、113b：第二层、113B：膜、113c：第三层、113C：膜、113d：第四层、114：公共层、115：公共电极、116a：导电层、116b：导电层、116c：导电层、116：导电层、117：遮光层、118a：掩模层、118A：掩模膜、118b：掩模层、118B：掩模膜、118c：掩模层、118C：掩模膜、118d：掩模层、119a：掩模层、119A：掩模膜、119b：掩模层、119B：掩模膜、119c：掩模层、119C：掩模膜、120：衬底、121a：等离子体、121b：等离子体、121c：等离子体、122：树脂层、123：导电层、124a：像素、124b：像素、125A：绝缘膜、125B：绝缘层、125：绝缘层、126a：导电层、126b：导电层、126c：导电层、126d：导电层、127a：绝缘膜、127b：绝缘层、127c：绝缘层、127：绝缘层、128：层、129a：导电层、129b：导电层、129c：导电层、129d：导电层、130a：发光器件、130B：发光器件、130b：发光器件、130c：发光器件、130G：发光器件、130R：发光器件、131：保护层、132a：掩模、132b：掩模、133：透镜阵列、140：连接部、142：粘合层、150：受光器件、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、201：晶体管、204：连接部、205：晶体管、209：晶体管、210：晶体管、211：绝缘层、213：绝缘层、214：绝缘层、215：绝缘层、218：绝缘层、221：导电层、222a：导电层、222b：导电层、223：导电层、225：绝缘层、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、255c：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、301A：衬底、301B：衬底、301：衬底、310A：晶体管、310B：晶体管、310：晶体管、311：导电层、312：低电阻区域、313：绝缘层、314：绝缘层、315：元件分离层、320A：晶体管、320B：晶体管、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、335：绝缘层、336：绝缘层、341：导电层、342：导电层、343：插头、344：绝缘层、345：绝缘层、346：绝缘层、347：凸块、348：粘合层、351：衬底、352：指头、353：层、355：功能层、357：层、359：衬底、700A：电子设备、700B：电子设备、721：框体、723：安装部、727：耳机部、750：耳机、751：显示面板、753：光学构件、756：显示区域、757：眼镜架、758：鼻垫、761：下部电极、762：上部电极、763a：EL层、763b：EL层、763：EL层、764：层、765：层、766：层、767：活性层、768：层、771：发光层、772：发光层、773：发光层、780：层、781：层、782：层、785：电荷产生层、790：层、791：层、792：层、800A：电子设备、800B：电子设备、820：显示部、821：框体、822：通信部、823：安装部、824：控制部、825：成像部、827：耳机部、832：透镜、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、9002：照相机、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、9103：平板终端、9200：便携式信息终端、9201：便携式信息终端。
Claims (10)
1.一种显示装置的制造方法，包括如下步骤：
形成第一像素电极及第一导电层；
在所述第一像素电极上形成第一膜；
在所述第一膜及所述第一导电层上形成第一掩模膜；
加工所述第一膜及所述第一掩模膜而在所述第一像素电极上形成第一层及第一掩模层且在所述第一导电层上形成第二掩模层；
在所述第一掩模层及所述第二掩模层上形成第一绝缘膜；
使用感光性树脂组成物在所述第一绝缘膜上形成第二绝缘膜；
通过对所述第二绝缘膜进行曝光及显影使所述第一绝缘膜中的与所述第二掩模层重叠的部分露出；
将所述第二绝缘膜用作掩模进行第一蚀刻处理去除所述第一绝缘膜中的与所述第二掩模层重叠的部分并减薄所述第二掩模层的一部分的膜厚度；
通过对所述第二绝缘膜进行曝光及显影使所述第一绝缘膜中的与所述第一掩模层重叠的部分露出，形成覆盖所述第一层的端部的第二绝缘层；
将所述第二绝缘层用作掩模进行第二蚀刻处理去除所述第一绝缘膜中的与所述第一掩模层重叠的部分来形成与所述第二绝缘层重叠的第一绝缘层并减薄所述第一掩模层的一部分的膜厚度；
进行加热处理，然后将所述第二绝缘层用作掩模进行第三蚀刻处理去除所述第一掩模层的一部分而使所述第一层的顶面露出；
以覆盖所述第一层、所述第一导电层及所述第二绝缘层的方式形成公共电极；以及
通过进行所述第二蚀刻处理或所述第三蚀刻处理去除所述第二掩模层的一部分而使所述第一导电层的顶面露出。
2.一种显示装置的制造方法，包括如下步骤：
形成第一像素电极、第二像素电极及第一导电层；
在所述第一像素电极及所述第二像素电极上形成第一膜；
在所述第一膜及所述第一导电层上形成第一掩模膜；
加工所述第一膜及所述第一掩模膜而在所述第一像素电极上形成第一层及第一掩模层，在所述第一导电层上形成第二掩模层，并使所述第二像素电极露出；
在所述第一掩模层及所述第二像素电极上形成第二膜；
在所述第二膜上形成第二掩模膜；
加工所述第二膜及所述第二掩模膜在所述第二像素电极上形成第二层及第三掩模层且使所述第一掩模层及所述第二掩模层露出；
在所述第一掩模层至所述第三掩模层上形成第一绝缘膜；
使用感光性树脂组成物在所述第一绝缘膜上形成第二绝缘膜；
通过对所述第二绝缘膜进行曝光及显影使所述第一绝缘膜中的与所述第二掩模层重叠的部分露出；
将所述第二绝缘膜用作掩模进行第一蚀刻处理去除所述第一绝缘膜中的与所述第二掩模层重叠的部分并减薄所述第二掩模层的一部分的膜厚度；
通过对所述第二绝缘膜进行曝光及显影使所述第一绝缘膜中的与所述第一掩模层重叠的部分及与所述第三掩模层重叠的部分露出，形成与夹在所述第一像素电极与所述第二像素电极间的区域重叠的第二绝缘层；
将所述第二绝缘层用作掩模进行第二蚀刻处理去除所述第一绝缘膜中的与所述第一掩模层重叠的部分及与所述第三掩模层重叠的部分来形成与所述第二绝缘层重叠的第一绝缘层并减薄所述第一掩模层的一部分及所述第三掩模层的一部分的膜厚度；
进行加热处理，然后将所述第二绝缘层用作掩模进行第三蚀刻处理去除所述第一掩模层的一部分及所述第三掩模层的一部分而使所述第一层的顶面及所述第二层的顶面露出；
以覆盖所述第一层、所述第二层、所述第一导电层及所述第二绝缘层的方式形成公共电极；以及
通过进行所述第二蚀刻处理或所述第三蚀刻处理去除所述第二掩模层的一部分而使所述第一导电层的顶面露出。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置的制造方法，
其中所述第一层至少包括第一发光层。
4.根据权利要求3所述的显示装置的制造方法，
其中所述第一层在所述第一发光层上设置有第一功能层，
并且所述第一功能层包括空穴注入层、电子注入层、空穴传输层、电子传输层、空穴阻挡层和电子阻挡层中的至少一个。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的显示装置的制造方法，
其中作为所述第一掩模膜及所述第一绝缘膜的每一个使用ALD法沉积氧化铝膜。
6.一种显示装置，包括第一发光器件、第二发光器件、第一透镜、第二透镜、第一绝缘层及第二绝缘层，
其中，所述第一发光器件包括第一像素电极、所述第一像素电极上的第一发光层以及所述第一发光层上的公共电极，
所述第二发光器件包括第二像素电极、所述第二像素电极上的第二发光层以及所述第二发光层上的所述公共电极，
所述第一透镜与所述第一发光器件重叠，
所述第二透镜与所述第二发光器件重叠，
所述第一绝缘层覆盖所述第一发光层的顶面的一部分及侧面以及所述第二发光层的顶面的一部分及侧面，
所述第二绝缘层隔着所述第一绝缘层与所述第一发光层的顶面的一部分及侧面以及所述第二发光层的顶面的一部分及侧面重叠，
所述公共电极覆盖所述第二绝缘层，
并且，在从截面看时所述第二绝缘层的端部具有锥角小于90°的锥形形状。
7.根据权利要求6所述的显示装置，
其中所述第二绝缘层覆盖所述第一绝缘层的端部的侧面的至少一部分。
8.根据权利要求6或7所述的显示装置，
其中所述第一发光器件在所述第一发光层与所述公共电极间包括第一功能层，
并且所述第一功能层包括空穴注入层、电子注入层、空穴传输层、电子传输层、空穴阻挡层和电子阻挡层中的至少一个。
9.一种显示模块，包括：
权利要求6至8中任一项所述的显示装置；以及
连接器和集成电路中的至少一方。
10.一种电子设备，包括：
权利要求9所述的显示模块；以及
框体、电池、照相机、扬声器和麦克风中的至少一个。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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