JP7891981B2 - 表示装置 - Google Patents

表示装置

Info

Publication number
JP7891981B2
JP7891981B2 JP2023532850A JP2023532850A JP7891981B2 JP 7891981 B2 JP7891981 B2 JP 7891981B2 JP 2023532850 A JP2023532850 A JP 2023532850A JP 2023532850 A JP2023532850 A JP 2023532850A JP 7891981 B2 JP7891981 B2 JP 7891981B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
light
insulating layer
emitting
insulating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2023532850A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2023281344A1 (ja
JPWO2023281344A5 (ja
Inventor
太紀 中村
健一 岡崎
来 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Publication of JPWO2023281344A1 publication Critical patent/JPWO2023281344A1/ja
Publication of JPWO2023281344A5 publication Critical patent/JPWO2023281344A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7891981B2 publication Critical patent/JP7891981B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/122—Pixel-defining structures or layers, e.g. banks
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/805—Electrodes
    • H10K59/8051—Anodes
    • H10K59/80515—Anodes characterised by their shape
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces
    • H05B33/22—Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of auxiliary dielectric or reflective layers
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces
    • H05B33/26—Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces characterised by the composition or arrangement of the conductive material used as an electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/121—Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/124—Insulating layers formed between TFT elements and OLED elements
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30—Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/35—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/805—Electrodes
    • H10K59/8052—Cathodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301—Details of OLEDs
    • H10K2102/351—Thickness

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Description

本発明の一態様は、表示装置、表示モジュール、及び、電子機器に関する。本発明の一態様は、表示装置の作製方法に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置（例えば、タッチセンサなど）、入出力装置（例えば、タッチパネルなど）、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法を一例として挙げることができる。
近年、スマートフォンなどの携帯電話、タブレット型情報端末、ノート型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）などの情報端末機器が広く普及している。これらに設けられたディスプレイパネルにおいて、高精細なディスプレイパネルが要求されている。
また、ディスプレイパネルに適用可能な表示装置としては、代表的には液晶表示装置、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子を備える発光装置、電気泳動方式などにより表示を行う電子ペーパなどが挙げられる。
例えば、有機ＥＬ素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層を挟持したものである。この素子に電圧を印加することにより、発光性の有機化合物から発光を得ることができる。このような有機ＥＬ素子が適用された表示装置は、液晶表示装置等で必要であったバックライトが不要なため、薄型、軽量、高コントラストで且つ低消費電力な表示装置を実現できる。例えば、有機ＥＬ素子を用いた表示装置の一例が、特許文献１に記載されている。
特開２００２－３２４６７３号公報
画素が微細化して画素密度が高くなると、画素サイズの大きいディスプレイでは起きない問題が発生する場合がある。そのような問題の一つとして、近接する画素間で意図しない電流が流れる干渉現象、いわゆるクロストークがある。
例えば、複数の発光ユニットが電荷発生層により仕切られた構造を有する発光素子（以下タンデム素子と称する）を用いてディスプレイを作製する場合、白色発光を得ることが容易であることから、すべての画素の発光素子に同一のＥＬ層構造を適用し、共振構造やカラーフィルタを用いて各画素で必要な発光色を得るフルカラー化方式が採用される場合が多い。
また、カラーフィルタ等を用いずに、発光色の異なる複数の発光素子によって、フルカラー化することも可能である。この場合、各画素で異なるＥＬ層構造を有するが、発光層以外の、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層および電子輸送層などは、共通層として設ける場合が多い。
発光素子は一対の電極間にＥＬ層を挟み込んだ構造を有しており、アクティブマトリクス型の発光素子においては一対の電極のうち、一方は画素ごとに分割されているが、他方の電極は、複数の画素で共有するように形成されている。そのため、画素の駆動は画素ごとに分割されている一方の電極を制御することによって行われる。
ここで、複数の発光素子で、ＥＬ層の一部または全部を共通層として連続して有する場合において、該共通層が大きな導電性を有していると、駆動しようとしている素子の第１の電極と、隣り合う画素の領域に存在する共通する電極（第２の電極）との間にも電流が流れ、結果としてクロストークを起こしてしまう場合がある。
そこで、本発明の一態様では、クロストークの発生を抑制することが可能な発光素子を提供することを課題とする。本発明の一態様ではクロストークの発生が抑制された表示装置を提供することを課題とする。
本発明の一態様ではクロストークの発生を抑制することが可能な発光素子の作製方法を提供することを課題とする。本発明の一態様ではクロストークの発生が抑制された表示装置の作製方法を提供することを課題とする。
本発明の一態様は、高精細な表示装置を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、高解像度の表示装置を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、高開口率の表示装置を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、大型の表示装置を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、小型の表示装置を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、信頼性の高い表示装置を提供することを課題の一つとする。
本発明の一態様は、高精細な表示装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、高解像度の表示装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、高開口率の表示装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、大型の表示装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、小型の表示装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、信頼性の高い表示装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、歩留まりの高い表示装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様は、第１の発光素子と、第２の発光素子と、を有し、第１の発光素子及び第２の発光素子は、互いに異なる色の発光を呈する機能を有し、第１の発光素子は、第１の画素電極、第１の画素電極上の第１のＥＬ層、及び第１のＥＬ層上の共通電極を有し、第２の発光素子は、第２の画素電極、第２の画素電極上の第２のＥＬ層、及び第２のＥＬ層上の共通電極を有し、第１のＥＬ層は、第１の画素電極上の第１の層、及び第１の層上の第１の発光層を有し、第１の層は正孔注入層を有し、第１の画素電極の側面と、第１の画素電極の底面と、がなす角度が６０度以上１４０度以下となる領域を有し、第１の画素電極の上面と接する領域における第１の層の膜厚Ｔ２に対する、第１の画素電極の膜厚Ｔ１の比率（Ｔ１／Ｔ２）が、０．５以上である、表示装置である。
また、本発明の一態様は、第１の絶縁層と、第１の絶縁層上の第１の発光素子と、第１の絶縁層上の第２の発光素子と、を有し、第１の発光素子及び第２の発光素子は、互いに異なる色の発光を呈する機能を有し、第１の発光素子は、第１の画素電極、第１の画素電極上の第１のＥＬ層、及び第１のＥＬ層上の共通電極を有し、第２の発光素子は、第２の画素電極、第２の画素電極上の第２のＥＬ層、及び第２のＥＬ層上の共通電極を有し、第１のＥＬ層は、第１の画素電極上の第１の層、及び第１の層上の第１の発光層を有し、第１の層は正孔注入層を有し、第１の絶縁層は、第１の画素電極と第２の画素電極と、の間に凹部を有し、凹部の最下部から第１の画素電極の下へと、第１の画素電極の底面と平行に延伸した底面延伸線と、凹部の側面と、がなす角度が６０度以上１４０度以下となる領域を有し、第１の層の膜厚Ｔ２に対する、底面延伸線から第１の画素電極の上面までの最短距離ＥＴの比率（ＥＴ／Ｔ２）が、０．５以上である、表示装置である。
上記のいずれか一に記載の表示装置において、第１の画素電極の側面と第２の画素電極の側面と、に接する第２の絶縁層を有する、ことが好ましい。
上記のいずれか一に記載の表示装置において、第２の絶縁層は、無機材料を有する、ことが好ましい。
上記のいずれか一に記載の表示装置において、第１の画素電極と第２の画素電極との間、且つ共通電極の下方に配置された第３の絶縁層を有する、ことが好ましい。
上記のいずれか一に記載の表示装置において、第３の絶縁層は、有機材料を有する、ことが好ましい。
上記のいずれか一に記載の表示装置において、第２のＥＬ層は、第２の画素電極上の第２の層、及び第２の層上の第２の発光層を有し、第１の発光素子と、第２の発光素子と、の間において、共通電極の下方に第３の絶縁層が配置され、第３の絶縁層の下方に第２の絶縁層が配置され、第２の絶縁層の下方に第１の有機層が配置され、第１の有機層と、第１の層と、第２の層と、は同じ材料を含む、ことが好ましい。
上記のいずれか一に記載の表示装置において、第１の有機層上に、第２の有機層及び第３の有機層、を有し、第２の有機層は、第１の発光層と、同じ材料を含み、第３の有機層は、第２の発光層と、同じ材料を含む、ことが好ましい。
上記のいずれか一に記載の表示装置において、第１のＥＬ層の上面と、第２のＥＬ層の上面と、第３の絶縁層の上面と、は共通電極と接する領域を有する、ことが好ましい。
上記のいずれか一に記載の表示装置において、第１の層は、正孔注入層上に正孔輸送層を有する、ことが好ましい。
上記のいずれか一に記載の表示装置において、第１のＥＬ層は、第１の発光層上に電子輸送層を有する、ことが好ましい。
上記のいずれか一に記載の表示装置において、第１のＥＬ層は、電子輸送層と共通電極との間に電子注入層を有する、ことが好ましい。
本発明の一態様により、クロストークの発生を抑制することが可能な発光素子を提供できる。本発明の一態様により、クロストークの発生が抑制された表示装置を提供できる。
本発明の一態様により、クロストークの発生を抑制することが可能な発光素子の作製方法を提供できる。本発明の一態様により、クロストークの発生が抑制された表示装置の作製方法を提供できる。
本発明の一態様により、高精細な表示装置を提供できる。本発明の一態様により、高解像度の表示装置を提供できる。本発明の一態様により、高開口率の表示装置を提供できる。本発明の一態様により、大型の表示装置を提供できる。本発明の一態様により、小型の表示装置を提供できる。本発明の一態様により、信頼性の高い表示装置を提供できる。
本発明の一態様により、高精細な表示装置の作製方法を提供できる。本発明の一態様により、高解像度の表示装置の作製方法を提供できる。本発明の一態様により、高開口率の表示装置の作製方法を提供できる。本発明の一態様により、大型の表示装置の作製方法を提供できる。本発明の一態様により、小型の表示装置の作製方法を提供できる。本発明の一態様により、信頼性の高い表示装置の作製方法を提供できる。本発明の一態様により、歩留まりの高い表示装置の作製方法を提供できる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
図１Ａは、表示装置の一例を示す上面図である。図１Ｂは、表示装置の一例を示す断面図である。
図２Ａ乃至図２Ｃは、表示装置の一例を示す断面図である。
図３Ａ乃至図３Ｃは、表示装置の一例を示す断面図である。
図４Ａ乃至図４Ｃは、表示装置の一例を示す断面図である。
図５Ａ及び図５Ｂは、表示装置の一例を示す断面図である。
図６Ａ及び図６Ｂは、表示装置の一例を示す断面図である。
図７Ａ乃至図７Ｆは、表示装置の一例を示す断面図である。
図８Ａ乃至図８Ｆは、画素の一例を示す上面図である。
図９Ａ及び図９Ｂは、表示装置の作製方法の一例を示す上面図である。
図１０Ａ乃至図１０Ｃは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図１１Ａ乃至図１１Ｃは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図１２Ａ乃至図１２Ｃは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図１３Ａ乃至図１３Ｃは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図１４Ａ乃至図１４Ｃは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図１５Ａ乃至図１５Ｆは、発光素子の構成例を示す図である。
図１６は、表示装置の一例を示す斜視図である。
図１７Ａは、表示装置の一例を示す断面図である。図１７Ｂ及び図１７Ｃは、トランジスタの一例を示す断面図である。
図１８は、表示装置の一例を示す断面図である。
図１９は、表示装置の一例を示す断面図である。
図２０は、表示装置の一例を示す断面図である。
図２１Ａ乃至図２１Ｄは、表示装置の一例を示す断面図である。
図２２Ａ及び図２２Ｂは、表示モジュールの一例を示す斜視図である。
図２３は、表示装置の一例を示す断面図である。
図２４は、表示装置の一例を示す断面図である。
図２５は、表示装置の一例を示す断面図である。
図２６は、表示装置の一例を示す断面図である。
図２７は、表示装置の一例を示す断面図である。
図２８Ａは、表示装置の一例を示すブロック図である。図２８Ｂ乃至図２８Ｄは、画素回路の一例を示す図である。
図２９Ａ乃至図２９Ｄは、トランジスタの一例を示す断面図である。
図３０Ａ及び図３０Ｂは、電子機器の一例を示す図である。
図３１Ａ及び図３１Ｂは、電子機器の一例を示す図である。
図３２Ａは、電子機器の一例を示す図である。図３２Ｂは電子機器の一例を示す断面図である。
図３３Ａ乃至図３３Ｄは、電子機器の一例を示す図である。
図３４Ａ乃至図３４Ｇは、電子機器の一例を示す図である。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
また、図面において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、又は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能である。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能である。
なお、本明細書において「島状」とは、同一工程で形成された同一材料を用いた２以上の層が、物理的に分離されている状態であることを示す。例えば、島状の発光層とは、当該発光層と、隣接する発光層とが、物理的に分離されている状態であることを示す。
なお、本明細書などにおいて、「平行」とは、例えば、二つの直線が－１０°以上１０°以下の角度で配置されている状態をいう。従って、－５°以上５°以下の場合も含まれる。また、「垂直」および「直交」とは、例えば、二つの直線が８０°以上１００°以下の角度で配置されている状態をいう。従って、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置とその作製方法について図１乃至図１３を用いて説明する。
本発明の一態様の表示装置は、表示部に、画素がマトリクス状に配置されており、当該表示部で画像を表示することができる。当該画素は、異なる発光色を呈する複数の副画素を有し、該複数の副画素は互いに異なる発光層と、互いに共通して設けられる共通層と、を有する。共通層を有することで、製造工程を簡略化し、製造コストを低減することができる。
なお、本明細書等において、画素とは、例えば、明るさを制御できる要素一つ分を示すものとする。一例としては、一画素とは、一つの色要素を示すものとし、その色要素一つで明るさを表現する。Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の色要素からなるカラー表示装置の場合には、画像の最小単位は、Ｒの画素とＧの画素とＢの画素との三画素から構成されるものとする。この場合、ＲＧＢのそれぞれの画素は副画素（サブ画素）とも呼ぶことができ、ＲＧＢの３つの副画素を併せて画素と呼ぶこともできる。各画素内の副画素において、各色に対応する発光デバイスを用いることで、フルカラー表示を行うことができる。
発光デバイスとしては、例えば、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、またはＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ－ｄｏｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いることができる。なお、発光デバイスが有する発光物質としては、蛍光を発する物質（蛍光材料）、燐光を発する物質（燐光材料）、無機化合物（量子ドット材料など）、熱活性化遅延蛍光を示す物質（熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ａｃｔｉｖａｔｅｄ Ｄｅｌａｙｅｄ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料）が挙げられる。
各副画素の発光デバイスを、ＥＬデバイスで形成する場合、ＥＬデバイスが有するＥＬ層は発光層を有する。ＥＬ層は、発光層に加えて正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層及び電子注入層の何れか一以上を有することが好ましい。このとき、各副画素が有するＥＬ層は、各副画素において発光層を異ならせ、ＥＬ層の一部（正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層および電子輸送層など）を共通層として形成することができる。例えばＲＧＢの３つの副画素を有する表示装置の場合、Ｒの副画素は第１のＥＬ層を、Ｇの副画素は第２のＥＬ層を、Ｂの副画素は第３のＥＬ層を有し、第１のＥＬ層が有する第１の発光層と、第２のＥＬ層が有する第２の発光層と、第３のＥＬ層が有する第３の発光層は、互いに異なる材料で形成し、ＥＬ層の一部（正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層および電子輸送層など）を共通層として、同じ材料で形成することができる。なお、ＥＬ層は、共通層として形成しないＥＬ層の一部（正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層および電子輸送層など）を有してもよい。
各副画素の発光デバイスを、それぞれ異なる発光色を呈するＥＬデバイスで形成する場合、ＥＬデバイスが有するＥＬ層の形成において、メタルマスクを用いて発光層を島状に形成し、ＥＬ層の一部（正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層および電子輸送層など）を共通層として形成することができる。しかしながら、ＥＬ層に含まれる層には、比較的導電性が高い層もあり、導電性が高い層が各画素で共通で設けられることで、画素間にリーク電流が発生する場合がある。特に、表示装置が高精細化または高開口率化され、画素間の距離が小さくなると、当該リーク電流は無視できない大きさになり、表示装置の表示品位の低下などを引き起こす恐れがある。そこで、本発明の一態様に係る表示装置では、各画素において、ＥＬ層の少なくとも一部を島状に形成することで、表示装置の高精細化と高信頼性化を図る。
本発明の一態様の表示装置の作製方法では、導電層を一面に形成した後、レジストマスクを各画素に対応する位置に形成し、導電層を島状に加工し、第１の電極（発光素子の下部電極と呼ぶことがある）を形成する。このとき、隣接する第１の電極の間に位置する領域において、高さＴ１の段差が生じる。次に、ＥＬ層の一部を一面に形成する。ここで形成するＥＬ層の一部のことを、第１の層と呼ぶことができる。ここで、第１の電極の側面と第１の電極の底面とがなす角度をテーパ角θとし、第１の層の膜厚をＴ２としたとき、Ｔ１／Ｔ２が０．５以上、好ましくは０．８以上、さらに好ましくは１以上、さらに好ましくは１．５以上であり、θが６０度以上１４０度以下、好ましくは７０度以上１４０度以下、さらに好ましくは８０度以上１４０度以下であるとき、第１の電極の側面において、第１の層が形成されない領域を得ることができる。この場合、第１の電極と位置を同じくして第１の層が島状に分離されるため、各画素の第１の層を自己整合（セルフアライメント）的に分離して形成することができる。なお、隣接する第１の電極間において、第１の電極の下層に位置する絶縁層が削られ凹形状の段差部（凹部）を有する場合は、隣接する第１の電極間の段差の高さＴ１は、第１の電極の膜厚と、該絶縁層の段差部の深さと、を合わせたものとなる。なお、第１の層は、キャリア注入層（正孔注入層または電子注入層）を有することが好ましく、キャリア注入層に加えてキャリア輸送層（正孔輸送層または電子輸送層）を発光層との間に有することがより好ましい。
上記に示しているように、島状に形成された電極の側面において上層が形成されない領域のことを、段切れ部、または段切れ領域、と呼ぶことがある。なお、上記の通り、第１の電極の側面において、第１の層が形成されない領域（段切れ部）を有することが好ましいが、第１の電極の側面において、第１の層が薄いことによっても、各画素の第１の層を電気的に分離する効果が得られる場合がある。そのため、必ずしも第１の電極の側面において、第１の層が形成されない領域を有する必要はない。
次に、各画素の第１の層上に、発光層を形成する。例えば、ＲＧＢの３つの副画素を一画素に有する表示装置の場合、赤色の発光を呈する発光層と、緑色の発光を呈する発光層と、青色の発光を呈する発光層と、をそれぞれ形成する。発光層の形成として例えば、メタルマスクを用いた蒸着法によって形成することができる。また、発光層の形成にインクジェット法を用いてもよい。発光層は、第１の層と同様に島状に第１の電極の側面において、発光層が形成されない領域を有してもよいが、発光層が形成されていてもよい。また、隣接する第１の電極間において、異なる発光色を呈する発光層同士が重なる領域を有していてもよい。
次に、ＥＬ層の一部として第２の層を一面に形成する。例えば、第１の層として正孔注入層及び正孔輸送層を形成していた場合は、第２の層として電子輸送層を形成する。また、例えば第１の層として電子注入層及び電子輸送層を形成していた場合は、第２の層として正孔輸送層を形成する。第２の層は、第１の層と同様に島状に分離されてもよいが、島状に分離されていなくてもよい。
次に、絶縁層を一面に形成する。その後、隣接する第１の電極間の凹部に絶縁層を残すように、絶縁層を加工する。このとき、第１の電極の側面は、第１の層と直接接する第１の領域と、絶縁層と直接接する第２の領域と、を有する場合がある。なお、絶縁層は１層でもよいが、２層以上であることが好ましい。２層以上の絶縁層を有する場合、先に形成する絶縁層を第１の絶縁層、次に形成する絶縁層を第２の絶縁層、のように序数を付して示すことができる。例えば２層の絶縁層を有する場合、第１の絶縁層の材料として、溶剤耐性、水分バリア性及びガスバリア性の高い材料を用いると、表示装置の作製工程中にＥＬ層が受けるダメージを低減し、発光デバイスの信頼性を高めることができる。また、第２の絶縁層の形成において、液体原料を用いると、隣接する画素間の凹部を埋め、平坦形状を得やすくなる。
次に、第１の電極、第１の層、発光層、第２の層及び絶縁層が重畳する位置において、絶縁層を除去し、第２の層を露出させる。その後、全画素のＥＬ層の露出部と少なくとも接するように、第２の電極（発光素子の上部電極と呼ぶことがある）を形成する。ここで、隣接する画素間の凹部を絶縁層で埋めている場合、隣接する画素間の凹部において、第２の電極が途切れることなく形成でき、第２の電極の段切れ不良を抑制することができる。なお、第２の電極の形成前に、第３の層を形成してもよい。第３の層として、例えば、電子注入層または正孔注入層を形成することができる。また、第３の層として例えば、電子輸送層と電子注入層、又は正孔輸送層と正孔注入層を形成してもよい。
このように、本発明の一態様の表示装置の作製方法では、ＥＬ層の一部として第１の層を一面に成膜する際に、第１の層を下部電極（第１の電極）の位置において自己整合（セルフアライメント）的に分離して形成される。したがって、クロストークの発生を抑制することが可能な発光素子を得ることができる。また、これまで実現が困難であった高精細な表示装置または高開口率の表示装置を実現することができる。また、隣接する画素間の凹部を絶縁層で埋めることで、ＥＬ層の上部電極を形成する際の段切れ不良を抑制し、発光デバイスの生産性、信頼性を高めることができる。また、上記の通り、島状のＥＬ層において、上部電極及び下部電極と接しないＥＬ層の周囲が、溶剤耐性、水分バリア性及びガスバリア性の高い材料で覆われるため、表示装置の作製工程中にＥＬ層が受けるダメージを低減し、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
本明細書等において、メタルマスク、またはＦＭＭ（ファインメタルマスク、高精細なメタルマスク）を用いて作製されるデバイスをＭＭ（メタルマスク）構造のデバイスと呼称する場合がある。また、本明細書等において、メタルマスク、またはＦＭＭを用いることなく作製されるデバイスをＭＭＬ（メタルマスクレス）構造のデバイスと呼称する場合がある。
なお、発光デバイスにおいて、ＥＬ層を構成する全ての層を島状に形成する必要はなく、一部の層は同一工程で成膜することができる。また、本発明の一態様の表示装置の作製方法では、ＥＬ層を構成する一部の層を画素ごとに島状に形成した後、上記絶縁層（保護絶縁層またはバリア層と呼ぶことがある）の一部を除去し、ＥＬ層を構成する残りの層（例えば、キャリア注入層など）と、共通電極（上部電極ともいえる）と、を共通して形成することができる。
一方で、キャリア注入層は、発光デバイスの中では、比較的導電性が高い層であることが多い。そのため、キャリア注入層が、島状のＥＬ層の側面に接することで、発光デバイスがショートする恐れがある。なお、キャリア注入層を島状に設け、共通電極のみを発光デバイス間で共通して形成する場合についても、共通電極と、島状のＥＬ層の側面、または、画素電極の側面とが接することで、発光デバイスがショートする恐れがある。この懸念に対し、本発明の一態様の表示装置は、島状のＥＬ層（例えば発光層）の側面と、画素電極の側面と、を覆う絶縁層（上記第１の絶縁層及び上記第２の絶縁層）を有する。これにより、島状のＥＬ層の少なくとも一部の層、及び画素電極が、キャリア注入層または共通電極と接することを抑制できる。したがって、発光デバイスのショートを抑制し、発光デバイスの信頼性を高めることができる。なお、キャリア注入層を含めて共通電極と呼ぶ場合がある。
本発明の一態様の表示装置は、陽極として機能する画素電極と、画素電極上にこの順で設けられた、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、及び、電子輸送層と、画素電極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、及び、電子輸送層のそれぞれの側面を覆うように設けられた絶縁層と、電子輸送層上に設けられた電子注入層と、電子注入層上に設けられ、陰極として機能する共通電極と、を有する。ここで、少なくとも画素電極及び正孔注入層は島状に設けられる。
または、本発明の一態様の表示装置は、陰極として機能する画素電極と、画素電極上にこの順で設けられた、電子注入層、電子輸送層、発光層、及び、正孔輸送層と、画素電極、電子注入層、電子輸送層、発光層、及び、正孔輸送層のそれぞれの側面を覆うように設けられた絶縁層と、正孔輸送層上に設けられた正孔注入層と、正孔注入層上に設けられ、陽極として機能する共通電極と、を有する。ここで、少なくとも画素電極及び電子注入層は島状に設けられる。
または、本発明の一態様の表示装置は、画素電極と、画素電極上の第１の発光ユニットと、第１の発光ユニット上の中間層（電荷発生層ともいう）と、中間層上の第２の発光ユニットと、画素電極、第１の発光ユニット、中間層、及び、第２の発光ユニットのそれぞれの側面を覆うように設けられた絶縁層と、第２の発光ユニット上に設けられた共通電極と、を有する。なお、第２の発光ユニットと共通電極との間に、各色の発光デバイスに共通の層が設けられていてもよい。ここで、少なくとも画素電極及び第１の発光ユニットの第１の層は島状に設けられる。
正孔注入層、電子注入層、または電荷発生層などは、ＥＬ層の中では、比較的導電性が高い層であることが多い。本発明の一態様の表示装置では、これらの層の側面が絶縁層で覆われるため、共通電極などと接することを抑制することができる。したがって、発光デバイスのショートを抑制し、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
本発明の一態様の表示装置は、画素電極の側面、第１の層の側面、発光層の側面、及び第２の層の側面、のそれぞれを覆う絶縁層を有する。当該表示装置の作製工程においては、第１の層を自己整合（セルフアライメント）的に分離して形成することができるため、本発明の一態様は、作製工程が少なく、製造コストが低い、表示装置の作製方法である。また、絶縁層により、画素電極とキャリア注入層または共通電極とが接することが抑制され、発光デバイスがショートすることが抑制された構成である。
隣接する画素電極間に有する絶縁層は、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。特に、２層構造の絶縁層を適用することが好ましい。例えば、第１の絶縁層は、ＥＬ層に接して形成されるため、無機絶縁材料を用いて形成することが好ましい。特に、成膜ダメージが小さい原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて形成することが好ましい。そのほか、ＡＬＤ法よりも成膜速度が速い、スパッタリング法、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、または、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ：Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＣＶＤ）法を用いて無機絶縁層を形成することが好ましい。これにより、信頼性の高い表示装置を生産性高く作製することができる。また、第２の絶縁層は、隣接する画素間の凹部を平坦化するように、有機材料を用いて形成することが好ましい。
例えば、第１の絶縁層に、ＡＬＤ法により形成した酸化アルミニウム膜を用い、第２の絶縁層に、感光性の有機樹脂膜を用いることができる。
［表示装置の構成例１］
図１Ａ及び図１Ｂに、本発明の一態様の表示装置を示す。
図１Ａに表示装置１００の上面図を示す。表示装置１００は、複数の画素１１０がマトリクス状に配置された表示部と、表示部の外側の接続部１４０と、を有する。
図１Ａに示す画素１１０には、ストライプ配列が適用されている。図１Ａに示す画素１１０は、副画素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの、３つの副画素から構成される。副画素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃは、赤色発光を呈する発光デバイス１３０ａ、緑色発光を呈する発光デバイス１３０ｂ、及び青色発光を呈する発光デバイス１３０ｃ（以下、まとめて発光デバイス１３０と呼ぶ場合がある。）を有する。
図１Ｂに、図１Ａにおける一点鎖線Ｘ１－Ｘ２間の断面図を示す。
図１では、副画素１１０ａ、副画素１１０ｂ及び副画素１１０ｃは、赤色発光を呈する発光デバイス１３０ａ、緑色発光を呈する発光デバイス１３０ｂ、及び青色発光を呈する発光デバイス１３０ｃを有する。なお、副画素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの構成は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色に限られず、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の３色の副画素などとしてもよい。
図１Ａでは、異なる色の副画素がＸ方向に並べて配置されており、同じ色の副画素が、Ｙ方向に並べて配置されている例を示す。なお、異なる色の副画素がＹ方向に並べて配置され、同じ色の副画素が、Ｘ方向に並べて配置されていてもよい。
図１Ａでは、上面視で、接続部１４０が表示部の下側に位置する例を示すが、特に限定されない。接続部１４０は、上面視で、表示部の上側、右側、左側、または下側の少なくとも一箇所に設けられていればよく、表示部の四辺を囲むように設けられていてもよい。また、接続部１４０は、単数であっても複数であってもよい。
図１Ｂに示すように、表示装置１００は、トランジスタを含む層１０１上に、発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃが設けられ、これらの発光デバイスを覆うように保護層１３１が設けられている。
本発明の一態様の表示装置は、発光デバイスが形成されている基板とは反対方向に光を射出する上面射出型（トップエミッション型）、発光デバイスが形成されている基板側に光を射出する下面射出型（ボトムエミッション型）、両面に光を射出する両面射出型（デュアルエミッション型）のいずれであってもよい。
トランジスタを含む層１０１には、例えば、基板に複数のトランジスタが設けられ、これらのトランジスタを覆うように絶縁層が設けられた積層構造を適用することができる。トランジスタを含む層１０１は、隣り合う発光デバイスの間に凹部を有していてもよい。例えば、トランジスタを含む層１０１の最表面に位置する絶縁層に凹部が設けられていてもよい。トランジスタを含む層１０１の構成例は、実施の形態３、４で後述する。
発光デバイスは、一対の電極間にＥＬ層を有する。本明細書等では、一対の電極の一方を画素電極と記し、他方を共通電極と記すことがある。
発光デバイスが有する一対の電極のうち、一方の電極は陽極として機能し、他方の電極は陰極として機能する。以下では、画素電極が陽極として機能し、共通電極が陰極として機能する場合を例に挙げて説明する。
発光デバイス１３０ａは、トランジスタを含む層１０１上の画素電極１１１ａと、画素電極１１１ａ上の島状の第１の層１１２と、第１の層１１２上の第１の発光層１１３ａと、第１の発光層１１３ａ上の第２の層１１４と、第２の層１１４上の第３の層１１５と、第３の層１１５上の共通電極１１６と、を有する。発光デバイス１３０ａにおいて、第１の層１１２、第１の発光層１１３ａ、第２の層１１４、及び第３の層１１５をまとめてＥＬ層１０３ａと呼ぶことができる。なお、発光デバイスの構成例については、実施の形態２で後述する。
発光デバイス１３０ｂは、トランジスタを含む層１０１上の画素電極１１１ｂと、画素電極１１１ｂ上の島状の第１の層１１２と、第１の層１１２上の第２の発光層１１３ｂと、第２の発光層１１３ｂ上の第２の層１１４と、第２の層１１４上の第３の層１１５と、第３の層１１５上の共通電極１１６と、を有する。発光デバイス１３０ｂにおいて、第１の層１１２、第２の発光層１１３ｂ、第２の層１１４、及び第３の層１１５をまとめてＥＬ層１０３ｂと呼ぶことができる。
発光デバイス１３０ｃは、トランジスタを含む層１０１上の画素電極１１１ｃと、画素電極１１１ｃ上の島状の第１の層１１２と、第１の層１１２上の第３の発光層１１３ｃと、第３の発光層１１３ｃ上の第２の層１１４と、第２の層１１４上の第３の層１１５と、第３の層１１５上の共通電極１１６と、を有する。発光デバイス１３０ｃにおいて、第１の層１１２、第３の発光層１１３ｃ、第２の層１１４、及び第３の層１１５をまとめてＥＬ層１０３ｃと呼ぶことができる。
発光デバイス１３０ａが有するＥＬ層１０３ａと、発光デバイス１３０ｂが有するＥＬ層１０３ｂと、発光デバイス１３０ｃが有するＥＬ層１０３ｃと、をまとめてＥＬ層１０３と呼ぶ場合がある。また、発光デバイス１３０ａが有する第１の発光層１１３ａと、発光デバイス１３０ｂが有する第２の発光層１１３ｂと、発光デバイス１３０ｃが有する第３の発光層１１３ｃと、をまとめて発光層１１３と呼ぶ場合がある。
各色の発光デバイスにおいて、共通電極１１６として、同一の膜を共有している。各発光デバイスが共通して有する共通電極は、接続部１４０に設けられた導電層と電気的に接続される。これにより、各発光デバイスが有する共通電極は、同電位となる。
画素電極と共通電極のうち、光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
発光デバイスの一対の電極（画素電極と共通電極）を形成する材料としては、金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物などを適宜用いることができる。具体的には、インジウムスズ酸化物（Ｉｎ－Ｓｎ酸化物、ＩＴＯともいう）、Ｉｎ－Ｓｉ－Ｓｎ酸化物（ＩＴＳＯともいう）、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｚｎ酸化物）、Ｉｎ－Ｗ－Ｚｎ酸化物、アルミニウム、ニッケル、及びランタンの合金（Ａｌ－Ｎｉ－Ｌａ）等のアルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）、及び、銀とパラジウムと銅の合金（Ａｇ－Ｐｄ－Ｃｕ、ＡＰＣとも記す）が挙げられる。その他、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、イットリウム（Ｙ）、ネオジム（Ｎｄ）などの金属、及びこれらを適宜組み合わせて含む合金を用いることもできる。その他、上記例示のない元素周期表の第１族または第２族に属する元素（例えば、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ））、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）などの希土類金属及びこれらを適宜組み合わせて含む合金、グラフェン等を用いることができる。
発光デバイスには、微小光共振器（マイクロキャビティ）構造が適用されていることが好ましい。したがって、発光デバイスが有する一対の電極の一方は、可視光に対する透過性及び反射性を有する電極（半透過・半反射電極）を有することが好ましく、他方は、可視光に対する反射性を有する電極（反射電極）を有することが好ましい。発光デバイスがマイクロキャビティ構造を有することで、発光層から得られる発光を両電極間で共振させ、発光デバイスから射出される光を強めることができる。
なお、半透過・半反射電極は、反射電極と可視光に対する透過性を有する電極（透明電極ともいう）との積層構造とすることができる。
透明電極の光の透過率は、４０％以上とする。例えば、発光デバイスには、可視光（波長４００ｎｍ以上７５０ｎｍ未満の光）の透過率が４０％以上である電極を用いることが好ましい。半透過・半反射電極の可視光の反射率は、１０％以上９５％以下、好ましくは３０％以上８０％以下とする。反射電極の可視光の反射率は、４０％以上１００％以下、好ましくは７０％以上１００％以下とする。また、これらの電極の抵抗率は、１×１０－２Ωｃｍ以下が好ましい。
第１の層１１２は、各画素の画素電極１１１（１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ）上において、それぞれ、島状に設けられる。ＥＬ層１０３ａ、ＥＬ層１０３ｂ、及び、ＥＬ層１０３ｃは、それぞれ、発光層１１３（１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ）を有する。
発光層は、発光物質を含む層である。発光層は、１種または複数種の発光物質を有することができる。発光物質としては、蛍光材料、燐光材料、ＴＡＤＦ材料、量子ドット材料などが挙げられる。
蛍光材料としては、例えば、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。
燐光材料としては、例えば、４Ｈ－トリアゾール骨格、１Ｈ－トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、ピリミジン骨格、ピラジン骨格、またはピリジン骨格を有する有機金属錯体（特にイリジウム錯体）、電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属錯体（特にイリジウム錯体）、白金錯体、希土類金属錯体等が挙げられる。
発光層は、発光物質（ゲスト材料）に加えて、１種または複数種の有機化合物（ホスト材料、アシスト材料等）を有していてもよい。１種または複数種の有機化合物としては、正孔輸送性材料及び電子輸送性材料の一方または双方を用いることができる。また、１種または複数種の有機化合物として、バイポーラ性材料、またはＴＡＤＦ材料を用いてもよい。
発光層は、例えば、燐光材料と、励起錯体を形成しやすい組み合わせである正孔輸送性材料及び電子輸送性材料と、を有することが好ましい。このような構成とすることにより、励起錯体から発光物質（燐光材料）へのエネルギー移動であるＥｘＴＥＴ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ－Ｔｒｉｐｌｅｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）を用いた発光を効率よく得ることができる。発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光を得ることができる。この構成により、発光デバイスの高効率、低電圧駆動、長寿命を同時に実現できる。
ＥＬ層１０３ａ、ＥＬ層１０３ｂ、及び、ＥＬ層１０３ｃは、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、電子ブロック材料、またはバイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）等を含む層をさらに有していてもよい。
発光デバイスには低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。発光デバイスを構成する層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、スパッタリング法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
例えば、第１の層１１２は、正孔注入層または電子注入層を有していてもよい。また、第１の層１１２は、正孔注入層または電子注入層だけでなく、正孔輸送層または電子輸送層を更に有してもよい。例えば、画素電極１１１を陽極とする場合の第１の層１１２は、正孔注入層、または正孔注入層と正孔輸送層、とすることができる。また、例えば、画素電極１１１を陰極とする場合の第１の層１１２は、電子注入層、または電子注入層と電子輸送層とすることができる。
発光層１１３（１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ）は、それぞれ、発光層１１３上に第２の層１１４としてキャリア輸送層を有することが好ましい。これにより、表示装置１００の作製工程中に、発光層１１３が最表面に露出することを抑制し、発光層１１３が受けるダメージを低減することができる。これにより、発光デバイスの信頼性を高めることができる。例えば、画素電極１１１を陽極とする場合の第２の層１１４は、電子輸送層とすることができる。また、例えば、画素電極１１１を陰極とする場合の第２の層１１４は、正孔輸送層とすることができる。
ＥＬ層１０３のうち、第２の層１１４上に第３の層１１５として、キャリア注入層（正孔注入層または電子注入層）を形成してもよい。例えば、画素電極１１１を陽極とする場合の第３の層１１５は、電子注入層とすることができる。また、例えば、画素電極１１１を陰極とする場合の第３の層１１５は、正孔注入層とすることができる。
正孔注入層は、陽極から正孔輸送層に正孔を注入する層であり、正孔注入性の高い材料を含む層である。正孔注入性の高い材料としては、芳香族アミン化合物、及び、正孔輸送性材料とアクセプター性材料（電子受容性材料）とを含む複合材料などが挙げられる。
正孔輸送層は、正孔注入層によって、陽極から注入された正孔を発光層に輸送する層である。正孔輸送層は、正孔輸送性材料を含む層である。正孔輸送性材料としては、１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質が好ましい。なお、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも用いることができる。正孔輸送性材料としては、π電子過剰型複素芳香族化合物（例えばカルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、フラン誘導体など）、芳香族アミン（芳香族アミン骨格を有する化合物）等の正孔輸送性の高い材料が好ましい。
電子輸送層は、電子注入層によって、陰極から注入された電子を発光層に輸送する層である。電子輸送層は、電子輸送性材料を含む層である。電子輸送性材料としては、１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも用いることができる。電子輸送性材料としては、キノリン骨格を有する金属錯体、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール骨格を有する金属錯体、チアゾール骨格を有する金属錯体等の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、キノリン配位子を有するキノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、その他含窒素複素芳香族化合物を含むπ電子不足型複素芳香族化合物等の電子輸送性の高い材料を用いることができる。
また、電子輸送層は、積層構造を有していても良く、また、陽極側から発光層を通過して陰極側に移動するホールをブロックするための正孔ブロック層を発光層に接して有していても良い。
電子注入層は、陰極から電子輸送層に電子を注入する層であり、電子注入性の高い材料を含む層である。電子注入性の高い材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。電子注入性の高い材料としては、電子輸送性材料とドナー性材料（電子供与性材料）とを含む複合材料を用いることもできる。
電子注入層としては、例えば、リチウム、セシウム、イッテルビウム、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦｘ、Ｘは任意数）、８－（キノリノラト）リチウム（略称：Ｌｉｑ）、２－（２－ピリジル）フェノラトリチウム（略称：ＬｉＰＰ）、２－（２－ピリジル）－３－ピリジノラトリチウム（略称：ＬｉＰＰｙ）、４－フェニル－２－（２－ピリジル）フェノラトリチウム（略称：ＬｉＰＰＰ）、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ、Ｘは任意数）、炭酸セシウム等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物を用いることができる。また、電子注入層としては、２以上の積層構造としてもよい。当該積層構造としては、例えば、１層目にフッ化リチウムを用い、２層目にイッテルビウムを設ける構成とすることができる。
または、電子注入層としては、電子輸送性材料を用いてもよい。例えば、非共有電子対を備え、電子不足型複素芳香環を有する化合物を、電子輸送性材料に用いることができる。具体的には、ピリジン環、ジアジン環（ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環）、トリアジン環の少なくとも一つを有する化合物を用いることができる。
なお、非共有電子対を備える有機化合物の最低空軌道（ＬＵＭＯ：Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）準位が、－３．６ｅＶ以上－２．３ｅＶ以下であると好ましい。また、一般にＣＶ（サイクリックボルタンメトリ）、光電子分光法、光吸収分光法、逆光電子分光法等により、有機化合物の最高被占有軌道（ＨＯＭＯ：Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）準位及びＬＵＭＯ準位を見積もることができる。
例えば、４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、２，９－ジ（ナフタレン－２－イル）－４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）、ジキノキサリノ［２，３－ａ：２’，３’－ｃ］フェナジン（略称：ＨＡＴＮＡ）、２，４，６－トリス［３’－（ピリジン－３－イル）ビフェニル－３－イル］－１，３，５－トリアジン（略称：ＴｍＰＰＰｙＴｚ）等を、非共有電子対を備える有機化合物に用いることができる。なお、ＮＢＰｈｅｎはＢＰｈｅｎと比較して、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を備え、耐熱性に優れる。
また、タンデム構造の発光デバイスを作製する場合、２つの発光ユニットとの間に、中間層を設ける。中間層は、一対の電極間に電圧を印加したときに、２つの発光ユニットの一方に電子を注入し、他方に正孔を注入する機能を有する。
中間層としては、例えば、リチウムなどの電子注入層に適用可能な材料を好適に用いることができる。また、中間層としては、例えば、正孔注入層に適用可能な材料を好適に用いることができる。また、中間層には、正孔輸送性材料とアクセプター性材料（電子受容性材料）とを含む層を用いることができる。また、中間層には、電子輸送性材料とドナー性材料とを含む層を用いることができる。このような層を有する中間層を形成することにより、発光ユニットが積層された場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。
画素電極１１１、第１の層１１２、発光層１１３、及び、第２の層１１４のそれぞれの側面は、絶縁層１２５及び絶縁層１２７によって覆われている。これにより、第３の層１１５（及び／または共通電極１１６）が、画素電極１１１、第１の層１１２、発光層１１３、及び、第２の層１１４のいずれかの側面と接することを抑制し、発光デバイスのショートを抑制することができる。
また、ＥＬ層１０３（１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ）がタンデム構造を有する場合、これらの層に含まれる、複数の発光ユニット、および中間層のそれぞれの側面も、絶縁層１２５及び絶縁層１２７によって覆われる。これにより、第３の層１１５（及び／または共通電極１１６）が、複数の発光ユニット、および中間層のいずれかの側面と接することを抑制し、発光デバイスのショートを抑制することができる。
絶縁層１２５は、少なくとも画素電極１１１の側面を覆うことが好ましい。さらに、絶縁層１２５は、第１の層１１２、発光層１１３、及び、第２の層１１４の側面を覆うことが好ましい。絶縁層１２５は、画素電極１１１、及び、第２の層１１４の何れか一又は二以上の側面と接する構成とすることができる。絶縁層１２５は、無機材料を有する絶縁層とすることが好ましい。
絶縁層１２７は、絶縁層１２５に形成された凹部を充填するように、絶縁層１２５上に設けられる。絶縁層１２７は、絶縁層１２５を介して、画素電極１１１、第１の層１１２、発光層１１３、及び、第２の層１１４のそれぞれの側面と重なる構成とすることができる。絶縁層１２７は、有機材料を有する絶縁層とすることが好ましい。なお、絶縁層１２７の下方には絶縁層１２５が配置され、絶縁層１２５の下方には、有機層１１２Ｇ等が配置される。有機層１１２Ｇ等を有することで、絶縁層１２７の充填後の形状を、より平坦にできる場合がある。
なお、絶縁層１２５及び絶縁層１２７のいずれか一方を設けなくてもよい。例えば、絶縁層１２５を設けない場合、絶縁層１２７は、ＥＬ層１０３の少なくとも一部の側面と接する構成とすることができる。絶縁層１２５又は絶縁層１２７を設けない構成とすることで、表示装置の作製工程数を削減することが可能となる。一方、無機材料を有する絶縁層１２５を第１の層１１２、発光層１１３、および／又は第２の層１１４の側面に接して設けることで、これらの層への不純物混入の抑制効果を高めることができる。また、絶縁層１２７を設けることで、第３の層１１５及び共通電極１１６の形成面の平坦性を向上させることができる。
第３の層１１５及び共通電極１１６は、第２の層１１４、絶縁層１２５、及び絶縁層１２７上に設けられる。絶縁層１２５及び絶縁層１２７を設ける前の段階では、画素電極１１１が設けられる領域と、画素電極１１１が設けられない領域（発光デバイス間の領域）と、に起因する段差が生じている。本発明の一態様の表示装置は、絶縁層１２５及び絶縁層１２７を有することで当該段差を平坦化させることができ、第３の層１１５及び共通電極１１６の被覆性を向上させることができる。したがって、共通電極１１６の段切れによる接続不良を抑制することができる。または、段差によって共通電極１１６が局所的に薄膜化して電気抵抗が上昇することを抑制することができる。なお、第３の層１１５を含めて共通電極１１６と呼ぶ場合がある。
第３の層１１５及び共通電極１１６の形成面の平坦性を向上させるために、絶縁層１２５の上面及び絶縁層１２７の上面の高さは、それぞれ、第１の層１１２、発光層１１３、及び、第２の層１１４の少なくとも一つの上面の高さと一致または概略一致することが好ましい。また、絶縁層１２７の上面は平坦な形状を有することが好ましく、凸部または凹部を有していてもよい。
絶縁層１２５は、第１の層１１２、発光層１１３、及び、第２の層１１４の何れか一又は二以上の側面と接する領域を有し、第１の層１１２、発光層１１３、及び、第２の層１１４の保護絶縁層として機能する。絶縁層１２５を設けることで、第１の層１１２、発光層１１３、及び、第２の層１１４の側面から内部へ不純物（酸素、水分等）が侵入することを抑制でき、信頼性の高い表示装置とすることができる。
断面視において第１の層１１２、発光層１１３、及び、第２の層１１４の何れか一又は二以上の側面と接する領域における絶縁層１２５の幅（厚さ）が大きいと、第１の層１１２、発光層１１３、及び、第２の層１１４の間隔が大きくなり、開口率が低くなってしまう場合がある。また、絶縁層１２５の幅（厚さ）が小さいと、第１の層１１２、発光層１１３、及び＼又は第２の層１１４の側面から内部へ不純物が侵入することを抑制する効果が小さくなってしまう場合がある。第１の層１１２、発光層１１３、及び、第２の層１１４の何れか一又は二以上の側面と接する領域における絶縁層１２５の幅（厚さ）は、３ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、さらには３ｎｍ以上１５０ｎｍ以下が好ましく、さらには５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下が好ましく、さらには５ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましく、さらには１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましく、さらには１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下が好ましい。絶縁層１２５の幅（厚さ）を前述した範囲とすることで、高い開口率を有し、かつ信頼性の高い表示装置とすることができる。
絶縁層１２５は、無機材料を有する絶縁層とすることができる。絶縁層１２５には、例えば、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、及び窒化酸化絶縁膜などの無機絶縁膜を用いることができる。絶縁層１２５は単層構造であってもよく積層構造であってもよい。酸化絶縁膜としては、酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化マグネシウム膜、インジウムガリウム亜鉛酸化物膜、酸化ガリウム膜、酸化ゲルマニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ランタン膜、酸化ネオジム膜、酸化ハフニウム膜、及び酸化タンタル膜などが挙げられる。窒化絶縁膜としては、窒化シリコン膜及び窒化アルミニウム膜などが挙げられる。酸化窒化絶縁膜としては、酸化窒化シリコン膜、酸化窒化アルミニウム膜などが挙げられる。窒化酸化絶縁膜としては、窒化酸化シリコン膜、窒化酸化アルミニウム膜などが挙げられる。特に、酸化アルミニウムは、エッチングにおいて、ＥＬ層との選択比が高く、後述する絶縁層１２７の形成において、ＥＬ層を保護する機能を有するため、好ましい。特にＡＬＤ法により形成した酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化シリコン膜などの無機絶縁膜を絶縁層１２５に適用することで、ピンホールが少なく、ＥＬ層を保護する機能に優れた絶縁層１２５を形成することができる。
なお、本明細書などにおいて、酸化窒化絶縁物とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い材料を指し、窒化酸化絶縁物とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を指す。例えば、酸化窒化シリコンと記載した場合は、その組成として窒素よりも酸素の含有量が多い材料を指し、窒化酸化シリコンと記載した場合は、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を示す。
絶縁層１２５の形成は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、ＰＬＤ法、ＡＬＤ法などを用いることができる。絶縁層１２５は、被覆性が良好なＡＬＤ法を用いて形成することが好ましい。
絶縁層１２５上に設けられる絶縁層１２７は、隣接する発光デバイス間に形成された絶縁層１２５の凹部を平坦化する機能を有する。換言すると、絶縁層１２７を有することで共通電極１１６の形成面の平坦性を向上させる効果を奏する。絶縁層１２７としては、有機材料を有する絶縁層を好適に用いることができる。例えば、絶縁層１２７として、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シリコーン樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等を適用することができる。また、絶縁層１２７として、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルブチラル、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリグリセリン、プルラン、水溶性のセルロース、またはアルコール可溶性のポリアミド樹脂などの有機材料を用いてもよい。また、絶縁層１２７として、感光性の樹脂を用いることができる。感光性の樹脂としてはフォトレジストを用いてもよい。感光性の樹脂は、ポジ型の材料、またはネガ型の材料を用いることができる。
絶縁層１２７の上面の高さと、第２の層１１４の上面の高さとの差が、例えば、絶縁層１２７の厚さの０．５倍以下が好ましく、０．３倍以下がより好ましい。また例えば、第２の層１１４の上面が絶縁層１２７の上面よりも高くなるように、絶縁層１２７を設けてもよい。また、例えば、絶縁層１２７の上面が、第２の層１１４の上面よりも低くなるように、絶縁層１２７を設けてもよい。
発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ上に保護層１３１を有することが好ましい。保護層１３１を設けることで、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
図１Ｂにおいて、保護層１３１は一つの層として図示しているが、保護層１３１は複数層で構成されてもよい。例えば、無機層と無機層の２層構造、無機層と有機層の２層構造、または、無機層と有機層と無機層の３層構造としてもよい。
保護層１３１の導電性は問わない。保護層１３１としては、絶縁膜、半導体膜、及び、導電膜の少なくとも一種を用いることができる。
保護層１３１が無機膜を有することで、共通電極１１６の酸化を防止する、発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃに不純物（水分、酸素など）が入り込むことを抑制する、など、発光デバイスの劣化を抑制し、表示装置の信頼性を高めることができる。
保護層１３１には、例えば、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、及び窒化酸化絶縁膜などの無機絶縁膜を用いることができる。酸化絶縁膜としては、酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化ゲルマニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ランタン膜、酸化ネオジム膜、酸化ハフニウム膜、及び酸化タンタル膜などが挙げられる。窒化絶縁膜としては、窒化シリコン膜及び窒化アルミニウム膜などが挙げられる。酸化窒化絶縁膜としては、酸化窒化シリコン膜、酸化窒化アルミニウム膜などが挙げられる。窒化酸化絶縁膜としては、窒化酸化シリコン膜、窒化酸化アルミニウム膜などが挙げられる。
保護層１３１は、窒化絶縁膜または窒化酸化絶縁膜を有することが好ましく、窒化絶縁膜を有することがより好ましい。
また、保護層１３１には、Ｉｎ－Ｓｎ酸化物（ＩＴＯともいう）、Ｉｎ－Ｚｎ酸化物、Ｇａ－Ｚｎ酸化物、Ａｌ－Ｚｎ酸化物、またはインジウムガリウム亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物、ＩＧＺＯともいう）などを含む無機膜を用いることもできる。当該無機膜は、高抵抗であることが好ましく、具体的には、共通電極１１６よりも高抵抗であることが好ましい。当該無機膜は、さらに窒素を含んでいてもよい。
発光デバイスの発光を、保護層１３１を介して取り出す場合、保護層１３１は、可視光に対する透過性が高いことが好ましい。例えば、ＩＴＯ、ＩＧＺＯ、及び、酸化アルミニウムは、それぞれ、可視光に対する透過性が高い無機材料であるため、好ましい。
保護層１３１としては、例えば、酸化アルミニウム膜と、酸化アルミニウム膜上の窒化シリコン膜と、の積層構造、または、酸化アルミニウム膜と、酸化アルミニウム膜上のＩＧＺＯ膜と、の積層構造などを用いることができる。当該積層構造を用いることで、ＥＬ層側に入り込む不純物（水、酸素など）を抑制することができる。
さらに、保護層１３１は、有機膜を有していてもよい。例えば、保護層１３１は、有機膜と無機膜の双方を有していてもよい。
保護層１３１は複数の異なる成膜方法を用いて形成してもよい。具体的には、原子層堆積法を用いて保護層１３１の第１層を形成し、スパッタリング法を用いて保護層１３１の第２層を形成してもよい。
図示しないが、画素間の絶縁層と重なる位置に、遮光層を設けてもよい。また、発光デバイスと重なる位置には各種光学部材を配置することができる。光学部材としては、偏光板、位相差板、光拡散層（拡散フィルムなど）、反射防止層、及び集光フィルム等が挙げられる。また、表示装置の外側には、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜、衝撃吸収層等を配置してもよい。
また、保護層１３１上に樹脂層を介して基板を有していてもよい。該基板には、ガラス、石英、セラミック、サファイア、樹脂、金属、合金、半導体などを用いることができる。発光デバイスからの光を取り出す側の基板には、該光を透過する材料を用いる。基板に可撓性を有する材料を用いると、表示装置の可撓性を高めることができる。また、基板として偏光板を用いてもよい。
基板としては、それぞれ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリアミド樹脂（ナイロン、アラミド等）、ポリシロキサン樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ＡＢＳ樹脂、セルロースナノファイバー等を用いることができる。基板に、可撓性を有する程度の厚さのガラスを用いてもよい。
なお、表示装置に円偏光板を重ねる場合、表示装置が有する基板には、光学等方性の高い基板を用いることが好ましい。光学等方性が高い基板は、複屈折が小さい（複屈折量が小さい、ともいえる）。
光学等方性が高い基板のリタデーション（位相差）値の絶対値は、３０ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以下がより好ましく、１０ｎｍ以下がさらに好ましい。
光学等方性が高いフィルムとしては、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ、セルローストリアセテートともいう）フィルム、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）フィルム、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）フィルム、及びアクリルフィルム等が挙げられる。
また、基板としてフィルムを用いる場合、フィルムが吸水することで、表示パネルにしわが発生するなどの形状変化が生じる恐れがある。そのため、基板には、吸水率の低いフィルムを用いることが好ましい。例えば、吸水率が１％以下のフィルムを用いることが好ましく、０．１％以下のフィルムを用いることがより好ましく、０．０１％以下のフィルムを用いることがさらに好ましい。
上記の樹脂層としては、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。
トランジスタのゲート、ソース及びドレインのほか、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、及びタングステンなどの金属、並びに、当該金属を主成分とする合金などが挙げられる。これらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。
また、透光性を有する導電材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛などの導電性酸化物またはグラフェンを用いることができる。または、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、及びチタンなどの金属材料、または、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）などを用いてもよい。なお、金属材料、または、合金材料（またはそれらの窒化物）を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすることが好ましい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。これらは、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層、及び、発光デバイスが有する導電層（画素電極または共通電極として機能する導電層）にも用いることができる。
各絶縁層に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料が挙げられる。
次に、図２乃至図５を用いて、表示装置１００の断面形状の詳細、および変形例について説明する。図２乃至図５に、図１Ｂにおいて破線で囲まれた領域１０５を拡大し、詳細構造及び変形例の構造を示す。
図２Ａは、図１Ｂの領域１０５の拡大図である。図２Ａに示す構造模式図では、画素電極１１１（１１１ｂ、１１１ｃ）は、側面において、第１の層１１２と接する領域と、絶縁層１２５と接する領域と、を有する。また、画素電極１１１（１１１ｂ、１１１ｃ）は、側面において、発光層１１３（１１３ｂ、１１３ｃ）と接する領域、及び／または第２の層１１４と接する領域、を有していてもよい。また、隣接する画素電極間に、有機層１１２Ｇ、有機層１１３ｂＧ、有機層１１３ｃＧ、及び有機層１１４Ｇを有する。また、隣接する画素電極間において、第１の層１１２、発光層１１３（１１３ｂ、１１３ｃ）、及び第２の層１１４のそれぞれは、絶縁層１２５に覆われる領域を有する。また、隣接する画素電極間において、絶縁層１２５上に絶縁層１２７を有する。絶縁層１２７は、隣接する画素電極間の凹部を埋めるように設けることが好ましい。また、図２Ａに示すように、絶縁層１２７は、隣接する画素電極間において、曲面状の凸部を有してもよく、絶縁層１２５の端部は順テーパを有してもよい。このように、曲面状の凸部を有する絶縁層１２７、および端部に順テーパを有する絶縁層１２５を有する場合、第３の層１１５及び共通電極１１６の被覆性を向上させることができる。したがって、共通電極１１６の段切れによる接続不良を抑制することができる。または、段差によって共通電極１１６が局所的に薄膜化して電気抵抗が上昇することを抑制することができる。なお、図２Ａでは、絶縁層１２７の上面が断面視において円弧形状の凸部である例を示しているが、図２Ｂに示すように、絶縁層１２７の上面の一部が凹部を有する形状であってもよい。
また、図２Ａにおいては、絶縁層１２５を設ける構成を示しているが、本発明はこれに限られるものではない。図２Ｃは、図２Ａに示した構造の変形例である。本発明の一態様として、図２Ｃに示すように、絶縁層１２５を設けない構成にしてもよい。図２Ｃに示す構造の場合、絶縁層１２７には、第１の層１１２、発光層１１３、及び第２の層１１４に与えるダメージの少ない有機材料を用いることが好ましい。例えば、絶縁層１２７には、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルブチラル、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリグリセリン、プルラン、水溶性のセルロース、またはアルコール可溶性のポリアミド樹脂などの有機材料を用いることが好ましい。
本発明の一態様の絶縁層１２７の形状について、図２Ｃにおいて両矢印で示す第１の部分の幅Ｗ１及び第２の部分の幅Ｗ２を用いて説明する。絶縁層１２７は、一対の画素電極間に位置する第１の部分と、一対のＥＬ層間に位置する第２の部分と、を有し、第２の部分の幅Ｗ２は、第１の部分の幅Ｗ１よりも狭い形状といえる。図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ乃至図３Ｃ、図４Ａ乃至図４Ｃ、図５Ａ及び図５Ｂには、第１の部分の幅Ｗ１及び第２の部分の幅Ｗ２を図示しないが、図２Ｃと同様に、絶縁層１２７は、一対の画素電極間に位置する第１の部分と、一対のＥＬ層間に位置する第２の部分と、を有し、第２の部分の幅Ｗ２は、第１の部分の幅Ｗ１よりも狭い形状といえる。なお、第２の部分の幅Ｗ２が、第１の部分の幅Ｗ１よりも狭い形状を有する絶縁層１２７は、断面視においてくびれた形状を有するともいう。
また、図２Ａ等においては、絶縁層１２５の上面及び絶縁層１２７の上面の高さが、第２の層１１４の上面の高さよりも高い構成を示しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、図３Ａ、及び図３Ｂに示すように、絶縁層１２５の上面及び絶縁層１２７の上面が、第１の層１１２の上面、発光層１１３の上面、及び、第２の層１１４の少なくとも一つの上面と概略一致する構成にしてもよい。
また、図２Ａ等においては、隣接する画素電極１１１間において、層１０１が削られた構造（隣接する画素電極１１１間に層１０１が凹部を有する構造）の例を示しているが、本発明はこれに限られるものではなく、隣接する画素電極１１１間において、層１０１が削られていない構造（隣接する画素電極１１１間に層１０１が凹部を有さない構造、または隣接する画素電極１１１間の層１０１が平坦な構造）であってもよい。なお、隣接する画素電極１１１間において、層１０１が削られた構造について、隣接する画素電極１１１間において、層１０１に段差部を有する構造ともいうことができ、該段差部を層１０１の段差部という。
また、図３Ｃに示すように、絶縁層１２７が、第１の層１１２、発光層１１３、及び、第２の層１１４の少なくとも一つの上面の高さよりも低い凹部を有する場合であってもよいが、該凹部において第３の層１１５及び共通電極１１６が途切れないことが望ましい。
なお、上記の通り、画素電極１１１の側面において、第１の層１１２が形成されない領域を有することが好ましいが、画素電極１１１の側面において、第１の層１１２が薄いことによっても、各画素の発光層を電気的に分離する効果が得られる場合がある。そのため、必ずしも画素電極１１１の側面において、第１の層１１２が形成されない領域を有する必要はない。
このような場合の領域１０５の構造の変形例を、図４Ａ及び図４Ｂに示す。図４Ａは、図２Ａの構造の変形例として、画素電極１１１の側面において、第１の層１１２が薄く形成される例を示している。また、図４Ｂは、図１Ｂにおける領域１０５の構造において、画素電極１１１の側面において、第１の層１１２が薄く形成されているだけでなく、発光層１１３（第２の発光層１１３ｂ、第３の発光層１１３ｃ）が薄く形成され、さらに有機層１１２Ｇ上で、第２の発光層１１３ｂと第３の発光層１１３ｃとが重なる様子を示している。本発明の一態様の表示装置では、隣接する画素電極間において、第１の層１１２が段切れしている、または第１の層１１２が薄いため、図４Ｂに示すように第２の発光層１１３ｂと第３の発光層１１３ｃとが互いに重なる領域を有していても、隣接する画素間でのクロストークは抑制される。
また、図４Ｃは図２Ａに示す構造の変形例である。図４Ｃに示すように、絶縁層１２５の端部が、絶縁層１２７よりも突き出した構造（ひさし構造とも呼ぶ）であってもよい。絶縁層１２７が有する曲面状の上面から、絶縁層１２５の上面へと、なだらかに上面が繋がることで、第３の層１１５、及び／または共通電極１１６の被覆性を向上させることができる。
また、図５Ａ及び図５Ｂは図２Ａに示す構造の変形例である。図５Ａに示すように、隣接する画素電極１１１間において、絶縁層１１８を有する構造であってもよい。
図５Ａに示すように、画素電極１１１（１１１ｂ、１１１ｃ）の側面を絶縁層１１８で覆う場合、画素電極１１１（１１１ｂ、１１１ｃ）と発光層１１３（１１３ｂ、１１３ｃ）と、が接することを防ぐことができる。また、画素電極１１１（１１１ｂ、１１１ｃ）と第２の層１１４と、が接することを防ぐことができる。
また、図５Ｂに示すように、画素電極１１１（１１１ｂ、１１１ｃ）及び第１の層１１２の側面を絶縁層１１８で覆う場合、画素電極１１１（１１１ｂ、１１１ｃ）と発光層１１３（１１３ｂ、１１３ｃ）と、が接することを防ぐことができる。また、画素電極１１１（１１１ｂ、１１１ｃ）と第２の層１１４と、が接することを防ぐことができる。また、第１の層１１２と第２の層１１４と、が接することを防ぐことができる。
次に、図６Ａ乃至図７Ｆを用いて、第１の層１１２を自己整合的に分離して形成する、本発明の一態様の表示装置の構造について説明する。
図６Ａ及び図６Ｂに、画素電極１１１の端部構造の一例の断面模式図を示す。ここでは説明のため、層１０１、画素電極１１１及び第１の層１１２のみを示す。なお、層１０１の詳細は図示しない。
本発明の一態様の表示装置の作製方法では、導電層を一面に形成した後、レジストマスクを各画素に対応する位置に形成し、導電層を島状に加工し、画素電極１１１を形成する。図６Ａにおいて、画素電極１１１の側面と画素電極１１１の底面とがなす角度をテーパ角θとし、画素電極１１１の膜厚をＴａとする。図６Ａの例において、層１０１の段差部は形成されていないため、層１０１の上面と、画素電極１１１との高さの差Ｔ１は、Ｔａと一致する。
次に、第１の層１１２を一面に形成する。ここで、第１の層１１２の膜厚をＴ２としたときＴ１／Ｔ２が０．５以上、好ましくは０．８以上、さらに好ましくは１以上、さらに好ましくは１．５以上であり、θが６０度以上１４０度以下、好ましくは７０度以上１４０度以下、さらに好ましくは８０度以上１４０度以下であるとき、画素電極１１１の側面において、第１の層１１２が形成されない領域を得ることができる。この場合、画素電極１１１と位置を同じくして第１の層１１２が島状に分離されるため、第１の層１１２、発光層１１３、及び、第２の層１１４を自己整合的に分離して形成することができる。
図６Ｂは図６Ａの変形例であり、隣接する画素電極１１１間において層１０１が段差部を有する構造を説明する図である。図６Ｂに示すように、層１０１の段差部の深さＴｂと、画素電極１１１の膜厚Ｔａと、を足した高さが隣接する画素電極１１１間の段差の高さＴ１（Ｔ１＝Ｔａ＋Ｔｂ）となる。図６Ｂにおいて、層１０１の段差部の底面ＢＳから延伸した底面延伸線ＢＳ’と、層１０１の段差部の側面と、がなす角をテーパ角θとする。なお、層１０１の段差部の底面ＢＳと画素電極１１１の底面と、が平行でない場合は、層１０１の段差部の最下部から画素電極１１１の下へと、画素電極と平行に延伸した延伸線を、底面延伸線ＢＳ’をすることができる。また、層１０１の段差部の底部が平面ではなく曲面であった場合も同様に、層１０１の段差部の最下部から画素電極１１１の下へと、画素電極と平行に延伸した延伸線を、底面延伸線ＢＳ’とすることができる。よって、段差の高さＴ１は、底面延伸線ＢＳ’から第１の電極の上面までの最短距離、とも言える。ここで、第１の層１１２の膜厚をＴ２としたときＴ１／Ｔ２が０．５以上、好ましくは０．８以上、さらに好ましくは１以上、さらに好ましくは１．５以上であり、θが６０度以上１４０度以下、好ましくは７０度以上１４０度以下、さらに好ましくは８０度以上１４０度以下であるとき、画素電極１１１の側面において、第１の層１１２が形成されない領域を得ることができる。そのため、図６Ｂに示すように、隣接する画素電極１１１間において層１０１が削られた構造の方が、第１の層１１２を段切れさせ易くすることができる。
隣接する画素電極１１１間において層１０１が段差部を有する構造の例として、図６Ｂでは、層１０１の段差部の側面と、画素電極１１１の側面と、が同じテーパ角を有し、断面視において直線となる場合を示している。本発明の一態様の表示装置の構造は上記に限定されず、層１０１の段差部の側面のテーパ角と、画素電極１１１の側面のテーパ角と、が一致しない構造であってもよい。また、層１０１の段差部の側面および／又は画素電極１１１の側面が、複数の面を有してもよく、曲面を有してもよい。これらの例として、画素電極１１１及び層１０１の段差部の断面模式図を、図７Ａ乃至図７Ｆに示す。
図７Ａ及び図７Ｂは、画素電極１１１の側面のテーパ角θａと、層１０１の段差部の側面のテーパ角θｂと、が一致しない例を示す図である。また、図７Ｃ及び図７Ｄは、画素電極１１１の側面が、複数の面を有する例を示す図である。また、図７Ｅは、画素電極１１１の側面が、曲面を有する例を示す図である。また、また、図７Ｆは、画素電極１１１の側面の一部が後退した構造を有する例を示す図である。前述のとおり、第１の層１１２を自己整合的に島状に分離するためには、層１０１の段差部底面から画素電極１１１の上面までの段差の高さ、段差の側面のテーパ角、および第１の層１１２の膜厚を、所定の条件の範囲内で形成する必要がある。
ここで、第１の層１１２を自己整合的に島状に分離するための、有効段差高さＥＴについて検討する。図７Ａ乃至図７Ｆでは図示しないが、第１の層１１２の膜厚はＴ２とする。層１０１の段差部および画素電極１１１において、テーパ角の違いによって複数の領域に分けた場合、例えば図７Ａ及び図７Ｂにおいて、領域ａはＴａの高さとθａのテーパ角とを有し、領域ｂはＴｂの高さとθｂのテーパ角とを有する。ここで、テーパ角が６０度以上１４０度以下である領域の高さを合計した値を、有効段差高さＥＴとしたとき、ＥＴ／Ｔ２が０．５以上、好ましくは０．８以上、さらに好ましくは１以上、さらに好ましくは１．５以上であるとき、画素電極１１１の側面または層１０１の段差部において、第１の層１１２が形成されない領域を得ることができる。
例えば、図７Ａにおいて、領域ａのθａは６０度未満であり、領域ｂのθｂは６０度以上１４０度以下である。そのため、図７Ａに示す例ではＥＴ＝Ｔｂとなる。また、図７Ｂにおいて、領域ａのθａ及び領域ｂのθｂは、どちらも６０度以上１４０度以下である。そのため、図７Ｂに示す例ではＥＴ＝Ｔａ＋Ｔｂとなる。
また、図７Ｃにおいて、画素電極１１１は領域ａ１及び領域ａ２を有し、層１０１の段差部は領域ｂを有する。領域ａ１のθａ１は６０度未満であり、領域ａ２のθａ２及び領域ｂのθｂは、どちらも６０度以上１４０度以下である。そのため、図７Ｃに示す例では、ＥＴ＝Ｔａ２＋Ｔｂとなる。また、図７Ｄにおいて、画素電極１１１は領域ａ１及び領域ａ２を有し、層１０１の段差部は領域ｂを有する。領域ａ１のθａ１及び領域ｂのθｂは、どちらも６０度以上１４０度以下であり、領域ａ２のθａ２は６０度未満である。そのため、図７Ｄに示す例では、ＥＴ＝Ｔａ１＋Ｔｂとなる。
なお、図７Ｅに示すように、画素電極１１１の側面が曲面を有する場合は、曲面の断面視における曲線において、接点ＴＰにおける接線ＴＬと、画素電極１１１の底面と平行な線と、がなす角度θｓが、６０度以上１４０度以下となる領域を有効段差高さＥＴに含める。図７Ｅに示す例の様に、画素電極１１１の側面が曲面を有する場合、該曲面は、断面視における曲線において、接線と画素電極１１１の底面とがなす角度が６０度以上１４０度以下である領域ａ２と、接線と画素電極１１１の底面とがなす角度が６０度未満である領域ａ１と、に分けて考える。このとき、図７Ｅの画素電極１１１は、領域ａ１、領域ａ２及び領域ａ３を有する。領域ａ２のθｓ、領域ａ３のθａ３及び領域ｂのθｂは、いずれも６０度以上１４０度以下であるため、ＥＴ＝Ｔａ２＋Ｔａ３＋Ｔｂとなる。
なお、有効段差高さＥＴに含む領域のテーパ角（または接線の角度）は、上記の通り６０度以上１４０度以下であることが好ましい。より好ましい構造としては、７０度以上１４０度以下、さらに好ましくは８０度以上１４０度以下である。
また、画素電極１１１の側面が複数の面を有する別の例として、図７Ｆに示すように、側面の一部が後退した構造であってもよい。このとき、後退距離ＲＤが０より大きい領域の膜厚を、有効段差高さＥＴに含む。図７Ｆに示している例では、領域ｂのθｂが６０度以上１４０度以下であり、領域Ｔａ２の後退距離ＲＤが０より大きく、領域ａ１のθａ１が６０度未満であるため、ＥＴ＝Ｔａ２＋Ｔｂとなる。なお、後退距離ＲＤが０より大きい領域については、該領域のテーパ角によらず、該領域の高さを有効段差高さＥＴに含むことができる。
図７Ｆに示すような構造は例えば、材質の異なる２層（第１の導電層及び第２の導電層）からなる画素電極１１１を作製する際に、下層の導電層にエッチングレートが速い材質を使用することにより形成することができる。より具体的には、画素電極１１１を作製する際に、第１の導電層と、第１の導電層上の第２の導電層とを、ドライエッチング等で異方性エッチングした後、ウェットエッチング等で第１の導電層を選択的に等方性エッチングすることで、作製することができる。
なお、上記に示している島状に形成された画素電極１１１の側面、または層１０１の段差部の側面において、第１の層１１２が形成されない領域のことを、段切れ部、または段切れ領域、と呼ぶことがある。なお、上記の通り、画素電極１１１の側面、または層１０１の段差部の側面において、第１の層１１２が形成されない領域を有することが好ましいが、画素電極１１１の側面、または層１０１の段差部の側面において、第１の層１１２が薄いことによっても、各画素の発光層を電気的に分離する効果が得られる場合がある。そのため、必ずしも画素電極１１１の側面、または層１０１の段差部の側面において、第１の層１１２が形成されない領域を有する必要はない。
［画素のレイアウト］
次に、図１Ａとは異なる画素レイアウトについて説明する。副画素の配列に特に限定はなく、様々な方法を適用することができる。副画素の配列としては、例えば、ストライプ配列、Ｓストライプ配列、マトリクス配列、デルタ配列、ベイヤー配列、ペンタイル配列などが挙げられる。
また、副画素の上面形状としては、例えば、三角形、四角形（長方形、正方形を含む）、五角形などの多角形、これら多角形の角が丸い形状、楕円形、または円形などが挙げられる。ここで、副画素の上面形状は、発光デバイスの発光領域の上面形状に相当する。
図８Ａに示す画素１１０には、Ｓストライプ配列が適用されている。図８Ａに示す画素１１０は、副画素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの、３つの副画素から構成される。例えば、副画素１１０ａを青色の副画素Ｂとし、副画素１１０ｂを赤色の副画素Ｒとし、副画素１１０ｃを緑色の副画素Ｇとしてもよい。
図８Ｂに示す画素１１０は、角が丸い略台形の上面形状を有する副画素１１０ａと、角が丸い略三角形の上面形状を有する副画素１１０ｂと、角が丸い略四角形または略六角形の上面形状を有する副画素１１０ｃと、を有する。また、副画素１１０ａは、副画素１１０ｂよりも発光面積が広い。このように、各副画素の形状及びサイズはそれぞれ独立に決定することができる。例えば、信頼性の高い発光デバイスを有する副画素ほど、サイズを小さくすることができる。例えば、副画素１１０ａを緑色の副画素Ｇとし、副画素１１０ｂを赤色の副画素Ｒとし、副画素１１０ｃを青色の副画素Ｂとしてもよい。
図８Ｃに示す画素１２４ａ、１２４ｂには、ペンタイル配列が適用されている。図８Ｃでは、副画素１１０ａ及び副画素１１０ｂを有する画素１２４ａと、副画素１１０ｂ及び副画素１１０ｃを有する画素１２４ｂと、が交互に配置されている例を示す。例えば、副画素１１０ａを赤色の副画素Ｒとし、副画素１１０ｂを緑色の副画素Ｇとし、副画素１１０ｃを青色の副画素Ｂとしてもよい。
図８Ｄ及び図８Ｅに示す画素１２４ａ、１２４ｂは、デルタ配列が適用されている。画素１２４ａは上の行（１行目）に、２つの副画素（副画素１１０ａ、１１０ｂ）を有し、下の行（２行目）に、１つの副画素（副画素１１０ｃ）を有する。画素１２４ｂは上の行（１行目）に、１つの副画素（副画素１１０ｃ）を有し、下の行（２行目）に、２つの副画素（副画素１１０ａ、１１０ｂ）を有する。例えば、副画素１１０ａを赤色の副画素Ｒとし、副画素１１０ｂを緑色の副画素Ｇとし、副画素１１０ｃを青色の副画素Ｂとしてもよい。
図８Ｄは、各副画素が、角が丸い略四角形の上面形状を有する例であり、図８Ｅは、各副画素が、円形の上面形状を有する例である。
図８Ｆは、各色の副画素がジグザグに配置されている例である。具体的には、上面視において、列方向に並ぶ２つの副画素（例えば、副画素１１０ａと副画素１１０ｂ、または、副画素１１０ｂと副画素１１０ｃ）の上辺の位置がずれている。例えば、副画素１１０ａを赤色の副画素Ｒとし、副画素１１０ｂを緑色の副画素Ｇとし、副画素１１０ｃを青色の副画素Ｂとしてもよい。
フォトリソグラフィ法では、加工するパターンが微細になるほど、光の回折の影響を無視できなくなるため、露光によりフォトマスクのパターンを転写する際に忠実性が損なわれ、レジストマスクを所望の形状に加工することが困難になる。そのため、フォトマスクのパターンが矩形であっても、角が丸まったパターンが形成されやすい。したがって、副画素の上面形状が、多角形の角が丸い形状、楕円形、または円形などになることがある。
本発明の一態様の表示装置は、画素に、受光デバイスを有していてもよい。
［表示装置の作製方法例］
次に、図９Ａ乃至図１４Ｃを用いて表示装置の作製方法例を説明する。図９Ａ及び図９Ｂは、表示装置の作製方法を示す上面図である。図１０Ａ乃至図１０Ｃには、図１Ａにおける一点鎖線Ｘ１－Ｘ２間の断面図と、Ｙ１－Ｙ２間の断面図と、を並べて示す。図１１Ａ乃至図１４Ｃについても、図１０と同様である。
表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、及び、導電膜等）は、スパッタリング法、化学気相堆積法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＡＬＤ法等を用いて形成することができる。ＣＶＤ法としては、ＰＥＣＶＤ法、及び、熱ＣＶＤ法などがある。また、熱ＣＶＤ法のひとつに、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ ＣＶＤ）法がある。
また、表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、及び、導電膜等）は、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等の方法により形成することができる。
特に、発光デバイスの作製には、蒸着法などの真空プロセス、及び、スピンコート法、インクジェット法などの溶液プロセスを用いることができる。蒸着法としては、スパッタ法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法、分子線蒸着法、真空蒸着法などの物理蒸着法（ＰＶＤ法）、及び、化学蒸着法（ＣＶＤ法）等が挙げられる。特にＥＬ層に含まれる機能層（正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔ブロック層、電子ブロック層など）については、蒸着法（真空蒸着法等）、塗布法（ディップコート法、ダイコート法、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法等）、印刷法（インクジェット法、スクリーン（孔版印刷）法、オフセット（平版印刷）法、フレキソ（凸版印刷）法、グラビア法、または、マイクロコンタクト法等）などの方法により形成することができる。
また、表示装置を構成する薄膜を加工する際には、フォトリソグラフィ法等を用いて加工することができる。または、ナノインプリント法、サンドブラスト法、リフトオフ法などにより薄膜を加工してもよい。また、メタルマスクなどの遮蔽マスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を直接形成してもよい。
フォトリソグラフィ法としては、代表的には以下の２つの方法がある。一つは、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、エッチング等により当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法である。もう一つは、感光性を有する薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法である。
フォトリソグラフィ法において、露光に用いる光は、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、またはこれらを混合させた光を用いることができる。そのほか、紫外線、ＫｒＦレーザ光、またはＡｒＦレーザ光等を用いることもできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。また、露光に用いる光として、極端紫外光（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ－ｖｉｏｌｅｔ）、またはＸ線を用いてもよい。また、露光に用いる光に換えて、電子ビームを用いることもできる。極端紫外光、Ｘ線または電子ビームを用いると、極めて微細な加工が可能となるため好ましい。なお、電子ビームなどのビームを走査することにより露光を行う場合には、フォトマスクは不要である。
薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウェットエッチング法、サンドブラスト法などを用いることができる。
まず、図１０Ａに示すように、トランジスタを含む層１０１上に、導電膜１１１Ａを形成する。
導電膜１１１Ａは、後に加工されることで、画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、及び、導電層１２３となる層である。そのため、上述した画素電極に適用可能な構成を導電膜１１１Ａに適用することができる。導電膜１１１Ａの形成には、例えば、スパッタリング法または真空蒸着法を用いることができる。
次に、図１０Ｂに示すように、導電膜１１１Ａ上にレジストマスク１９０ａを形成する。レジストマスクは、感光性の樹脂（フォトレジスト）を塗布し、露光及び現像を行うことで形成することができる。
レジストマスクは、ポジ型のレジスト材料及びネガ型のレジスト材料のどちらを用いて作製してもよい。
図９Ａに示すように、レジストマスク１９０ａは、後に副画素１１０ａとなる領域、後に副画素１１０ｂとなる領域、及び後に副画素１１０ｃとなる領域と重なる位置に設ける。レジストマスク１９０ａとして、１つの副画素１１０ａ、副画素１１０ｂ、または副画素１１０ｃに対して、１つの島状のパターンが設けられていることが好ましい。または、レジストマスク１９０ａとして、一列に並ぶ（図９ＡではＹ方向に並ぶ）複数の副画素１１０ａ、副画素１１０ｂ、または副画素１１０ｃに対して１つの帯状のパターンを形成してもよい。
なお、レジストマスク１９０ａは、後に接続部１４０となる領域と重なる位置にも設けることが好ましい。
次に、図１０Ｃに示すように、レジストマスク１９０ａを用いて、導電膜１１１Ａの一部を除去し、画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、及び接続部１４０を形成する。このとき、層１０１が有する絶縁層を画素電極と同様のパターンで加工し、隣接する画素電極間において、層１０１が凹部を有する形状としてもよい。
導電膜１１１Ａの加工は、ウェットエッチング法またはドライエッチング法により加工することができる。導電膜１１１Ａの加工は、異方性エッチングにより行うことが好ましい。
その後、図１１Ａに示すように、レジストマスク１９０ａを除去する。例えば、酸素プラズマを用いたアッシングなどによりレジストマスク１９０ａを除去することができる。または、ウェットプロセスにより、レジストマスク１９０ａを除去してもよい。
次に、第１の層１１２を成膜する。第１の層１１２として、正孔注入層および正孔輸送層を形成する。または、第１の層１１２として、正孔注入層のみを形成してもよい。ここで画素電極１１１の側面と画素電極１１１の底面とがなす角度をテーパ角θ、画素電極１１１の膜厚をＴ１、第１の層１１２の膜厚をＴ２とし、画素電極１１１及び第１の層１１２の形状として、Ｔ１／Ｔ２が０．５以上、好ましくは０．８以上、さらに好ましくは１以上、さらに好ましくは１．５以上であり、θが６０度以上１４０度以下、好ましくは７０度以上１４０度以下、さらに好ましくは８０度以上１４０度以下、を満たすとき、図１１Ｂに示すように、正孔注入層を有する第１の層１１２が島状に区切られた形で成膜することができる。このとき、隣接する画素電極間において、層１０１上に有機層１１２Ｇが形成される。第１の層１１２は、蒸着法（真空蒸着法を含む）、スパッタリング法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。第１の層１１２は、蒸着法を用いて形成することが好ましい。蒸着法を用いた成膜では、プレミックス材料を用いてもよい。なお、本明細書等において、プレミックス材料とは、複数の材料をあらかじめ配合、または混合した複合材料である。
図１１Ｂに示すように、Ｙ１－Ｙ２間の断面図において、第１の層１１２は接続部１４０よりも内側に位置する。例えば、成膜エリアを規定するためのマスク（ファインメタルマスクと区別して、エリアマスク、またはラフメタルマスクなどともいう）を用いることで、第１の層１１２が成膜される領域を変えることができる。上述のようにエリアマスクと組み合わせることで、比較的簡単なプロセスにて発光デバイスを作製することができる。
次に、図１１Ｃに示すように、赤色の発光を呈する発光層を有する第１の発光層１１３ａを形成する。第１の発光層１１３ａは、第１の層１１２と同様の方法で形成することができ、蒸着法を用いて形成することが好ましい。本発明の一態様の作製方法において、第１の発光層１１３ａは、メタルマスク（シャドーマスクともいう）を用いた真空蒸着法により、島状の第１の発光層１１３ａを形成することが好ましい。このとき、隣接する画素電極間において、有機層１１２Ｇ上に有機層１１３ａＧが形成される。
次に、図１２Ａに示すように、緑色の発光を呈する発光層を有する第２の発光層１１３ｂを形成する。第２の発光層１１３ｂは、第１の層１１２と同様の方法で形成することができ、蒸着法を用いて形成することが好ましい。本発明の一態様の作製方法において、第２の発光層１１３ｂは、メタルマスク（シャドーマスクともいう）を用いた真空蒸着法により、島状の第２の発光層１１３ｂを形成することが好ましい。このとき、隣接する画素電極間において、有機層１１２Ｇ上に有機層１１３ｂＧが形成される。
次に、図１２Ｂに示すように、青色の発光を呈する発光層を有する第３の発光層１１３ｃを形成する。第３の発光層１１３ｃは、第１の層１１２と同様の方法で形成することができ、蒸着法を用いて形成することが好ましい。本発明の一態様の作製方法において第３の発光層１１３ｃは、メタルマスク（シャドーマスクともいう）を用いた真空蒸着法により、島状の第３の発光層１１３ｃを形成することが好ましい。このとき、隣接する画素電極間において、有機層１１２Ｇ上に有機層１１３ｃＧが形成される。
なお、図１１Ｃ、図１２Ａ及び図１２Ｂで示した発光層１１３の形成において、それぞれの発光層の下に、発光層１１３の一部として正孔輸送層を形成してもよい。また、図１１Ｃ、図１２Ａ及び図１２Ｂで示した発光層１１３の形成において、それぞれの発光層の上に、発光層１１３の一部として電子輸送層を形成してもよい。
なお、上記では、赤色の発光を呈する発光層、緑色の発光を呈する発光層、青色の発光を呈する発光層、の順に発光層を形成したが、本発明の一態様の表示装置の作製方法として、赤緑青の形成順に限るものではない。例えば発光層の形成順として、赤青緑の順、緑赤青の順、緑青赤の順、青赤緑の順、または青緑赤の順で発光層を形成してもよい。
次に、図１２Ｃに示すように、第２の層１１４を形成する。第２の層１１４として、電子輸送層を形成することができる。第２の層１１４は、第１の層１１２と同様の方法で形成することができ、蒸着法を用いて形成することが好ましい。また、第２の層１１４は、第１の層１１２と同様に、Ｙ１－Ｙ２間の断面図において、接続部１４０よりも内側に位置する。例えば、成膜エリアを規定するためのマスク（ファインメタルマスクと区別して、エリアマスク、またはラフメタルマスクなどともいう）を用いることで、第２の層１１４が成膜される領域を変えることができる。このとき、隣接する画素電極間において、有機層１１２Ｇ上に有機層１１４Ｇが形成される。なお、有機層１１２Ｇと有機層１１４Ｇとの間に、有機層１１３ａＧ、有機層１１３ｂＧ及び有機層１１３ｃＧの、何れか一または二を有する場合がある。
次に、図１３Ａに示すように、画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、導電層１２３、第１の層１１２、第１の発光層１１３ａ、第２の発光層１１３ｂ、第３の発光層１１３ｃ、および第２の層１１４を覆うように、絶縁膜１２５Ａを形成する。
絶縁膜１２５Ａには、例えば、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、及び窒化酸化絶縁膜などの無機絶縁膜を用いることができる。酸化絶縁膜としては、酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化マグネシウム膜、酸化ガリウム膜、酸化ゲルマニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ランタン膜、酸化ネオジム膜、酸化ハフニウム膜、及び酸化タンタル膜などが挙げられる。窒化絶縁膜としては、窒化シリコン膜及び窒化アルミニウム膜などが挙げられる。酸化窒化絶縁膜としては、酸化窒化シリコン膜、酸化窒化アルミニウム膜などが挙げられる。窒化酸化絶縁膜としては、窒化酸化シリコン膜、窒化酸化アルミニウム膜などが挙げられる。また、インジウムガリウム亜鉛酸化物膜などの金属酸化物膜を用いてもよい。
また、絶縁膜１２５Ａは、水及び酸素の少なくとも一方に対するバリア絶縁膜としての機能を有することが好ましい。または、絶縁膜１２５Ａは、水及び酸素の少なくとも一方の拡散を抑制する機能を有することが好ましい。または、絶縁膜１２５Ａは、水及び酸素の少なくとも一方を捕獲、または固着する（ゲッタリングともいう）機能を有することが好ましい。
なお、本明細書等において、バリア絶縁膜とは、バリア性を有する絶縁膜のことを示す。また、本明細書等において、バリア性とは、対応する物質の拡散を抑制する機能（透過性が低いともいう）とする。または、対応する物質を、捕獲、または固着する（ゲッタリングともいう）機能とする。
絶縁膜１２５Ａが、上述のバリア絶縁膜の機能、またはゲッタリング機能を有することで、外部から各発光デバイスに拡散しうる不純物（代表的には、水または酸素）の侵入を抑制することが可能な構成となる。当該構成とすることで、信頼性の優れた表示装置を提供することができる。
次に、図１３Ｂに示すように、絶縁膜１２５Ａ上に絶縁膜１２７Ａを形成する。
絶縁膜１２７Ａには、有機材料を用いることができる。有機材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シリコーン樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等が挙げられる。また、絶縁膜１２７Ａには、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルブチラル、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリグリセリン、プルラン、水溶性のセルロース、またはアルコール可溶性のポリアミド樹脂などの有機材料を用いてもよい。また、絶縁膜１２７Ａには、感光性の樹脂を用いることができる。感光性の樹脂としてはフォトレジストを用いてもよい。感光性の樹脂は、ポジ型の材料、またはネガ型の材料を用いることができる。
絶縁膜１２７Ａの形成方法に特に限定はなく、例えば、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ法、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコートの湿式の成膜方法を用いて形成することができる。特に、スピンコートにより、絶縁膜１２７Ａを形成することが好ましい。
絶縁膜１２５Ａ及び絶縁膜１２７Ａは、ＥＬ層へのダメージ（プラズマダメージ、ＵＶダメージなど）が少ない形成方法で成膜されることが好ましい。特に、絶縁膜１２５Ａは、ＥＬ層の側面に接して形成されるため、絶縁膜１２７Ａよりも、ＥＬ層へのダメージが少ない形成方法で成膜されることが好ましい。また、絶縁膜１２５Ａ及び絶縁膜１２７Ａは、それぞれ、ＥＬ層の耐熱温度よりも低い温度（代表的には、２００℃以下、好ましくは１００℃以下、さらに好ましくは８０℃以下）で形成する。例えば、絶縁膜１２５Ａとして、ＡＬＤ法を用いて酸化アルミニウム膜を形成することができる。ＡＬＤ法を用いることで、ＥＬ層へのダメージを小さくすることができ、また、被覆性の高い膜を成膜可能なため好ましい。
次に、図１３Ｃに示すように、絶縁膜１２７Ａを加工することで、絶縁層１２７を形成する。絶縁層１２７は、絶縁膜１２５Ａの側面と凹部上面に接するように形成される。
絶縁膜１２７Ａの加工として、例えば、絶縁膜１２７Ａに感光性樹脂を用いた場合、該感光性樹脂を露光し、現像によって不要な感光性樹脂を除去することで、パターンを形成することができる。なお、絶縁層１２７の上面形状を、なだらかな凸面形状とするために、現像後に熱処理をおこなってもよい。
次に、図１４Ａに示すように、絶縁膜１２５Ａの一部を除去し、絶縁層１２５を形成する。これにより、画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ上では第２の層１１４が露出し、接続部１４０では導電層１２３が露出する。また、絶縁層１２５（さらには絶縁層１２７）は、画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの側面を覆うように設けられる。これにより、後に形成する膜（ＥＬ層を構成する膜、または、共通電極）と、画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ等とが接して、発光デバイスがショートすることを抑制できる。さらに、絶縁層１２５及び絶縁層１２７は、第１の層１１２、発光層１１３（第１の発光層１１３ａ、第２の発光層１１３ｂ、第３の発光層１１３ｃ）、及び、第２の層１１４の側面を覆うように設けられることが好ましい。これにより、後に形成する膜がこれらの層の側面と接することを抑制し、発光デバイスがショートすることを抑制できる。また、後の工程において、第１の層１１２、発光層１１３（第１の発光層１１３ａ、第２の発光層１１３ｂ、第３の発光層１１３ｃ）、及び、第２の層１１４が受けるダメージを抑制することができる。
特に、トランジスタを含む層１０１の一部（具体的には、最表面に位置する絶縁層）に凹部が設けられていると、画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの側面全体を、絶縁層１２５及び絶縁層１２７で覆うことが可能となり好ましい。
また、接続部１４０において、絶縁層１２５（さらには絶縁層１２７）は、導電層１２３の側面を覆うように設けられることが好ましい。
絶縁層１２５の上面及び絶縁層１２７の上面の高さは、第２の層１１４の上面の高さと一致または概略一致することが好ましい。また、絶縁層１２７の上面は平坦な形状を有することが好ましく、凸部または凹部を有していてもよい。
絶縁膜１２５Ａの加工工程には、ウェットエッチング及びドライエッチングなどを用いることができる。特に、ウェットエッチング法を用いることで、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、絶縁層１２５を除去する際に、第２の層１１４に加わるダメージを低減することができる。
また、絶縁膜１２５Ａの加工工程と、絶縁膜１２７Ａの加工工程と、を組み合わせてもよい。絶縁膜１２５Ａの加工工程と、絶縁膜１２７Ａの加工工程と、を適宜組み合わせて加工することにより、絶縁層１２５及び絶縁層１２７の構造を、図２乃至図４に示すように様々な構造とすることができる。
また、絶縁膜１２５Ａ及び絶縁膜１２７Ａのいずれか一方または双方を、水またはアルコールなどの溶媒に溶解させることで除去してもよい。アルコールとしては、エチルアルコール、メチルアルコール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、またはグリセリンなどが挙げられる。
絶縁層１２５及び絶縁層１２７を形成した後に、ＥＬ層に含まれる水、及びＥＬ層の表面に吸着する水を除去するため、乾燥処理を行ってもよい。例えば、不活性ガス雰囲気または減圧雰囲気下における加熱処理を行うことができる。加熱処理は、基板温度として５０℃以上２００℃以下、好ましくは６０℃以上１５０℃以下、より好ましくは７０℃以上１２０℃以下の温度で行うことができる。減圧雰囲気とすることで、より低温で乾燥が可能であるため好ましい。
次に、図１４Ｂに示すように、絶縁層１２５、絶縁層１２７、及び第２の層１１４を覆うように、第３の層１１５を形成する。第３の層１１５として、電子注入層を形成することができる。
第３の層１１５として用いることができる材料は上述の通りである。第３の層１１５は、蒸着法（真空蒸着法を含む）、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。また、第３の層１１５は、プレミックス材料を用いて形成されてもよい。
ここで、絶縁層１２５及び絶縁層１２７が設けられていない場合、画素電極１１１等と、第３の層１１５とが接してしまう恐れがある。これらの層の接触により、第３の層１１５の導電性が高い場合などには、発光デバイスがショートする恐れがある。しかし、本発明の一態様の表示装置では、絶縁層１２５、１２７が、第１の層１１２、発光層１１３、第２の層１１４、及び、画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの側面を覆っているため、導電性の高い第３の層１１５がこれらの層と接することを抑制し、発光デバイスがショートすることを抑制することができる。これにより、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
そして、図１４Ｃに示すように、第３の層１１５上及び導電層１２３上に共通電極１１６を形成する。図１４Ｃに示すように、導電層１２３と共通電極１１６とが電気的に接続される。なお、図１４Ｂでは第３の層１１５を成膜する際に、第１の層１１２と同様に成膜エリアを規定するためのマスク（ファインメタルマスクと区別して、エリアマスク、またはラフメタルマスクなどともいう）を用いる例を示しているが、第３の層１１５を一面に形成し、導電層１２３と共通電極１１６とが第３の層１１５を介して電気的に接続される構造であってもよい。
共通電極１１６として用いることができる材料は上述の通りである。共通電極１１６の形成には、例えば、スパッタリング法または真空蒸着法を用いることができる。または、蒸着法で形成した膜と、スパッタリング法で形成した膜を積層させてもよい。
その後、図１４Ｃに示すように、共通電極１１６上に保護層１３１を形成する。
保護層１３１に用いることができる材料及び成膜方法は上述の通りである。保護層１３１の成膜方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、及び、ＡＬＤ法などが挙げられる。保護層１３１は、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。保護層１３１が積層構造を有する場合、互いに異なる成膜方法を用いて形成された膜が積層されていてもよい。
なお、第３の層１１５及び共通電極１１６の成膜の際に、成膜エリアを規定するためのマスク（エリアマスク、ラフメタルマスクなどともいう）を用いた例を示しているが、成膜エリアを規定するためのマスクを用いなくてもよい。例えば、共通電極１１６の成膜に当該マスクを使用しない場合、図１３Ｂに示す工程の後に、図９Ｂに示すように共通電極１１６上にレジストマスク１９０ｂを形成し、共通電極１１６の加工工程を行い、その後、保護層１３１の形成工程に進んでもよい。
本発明の一態様の表示装置は、画素電極、発光層、及びキャリア輸送層のそれぞれの側面を覆う絶縁層を有する。当該表示装置の作製工程においては、キャリア輸送層を自己整合（セルフアライメント）的に分離して形成することができるため、当該表示装置は、クロストークが低減された構成である。また、絶縁層により、画素電極とキャリア注入層または共通電極とが接することが抑制され、発光デバイスがショートすることが抑制された構成である。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、１つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示パネルに用いることができる発光デバイスについて説明する。
図１５Ａに示すように、発光デバイスは、一対の電極（下部電極７７２、上部電極７８８）の間に、ＥＬ層７８６を有する。ＥＬ層７８６は、層４４２０、発光層４４１１、層４４３０などの複数の層で構成することができる。層４４２０は、例えば電子注入性の高い物質を含む層（電子注入層）及び電子輸送性の高い物質を含む層（電子輸送層）などを有することができる。発光層４４１１は、例えば発光性の化合物を有する。層４４３０は、例えば正孔注入性の高い物質を含む層（正孔注入層）及び正孔輸送性の高い物質を含む層（正孔輸送層）を有することができる。
一対の電極間に設けられた層４４２０、発光層４４１１及び層４４３０を有する構成は単一の発光ユニットとして機能することができ、本明細書では図１５Ａの構成をシングル構造と呼ぶ。
また、図１５Ｂは、図１５Ａに示す発光デバイスが有するＥＬ層７８６の変形例である。具体的には、図１５Ｂに示す発光デバイスは、下部電極７７２上の層４４３１と、層４４３１上の層４４３２と、層４４３２上の発光層４４１１と、発光層４４１１上の層４４２１と、層４４２１上の層４４２２と、層４４２２上の上部電極７８８と、を有する。例えば、下部電極７７２を陽極とし、上部電極７８８を陰極とした場合、層４４３１が正孔注入層として機能し、層４４３２が正孔輸送層として機能し、層４４２１が電子輸送層として機能し、層４４２２が電子注入層として機能する。または、下部電極７７２を陰極とし、上部電極７８８を陽極とした場合、層４４３１が電子注入層として機能し、層４４３２が電子輸送層として機能し、層４４２１が正孔輸送層として機能し、層４４２２が正孔注入層として機能する。このような層構造とすることで、発光層４４１１に効率よくキャリアを注入し、発光層４４１１内におけるキャリアの再結合の効率を高めることが可能となる。
なお、図１５Ｃ、図１５Ｄに示すように層４４２０と層４４３０との間に複数の発光層（発光層４４１１、４４１２、４４１３）が設けられる構成もシングル構造のバリエーションである。
また、図１５Ｅ、図１５Ｆに示すように、複数の発光ユニット（ＥＬ層７８６ａ、ＥＬ層７８６ｂ）が電荷発生層４４４０を介して直列に接続された構成を本明細書ではタンデム構造と呼ぶ。なお、タンデム構造をスタック構造と呼んでもよい。なお、タンデム構造とすることで、高輝度発光が可能な発光デバイスとすることができる。
図１５Ｃ、図１５Ｄにおいて、発光層４４１１、発光層４４１２、及び発光層４４１３に、同じ色の光を発する発光材料、さらには、同じ発光材料を用いてもよい。例えば、発光層４４１１、発光層４４１２、及び発光層４４１３に、青色の光を発する発光材料を用いてもよい。図１５Ｄに示す層７８５として、色変換層を設けてもよい。
また、発光層４４１１、発光層４４１２、及び発光層４４１３に、それぞれ異なる色の光を発する発光材料を用いてもよい。発光層４４１１、発光層４４１２、及び発光層４４１３がそれぞれ発する光が補色の関係である場合、白色発光が得られる。図１５Ｄに示す層７８５として、カラーフィルタ（着色層ともいう）を設けてもよい。白色光がカラーフィルタを透過することで、所望の色の光を得ることができる。
また、図１５Ｅ、図１５Ｆにおいて、発光層４４１１と、発光層４４１２とに、同じ色の光を発する発光材料、さらには、同じ発光材料を用いてもよい。または、発光層４４１１と、発光層４４１２とに、異なる色の光を発する発光材料を用いてもよい。発光層４４１１が発する光と、発光層４４１２が発する光が補色の関係である場合、白色発光が得られる。図１５Ｆには、さらに層７８５を設ける例を示している。層７８５としては、色変換層及びカラーフィルタ（着色層）の一方または双方を用いることができる。
なお、図１５Ｃ、図１５Ｄ、図１５Ｅ、図１５Ｆにおいても、図１５Ｂに示すように、層４４２０と、層４４３０とは、２層以上の層からなる積層構造としてもよい。
発光デバイスごとに、発光色（例えば、青（Ｂ）、緑（Ｇ）、及び赤（Ｒ））を作り分ける構造をＳＢＳ（Ｓｉｄｅ Ｂｙ Ｓｉｄｅ）構造と呼ぶ場合がある。
発光デバイスの発光色は、ＥＬ層７８６を構成する材料によって、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、黄または白などとすることができる。また、発光デバイスにマイクロキャビティ構造を付与することにより色純度をさらに高めることができる。
白色の光を発する発光デバイスは、発光層に２種類以上の発光物質を含む構成とすることが好ましい。白色発光を得るには、２以上の発光物質の各々の発光が補色の関係となるような発光物質を選択すればよい。例えば、第１の発光層の発光色と第２の発光層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光デバイス全体として白色発光する発光デバイスを得ることができる。また、発光層を３つ以上有する発光デバイスの場合も同様である。
発光層には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｙ（黄）、Ｏ（橙）等の発光を示す発光物質を２以上含むことが好ましい。または、発光層が２以上の発光物質を含み、当該発光物質が、それぞれＲ、Ｇ、Ｂのうち２以上の色のスペクトル成分を含む発光を示すことが好ましい。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について図１６乃至図２１を用いて説明する。
本実施の形態の表示装置は、高解像度な表示装置または大型な表示装置とすることができる。したがって、本実施の形態の表示装置は、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置の表示部に用いることができる。
［表示装置１００Ａ］
図１６に、表示装置１００Ａの斜視図を示し、図１７Ａに、表示装置１００Ａの断面図を示す。また、図１７Ａの変形例として表示装置１００Ａ’を図１８に示す。
表示装置１００Ａは、基板１５２と基板１５１とが貼り合わされた構成を有する。図１６では、基板１５２を破線で明示している。
表示装置１００Ａは、表示部１６２、回路１６４、配線１６５等を有する。図１６では表示装置１００ＡにＩＣ１７３及びＦＰＣ１７２が実装されている例を示している。そのため、図１６に示す構成は、表示装置１００Ａ、ＩＣ（集積回路）、及びＦＰＣを有する表示モジュールということもできる。
回路１６４としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。
配線１６５は、表示部１６２及び回路１６４に信号及び電力を供給する機能を有する。当該信号及び電力は、ＦＰＣ１７２を介して外部から、またはＩＣ１７３から配線１６５に入力される。
図１６では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ）方式等により、基板１５１にＩＣ１７３が設けられている例を示す。ＩＣ１７３は、例えば走査線駆動回路または信号線駆動回路などを有するＩＣを適用できる。なお、表示装置１００Ａ及び表示モジュールは、ＩＣを設けない構成としてもよい。また、ＩＣを、ＣＯＦ方式等により、ＦＰＣに実装してもよい。
図１７Ａに、表示装置１００Ａの、ＦＰＣ１７２を含む領域の一部、回路１６４の一部、表示部１６２の一部、及び、端部を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。
図１７Ａに示す表示装置１００Ａは、基板１５１と基板１５２の間に、トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、及び発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ等を有する。発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは、互いに異なる発光色を呈する機能を有する。
ここで、表示装置の画素が、互いに異なる発光色を呈する発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃを有する副画素を有する場合、当該３つの副画素としては、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の副画素、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の３色の副画素などが挙げられる。当該副画素を４つ有する場合、当該４つの副画素としては、Ｒ、Ｇ、Ｂ、白色（Ｗ）の４色の副画素、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの４色の副画素などが挙げられる。
発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは、画素電極とＥＬ層との間に光学調整層１２６（導電層１２６ａ、導電層１２６ｂ、導電層１２６ｃ）を有する点以外は、それぞれ、図１Ｂに示す積層構造を有する。発光デバイス１３０ａは導電層１２６ａを有し、発光デバイス１３０ｂは導電層１２６ｂを有し、発光デバイス１３０ｃは導電層１２６ｃを有する。発光デバイスの詳細は実施の形態１を参照できる。画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、導電層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ、第１の層１１２、発光層１１３、及び、第２の層１１４の側面は、それぞれ、絶縁層１２５、１２７によって覆われている。第１の層１１２、発光層１１３、第２の層１１４、及び、絶縁層１２５、１２７上に、第３の層１１５が設けられ、第３の層１１５上に共通電極１１６が設けられている。また、発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ上にはそれぞれ、保護層１３１が設けられている。保護層１３１上には保護層１３２が設けられている。画素電極間の構造および画素電極端部の構造などは、図１乃至図７に示している構造を参照できる。例えば図１乃至図７における画素電極１１１ａは、図１７Ａ及び図１８における画素電極１１１ａ及び導電層１２６ａに対応し、図１７Ａにおける隣接する画素電極間の段差の高さは、画素電極１１１ａ及び導電層１２６ａの高さとなる。また、図１８における隣接する画素電極間の段差の高さは、画素電極１１１ａ及び導電層１２６ａと、当該箇所で絶縁層２１４に設けられた凹部（段差部）の深さ、とを足したもの、とすることができる。なお、図１８は、絶縁層２１４に設けられた凹部以外は、図１７と同じ構造である。
また図１７Ａに示すように、各発光デバイス１３０に備わる光学調整層１２６は、発光デバイスごとに異なる厚みを有することが好ましい。または、光学調整層１２６を各発光デバイスで同一の厚さにする場合は、各発光デバイスのＥＬ層の厚さを異ならせることが好ましい。
保護層１３２と基板１５２は接着層１４２を介して接着されている。発光デバイスの封止には、固体封止構造または中空封止構造などが適用できる。図１７Ａでは、基板１５２と基板１５１との間の空間が、接着層１４２で充填されており、固体封止構造が適用されている。または、当該空間を不活性ガス（窒素またはアルゴンなど）で充填し、中空封止構造を適用してもよい。このとき、接着層１４２は、発光デバイスと重ならないように設けられていてもよい。また、当該空間を、枠状に設けられた接着層１４２とは異なる樹脂で充填してもよい。
画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃは、それぞれ、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２０５が有する導電層２２２ａ、導電層２２２ｂ、導電層２２２ｃと接続されている。
画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃには、絶縁層２１４に設けられた開口を覆うように凹部が形成される。当該凹部には、層１２８が埋め込まれていることが好ましい。そして、画素電極１１１ａ及び層１２８上に導電層１２６ａを形成し、画素電極１１１ｂ及び層１２８上に導電層１２６ｂを形成し、画素電極１１１ｃ及び層１２８上に導電層１２６ｃを形成することが好ましい。導電層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃは、画素電極と呼ぶこともできる。
層１２８は、画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの凹部を平坦化する機能を有する。層１２８を設けることで、ＥＬ層の被形成面の凹凸を低減し、被覆性を向上することができる。また、画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ及び層１２８上に、画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃと電気的に接続される導電層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃを設けることで、画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの凹部と重なる領域も発光領域として使用できる場合がある。これにより、画素の開口率を高めることができる。
層１２８は、絶縁層であってもよく、導電層であってもよい。層１２８には、各種無機絶縁材料、有機絶縁材料、及び導電材料を適宜用いることができる。特に、層１２８は、絶縁材料を用いて形成されることが好ましい。
層１２８としては、有機材料を有する絶縁層を好適に用いることができる。例えば、層１２８として、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等を適用することができる。また、層１２８として、感光性の樹脂を用いることができる。感光性の樹脂は、ポジ型の材料、またはネガ型の材料を用いることができる。
感光性の樹脂を用いることにより、露光及び現像の工程のみで層１２８を作製することができ、ドライエッチング、あるいはウェットエッチング等による画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの表面への影響を低減することができる。また、ネガ型の感光性樹脂を用いて層１２８を形成することにより、絶縁層２１４の開口の形成に用いるフォトマスク（露光マスク）と同一のフォトマスクを用いて、層１２８を形成できる場合がある。
導電層１２６ａは、画素電極１１１ａ上及び層１２８上に設けられる。導電層１２６ａは、画素電極１１１ａの上面に接する第１領域と、層１２８の上面に接する第２領域と、を有する。第１領域と接する画素電極１１１ａの上面の高さと、第２領域と接する層１２８の上面の高さは、一致または概略一致することが好ましい。
同様に、導電層１２６ｂは、画素電極１１１ｂ上及び層１２８上に設けられる。導電層１２６ｂは、画素電極１１１ｂの上面に接する第１領域と、層１２８の上面に接する第２領域と、を有する。第１領域と接する画素電極１１１ｂの上面の高さと、第２領域と接する層１２８の上面の高さは、一致または概略一致することが好ましい。
導電層１２６ｃは、画素電極１１１ｃ上及び層１２８上に設けられる。導電層１２６ｃは、画素電極１１１ｃの上面に接する第１領域と、層１２８の上面に接する第２領域と、を有する。第１領域と接する画素電極１１１ｃの上面の高さと、第２領域と接する層１２８の上面の高さは、一致または概略一致することが好ましい。
画素電極は可視光を反射する材料を含み、対向電極は可視光を透過する材料を含む。
表示装置１００Ａは、トップエミッション型である。発光デバイスが発する光は、基板１５２側に射出される。基板１５２には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。
基板１５１から絶縁層２１４までの積層構造が、実施の形態１におけるトランジスタを含む層１０１に相当する。
トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５は、いずれも基板１５１上に形成されている。これらのトランジスタは、同一の材料及び同一の工程により作製することができる。
基板１５１上には、絶縁層２１１、絶縁層２１３、絶縁層２１５、及び絶縁層２１４がこの順で設けられている。絶縁層２１１は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１３は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１５は、トランジスタを覆って設けられる。絶縁層２１４は、トランジスタを覆って設けられ、平坦化層としての機能を有する。なお、ゲート絶縁層の数及びトランジスタを覆う絶縁層の数は限定されず、それぞれ単層であっても２層以上であってもよい。
トランジスタを覆う絶縁層の少なくとも一層に、水及び水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層をバリア層として機能させることができる。このような構成とすることで、トランジスタに外部から不純物が拡散することを効果的に抑制でき、表示装置の信頼性を高めることができる。
絶縁層２１１、絶縁層２１３、及び絶縁層２１５としては、それぞれ、無機絶縁膜を用いることが好ましい。無機絶縁膜としては、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などを用いることができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜、及び酸化ネオジム膜等を用いてもよい。また、上述の絶縁膜を２以上積層して用いてもよい。
ここで、有機絶縁膜は、無機絶縁膜に比べてバリア性が低いことが多い。そのため、有機絶縁膜は、表示装置１００Ａの端部近傍に開口を有することが好ましい。これにより、表示装置１００Ａの端部から有機絶縁膜を介して不純物が入り込むことを抑制することができる。または、有機絶縁膜の端部が表示装置１００Ａの端部よりも内側にくるように有機絶縁膜を形成し、表示装置１００Ａの端部に有機絶縁膜が露出しないようにしてもよい。
平坦化層として機能する絶縁層２１４には、有機絶縁膜が好適である。有機絶縁膜に用いることができる材料としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等が挙げられる。また、絶縁層２１４を、有機絶縁膜と、無機絶縁膜との積層構造にしてもよい。絶縁層２１４の最表層は、エッチング保護膜としての機能を有することが好ましい。これにより、画素電極１１１ａまたは導電層１２６ａなどの加工時に、絶縁層２１４に凹部が形成されることを抑制することができる。または、絶縁層２１４には、画素電極１１１ａまたは導電層１２６ａなどの加工時に、凹部が設けられてもよい。
図１７Ａに示す領域２２８では、絶縁層２１４に開口が形成されている。これにより、絶縁層２１４に有機絶縁膜を用いる場合であっても、絶縁層２１４を介して外部から表示部１６２に不純物が入り込むことを抑制できる。従って、表示装置１００Ａの信頼性を高めることができる。
トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５は、ゲートとして機能する導電層２２１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１、ソース及びドレインとして機能する導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂ、半導体層２３１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１３、並びに、ゲートとして機能する導電層２２３を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。絶縁層２１１は、導電層２２１と半導体層２３１との間に位置する。絶縁層２１３は、導電層２２３と半導体層２３１との間に位置する。
本実施の形態の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタ、スタガ型のトランジスタ、逆スタガ型のトランジスタ等を用いることができる。また、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルが形成される半導体層の上下にゲートが設けられていてもよい。
トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５には、チャネルが形成される半導体層を２つのゲートで挟持する構成が適用されている。２つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジスタを駆動してもよい。または、２つのゲートのうち、一方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御してもよい。
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
トランジスタの半導体層は、金属酸化物（酸化物半導体ともいう）を有することが好ましい。つまり、本実施の形態の表示装置は、金属酸化物をチャネル形成領域に用いたトランジスタ（以下、ＯＳトランジスタ）を用いることが好ましい。または、トランジスタの半導体層は、シリコンを有していてもよい。シリコンとしては、アモルファスシリコン、結晶性のシリコン（低温ポリシリコン、単結晶シリコンなど）などが挙げられる。
半導体層は、例えば、インジウムと、Ｍ（Ｍは、ガリウム、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、スズ、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、及びマグネシウムから選ばれた一種または複数種）と、亜鉛と、を有することが好ましい。特に、Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、及びスズから選ばれた一種または複数種であることが好ましい。
特に、半導体層として、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、及び亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物（ＩＧＺＯとも記す）を用いることが好ましい。
半導体層がＩｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化物の場合、当該Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化物におけるＩｎの原子数比はＭの原子数比以上であることが好ましい。このようなＩｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化物の金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝２：１：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：８またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝６：１：６またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：２：５またはその近傍の組成、等が挙げられる。なお、近傍の組成とは、所望の原子数比の±３０％の範囲を含む。
例えば、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３またはその近傍の組成と記載する場合、Ｉｎの原子数比を４としたとき、Ｇａの原子数比が１以上３以下であり、Ｚｎの原子数比が２以上４以下である場合を含む。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝５：１：６またはその近傍の組成と記載する場合、Ｉｎの原子数比を５としたときに、Ｇａの原子数比が０．１より大きく２以下であり、Ｚｎの原子数比が５以上７以下である場合を含む。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１またはその近傍の組成と記載する場合、Ｉｎの原子数比を１としたときに、Ｇａの原子数比が０．１より大きく２以下であり、Ｚｎの原子数比が０．１より大きく２以下である場合を含む。
回路１６４が有するトランジスタと、表示部１６２が有するトランジスタは、同じ構造であってもよく、異なる構造であってもよい。回路１６４が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、２種類以上あってもよい。同様に、表示部１６２が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、２種類以上あってもよい。
図１７Ｂ及び図１７Ｃに、トランジスタの他の構成例を示す。
トランジスタ２０９及びトランジスタ２１０は、ゲートとして機能する導電層２２１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１、チャネル形成領域２３１ｉ及び一対の低抵抗領域２３１ｎを有する半導体層２３１、一対の低抵抗領域２３１ｎの一方と接続する導電層２２２ａ、一対の低抵抗領域２３１ｎの他方と接続する導電層２２２ｂ、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２２５、ゲートとして機能する導電層２２３、並びに、導電層２２３を覆う絶縁層２１５を有する。絶縁層２１１は、導電層２２１とチャネル形成領域２３１ｉとの間に位置する。絶縁層２２５は、少なくとも導電層２２３とチャネル形成領域２３１ｉとの間に位置する。さらに、トランジスタを覆う絶縁層２１８を設けてもよい。
図１７Ｂに示すトランジスタ２０９では、絶縁層２２５が半導体層２３１の上面及び側面を覆う例を示す。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、それぞれ、絶縁層２２５及び絶縁層２１５に設けられた開口を介して低抵抗領域２３１ｎと接続される。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂのうち、一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。
一方、図１７Ｃに示すトランジスタ２１０では、絶縁層２２５は、半導体層２３１のチャネル形成領域２３１ｉと重なり、低抵抗領域２３１ｎとは重ならない。例えば、導電層２２３をマスクとして絶縁層２２５を加工することで、図１７Ｃに示す構造を作製できる。図１７Ｃでは、絶縁層２２５及び導電層２２３を覆って絶縁層２１５が設けられ、絶縁層２１５の開口を介して、導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂがそれぞれ低抵抗領域２３１ｎと接続されている。
基板１５１の、基板１５２が重ならない領域には、接続部２０４が設けられている。接続部２０４では、配線１６５が導電層１６６及び接続層２４２を介してＦＰＣ１７２と電気的に接続されている。導電層１６６は、画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、導電層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、の積層構造である例を示す。接続部２０４の上面では、導電層１６６が露出している。これにより、接続部２０４とＦＰＣ１７２とを接続層２４２を介して電気的に接続することができる。
図１７Ａに示すように、基板１５２の基板１５１側の面には、遮光層１１７を設けることが好ましい。
また、基板１５２の外側には各種光学部材を配置することができる。光学部材としては、偏光板、位相差板、光拡散層（拡散フィルムなど）、反射防止層、及び集光フィルム等が挙げられる。また、基板１５２の外側には、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜、衝撃吸収層等を配置してもよい。
発光デバイスを覆う保護層１３１及び保護層１３２を設けることで、発光デバイスに水などの不純物が入り込むことを抑制し、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
表示装置１００Ａの端部近傍の領域２２８において、絶縁層２１４の開口を介して、絶縁層２１５と保護層１３１または保護層１３２とが互いに接することが好ましい。特に、無機絶縁膜同士が接することが好ましい。これにより、有機絶縁膜を介して外部から表示部１６２に不純物が入り込むことを抑制することができる。従って、表示装置１００Ａの信頼性を高めることができる。
基板１５１及び基板１５２には、それぞれ、ガラス、石英、セラミック、サファイア、樹脂、金属、合金、半導体などを用いることができる。発光デバイスからの光を取り出す側の基板には、該光を透過する材料を用いる。基板１５１及び基板１５２に可撓性を有する材料を用いると、表示装置の可撓性を高めることができる。また、基板１５１または基板１５２として偏光板を用いてもよい。
基板１５１及び基板１５２としては、それぞれ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリアミド樹脂（ナイロン、アラミド等）、ポリシロキサン樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ＡＢＳ樹脂、セルロースナノファイバー等を用いることができる。基板１５１及び基板１５２の一方または双方に、可撓性を有する程度の厚さのガラスを用いてもよい。
なお、表示装置に円偏光板を重ねる場合、表示装置が有する基板には、光学等方性の高い基板を用いることが好ましい。光学等方性が高い基板は、複屈折が小さい（複屈折量が小さい、ともいえる）。
光学等方性が高い基板のリタデーション（位相差）値の絶対値は、３０ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以下がより好ましく、１０ｎｍ以下がさらに好ましい。
光学等方性が高いフィルムとしては、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ、セルローストリアセテートともいう）フィルム、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）フィルム、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）フィルム、及びアクリルフィルム等が挙げられる。
また、基板としてフィルムを用いる場合、フィルムが吸水することで、表示パネルにしわが発生するなどの形状変化が生じる恐れがある。そのため、基板には、吸水率の低いフィルムを用いることが好ましい。例えば、吸水率が１％以下のフィルムを用いることが好ましく、０．１％以下のフィルムを用いることがより好ましく、０．０１％以下のフィルムを用いることがさらに好ましい。
接着層１４２としては、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。
接続層２４２としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
トランジスタのゲート、ソース及びドレインのほか、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、及びタングステンなどの金属、並びに、当該金属を主成分とする合金などが挙げられる。これらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。
また、透光性を有する導電材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛などの導電性酸化物またはグラフェンを用いることができる。または、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、及びチタンなどの金属材料、または、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）などを用いてもよい。なお、金属材料、または、合金材料（またはそれらの窒化物）を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすることが好ましい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。これらは、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層、及び、発光デバイスが有する導電層（画素電極または共通電極として機能する導電層）にも用いることができる。
各絶縁層に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料が挙げられる。
［表示装置１００Ｂ］
図１９に示す表示装置１００Ｂ及び図２０に示す表示装置１００Ｂ’は、ボトムエミッション型である点で、表示装置１００Ａと主に相違する。なお、表示装置１００Ａと同様の部分については説明を省略する。なお、図２０に示す表示装置１００Ｂ’は、画素電極間において、絶縁層２１４が凹部（段差部）を有する点を除いて図１９に示す表示装置１００Ｂと同じ構造である。また、図１９及び図２０では、第１の層１１２を含む副画素と、発光層１１３を含む副画素を示しているが、図１７等と同様に３種類以上の副画素を設けることができる。
発光デバイスが発する光は、基板１５１側に射出される。基板１５１には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。一方、基板１５２に用いる材料の透光性は問わない。
また、表示装置１００Ｂは、画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、及び導電層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃが可視光を透過する材料を含み、共通電極１１６が可視光を反射する材料を含む。ここで、画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、及び導電層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃと同一の導電膜を加工して得られる、導電層１６６も可視光を透過する材料を含む。
基板１５１とトランジスタ２０１との間、基板１５１とトランジスタ２０５との間には、遮光層１１７を形成することが好ましい。図１９では、基板１５１上に遮光層１１７が設けられ、遮光層１１７上に絶縁層１５３が設けられ、絶縁層１５３上にトランジスタ２０１、２０５などが設けられている例を示す。
ここで、表示装置１００Ａ及び表示装置１００Ｂについて、図２１Ａ乃至図２１Ｄに、画素電極１１１ａ及び層１２８とその周辺を含む領域１３８の断面構造を示す。なお、図２１Ａ乃至図２１Ｄに係る記載については、発光デバイス１３０ｂ及び発光デバイス１３０ｃについても同様のことがいえる。
図１７Ａ、図１８、図１９及び図２０では、層１２８の上面と画素電極１１１ａの上面が概略一致する例について示しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、図２１Ａに示すように、層１２８の上面が画素電極１１１ａの上面より高くなる場合がある。このとき、層１２８の上面は中心に向かって凸状に、なだらかに膨らんだ形状を有する。
また、図２１Ｂに示すように、層１２８の上面が画素電極１１１ａの上面より低くなる場合がある。このとき、層１２８の上面は中心に向かって凹状に、なだらかに窪んだ形状を有する。
また、図２１Ｃに示すように、層１２８の上面が画素電極１１１ａの上面より高くなる場合、画素電極１１１ａに形成された凹部より、層１２８の上部が広がって形成される場合がある。このとき、層１２８の一部が、画素電極１１１ａの概略平坦な領域の一部を覆って形成される場合がある。
また、図２１Ｄに示すように、図２１Ｃ示す構造において、さらに層１２８の上面の一部に凹部が形成される場合がある。当該凹部は、中心に向かってなだらかに窪んだ形状を有する。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について図２２乃至図２５を用いて説明する。
本実施の形態の表示装置は、高精細な表示装置とすることができる。したがって、本実施の形態の表示装置は、例えば、腕時計型、ブレスレット型などの情報端末機（ウェアラブル機器）、並びに、ヘッドマウントディスプレイなどのＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）向け機器、メガネ型のＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）向け機器など、頭部に装着可能なウェアラブル機器の表示部に用いることができる。
［表示モジュール］
図２２Ａに、表示モジュール２８０の斜視図を示す。表示モジュール２８０は、表示装置１００Ｃと、ＦＰＣ２９０と、を有する。なお、表示モジュール２８０が有する表示装置は表示装置１００Ｃに限られず、後述する表示装置１００Ｄ乃至表示装置１００Ｇのいずれかであってもよい。
表示モジュール２８０は、基板２９１及び基板２９２を有する。表示モジュール２８０は、表示部２８１を有する。表示部２８１は、表示モジュール２８０における画像を表示する領域であり、後述する画素部２８４に設けられる各画素からの光を視認できる領域である。
図２２Ｂに、基板２９１側の構成を模式的に示す斜視図を示している。基板２９１上には、回路部２８２と、回路部２８２上の画素回路部２８３と、画素回路部２８３上の画素部２８４と、が積層されている。また、基板２９１上の画素部２８４と重ならない部分に、ＦＰＣ２９０と接続するための端子部２８５が設けられている。端子部２８５と回路部２８２とは、複数の配線により構成される配線部２８６により電気的に接続されている。
画素部２８４は、周期的に配列した複数の画素２８４ａを有する。図２２Ｂの右側に、１つの画素２８４ａの拡大図を示している。画素２８４ａは、副画素１１０ａ、副画素１１０ｂ、及び副画素１１０ｃを有する。副画素１１０ａ、副画素１１０ｂ、及び副画素１１０ｃ並びにその周囲の構成に関しては、先の実施の形態を参酌することができる。複数の副画素は、図２２Ｂに示すようにストライプ配列で配置することができる。また、デルタ配列、または、ペンタイル配列など様々な発光デバイスの配列方法を適用することができる。
画素回路部２８３は、周期的に配列した複数の画素回路２８３ａを有する。
１つの画素回路２８３ａは、１つの画素２８４ａが有する３つの発光デバイスの発光を制御する回路である。１つの画素回路２８３ａは、１つの発光デバイスの発光を制御する回路が３つ設けられる構成としてもよい。例えば、画素回路２８３ａは、１つの発光デバイスにつき、１つの選択トランジスタと、１つの電流制御用トランジスタ（駆動トランジスタ）と、容量素子と、を少なくとも有する構成とすることができる。このとき、選択トランジスタのゲートにはゲート信号が、ソースまたはドレインの一方にはソース信号が、それぞれ入力される。これにより、アクティブマトリクス型の表示装置が実現されている。
回路部２８２は、画素回路部２８３の各画素回路２８３ａを駆動する回路を有する。例えば、ゲート線駆動回路、及び、ソース線駆動回路の一方または双方を有することが好ましい。このほか、演算回路、メモリ回路、及び電源回路等の少なくとも一つを有していてもよい。
ＦＰＣ２９０は、外部から回路部２８２にビデオ信号または電源電位等を供給するための配線として機能する。また、ＦＰＣ２９０上にＩＣが実装されていてもよい。
表示モジュール２８０は、画素部２８４の下側に画素回路部２８３及び回路部２８２の一方または双方が積層された構成とすることができるため、表示部２８１の開口率（有効表示面積比）を極めて高くすることができる。例えば表示部２８１の開口率は、４０％以上１００％未満、好ましくは５０％以上９５％以下、より好ましくは６０％以上９５％以下とすることができる。また、画素２８４ａを極めて高密度に配置することが可能で、表示部２８１の精細度を極めて高くすることができる。例えば、表示部２８１には、２０００ｐｐｉ以上、好ましくは３０００ｐｐｉ以上、より好ましくは５０００ｐｐｉ以上、さらに好ましくは６０００ｐｐｉ以上であって、２００００ｐｐｉ以下、または３００００ｐｐｉ以下の精細度で、画素２８４ａが配置されることが好ましい。
このような表示モジュール２８０は、極めて高精細であることから、ヘッドマウントディスプレイなどのＶＲ向け機器、またはメガネ型のＡＲ向け機器に好適に用いることができる。例えば、レンズを通して表示モジュール２８０の表示部を視認する構成の場合であっても、表示モジュール２８０は極めて高精細な表示部２８１を有するためにレンズで表示部を拡大しても画素が視認されず、没入感の高い表示を行うことができる。また、表示モジュール２８０はこれに限られず、比較的小型の表示部を有する電子機器に好適に用いることができる。例えば腕時計などの装着型の電子機器の表示部に好適に用いることができる。
［表示装置１００Ｃ］
図２３に示す表示装置１００Ｃは、基板３０１、副画素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、容量２４０、及び、トランジスタ３１０を有する。副画素１１０ａは発光デバイス１３０ａを有し、副画素１１０ｂは発光デバイス１３０ｂを有し、副画素１１０ｃは発光デバイス１３０ｃを有する。
基板３０１は、図２２Ａ及び図２２Ｂにおける基板２９１に相当する。基板３０１から絶縁層２５５ｂまでの積層構造が、実施の形態１におけるトランジスタを含む層１０１に相当する。
トランジスタ３１０は、基板３０１にチャネル形成領域を有するトランジスタである。基板３０１としては、例えば単結晶シリコン基板などの半導体基板を用いることができる。トランジスタ３１０は、基板３０１の一部、導電層３１１、低抵抗領域３１２、絶縁層３１３、及び、絶縁層３１４を有する。導電層３１１は、ゲート電極として機能する。絶縁層３１３は、基板３０１と導電層３１１の間に位置し、ゲート絶縁層として機能する。低抵抗領域３１２は、基板３０１に不純物がドープされた領域であり、ソースまたはドレインの一方として機能する。絶縁層３１４は、導電層３１１の側面を覆って設けられ、絶縁層として機能する。
また、基板３０１に埋め込まれるように、隣接する２つのトランジスタ３１０の間に素子分離層３１５が設けられている。
また、トランジスタ３１０を覆って絶縁層２６１が設けられ、絶縁層２６１上に容量２４０が設けられている。
容量２４０は、導電層２４１と、導電層２４５と、これらの間に位置する絶縁層２４３を有する。導電層２４１は容量２４０の一方の電極として機能し、導電層２４５は容量２４０の他方の電極として機能し、絶縁層２４３は容量２４０の誘電体として機能する。
導電層２４１は絶縁層２６１上に設けられ、絶縁層２５４に埋め込まれている。導電層２４１は、絶縁層２６１に埋め込まれたプラグ２７１によってトランジスタ３１０のソースまたはドレインの一方と電気的に接続されている。絶縁層２４３は導電層２４１を覆って設けられる。導電層２４５は、絶縁層２４３を介して導電層２４１と重なる領域に設けられている。
容量２４０を覆って、絶縁層２５５ａが設けられ、絶縁層２５５ａ上に絶縁層２５５ｂが設けられ、絶縁層２５５ｂ上に発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ等が設けられている。本実施の形態では、発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃが、図１Ｂに示す積層構造を有する例を示す。画素電極１１１の側面は、絶縁層１２５と直接接する領域と、第１の層１１２と直接接する領域と、を有する場合がある。また、第１の層１１２は隣接する画素電極と画素電極と、の間で途切れた構造となっていることが望ましい。また、発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ上には保護層１３１が設けられている。保護層１３１上には保護層１３２が設けられており、保護層１３２上には、樹脂層１２２によって基板１２０が貼り合わされている。発光デバイスから基板１２０までの構成要素についての詳細は、実施の形態１を参照することができる。基板１２０は、図２２Ａにおける基板２９２に相当する。
絶縁層２５５ａ、２５５ｂとしては、それぞれ、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、及び窒化酸化絶縁膜などの各種無機絶縁膜を好適に用いることができる。絶縁層２５５ａとしては、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜などの酸化絶縁膜または酸化窒化絶縁膜を用いることが好ましい。絶縁層２５５ｂとしては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜などの窒化絶縁膜または窒化酸化絶縁膜を用いることが好ましい。より具体的には、絶縁層２５５ａとして酸化シリコン膜を用い、絶縁層２５５ｂとして窒化シリコン膜を用いることが好ましい。絶縁層２５５ｂは、エッチング保護膜としての機能を有することが好ましい。または、絶縁層２５５ａとして、窒化絶縁膜または窒化酸化絶縁膜を用い、絶縁層２５５ｂとして、酸化絶縁膜または酸化窒化絶縁膜を用いてもよい。本実施の形態では、絶縁層２５５ｂに凹部が設けられている例を示すが、絶縁層２５５ｂに凹部が設けられていなくてもよい。
発光デバイスの画素電極は、絶縁層２５５ａ、２５５ｂに埋め込まれたプラグ２５６、絶縁層２５４に埋め込まれた導電層２４１、及び、絶縁層２６１に埋め込まれたプラグ２７１によってトランジスタ３１０のソースまたはドレインの一方と電気的に接続されている。絶縁層２５５ｂの上面の高さと、プラグ２５６の上面の高さは、一致または概略一致している。プラグには各種導電材料を用いることができる。
［表示装置１００Ｄ］
図２４に示す表示装置１００Ｄは、トランジスタの構成が異なる点で、表示装置１００Ｃと主に相違する。なお、表示装置１００Ｃと同様の部分については説明を省略することがある。
トランジスタ３２０は、チャネルが形成される半導体層に、金属酸化物（酸化物半導体ともいう）が適用されたトランジスタ（ＯＳトランジスタ）である。
トランジスタ３２０は、半導体層３２１、絶縁層３２３、導電層３２４、一対の導電層３２５、絶縁層３２６、及び、導電層３２７を有する。
基板３３１は、図２２Ａ及び図２２Ｂにおける基板２９１に相当する。基板３３１から絶縁層２５５ｂまでの積層構造が、実施の形態１におけるトランジスタを含む層１０１に相当する。基板３３１としては、絶縁性基板または半導体基板を用いることができる。
基板３３１上に、絶縁層３３２が設けられている。絶縁層３３２は、基板３３１から水または水素などの不純物がトランジスタ３２０に拡散すること、及び半導体層３２１から絶縁層３３２側に酸素が脱離することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層３３２としては、例えば酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、窒化シリコン膜などの、酸化シリコン膜よりも水素または酸素が拡散しにくい膜を用いることができる。
絶縁層３３２上に導電層３２７が設けられ、導電層３２７を覆って絶縁層３２６が設けられている。導電層３２７は、トランジスタ３２０の第１のゲート電極として機能し、絶縁層３２６の一部は、第１のゲート絶縁層として機能する。絶縁層３２６の少なくとも半導体層３２１と接する部分には、酸化シリコン膜等の酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。絶縁層３２６の上面は、平坦化されていることが好ましい。
半導体層３２１は、絶縁層３２６上に設けられる。半導体層３２１は、半導体特性を有する金属酸化物（酸化物半導体ともいう）膜を有することが好ましい。半導体層３２１に好適に用いることのできる材料の詳細については後述する。
一対の導電層３２５は、半導体層３２１上に接して設けられ、ソース電極及びドレイン電極として機能する。
また、一対の導電層３２５の上面及び側面、並びに半導体層３２１の側面等を覆って絶縁層３２８が設けられ、絶縁層３２８上に絶縁層２６４が設けられている。絶縁層３２８は、半導体層３２１に絶縁層２６４等から水または水素などの不純物が拡散すること、及び半導体層３２１から酸素が脱離することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層３２８としては、上記絶縁層３３２と同様の絶縁膜を用いることができる。
絶縁層３２８及び絶縁層２６４に、半導体層３２１に達する開口が設けられている。当該開口の内部において、絶縁層２６４、絶縁層３２８、及び導電層３２５の側面、並びに半導体層３２１の上面に接する絶縁層３２３と、導電層３２４とが埋め込まれている。導電層３２４は、第２のゲート電極として機能し、絶縁層３２３は第２のゲート絶縁層として機能する。
導電層３２４の上面、絶縁層３２３の上面、及び絶縁層２６４の上面は、それぞれ高さが一致または概略一致するように平坦化処理され、これらを覆って絶縁層３２９及び絶縁層２６５が設けられている。
絶縁層２６４及び絶縁層２６５は、層間絶縁層として機能する。絶縁層３２９は、トランジスタ３２０に絶縁層２６５等から水または水素などの不純物が拡散することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層３２９としては、上記絶縁層３２８及び絶縁層３３２と同様の絶縁膜を用いることができる。
一対の導電層３２５の一方と電気的に接続するプラグ２７４は、絶縁層２６５、絶縁層３２９、及び絶縁層２６４に埋め込まれるように設けられている。ここで、プラグ２７４は、絶縁層２６５、絶縁層３２９、絶縁層２６４、及び絶縁層３２８のそれぞれの開口の側面、及び導電層３２５の上面の一部を覆う導電層２７４ａと、導電層２７４ａの上面に接する導電層２７４ｂとを有することが好ましい。このとき、導電層２７４ａとして、水素及び酸素が拡散しにくい導電材料を用いることが好ましい。
表示装置１００Ｄにおける、絶縁層２５４から基板１２０までの構成は、表示装置１００Ｃと同様である。
［表示装置１００Ｅ］
図２５に示す表示装置１００Ｅは、基板３０１にチャネルが形成されるトランジスタ３１０と、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物を含むトランジスタ３２０とが積層された構成を有する。なお、表示装置１００Ｃ、１００Ｄと同様の部分については説明を省略することがある。
トランジスタ３１０を覆って絶縁層２６１が設けられ、絶縁層２６１上に導電層２５１が設けられている。また導電層２５１を覆って絶縁層２６２が設けられ、絶縁層２６２上に導電層２５２が設けられている。導電層２５１及び導電層２５２は、それぞれ配線として機能する。また、導電層２５２を覆って絶縁層２６３及び絶縁層３３２が設けられ、絶縁層３３２上にトランジスタ３２０が設けられている。また、トランジスタ３２０を覆って絶縁層２６５が設けられ、絶縁層２６５上に容量２４０が設けられている。容量２４０とトランジスタ３２０とは、プラグ２７４により電気的に接続されている。
トランジスタ３２０は、画素回路を構成するトランジスタとして用いることができる。また、トランジスタ３１０は、画素回路を構成するトランジスタ、または当該画素回路を駆動するための駆動回路（ゲート線駆動回路、ソース線駆動回路）を構成するトランジスタとして用いることができる。また、トランジスタ３１０及びトランジスタ３２０は、演算回路または記憶回路などの各種回路を構成するトランジスタとして用いることができる。
このような構成とすることで、発光デバイスの直下に画素回路だけでなく駆動回路等を形成することができるため、表示領域の周辺に駆動回路を設ける場合に比べて、表示装置を小型化することが可能となる。
［表示装置１００Ｆ］
図２６に示す表示装置１００Ｆは、それぞれ半導体基板にチャネルが形成されるトランジスタ３１０Ａと、トランジスタ３１０Ｂとが積層された構成を有する。
表示装置１００Ｆは、トランジスタ３１０Ｂ、容量２４０および各発光デバイスが設けられた基板３０１Ｂと、トランジスタ３１０Ａが設けられた基板３０１Ａとが、貼り合わされた構成を有する。
ここで、基板３０１Ｂの下面に絶縁層３４５を設けることが好ましい。また、基板３０１Ａ上に設けられた絶縁層２６１の上に絶縁層３４６を設けることが好ましい。絶縁層３４５、３４６は、保護層として機能する絶縁層であり、基板３０１Ｂおよび基板３０１Ａに不純物が拡散するのを抑制することができる。絶縁層３４５、３４６としては、保護層１３１、１３２、または絶縁層３３２に用いることができる無機絶縁膜を用いることができる。
基板３０１Ｂには、基板３０１Ｂおよび絶縁層３４５を貫通するプラグ３４３が設けられる。ここで、プラグ３４３の側面を覆って絶縁層３４４を設けることが好ましい。絶縁層３４４は、保護層として機能する絶縁層であり、基板３０１Ｂに不純物が拡散するのを抑制することができる。絶縁層３４４としては、保護層１３１、１３２、または絶縁層３３２に用いることができる無機絶縁膜を用いることができる。
また、基板３０１Ｂの裏面（基板１２０側とは反対側の表面）側、絶縁層３４５の下に、導電層３４２が設けられる。導電層３４２は、絶縁層３３５に埋め込まれるように設けられることが好ましい。また、導電層３４２と絶縁層３３５の下面は平坦化されていることが好ましい。ここで、導電層３４２はプラグ３４３と電気的に接続されている。
一方、基板３０１Ａには、絶縁層３４６上に導電層３４１が設けられている。導電層３４１は、絶縁層３３６に埋め込まれるように設けられることが好ましい。また、導電層３４１と絶縁層３３６の上面は平坦化されていることが好ましい。
導電層３４１と、導電層３４２とが接合されることで、基板３０１Ａと基板３０１Ｂとが電気的に接続される。ここで、導電層３４２と絶縁層３３５で形成される面と、導電層３４１と絶縁層３３６で形成される面の平坦性を向上させておくことで、導電層３４１と導電層３４２の貼り合わせを良好にすることができる。
導電層３４１および導電層３４２としては、同じ導電性材料を用いることが好ましい。例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた元素を含む金属膜、又は上述した元素を成分とする金属窒化物膜（窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、窒化タングステン膜）等を用いることができる。特に、導電層３４１および導電層３４２に、銅を用いることが好ましい。これにより、Ｃｕ－Ｃｕ（カッパー・カッパー）直接接合技術（Ｃｕ（銅）のパッド同士を接続することで電気的導通を図る技術）を適用することができる。
［表示装置１００Ｇ］
図２６では、導電層３４１と導電層３４２の接合にＣｕ－Ｃｕ直接接合技術を用いる例について示しているが、本発明はこれに限られるものではない。図２７に示すように、表示装置１００Ｇにおいて、導電層３４１と導電層３４２を、バンプ３４７を介して接合する構成にしてもよい。
図２７に示すように、導電層３４１と導電層３４２の間にバンプ３４７を設けることで、導電層３４１と導電層３４２を電気的に接続することができる。バンプ３４７は、例えば、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）などを含む導電性材料を用いて形成することができる。また例えば、バンプ３４７として半田を用いる場合がある。また、絶縁層３４５と絶縁層３４６の間に、接着層３４８を設けてもよい。また、バンプ３４７を設ける場合、絶縁層３３５及び絶縁層３３６を設けない構成にしてもよい。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置に適用することのできるトランジスタの構成例について説明する。特に、チャネルが形成される半導体にシリコンを含むトランジスタを用いる場合について説明する。
本発明の一態様は、発光デバイスと、画素回路と、を有する表示装置である。表示装置は、例えば、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、または青色（Ｂ）の光を発する３種類の副画素を有することで、フルカラーの表示装置を実現できる。
発光デバイスを駆動する画素回路に含まれるトランジスタの全てに、チャネルが形成される半導体層にシリコンを有するトランジスタを用いることが好ましい。シリコンとしては、単結晶シリコン（単結晶Ｓｉ）、多結晶シリコン、非晶質シリコンなどが挙げられる。特に、半導体層に低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｏｌｙ Ｓｉｌｉｃｏｎ））を有するトランジスタ（以下、ＬＴＰＳトランジスタともいう）を用いることが好ましい。ＬＴＰＳトランジスタは、電界効果移動度が高く、周波数特性が良好である。
ＬＴＰＳトランジスタなどのシリコンを用いたトランジスタを適用することで、高周波数で駆動する必要のある回路（例えばソースドライバ回路）を表示部と同一基板上に作り込むことができる。これにより、表示装置に実装される外部回路を簡略化でき、部品コスト及び実装コストを削減することができる。
また、画素回路に含まれるトランジスタの少なくとも一に、チャネルが形成される半導体に金属酸化物（以下、酸化物半導体ともいう）を有するトランジスタ（以下、ＯＳトランジスタともいう）を用いることが好ましい。ＯＳトランジスタは、非晶質シリコンを用いたトランジスタと比較して電界効果移動度が極めて高い。また、ＯＳトランジスタは、オフ状態におけるソース－ドレイン間のリーク電流（以下、オフ電流ともいう）が著しく小さく、当該トランジスタと直列に接続された容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。また、ＯＳトランジスタを適用することで、表示装置の消費電力を低減することができる。
画素回路に含まれるトランジスタの一部に、ＬＴＰＳトランジスタを用い、他の一部にＯＳトランジスタを用いることで、消費電力が低く、駆動能力の高い表示装置を実現することができる。より好適な例としては、配線間の導通、非導通を制御するためのスイッチとして機能するトランジスタなどにＯＳトランジスタを適用し、電流を制御するトランジスタなどにＬＴＰＳトランジスタを適用することが好ましい。なお、ＬＴＰＳトランジスタと、ＯＳトランジスタと、の双方を組み合わせる構成をＬＴＰＯと呼称する場合がある。ＬＴＰＯとすることで、消費電力が低く、駆動能力の高い表示パネルを実現することができる。
例えば、画素回路に設けられるトランジスタの一は、発光デバイスに流れる電流を制御するためのトランジスタとして機能し、駆動トランジスタとも呼ぶことができる。駆動トランジスタのソース及びドレインの一方は、発光デバイスの画素電極と電気的に接続される。当該駆動トランジスタには、ＬＴＰＳトランジスタを用いることが好ましい。これにより、画素回路において発光デバイスに流れる電流を大きくできる。
一方、画素回路に設けられるトランジスタの他の一は、画素の選択、非選択を制御するためのスイッチとして機能し、選択トランジスタとも呼ぶことができる。選択トランジスタのゲートはゲート線と電気的に接続され、ソース及びドレインの一方は、ソース線（信号線）と電気的に接続される。選択トランジスタには、ＯＳトランジスタを適用することが好ましい。これにより、フレーム周波数を著しく小さく（例えば１ｆｐｓ以下）しても、画素の階調を維持することができるため、静止画を表示する際にドライバを停止することで、消費電力を低減することができる。
以下では、より具体的な構成例について、図面を参照して説明する。
［表示装置の構成例２］
図２８Ａに、表示装置１０のブロック図を示す。表示装置１０は、表示部１１、駆動回路部１２、駆動回路部１３などを有する。
表示部１１は、マトリクス状に配置された複数の画素３０を有する。画素３０は、副画素２１Ｒ、副画素２１Ｇ、及び副画素２１Ｂを有する。副画素２１Ｒ、副画素２１Ｇ、及び副画素２１Ｂは、それぞれ表示デバイスとして機能する発光デバイスを有する。
画素３０は、配線ＧＬ、配線ＳＬＲ、配線ＳＬＧ、及び配線ＳＬＢと電気的に接続されている。配線ＳＬＲ、配線ＳＬＧ、及び配線ＳＬＢは、それぞれ駆動回路部１２と電気的に接続されている。配線ＧＬは、駆動回路部１３と電気的に接続されている。駆動回路部１２は、ソース線駆動回路（ソースドライバともいう）として機能し、駆動回路部１３は、ゲート線駆動回路（ゲートドライバともいう）として機能する。配線ＧＬは、ゲート線として機能し、配線ＳＬＲ、配線ＳＬＧ、及び配線ＳＬＢは、それぞれソース線として機能する。
副画素２１Ｒは、赤色の光を呈する発光デバイスを有する。副画素２１Ｇは、緑色の光を呈する発光デバイスを有する。副画素２１Ｂは、青色の光を呈する発光デバイスを有する。これにより、表示装置１０はフルカラーの表示を行うことができる。または、画素３０は、他の色の光を呈する副画素を有していてもよい。例えば画素３０は、上記３つの副画素に加えて、白色の光を呈する副画素、または黄色の光を呈する副画素などを有していてもよい。
配線ＧＬは、行方向（配線ＧＬの延伸方向）に配列する副画素２１Ｒ、副画素２１Ｇ、及び副画素２１Ｂと電気的に接続されている。配線ＳＬＲ、配線ＳＬＧ、及び配線ＳＬＢは、それぞれ、列方向（配線ＳＬＲ等の延伸方向）に配列する副画素２１Ｒ、副画素２１Ｇ、または副画素２１Ｂ（図示しない）と電気的に接続されている。
〔画素回路の構成例〕
図２８Ｂに、上記副画素２１Ｒ、副画素２１Ｇ、及び副画素２１Ｂに適用することのできる画素２１の回路図の一例を示す。画素２１は、トランジスタＭ１、トランジスタＭ２、トランジスタＭ３、容量Ｃ１、及び発光デバイスＥＬを有する。また、画素２１には、配線ＧＬ及び配線ＳＬが電気的に接続される。配線ＳＬは、図２８Ａで示す配線ＳＬＲ、配線ＳＬＧ、及び配線ＳＬＢのうちのいずれかに対応する。
トランジスタＭ１は、ゲートが配線ＧＬと電気的に接続され、ソース及びドレインの一方が配線ＳＬと電気的に接続され、他方が容量Ｃ１の一方の電極、及びトランジスタＭ２のゲートと電気的に接続される。トランジスタＭ２は、ソース及びドレインの一方が配線ＡＬと電気的に接続され、ソース及びドレインの他方が発光デバイスＥＬの一方の電極、容量Ｃ１の他方の電極、及びトランジスタＭ３のソース及びドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタＭ３は、ゲートが配線ＧＬと電気的に接続され、ソース及びドレインの他方が配線ＲＬと電気的に接続される。発光デバイスＥＬは、他方の電極が配線ＣＬと電気的に接続される。
配線ＳＬには、データ電位Ｄが与えられる。配線ＧＬには、選択信号が与えられる。当該選択信号には、トランジスタを導通状態とする電位と、非導通状態とする電位が含まれる。
配線ＲＬには、リセット電位が与えられる。配線ＡＬには、アノード電位が与えられる。配線ＣＬには、カソード電位が与えられる。画素２１において、アノード電位はカソード電位よりも高い電位とする。また、配線ＲＬに与えられるリセット電位は、リセット電位とカソード電位との電位差が、発光デバイスＥＬのしきい値電圧よりも小さくなるような電位とすることができる。リセット電位は、カソード電位よりも高い電位、カソード電位と同じ電位、または、カソード電位よりも低い電位とすることができる。
トランジスタＭ１及びトランジスタＭ３は、スイッチとして機能する。トランジスタＭ２は、発光デバイスＥＬに流れる電流を制御するためのトランジスタとして機能する。例えば、トランジスタＭ１は選択トランジスタとして機能し、トランジスタＭ２は、駆動トランジスタとして機能するともいえる。
ここで、トランジスタＭ１乃至トランジスタＭ３の全てに、ＬＴＰＳトランジスタを適用することが好ましい。または、トランジスタＭ１及びトランジスタＭ３にＯＳトランジスタを適用し、トランジスタＭ２にＬＴＰＳトランジスタを適用することが好ましい。
または、トランジスタＭ１乃至トランジスタＭ３のすべてに、ＯＳトランジスタを適用してもよい。このとき、駆動回路部１２が有する複数のトランジスタ、及び駆動回路部１３が有する複数のトランジスタのうち、一以上にＬＴＰＳトランジスタを適用し、他のトランジスタにＯＳトランジスタを適用する構成とすることができる。例えば、表示部１１に設けられるトランジスタにはＯＳトランジスタを適用し、駆動回路部１２及び駆動回路部１３に設けられるトランジスタにはＬＴＰＳトランジスタを適用することもできる。
ＯＳトランジスタとしては、チャネルが形成される半導体層に酸化物半導体を用いたトランジスタを用いることができる。半導体層は、例えば、インジウムと、Ｍ（Ｍは、ガリウム、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、スズ、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、及びマグネシウムから選ばれた一種または複数種）と、亜鉛と、を有することが好ましい。特に、Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、及びスズから選ばれた一種または複数種であることが好ましい。特に、ＯＳトランジスタの半導体層として、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸化物（ＩＧＺＯとも記す）を用いることが好ましい。または、インジウム、スズ、及び亜鉛を含む酸化物を用いることが好ましい。または、インジウム、ガリウム、スズ、及び亜鉛を含む酸化物を用いることが好ましい。
シリコンよりもバンドギャップが広く、かつキャリア密度の小さい酸化物半導体を用いたトランジスタは、極めて小さいオフ電流を実現することができる。そのため、その小さいオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。そのため、特に容量Ｃ１に直列に接続されるトランジスタＭ１及びトランジスタＭ３には、それぞれ、酸化物半導体が適用されたトランジスタを用いることが好ましい。トランジスタＭ１及びトランジスタＭ３として酸化物半導体を有するトランジスタを適用することで、容量Ｃ１に保持される電荷が、トランジスタＭ１またはトランジスタＭ３を介してリークされることを防ぐことができる。また、容量Ｃ１に保持される電荷を長時間に亘って保持できるため、画素２１のデータを書き換えることなく、静止画を長期間に亘って表示することが可能となる。
なお、図２８Ｂにおいて、トランジスタをｎチャネル型のトランジスタとして表記しているが、ｐチャネル型のトランジスタを用いることもできる。
また、画素２１が有する各トランジスタは、同一基板上に並べて形成されることが好ましい。
画素２１が有するトランジスタとして、半導体層を介して重なる一対のゲートを有するトランジスタを適用することができる。
一対のゲートを有するトランジスタにおいて、一対のゲートが互いに電気的に接続され、同じ電位が与えられる構成とすることで、トランジスタのオン電流が高まること、及び飽和特性が向上するといった利点がある。また、一対のゲートの一方に、トランジスタのしきい値電圧を制御する電位を与えてもよい。また、一対のゲートの一方に、定電位を与えることで、トランジスタの電気特性の安定性を向上させることができる。例えば、トランジスタの一方のゲートを、定電位が与えられる配線と電気的に接続する構成としてもよいし、自身のソースまたはドレインと電気的に接続する構成としてもよい。
図２８Ｃに示す画素２１は、トランジスタＭ１及びトランジスタＭ３に、一対のゲートを有するトランジスタを適用した場合の例である。トランジスタＭ１及びトランジスタＭ３は、それぞれ一対のゲートが電気的に接続されている。このような構成とすることで、画素２１へのデータの書き込み期間を短縮することができる。
図２８Ｄに示す画素２１は、トランジスタＭ１及びトランジスタＭ３に加えて、トランジスタＭ２にも、一対のゲートを有するトランジスタを適用した例である。トランジスタＭ２は、一対のゲートが電気的に接続されている。トランジスタＭ２に、このようなトランジスタを適用することで、飽和特性が向上するため、発光デバイスＥＬの発光輝度の制御が容易となり、表示品位を高めることができる。
［トランジスタの構成例］
以下では、上記表示装置に適用することのできるトランジスタの断面構成例について説明する。
〔構成例１〕
図２９Ａは、トランジスタ４１０を含む断面図である。
トランジスタ４１０は、基板４０１上に設けられ、半導体層に多結晶シリコンを適用したトランジスタである。例えばトランジスタ４１０は、画素２１のトランジスタＭ２に対応する。すなわち、図２９Ａは、トランジスタ４１０のソース及びドレインの一方が、発光デバイスの導電層４３１と電気的に接続されている例である。
トランジスタ４１０は、半導体層４１１、絶縁層４１２、導電層４１３等を有する。半導体層４１１は、チャネル形成領域４１１ｉ及び低抵抗領域４１１ｎを有する。半導体層４１１は、シリコンを有する。半導体層４１１は、多結晶シリコンを有することが好ましい。絶縁層４１２の一部は、ゲート絶縁層として機能する。導電層４１３の一部は、ゲート電極として機能する。
なお、半導体層４１１は、半導体特性を示す金属酸化物（酸化物半導体ともいう）を含む構成とすることもできる。このとき、トランジスタ４１０は、ＯＳトランジスタと呼ぶことができる。
低抵抗領域４１１ｎは、不純物元素を含む領域である。例えばトランジスタ４１０をｎチャネル型のトランジスタとする場合には、低抵抗領域４１１ｎにリン、ヒ素などを添加すればよい。一方、ｐチャネル型のトランジスタとする場合には、低抵抗領域４１１ｎにホウ素、アルミニウムなどを添加すればよい。また、トランジスタ４１０のしきい値電圧を制御するため、チャネル形成領域４１１ｉに、上述した不純物が添加されていてもよい。
基板４０１上に、絶縁層４２１が設けられている。半導体層４１１は、絶縁層４２１上に設けられている。絶縁層４１２は、半導体層４１１及び絶縁層４２１を覆って設けられている。導電層４１３は、絶縁層４１２上の、半導体層４１１と重なる位置に設けられている。
また、導電層４１３及び絶縁層４１２を覆って絶縁層４２２が設けられる。絶縁層４２２上には、導電層４１４ａ及び導電層４１４ｂが設けられる。導電層４１４ａ及び導電層４１４ｂは、絶縁層４２２及び絶縁層４１２に設けられた開口部において、低抵抗領域４１１ｎと電気的に接続されている。導電層４１４ａの一部は、ソース電極及びドレイン電極の一方として機能し、導電層４１４ｂの一部は、ソース電極及びドレイン電極の他方として機能する。また、導電層４１４ａ、導電層４１４ｂ、及び絶縁層４２２を覆って、絶縁層４２３が設けられている。
絶縁層４２３上には、画素電極として機能する導電層４３１が設けられる。導電層４３１は、絶縁層４２３上に設けられ、絶縁層４２３に設けられた開口において、導電層４１４ｂと電気的に接続されている。ここでは省略するが、導電層４３１上には、ＥＬ層及び共通電極を積層することができる。
〔構成例２〕
図２９Ｂには、一対のゲート電極を有するトランジスタ４１０ａを示す。図２９Ｂに示すトランジスタ４１０ａは、導電層４１５、及び絶縁層４１６を有する点で、図２９Ａと主に相違している。
導電層４１５は、絶縁層４２１上に設けられている。また、導電層４１５及び絶縁層４２１を覆って、絶縁層４１６が設けられている。半導体層４１１は、少なくともチャネル形成領域４１１ｉが、絶縁層４１６を介して導電層４１５と重なるように設けられている。
図２９Ｂに示すトランジスタ４１０ａにおいて、導電層４１３の一部が第１のゲート電極として機能し、導電層４１５の一部が第２のゲート電極として機能する。またこのとき、絶縁層４１２の一部が第１のゲート絶縁層として機能し、絶縁層４１６の一部が第２のゲート絶縁層として機能する。
ここで、第１のゲート電極と、第２のゲート電極とを電気的に接続する場合、図示しない領域において、絶縁層４１２及び絶縁層４１６に設けられた開口部を介して導電層４１３と導電層４１５とを電気的に接続すればよい。また、第２のゲート電極と、ソースまたはドレインとを電気的に接続する場合、図示しない領域において、絶縁層４２２、絶縁層４１２、及び絶縁層４１６に設けられた開口部を介して、導電層４１４ａまたは導電層４１４ｂと、導電層４１５とを電気的に接続すればよい。
画素２１を構成するトランジスタの全てに、ＬＴＰＳトランジスタを適用する場合、図２９Ａで例示しているトランジスタ４１０、または図２９Ｂで例示しているトランジスタ４１０ａを適用することができる。このとき、画素２１を構成する全てのトランジスタに、トランジスタ４１０ａを用いてもよいし、全てのトランジスタにトランジスタ４１０を適用してもよいし、トランジスタ４１０ａと、トランジスタ４１０とを組み合わせて用いてもよい。
〔構成例３〕
以下では、半導体層にシリコンが適用されたトランジスタと、半導体層に金属酸化物が適用されたトランジスタの両方を有する構成の例について説明する。
図２９Ｃに、トランジスタ４１０ａ及びトランジスタ４５０を含む、断面概略図を示している。
トランジスタ４１０ａについては、上記構成例１を援用できる。なお、ここではトランジスタ４１０ａを用いる例を示しているが、トランジスタ４１０とトランジスタ４５０とを有する構成としてもよいし、トランジスタ４１０、トランジスタ４１０ａ、トランジスタ４５０の全てを有する構成としてもよい。
トランジスタ４５０は、半導体層に金属酸化物を適用したトランジスタである。図２９Ｃに示す構成は、例えばトランジスタ４５０が画素２１のトランジスタＭ１に対応し、トランジスタ４１０ａがトランジスタＭ２に対応する例である。すなわち、図２９Ｃは、トランジスタ４１０ａのソース及びドレインの一方が、導電層４３１と電気的に接続されている例である。
また、図２９Ｃには、トランジスタ４５０が一対のゲートを有する例を示している。
トランジスタ４５０は、導電層４５５、絶縁層４２２、半導体層４５１、絶縁層４５２、導電層４５３等を有する。導電層４５３の一部は、トランジスタ４５０の第１のゲートとして機能し、導電層４５５の一部は、トランジスタ４５０の第２のゲートとして機能する。このとき、絶縁層４５２の一部はトランジスタ４５０の第１のゲート絶縁層として機能し、絶縁層４２２の一部は、トランジスタ４５０の第２のゲート絶縁層として機能する。
導電層４５５は、絶縁層４１２上に設けられている。絶縁層４２２は、導電層４５５を覆って設けられている。半導体層４５１は、絶縁層４２２上に設けられている。絶縁層４５２は、半導体層４５１及び絶縁層４２２を覆って設けられている。導電層４５３は、絶縁層４５２上に設けられ、半導体層４５１及び導電層４５５と重なる領域を有する。
また、絶縁層４２６が絶縁層４５２及び導電層４５３を覆って設けられている。絶縁層４２６上には、導電層４５４ａ及び導電層４５４ｂが設けられる。導電層４５４ａ及び導電層４５４ｂは、絶縁層４２６及び絶縁層４５２に設けられた開口部において、半導体層４５１と電気的に接続されている。導電層４５４ａの一部は、ソース電極及びドレイン電極の一方として機能し、導電層４５４ｂの一部は、ソース電極及びドレイン電極の他方として機能する。また、導電層４５４ａ、導電層４５４ｂ、及び絶縁層４２６を覆って、絶縁層４２３が設けられている。
ここで、トランジスタ４１０ａと電気的に接続する導電層４１４ａ及び導電層４１４ｂは、導電層４５４ａ及び導電層４５４ｂと、同一の導電膜を加工して形成することが好ましい。図２９Ｃでは、導電層４１４ａ、導電層４１４ｂ、導電層４５４ａ、及び導電層４５４ｂが、同一面上に（すなわち絶縁層４２６の上面に接して）形成され、且つ、同一の金属元素を含む構成を示している。このとき、導電層４１４ａ及び導電層４１４ｂは、絶縁層４２６、絶縁層４５２、絶縁層４２２、及び絶縁層４１２に設けられた開口を介して、低抵抗領域４１１ｎと電気的に接続する。これにより、作製工程を簡略化できるため好ましい。
また、トランジスタ４１０ａの第１のゲート電極として機能する導電層４１３と、トランジスタ４５０の第２のゲート電極として機能する導電層４５５とは、同一の導電膜を加工して形成することが好ましい。図２９Ｃでは、導電層４１３と導電層４５５とが、同一面上に（すなわち絶縁層４１２の上面に接して）形成され、且つ、同一の金属元素を含む構成を示している。これにより、作製工程を簡略化できるため好ましい。
図２９Ｃでは、トランジスタ４５０の第１のゲート絶縁層として機能する絶縁層４５２が、半導体層４５１の端部を覆う構成としたが、図２９Ｄに示すトランジスタ４５０ａのように、絶縁層４５２が、導電層４５３と上面形状が一致または概略一致するように加工されていてもよい。
なお、本明細書等において「上面形状が概略一致」とは、積層した層と層との間で少なくとも輪郭の一部が重なることをいう。例えば、上層と下層とが、同一のマスクパターン、または一部が同一のマスクパターンにより加工された場合を含む。ただし、厳密には輪郭が重なり合わず、上層が下層の内側に位置すること、または、上層が下層の外側に位置することもあり、この場合も「上面形状が概略一致」という。
なお、ここではトランジスタ４１０ａが、トランジスタＭ２に対応し、画素電極と電気的に接続する例を示しているが、これに限られない。例えば、トランジスタ４５０またはトランジスタ４５０ａが、トランジスタＭ２に対応する構成としてもよい。このとき、トランジスタ４１０ａは、トランジスタＭ１、トランジスタＭ３、またはその他のトランジスタに対応する。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態６）
本実施の形態では、上記の実施の形態で説明したＯＳトランジスタに用いることができる金属酸化物（酸化物半導体ともいう）について説明する。
金属酸化物は、少なくともインジウムまたは亜鉛を含むことが好ましい。特にインジウム及び亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、スズなどが含まれていることが好ましい。また、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、マグネシウム、コバルトなどから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。
また、金属酸化物は、スパッタリング法、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などの化学気相堆積法、または、原子層堆積法などにより形成することができる。
＜結晶構造の分類＞
酸化物半導体の結晶構造としては、アモルファス（ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ａｍｏｒｐｈｏｕｓを含む）、ＣＡＡＣ（ｃ－ａｘｉｓ－ａｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、ｎｃ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、ＣＡＣ（ｃｌｏｕｄ－ａｌｉｇｎｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、単結晶（ｓｉｎｇｌｅ ｃｒｙｓｔａｌ）、及び多結晶（ｐｏｌｙ ｃｒｙｓｔａｌ）等が挙げられる。
なお、膜または基板の結晶構造は、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ－Ｒａｙ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）スペクトルを用いて評価することができる。例えば、ＧＩＸＤ（Ｇｒａｚｉｎｇ－Ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ ＸＲＤ）測定で得られるＸＲＤスペクトルを用いて評価することができる。なお、ＧＩＸＤ法は、薄膜法またはＳｅｅｍａｎｎ－Ｂｏｈｌｉｎ法ともいう。
例えば、石英ガラス基板では、ＸＲＤスペクトルのピークの形状がほぼ左右対称である。一方で、結晶構造を有するＩＧＺＯ膜では、ＸＲＤスペクトルのピークの形状が左右非対称である。ＸＲＤスペクトルのピークの形状が左右非対称であることは、膜中または基板中の結晶の存在を明示している。別言すると、ＸＲＤスペクトルのピークの形状で左右対称でないと、膜または基板は非晶質状態であるとは言えない。
また、膜または基板の結晶構造は、極微電子線回折法（ＮＢＥＤ：Ｎａｎｏ Ｂｅａｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）によって観察される回折パターン（極微電子線回折パターンともいう）にて評価することができる。例えば、石英ガラス基板の回折パターンでは、ハローが観察され、石英ガラスは、非晶質状態であることが確認できる。また、室温成膜したＩＧＺＯ膜の回折パターンでは、ハローではなく、スポット状のパターンが観察される。このため、室温成膜したＩＧＺＯ膜は、結晶状態でもなく、非晶質状態でもない、中間状態であり、非晶質状態であると結論することはできないと推定される。
＜＜酸化物半導体の構造＞＞
なお、酸化物半導体は、構造に着目した場合、上記とは異なる分類となる場合がある。例えば、酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体と、に分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、例えば、上述のＣＡＡＣ－ＯＳ、及びｎｃ－ＯＳがある。また、非単結晶酸化物半導体には、多結晶酸化物半導体、擬似非晶質酸化物半導体（ａ－ｌｉｋｅ ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ－ｌｉｋｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、非晶質酸化物半導体、などが含まれる。
ここで、上述のＣＡＡＣ－ＯＳ、ｎｃ－ＯＳ、及びａ－ｌｉｋｅ ＯＳの詳細について、説明を行う。
［ＣＡＡＣ－ＯＳ］
ＣＡＡＣ－ＯＳは、複数の結晶領域を有し、当該複数の結晶領域はｃ軸が特定の方向に配向している酸化物半導体である。なお、特定の方向とは、ＣＡＡＣ－ＯＳ膜の厚さ方向、ＣＡＡＣ－ＯＳ膜の被形成面の法線方向、またはＣＡＡＣ－ＯＳ膜の表面の法線方向である。また、結晶領域とは、原子配列に周期性を有する領域である。なお、原子配列を格子配列とみなすと、結晶領域とは、格子配列の揃った領域でもある。さらに、ＣＡＡＣ－ＯＳは、ａ－ｂ面方向において複数の結晶領域が連結する領域を有し、当該領域は歪みを有する場合がある。なお、歪みとは、複数の結晶領域が連結する領域において、格子配列の揃った領域と、別の格子配列の揃った領域と、の間で格子配列の向きが変化している箇所を指す。つまり、ＣＡＡＣ－ＯＳは、ｃ軸配向し、ａ－ｂ面方向には明らかな配向をしていない酸化物半導体である。
なお、上記複数の結晶領域のそれぞれは、１つまたは複数の微小な結晶（最大径が１０ｎｍ未満である結晶）で構成される。結晶領域が１つの微小な結晶で構成されている場合、当該結晶領域の最大径は１０ｎｍ未満となる。また、結晶領域が多数の微小な結晶で構成されている場合、当該結晶領域の大きさは、数十ｎｍ程度となる場合がある。
また、Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化物（元素Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、スズ、チタンなどから選ばれた一種、または複数種）において、ＣＡＡＣ－ＯＳは、インジウム（Ｉｎ）、及び酸素を有する層（以下、Ｉｎ層）と、元素Ｍ、亜鉛（Ｚｎ）、及び酸素を有する層（以下、（Ｍ，Ｚｎ）層）とが積層した、層状の結晶構造（層状構造ともいう）を有する傾向がある。なお、インジウムと元素Ｍは、互いに置換可能である。よって、（Ｍ，Ｚｎ）層にはインジウムが含まれる場合がある。また、Ｉｎ層には元素Ｍが含まれる場合がある。なお、Ｉｎ層にはＺｎが含まれる場合もある。当該層状構造は、例えば、高分解能ＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）像において、格子像として観察される。
ＣＡＡＣ－ＯＳ膜に対し、例えば、ＸＲＤ装置を用いて構造解析を行うと、θ／２θスキャンを用いたＯｕｔ－ｏｆ－ｐｌａｎｅ ＸＲＤ測定では、ｃ軸配向を示すピークが２θ＝３１°またはその近傍に検出される。なお、ｃ軸配向を示すピークの位置（２θの値）は、ＣＡＡＣ－ＯＳを構成する金属元素の種類、組成などにより変動する場合がある。
また、例えば、ＣＡＡＣ－ＯＳ膜の電子線回折パターンにおいて、複数の輝点（スポット）が観測される。なお、あるスポットと別のスポットとは、試料を透過した入射電子線のスポット（ダイレクトスポットともいう）を対称中心として、点対称の位置に観測される。
上記特定の方向から結晶領域を観察した場合、当該結晶領域内の格子配列は、六方格子を基本とするが、単位格子は正六角形とは限らず、非正六角形である場合がある。また、上記歪みにおいて、五角形、七角形などの格子配列を有する場合がある。なお、ＣＡＡＣ－ＯＳにおいて、歪み近傍においても、明確な結晶粒界（グレインバウンダリー）を確認することはできない。即ち、格子配列の歪みによって、結晶粒界の形成が抑制されていることがわかる。これは、ＣＡＡＣ－ＯＳが、ａ－ｂ面方向において酸素原子の配列が稠密でないこと、金属原子が置換することで原子間の結合距離が変化することなどによって、歪みを許容することができるためと考えられる。
なお、明確な結晶粒界が確認される結晶構造は、いわゆる多結晶（ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌ）と呼ばれる。結晶粒界は、再結合中心となり、キャリアが捕獲されトランジスタのオン電流の低下、電界効果移動度の低下などを引き起こす可能性が高い。よって、明確な結晶粒界が確認されないＣＡＡＣ－ＯＳは、トランジスタの半導体層に好適な結晶構造を有する結晶性の酸化物の一つである。なお、ＣＡＡＣ－ＯＳを構成するには、Ｚｎを有する構成が好ましい。例えば、Ｉｎ－Ｚｎ酸化物、及びＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物は、Ｉｎ酸化物よりも結晶粒界の発生を抑制できるため好適である。
ＣＡＡＣ－ＯＳは、結晶性が高く、明確な結晶粒界が確認されない酸化物半導体である。よって、ＣＡＡＣ－ＯＳは、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。また、酸化物半導体の結晶性は不純物の混入、欠陥の生成などによって低下する場合があるため、ＣＡＡＣ－ＯＳは不純物及び欠陥（酸素欠損など）の少ない酸化物半導体ともいえる。従って、ＣＡＡＣ－ＯＳを有する酸化物半導体は、物理的性質が安定する。そのため、ＣＡＡＣ－ＯＳを有する酸化物半導体は熱に強く、信頼性が高い。また、ＣＡＡＣ－ＯＳは、製造工程における高い温度（所謂サーマルバジェット）に対しても安定である。従って、ＯＳトランジスタにＣＡＡＣ－ＯＳを用いると、製造工程の自由度を広げることが可能となる。
［ｎｃ－ＯＳ］
ｎｃ－ＯＳは、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。別言すると、ｎｃ－ＯＳは、微小な結晶を有する。なお、当該微小な結晶の大きさは、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下であることから、当該微小な結晶をナノ結晶ともいう。また、ｎｃ－ＯＳは、異なるナノ結晶間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。従って、ｎｃ－ＯＳは、分析方法によっては、ａ－ｌｉｋｅ ＯＳまたは非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。例えば、ｎｃ－ＯＳ膜に対し、ＸＲＤ装置を用いて構造解析を行うと、θ／２θスキャンを用いたＯｕｔ－ｏｆ－ｐｌａｎｅ ＸＲＤ測定では、結晶性を示すピークが検出されない。また、ｎｃ－ＯＳ膜に対し、ナノ結晶よりも大きいプローブ径（例えば５０ｎｍ以上）の電子線を用いる電子線回折（制限視野電子線回折ともいう。）を行うと、ハローパターンのような回折パターンが観測される。一方、ｎｃ－ＯＳ膜に対し、ナノ結晶の大きさと近いかナノ結晶より小さいプローブ径（例えば１ｎｍ以上３０ｎｍ以下）の電子線を用いる電子線回折（ナノビーム電子線回折ともいう。）を行うと、ダイレクトスポットを中心とするリング状の領域内に複数のスポットが観測される電子線回折パターンが取得される場合がある。
［ａ－ｌｉｋｅ ＯＳ］
ａ－ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ－ＯＳと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する酸化物半導体である。ａ－ｌｉｋｅ ＯＳは、鬆または低密度領域を有する。即ち、ａ－ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ－ＯＳ及びＣＡＡＣ－ＯＳと比べて、結晶性が低い。また、ａ－ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ－ＯＳ及びＣＡＡＣ－ＯＳと比べて、膜中の水素濃度が高い。
＜＜酸化物半導体の構成＞＞
次に、上述のＣＡＣ－ＯＳの詳細について、説明を行う。なお、ＣＡＣ－ＯＳは材料構成に関する。
［ＣＡＣ－ＯＳ］
ＣＡＣ－ＯＳとは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上３ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、金属酸化物において、一つまたは複数の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上３ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。
さらに、ＣＡＣ－ＯＳとは、第１の領域と、第２の領域と、に材料が分離することでモザイク状となり、当該第１の領域が、膜中に分布した構成（以下、クラウド状ともいう。）である。つまり、ＣＡＣ－ＯＳは、当該第１の領域と、当該第２の領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物である。
ここで、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ－ＯＳを構成する金属元素に対するＩｎ、Ｇａ、及びＺｎの原子数比のそれぞれを、［Ｉｎ］、［Ｇａ］、及び［Ｚｎ］と表記する。例えば、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ－ＯＳにおいて、第１の領域は、［Ｉｎ］が、ＣＡＣ－ＯＳ膜の組成における［Ｉｎ］よりも大きい領域である。また、第２の領域は、［Ｇａ］が、ＣＡＣ－ＯＳ膜の組成における［Ｇａ］よりも大きい領域である。または、例えば、第１の領域は、［Ｉｎ］が、第２の領域における［Ｉｎ］よりも大きく、且つ、［Ｇａ］が、第２の領域における［Ｇａ］よりも小さい領域である。また、第２の領域は、［Ｇａ］が、第１の領域における［Ｇａ］よりも大きく、且つ、［Ｉｎ］が、第１の領域における［Ｉｎ］よりも小さい領域である。
具体的には、上記第１の領域は、インジウム酸化物、インジウム亜鉛酸化物などが主成分である領域である。また、上記第２の領域は、ガリウム酸化物、ガリウム亜鉛酸化物などが主成分である領域である。つまり、上記第１の領域を、Ｉｎを主成分とする領域と言い換えることができる。また、上記第２の領域を、Ｇａを主成分とする領域と言い換えることができる。
なお、上記第１の領域と、上記第２の領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。
また、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ－ＯＳとは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、及びＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とする領域と、一部にＩｎを主成分とする領域とが、それぞれモザイク状であり、これらの領域がランダムに存在している構成をいう。よって、ＣＡＣ－ＯＳは、金属元素が不均一に分布した構造を有していると推測される。
ＣＡＣ－ＯＳは、例えば基板を加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、ＣＡＣ－ＯＳをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス（代表的にはアルゴン）、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比を０％以上３０％未満、好ましくは０％以上１０％以下とすることが好ましい。
また、例えば、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ－ＯＳでは、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ－ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて取得したＥＤＸマッピングにより、Ｉｎを主成分とする領域（第１の領域）と、Ｇａを主成分とする領域（第２の領域）とが、偏在し、混合している構造を有することが確認できる。
ここで、第１の領域は、第２の領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、第１の領域を、キャリアが流れることにより、金属酸化物としての導電性が発現する。従って、第１の領域が、金属酸化物中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度（μ）が実現できる。
一方、第２の領域は、第１の領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、第２の領域が、金属酸化物中に分布することで、リーク電流を抑制することができる。
従って、ＣＡＣ－ＯＳをトランジスタに用いる場合、第１の領域に起因する導電性と、第２の領域に起因する絶縁性とが、相補的に作用することにより、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ－ＯＳに付与することができる。つまり、ＣＡＣ－ＯＳとは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。導電性の機能と絶縁性の機能とを分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。よって、ＣＡＣ－ＯＳをトランジスタに用いることで、高いオン電流（Ｉｏｎ）、高い電界効果移動度（μ）、及び良好なスイッチング動作を実現することができる。
また、ＣＡＣ－ＯＳを用いたトランジスタは、信頼性が高い。従って、ＣＡＣ－ＯＳは、表示装置をはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。
酸化物半導体は、多様な構造をとり、それぞれが異なる特性を有する。本発明の一態様の酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体、多結晶酸化物半導体、ａ－ｌｉｋｅ ＯＳ、ＣＡＣ－ＯＳ、ｎｃ－ＯＳ、ＣＡＡＣ－ＯＳのうち、二種以上を有していてもよい。
＜酸化物半導体を有するトランジスタ＞
続いて、上記酸化物半導体をトランジスタに用いる場合について説明する。
上記酸化物半導体をトランジスタに用いることで、高い電界効果移動度のトランジスタを実現することができる。また、信頼性の高いトランジスタを実現することができる。
トランジスタには、キャリア濃度の低い酸化物半導体を用いることが好ましい。例えば、酸化物半導体のキャリア濃度は１×１０１７ｃｍ－３以下、好ましくは１×１０１５ｃｍ－３以下、さらに好ましくは１×１０１３ｃｍ－３以下、より好ましくは１×１０１１ｃｍ－３以下、さらに好ましくは１×１０１０ｃｍ－３未満であり、１×１０－９ｃｍ－３以上である。なお、酸化物半導体膜のキャリア濃度を低くする場合においては、酸化物半導体膜中の不純物濃度を低くし、欠陥準位密度を低くすればよい。本明細書等において、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低いことを高純度真性または実質的に高純度真性と言う。なお、キャリア濃度の低い酸化物半導体を、高純度真性または実質的に高純度真性な酸化物半導体と呼ぶ場合がある。
また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度も低くなる場合がある。
また、酸化物半導体のトラップ準位に捕獲された電荷は、消失するまでに要する時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、トラップ準位密度の高い酸化物半導体にチャネル形成領域が形成されるトランジスタは、電気特性が不安定となる場合がある。
従って、トランジスタの電気特性を安定にするためには、酸化物半導体中の不純物濃度を低減することが有効である。また、酸化物半導体中の不純物濃度を低減するためには、近接する膜中の不純物濃度も低減することが好ましい。不純物としては、水素、窒素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、鉄、ニッケル、シリコン等がある。
＜不純物＞
ここで、酸化物半導体中における各不純物の影響について説明する。
酸化物半導体において、第１４族元素の一つであるシリコンまたは炭素が含まれると、酸化物半導体において欠陥準位が形成される。このため、酸化物半導体におけるシリコンまたは炭素の濃度と、酸化物半導体との界面近傍のシリコンまたは炭素の濃度（二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により得られる濃度）を、２×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。
また、酸化物半導体にアルカリ金属またはアルカリ土類金属が含まれると、欠陥準位を形成し、キャリアを生成する場合がある。従って、アルカリ金属またはアルカリ土類金属が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、ＳＩＭＳにより得られる酸化物半導体中のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。
また、酸化物半導体において、窒素が含まれると、キャリアである電子が生じ、キャリア濃度が増加し、ｎ型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体を半導体に用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。または、酸化物半導体において、窒素が含まれると、トラップ準位が形成される場合がある。この結果、トランジスタの電気特性が不安定となる場合がある。このため、ＳＩＭＳにより得られる酸化物半導体中の窒素濃度を、５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、より好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、さらに好ましくは５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。
また、酸化物半導体に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になるため、酸素欠損を形成する場合がある。該酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸素と結合して、キャリアである電子を生成することがある。従って、水素が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、酸化物半導体中の水素はできる限り低減されていることが好ましい。具体的には、酸化物半導体において、ＳＩＭＳにより得られる水素濃度を、１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、より好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、さらに好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満にする。
不純物が十分に低減された酸化物半導体をトランジスタのチャネル形成領域に用いることで、安定した電気特性を付与することができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について、図３０Ａ乃至図３４Ｇを用いて説明する。
本実施の形態の電子機器は、表示部に本発明の一態様の表示装置を有する。本発明の一態様の表示装置は、高精細化及び高解像度化が容易である。したがって、様々な電子機器の表示部に用いることができる。
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、などが挙げられる。
特に、本発明の一態様の表示装置は、精細度を高めることが可能なため、比較的小さな表示部を有する電子機器に好適に用いることができる。このような電子機器としては、例えば、腕時計型及びブレスレット型の情報端末機（ウェアラブル機器）、並びに、ヘッドマウントディスプレイなどのＶＲ向け機器、メガネ型のＡＲ向け機器、及び、ＭＲ向け機器など、頭部に装着可能なウェアラブル機器等が挙げられる。
本発明の一態様の表示装置は、ＨＤ（画素数１２８０×７２０）、ＦＨＤ（画素数１９２０×１０８０）、ＷＱＨＤ（画素数２５６０×１４４０）、ＷＱＸＧＡ（画素数２５６０×１６００）、４Ｋ（画素数３８４０×２１６０）、８Ｋ（画素数７６８０×４３２０）といった極めて高い解像度を有していることが好ましい。特に４Ｋ、８Ｋ、またはそれ以上の解像度とすることが好ましい。また、本発明の一態様の表示装置における画素密度（精細度）は、１００ｐｐｉ以上が好ましく、３００ｐｐｉ以上が好ましく、５００ｐｐｉ以上がより好ましく、１０００ｐｐｉ以上がより好ましく、２０００ｐｐｉ以上がより好ましく、３０００ｐｐｉ以上がより好ましく、５０００ｐｐｉ以上がより好ましく、７０００ｐｐｉ以上がさらに好ましい。このように高い解像度及び高い精細度の一方または双方を有する表示装置を用いることで、携帯型または家庭用途などのパーソナルユースの電子機器において、臨場感及び奥行き感などをより高めることが可能となる。また、本発明の一態様の表示装置の画面比率（アスペクト比）については、特に限定はない。例えば、表示装置は、１：１（正方形）、４：３、１６：９、１６：１０など様々な画面比率に対応することができる。
本実施の形態の電子機器は、センサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの）を有していてもよい。
本実施の形態の電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）を実行する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出す機能等を有することができる。
図３０Ａ、図３０Ｂ及び図３１Ａ、図３１Ｂを用いて、頭部に装着可能なウェアラブル機器の一例を説明する。これらウェアラブル機器は、ＡＲのコンテンツを表示する機能、及びＶＲのコンテンツを表示する機能の一方または双方を有する。なお、これらウェアラブル機器は、ＡＲ、ＶＲの他に、ＳＲ（ＳＵＢＳＴＩＴＵＴＩＯＮＡＬ Ｒｅａｌｉｔｙ）またはＭＲ（Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）のコンテンツを表示する機能を有していてもよい。電子機器が、ＡＲ、ＶＲ、ＳＲ、ＭＲなどのコンテンツを表示する機能を有することで、使用者の没入感を高めることが可能となる。
図３０Ａに示す電子機器７００Ａ、及び、図３０Ｂに示す電子機器７００Ｂは、それぞれ、一対の表示パネル７５１と、一対の筐体７２１と、通信部（図示しない）と、一対の装着部７２３と、制御部（図示しない）と、撮像部（図示しない）と、一対の光学部材７５３と、フレーム７５７と、一対の鼻パッド７５８と、を有する。
表示パネル７５１には、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。したがって極めて精細度の高い表示が可能な電子機器とすることができる。
電子機器７００Ａ、及び、電子機器７００Ｂは、それぞれ、光学部材７５３の表示領域７５６に、表示パネル７５１で表示する画像を投影することができる。光学部材７５３は透光性を有するため、使用者は光学部材７５３を通して視認される透過像に重ねて、表示領域に表示された画像を見ることができる。したがって、電子機器７００Ａ、及び、電子機器７００Ｂは、それぞれ、ＡＲ表示が可能な電子機器である。
電子機器７００Ａ、及び、電子機器７００Ｂには、撮像部として、前方を撮像することのできるカメラが設けられていてもよい。また、電子機器７００Ａ、及び、電子機器７００Ｂは、それぞれ、ジャイロセンサなどの加速度センサを備えることで、使用者の頭部の向きを検知して、その向きに応じた画像を表示領域７５６に表示することもできる。
通信部は無線通信機を有し、当該無線通信機により映像信号等を供給することができる。なお、無線通信機に代えて、または無線通信機に加えて、映像信号及び電源電位が供給されるケーブルを接続可能なコネクタを備えていてもよい。
また、電子機器７００Ａ、及び、電子機器７００Ｂには、バッテリが設けられており、無線及び有線の一方または双方によって充電することができる。
筐体７２１には、タッチセンサモジュールが設けられていてもよい。タッチセンサモジュールは、筐体７２１の外側の面がタッチされることを検出する機能を有する。タッチセンサモジュールにより、使用者のタップ操作またはスライド操作などを検出し、様々な処理を実行することができる。例えば、タップ操作によって動画の一時停止または再開などの処理を実行することが可能となり、スライド操作により、早送りまたは早戻しの処理を実行することなどが可能となる。また、２つの筐体７２１のそれぞれにタッチセンサモジュールを設けることで、操作の幅を広げることができる。
タッチセンサモジュールとしては、様々なタッチセンサを適用することができる。例えば、静電容量方式、抵抗膜方式、赤外線方式、電磁誘導方式、表面弾性波方式、光学方式等、種々の方式を採用することができる。特に、静電容量方式または光学方式のセンサを、タッチセンサモジュールに適用することが好ましい。
光学方式のタッチセンサを用いる場合には、受光デバイス（受光素子ともいう）として、光電変換デバイス（光電変換素子ともいう）を用いることができる。光電変換デバイスの活性層には、無機半導体及び有機半導体の一方または双方を用いることができる。
図３１Ａに示す電子機器８００Ａ、及び、図３１Ｂに示す電子機器８００Ｂは、それぞれ、一対の表示部８２０と、筐体８２１と、通信部８２２と、一対の装着部８２３と、制御部８２４と、一対の撮像部８２５と、一対のレンズ８３２と、を有する。
表示部８２０には、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。したがって極めて精細度の高い表示が可能な電子機器とすることができる。これにより、使用者に高い没入感を感じさせることができる。
表示部８２０は、筐体８２１の内部の、レンズ８３２を通して視認できる位置に設けられる。また、一対の表示部８２０に異なる画像を表示させることで、視差を用いた３次元表示を行うこともできる。
電子機器８００Ａ、及び、電子機器８００Ｂは、それぞれ、ＶＲ向けの電子機器ということができる。電子機器８００Ａまたは電子機器８００Ｂを装着した使用者は、レンズ８３２を通して、表示部８２０に表示される画像を視認することができる。
電子機器８００Ａ、及び、電子機器８００Ｂは、それぞれ、レンズ８３２及び表示部８２０が、使用者の目の位置に応じて最適な位置となるように、これらの左右の位置を調整可能な機構を有していることが好ましい。また、レンズ８３２と表示部８２０との距離を変えることで、ピントを調整する機構を有していることが好ましい。
装着部８２３により、使用者は電子機器８００Ａまたは電子機器８００Ｂを頭部に装着することができる。なお、図３１Ａなどにおいては、メガネのつる（ジョイント、テンプルなどともいう）のような形状として例示しているがこれに限定されない。装着部８２３は、使用者が装着できればよく、例えば、ヘルメット型またはバンド型の形状としてもよい。
撮像部８２５は、外部の情報を取得する機能を有する。撮像部８２５が取得したデータは、表示部８２０に出力することができる。撮像部８２５には、イメージセンサを用いることができる。また、望遠、広角などの複数の画角に対応可能なように複数のカメラを設けてもよい。
なお、ここでは撮像部８２５を有する例を示しているが、対象物の距離を測定することのできる測距センサ（以下、検知部ともよぶ）を設ければよい。すなわち、撮像部８２５は、検知部の一態様である。検知部としては、例えばイメージセンサ、または、ライダー（ＬＩＤＡＲ：Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）などの距離画像センサを用いることができる。カメラによって得られた画像と、距離画像センサによって得られた画像とを用いることにより、より多くの情報を取得し、より高精度なジェスチャー操作を可能とすることができる。
電子機器８００Ａは、骨伝導イヤフォンとして機能する振動機構を有していてもよい。例えば、表示部８２０、筐体８２１、及び装着部８２３のいずれか一または複数に、当該振動機構を有する構成を適用することができる。これにより、別途、ヘッドフォン、イヤフォン、またはスピーカなどの音響機器を必要とせず、電子機器８００Ａを装着しただけで映像と音声を楽しむことができる。
電子機器８００Ａ、及び、電子機器８００Ｂは、それぞれ、入力端子を有していてもよい。入力端子には映像出力機器等からの映像信号、及び、電子機器内に設けられるバッテリを充電するための電力等を供給するケーブルを接続することができる。
本発明の一態様の電子機器は、イヤフォン７５０と無線通信を行う機能を有していてもよい。イヤフォン７５０は、通信部（図示しない）を有し、無線通信機能を有する。イヤフォン７５０は、無線通信機能により、電子機器から情報（例えば音声データ）を受信することができる。例えば、図３０Ａに示す電子機器７００Ａは、無線通信機能によって、イヤフォン７５０に情報を送信する機能を有する。また、例えば、図３１Ａに示す電子機器８００Ａは、無線通信機能によって、イヤフォン７５０に情報を送信する機能を有する。
また、電子機器がイヤフォン部を有していてもよい。図３０Ｂに示す電子機器７００Ｂは、イヤフォン部７２７を有する。例えば、イヤフォン部７２７と制御部とは、互いに有線接続されている構成とすることができる。イヤフォン部７２７と制御部とをつなぐ配線の一部は、筐体７２１または装着部７２３の内部に配置されていてもよい。
同様に、図３１Ｂに示す電子機器８００Ｂは、イヤフォン部８２７を有する。例えば、イヤフォン部８２７と制御部８２４とは、互いに有線接続されている構成とすることができる。イヤフォン部８２７と制御部８２４とをつなぐ配線の一部は、筐体８２１または装着部８２３の内部に配置されていてもよい。また、イヤフォン部８２７と装着部８２３とがマグネットを有していてもよい。これにより、イヤフォン部８２７を装着部８２３に磁力によって固定することができ、収納が容易となり好ましい。
なお、電子機器は、イヤフォンまたはヘッドフォンなどを接続することができる音声出力端子を有していてもよい。また、電子機器は、音声入力端子及び音声入力機構の一方または双方を有していてもよい。音声入力機構としては、例えば、マイクなどの集音装置を用いることができる。電子機器が音声入力機構を有することで、電子機器に、いわゆるヘッドセットとしての機能を付与してもよい。
このように、本発明の一態様の電子機器としては、メガネ型（電子機器７００Ａ、及び、電子機器７００Ｂなど）と、ゴーグル型（電子機器８００Ａ、及び、電子機器８００Ｂなど）と、のどちらも好適である。
また、本発明の一態様の電子機器は、有線または無線によって、イヤフォンに情報を送信することができる。
図３２Ａに示す電子機器６５００は、スマートフォンとして用いることのできる携帯情報端末機である。
電子機器６５００は、筐体６５０１、表示部６５０２、電源ボタン６５０３、ボタン６５０４、スピーカ６５０５、マイク６５０６、カメラ６５０７、及び光源６５０８等を有する。表示部６５０２はタッチパネル機能を備える。
表示部６５０２に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図３２Ｂは、筐体６５０１のマイク６５０６側の端部を含む断面概略図である。
筐体６５０１の表示面側には透光性を有する保護部材６５１０が設けられ、筐体６５０１と保護部材６５１０に囲まれた空間内に、表示パネル６５１１、光学部材６５１２、タッチセンサパネル６５１３、プリント基板６５１７、バッテリ６５１８等が配置されている。
保護部材６５１０には、表示パネル６５１１、光学部材６５１２、及びタッチセンサパネル６５１３が接着層（図示しない）により固定されている。
表示部６５０２よりも外側の領域において、表示パネル６５１１の一部が折り返されており、当該折り返された部分にＦＰＣ６５１５が接続されている。ＦＰＣ６５１５には、ＩＣ６５１６が実装されている。ＦＰＣ６５１５は、プリント基板６５１７に設けられた端子に接続されている。
表示パネル６５１１には本発明の一態様のフレキシブルディスプレイを適用することができる。そのため、極めて軽量な電子機器を実現できる。また、表示パネル６５１１が極めて薄いため、電子機器の厚さを抑えつつ、大容量のバッテリ６５１８を搭載することもできる。また、表示パネル６５１１の一部を折り返して、画素部の裏側にＦＰＣ６５１５との接続部を配置することにより、狭額縁の電子機器を実現できる。
図３３Ａにテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置７１００は、筐体７１０１に表示部７０００が組み込まれている。ここでは、スタンド７１０３により筐体７１０１を支持した構成を示している。
表示部７０００に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図３３Ａに示すテレビジョン装置７１００の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチ、及び、別体のリモコン操作機７１１１により行うことができる。または、表示部７０００にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部７０００に触れることでテレビジョン装置７１００を操作してもよい。リモコン操作機７１１１は、当該リモコン操作機７１１１から出力する情報を表示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機７１１１が備える操作キーまたはタッチパネルにより、チャンネル及び音量の操作を行うことができ、表示部７０００に表示される映像を操作することができる。
なお、テレビジョン装置７１００は、受信機及びモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
図３３Ｂに、ノート型パーソナルコンピュータの一例を示す。ノート型パーソナルコンピュータ７２００は、筐体７２１１、キーボード７２１２、ポインティングデバイス７２１３、外部接続ポート７２１４等を有する。筐体７２１１に、表示部７０００が組み込まれている。
表示部７０００に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図３３Ｃ、図３３Ｄに、デジタルサイネージの一例を示す。
図３３Ｃに示すデジタルサイネージ７３００は、筐体７３０１、表示部７０００、及びスピーカ７３０３等を有する。さらに、ＬＥＤランプ、操作キー（電源スイッチ、または操作スイッチを含む）、接続端子、各種センサ、マイクロフォン等を有することができる。
図３３Ｄは円柱状の柱７４０１に取り付けられたデジタルサイネージ７４００である。デジタルサイネージ７４００は、柱７４０１の曲面に沿って設けられた表示部７０００を有する。
図３３Ｃ、図３３Ｄにおいて、表示部７０００に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
表示部７０００が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示部７０００が広いほど、人の目につきやすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることができる。
表示部７０００にタッチパネルを適用することで、表示部７０００に画像または動画を表示するだけでなく、使用者が直感的に操作することができ、好ましい。また、路線情報もしくは交通情報などの情報を提供するための用途に用いる場合には、直感的な操作によりユーザビリティを高めることができる。
また、図３３Ｃ、図３３Ｄに示すように、デジタルサイネージ７３００またはデジタルサイネージ７４００は、使用者が所持するスマートフォン等の情報端末機７３１１または情報端末機７４１１と無線通信により連携可能であることが好ましい。例えば、表示部７０００に表示される広告の情報を、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１の画面に表示させることができる。また、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１を操作することで、表示部７０００の表示を切り替えることができる。
また、デジタルサイネージ７３００またはデジタルサイネージ７４００に、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１の画面を操作手段（コントローラ）としたゲームを実行させることもできる。これにより、不特定多数の使用者が同時にゲームに参加し、楽しむことができる。
図３４Ａ乃至図３４Ｇに示す電子機器は、筐体９０００、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、または操作スイッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９００８、等を有する。
図３４Ａ乃至図３４Ｇに示す電子機器は、様々な機能を有する。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して処理する機能、等を有することができる。なお、電子機器の機能はこれらに限られず、様々な機能を有することができる。電子機器は、複数の表示部を有していてもよい。また、電子機器にカメラ等を設け、静止画または動画を撮影し、記録媒体（外部またはカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有していてもよい。
図３４Ａ乃至図３４Ｇに示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図３４Ａは、携帯情報端末９１０１を示す斜視図である。携帯情報端末９１０１は、例えばスマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末９１０１は、スピーカ９００３、接続端子９００６、センサ９００７等を設けてもよい。また、携帯情報端末９１０１は、文字及び画像情報をその複数の面に表示することができる。図３４Ａでは３つのアイコン９０５０を表示する例を示している。また、破線の矩形で示す情報９０５１を表示部９００１の他の面に表示することもできる。情報９０５１の一例としては、電子メール、ＳＮＳ（Ｓｏｃｉａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅ）、電話などの着信の通知、電子メールまたはＳＮＳなどの題名、送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、電波強度などがある。または、情報９０５１が表示されている位置にはアイコン９０５０などを表示してもよい。
図３４Ｂは、携帯情報端末９１０２を示す斜視図である。携帯情報端末９１０２は、表示部９００１の３面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報９０５２、情報９０５３、情報９０５４がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えば使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末９１０２を収納した状態で、携帯情報端末９１０２の上方から観察できる位置に表示された情報９０５３を確認することもできる。使用者は、携帯情報端末９１０２をポケットから取り出すことなく表示を確認し、例えば電話を受けるか否かを判断できる。
図３４Ｃは、タブレット端末９１０３を示す斜視図である。タブレット端末９１０３は、一例として、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲーム等の種々のアプリケーションの実行が可能である。タブレット端末９１０３は、筐体９０００の正面に表示部９００１、カメラ９００２、マイクロフォン９００８、スピーカ９００３を有し、筐体９０００の左側面には操作用のボタンとしての操作キー９００５、底面には接続端子９００６を有する。
図３４Ｄは、腕時計型の携帯情報端末９２００を示す斜視図である。携帯情報端末９２００は、例えばスマートウォッチ（登録商標）として用いることができる。また、表示部９００１はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、携帯情報端末９２００は、例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末９２００は、接続端子９００６により、他の情報端末と相互にデータ伝送を行うこと、及び、充電を行うこともできる。なお、充電動作は無線給電により行ってもよい。
図３４Ｅ乃至図３４Ｇは、折り畳み可能な携帯情報端末９２０１を示す斜視図である。また、図３４Ｅは携帯情報端末９２０１を展開した状態、図３４Ｇは折り畳んだ状態、図３４Ｆは図３４Ｅと図３４Ｇの一方から他方に変化する途中の状態の斜視図である。携帯情報端末９２０１は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末９２０１が有する表示部９００１は、ヒンジ９０５５によって連結された３つの筐体９０００に支持されている。例えば、表示部９００１は、曲率半径０．１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲げることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
ＡＬ：配線、ＣＬ：配線、ＧＬ：配線、ＲＬ：配線、ＳＬ：配線、ＳＬＢ：配線、ＳＬＧ：配線、ＳＬＲ：配線、１０：表示装置、１１：表示部、１２：駆動回路部、１３：駆動回路部、２１：画素、２１Ｒ：副画素、２１Ｇ：副画素、２１Ｂ：副画素、３０：画素、１００：表示装置、１００Ａ：表示装置、１００Ｂ：表示装置、１００Ｃ：表示装置、１００Ｄ：表示装置、１００Ｅ：表示装置、１００Ｆ：表示装置、１００Ｇ：表示装置、１０１：層、１０３：ＥＬ層、１０３ａ：ＥＬ層、１０３ｂ：ＥＬ層、１０３ｃ：ＥＬ層、１１０：画素、１１０ａ：副画素、１１０ｂ：副画素、１１０ｃ：副画素、１１１Ａ：導電膜、１１１ａ：画素電極、１１１ｂ：画素電極、１１１ｃ：画素電極、１１２：第１の層、１１２Ｇ：有機層、１１３：発光層、１１３ａ：第１の発光層、１１３ｂ：第２の発光層、１１３ｃ：第３の発光層、１１３ａＧ：有機層、１１３ｂＧ：有機層、１１３ｃＧ：有機層、１１４：第２の層、１１４Ｇ：有機層、１１５：第３の層、１１６：共通電極、１１７：遮光層、１１８：絶縁層、１２０：基板、１２２：樹脂層、１２３：導電層、１２４ａ：画素、１２４ｂ：画素、１２５：絶縁層、１２５Ａ：絶縁膜、１２６：光学調整層、１２６ａ：導電層、１２６ｂ：導電層、１２６ｃ：導電層、１２７：絶縁層、１２７Ａ：絶縁膜、１２８：層、１３０：発光デバイス、１３０ａ：発光デバイス、１３０ｂ：発光デバイス、１３０ｃ：発光デバイス、１３１：保護層、１３２：保護層、１３８：領域、１４０：接続部、１４２：接着層、１５１：基板、１５２：基板、１５３：絶縁層、１６２：表示部、１６４：回路、１６５：配線、１６６：導電層、１７２：ＦＰＣ、１７３：ＩＣ、１９０ａ：レジストマスク、１９０ｂ：レジストマスク、２０１：トランジスタ、２０４：接続部、２０５：トランジスタ、２０９：トランジスタ、２１０：トランジスタ、２１１：絶縁層、２１３：絶縁層、２１４：絶縁層、２１５：絶縁層、２１８：絶縁層、２２１：導電層、２２２ａ：導電層、２２２ｂ：導電層、２２２ｃ：導電層、２２３：導電層、２２５：絶縁層、２２８：領域、２３１：半導体層、２３１ｉ：チャネル形成領域、２３１ｎ：低抵抗領域、２４０：容量、２４１：導電層、２４２：接続層、２４３：絶縁層、２４５：導電層、２５１：導電層、２５２：導電層、２５４：絶縁層、２５５ａ：絶縁層、２５５ｂ：絶縁層、２５６：プラグ、２６１：絶縁層、２６２：絶縁層、２６３：絶縁層、２６４：絶縁層、２６５：絶縁層、２７１：プラグ、２７４：プラグ、２７４ａ：導電層、２７４ｂ：導電層、２８０：表示モジュール、２８１：表示部、２８２：回路部、２８３：画素回路部、２８３ａ：画素回路、２８４：画素部、２８４ａ：画素、２８５：端子部、２８６：配線部、２９０：ＦＰＣ、２９１：基板、２９２：基板、３０１：基板、３０１Ａ：基板、３０１Ｂ：基板、３１０：トランジスタ、３１０Ａ：トランジスタ、３１０Ｂ：トランジスタ、３１１：導電層、３１２：低抵抗領域、３１３：絶縁層、３１４：絶縁層、３１５：素子分離層、３２０：トランジスタ、３２１：半導体層、３２３：絶縁層、３２４：導電層、３２５：導電層、３２６：絶縁層、３２７：導電層、３２８：絶縁層、３２９：絶縁層、３３１：基板、３３２：絶縁層、３３５：絶縁層、３３６：絶縁層、３４１：導電層、３４２：導電層、３４３：プラグ、３４４：絶縁層、３４５：絶縁層、３４６：絶縁層、３４７：バンプ、３４８：接着層、４０１：基板、４１０：トランジスタ、４１０ａ：トランジスタ、４１１：半導体層、４１１ｉ：チャネル形成領域、４１１ｎ：低抵抗領域、４１２：絶縁層、４１３：導電層、４１４ａ：導電層、４１４ｂ：導電層、４１５：導電層、４１６：絶縁層、４２１：絶縁層、４２２：絶縁層、４２３：絶縁層、４２６：絶縁層、４３１：導電層、４５０：トランジスタ、４５０ａ：トランジスタ、４５１：半導体層、４５２：絶縁層、４５３：導電層、４５４ａ：導電層、４５４ｂ：導電層、４５５：導電層、７００Ａ：電子機器、７００Ｂ：電子機器、７２１：筐体、７２３：装着部、７２７：イヤフォン部、７５０：イヤフォン、７５１：表示パネル、７５３：光学部材、７５６：表示領域、７５７：フレーム、７５８：鼻パッド、７７２：下部電極、７８５：層、７８６：ＥＬ層、７８６ａ：ＥＬ層、７８６ｂ：ＥＬ層、７８８：上部電極、８００Ａ：電子機器、８００Ｂ：電子機器、８２０：表示部、８２１：筐体、８２２：通信部、８２３：装着部、８２４：制御部、８２５：撮像部、８２７：イヤフォン部、８３２：レンズ、４４１１：発光層、４４１２：発光層、４４１３：発光層、４４２０：層、４４２１：層、４４２２：層、４４３０：層、４４３１：層、４４３２：層、４４４０：電荷発生層、６５００：電子機器、６５０１：筐体、６５０２：表示部、６５０３：電源ボタン、６５０４：ボタン、６５０５：スピーカ、６５０６：マイク、６５０７：カメラ、６５０８：光源、６５１０：保護部材、６５１１：表示パネル、６５１２：光学部材、６５１３：タッチセンサパネル、６５１５：ＦＰＣ、６５１６：ＩＣ、６５１７：プリント基板、６５１８：バッテリ、７０００：表示部、７１００：テレビジョン装置、７１０１：筐体、７１０３：スタンド、７１１１：リモコン操作機、７２００：ノート型パーソナルコンピュータ、７２１１：筐体、７２１２：キーボード、７２１３：ポインティングデバイス、７２１４：外部接続ポート、７３００：デジタルサイネージ、７３０１：筐体、７３０３：スピーカ、７３１１：情報端末機、７４００：デジタルサイネージ、７４０１：柱、７４１１：情報端末機、９０００：筐体、９００１：表示部、９００２：カメラ、９００３：スピーカ、９００５：操作キー、９００６：接続端子、９００７：センサ、９００８：マイクロフォン、９０５０：アイコン、９０５１：情報、９０５２：情報、９０５３：情報、９０５４：情報、９０５５：ヒンジ、９１０１：携帯情報端末、９１０２：携帯情報端末、９１０３：タブレット端末、９２００：携帯情報端末、９２０１：携帯情報端末

Claims (5)

  1. 第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層上の第１の発光素子と、前記第１の絶縁層上の第２の発光素子と、を有し、
    前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子は、互いに異なる色の発光を呈する機能を有し、
    前記第１の発光素子は、第１の画素電極、前記第１の画素電極上に位置する領域を有する第１のＥＬ層、及び前記第１のＥＬ層上に位置する領域を有する共通電極を有し、
    前記第２の発光素子は、第２の画素電極、前記第２の画素電極上に位置する領域を有する第２のＥＬ層、及び前記第２のＥＬ層上に位置する領域を有する前記共通電極を有し、
    前記第１のＥＬ層は、前記第１の画素電極上に位置する領域を有する第１の層、及び前記第１の層上に位置する領域を有する第１の発光層を有し、
    前記第１の層は正孔注入層を有し、
    断面視において、前記第１の絶縁層は、前記第１の画素電極と前記第２の画素電極と、の間の領域に位置する凹部を有し、
    前記第１の絶縁層は、前記凹部の最下部から前記第１の画素電極の下方へ向けて、前記第１の画素電極の底面と平行に延伸した底面延伸線と、前記凹部の側面と、がなす角度が６０度以上１４０度以下となる領域を有し、
    前記第１の絶縁層は、前記第１の画素電極の上面と接する領域を有さず、且つ前記第２の画素電極の上面と接する領域を有さない、表示装置。
  2. 請求項１において、
    前記第１の層の膜厚Ｔ２に対する、前記底面延伸線から前記第１の画素電極の上面までの最短距離ＥＴの比率（ＥＴ／Ｔ２）が、０．５以上である、表示装置。
  3. 請求項１において、
    前記第１の画素電極の側面と接する領域と、前記第２の画素電極の側面と接する領域と、を有する、第２の絶縁層を有する、表示装置。
  4. 請求項３において、
    前記第１の画素電極と前記第２の画素電極との間の領域であって、且つ前記共通電極の下方に位置する領域を有する第３の絶縁層を有し、
    前記第２のＥＬ層は、前記第２の画素電極上に位置する領域を有する第２の層、及び前記第２の層上に位置する領域を有する第２の発光層を有し、
    前記第１の発光素子と前記第２の発光素子との間の領域において、前記第２の絶縁層は、前記第３の絶縁層を介して前記共通電極の下方に配置された領域を有し、
    前記第１の発光素子と前記第２の発光素子との間の領域において、前記第２の絶縁層の下方に位置する領域を有する第１の有機層を有し、
    前記第１の有機層と、前記第１の層と、前記第２の層と、は同じ材料を含む、表示装置。
  5. 請求項４において、
    前記第１の有機層上に位置する領域を有する第２の有機層と、
    前記第１の有機層上に位置する領域を有する第３の有機層と、を有し、
    前記第２の有機層は、前記第１の発光層と同じ材料を含み、
    前記第３の有機層は、前記第２の発光層と同じ材料を含む、表示装置。
JP2023532850A 2021-07-08 2022-06-27 表示装置 Active JP7891981B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021113410 2021-07-08
JP2021113410 2021-07-08
PCT/IB2022/055921 WO2023281344A1 (ja) 2021-07-08 2022-06-27 表示装置

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JPWO2023281344A1 JPWO2023281344A1 (ja) 2023-01-12
JPWO2023281344A5 JPWO2023281344A5 (ja) 2025-06-18
JP7891981B2 true JP7891981B2 (ja) 2026-07-17

Family

ID=84800382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023532850A Active JP7891981B2 (ja) 2021-07-08 2022-06-27 表示装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240292670A1 (ja)
JP (1) JP7891981B2 (ja)
KR (1) KR20240032056A (ja)
CN (1) CN117581638A (ja)
WO (1) WO2023281344A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013035136A1 (ja) 2011-09-08 2013-03-14 パナソニック株式会社 発光装置およびその製造方法
JP2019021569A (ja) 2017-07-20 2019-02-07 株式会社Ｊｏｌｅｄ 有機ｅｌ表示パネル、有機ｅｌ表示装置、および、製造方法
CN109509765A (zh) 2017-09-14 2019-03-22 黑牛食品股份有限公司 一种有机发光显示屏及其制造方法
CN111933682A (zh) 2020-09-18 2020-11-13 季华实验室 一种显示面板及其制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG118118A1 (en) 2001-02-22 2006-01-27 Semiconductor Energy Lab Organic light emitting device and display using the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013035136A1 (ja) 2011-09-08 2013-03-14 パナソニック株式会社 発光装置およびその製造方法
JP2019021569A (ja) 2017-07-20 2019-02-07 株式会社Ｊｏｌｅｄ 有機ｅｌ表示パネル、有機ｅｌ表示装置、および、製造方法
CN109509765A (zh) 2017-09-14 2019-03-22 黑牛食品股份有限公司 一种有机发光显示屏及其制造方法
CN111933682A (zh) 2020-09-18 2020-11-13 季华实验室 一种显示面板及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20240292670A1 (en) 2024-08-29
CN117581638A (zh) 2024-02-20
KR20240032056A (ko) 2024-03-08
WO2023281344A1 (ja) 2023-01-12
JPWO2023281344A1 (ja) 2023-01-12

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250610

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20250610

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20260303

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20260429

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20260609

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20260707

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7891981

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150