TWI607560B

TWI607560B - 發光顯示裝置和包括該發光顯示裝置的電子裝置

Info

Publication number: TWI607560B
Application number: TW099134226A
Authority: TW
Inventors: 荒澤亮; 宍戶英明
Original assignee: 半導體能源研究所股份有限公司
Priority date: 2009-10-09
Filing date: 2010-10-07
Publication date: 2017-12-01
Also published as: US11355669B2; KR20170104665A; JP5499201B2; JP6708803B2; JP6600057B2; JP7198964B2; JP6845363B2; TWI641129B; US10566497B2; US20190355873A1; US20200144447A1; US9318654B2; JP2023178298A; TW201717388A; JP2020079947A; JP2016170423A; JP2013214076A; JP2012252348A; JP2020003807A; WO2011043216A1

Description

發光顯示裝置和包括該發光顯示裝置的電子裝置

本發明係關於發光顯示裝置。另外，本發明還關於具備該發光顯示裝置的電子裝置。

如通常在液晶顯示裝置中所見到的那樣，形成在玻璃基板等的平板上的薄膜電晶體使用非晶矽、多晶矽製造。使用非晶矽形成的薄膜電晶體具有如下特性，即雖然其場效應遷移率低，但是可以對應於玻璃基板的大面積化。另一方面，使用結晶矽形成的薄膜電晶體具有如下特性，即雖然其場效應遷移率高，但是需要進行雷射退火等的晶化製程，因此其不一定適合於玻璃基板的大面積化。

另一方面，使用氧化物半導體製造薄膜電晶體，並將其應用於電子裝置和光裝置的技術受到注目。例如，專利文獻1公開如下技術，即將氧化鋅、In-Ga-Zn-O類氧化物半導體用於氧化物半導體膜來製造薄膜電晶體，並將該薄膜電晶體用於發光顯示裝置的切換元件等。

[專利文獻1]日本專利申請公開第2009-31750號公報

將氧化物半導體用於通道區的薄膜電晶體實現比將非晶矽用於通道區的薄膜電晶體更高的場效應遷移率。期待將具備如上所述那樣的使用氧化物半導體形成的薄膜電晶體的像素應用於EL顯示器等的發光顯示裝置。另外，可以預料到在如3D顯示器、4k2k顯示器等的具有更高附加價值的發光顯示裝置中像素面積變小，期待實現具有孔徑比得到提高的像素的發光顯示裝置。

據此，本發明的目的之一是提供一種發光顯示裝置，其中在具備使用氧化物半導體形成的薄膜電晶體的像素中可以提高孔徑比。

本發明的一個實施例是一種發光顯示裝置，該發光顯示裝置包括分別具有薄膜電晶體以及發光元件的多個像素，其中，像素電連接到用作掃描線的第一佈線，薄膜電晶體具有在第一佈線上隔著閘極絕緣膜設置的氧化物半導體層，氧化物半導體層超出設置有第一佈線的區域的邊緣，並且，發光元件和氧化物半導體層彼此重疊地設置。

本發明的一個實施例是一種發光顯示裝置，該發光顯示裝置包括分別具有薄膜電晶體以及發光元件的多個像素，其中，像素電連接到用作掃描線的第一佈線以及用作信號線的第二佈線，薄膜電晶體具有在第一佈線上隔著閘極絕緣膜設置的氧化物半導體層，氧化物半導體層超出設置有第一佈線的區域的邊緣，第二佈線延伸在第一佈線上的閘極絕緣膜上而接觸於氧化物半導體層上，並且，發光元件和氧化物半導體層彼此重疊地設置。

本發明的一個實施例是一種發光顯示裝置，該發光顯示裝置包括分別具有薄膜電晶體以及發光元件的多個像素，其中，像素電連接到用作掃描線的第一佈線以及用作信號線的第二佈線，薄膜電晶體具有在第一佈線上隔著閘極絕緣膜設置的氧化物半導體層，氧化物半導體層超出設置有第一佈線的區域的邊緣，第二佈線延伸在第一佈線上的閘極絕緣膜以及閘極絕緣膜上的層間絕緣層上而接觸於氧化物半導體層上，並且，發光元件和氧化物半導體層彼此重疊地設置。

本發明的一個實施例是一種發光顯示裝置，該發光顯示裝置包括具有第一薄膜電晶體、第二薄膜電晶體以及發光元件的多個像素，其中，像素電連接到用作掃描線的第一佈線以及用作信號線的第二佈線，第一薄膜電晶體具有在第一佈線上隔著閘極絕緣膜設置的氧化物半導體層，氧化物半導體層超出設置有第一佈線的區域的邊緣，第二佈線延伸在第一佈線上的閘極絕緣膜上而接觸於氧化物半導體層上，接觸於氧化物半導體層並用來電連接第一薄膜電晶體與第二薄膜電晶體的第三佈線以延伸在第一佈線上的閘極絕緣膜上的方式設置，並且，發光元件和氧化物半導體層彼此重疊地設置。

本發明的一個實施例是一種發光顯示裝置，該發光顯示裝置包括分別具有薄膜電晶體以及發光元件的多個像素，其中，像素電連接到用作掃描線的第一佈線以及用作信號線的第二佈線，薄膜電晶體具有在第一佈線上隔著閘極絕緣膜設置的氧化物半導體層，氧化物半導體層超出設置有第一佈線的區域的邊緣，第二佈線延伸在第一佈線上的閘極絕緣膜以及閘極絕緣膜上的層間絕緣層上而接觸於氧化物半導體層上，接觸於氧化物半導體層並用來電連接第一薄膜電晶體與第二薄膜電晶體的第三佈線以延伸在第一佈線上的閘極絕緣膜以及閘極絕緣膜上的層間絕緣層上的方式設置，並且，發光元件和氧化物半導體層彼此重疊地設置。

當製造具備使用氧化物半導體形成的薄膜電晶體的像素時，可以提高孔徑比。因此，可以製造具有清晰度高的顯示部的發光顯示裝置。

使用附圖詳細地說明本發明的實施例模式。但是，本發明不侷限於以下的說明，本領域的技術人員能夠容易地理解，其方式和細節可以在不脫離本發明的宗旨及其範圍的條件下作各種各樣的變換。因此，本發明不應該被解釋為僅限於以下所示的實施例模式的記載內容。在以下說明的本發明的結構中，在不同附圖中使用相同的附圖標記來表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略重複說明。

另外，在本說明書所說明的各附圖中，各結構的大小、層的厚度或區域有時為了清晰可見而可能被誇大。因此，尺寸並不必限於附圖中的尺寸。

另外，詞語“第一”、“第二”、“第三”等僅用來避免結構要素的混淆，並不限制這些結構要素的個數。因此，例如，可以適當地將“第一”置換為“第二”或“第三”等來進行說明。

實施例模式1

在本實施例模式中，作為一個例子，示出包括薄膜電晶體(以下，也稱為TFT)及連接到該TFT的發光元件的像素，並說明發光顯示裝置。另外，像素是指由如下元件構成的元件組，該元件設置在顯示裝置的各像素中，該元件是諸如薄膜電晶體、發光元件及佈線等的根據電信號控制顯示的元件。另外，像素可以包括濾色片等，並可以是一個可控制其照度的顏色要素。因此，例如，在包括RGB顏色要素的彩色顯示裝置中，圖像的最小單元包括RGB三個像素，並且可以藉由多個像素來獲得圖像。

另外，發光元件具有在一對電極(陽極以及陰極)之間具備發光層的結構，並且發光元件藉由在電極上層疊構成發光層的元件來形成。在本說明書中，當在附圖中示出發光元件中的一方的電極時也將該一方的電極稱為發光元件。

另外，當記載為“A與B連接”時，包括A與B電連接的情況以及A與B直接連接的情況。在此，A和B是具有電作用的物件物。明確而言，當記載為“A與B連接”時，示出：當考慮電路的工作時，可以將A和B之間的部分看作同一個節點的情況。上述情況例如可以包括如下情況：藉由電晶體等的切換元件來A與B連接，且藉由該切換元件的導通來使A的電位和B的電位大致相同的情況；以及藉由電阻元件來A與B連接，且產生在該電阻元件的兩端的電位差不影響到包括A和B的電路的工作的情況等。

圖1A示出像素的俯視圖。另外，圖1A所示的TFT的結構是底閘型結構，並示出所謂反交錯型結構，其中在從成為閘極的佈線觀察時在成為通道區的氧化物半導體層的相反一側具有成為TFT的源極電極及汲極電極的佈線層。

圖1A所示的像素100包括用作掃描線的第一佈線101A、用作信號線的第二佈線102A、第一氧化物半導體層103A、第二氧化物半導體層103B、電源線104A、電容電極101B、發光元件105。另外，圖1A所示的像素100具有用來電連接第一氧化物半導體層103A和電容電極101B的第三佈線102B，而構成有第一薄膜電晶體107A。另外，圖1A所示的像素100具有用來電連接第二氧化物半導體層103B和發光元件105的第四佈線104B，而構成有第二薄膜電晶體107B。

在第一佈線101A、第二佈線102A、第三佈線102B、第四佈線104B、第一氧化物半導體層103A、第二氧化物半導體層103B、電源線104A及電容電極101B上設置用來根據每個像素分離發光元件的分隔壁106。另外，連接到第四佈線104B的發光元件105由分隔壁106圍繞。

第一佈線101A也是用作第一薄膜電晶體107A的閘極的佈線。電容電極101B也是用作第二薄膜電晶體107B的閘極和電容元件中的一方的電極的佈線。第二佈線102A也是用作第一薄膜電晶體107A的源極電極和汲極電極中的一方的佈線。第三佈線102B也是用作第一薄膜電晶體107A的源極電極和汲極電極中的另一方的佈線。電源線104A也是用作第二薄膜電晶體107B的源極電極和汲極電極中的一方以及電容元件的另一方的電極的佈線。第四佈線104B也是用作第二薄膜電晶體107B的源極電極和汲極電極中的另一方的佈線。

另外，由同一層形成第一佈線101A和電容電極101B，並且由同一層形成第二佈線102A、第三佈線102B、電源線104A及第四佈線104B。另外，以其一部分彼此重疊的方式設置電源線104A和電容電極101B，以形成第二薄膜電晶體107B的儲存電容。

另外，第一薄膜電晶體107A所具有的第一氧化物半導體層103A隔著閘極絕緣膜(未圖示)設置在第一佈線101A上。第一氧化物半導體層103A超出設置有第一佈線101A的區域及分隔壁106的邊緣。

注意，“A超出B的邊緣”是指一種情況，其中當注目到彼此層疊的A和B並觀察俯視圖時，A和B的端部不對準，且A延伸到B的端部的外側。

另外，也可以採用除了第一薄膜電晶體107A、第二薄膜電晶體107B以外還具備多個薄膜電晶體的結構。另外，第一薄膜電晶體107A具有選擇具備該第一薄膜電晶體107A的像素的功能，因此也被稱為選擇電晶體。另外，第二薄膜電晶體107B具有如下功能，即控制流過具有該第二薄膜電晶體107B的像素的發光元件105的電流的功能，因此也被稱為驅動電晶體。

另外，圖1B示出沿圖1A中的線A-A’、B-B’、C-C’間的截面結構。在圖1B所示的截面結構中，在基板111上隔著基底膜112設置有用作閘極的第一佈線101A和電容電極101B。以覆蓋第一佈線101A和電容電極101B的方式設置有閘極絕緣膜113。在閘極絕緣膜113上設置有第一氧化物半導體層103A、第二氧化物半導體層103B。在第一氧化物半導體層103A上設置有第二佈線102A、第三佈線102B，而在第二氧化物半導體層103B上設置有電源線104A、第四佈線104B。另外，在第一氧化物半導體層103A、第二氧化物半導體層103B、第二佈線102A、第三佈線102B、電源線104A以及第四佈線104B上設置有用作鈍化膜的氧化物絕緣層114。在第一佈線101A、第二佈線102A、第三佈線102B、第四佈線104B、第一氧化物半導體層103A、第二氧化物半導體層103B、電源線104A以及電容電極101B上的氧化物絕緣層114上設置有分隔壁106。另外，在第四佈線104B上的氧化物絕緣層114中設置有開口部，並且在開口部中發光元件105的電極與第四佈線104B連接。另外，線上B-B’中藉由形成在閘極絕緣膜113中的開口部連接第三佈線102B和電容電極101B。

另外，圖1A、圖1B所示的像素如圖7所示的基板700上的多個像素701那樣配置為矩陣狀。圖7示出在基板700上具有像素部702、掃描線驅動電路703以及信號線驅動電路704的結構。根據連接到掃描線驅動電路703的第一佈線101A所供應的掃描信號而決定像素701的各行的選擇狀態、非選擇狀態。藉由連接到信號線驅動電路704的第二佈線102A，向掃描信號所選擇的像素701供應視頻電壓(也稱為視頻信號、視頻信號、視頻資料)。另外，像素701連接到電源線104A，該電源線104A從設置在基板700的外部的電源電路705延伸地設置。

雖然圖7示出在基板700上設置掃描線驅動電路703以及信號線驅動電路704的結構，但是也可以採用將掃描線驅動電路703和信號線驅動電路704中的任一方設置在基板700上的結構。此外，也可以採用僅將像素部702設置在基板700上的結構。另外，雖然在圖7示出將電源電路705設置在基板700的外部的結構，但是也可以採用將電源電路705設置在基板700上的結構。

圖7示出在像素部702中多個像素701配置為矩陣狀的例子(配置為條形)。注意，像素701不一定需要配置為矩陣狀，而也可以將像素701配置為三角形狀或者以拜爾(Bayer)方式配置像素701。另外，作為像素部702中的顯示方式，可以使用逐行方式(progressive method)或隔行方式(interlace method)。當進行彩色顯示時像素中被控制的顏色要素不侷限於RGB(R是紅色，G是綠色，B是藍色)三個顏色，而也可以採用三個以上的顏色，例如RGBW(W是白色)或者RGB以及黃色、青色、品紅色等中的一個以上等。各顏色要素的點的顯示區域也可以聚又互不相同的尺寸。

在圖7中，第一佈線101A、第二佈線102A及電源線104A的個數對應於行方向和列方向的像素的個數。另外，也可以對應構成像素的子像素的個數或像素中的電晶體的個數而增加第一佈線101A、第二佈線102A及電源線104A的個數。另外，可以藉由多個像素共同使用第一佈線101A、第二佈線102A及電源線104A，來驅動像素701。

另外，雖然在圖1A的TFT的形狀中，示出矩形的第二佈線102A，但是第二佈線102A也可以採用圍繞第三佈線102B的形狀(明確而言，U形或C形)，使載子移動的區域的面積增大並增加流動的電流量。

另外，也可以將成為第一薄膜電晶體107A的區域以外的第一佈線101A的寬度設定得小，使第一佈線101A的一部分細。藉由將第一佈線的寬度設定得小，可以提高像素的孔徑比。

另外，孔徑比是指一個像素中的光透過的區域的面積。因此，當不透過光的部件所占的區域大時，孔徑比降低。當透過光的部件所占的區域大時，孔徑比提高。在發光顯示裝置中，藉由不使不透過光的佈線等重疊於設置在分隔壁的內側的發光元件所占的區域，或者藉由將薄膜電晶體的尺寸設定得小，而可以提高孔徑比。

另外，薄膜電晶體是一種具有閘極、汲極電極和源極電極的至少三個端子的元件。薄膜電晶體在汲極區和源極區之間具有通道區，並且電流可以流過汲極區、通道區和源極區。在此，因為源極電極和汲極電極根據電晶體的結構、工作條件等而變化，所以很難定義哪一個是源極電極或汲極電極。因此，用作源極電極和汲極電極的區域有時不被稱為源極電極或汲極電極。在此情況下，例如，有時將用作源極電極的區域和用作汲極電極的區域中的分別稱為第一端子和第二端子。或者，有時將用作源極電極的區域和用作汲極電極的區域分別稱為第一電極和第二電極。或者，有時將用作源極電極的區域和用作汲極電極的區域分別稱為第一區域和稱為第二區域。

接下來，基於圖1A、圖1B所示的俯視圖和截面圖，使用圖2A至圖2C說明像素的製造方法。

首先，作為具有透光性的基板111，可以使用玻璃基板。另外，圖2A示出在基板111上設置如下基底膜112的結構，該基底膜用來防止來自基板111的雜質的擴散或者改善設置在基板111上的各元件與基板的密貼性。注意，不一定需要設置基底膜112。

接下來，在基板111的整個表面上形成導電層，然後，進行第一光微影製程，形成抗蝕劑掩模，藉由蝕刻去除不需要的部分，以形成第一佈線101A、電容電極101B。此時，進行蝕刻來使至少第一佈線101A、電容電極101B的端部成為錐形。

第一佈線101A和電容電極101B最好使用如鋁(Al)或銅(Cu)等的低電阻導電材料形成，但是單用鋁的缺點是耐熱性低，容易被腐蝕等，因此，將鋁與具有耐熱性的導電材料組合而形成第一佈線101A和電容電極101B。作為具有耐熱性的導電材料，可以使用：選自鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釹(Nd)和鈧(Sc)中的元素；以上述元素為其成分的合金；將上述元素組合的合金；或以上述元素為其成分的氮化物。

另外，構成TFT的佈線等可以藉由噴墨法或印刷法而形成。藉由這些方法，構成TFT的佈線等可以在室溫下形成，在低真空中形成，或者在大基板上形成。此外，因為即使不使用光掩模也可以製造構成TFT的佈線等，所以可以容易改變電晶體的佈局。此外，因為不需要使用抗蝕劑，所以材料成本減少並且可以縮減製程數。另外，也可以藉由使用噴墨法或印刷法來形成抗蝕劑掩模等。藉由噴墨法或印刷法僅在需要的部分上形成抗蝕劑並藉由曝光和顯影形成抗蝕劑掩模，與在整個表面上形成抗蝕劑的情況相比可以進一步減少成本。

另外，也可以使用多色調掩模(multi-tone mask)形成具有多種(通常兩種)厚度的區域的抗蝕劑掩模，從而形成佈線等。

接下來，在第一佈線101A和電容電極101B的整個表面上形成絕緣膜(以下，稱為閘極絕緣膜113)。閘極絕緣膜113藉由濺射法等而形成。

例如，藉由濺射法並使用氧化矽膜而形成閘極絕緣膜113。當然，閘極絕緣膜113不侷限於這種氧化矽膜，也可以是包括氧氮化矽膜、氮化矽膜、氧化鋁膜或氧化鉭膜等的其他絕緣膜的單層或疊層結構。

另外，最好在形成氧化物半導體之前，進行引入氬氣體而產生電漿的反濺射，以除去附著在閘極絕緣膜113表面的塵屑。另外，也可以使用氮、氦等代替氬氣圍。另外，可以使用對氬氣圍添加氧、N₂O等的氣圍。另外，也可以使用對氬氣圍添加Cl₂、CF₄等的氣圍。

接下來，在對閘極絕緣膜113的表面進行電漿處理之後，在閘極絕緣膜113上不暴露於大氣地形成氧化物半導體。藉由作為電晶體的半導體層使用氧化物半導體，與非晶矽等的矽類半導體材料相比，可以進一步提高場效應遷移率。另外，作為氧化物半導體，例如，也可以使用氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO₂)等。另外，也可以對ZnO添加In或Ga等。

作為氧化物半導體，可以使用InMO₃(ZnO)_x(X>0)所表示的薄膜。注意，M表示選自鎵(Ga)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、錳(Mn)和鈷(Co)中的一種金屬元素或多種金屬元素。例如，作為M，除了有包含Ga的情況之外，還有包含Ga和Ni或Ga和Fe等的Ga以外的上述金屬元素的情況。此外，在上述氧化物半導體中，有除了包含作為M的金屬元素的情況之外，還有包含諸如Fe、Ni等的其他過渡金屬元素或者該過渡金屬的氧化物作為雜質元素的情況。例如，作為氧化物半導體層，可以使用In-Ga-Zn-O類膜。

作為氧化物半導體(InMO₃(ZnO)_x(X>0)膜)，也可以使用其中M為另一種金屬元素的InMO₃(ZnO)_x(X>0)膜代替In-Ga-Zn-O類膜。另外，作為氧化物半導體，除了上述以外還可以使用In-Sn-Zn-O類、In-Al-Zn-O類、Sn-Ga-Zn-O類、Al-Ga-Zn-O類、Sn-Al-Zn-O類、In-Zn-O類、Sn-Zn-O類、Al-Zn-O類、In-O類、Sn-O類、Zn-O類的氧化物半導體。

另外，作為氧化物半導體，使用In-Ga-Zn-O類。在此，在以下條件下進行成膜：使用In₂O₃:Ga₂O₃:ZnO=1:1:1的靶；基板與靶之間的距離是100mm；壓力是0.6Pa；直流(DC)電源是0.5kW；並且在氧(氧流量比是100%)氣圍下形成。最好使用脈衝直流(DC)電源，因為可以減少形成膜時產生的粉狀物質(也稱為微粒、塵屑)，而且膜厚分佈也變得均勻。

另外，當形成氧化物半導體時，既可以使用與先前進行反濺射的處理室相同的處理室，又可以使用與先前進行反濺射的處理室不同的處理室。

在濺射法中，有作為濺射電源使用高頻電源的RF濺射法、使用直流電源的DC濺射法，並且還有以脈衝方式施加偏壓的脈衝DC濺射法。RF濺射法主要用來形成絕緣膜，而DC濺射法主要用來形成金屬膜。

此外，還有可以設置多個材料不同的靶的多元濺射裝置。多元濺射裝置既可以在同一處理室中層疊形成不同材料的膜，又可以在同一處理室中使多種材料同時放電而進行成膜。

此外，有利用如下濺射法的濺射裝置，該濺射法是：在處理室內具備磁體機構的磁控管濺射法；或者利用不使用輝光放電而使用微波來產生的電漿的ECR濺射法。

此外，作為使用濺射法的成膜方法，還有在形成膜時使靶物質與濺射氣體成分產生化學反應而形成它們的化合物薄膜的反應濺射法以及在形成膜時對基板也施加電壓的偏壓濺射法。

接著，進行氧化物半導體層的脫水化或脫氫化。將進行脫水化或脫氫化的第一加熱處理的溫度設定為400℃以上且低於750℃，最好設定為425℃以上。注意，當採用425℃以上的溫度時加熱處理時間是1小時以下即可，但是當採用低於425℃的溫度時加熱處理時間長於1小時。在此，將基板放入到加熱處理裝置之一的電爐中，在氮氣圍下對氧化物半導體層進行加熱處理，然後不使其接觸於大氣而防止水或氫等的雜質再次混入到氧化物半導體層，以得到氧化物半導體層。在本實施例模式中，在氮氣圍下使用同一爐將氧化物半導體層的溫度從進行氧化物半導體層的脫水化或脫氫化所需的加熱溫度T緩冷到水無法再次混入的溫度，明確而言，在氮氣圍下將氧化物半導體層的溫度降低到比加熱溫度T低100℃以上的溫度。另外，不侷限於氮氣圍，而在稀有氣體(氦、氖、氬等)氣圍下進行脫水化或脫氫化。

注意，加熱處理裝置不侷限於電爐，可以具備藉由由電阻發熱體等的發熱體產生的熱傳導或熱輻射而對被處理物進行加熱的裝置。例如，可以使用GRTA(Gas Rapid Thermal Anneal：氣體快速熱退火)裝置、LRTA(Lamp Rapid Thermal Anneal：燈快速熱退火)裝置等的RTA(Rapid Thermal Anneal：快速熱退火)裝置。LRTA裝置是藉由鹵素燈、金鹵燈、氙弧燈、碳弧燈、高壓鈉燈或者高壓汞燈等的燈所發射的光(電磁波)的輻射來加熱被處理物的裝置。GRTA裝置是利用高溫氣體進行加熱處理的裝置。作為氣體，使用即使進行加熱處理也幾乎不與被處理物起反應的惰性氣體如氬等的稀有氣體或氮。

藉由以400℃以上且低於750℃的溫度對氧化物半導體層進行熱處理，實現氧化物半導體層的脫水化或脫氫化，並可以防止後面的水(H₂O)的再浸滲。

另外，在第一加熱處理中，最好氮或氦、氖、氬等的稀有氣體不包含水、氫等。另外，最好將導入於加熱處理裝置中的氮或氦、氖、氬等的稀有氣體的純度設定為6N(99.9999%)以上，更最好設定為7N(99.99999%)以上(即，雜質濃度為1ppm以下，最好為0.1ppm以下)。

另外，根據第一加熱處理的條件或氧化物半導體層的材料，有時氧化物半導體層晶化而成為微晶膜或多晶膜。例如，也有時成為晶化率是90%以上或80%以上的微晶氧化物半導體膜。另外，根據第一加熱處理的條件或氧化物半導體層的材料，也有時成為不包含結晶成分的非晶氧化物半導體膜。

在用於脫水化或脫氫化的第一加熱處理之後，氧化物半導體層成為氧缺乏型，並且其電阻降低。進行第一加熱處理之後的氧化物半導體層的載子濃度比剛形成之後的氧化物半導體膜的載子濃度高，因此其成為最好具有1×10¹⁸/cm³以上的載子濃度的氧化物半導體層。

接著，進行第二光微影製程，形成抗蝕劑掩模，藉由蝕刻去除不需要的部分，以形成由氧化物半導體構成的第一氧化物半導體層103A、第二氧化物半導體層103B。另外，也可以對加工為島狀的氧化物半導體層之前的氧化物半導體膜進行對第一氧化物半導體層103A、第二氧化物半導體層103B進行的第一加熱處理。作為此時的蝕刻方法，使用濕蝕刻或乾蝕刻。圖2A示出此時的截面圖。

另外，也可以在形成閘極絕緣膜113之後在閘極絕緣膜113中形成如圖2A所示的到達電容電極101B的開口部121，以實現後面形成的佈線和電容電極的連接。

接著，藉由濺射法或真空蒸鍍法在氧化物半導體層上形成由金屬材料構成的導電膜。作為導電膜的材料，可以舉出：選自Al、Cr、Ta、Ti、Mo、W中的元素；以上述元素為成分的合金；組合上述元素的合金等。另外，當進行200℃至600℃的加熱處理時，最好使導電膜具有承受該熱處理的耐熱性。因為當使用Al單體時有低耐熱性且容易腐蝕等問題，所以組合Al與耐熱導電材料而形成導電膜。作為與Al組合的耐熱導電材料，使用：選自鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釹(Nd)、鈧(Sc)中的元素；以上述元素為成分的合金；組合上述元素的合金；或者以上述元素為成分的氮化物。

在此，作為導電膜採用鈦膜的單層結構。另外，導電膜也可以具有雙層結構，例如也可以在鋁膜上層疊鈦膜。或者，導電膜也可以具有層疊如下層的三層結構，即：Ti膜；重疊於Ti膜上的包含Nd的鋁(Al-Nd)膜；以及其上的Ti膜。導電膜可以採用包含矽的鋁膜的單層結構。

接著，進行第三光微影製程，形成抗蝕劑掩模，藉由蝕刻去除不需要的部分，以形成由導電膜構成的第二佈線102A、第三佈線102B、電源線104A及第四佈線104B。作為此時的蝕刻方法，使用濕蝕刻或乾蝕刻。例如，藉由使用過氧化氫氨水(31wt%的過氧化氫溶液：28wt%的氨水：水=5：2：2)的濕蝕刻，對Ti膜的導電膜進行蝕刻來對第二佈線102A、第三佈線102B、電源線104A及第四佈線104B選擇性地進行蝕刻，從而可以使第一氧化物半導體層103A、第二氧化物半導體層103B殘留。

另外，雖然也根據蝕刻條件，但是在第三光微影製程中氧化物半導體層的露出區域有時被蝕刻。此時，由第二佈線102A及第三佈線102B夾持的區域的第一氧化物半導體層103A的厚度薄於第一佈線101A上的與第二佈線102A或第三佈線102B重疊的區域的第一氧化物半導體層103A的厚度。另外，由電源線104A及第四佈線104B夾持的區域的第二氧化物半導體層103B的厚度薄於電容電極101B上的與電源線104A或第四佈線104B重疊的區域的第二氧化物半導體層103B的厚度。

接著，在閘極絕緣膜113、第一氧化物半導體層103A、第二氧化物半導體層103B、第二佈線102A、第三佈線102B、電源線104A、第四佈線104B上形成氧化物絕緣層114。此時，第一氧化物半導體層103A及第二氧化物半導體層103B的一部分接觸於氧化物絕緣層114。另外，隔著閘極絕緣膜113與第一佈線101A重疊的第一氧化物半導體層103A的區域成為通道形成區。並且，隔著閘極絕緣膜113與電容電極101B重疊的第二氧化物半導體層103B的區域成為通道形成區。

氧化物絕緣層114至少具有1nm以上的厚度，並可以適當地使用濺射法等，不使水、氫等雜質混入到氧化物絕緣層的方法而形成。在本實施例模式中，使用濺射法形成氧化矽膜作為氧化物絕緣層。將形成膜時的基板溫度設定為室溫以上且300℃以下即可，在本實施例模式中設定為100℃。可以在稀有氣體(典型地是氬)氣圍下、在氧氣圍下或者在稀有氣體(典型地是氬)和氧的混合氣圍下使用濺射法形成氧化矽膜。另外，作為靶可以使用氧化矽靶或矽靶。例如，可以在氧及稀有氣體氣圍下使用矽靶並使用濺射法來形成氧化矽膜。作為與被低電阻化的氧化物半導體層接觸地形成的氧化物絕緣層，使用不包含水分、氫離子、OH^-等的雜質並防止這些雜質從外部侵入的無機絕緣膜，典型地使用氧化矽膜、氮氧化矽膜、氧化鋁膜或氧氮化鋁膜等。另外，藉由濺射法形成的氧化物絕緣層特別緻密，因此也可以將其單層用作抑制雜質擴散到所接觸的層的現象的保護膜。另外，也可以使用摻雜有磷(P)或硼(B)的靶，對氧化物絕緣層添加磷(P)或硼(B)。

在本實施例模式中，以如下條件形成氧化物絕緣層，該條件是：使用純度是6N且柱狀多晶B摻雜的矽靶(電阻值是0.01Ωcm)；基板與靶之間的距離(T-S間距離)是89mm；壓力是0.4Pa；直流(DC)電源是6kW；在氧(氧流量比為100%)氣圍下使用脈衝DC濺射法。氧化物絕緣層的厚度為300nm。

另外，以接觸於氧化物半導體層中的成為通道形成區的區域上的方式設置氧化物絕緣層114，並且氧化物絕緣層114也具有通道保護層的功能。

接著，也可以在惰性氣體氣圍下或在氮氣體氣圍下進行第二加熱處理(最好是200℃以上且400℃以下，例如250℃以上且350℃以下)。例如，在氮氣圍下進行250℃且1小時的第二加熱處理。當進行第二加熱處理時，在第一氧化物半導體層103A及第二氧化物半導體層103B的一部分與氧化物絕緣層114接觸的狀態下進行加熱。

在藉由第一加熱處理而被低電阻化的第一氧化物半導體層103A及第二氧化物半導體層103B接觸於氧化物絕緣層114的狀態下進行第二加熱處理時，與氧化物絕緣層114接觸的區域成為氧過剩狀態。其結果是，從第一氧化物半導體層103A及第二氧化物半導體層103B的接觸於氧化物絕緣層114的區域向第一氧化物半導體層103A及第二氧化物半導體層103B的深度方向進行I型化(高電阻化)。

接著，藉由第四光微影製程在氧化物絕緣層114中形成開口部122。圖2B示出此時的截面圖。

接著，形成用來與第四佈線104B連接的具有透光性的導電膜。使用濺射法、真空蒸鍍法等並作為材料利用氧化銦(In₂O₃)、氧化銦氧化錫合金(In₂O₃-SnO₂、簡稱為ITO)等來形成具有透光性的導電膜。作為具有透光性的導電膜的其他材料，也可以使用包含氮的Al-Zn-O類膜，即Al-Zn-O-N類膜、包含氮的Zn-O類膜或包含氮的Sn-Zn-O類膜。另外，Al-Zn-O-N類膜中的鋅的組成比(at.%)是47at.%以下，大於膜中的鋁的組成比(at.%)，並且膜中的鋁的組成比(at.%)大於膜中的氮的組成比(at.%)。使用鹽酸類的溶液對這些材料進行蝕刻處理。然而，由於對ITO的蝕刻特別容易產生殘渣，因此也可以使用氧化銦氧化鋅合金(In₂O₃-ZnO)，以便改善蝕刻加工性。

另外，具有透光性的導電膜的組成比的單位是原子百分比(at.%)，並且藉由使用電子探針微分析儀(EPMA：Electron Probe X-ray MicroAnalyzer)的分析進行評價。

接著，進行第五光微影製程，形成抗蝕劑掩模，藉由蝕刻去除不需要的部分，以形成發光元件的一方的電極。發光元件具有一對電極(陽極和陰極)以及一對電極之間的發光層，並且在一對電極中的一方上層疊包括在發光層中的元件來形成發光元件。因此，將發光元件的一對電極中的一方稱為發光元件105。

接著，在第一佈線101A、第二佈線102A、第三佈線102B、第四佈線104B、第一氧化物半導體層103A、第二氧化物半導體層103B、電源線104A及電容電極101B上設置用來將發光元件根據每個元件分離的分隔壁106。另外，在分隔壁106的內側設置連接到第四佈線104B的發光元件105。圖2C示出此時的截面圖。

如上所述，可以製造具有第一薄膜電晶體107A及第二薄膜電晶體107B的像素。並且，藉由將這些像素配置為矩陣狀來構成像素部，可以製造主動矩陣型發光顯示裝置。

參照圖3A和圖3B對圖1A和圖1B、圖2A至圖2C所說明的本實施例模式的結構的優點進行詳細的說明。

圖3A和圖3B是圖1A的俯視圖中的氧化物半導體層近旁的放大圖。另外，擴展圖3A中的第一氧化物半導體層103A的寬度(圖3A中的W1)圖對應於表示第一氧化物半導體層103A的寬度(圖3B中的W2)的圖3B。

在本實施例模式中的圖1A的像素的俯視圖中，如圖3A、圖3B所示那樣不使佈線從第一佈線101A岔開，而在第一佈線101A上設置第一氧化物半導體層103A。氧化物半導體層中的形成在第二佈線102A和第三佈線102B之間的通道區被形成在第一佈線101A上的所重疊的區域中。因為TFT特性因對第一氧化物半導體層103A的通道區照射光而也有時產生偏差，所以需要藉由從第一佈線101A岔開的佈線確實地進行遮光，這也是降低像素的孔徑比的原因。藉由採用本實施例模式的結構，即藉由採用重疊於第一佈線101A上地設置氧化物半導體層的結構，並不形成從第一佈線101A岔開的佈線，而可以實現孔徑比的提高。

另外，藉由將具有透光性的氧化物半導體層用於薄膜電晶體的半導體層，即使氧化物半導體層被形成在與重疊於第一佈線101A的位置(即設計的位置)不同的區域中而重疊於發光元件105，也可以不使孔徑比降低地進行顯示。

藉由利用大於預定的尺寸的圖案形成氧化物半導體層，即使該氧化物半導體層被形成在與設計的位置稍微不同的區域中，也可以進行良好的顯示，而不產生工作故障及孔徑比的降低。因此，容易製造發光顯示裝置的主動矩陣基板，從而可以實現良率的提高。

接著，示出一種具體俯視圖的一個例子，其中藉由使用利用氧化物半導體層形成的薄膜電晶體來縮減儲存電容。

在具有氧化物半導體的薄膜電晶體中，對閘極施加使電晶體處於非導通狀態的電壓時流在電晶體中的電流(以下，稱為漏電流)是0.1pA以下。在具有非晶矽的薄膜電晶體中，漏電流是幾百nA左右。因此，在具有氧化物半導體的薄膜電晶體中，可以實現儲存電容的縮小。換言之，在設置具有氧化物半導體的薄膜電晶體的像素中，與設置具有非晶矽的薄膜電晶體的像素相比，更可以提高各元件的佈局的自由度。

因為在具有氧化物半導體層的薄膜電晶體中漏電流非常小，所以可以省略儲存電容。圖12A和圖12B示出省略儲存電容時的具體俯視圖及截面圖。圖12A所示的像素的俯視圖相當於如上所說明的圖1A的俯視圖中省略電容線的圖。如圖12A的俯視圖和圖12B的截面圖所示，藉由使用具有氧化物半導體層的薄膜電晶體，藉由適當地配置第二薄膜電晶體來縮短第三佈線102B等的引繞，從而可以提高孔徑比。

如上所述那樣，藉由採用本實施例模式所示的結構，當製造具備使用氧化物半導體形成的薄膜電晶體的像素時，可以提高孔徑比。因此，可以製造具有清晰度高的顯示部的發光顯示裝置。

本實施例模式可以與其他實施例模式所記載的結構適當地組合而實施。

實施例模式2

以下說明構成顯示裝置的像素的例子，該像素具有與上述實施例模式不同的TFT結構。

圖4A示出與實施例模式1的結構不同的像素的俯視圖。另外，圖4A所示的TFT結構是底閘型結構，示出所謂反交錯型結構，其中在從成為閘極的佈線觀察時在成為通道區的氧化物半導體層的相反一側具有成為TFT的源極電極及汲極電極的佈線層。

圖4A所示的像素400具有用作掃描線的第一佈線401A、用作信號線的第二佈線402A、第一氧化物半導體層403A、第二氧化物半導體層403B、電源線404A、電容電極401B、發光元件405。另外，具有用來電連接第一氧化物半導體層403A和電容電極401B的第三佈線402B，而構成第一薄膜電晶體407A。另外，具有用來電連接第二氧化物半導體層403B和發光元件405的第四佈線404B，而構成第二薄膜電晶體407B。另外，在第一佈線401A、第二佈線402A、第三佈線402B、第四佈線404B、第一氧化物半導體層403A、第二氧化物半導體層403B、電源線404A、電容電極401B上設置用來將發光元件根據每個像素分離的分隔壁406。另外，在分隔壁406的內側設置連接到第四佈線404B的發光元件405。

第一佈線401A也是用作第一薄膜電晶體407A的閘極的佈線。電容電極401B也是用作第二薄膜電晶體407B的閘極和儲存電容中的一方的電極的佈線。第二佈線402A也是用作第一薄膜電晶體407A的源極電極和汲極電極中的一方的佈線。第三佈線402B也是用作第一薄膜電晶體407A的源極電極和汲極電極中的另一方的佈線。電源線404A也是用作第二薄膜電晶體407B的源極電極和汲極電極中的一方以及儲存電容的另一方的電極的佈線。第四佈線404B也是用作第二薄膜電晶體407B的源極電極和汲極電極中的另一方的佈線。

另外，由同一個層形成第一佈線401A和電容電極401B，並且由同一個層形成第二佈線402A、第三佈線402B、電源線404A及第四佈線404B。另外，電源線404A的一部分和電容電極401B的一部分彼此重疊，以形成第二薄膜電晶體407B的儲存電容。另外，第一薄膜電晶體407A所具有的第一氧化物半導體層403A隔著閘極絕緣膜(未圖示)設置在第一佈線401A上，並超出設置有第一佈線401A及分隔壁406的區域的邊緣。

另外，圖4B示出圖4A中的線A-A’、B-B’、C-C’間的截面結構。在圖4B所示的截面結構中，在基板411上隔著基底膜412設置有用作閘極的第一佈線401A、電容電極401B。覆蓋第一佈線401A及電容電極401B地設置有閘極絕緣膜413。在閘極絕緣膜413上設置有第一氧化物半導體層403A、第二氧化物半導體層403B。在第一氧化物半導體層403A上設置有第二佈線402A、第三佈線402B。在第二氧化物半導體層403B上設置有電源線404A、第四佈線404B。另外，在第一氧化物半導體層403A、第二氧化物半導體層403B、第二佈線402A、第三佈線402B、電源線404A及第四佈線404B上設置有用作鈍化膜的氧化物絕緣層414。在第一佈線401A、第二佈線402A、第三佈線402B、第四佈線404B、第一氧化物半導體層403A、第二氧化物半導體層403B、電源線404A及電容電極401B上的氧化物絕緣層414上設置有分隔壁406。另外，在第四佈線404B上的氧化物絕緣層414中形成有開口部，並且在開口部中發光元件405的電極與第四佈線404B連接。另外，線上B-B’中，藉由形成在閘極絕緣膜413中的開口部連接第三佈線402B和電容電極401B。

另外，圖4A、圖4B所示的像素是與實施例模式1的圖1A和圖1B的說明同樣，在圖7中的基板700上配置為矩陣狀的多個像素701。圖7的說明與實施例模式1同樣。

另外，圖4B所示的截面圖與圖1B所示的截面圖同樣，並且像素的製造方法與實施例模式1中的圖2A至圖2C的說明同樣。

使用圖5A和圖5B對圖4A和圖4B所說明的本實施例模式的結構的優點進行詳細的說明。

圖5A和圖5B是圖4A的俯視圖中的氧化物半導體層近旁的放大圖。另外，擴展圖5A中的第一氧化物半導體層403A的寬度(圖5A中的W1)的圖對應於表示第一氧化物半導體層403A的寬度(圖5B中的W2)的圖5B。

在本實施例模式中的圖4A的像素的俯視圖中，如圖5A、圖5B所示那樣不使佈線從第一佈線401A岔開，而在第一佈線401A上設置第一氧化物半導體層403A。氧化物半導體層中的形成在第二佈線402A和第三佈線402B之間的通道區被形成在第一佈線401A上的所重疊的區域中。並且在本實施例模式中，第一氧化物半導體層403A延伸在第一佈線401A上的閘極絕緣膜上而接觸於第二佈線402A及第三佈線402B。

因為TFT特性因對第一氧化物半導體層403A的通道區照射光而也有時產生偏差，所以需要利用從第一佈線401A岔開的佈線確實地進行遮光，這也是降低像素的孔徑比的原因。藉由採用本實施例模式的結構，即藉由採用重疊於第一佈線401A上地設置氧化物半導體層並不形成從第一佈線401A岔開的佈線的結構，以及第二佈線402A及第三佈線402B延伸在第一佈線401A上的閘極絕緣膜上而接觸於第一氧化物半導體層403A的結構，而可以實現孔徑比的提高。

另外，藉由將具有透光性的氧化物半導體層用於薄膜電晶體的半導體層，即使氧化物半導體層被形成在與重疊於第一佈線401A的位置(即設計的位置)不同的區域中而重疊於發光元件405，也可以進行顯示而不使孔徑比降低。

另外，圖4A所示的延伸在第一佈線401A上的第二佈線402A及第三佈線402B只要重疊於第一佈線401A上，即可。另外，既可以彎曲(蜿蜒)地引設第二佈線402A及第三佈線402B，又可以以直線狀設置佈線。

實施例模式3

圖6A和圖6B示出與實施例模式2的結構不同的像素的俯視圖和截面圖。注意，圖6A所示的俯視圖的結構與圖4A相同，因此在此省略其說明。另外，圖6B所示的截面圖的結構與圖4B所示的截面圖的結構的不同之處是：在第一佈線401A和第二佈線402A之間設置層間絕緣層601A；以及在第一佈線401A和第三佈線402B之間設置層間絕緣層601B。

當在第一佈線401A上延伸地設置第二佈線402A及第三佈線402B時，根據閘極絕緣膜413的厚度而在第一佈線401A和第二佈線402A之間、在第一佈線401A和第三佈線402B之間以及在第一佈線401A和電源線404A之間產生寄生電容。因此，圖6B所示，藉由設置層間絕緣層601A、層間絕緣層601B可以降低寄生電容，從而可以減少錯誤工作等的不良現象。

如上所述那樣，藉由採用本實施例模式所示的結構，當製造具備使用氧化物半導體形成的薄膜電晶體的像素時，可以提高孔徑比。另外，在本實施例模式中，除了上述實施例模式2所示的結構以外，還可以實現寄生電容的降低。因此，可以製造具有清晰度高的顯示部且能夠減少錯誤工作的發光顯示裝置。

實施例模式4

在本實施例模式中，說明用作顯示元件的發光元件的結構。

圖9示出連接到薄膜電晶體的發光元件的截面結構的一個實施例。發光元件依次層疊有第一電極911、具有發光層的EL層913、第二電極914。第一電極911和第二電極914中的一方用作陽極，並且另一方用作陰極。在發光元件中，從陽極植入的電洞及從陰極植入的電子在包括於EL層的發光層中重新結合，以得到發光。發光元件的第一電極911連接到形成在基板111上的薄膜電晶體107B。另外，以覆蓋薄膜電晶體107B的成為源極電極和汲極電極中的一方的電極以及第一電極911的方式設置分隔壁106。另外，在第一電極911上的分隔壁106的開口部中設置EL層913，並且覆蓋EL層913、分隔壁106地設置第二電極914。另外，雖然在本實施例模式中示出使用實施例模式1所示的薄膜電晶體的情況，但是也可以使用其他實施例模式所示的薄膜電晶體。

第一電極911或第二電極914使用金屬、合金或導電化合物形成。

例如，第一電極911或第二電極914可以使用功函數大(功函數是4.0eV以上)的金屬、合金、導電化合物等。典型地有具有透光性的導電金屬氧化物層，如氧化銦-氧化錫(ITO：Indium Tin Oxide)、包含矽或氧化矽的氧化銦-氧化錫、氧化銦-氧化鋅(IZO：Indium Zinc Oxide)、包含氧化鎢及氧化鋅的氧化銦(IWZO)等。

另外，第一電極911或第二電極914可以使用功函數小(典型的功函數是3.8eV以下)的金屬、合金、導電化合物等。典型地有屬於元素週期表第一族或第二族的元素，即：鹼金屬諸如鋰或銫等；鹼土金屬諸如鎂、鈣或鍶等；含有它們的合金(諸如鋁、鎂和銀的合金、鋁和鋰的合金)；稀土金屬諸如銪或鐿等；含有它們的合金等。

鹼金屬、鹼土金屬及包含它們的合金使用真空蒸鍍法、濺射法等而形成。另外，也可以藉由噴墨法等將銀膏等噴射並焙燒而形成。另外，第一電極911及第二電極914不侷限於單層，而也可以層疊多個層來形成第一電極911及第二電極914。

另外，為了將發射在EL層中的光取出到外部，以使來自EL層的發光透過第一電極911和第二電極914中的任一方或兩者的方式形成第一電極911和第二電極。當只有第一電極911是具有透光性的電極時，如箭頭方向900所示光藉由第一電極911而以對應於從信號線輸入的視頻信號的亮度被取出在基板111一側。另外，當只有第二電極914是具有透光性的電極時，光藉由第二電極914而以對應於從信號線輸入的視頻信號的亮度被取出在密封基板916一側。當第一電極911和第二電極914的兩者都是具有透光性的電極時，光藉由第一電極911及第二電極914而以對應於從信號線輸入的視頻信號的亮度被取出在基板111一側以及密封基板916一側的兩者。

具有透光性的電極例如使用具有透光性的導電金屬氧化物形成，或者形成厚度為幾nm至幾十nm的銀、鋁等作為具有透光性的電極。另外，也可以採用厚度薄的銀、鋁等的金屬層以及具有透光性的導電金屬氧化物層的疊層結構。

最好將功函數大(功函數是4.0eV以上)的金屬、合金、導電化合物等用於用作陽極的第一電極911和第二電極914中的一方。另外，最好將功函數小(功函數是3.8eV以下)的金屬、合金、導電化合物等用於用作陰極的第一電極911和第二電極914中的另一方。典型地可以使用鹼金屬、鹼土金屬、包含它們的合金或化合物、包含稀土金屬的遷移金屬形成。

EL層913具有發光層。另外，EL層913除了發光層以外還可以具有電洞植入層、電洞傳輸層、電子傳輸層以及電子植入層。電洞傳輸層設置在陽極和發光層之間。另外，電洞植入層設置在陽極和發光層之間或者陽極和電洞傳輸層之間。另一方面，電子傳輸層設置在陰極和發光層之間。電子植入層設置在陰極和發光層之間或者陰極和電子傳輸層之間。另外，不需要設置電洞植入層、電洞傳輸層、電子傳輸層以及電子植入層的所有層。根據所需的功能等適當地選擇並設置，即可。

發光層包含發光物質。作為發光物質，例如可以使用發射螢光的螢光化合物、發射磷光的磷光化合物。

另外，可以藉由將發光物質分散到主體材料來形成發光層。當將發光物質分散到主體材料來形成發光層時，可以抑制發光物質與發光物質起猝滅反應的濃度猝滅現象、晶化現象。

當發光物質是螢光化合物時，最好將其單重激發能(基態和單重激發態之間的能量差)大於螢光化合物的物質用於主體材料。另外，當發光物質是磷光化合物時，最好將其三重激發態(基態和三重激發態之間的能量差)大於磷光化合物的物質用於主體材料。

另外，作為分散到主體材料的發光物質，可以使用上述磷光化合物或螢光化合物。

另外，作為發光層，既可以使用兩種以上的主體材料和發光物質，又可以使用兩種以上的發光物質和主體材料。另外，也可以使用兩種以上的主體材料和兩種以上的發光物質。

另外，作為電洞植入層，可以使用包含電洞傳輸性高的物質和顯示電子接受性的物質的層。包含電洞傳輸性高的物質和顯示電子接受性的物質的層具有高載子密度，並且其電洞植入性優異。另外，藉由將包含電洞傳輸性高的物質和顯示電子接受性的物質的層用於接觸於用作陽極的電極的電洞植入層，可以使用各種各樣的金屬、合金、導電化合物及它們的混合物等，而與用作陽極的電極材料的功函數的大小無關。

可以藉由蒸鍍法、塗布法等來形成發光層、電洞植入層、電洞傳輸層、電子傳輸層以及電子植入層。

另外，也可以藉由濺射法或CVD法在第二電極914及分隔壁106上形成鈍化層915。藉由設置鈍化層915，可以降低因來自外部的水分或氧侵入到發光元件而導致的發光元件的退化。並且，也可以在鈍化層915和密封基板916之間的空間中裝入氮，並配置乾燥劑。或者，也可以在鈍化層915和密封基板916之間填充具有透光性且吸水性高的有機樹脂。

當發光元件顯示白色發光時，藉由在基板111或密封基板916上設置濾色片或顏色轉換層等，可以進行全彩色顯示。

另外，也可以在基板111或密封基板916上設置偏光板或圓偏光板，以提高對比度。

當製造具備使用氧化物半導體形成的薄膜電晶體的像素時，藉由組合上述實施例模式的結構，在本實施例模式的像素中也可以提高孔徑比。

實施例模式5

在本實施例模式中，說明可以用於發光顯示裝置的像素的電路結構。

圖8是示出可以用於發光顯示裝置的像素結構的一個例子的圖。像素800具有第一薄膜電晶體801、第二薄膜電晶體802、電容元件803、發光元件804。第一薄膜電晶體801的閘極電連接到第一佈線805。第一薄膜電晶體801的第一端子電連接到第二佈線806。第一薄膜電晶體801的第二端子電連接到電容元件803的第一電極及第二薄膜電晶體802的閘極。電容元件803的第二電極電連接到電源線807。第二薄膜電晶體802的第一端子電連接到電源線807。第二薄膜電晶體802的第二端子電連接到發光元件804的一方的電極。

第一佈線805的功能與上述實施例模式1所說明的第一佈線101A的功能相同。第二佈線806的功能與上述實施例模式1所說明的第二佈線102A的功能相同。電源線807的功能與上述實施例模式1所說明的電源線104A的功能相同。發光元件804的結構與上述實施例模式4所說明的發光元件的結構相同。

實施例模式6

在本實施例模式中，說明具備上述實施例模式所說明的發光顯示裝置的電子裝置的例子。

圖10A是可攜式遊戲機，其可以包括外殼9630、顯示部9631、揚聲器9633、操作鍵9635、連接端子9636、記錄媒體讀取部9672等。圖10A所示的可攜式遊戲機可以具有如下功能：讀出儲存在記錄媒體中的程式或資料並將其顯示在顯示部上的功能；藉由與其他可攜式遊戲機進行無線通信而實現資訊共用的功能；等等。注意，圖10A所示的可攜式遊戲機所具有的功能不侷限於此，而可以具有各種各樣的功能。

圖10B是數位相機，其可以包括外殼9630、顯示部9631、揚聲器9633、操作鍵9635、連接端子9636、快門按鈕9676、圖像接收部9677等。圖10B所示的具有電視圖像接收功能的數位相機可以具有如下功能：拍攝靜止圖像的功能；拍攝動態圖像的功能；對所拍攝的圖像進行自動或手動校正的功能；由天線接收各種資訊的功能；對所拍攝的圖像或由天線接收到的資訊進行儲存的功能；將所拍攝的圖像或由天線接收到的資訊顯示在顯示部上的功能；等等。注意，圖10B所示的具有電視圖像接收功能的數位相機可以具有各種功能，而不侷限於這些功能。

圖10C是電視圖像接收機，其可以包括外殼9630、顯示部9631、揚聲器9633、操作鍵9635、連接端子9636等。圖10C所示的電視圖像接收機可以具有如下功能：對電視電波進行處理而將其轉換為視頻信號的功能；對視頻信號進行處理並將其轉換為適於顯示的信號的功能；對視頻信號的幀頻率進行轉換的功能；等等。注意，圖10C所示的電視圖像接收機可以具有各種功能，而不侷限於這些功能。

圖11A是電腦，其可以包括外殼9630、顯示部9631、揚聲器9633、操作鍵9635、連接端子9636、外部連接埠9680、定位裝置9681等。圖11A所示的電腦可以具有如下功能：將各種資訊(靜止圖像、動態圖像、文字圖像等)顯示在顯示部上的功能；利用各種軟體(程式)控制處理的功能；無線通信或有線通信等的通信功能；利用通信功能而連接到各種電腦網路的功能；根據通信功能進行各種資料的發送或接收的功能；等等。注意，圖11A所示的電腦可以具有各種功能，而不侷限於這些功能。

接著，圖11B是手機，其可以包括外殼9630、顯示部9631、揚聲器9633、操作鍵9635、麥克風9638等。圖11B所示的手機可以具有如下功能：顯示各種資訊(靜止圖像、動態圖像、文字圖像等)的功能；將日曆、日期或時刻等顯示在顯示部上的功能；對顯示在顯示部上的資訊進行操作或編輯的功能；利用各種軟體(程式)控制處理的功能；等等。另外，圖11B所示的手機可以具有各種功能，而不侷限於這些功能。

接著，圖11C是包括電子紙(也稱為電子書(E-book)或電子書閱讀器)的電子裝置，其可以包括外殼9630、顯示部9631、操作鍵9635等。圖11C所示的電子紙可以具有如下功能：顯示各種資訊(靜止圖像、動態圖像、文字圖像等)的功能；將日曆、日期或時刻等顯示在顯示部上的功能；對顯示在顯示部上的資訊進行操作或編輯的功能；利用各種軟體(程式)控制處理的功能；等等。另外，圖11C所示的電子紙可以具有各種功能，而不侷限於這些功能。

本實施例模式所述的電子裝置可以在構成顯示部的多個像素中提高孔徑比。

100．．．像素

103．．．氧化物半導體層

105．．．發光元件

106．．．分隔壁

111．．．基板

112．．．基底膜

113．．．閘極絕緣膜

114．．．氧化物絕緣層

121．．．開口部

122．．．開口部

400．．．像素

405．．．發光元件

406．．．分隔壁

411．．．基板

412．．．基底膜

413．．．閘極絕緣膜

414．．．氧化物絕緣層

700．．．基板

701．．．像素

702．．．像素部

703．．．掃描線驅動電路

704．．．信號線驅動電路

705．．．電源電路

800．．．像素

801．．．薄膜電晶體

802．．．薄膜電晶體

803．．．電容元件

804．．．發光元件

805．．．佈線

806．．．佈線

807．．．電源線

900．．．箭頭方向

911．．．電極

912．．．分隔壁

913．．．EL層

914．．．電極

915．．．鈍化層

916．．．密封基板

101A．．．佈線

101B．．．電容電極

102A．．．佈線

102B．．．佈線

103A．．．氧化物半導體層

103B．．．氧化物半導體層

104A．．．電源線

104B．．．佈線

107A．．．薄膜電晶體

107B．．．薄膜電晶體

401A．．．佈線

401B．．．電容電極

402A．．．佈線

402B．．．佈線

403A．．．氧化物半導體層

403B．．．氧化物半導體層

404A．．．電源線

404B．．．佈線

407A．．．薄膜電晶體

407B．．．薄膜電晶體

601A．．．層間絕緣層

601B．．．層間絕緣層

9630．．．外殼

9631．．．顯示部

9633．．．揚聲器

9635．．．操作鍵

9636．．．連接端子

9638．．．麥克風

9672．．．記錄媒體讀取部

9676．．．快門按鈕

9677．．．圖像接收部

9681．．．定位裝置

在附圖中：

圖1A和圖1B分別是說明發光顯示裝置的俯視圖和截面圖；

圖2A至圖2C是說明發光顯示裝置的截面圖；

圖3A和圖3B是說明發光顯示裝置的俯視圖；

圖4A和圖4B分別是說明發光顯示裝置的俯視圖和截面圖；

圖5A和圖5B是說明發光顯示裝置的俯視圖；

圖6A和圖6B分別是說明發光顯示裝置的俯視圖和截面圖；

圖7是說明發光顯示裝置的電路圖；

圖8是說明發光顯示裝置的電路圖；

圖9是說明發光顯示裝置的截面圖；

圖10A至圖10C是說明電子裝置的圖；

圖11A至圖11C是說明電子裝置的圖；以及

圖12A和圖12B分別是說明發光顯示裝置的俯視圖和截面圖。

102A、102B．．．佈線

107A、107B．．．薄膜電晶體

103A、103B．．．氧化物半導體層