WO2023100014A1 - 表示装置 - Google Patents

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WO2023100014A1
WO2023100014A1 PCT/IB2022/061057 IB2022061057W WO2023100014A1 WO 2023100014 A1 WO2023100014 A1 WO 2023100014A1 IB 2022061057 W IB2022061057 W IB 2022061057W WO 2023100014 A1 WO2023100014 A1 WO 2023100014A1
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WO
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layer
insulating layer
film
conductive layer
conductive
Prior art date
Application number
PCT/IB2022/061057
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
中田昌孝
片山雅博
佐藤来
保坂泰靖
生内俊光
土橋正佳
楠紘慈
中山智則
Original Assignee
株式会社半導体エネルギー研究所
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 株式会社半導体エネルギー研究所 filed Critical 株式会社半導体エネルギー研究所
Publication of WO2023100014A1 publication Critical patent/WO2023100014A1/ja

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    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30Indicating 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film

Definitions

  • One aspect of the present invention relates to a display device, a display module, and an electronic device.
  • One embodiment of the present invention relates to a method for manufacturing a display device.
  • one aspect of the present invention is not limited to the above technical field.
  • Technical fields of one embodiment of the present invention include semiconductor devices, display devices, light-emitting devices, power storage devices, memory devices, electronic devices, lighting devices, input devices (eg, touch sensors), input/output devices (eg, touch panels), and the like. or methods of manufacturing them.
  • display devices are expected to be applied to various purposes.
  • applications of large display devices include home television devices (also referred to as televisions or television receivers), digital signage (digital signage), and PIDs (Public Information Displays).
  • mobile information terminals such as smart phones and tablet terminals with touch panels are being developed.
  • Devices that require high-definition display devices include, for example, virtual reality (VR), augmented reality (AR), alternative reality (SR), and mixed reality (MR) ) are being actively developed.
  • VR virtual reality
  • AR augmented reality
  • SR alternative reality
  • MR mixed reality
  • a light-emitting device having a light-emitting device As a display device, for example, a light-emitting device having a light-emitting device (also referred to as a light-emitting element) has been developed.
  • a light-emitting device also referred to as an EL device or EL element
  • EL the phenomenon of electroluminescence
  • EL is a DC constant-voltage power supply that can easily be made thin and light, can respond quickly to an input signal, and It is applied to a display device.
  • Patent Document 1 discloses a display device for VR using an organic EL device (also called an organic EL element).
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a high-definition display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a high-resolution display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a display device with high display quality.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a highly reliable display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a novel display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a method for manufacturing a display device with high definition.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a method for manufacturing a display device with high resolution.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a method for manufacturing a display device with high display quality.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a highly reliable method for manufacturing a display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a method for manufacturing a display device with high yield.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a novel method for manufacturing a display device.
  • One embodiment of the present invention is a display device including a transistor, a light-emitting device, a first insulating layer, a second insulating layer, and a first conductive layer.
  • the transistor has a semiconductor layer and a second conductive layer electrically connected to the semiconductor layer.
  • a light emitting device has a pixel electrode.
  • a first insulating layer is provided over the transistor and has a first opening reaching the second conductive layer.
  • a first conductive layer covers the first opening.
  • the second insulating layer is provided on the first insulating layer and has a second opening in a region overlapping with the first opening.
  • a pixel electrode covers the top surface of the second insulating layer and the second opening.
  • the pixel electrode is electrically connected to the second conductive layer through the first conductive layer.
  • An edge of the first insulating layer overlies the second conductive layer.
  • An edge of the second insulating layer overlies the first conductive layer.
  • the end of the second insulating layer is
  • the first insulating layer and the second insulating layer preferably each contain an organic material.
  • the display device described above preferably has a layer.
  • the pixel electrode preferably has a third conductive layer and a fourth conductive layer over the third conductive layer.
  • the third conductive layer preferably covers the top surface of the second insulating layer and the second opening.
  • the third conductive layer preferably has recesses along the shape of the side surface of the second insulating layer and the top surface of the second conductive layer.
  • the layer is preferably provided so as to fill the recess.
  • the fourth conductive layer preferably covers the top surface of the third conductive layer and the top surface of the layer.
  • the fourth conductive layer preferably comprises a material that is reflective to visible light.
  • the layer is preferably an insulating layer.
  • the layer is preferably a conductive layer.
  • the display device described above preferably has a third insulating layer.
  • the third insulating layer is preferably provided in contact with the upper surface of the second insulating layer.
  • the third insulating layer comprises an inorganic material.
  • the pixel electrode preferably has a region in contact with the top surface of the third insulating layer.
  • the display device described above preferably has a fourth insulating layer.
  • the fourth insulating layer is preferably provided in contact with the upper surface of the first insulating layer.
  • the fourth insulating layer preferably comprises an inorganic material.
  • the first conductive layer preferably has a region in contact with the top surface of the fourth insulating layer.
  • the display device described above preferably has a fifth insulating layer and a sixth insulating layer.
  • the light-emitting device preferably has a pixel electrode, a common electrode, and an EL layer sandwiched between the pixel electrode and the common electrode.
  • the fifth insulating layer preferably covers part of the top surface and side surfaces of the EL layer.
  • the sixth insulating layer preferably covers part of the top surface and side surfaces of the EL layer with the fifth insulating layer interposed therebetween.
  • the common electrode preferably covers the sixth insulating layer.
  • the fifth insulating layer preferably contains an inorganic material.
  • the sixth insulating layer comprises an organic material.
  • the display device described above preferably has a fifth insulating layer.
  • the light-emitting device preferably has a pixel electrode, a common electrode, and an EL layer sandwiched between the pixel electrode and the common electrode.
  • the fifth insulating layer preferably covers part of the top surface and side surfaces of the pixel electrode.
  • the EL layer preferably has a region in contact with the top surface of the fifth insulating layer.
  • the common electrode preferably covers the fifth insulating layer.
  • the transistor has a gate insulating layer interposed between the semiconductor layer and the gate electrode.
  • the semiconductor layer comprises a metal oxide.
  • the concentration of the metal element contained in the metal oxide in the gate insulating layer is preferably 2 ⁇ 10 19 atoms/cm 3 or less.
  • a high-definition display device can be provided. Further, a display device with high resolution can be provided. Further, a display device with high display quality can be provided. In addition, a highly reliable display device can be provided. Also, a novel display device can be provided.
  • a method for manufacturing a display device with high definition can be provided. Further, a method for manufacturing a display device with high resolution can be provided. Further, a method for manufacturing a display device with high display quality can be provided. Further, a highly reliable method for manufacturing a display device can be provided. Further, a method for manufacturing a display device with high yield can be provided. Further, a novel method for manufacturing a display device can be provided.
  • FIG. 1 is a top view showing an example of a display device.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • 3B and 3C are top views showing examples of openings.
  • 4A and 4B are diagrams showing band diagrams.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 5B is a top view showing an example of a light emitting device.
  • 6A and 6B are cross-sectional views showing an example of the display device.
  • 7A and 7B are cross-sectional views showing an example of a display device.
  • 8A and 8B are cross-sectional views showing an example of a display device.
  • FIG. 9A and 9B are cross-sectional views showing an example of the display device.
  • 10A and 10B are cross-sectional views showing examples of display devices.
  • 11A and 11B are cross-sectional views showing an example of a display device.
  • 12A and 12B are cross-sectional views showing examples of display devices.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 19 is a top view showing an example of a display device.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • 21A to 21D are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 22A to 22C are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 23A and 23B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 24A and 24B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 25A and 25B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 26A and 26B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 27A and 27B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 28A to 28C are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 29A and 29B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 30A and 30B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 31A and 31B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 32A and 32B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 33A and 33B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 34A and 34B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 35A and 35B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 36A to 36C are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 37A and 37B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 38A to 38C are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 39A and 39B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 40A to 40C are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 41A to 41C are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 42A to 42C are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 43A to 43G are diagrams showing examples of pixels.
  • 44A to 44K are diagrams showing examples of pixels.
  • FIG. 45 is a perspective view showing an example of a display device.
  • FIG. 46 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 47 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 48 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • 49A to 49F are diagrams showing configuration examples of light emitting devices.
  • 50A to 50C are diagrams showing configuration examples of light emitting devices.
  • 51A and 51B are diagrams showing configuration examples of light receiving devices.
  • 51C to 51E are diagrams showing configuration examples of display devices.
  • 52A to 52D are diagrams showing examples of electronic devices.
  • 53A to 53F are diagrams showing examples of electronic devices.
  • 54A to 54G are diagrams showing examples of electronic devices.
  • FIG. 55 is a diagram showing variations in electrical characteristics of transistors due to NBTIS tests.
  • 56A and 56C are diagrams showing Id-Vg characteristics of transistors.
  • 56B and 56D are diagrams showing the amount of variation in electrical characteristics of transistors due to the NBTIS test.
  • FIG. 60 is a cross-sectional STEM image of a sample according to Example.
  • film and “layer” can be interchanged depending on the case or situation.
  • conductive layer can be changed to the term “conductive film.”
  • insulating film can be changed to the term “insulating layer”.
  • a device manufactured using a metal mask or FMM may be referred to as a device with an MM (metal mask) structure.
  • a device manufactured without using a metal mask or FMM may be referred to as a device with an MML (metal maskless) structure.
  • an SBS side-by-side structure
  • the material and configuration can be optimized for each light-emitting device, so the degree of freedom in selecting the material and configuration increases, and it becomes easy to improve luminance and reliability.
  • holes or electrons are sometimes referred to as "carriers".
  • the hole injection layer or electron injection layer is referred to as a "carrier injection layer”
  • the hole transport layer or electron transport layer is referred to as a “carrier transport layer”
  • the hole blocking layer or electron blocking layer is referred to as a "carrier It is sometimes called a block layer.
  • the carrier injection layer, the carrier transport layer, and the carrier block layer described above may not be clearly distinguished from each other due to their cross-sectional shape, characteristics, or the like.
  • one layer may serve as two or three functions of the carrier injection layer, the carrier transport layer, and the carrier block layer.
  • a light-emitting device (also referred to as a light-emitting element) has an EL layer between a pair of electrodes.
  • the EL layer has at least a light-emitting layer.
  • the layers (also referred to as functional layers) included in the EL layer include a light-emitting layer, a carrier-injection layer (a hole-injection layer and an electron-injection layer), a carrier-transport layer (a hole-transport layer and an electron-transport layer), and a carrier layer.
  • block layers (hole block layer and electron block layer);
  • a light-receiving device (also referred to as a light-receiving element) has an active layer that functions at least as a photoelectric conversion layer between a pair of electrodes.
  • an island-shaped light-emitting layer means that the light-emitting layer is physically separated from an adjacent light-emitting layer.
  • a tapered shape refers to a shape in which at least a part of the side surface of the structure is inclined with respect to the substrate surface. For example, it is preferable to have a region where the angle between the inclined side surface and the substrate surface (also referred to as a taper angle) is less than 90°. Note that the side surfaces of the structure and the substrate surface do not necessarily have to be completely flat, and may be substantially planar with a minute curvature or substantially planar with minute unevenness.
  • a mask layer is positioned above at least a light-emitting layer (more specifically, a layer processed into an island shape among layers constituting an EL layer), It has the function of protecting the light-emitting layer.
  • discontinuity refers to a phenomenon in which a layer, film, or electrode is divided due to the shape of the formation surface (for example, steps).
  • One embodiment of the present invention is a display device including a transistor, a light-emitting device, a first insulating layer, a second insulating layer, and a first conductive layer.
  • a first insulating layer is provided over the transistor, a second insulating layer is provided over the first insulating layer, and a light emitting device is provided over the second insulating layer.
  • the transistor has a semiconductor layer and a second conductive layer electrically connected to the semiconductor layer.
  • the second conductive layer functions as the source or drain of the transistor.
  • the first insulating layer has a first opening reaching the second conductive layer.
  • a first conductive layer is provided to cover the first opening.
  • the second insulating layer has a second opening in a region overlapping the first opening.
  • a pixel electrode included in the light-emitting device is provided so as to cover the upper surface of the second insulating layer and the second opening. The pixel electrode is electrically connected to the second conductive layer through the first conductive layer.
  • the first insulating layer and the second insulating layer each function as a planarizing layer.
  • the first insulating layer and the second insulating layer each comprise an organic material.
  • a transistor constitutes a pixel circuit that controls a light-emitting device.
  • the transistor is electrically connected to the pixel electrode provided to cover the second opening through the first conductive layer provided to cover the first opening.
  • the end of the first insulating layer on the first opening side is located on the second conductive layer, and the end of the second insulating layer on the second opening side is located on the first conductive layer. Located in Furthermore, the edge of the second insulating layer is located outside the edge of the first insulating layer.
  • the second insulating layer has a portion protruding from the end of the first insulating layer. That is, the second opening is provided inside the first opening when viewed from above (also referred to as planar view).
  • the first opening can also be said to encompass the second opening.
  • FIG. 1 shows two rows and two columns of pixels 110 . Also, sub-pixels for 2 rows and 6 columns are shown as a configuration in which each pixel 110 has three sub-pixels (sub-pixel 11R, sub-pixel 11G, and sub-pixel 11B).
  • the connection portion 140 can also be called a cathode contact portion.
  • Each sub-pixel has a display device (also called a display element).
  • display devices include liquid crystal devices (also referred to as liquid crystal elements) and light-emitting devices (also referred to as light-emitting elements).
  • the light emitting device for example, an OLED (Organic Light Emitting Diode) or a QLED (Quantum-dot Light Emitting Diode) is preferably used.
  • the light-emitting substance included in the light-emitting device include a substance that emits fluorescence (fluorescent material), a substance that emits phosphorescence (phosphorescent material), and a substance that exhibits thermally activated delayed fluorescence (thermally activated delayed fluorescence: TADF). materials), and inorganic compounds (quantum dot materials, etc.).
  • LEDs such as micro LED (Light Emitting Diode), can also be used as a light emitting device.
  • the emission color of the light emitting device can be infrared, red, green, blue, cyan, magenta, yellow, white, or the like.
  • color purity can be enhanced by providing a light-emitting device with a microcavity structure.
  • a display device of one embodiment of the present invention includes a light-emitting device manufactured for each emission color, and is capable of full-color display.
  • the top surface shape of the sub-pixel shown in FIG. 1 corresponds to the top surface shape of the light emitting region of the light emitting device.
  • the top surface shape of a sub-pixel can be, for example, a triangle, a quadrangle (including a rectangle and a square), a polygon such as a pentagon, a shape with rounded corners of these polygons, an ellipse, or a circle.
  • Each sub-pixel has a pixel circuit that controls a light-emitting device.
  • the pixel circuit is not limited to the extent of the sub-pixels shown in FIG. 1 and the components of the circuit may be arranged outside thereof.
  • the transistors included in the pixel circuit of the sub-pixel 11R may be located within the range of the sub-pixel 11G shown in FIG. 1, or part or all of them may be located outside the range of the sub-pixel 11R.
  • the sub-pixel 11R, the sub-pixel 11G, and the sub-pixel 11B have the same or approximately the same aperture ratio (the sizes of the light-emitting regions can also be said to be the same or approximately the same), but one embodiment of the present invention is limited to this. not.
  • the aperture ratios of the sub-pixel 11R, the sub-pixel 11G, and the sub-pixel 11B can be determined appropriately.
  • the sub-pixel 11R, the sub-pixel 11G, and the sub-pixel 11B may have different aperture ratios, or two or more of them may be equal or approximately equal.
  • a stripe arrangement is applied to the pixels 110 shown in FIG.
  • a pixel 110 shown in FIG. 1 is composed of three sub-pixels, a sub-pixel 11R, a sub-pixel 11G, and a sub-pixel 11B.
  • the sub-pixel 11R, sub-pixel 11G, and sub-pixel 11B exhibit different colors of light.
  • As the sub-pixel 11R, sub-pixel 11G, and sub-pixel 11B three sub-pixels of red (R), green (G), blue (B), yellow (Y), cyan (C), and magenta (M) are used. , and the like.
  • the number of sub-pixel color types is not limited to three, and may be four or more.
  • four-color sub-pixels As the four-color sub-pixels, four-color sub-pixels of R, G, B, and white (W), four-color sub-pixels of R, G, B, and Y, and R, G, B, and infrared light (IR) four color sub-pixels.
  • W white
  • IR infrared light
  • FIG. 1 shows an example in which sub-pixels of different colors are arranged side by side in the X direction and sub-pixels of the same color are arranged side by side in the Y direction.
  • FIG. 1 shows an example in which the connecting portion 140 is positioned on one side of the display portion when viewed from above
  • the connecting portion 140 may be provided at least one of the upper side, the right side, the left side, and the lower side of the display portion when viewed from above, and may be provided so as to surround the four sides of the display portion.
  • the shape of the upper surface of the connecting portion 140 is not particularly limited, and may be strip-shaped, L-shaped, U-shaped, frame-shaped, or the like.
  • the number of connection parts 140 may be singular or plural.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view between the dashed-dotted line X1-X2 and the dashed-dotted line Y1-Y2 in FIG.
  • the display device 100 has a light emitting device 130R, a light emitting device 130G, and a light emitting device 130B provided on a layer 101, and a protective layer 131 is provided to cover these light emitting devices.
  • a substrate 120 is bonded onto the protective layer 131 with a resin layer 122 .
  • Layer 101 has transistor 205R, transistor 205G, and transistor 205B.
  • An insulating layer 214 and an insulating layer 235 over the insulating layer 214 are provided to cover the transistors 205R, 205G, and 205B.
  • the insulating layer 214 has openings 191R, 191G, and 191B, and conductive layers 233R, 233G, and 233B are provided to cover the openings.
  • the insulating layer 235 has an opening 193R, an opening 193G, and an opening 193B, and electrodes of the light emitting device 130R, the light emitting device 130G, and the light emitting device 130B are provided so as to cover the openings.
  • Light emitting device 130R is electrically connected to transistor 205R through conductive layer 233R.
  • Light emitting device 130G is electrically connected to transistor 205G through conductive layer 233G.
  • Light emitting device 130B is electrically connected to transistor 205B through conductive layer 233B.
  • the light-emitting device 130 When describing items common to the light-emitting device 130R, the light-emitting device 130G, and the light-emitting device 130B, they may be referred to as the light-emitting device 130, omitting the letters that distinguish them. Similarly, for constituent elements that are distinguished by letters, such as the transistor 205R, the transistor 205G, and the transistor 205B, there are cases where the letters are omitted when describing common items.
  • Each of the light emitting device 130R, the light emitting device 130G, and the light emitting device 130B has a pair of electrodes and a layer sandwiched between the pair of electrodes.
  • the layer has at least a light-emitting layer.
  • one electrode functions as an anode and the other electrode functions as a cathode.
  • the case where the pixel electrode functions as an anode and the common electrode functions as a cathode may be taken as an example.
  • the light-emitting device 130R includes a pixel electrode 111R on the insulating layer 235, an island-shaped layer 113R on the pixel electrode 111R, a common layer 114 on the island-shaped layer 113R, and a common electrode 115 on the common layer 114. have.
  • layer 113R and common layer 114 can be collectively referred to as EL layers.
  • the light-emitting device 130G includes a pixel electrode 111G on the insulating layer 235, an island-shaped layer 113G on the pixel electrode 111G, a common layer 114 on the island-shaped layer 113G, and a common electrode 115 on the common layer 114. have.
  • layer 113G and common layer 114 can be collectively referred to as EL layers.
  • the light-emitting device 130B includes a pixel electrode 111B on the insulating layer 235, an island-shaped layer 113B on the pixel electrode 111B, a common layer 114 on the island-shaped layer 113B, and a common electrode 115 on the common layer 114. have.
  • layer 113B and common layer 114 can be collectively referred to as EL layers.
  • a layer provided in an island shape for each light-emitting device is indicated as a layer 113R, a layer 113G, or a layer 113B, and a layer shared by a plurality of light-emitting devices is indicated. Shown as common layer 114 .
  • the layers 113R, 113G, and 113B, excluding the common layer 114 may be referred to as an island-shaped EL layer, an island-shaped EL layer, or the like.
  • the layers 113R, 113G, and 113B are island-shaped and separated from each other.
  • an island-shaped EL layer for each light-emitting device, leakage current between adjacent light-emitting devices can be suppressed. Thereby, crosstalk due to unintended light emission can be prevented, and a display device with extremely high contrast can be realized. In particular, a display device with high current efficiency at low luminance can be realized.
  • a display device of one embodiment of the present invention is a top emission type in which light is emitted in a direction opposite to a substrate over which a light-emitting device is formed, and light is emitted toward a substrate over which a light-emitting device is formed.
  • a bottom emission type bottom emission type
  • a double emission type dual emission type in which light is emitted from both sides may be used.
  • Layer 101 preferably includes pixel circuits that function to control light emitting devices 130 .
  • a pixel circuit can have a structure including a transistor, a capacitor, and a wiring, for example.
  • the layer 101 may have one or both of a gate line driver circuit (gate driver) and a source line driver circuit (source driver) in addition to the pixel circuit.
  • Layer 101 may further include one or both of arithmetic circuitry and memory circuitry.
  • the layer 101 can have a structure in which a pixel circuit is provided on a semiconductor substrate or an insulating substrate.
  • a semiconductor substrate a single crystal semiconductor substrate made of silicon or silicon carbide, a polycrystalline semiconductor substrate, a compound semiconductor substrate made of silicon germanium or the like, an SOI substrate, or the like can be used.
  • a glass substrate, a quartz substrate, a sapphire substrate, a ceramic substrate, or an organic resin substrate can be used as the insulating substrate.
  • the shape of the semiconductor substrate and the insulating substrate may be circular or rectangular.
  • a substrate having heat resistance that can withstand at least later heat treatment can be used.
  • FIG. 2 shows a transistor 205R, a transistor 205G, and a transistor 205B as transistors included in the layer 101.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of the transistor 205R, the transistor 205G, and the transistor 205B in the channel length direction.
  • transistor 205R An enlarged view of transistor 205R, light emitting device 130R, and the vicinity thereof shown in FIG. 2 is shown in FIG. 3A.
  • the transistor 205R has a semiconductor layer 231, an insulating layer 218, and a conductive layer 223 stacked in this order.
  • a portion of the insulating layer 225 functions as a gate insulating layer of the transistor 205R.
  • the conductive layer 223 functions as a gate electrode of the transistor 205R.
  • the transistor 205R is a so-called top-gate transistor in which a gate electrode is provided over the semiconductor layer 231 .
  • the semiconductor layer 231 has a channel formation region 231i and a pair of low resistance regions 231n.
  • the channel formation region 231i has a region overlapping with the conductive layer 223 with the insulating layer 218 interposed therebetween.
  • the transistor 205R further includes an insulating layer 218 and conductive layers 222a and 222b.
  • the insulating layer 218 is provided over the insulating layer 225 and the conductive layer 223 .
  • the insulating layer 218 and the insulating layer 225 have openings reaching the low resistance regions 231n.
  • a conductive layer 222a and a conductive layer 222b are provided to cover the opening.
  • Conductive layer 222a is electrically connected to one of the pair of low-resistance regions 231n
  • conductive layer 222b is electrically connected to the other of the pair of low-resistance regions 231n.
  • One of the conductive layers 222a and 222b functions as a source, and the other functions as a drain.
  • the transistor 205R can be said to be a TGSA (Top Gate Self Align) type transistor.
  • the insulating layer 218 functions as a protective layer for the transistor 205R.
  • the insulating layer 218 is preferably made of a material into which impurities are difficult to diffuse. By providing the insulating layer 218, diffusion of impurities from the outside into the transistor can be effectively suppressed, and the reliability of the display device can be improved. Impurities include, for example, water and hydrogen.
  • the insulating layer 218 can be an insulating layer with an inorganic material or an insulating layer with an organic material. For the insulating layer 218, an inorganic material such as oxide or nitride can be preferably used.
  • silicon nitride, silicon nitride oxide, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum oxynitride, aluminum nitride, hafnium oxide, and hafnium aluminate can be used.
  • the organic material for example, one or more of acrylic resin and polyimide resin can be used.
  • a photosensitive material may be used as the organic material.
  • two or more of the insulating films described above may be laminated and used.
  • the insulating layer 218 may have a stacked-layer structure of an insulating layer containing an inorganic material and an insulating layer containing an organic material.
  • Gates may be provided above and below the semiconductor layer 231, and the semiconductor layer 231 may be sandwiched between the two gates.
  • transistor 205R has conductive layer 221 and insulating layer 211 between substrate 151 and semiconductor layer 231 .
  • the conductive layer 221 has a region which overlaps with the semiconductor layer 231 with the insulating layer 211 provided therebetween, and has a region which overlaps with the conductive layer 223 with the semiconductor layer 231 provided therebetween.
  • the conductive layer 223 functions as a first gate electrode (also referred to as a top gate electrode), and the conductive layer 221 functions as a second gate electrode (also referred to as a bottom gate electrode).
  • part of the insulating layer 225 functions as a first gate insulating layer and part of the insulating layer 211 functions as a second gate insulating layer.
  • a portion of the semiconductor layer 231 overlapping with at least one of the conductive layer 223 and the conductive layer 221 functions as a channel formation region of the transistor 205R. Note that a portion of the semiconductor layer 231 which overlaps with the conductive layer 223 is sometimes referred to as a channel formation region in order to simplify the description below.
  • a channel can also be formed in (a portion including the low resistance region 231n).
  • the transistor may be driven by connecting two gates and supplying the same signal to them.
  • the threshold voltage of the transistor may be controlled by applying a potential for controlling the threshold voltage to one of the two gates and applying a potential for driving to the other.
  • the transistor 205G and the transistor 205B can have the same structure as the transistor 205R. Since the description of the transistor 205R can be referred to for the transistor 205G and the transistor 205B, detailed description thereof is omitted. Note that different structures may be applied to the transistor 205R, the transistor 205G, and the transistor 205B.
  • the semiconductor layer 231 of the transistor 205 included in the display device of one embodiment of the present invention preferably includes a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor or an OS) exhibiting semiconductor characteristics.
  • the display device of this embodiment preferably uses a transistor including a metal oxide for a channel formation region (hereinafter also referred to as an OS transistor).
  • OS transistors have much higher field-effect mobility than transistors using amorphous silicon.
  • an OS transistor has extremely low source-drain leakage current (hereinafter also referred to as an off-state current) in an off state, and can retain charge accumulated in a capacitor connected in series with the transistor for a long time. is possible. Further, by using the OS transistor, power consumption of the display device can be reduced.
  • the display device may be used in a high-temperature environment or in an environment with strong external light. Also, part of the light emitted from the light emitting device 130 may reach the transistor 205 in the display device. If the electrical characteristics of the transistor change due to high temperature or light, the display quality of the display device might be degraded. Therefore, it is preferable that the transistor 205 applied to the display device have small variations in electrical characteristics against high temperature and light, that is, have high reliability. By applying a transistor with high reliability to high temperatures and light to a display device, the display device can have high display quality and high reliability.
  • FIG. 4A the left side shows a band diagram of a metal oxide (OS) included in the semiconductor layer 231, and the right side shows a band diagram of an oxide containing silicon included in the insulating layer 225 functioning as a gate insulating layer (GI).
  • OS metal oxide
  • GI gate insulating layer
  • the mechanism of change in electrical characteristics of the OS transistor due to light is presumed as follows. First, when a metal oxide is irradiated with light (hv), electrons (carriers) existing in the valence band (Ev) or deep level (dDOS: deep density of states) of the metal oxide are transferred to the conduction band ( Ec). A deep level of the metal oxide is presumed to be a level derived from oxygen vacancies (V O ) in the metal oxide. Electron excitation into the metal oxide conduction band (Ec) then creates holes in the metal oxide valence band (Ev) or deep levels.
  • a negative bias is applied between the gate and the source, holes are accumulated at and near the interface between the metal oxide and the gate insulating layer. At this time, if there is a defect level (“GI defects” in FIG. 4A) at and near the interface, holes are trapped in the defect level (“Hole Injection” in FIG. 4A). Therefore, the threshold voltage of the OS transistor shifts in the negative direction.
  • the insulating layer 225 functioning as a gate insulating layer preferably has few defect levels.
  • an oxide containing silicon can be used. Specifically, silicon oxide or silicon oxynitride can be used for the insulating layer 225 .
  • defect levels of the gate insulating layer include an oxygen atom bonded to one silicon atom and a nitrogen atom bonded to two silicon atoms.
  • An oxygen atom bonded to one silicon atom may be referred to as a non-bridging oxygen hole center (NBOHC), and a nitrogen atom bonded to two silicon atoms may be referred to as NO .
  • NBOHC and N 2 O have dangling bonds, and the threshold voltage may fluctuate due to holes trapped in the dangling bonds. Therefore, the insulating layer 225 is preferably low in NBOHC and NO .
  • An example of the defect level of the insulating layer 225 is a level derived from a defect formed by diffusion of atoms contained in the metal oxide into the insulating layer 225 .
  • a defect in which a silicon atom included in the insulating layer 225 is replaced with a metal atom contained in the metal oxide.
  • the defects include defects in which silicon atoms are replaced with indium atoms, gallium atoms, or zinc atoms.
  • a defect in which a silicon atom is replaced by an indium atom is denoted as In Si
  • a defect in which a silicon atom is replaced by a gallium atom is denoted as Ga Si
  • a defect in which a silicon atom is replaced by a zinc atom is denoted as Zn Si .
  • M Si defects defects in which silicon atoms in the insulating layer 225 are replaced by metal atoms contained in the metal oxide may be collectively referred to as M Si (“M Si defects” in FIG. 4B ).
  • M Si defects defects in which silicon atoms in the insulating layer 225 are replaced by metal atoms contained in the metal oxide.
  • FIG. 4B shows levels due to M 2 Si and levels due to substances other than M 2 Si (eg, NBOHC and N 2 O 3 ).
  • Degradation with a small time constant, that is, fast degradation (“Fast degradation” in FIG. 4B) and degradation with a large time constant, that is, slow degradation (“Slow degradation” in FIG. 4B) are schematically indicated by arrows. showing.
  • the metal oxide included in the semiconductor layer 231 preferably has high crystallinity. By increasing the crystallinity of the metal oxide, diffusion of the metal element contained in the metal oxide into the insulating layer 225 can be suppressed. Therefore, formation of In Si , Ga Si , and Zn Si can be suppressed.
  • the concentration of the metal element contained in the metal oxide is preferably low in the insulating layer 225 .
  • the concentration of the metal element in the insulating layer 225 is preferably 2 ⁇ 10 19 atoms/cm 3 or less, more preferably 1 ⁇ 10 19 atoms/cm 3 or less, further preferably 8 ⁇ 10 18 atoms/cm 3 or less. It is preferably 5 ⁇ 10 18 atoms/cm 3 or less.
  • the concentration of the metal element in the insulating layer 225 can be evaluated using, for example, secondary ion mass spectrometry (SIMS).
  • SIMS secondary ion mass spectrometry
  • the indium concentration, the gallium concentration, and the zinc concentration in the insulating layer 225 are preferably within the ranges described above. Note that the lower the concentration of the metal element in the insulating layer 225 is, the better it is, so there is no particular need to set the lower limit of the concentration.
  • the concentration of the metal element to be contained is within the range described above. Further, in the insulating layer 211 functioning as the second gate insulating layer, the concentration of the metal element contained in the metal oxide is preferably within the above range.
  • GBT Gate Bias Temperature
  • PBTS Positive Bias Temperature Stress
  • NBTS Negative Bias Temperature Stress
  • the PBTS test and the NBTS test which are performed under light irradiation, are called PBTIS (Positive Bias Temperature Illumination Stress) test and NBTIS (Negative Bias Temperature Illumination Stress) test, respectively.
  • a transistor that is applied to a display device of one embodiment of the present invention preferably has a small change in electrical characteristics in an NBTIS test (hereinafter also referred to as NBTIS deterioration).
  • TGSA transistor is described as an example here, the structure of the transistor that can be applied to the display device of one embodiment of the present invention is not particularly limited.
  • An insulating layer 214 and an insulating layer 235 over the insulating layer 214 are provided over the transistor 205R, the transistor 205G, and the transistor 205B.
  • the insulating layers 214 and 235 each have a function of reducing unevenness caused by the transistors 205R, 205G, and 205B and making the top surface of the layer 101 flatter. Note that in this specification and the like, the insulating layer 214 and the insulating layer 235 are sometimes referred to as planarization layers.
  • An insulating layer containing an organic material can be preferably used for each of the insulating layer 214 and the insulating layer 235 .
  • the organic material it is preferable to use a photosensitive organic resin, for example, it is preferable to use a photosensitive resin composition containing an acrylic resin.
  • acrylic resin does not only refer to polymethacrylate esters or methacrylic resins, but may refer to all acrylic polymers in a broad sense.
  • the insulating layer 214 and the insulating layer 235 are made of acrylic resin, polyimide resin, epoxy resin, imide resin, polyamide resin, polyimideamide resin, silicone resin, siloxane resin, benzocyclobutene resin, phenol resin, and precursors of these resins, respectively. etc. may be used.
  • the insulating layer 214 and the insulating layer 235 are each made of an organic material such as polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polyglycerin, pullulan, water-soluble cellulose, or alcohol-soluble polyamide resin. good too.
  • a photoresist may also be used as the photosensitive resin.
  • As the photosensitive organic resin either a positive material or a negative material may be used. The same organic material may be used for the insulating layer 214 and the insulating layer 235, or different organic materials may be used.
  • the insulating layer 214 may have a laminated structure of an organic insulating layer and an inorganic insulating layer.
  • the insulating layer 214 can have a stacked structure of an organic insulating layer and an inorganic insulating layer over the organic insulating layer.
  • an inorganic insulating layer on the outermost surface of the insulating layer 214, it can function as an etching protection layer. Accordingly, it is possible to prevent the insulating layer 214 from being partially etched at the time of forming the conductive layer 233 and lowering the flatness of the insulating layer 214 .
  • the insulating layer 235 may also have a laminated structure of an organic insulating layer and an inorganic insulating layer.
  • the insulating layer 214 may have a laminated structure of an inorganic insulating layer and an organic insulating layer over the inorganic insulating layer. The same applies to the insulating layer 235 .
  • the surface over which the light-emitting device 130 is formed (here, the insulating layer 235) can be made flatter. .
  • the flatness of the upper surface of the insulating layer 235 which is the surface on which the light-emitting device 130 is formed, is low, for example, connection failure due to disconnection of the common electrode, or local thinning of the common electrode 115, Resistance may increase. Further, when the planarity of the top surface of the insulating layer 235 is low, the processing accuracy of layers formed over the insulating layer 235 may be low.
  • two or more insulating layers functioning as planarization layers are provided over the transistors 205R, 205G, and 205B, so that the surface on which the light-emitting device 130 is formed is planarized. can be done. Therefore, by flattening the top surface of the insulating layer 235, the processing accuracy of the light-emitting device 130 and the like provided over the insulating layer 235 is improved, and a display device with high definition can be obtained. In addition, it is possible to prevent a connection failure due to step disconnection of the common electrode and an increase in electrical resistance due to a local thinning of the common electrode 115, so that a display device with high display quality can be obtained.
  • the insulating layer functioning as a planarization layer has a two-layer structure (the insulating layer 214 and the insulating layer 235) here, one embodiment of the present invention is not limited to this.
  • An insulating layer functioning as a planarization layer may have a laminated structure of three or more layers. Note that although the insulating layers 214 and 235 each have a single-layer structure in FIG. 2 and the like, one embodiment of the present invention is not limited thereto. Each of the insulating layer 214 and the insulating layer 235 may have a laminated structure.
  • the insulating layer 214 has openings 191R, 191G, and 191B.
  • the opening 191R has a region overlapping with the conductive layer 222b of the transistor 205R, and the conductive layer 222b of the transistor 205R is exposed at the opening 191R.
  • a conductive layer 233R is provided to cover the opening 191R.
  • the conductive layer 233R has regions in contact with the side surface of the insulating layer 214 and the top surface of the conductive layer 222b of the transistor 205R.
  • the conductive layer 233R may have a region in contact with the top surface of the insulating layer 214 .
  • the opening 191G has a region overlapping with the conductive layer 222b of the transistor 205G, and the conductive layer 222b of the transistor 205G is exposed at the opening 191G.
  • a conductive layer 233G is provided to cover the opening 191G.
  • the conductive layer 233G has regions in contact with the side surface of the insulating layer 214 and the top surface of the conductive layer 222b of the transistor 205G.
  • the conductive layer 233G may have a region in contact with the top surface of the insulating layer 214 .
  • the opening 191B has a region overlapping with the conductive layer 222b of the transistor 205B, and the conductive layer 222b of the transistor 205B is exposed at the opening 191B.
  • a conductive layer 233B is provided to cover the opening 191B.
  • the conductive layer 233B has regions in contact with the side surface of the insulating layer 214 and the top surface of the conductive layer 222b of the transistor 205B.
  • the conductive layer 233B may have a region in contact with the top surface of the insulating layer 214 .
  • the insulating layer 235 has openings 193R, 193G, and 193B.
  • the opening 193R has a region overlapping the conductive layer 233R, and the conductive layer 233R is exposed at the opening 193R.
  • a pixel electrode 111R is provided to cover the opening 193R.
  • the pixel electrode 111R has a region in contact with the side surface of the insulating layer 235 and the upper surface of the conductive layer 233R. That is, the light emitting device 130R is electrically connected to the transistor 205R through the conductive layer 233R.
  • the opening 193G has a region overlapping with the conductive layer 233G, and the conductive layer 233G is exposed at the opening 193G.
  • a pixel electrode 111G is provided to cover the opening 193G.
  • the pixel electrode 111G has a region in contact with the side surface of the insulating layer 235 and the top surface of the conductive layer 233G. That is, light emitting device 130G is electrically connected to transistor 205G through conductive layer 233G.
  • the opening 193B has a region overlapping with the conductive layer 233B, and the conductive layer 233B is exposed at the opening 193B.
  • a pixel electrode 111B is provided to cover the opening 193B.
  • the pixel electrode 111B has a region in contact with the side surface of the insulating layer 235 and the top surface of the conductive layer 233B. That is, the light emitting device 130B is electrically connected to the transistor 205B through the conductive layer 233B.
  • the opening 191R is provided on the conductive layer 222b of the transistor 205R.
  • opening 191G is provided over conductive layer 222b of transistor 205G.
  • Opening 191B is provided over conductive layer 222b of transistor 205B. That is, the end portions of the insulating layer 214 are preferably located over the conductive layer 222b of the transistor 205R, the conductive layer 222b of the transistor 205G, and the conductive layer 222b of the transistor 205B.
  • the width 191d of the opening 191R in cross section is indicated by a double arrow. The width 191d can also be said to be the distance between the ends of the insulating layer 214 facing each other on the conductive layer 222b of the transistor 205R.
  • the opening 193R is provided on the conductive layer 233R.
  • opening 193G is provided over conductive layer 233G.
  • Opening 193B is provided on conductive layer 233B.
  • the end portions of the insulating layer 235 are preferably positioned over the conductive layers 233R, 233G, and 233B.
  • the width 193d of the opening 193R in cross section is indicated by a double arrow.
  • the width 193d can also be said to be the distance between the ends of the insulating layer 235 facing each other on the conductive layer 233R.
  • the conductive layer 222b, the conductive layer 233R, and the pixel electrode 111R of the transistor 205R preferably have overlapping regions.
  • the conductive layer 222b, the conductive layer 233G, and the pixel electrode 111G of the transistor 205G preferably have regions that overlap with each other.
  • the conductive layer 222b, the conductive layer 233B, and the pixel electrode 111B of the transistor 205B preferably have regions that overlap with each other.
  • the opening 193G preferably has a region that overlaps with the opening 191G.
  • Aperture 193B preferably has a region that overlaps with aperture 191B.
  • the openings 193R, 193G, and 193G in regions overlapping with the openings 191R, 191G, and 191B, the area occupied by the pixel circuit can be reduced. Therefore, a high-definition display device can be obtained.
  • the top surface shape of the opening 191R, the opening 191G, the opening 191B, the opening 193R, the opening 193G, and the opening 193B is, for example, a triangle, a quadrangle (including rectangle and square), a polygon, a shape with rounded corners, an ellipse, or a circle.
  • FIGS. 3B and 3C Examples of top surface shapes of the opening 191R and the opening 193R are shown in FIGS. 3B and 3C.
  • 3B and 3C each show an example in which the opening 191R, the opening 191G, the opening 191B, the opening 193R, the opening 193G, and the opening 193B have rounded corners when viewed from above.
  • the top surface shapes of the opening 191R, the opening 191G, and the opening 191B may be the same or different.
  • the top surface shapes of the opening 193R, the opening 193G, and the opening 193B may be the same or different.
  • the top surface shape of the opening 191R, the opening 191G, and the opening 191B and the top surface shape of the opening 193R, the opening 193G, and the opening 193B may be the same or different.
  • the opening 191R, the opening 191G, and the opening 191B may have rounded corners, and the opening 193R, the opening 193G, and the opening 193B may have a circular shape.
  • the opening 193R is preferably located inside the opening 191R.
  • opening 193G is preferably located inside opening 191G.
  • the opening 193G is preferably located inside the opening 191G.
  • the edge of the insulating layer 214 be located outside the edge of the insulating layer 235 .
  • the display device can have high display quality.
  • the opening 193R, the opening 193G, the opening 193G, the opening 191R, the opening 191G, and the opening 191B is reduced, the area occupied by the pixel circuit is reduced, and a high-definition display device can be obtained.
  • each of the width 191d and the width 193d is small.
  • the width 191d is, for example, preferably 6 ⁇ m or less, more preferably 4 ⁇ m or less, further preferably 3 ⁇ m or less, further preferably 2 ⁇ m or less.
  • the width 193d is preferably 6 ⁇ m or less, more preferably 4 ⁇ m or less, further preferably 3 ⁇ m or less, further preferably 2 ⁇ m or less.
  • the width 193d is preferably smaller than the width 191d.
  • the width 193d is preferably smaller than the width 191d.
  • the shape of the top surface of the opening 191 corresponds to the shape of the end of the insulating layer 214 when viewed from above.
  • the width 191d of the opening 191 refers to the shortest rectangular short side that circumscribes the opening 191 when viewed from above.
  • the shape of the top surface of the opening 193 corresponds to the shape of the edge of the insulating layer 235 when viewed from the top.
  • a width 193d of the opening 193 refers to the shortest rectangular short side that circumscribes the opening 193 when viewed from above.
  • a pixel electrode 111R, a pixel electrode 111G, and a pixel electrode 111B included in the light emitting device 130R, the light emitting device 130G, and the light emitting device 130B will be described.
  • the pixel electrode 111R of the light emitting device 130R has a laminated structure of a conductive layer 112R, a conductive layer 126R on the conductive layer 112R, and a conductive layer 129R on the conductive layer 126R.
  • the pixel electrode 111G included in the light emitting device 130G has a laminated structure of a conductive layer 112G, a conductive layer 126G over the conductive layer 112G, and a conductive layer 129G over the conductive layer 126G.
  • a pixel electrode 111B included in the light-emitting device 130B has a layered structure of a conductive layer 112B, a conductive layer 126B over the conductive layer 112B, and a conductive layer 129B over the conductive layer 126B.
  • the conductive layer 112R is electrically connected to the conductive layer 233R through the opening 193R provided in the insulating layer 235.
  • the conductive layer 112R is electrically connected to the conductive layer 222b included in the transistor 205 through the conductive layer 233R.
  • the end of the conductive layer 112R is positioned outside the end of the conductive layer 126R.
  • the end of the conductive layer 126R is located inside the end of the conductive layer 129R.
  • the end of the conductive layer 112R is located inside the end of the conductive layer 129R. That is, the end of the conductive layer 126R is located on the conductive layer 112R.
  • the end of the conductive layer 129R is located on the conductive layer 112R.
  • the top and side surfaces of the conductive layer 126R are covered with a conductive layer 129R.
  • the conductive layer 112R is not particularly limited in its transparency and reflectivity to visible light.
  • a conductive layer that transmits visible light or a conductive layer that reflects visible light can be used as the conductive layer 112R.
  • an oxide conductive layer can be used as the conductive layer 112R.
  • an In--Si--Sn oxide also referred to as ITSO
  • ITSO In--Si--Sn oxide
  • the conductive layer 112R may have a stacked-layer structure of a conductive layer that transmits visible light and a reflective conductive layer over the conductive layer.
  • a material that has high adhesion to the formation surface of the conductive layer 112R here, the insulating layer 235. Accordingly, peeling of the conductive layer 112R can be suppressed.
  • a conductive layer reflective to visible light can be used for the conductive layer 126R.
  • the conductive layer 126R may have a layered structure of a conductive layer that transmits visible light and a reflective conductive layer over the conductive layer.
  • a material that can be applied to the conductive layer 112R can be applied to the conductive layer 126R.
  • a laminated structure of In—Si—Sn oxide (ITSO) and an alloy of silver, palladium, and copper (APC) on the In—Si—Sn oxide (ITSO) is preferably used as the conductive layer 126R. be able to.
  • a material that can be applied to the conductive layer 112R can be applied to the conductive layer 129R.
  • a conductive layer that is transparent to visible light can be used.
  • In--Si--Sn oxide (ITSO) can be used as the conductive layer 129R.
  • a material that is easily oxidized is used for the conductive layer 126R
  • a material that is difficult to be oxidized is used for the conductive layer 129R
  • oxidation of the conductive layer 129R can be suppressed.
  • In-Si-Sn oxide (ITSO) can be preferably used for the conductive layer 126R. Thereby, it is possible to suppress the oxidation of the conductive layer 126R and suppress the deposition of silver.
  • the structure of the pixel electrode 111 that can be applied to the display device which is one embodiment of the present invention is not limited to the structure of the pixel electrode 111 shown in FIG.
  • Conductive layer 112G, conductive layer 126G, and conductive layer 129G in light emitting device 130G and conductive layer 112B, conductive layer 126B, and conductive layer 129B in light emitting device 130B refer to conductive layer 112R, conductive layer 126R, and conductive layer 126R in light emitting device 130R. Since it is the same as the layer 129R, detailed description is omitted.
  • the conductive layer 112R, the conductive layer 112G, and the conductive layer 112B are formed so as to cover the openings 193R, 193G, and 193B provided in the insulating layer 235.
  • a layer 128 is embedded in the recesses of the conductive layers 112R, 112G, and 112B.
  • the layer 128 has a function of flattening the concave portions of the conductive layers 112R, 112G, and 112B.
  • a conductive layer 126R, a conductive layer 126G, and a conductive layer 126B electrically connected to the conductive layer 112R, the conductive layer 112G, and the conductive layer 112B are formed over the conductive layer 112R, the conductive layer 112G, the conductive layer 112B, and the layer 128. is provided. Therefore, regions overlapping with the recesses of the conductive layers 112R, 112G, and 112B also function as light-emitting regions, so that the aperture ratio of the pixel can be increased.
  • the conductivity of the layer 128 is not particularly limited, and the layer 128 may be an insulating layer or a conductive layer.
  • Various inorganic insulating materials, organic insulating materials, and conductive materials can be used as appropriate for layer 128 .
  • layer 128 is preferably formed using an insulating material, and particularly preferably formed using an organic insulating material.
  • an organic insulating material that can be used for the insulating layer 127 described above can be applied.
  • the layer 128 when the layer 128 is a conductive layer, the layer 128 can function as part of the pixel electrode.
  • the top surface of the conductive layer 112R and the top and side surfaces of the conductive layer 129R are covered with the layer 113R.
  • the top surface of conductive layer 112G and the top and sides of conductive layer 129G are covered by layer 113G
  • the top surface of conductive layer 126B and the top and sides of conductive layer 129B are covered by layer 113B. . Therefore, since the entire region where the conductive layer 126R, the conductive layer 126G, and the conductive layer 126B are provided can be used as the light-emitting regions of the light-emitting device 130R, the light-emitting device 130G, and the light-emitting device 130B, the aperture ratio of the pixel can be reduced. can be enhanced.
  • Each end of the pixel electrode 111R, the pixel electrode 111G, and the pixel electrode 111B preferably has a tapered shape. Specifically, it is preferable that each end of the pixel electrode 111R, the pixel electrode 111G, and the pixel electrode 111B has a taper shape with a taper angle of less than 90°.
  • the coverage of the EL layer provided along the top surface and the side surface of the pixel electrode 111R, the pixel electrode 111G, and the pixel electrode 111B is enhanced. be able to.
  • a part of the insulating layer 235 may be removed when forming the pixel electrode 111R, the pixel electrode 111G, and the pixel electrode 111B.
  • the insulating layer 235 may have recesses in regions that do not overlap with any of the pixel electrodes 111R, 111G, and 111B.
  • a portion of the insulating layer 235 may be removed when forming the layers 113R, 113G, and 113B.
  • FIG. 2 shows an example in which the insulating layer 235 has recesses in regions that do not overlap with any of the layers 113R, 113G, and 113B.
  • insulating layer also referred to as a partition, bank, or spacer
  • no insulating layer is provided between the pixel electrode 111G and the layer 113G to cover the edge of the upper surface of the pixel electrode 111G. Therefore, the interval between adjacent light emitting devices can be reduced. Therefore, a high-definition or high-resolution display device can be obtained. Moreover, a mask for forming the insulating layer is not required, and the manufacturing cost of the display device can be reduced.
  • the viewing angle dependency of the display device of one embodiment of the present invention can be reduced. By reducing the viewing angle dependency, it is possible to improve the visibility of the image on the display device.
  • the viewing angle (the maximum angle at which a constant contrast ratio is maintained when the screen is viewed obliquely) is 100° or more and less than 180°, preferably 150°. It can be in the range of 170° or more. It should be noted that the viewing angle described above can be applied to each of the vertical and horizontal directions.
  • a single structure (a structure having only one light emitting unit) or a tandem structure (a structure having a plurality of light emitting units) may be applied to the light emitting device of this embodiment.
  • the light-emitting unit has at least one light-emitting layer.
  • the light emitting device 130R emits red (R) light
  • the light emitting device 130G emits green (G) light
  • the light emitting device 130B emits blue (B) light.
  • Layer 113R, layer 113G, and layer 113B have at least a light-emitting layer.
  • Layer 113R has a light-emitting layer that emits red light
  • layer 113G has a light-emitting layer that emits green light
  • layer 113B has a light-emitting layer that emits blue light.
  • layer 113R has a luminescent material that emits red light
  • layer 113G has a luminescent material that emits green light
  • layer 113B has a luminescent material that emits blue light.
  • the layer 113R has a structure having a plurality of light-emitting units that emit red light
  • the layer 113G has a structure that has a plurality of light-emitting units that emit green light
  • the layer 113B has a structure having blue light-emitting units. It is preferable that the structure has a plurality of light-emitting units that emit light of .
  • a charge generating layer is preferably provided between each light emitting unit.
  • Layers 113R, 113G, and 113B each comprise one or more of a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, a charge generation layer, an electron blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer. may have.
  • the layers 113R, 113G, and 113B may each have a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer in this order. Moreover, you may have an electron block layer between a hole transport layer and a light emitting layer. Moreover, you may have a hole blocking layer between an electron carrying layer and a light emitting layer. Moreover, you may have an electron injection layer on an electron carrying layer.
  • the layers 113R, 113G, and 113B may each have an electron injection layer, an electron transport layer, a light emitting layer, and a hole transport layer in this order. Moreover, you may have a hole blocking layer between an electron carrying layer and a light emitting layer. Moreover, you may have an electron block layer between a hole transport layer and a light emitting layer. Also, a hole injection layer may be provided on the hole transport layer.
  • each of the layers 113R, 113G, and 113B preferably has a light-emitting layer and a carrier-transporting layer (electron-transporting layer or hole-transporting layer) on the light-emitting layer.
  • the layers 113R, 113G, and 113B each preferably have a light emitting layer and a carrier blocking layer (hole blocking layer or electron blocking layer) over the light emitting layer.
  • the layers 113R, 113G, and 113B each preferably have a light emitting layer, a carrier blocking layer over the light emitting layer, and a carrier transport layer over the carrier blocking layer.
  • the surfaces of the layers 113R, 113G, and 113B are exposed during the manufacturing process of the display device; Exposure can be suppressed, and damage to the light-emitting layer can be reduced. This can improve the reliability of the light emitting device.
  • the heat resistance temperature of the compounds contained in the layers 113R, 113G, and 113B is preferably 100° C. or higher and 180° C. or lower, preferably 120° C. or higher and 180° C. or lower, and more preferably 140° C. or higher and 180° C. or lower.
  • the glass transition point (Tg) of these compounds is preferably 100° C. or higher and 180° C. or lower, preferably 120° C. or higher and 180° C. or lower, and more preferably 140° C. or higher and 180° C. or lower.
  • the heat resistance temperature of the functional layer provided on the light emitting layer is high. Further, it is more preferable that the functional layer provided in contact with the light-emitting layer has a high heat resistance temperature. Since the functional layer has high heat resistance, the light-emitting layer can be effectively protected, and damage to the light-emitting layer can be reduced.
  • the heat-resistant temperature of the light-emitting layer is high. As a result, it is possible to prevent the light-emitting layer from being damaged by heating, thereby reducing the light-emitting efficiency and shortening the life of the light-emitting layer.
  • the light-emitting layer includes a light-emitting substance (also called a light-emitting material, a light-emitting organic compound, or a guest material) and an organic compound (also called a host material). Since the light-emitting layer contains more organic compounds than light-emitting substances, the Tg of the organic compound can be used as an index of the heat resistance temperature of the light-emitting layer.
  • a light-emitting substance also called a light-emitting material, a light-emitting organic compound, or a guest material
  • an organic compound also called a host material
  • Layers 113R, 113G, and 113B may, for example, have a first light emitting unit, a charge generating layer on the first light emitting unit, and a second light emitting unit on the charge generating layer. .
  • the second light-emitting unit preferably has a light-emitting layer and a carrier-transporting layer (electron-transporting layer or hole-transporting layer) on the light-emitting layer.
  • the second light emitting unit preferably has a light emitting layer and a carrier blocking layer (hole blocking layer or electron blocking layer) on the light emitting layer.
  • the second light-emitting unit preferably has a light-emitting layer, a carrier-blocking layer on the light-emitting layer, and a carrier-transporting layer on the carrier-blocking layer.
  • the light-emitting unit provided in the uppermost layer preferably has a light-emitting layer and one or both of a carrier transport layer and a carrier block layer over the light-emitting layer.
  • the common layer 114 has, for example, an electron injection layer or a hole injection layer.
  • the common layer 114 may have a laminate of an electron transport layer and an electron injection layer, or may have a laminate of a hole transport layer and a hole injection layer.
  • Common layer 114 is shared by light emitting device 130R, light emitting device 130G, and light emitting device 130B.
  • An insulating layer 125 and an insulating layer 127 on the insulating layer 125 are provided in the region between the adjacent light emitting devices 130 .
  • a plurality of cross sections of the insulating layer 125 and the insulating layer 127 are shown in FIG. 2 and the like, when the display device 100 is viewed from above, the insulating layer 125 and the insulating layer 127 are each connected to one.
  • the display device 100 can be configured to have one insulating layer 125 and one insulating layer 127, for example.
  • the display device 100 may have a plurality of insulating layers 125 separated from each other, and may have a plurality of insulating layers 127 separated from each other.
  • FIG. 2 and the like show an example in which the edge of the layer 113R is located outside the edge of the pixel electrode 111R.
  • the pixel electrode 111R and the layer 113R will be described as an example, the same applies to the pixel electrode 111G and the layer 113G and the pixel electrode 111B and the layer 113B.
  • FIG. 5A An enlarged view of the light emitting device 130R, the transistor 205R, and the vicinity thereof shown in FIG. 2 is shown in FIG. 5A.
  • a top view of layer 113R is shown in FIG. 5B.
  • the layer 113R is formed to cover the edge of the pixel electrode 111R. With such a structure, the entire upper surface of the pixel electrode can be used as a light-emitting region, and the edge of the island-shaped EL layer is located inside the edge of the pixel electrode. It becomes easy to increase the rate.
  • the pixel electrode 111 By covering the side surface of the pixel electrode 111 with the EL layer, contact between the pixel electrode 111 and the common electrode 115 can be suppressed, so short-circuiting of the light emitting device 130 can be suppressed.
  • the distance between the light emitting region of the EL layer (that is, the region overlapping with the pixel electrode 111) and the edge of the EL layer can be increased. Since the edges of the EL layer may be damaged by processing, the reliability of the light-emitting device 130 may be improved by using a region away from the edges of the EL layer as the light-emitting region.
  • Each of the layers 113R, 113G, and 113B preferably has a first region 113_1, which is a light emitting region, and a second region 113_2 outside the first region 113_1, as shown in FIG. 5B. .
  • the first region 113_1 is located between the pixel electrode 111R and the common electrode 115 in FIG. 5A.
  • the first region 113_1 is a portion of the layer 113R that is in contact with the pixel electrode 111R and overlaps with the common electrode 115 with the common layer 114 interposed therebetween.
  • the first region 113_1 is covered with a mask layer during the manufacturing process of the display device to reduce damage received. Therefore, it is possible to realize a light-emitting device with high luminous efficiency and long life.
  • the second region 113_2 includes the end portion of the EL layer and its vicinity, and includes a portion that may be damaged due to exposure to plasma or the like during the manufacturing process of the display device.
  • the second area can be called a dummy area.
  • the arrow indicates the width L1 of the first region 113_1, which is the light emitting region in the layer 113R.
  • Widths L2 and L3 of the second region 113_2, which is a dummy region in the layer 113R, are indicated by arrows.
  • the second region 113_2 is provided so as to surround the first region 113_1. Therefore, in cross-sectional views such as FIG. You can check with The widths L1 to L3 can be confirmed by a cross-sectional observation image or the like.
  • a second region 113_2 is a portion where at least one of the mask layer 118R, the mask layer 119R, the insulating layer 125, and the insulating layer 127 overlaps in the layer 113R.
  • the width L2 and the width L3 of the second region 113_2 are each preferably 1 nm or more, more preferably 5 nm or more, further preferably 50 nm or more, further preferably 100 nm or more.
  • each of the width L2 and the width L3 of the second region 113_2 is preferably 50% or less of the width L1 of the first region 113_1, more preferably 40% or less, further preferably 30% or less, and further preferably 20% or less. % or less, more preferably 10% or less.
  • the width L2 and the width L3 of the second region 113_2 are each preferably 500 nm or less, more preferably 300 nm or less, and further 200 nm or less. is preferred, and 150 nm or less is more preferred.
  • the first region (light emitting region) is a region where EL (Electroluminescence) light emission is obtained.
  • both the first region (light emitting region) and the second region (dummy region) are regions where PL (Photoluminescence) light emission can be obtained. From these facts, it can be said that the first region and the second region can be distinguished by confirming EL emission and PL emission.
  • the common electrode 115 is shared by the light emitting device 130R, the light emitting device 130G, and the light emitting device 130B.
  • a common electrode 115 shared by a plurality of light emitting devices is electrically connected to the conductive layer 123 provided in the connection portion 140 (see FIG. 2).
  • the conductive layer 123 is preferably formed using the same material and in the same process as the pixel electrodes 111R, 111G, and 111B.
  • the conductive layer 123 can have a stacked-layer structure of a conductive layer 112p, a conductive layer 126p over the conductive layer 112p, and a conductive layer 129p over the conductive layer 126p.
  • the conductive layer 112p can be formed in the same step as the conductive layers 112R, 112G, and 112B.
  • the conductive layer 126p can be formed in the same step as the conductive layers 126R, 126G, and 126B.
  • the conductive layer 129p can be formed in the same step as the conductive layers 129R, 129G, and 129B.
  • FIG. 2 shows a configuration in which the thickness of the conductive layer 129p is different from the thicknesses of the conductive layers 129R, 129G, and 129B.
  • the thickness of the conductive layer 129p, the conductive layer 129R, the conductive layer 129G, and the conductive layer 129B may be varied according to the resistivity of the materials used.
  • the conductive layers 129p may be formed in steps different from those of the conductive layers 129R, 129G, and 129B.
  • part of the step of forming the conductive layer 129p and the step of forming the conductive layer 129R, the conductive layer 129G, and the conductive layer 129B may be shared.
  • the common layer 114 may not be provided in the connecting portion 140 .
  • FIG. 2 shows a structure in which the common electrode 115 is provided over the conductive layer 123 .
  • the common layer 114 may be provided over the conductive layer 123 and the conductive layer 123 and the common electrode 115 may be electrically connected to each other through the common layer 114 .
  • a mask also referred to as an area mask or a rough metal mask to be distinguished from a fine metal mask
  • the region where the common layer 114 and the common electrode 115 are formed is defined. can change.
  • mask layers 118R and 119R are positioned on layer 113R of light emitting device 130R, and mask layers 118G and 119G are positioned on layer 113G of light emitting device 130G to emit light.
  • Mask layer 118B and mask layer 119B are located over layer 113B of device 130B.
  • the mask layers 118 and 119 are provided so as to surround the first region 113_1 (light emitting region). In other words, the mask layer has openings in portions overlapping the light emitting regions.
  • the top surface shape of the mask layer matches, roughly matches, or is similar to the second region 113_2.
  • the mask layer 118R and the mask layer 119R are part of the remaining mask layer provided on the layer 113R when forming the layer 113R.
  • the mask layers 118G and 119G are part of the mask layers that were provided when the layer 113G was formed, and the mask layers 118B and 119B are part of the mask layers that were provided when the layer 113B was formed. .
  • part of the mask layer used to protect the EL layer may remain during manufacturing.
  • any two or all of the mask layer 118R, the mask layer 118G, and the mask layer 118B may be used.
  • any two or all of the mask layers 119R, 119G, and 119B may be made of the same material or may be made of different materials.
  • the mask layer 118R, the mask layer 118G, and the mask layer 118B may be collectively referred to as the mask layer 118 in some cases.
  • the mask layer 119R, the mask layer 119G, and the mask layer 119B may be collectively referred to as the mask layer 119 in some cases.
  • one end of the mask layer 118R and one end of the mask layer 119R are aligned with the end of the layer 113R. Aligned or substantially aligned, the other end of the mask layer 118R and the other end of the mask layer 119R (the light emitting region side end, the inner end) are located on the layer 113R.
  • the other end of the mask layer 118R and the other end of the mask layer 119R preferably overlap the layer 113R and the pixel electrode 111R. In this case, the other end of the mask layer 118R and the other end of the mask layer 119R are likely to be formed on the flat or substantially flat surface of the layer 113R.
  • the mask layer 118G, the mask layer 119G, the mask layer 118B, and the mask layer 119B are also the same.
  • the mask layers 118 and 119 remain, for example, between the insulating layer 125 and the upper surface of the island-shaped EL layer (the layer 113R, the layer 113G, or the layer 113B).
  • the ends are aligned or substantially aligned, and when the top surface shapes are matched or substantially matched, at least part of the outline overlaps between the stacked layers when viewed from the top.
  • the upper layer and the lower layer may be processed with the same mask pattern, or partially with the same mask pattern.
  • the outlines do not overlap, and the top layer may be located inside the bottom layer, or the top layer may be located outside the bottom layer, and in this case also the edges are roughly aligned, or the shape of the top surface are said to roughly match.
  • Each side surface of the layer 113R, the layer 113G, and the layer 113B is covered with an insulating layer 125.
  • the insulating layer 127 overlaps the side surfaces of the layers 113R, 113G, and 113B with the insulating layer 125 interposed therebetween.
  • a portion of the upper surface of each of the layers 113R, 113G, and 113B is covered with a mask layer 118.
  • a mask layer 119 is provided over the mask layer 118 .
  • the insulating layer 125 and the insulating layer 127 partially overlap the upper surfaces of the layers 113R, 113G, and 113B with the mask layers 118 and 119 interposed therebetween.
  • the common layer 114 (or The common electrode 115) is prevented from being in contact with the side surfaces of the pixel electrode 111R, pixel electrode 111G, pixel electrode 111B, layer 113R, layer 113G, and layer 113B, and short circuit of the light emitting device can be suppressed. This can improve the reliability of the light emitting device.
  • the present invention is not limited to this.
  • Layers 113R, 113G, and 113B may have different thicknesses.
  • the insulating layer 125 is preferably in contact with the side surfaces of the layers 113R, 113G, and 113B. With the structure in which the insulating layer 125 is in contact with the layers 113R, 113G, and 113B, peeling of the layers 113R, 113G, and 113B can be prevented. Adhesion between the insulating layer 125 and the layer 113B, the layer 113G, or the layer 113R has the effect of fixing or adhering the adjacent layer 113B or the like by the insulating layer 125 . This can improve the reliability of the light emitting device. Moreover, the production yield of the light-emitting device can be increased.
  • the insulating layers 125 and 127 cover part of the top surface and side surfaces of the layers 113R, 113G, and 113B, so that peeling of the EL layer can be further prevented. , the reliability of the light-emitting device can be enhanced. Moreover, the manufacturing yield of the light-emitting device can be further increased.
  • FIG. 2 shows an example in which a laminated structure of a layer 113R, a mask layer 118R, a mask layer 119R, an insulating layer 125, and an insulating layer 127 is provided on the edge of the pixel electrode 111R.
  • a layered structure of a layer 113G, a mask layer 118G, a mask layer 119G, an insulating layer 125, and an insulating layer 127 is provided on the edge of the pixel electrode 111G, and layers 113B, 113B and 127 are provided on the edge of the pixel electrode 111B.
  • a layered structure of mask layer 118B, mask layer 119B, insulating layer 125, and insulating layer 127 is provided.
  • FIG. 2 shows a configuration in which the edge of the pixel electrode 111R is covered with the layer 113R, and the insulating layer 125 is in contact with the side surface of the layer 113R.
  • the edge of the pixel electrode 111G is covered with the layer 113G
  • the edge of the pixel electrode 111B is covered with the layer 113B
  • the insulating layer 125 is in contact with the side of the layer 113G and the side of the layer 113B.
  • the insulating layer 127 is provided on the insulating layer 125 so as to fill the recesses formed in the insulating layer 125 .
  • the insulating layer 127 can overlap with part of the top surface and side surfaces of the layers 113R, 113G, and 113B with the insulating layer 125 interposed therebetween.
  • the insulating layer 127 preferably covers at least part of the side surface of the insulating layer 125 .
  • the space between the adjacent island-shaped layers can be filled; It is possible to reduce unevenness with a large difference in height and make the surface more flat. Therefore, coverage of the carrier injection layer, the common electrode, and the like can be improved.
  • the common layer 114 and the common electrode 115 are provided on the layers 113R, 113G, 113B, the mask layers 118, 119, the insulating layers 125 and 127.
  • a region where the pixel electrode and the island-shaped EL layer are provided, a region where the pixel electrode and the island-shaped EL layer are not provided (region between the light emitting devices) There is a step due to Since the display device of one embodiment of the present invention includes the insulating layer 125 and the insulating layer 127 , the step can be reduced, and coverage with the common layer 114 and the common electrode 115 can be improved. Therefore, it is possible to suppress poor connection due to disconnection. In addition, it is possible to prevent the film thickness of the common electrode 115 from locally thinning due to the steps, and the increase in electrical resistance.
  • the upper surface of the insulating layer 127 preferably has a more flat shape, but may have a convex portion, a convex curved surface, a concave curved surface, or a concave portion.
  • the upper surface of the insulating layer 127 preferably has a convex shape with high flatness.
  • the insulating layer 125 can be an insulating layer containing an inorganic material.
  • an inorganic insulating film such as an oxide insulating film, a nitride insulating film, an oxynitride insulating film, or a nitride oxide insulating film can be used, for example.
  • the insulating layer 125 may have a single-layer structure or a laminated structure.
  • the oxide insulating film includes a silicon oxide film, an aluminum oxide film, a magnesium oxide film, an indium gallium zinc oxide film, a gallium oxide film, a germanium oxide film, an yttrium oxide film, a zirconium oxide film, a lanthanum oxide film, a neodymium oxide film, and an oxide film.
  • a hafnium film, a tantalum oxide film, and the like are included.
  • the nitride insulating film include a silicon nitride film and an aluminum nitride film.
  • Examples of the oxynitride insulating film include a silicon oxynitride film, an aluminum oxynitride film, and the like.
  • the nitride oxide insulating film examples include a silicon nitride oxide film, an aluminum nitride oxide film, and the like.
  • aluminum oxide is preferable because it has a high etching selectivity with respect to the EL layer and has a function of protecting the EL layer during formation of the insulating layer 127 described later.
  • an inorganic insulating film such as an aluminum oxide film, a hafnium oxide film, or a silicon oxide film formed by an atomic layer deposition (ALD) method to the insulating layer 125, there are few pinholes and the EL layer can be used.
  • An insulating layer 125 having an excellent protective function can be formed.
  • the insulating layer 125 may have a layered structure of a film formed by an ALD method and a film formed by a sputtering method.
  • the insulating layer 125 may have a laminated structure of, for example, an aluminum oxide film formed by ALD and a silicon nitride film formed by sputtering.
  • oxynitride refers to a material whose composition contains more oxygen than nitrogen
  • nitride oxide refers to a material whose composition contains more nitrogen than oxygen. point to the material.
  • silicon oxynitride refers to a material whose composition contains more oxygen than nitrogen
  • silicon nitride oxide refers to a material whose composition contains more nitrogen than oxygen. indicates
  • the insulating layer 125 preferably functions as a barrier insulating layer against at least one of water and oxygen. Further, the insulating layer 125 preferably has a function of suppressing diffusion of at least one of water and oxygen. Further, the insulating layer 125 preferably has a function of capturing or fixing at least one of water and oxygen (also referred to as gettering).
  • a barrier insulating layer indicates an insulating layer having barrier properties.
  • the barrier property is defined as a function of suppressing diffusion of a corresponding substance (also referred to as low permeability).
  • the corresponding substance has a function of capturing or fixing (also called gettering).
  • the insulating layer 125 has a function as a barrier insulating layer or a gettering function to suppress entry of impurities (typically, at least one of water and oxygen) that can diffuse into each light-emitting device from the outside. is possible. With such a structure, a highly reliable light-emitting device and a highly reliable display device can be provided.
  • impurities typically, at least one of water and oxygen
  • the insulating layer 125 preferably has a low impurity concentration. Accordingly, it is possible to suppress deterioration of the EL layer due to entry of impurities from the insulating layer 125 into the EL layer. In addition, by reducing the impurity concentration in the insulating layer 125, the barrier property against at least one of water and oxygen can be improved.
  • the insulating layer 125 preferably has a sufficiently low hydrogen concentration or carbon concentration, or preferably both.
  • the same material can be used for the insulating layer 125 and the mask layers 118B, 118G, and 118R.
  • the boundary between any one of the mask layers 118B, 118G, and 118R and the insulating layer 125 may become unclear and cannot be distinguished.
  • the insulating layer 127 provided on the insulating layer 125 has a function of flattening unevenness with a large height difference of the insulating layer 125 formed between adjacent light emitting devices. In other words, the presence of the insulating layer 127 has the effect of improving the flatness of the surface on which the common electrode 115 is formed.
  • An insulating layer containing an organic material can be suitably used as the insulating layer 127 .
  • the organic material it is preferable to use a photosensitive organic resin, for example, it is preferable to use a photosensitive resin composition containing an acrylic resin.
  • acrylic resin does not only refer to polymethacrylate esters or methacrylic resins, but may refer to all acrylic polymers in a broad sense.
  • Acrylic resin polyimide resin, epoxy resin, imide resin, polyamide resin, polyimideamide resin, silicone resin, siloxane resin, benzocyclobutene resin, phenol resin, and precursors of these resins may be used as the insulating layer 127. good.
  • an organic material such as polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polyglycerin, pullulan, water-soluble cellulose, or alcohol-soluble polyamide resin may be used as the insulating layer 127 .
  • a photoresist may be used as the photosensitive resin.
  • the photosensitive organic resin either a positive material or a negative material may be used.
  • a material that absorbs visible light may be used for the insulating layer 127 . Since the insulating layer 127 absorbs light emitted from the light emitting device, leakage of light (stray light) from the light emitting device to an adjacent light emitting device via the insulating layer 127 can be suppressed. Thereby, the display quality of the display device can be improved. In addition, since the display quality can be improved without using a polarizing plate for the display device, the weight and thickness of the display device can be reduced.
  • Materials that absorb visible light include materials containing pigments such as black, materials containing dyes, light-absorbing resin materials (e.g., polyimide), and resin materials that can be used for color filters (color filter materials ).
  • resin materials that can be used for color filters color filter materials
  • by mixing color filter materials of three or more colors it is possible to obtain a black or nearly black resin layer.
  • FIG. 6A shows an enlarged cross-sectional view of a region including insulating layer 127 and its periphery between light emitting device 130R and light emitting device 130G.
  • the insulating layer 127 between the light emitting device 130R and the light emitting device 130G will be described as an example. The same can be said for the insulating layer 127 and the like.
  • a layer 113R is provided over the pixel electrode 111R and a layer 113G is provided over the pixel electrode 111G.
  • a mask layer 118R is provided in contact with a portion of the top surface of layer 113R, and a mask layer 118G is provided in contact with a portion of the top surface of layer 113G.
  • An insulating layer 125 is provided in contact with the top and side surfaces of the mask layer 118R, the side surfaces of the layer 113R, the top surface of the insulating layer 235, the top and side surfaces of the mask layer 118G, and the side surfaces of the layer 113G.
  • the insulating layer 125 also covers part of the top surface of the layer 113R and part of the top surface of the layer 113G.
  • An insulating layer 127 is provided in contact with the upper surface of the insulating layer 125 .
  • the insulating layer 127 overlaps part of the top surface and side surfaces of the layer 113R and part of the top surface and side surfaces of the layer 113G with the insulating layer 125 interposed therebetween, and is in contact with at least part of the side surface of the insulating layer 125 .
  • a common layer 114 is provided over layer 113R, mask layer 118R, layer 113G, mask layer 118G, insulating layer 125, and insulating layer 127, and common electrode 115 is provided on common layer 114.
  • the insulating layer 127 is formed in the region between the two island-shaped EL layers (for example, the region between the layers 113R and 113G in FIG. 6A). At this time, at least part of the insulating layer 127 is the side edge of one EL layer (eg, the layer 113R in FIG. 6A) and the side edge of the other EL layer (eg, the layer 113G in FIG. 6A). It will be placed in a position sandwiched between parts. By providing such an insulating layer 127, the common layer 114 and the common electrode 115 formed over the island-shaped EL layer and the insulating layer 127 are divided and locally thin. can be prevented.
  • the end portion of the insulating layer 127 is preferably tapered.
  • the angle between the side surface of the insulating layer 127 and the surface on which the insulating layer 127 is formed is preferably less than 90°, more preferably 60° or less, more preferably 45° or less, further preferably 20° or less.
  • the upper surface of the insulating layer 127 preferably has a convex curved shape.
  • the convex curved surface shape of the upper surface of the insulating layer 127 is preferably a shape that gently swells toward the center. Further, it is preferable that the convex curved surface portion in the central portion of the upper surface of the insulating layer 127 has a shape that is continuously connected to the tapered portion at the end portion.
  • the end of the insulating layer 125 preferably has a tapered shape.
  • the angle formed by the side surface of the insulating layer 125 and the surface on which the insulating layer 125 is formed is preferably less than 90°, more preferably 60° or less, more preferably 45° or less, further preferably 20° or less.
  • the end of the mask layer 118R is preferably tapered.
  • the angle between the side surface of the mask layer 118R and the surface on which the mask layer 118R is formed is preferably less than 90°, more preferably 60° or less, more preferably 45° or less, further preferably 20° or less.
  • the mask layers 118G and 118B preferably have tapered end portions, and the angle formed by the side surfaces of these layers and the surface to be formed is preferably within the range described above.
  • the end of the mask layer 119R preferably has a tapered shape.
  • the angle between the side surface of the mask layer 119R and the surface on which the mask layer 119R is formed is preferably less than 90°, more preferably 60° or less, further preferably 45° or less, further preferably 20° or less.
  • the mask layers 119G and 119B preferably have tapered end portions, and the angle formed by the side surfaces of these layers and the surface to be formed is preferably within the range described above.
  • the coverage of the common layer 114 and the common electrode 115 provided on the mask layer 118G and the mask layer 119R is improved. can be done.
  • the end of the mask layer 118R and the end of the mask layer 119R are preferably located outside the end of the insulating layer 125, respectively. Thereby, unevenness of the surface on which the common layer 114 and the common electrode 115 are formed can be reduced, and coverage of the common layer 114 and the common electrode 115 can be improved.
  • the insulating layer 127 may cover at least part of the side surface of the insulating layer 125, the side surface of the mask layer 118R, the side surface of the mask layer 119R, the side surface of the mask layer 118G, and the side surface of the mask layer 119G.
  • FIG. 6B shows a configuration in which the insulating layer 127 covers the side surface of the insulating layer 125, part of the side surface of the mask layer 118R, the mask layer 119R, part of the side surface of the mask layer 118G, and the side surface of the mask layer 119G.
  • the ends of the insulating layer 127 are preferably located outside the ends of the insulating layer 125 . Thereby, unevenness of the surface on which the common layer 114 and the common electrode 115 are formed can be reduced, and coverage of the common layer 114 and the common electrode 115 can be improved.
  • FIG. 7A shows an example in which the insulating layer 127 covers the entire side surface of the insulating layer 125, the entire side surface of the mask layer 118R, the entire side surface of the mask layer 119R, the entire side surface of the mask layer 118G, and the entire side surface of the mask layer 119G. This is preferable because unevenness of the surface on which the common layer 114 and the common electrode 115 are formed can be further reduced. Also, as shown in FIG. 7A, insulating layer 127 may contact layer 113R and layer 113G.
  • FIG. 7B shows an example in which the insulating layer 127 has a concave surface shape (also referred to as a constricted portion, recess, dent, or depression) on the side surface.
  • a concave surface shape also referred to as a constricted portion, recess, dent, or depression
  • the side surface of the insulating layer 127 may have a concave curved shape.
  • one end of the insulating layer 127 overlaps the upper surface of the pixel electrode 111R and the other end of the insulating layer 127 overlaps the upper surface of the pixel electrode 111G.
  • the end portion of the insulating layer 127 can be formed over flat or substantially flat regions of the layers 113R and 113G.
  • the insulating layer 127 does not have to overlap the upper surface of the pixel electrode 111 .
  • the upper surface of the insulating layer 127 may have a flat portion.
  • the upper surface of the insulating layer 127 may have a concave surface shape.
  • the upper surface of the insulating layer 127 has a shape that gently bulges toward the center, that is, a convex surface, and a shape that is depressed at and near the center, that is, a concave surface.
  • the convex curved surface portion of the upper surface of the insulating layer 127 has a shape that is continuously connected to the tapered portion of the end portion. Even if the insulating layer 127 has such a shape, the common layer 114 and the common electrode 115 can be formed on the entire insulating layer 127 with good coverage.
  • a method of exposing using a multi-tone mask can be applied to provide a structure having a concave curved surface in the central portion of the insulating layer 127 as shown in FIG. 8B.
  • a multi-tone mask is a mask that can perform exposure at three exposure levels, an exposed portion, an intermediate exposed portion, and an unexposed portion, and is an exposure mask in which transmitted light has a plurality of intensities.
  • the insulating layer 127 having a plurality of (typically two) thickness regions can be formed with one photomask (single exposure and development steps).
  • the method for forming the concave curved surface in the central portion of the insulating layer 127 is not limited to the above.
  • an exposed portion and an intermediately exposed portion may be separately manufactured using two photomasks.
  • the viscosity of the resin material used for the insulating layer 127 may be adjusted.
  • the viscosity of the material used for the insulating layer 127 may be 10 cP or less, preferably 1 cP or more and 5 cP or less.
  • the central concave curved surface of the insulating layer 127 does not necessarily have to be continuous, and may be discontinued between adjacent light emitting devices. In this case, a part of the insulating layer 127 disappears at the central portion of the insulating layer 127 shown in FIG. 8B, and the surface of the insulating layer 125 is exposed. In the case of such a structure, the shape may be such that the common layer 114 and the common electrode 115 can be covered.
  • insulating layer 127, insulating layer 125, masking layer 118R, masking layer 118G, masking layer 119R, and masking layer 119G provide a flat or substantially planar region of layer 113R to a planar or substantially planar region of layer 113G.
  • the common layer 114 and the common electrode 115 can be formed with high coverage up to a flat region. In addition, it is possible to prevent the formation of portions where the common layer 114 and the common electrode 115 are divided and portions where the film thickness is locally thin are formed.
  • the display quality of the display device according to one embodiment of the present invention can be improved.
  • a protective layer 131 is preferably provided on the light emitting device 130R, the light emitting device 130G, and the light emitting device 130B. By providing the protective layer 131, the reliability of the light emitting device 130 can be improved.
  • the protective layer 131 may have a single layer structure or a laminated structure of two or more layers.
  • the conductivity of the protective layer 131 does not matter. At least one of an insulating film, a semiconductor film, and a conductive film can be used as the protective layer 131 .
  • the protective layer 131 By including an inorganic film in the protective layer 131, it is possible to suppress oxidation of the common electrode 115 and entry of impurities (moisture, oxygen, etc.) into the light emitting device. Therefore, deterioration of the light emitting device is suppressed, and the reliability of the display device can be improved.
  • the protective layer 131 inorganic insulating films such as oxide insulating films, nitride insulating films, oxynitride insulating films, and oxynitride insulating films can be used. Specific examples of these inorganic insulating films are as described for the insulating layer 125 .
  • the protective layer 131 preferably includes a nitride insulating film or a nitride oxide insulating film, and more preferably includes a nitride insulating film.
  • the protective layer 131 includes In—Sn oxide (also referred to as ITO), In—Zn oxide, Ga—Zn oxide, Al—Zn oxide, or indium gallium zinc oxide (In—Ga—Zn oxide, An inorganic film containing IGZO) or the like can also be used.
  • the inorganic film preferably has a high resistance, and specifically, preferably has a higher resistance than the common electrode 115 .
  • the inorganic film may further contain nitrogen.
  • the protective layer 131 When the light emitted from the light-emitting device is taken out through the protective layer 131, the protective layer 131 preferably has high transparency to visible light.
  • the protective layer 131 preferably has high transparency to visible light.
  • ITO, IGZO, and aluminum oxide are preferable because they are inorganic materials with high transparency to visible light.
  • the protective layer 131 for example, a stacked structure of an aluminum oxide film and a silicon nitride film over the aluminum oxide film, or a stacked structure of an aluminum oxide film and an IGZO film over the aluminum oxide film, or the like can be used. can be done. By using the stacked structure, entry of impurities (such as water and oxygen) into the EL layer can be suppressed.
  • impurities such as water and oxygen
  • the protective layer 131 may have an organic film.
  • protective layer 131 may have both an organic film and an inorganic film.
  • organic materials that can be used for the protective layer 131 include organic insulating materials that can be used for the insulating layer 127 .
  • the protective layer 131 may have a two-layer structure formed using different film formation methods. Specifically, the first layer of the protective layer 131 may be formed using the ALD method, and the second layer of the protective layer 131 may be formed using the sputtering method.
  • a light shielding layer 117 may be provided on the surface of the substrate 120 on the resin layer 122 side.
  • the light shielding layer 117 can be provided between the adjacent light emitting devices 130 and at the connecting portion 140 .
  • light shielding layer 117 By providing the light shielding layer 117, light emitted from adjacent sub-pixels is blocked and color mixture can be prevented.
  • external light can be suppressed from reaching the transistor 205, and deterioration of the transistor 205 can be suppressed. Note that a structure in which the light shielding layer 117 is not provided may be employed.
  • optical members can be arranged outside the substrate 120 .
  • optical members include polarizing plates, retardation plates, light diffusion layers (diffusion films, etc.), antireflection layers, light collecting films, and the like.
  • an antistatic film that suppresses adhesion of dust a water-repellent film that prevents adhesion of dirt, a hard coat film that suppresses the occurrence of scratches due to use, a shock absorption layer, etc. Layers may be arranged.
  • DLC diamond-like carbon
  • AlO x aluminum oxide
  • polyester-based material polycarbonate-based material, or the like
  • a material having a high visible light transmittance is preferably used for the surface protective layer.
  • Glass, quartz, ceramics, sapphire, resin, metal, alloy, semiconductor, etc. can be used for the substrate 120 .
  • a material that transmits the light is used for the substrate on the side from which the light from the light-emitting device is extracted.
  • Using a flexible material for the substrate 120 can increase the flexibility of the display device.
  • a polarizing plate may be used as the substrate 120 .
  • polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyacrylonitrile resins, acrylic resins, polyimide resins, polymethylmethacrylate resins, polycarbonate (PC) resins, polyethersulfone (PES) resins, Polyamide resin (nylon, aramid, etc.), polysiloxane resin, cycloolefin resin, polystyrene resin, polyamideimide resin, polyurethane resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polypropylene resin, polytetrafluoroethylene (PTFE) resin, ABS A resin, cellulose nanofiber, or the like can be used.
  • glass having a thickness that is flexible may be used.
  • a substrate having high optical isotropy has small birefringence (it can be said that the amount of birefringence is small).
  • the absolute value of the retardation (retardation) value of the substrate with high optical isotropy is preferably 30 nm or less, more preferably 20 nm or less, and even more preferably 10 nm or less.
  • Films with high optical isotropy include triacetyl cellulose (TAC, also called cellulose triacetate) films, cycloolefin polymer (COP) films, cycloolefin copolymer (COC) films, and acrylic films.
  • TAC triacetyl cellulose
  • COP cycloolefin polymer
  • COC cycloolefin copolymer
  • a film having a low water absorption rate as the substrate.
  • various curable adhesives such as photocurable adhesives such as ultraviolet curable adhesives, reaction curable adhesives, thermosetting adhesives, and anaerobic adhesives can be used.
  • These adhesives include epoxy resins, acrylic resins, silicone resins, phenol resins, polyimide resins, imide resins, PVC (polyvinyl chloride) resins, PVB (polyvinyl butyral) resins, EVA (ethylene vinyl acetate) resins, and the like.
  • a material with low moisture permeability such as epoxy resin is preferable.
  • a two-liquid mixed type resin may be used.
  • an adhesive sheet or the like may be used.
  • FIGS. 9A and 9B A configuration example different from the pixel electrode 111R shown in FIG. 2 and the like is shown in FIGS. 9A and 9B.
  • the ends of the conductive layer 129R, the conductive layer 126R, and the conductive layer 112R are aligned or substantially aligned.
  • the layer 113R contacts the sides of the conductive layer 129R, the sides of the conductive layer 126R, and the sides of the conductive layer 112R.
  • a resist mask is formed on the substrate, and the first conductive film, the second conductive film, and the third conductive film are processed using the resist mask to form the conductive layer 129R, the conductive layer 126R, and the conductive layer 112R.
  • the process can be simplified. .
  • the conductive layer 129R and the conductive layer 126R are covered with the conductive layer 112R.
  • the edges of the conductive layer 129R are aligned or substantially aligned with the edges of the conductive layer 126R.
  • the conductive layer 112R is in contact with the side surfaces of the conductive layer 129R and the top and side surfaces of the conductive layer 126R.
  • the layer 113R contacts the side surfaces of the conductive layer 129R and the top and side surfaces of the conductive layer 112R.
  • a resist mask is formed over the second conductive film.
  • a conductive layer 129R and a conductive layer 126R are formed.
  • a third conductive film to be the conductive layer 112R is formed so as to cover the conductive layers 129R and 126R, and the third conductive film is processed, whereby the conductive layer 112R can be formed. .
  • FIG. 9A and the like show a configuration in which the upper surface of the layer 128 has a shape in which the center and the vicinity thereof are swollen in a cross-sectional view, that is, a shape having a convex curved surface, but the shape of the layer 128 is not particularly limited.
  • the upper surface of the layer 128 can be configured to have a shape in which the center and the vicinity thereof are depressed in a cross-sectional view, that is, a shape having a concave curved surface.
  • the top surface of layer 128 may have one or both of convex and concave surfaces.
  • the number of convex curved surfaces and concave curved surfaces that the upper surface of the layer 128 has is not limited, and may be one or more.
  • the height of the top surface of the layer 128 and the height of the top surface of the conductive layer 112R may match or substantially match, or may differ from each other.
  • the height of the top surface of layer 128 may be lower or higher than the height of the top surface of conductive layer 112R.
  • 10A to 13 show examples different from the transistor 205 shown in FIG. 2 and the like.
  • the transistors 205R shown in FIGS. 10A to 11A mainly differ from the transistors 205 shown in FIG.
  • the edge of the insulating layer 225 is formed to match or substantially match the edge of the conductive layer 223 . It can be said that the top surface shape of the insulating layer 225 matches or substantially matches that of the conductive layer 223 .
  • the insulating layer 225 overlaps with the channel formation region 231i of the semiconductor layer 231 and does not overlap with the low resistance region 231n.
  • the insulating layer 225 can be formed, for example, by processing using a resist mask for processing the conductive layer 223 .
  • the insulating layer 218 is in contact with the top and side surfaces of the semiconductor layer 231 , the side surfaces of the insulating layer 225 , and the top and side surfaces of the conductive layer 223 .
  • the conductive layers 222a and 222b are electrically connected to the low-resistance regions 231n, respectively.
  • the edge of the insulating layer 225 is located on the semiconductor layer 231.
  • the edge of the insulating layer 225 is positioned outside the edge of the conductive layer 223 .
  • the insulating layer 225 has a portion on the semiconductor layer 231 that protrudes beyond the end of the conductive layer 223 .
  • the semiconductor layer 231 has a pair of regions 231l sandwiching a channel forming region 231i and a pair of low resistance regions 231n outside thereof.
  • a region 231 l is a region of the semiconductor layer 231 that overlaps with the insulating layer 225 and does not overlap with the conductive layer 223 .
  • the region 231l functions as a buffer region for relaxing the drain electric field. Since the region 231l is a region that does not overlap with the conductive layer 223, even when a gate voltage is applied to the conductive layer 223, a channel is hardly formed.
  • the region 231l preferably has a higher carrier concentration than the channel formation region 231i. This allows the region 231l to function as an LDD (Lightly Doped Drain) region.
  • the region 231l is also referred to as a region having a similar or lower resistance, a region having a similar or higher carrier concentration, a region having a similar or higher oxygen defect density, and a region having a similar or higher impurity concentration than the channel forming region 231i. be able to.
  • the region 231l is also referred to as a region having a similar or higher resistance, a region having a similar or lower carrier concentration, a region having a similar or lower oxygen defect density, and a region having a similar or lower impurity concentration than the low resistance region 231n. be able to.
  • the insulating layer 218 is in contact with the top and side surfaces of the semiconductor layer 231 , the top and side surfaces of the insulating layer 225 , and the top and side surfaces of the conductive layer 223 .
  • FIG. 11A shows a configuration in which the conductive layers 222a and 222b are formed in the same process as the conductive layer 223.
  • the process can be simplified.
  • An insulating layer 218 may be provided over the transistor 205R.
  • An insulating layer 214 is provided over the insulating layer 218 .
  • the conductive layer 233R is provided so as to cover the opening 191R provided in the insulating layers 218 and 214 .
  • the conductive layer 222b of the transistor 205R is electrically connected to the pixel electrode 111R through the conductive layer 233R.
  • the width 191d can be said to be the distance between the ends of the insulating layer 214 facing each other on the insulating layer 218 . Note that a structure in which the insulating layer 218 is not provided may be employed.
  • the transistor 205R shown in FIG. 11B has a metal oxide layer 227 between the insulating layer 225 and the conductive layer 223.
  • the conductive layer 223 and the metal oxide layer 227 are processed so that top surface shapes thereof substantially match each other.
  • the metal oxide layer 227 can be formed by processing using a resist mask for processing the conductive layer 223, for example.
  • the metal oxide layer 227 has the function of supplying oxygen into the insulating layer 225 . Further, when a conductive film containing a metal or alloy that is easily oxidized is used as the conductive layer 223, the metal oxide layer 227 functions as a barrier layer that prevents the conductive layer 223 from being oxidized by oxygen in the insulating layer 225. You can also make it work. Note that the metal oxide layer 227 may be removed before the conductive layer 223 is formed, so that the conductive layer 223 and the insulating layer 225 are in contact with each other. Note that the metal oxide layer 227 may be omitted if unnecessary.
  • a metal oxide layer 227 located between the insulating layer 225 and the conductive layer 223 functions as a barrier film that prevents oxygen contained in the insulating layer 225 from diffusing to the conductive layer 223 side. Further, the metal oxide layer 227 also functions as a barrier film that prevents impurities including hydrogen elements contained in the conductive layer 223 from diffusing to the insulating layer 225 side. Note that the hydrogen element is used as an impurity, for example, hydrogen, water, or the like. For the metal oxide layer 227 , for example, it is preferable to use a material that is less permeable to oxygen and hydrogen than at least the insulating layer 225 .
  • the metal oxide layer 227 can prevent oxygen from diffusing from the insulating layer 225 to the conductive layer 223 even when a metal material that easily absorbs oxygen is used for the conductive layer 223 . Further, even when the conductive layer 223 contains hydrogen, diffusion of hydrogen from the conductive layer 223 to the semiconductor layer 231 through the insulating layer 225 can be prevented. As a result, the carrier concentration in the channel formation region of the semiconductor layer 231 can be made extremely low. Metal materials that easily absorb oxygen include, for example, aluminum and copper.
  • An insulating material or a conductive material can be used for the metal oxide layer 227 .
  • the metal oxide layer 227 functions as part of the gate insulating layer.
  • the metal oxide layer 227 has conductivity, the metal oxide layer 227 functions as part of the gate electrode.
  • an insulating material with a higher dielectric constant than silicon oxide is preferable to use as the metal oxide layer 227 .
  • an aluminum oxide film, a hafnium oxide film, a hafnium aluminate film, or the like is preferably used because driving voltage can be reduced.
  • a conductive oxide such as indium oxide, indium tin oxide (ITO), or indium tin oxide containing silicon (ITSO) can also be used as the metal oxide layer 227 .
  • ITO indium tin oxide
  • ITSO indium tin oxide containing silicon
  • a conductive oxide containing indium is preferable because of its high conductivity.
  • an oxide material containing one or more of the same elements is preferable to use as the semiconductor layer 231 as the metal oxide layer 227 .
  • an oxide semiconductor material that can be used for the semiconductor layer 231 is preferably used.
  • the metal oxide layer 227 is preferably formed using a sputtering device.
  • oxygen can be preferably added to one or both of the insulating layer 225 and the semiconductor layer 231 by forming the oxide film in an atmosphere containing an oxygen gas.
  • a metal oxide film that can be used for the metal oxide layer 227 may be formed, oxygen may be supplied to the insulating layer 225, and then the metal oxide film may be removed. Further, the metal oxide layer 227 or the metal oxide film that can be used for the metal oxide layer 227 may be omitted if unnecessary.
  • metal oxide layer 227 can also be applied to other configuration examples.
  • a transistor 205R shown in FIG. 12A has a conductive layer 221, an insulating layer 211, and a semiconductor layer 231 stacked in this order.
  • the transistor 205R is a so-called bottom-gate transistor in which a gate electrode is provided below the semiconductor layer 231 .
  • Part of the insulating layer 211 functions as a gate insulating layer of the transistor 205R.
  • the conductive layer 221 functions as a gate electrode of the transistor 205R.
  • a conductive layer 222 a and a conductive layer 222 b functioning as a source or a drain are provided over the semiconductor layer 231 .
  • the transistor 205R can be said to be a BGTC (Bottom Gate Top Contact) type transistor.
  • An insulating layer 218 may be provided over the transistor 205R.
  • An insulating layer 214 is provided over the insulating layer 218 .
  • the conductive layer 233R is provided so as to cover the opening 191R provided in the insulating layers 218 and 214 .
  • the conductive layer 222b of the transistor 205R is electrically connected to the pixel electrode 111R through the conductive layer 233R. Note that a structure in which the insulating layer 218 is not provided may be employed.
  • a transistor 205R shown in FIG. 12B has a conductive layer 230 functioning as a back gate.
  • the conductive layer 230 has a region overlapping with the semiconductor layer 231 with the insulating layer 218 provided therebetween.
  • the conductive layer 230 has a region overlapping with the conductive layer 221 functioning as a gate with the semiconductor layer 231 interposed therebetween.
  • An insulating layer 215 may be provided to cover the conductive layer 230 and the insulating layer 218 .
  • An insulating layer 214 is provided over the insulating layer 215 .
  • the conductive layer 233R is provided so as to cover the opening 191R provided in the insulating layer 218, the insulating layer 215, and the insulating layer 214.
  • the conductive layer 222b of the transistor 205R is electrically connected to the pixel electrode 111R through the conductive layer 233R. Note that a structure in which the insulating layer 215 is not provided may be employed.
  • the insulating layer 215 functions as a protective layer for the transistor 205R.
  • the insulating layer 215 is preferably made of a material in which impurities are difficult to diffuse. By providing the insulating layer 215, diffusion of impurities from the outside into the transistor can be effectively suppressed, and the reliability of the display device can be improved.
  • a material that can be used for the insulating layer 218 can be used for the insulating layer 215 .
  • the width 191d can be said to be the distance between the ends of the insulating layer 214 facing each other on the insulating layer 215 .
  • a transistor 205R shown in FIG. 13 has a semiconductor layer 231, an insulating layer 211, and a conductive layer 221 stacked in this order.
  • the transistor 205R is a so-called top-gate transistor in which a gate electrode is provided over the semiconductor layer 231 .
  • Part of the insulating layer 211 functions as a gate insulating layer of the transistor 205R.
  • the conductive layer 221 functions as a gate electrode of the transistor 205R.
  • a conductive layer 222 a and a conductive layer 222 b functioning as a source or a drain are provided over the semiconductor layer 231 .
  • the transistor 205R can be said to be a TGTC (Top Gate Top Contact) type transistor.
  • An insulating layer 215 may be provided over the transistor 205R.
  • An insulating layer 214 is provided over the insulating layer 215 .
  • the conductive layer 233R is provided so as to cover the opening 191R provided in the insulating layer 211, the insulating layer 215, and the insulating layer 214.
  • the conductive layer 222b of the transistor 205R is electrically connected to the pixel electrode 111R through the conductive layer 233R. Note that a structure in which the insulating layer 215 is not provided may be employed.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view between dashed-dotted lines X1-X2 and Y1-Y2 in FIG. 1A.
  • the display device shown in FIG. 14 mainly differs from the display device shown in FIG.
  • the insulating layer 239 is provided on the insulating layer 235 and has openings in regions overlapping the openings 193 of the insulating layer 235 .
  • a pixel electrode 111 is provided over the insulating layer 235 .
  • the pixel electrode 111 is provided so as to cover the opening of the insulating layer 235 and the opening 193R of the insulating layer 235 .
  • the pixel electrode 111 is electrically connected to the conductive layer 233 through the opening of the insulating layer 235 and the opening 193R of the insulating layer 235 .
  • the insulating layer 239 can function as an etching protection film when the layers 113, mask layers 118 and 119 are formed.
  • the insulating layer 239 it is possible to prevent the insulating layer 235 from being partially etched when the layers 113, 118, and 119 are formed. In other words, the steps on the surface on which the insulating layer 125 is formed are reduced, and the coverage of the insulating layer 125 can be improved. Therefore, the side surface of the layer 113 is covered with the insulating layer 125, and peeling of the layer 113 can be prevented.
  • the insulating layer 239 can be an insulating layer containing an inorganic material.
  • an inorganic insulating film such as an oxide insulating film, a nitride insulating film, an oxynitride insulating film, or a nitride oxide insulating film can be used, for example.
  • the insulating layer 239 may have a single-layer structure or a laminated structure.
  • the oxide insulating film includes a silicon oxide film, an aluminum oxide film, a magnesium oxide film, an indium gallium zinc oxide film, a gallium oxide film, a germanium oxide film, an yttrium oxide film, a zirconium oxide film, a lanthanum oxide film, a neodymium oxide film, and an oxide film.
  • a hafnium film, a tantalum oxide film, and the like are included.
  • the nitride insulating film include a silicon nitride film and an aluminum nitride film.
  • Examples of the oxynitride insulating film include a silicon oxynitride film, an aluminum oxynitride film, and the like.
  • nitride oxide insulating film examples include a silicon nitride oxide film, an aluminum nitride oxide film, and the like.
  • a silicon oxide film or a silicon oxynitride film can be preferably used for the insulating layer 239, for example.
  • a material having a high etching rate ratio also referred to as a high selection ratio
  • a portion of the insulating layer 239 may be removed in a region that does not overlap with any of the layers 113R, 113G, and 113B.
  • the thickness of the insulating layer 239 in a region that overlaps none of the layers 113R, 113G, and 113B may be thinner than the thickness of the insulating layer 239 in a region that overlaps with the layer 113R, the layer 113G, or the layer 113B.
  • insulating layer 239 can also be applied to other configuration examples.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view between the dashed-dotted line X1-X2 and the dashed-dotted line Y1-Y2 in FIG. 1A.
  • the display device shown in FIG. The main difference from the display device shown in FIG.
  • the detailed description of the insulating layer 239 is omitted because the above description can be referred to.
  • the insulating layer 238 is provided on the insulating layer 214 and has openings in regions overlapping the openings 191 of the insulating layer 214 .
  • a conductive layer 233 is provided over the insulating layer 238 .
  • the conductive layer 233 is provided so as to cover the opening of the insulating layer 238 and the opening 191R of the insulating layer 214 .
  • the conductive layer 233 is electrically connected to the conductive layer 222b of the transistor 205 through the opening of the insulating layer 238 and the opening 191R of the insulating layer 214.
  • the insulating layer 238 can function as an etching protection film when the conductive layer 233 is formed.
  • the insulating layer 2308 it is possible to prevent the insulating layer 214 from being uneven due to part of the insulating layer 214 being etched when the conductive layer 233 is formed. Accordingly, the step on the surface on which the insulating layer 235 is formed can be reduced, and the planarity of the insulating layer 235 can be improved. Therefore, the flatness of the surface on which the light-emitting device 130 is formed is improved, and it is possible to prevent a connection failure due to step disconnection of the common electrode and an increase in electrical resistance due to a local decrease in the thickness of the common electrode 115 . A high-quality display device can be obtained.
  • a material that can be used for the insulating layer 239 can be used for the insulating layer 238 .
  • a silicon oxide film or a silicon oxynitride film can be preferably used for the insulating layer 238, for example.
  • the insulating layer 2308 it is preferable to select a material that has a high etching rate ratio (high selection ratio) with respect to the film to be the conductive layer 233 when the film is etched.
  • a portion of the insulating layer 235 may be removed in a region that does not overlap with any of the conductive layers 233R, 233G, and 233B.
  • the thickness of the insulating layer 235 in the region overlapping none of the conductive layer 233R, the conductive layer 233G, and the conductive layer 233B is greater than the thickness of the insulating layer 235 in the region overlapping with the conductive layer 233R, the conductive layer 233G, or the conductive layer 233B. It can be thin.
  • FIG. 15 illustrates a structure in which the insulating layer 238 is provided between the insulating layer 214 and the insulating layer 235
  • the insulating layer 238 is provided in a region that overlaps with any of the conductive layers 233R, 233G, and 233B, and does not overlap with any of the conductive layers 233R, 233G, and 233B.
  • a structure in which the insulating layer 238 is not provided may be employed.
  • the insulating layer 238 is provided in a region sandwiched between the conductive layer 233R and the insulating layer 214, a region sandwiched between the conductive layer 233G and the insulating layer 214, and a region sandwiched between the conductive layer 233B and the insulating layer 214.
  • the insulating layer 238 may be removed from a region that overlaps none of the conductive layer 233R, the conductive layer 233G, and the conductive layer 233B.
  • the insulating layer 238 may remain in an island shape in a region that overlaps none of the conductive layers 233R, 233G, and 233B.
  • an insulating layer 235 is provided in contact with part of the upper surface of the insulating layer 214 .
  • insulating layer 238 can also be applied to other configuration examples.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view between dashed-dotted lines X1-X2 and Y1-Y2 in FIG. 1A.
  • the display device shown in FIG. 17 differs from the display device shown in FIG. 2 mainly in that the configurations of the light emitting device 130R, the light emitting device 130G, and the light emitting device 130B are different.
  • the light emitting device 130R has a layer 113W instead of the layer 113R.
  • Light emitting device 130G has layer 113W instead of layer 113G.
  • Light emitting device 130B has layer 113W instead of layer 113B.
  • Layer 113W may be configured to emit white light, for example.
  • a conductive layer having transparency to visible light may be used for the conductive layer 129R, the conductive layer 129G, and the conductive layer 129B, and the thickness of each layer may be different.
  • the conductive layer 129R, the conductive layer 129G, and the conductive layer 129B can function as optical adjustment layers. By adjusting the film thicknesses of the conductive layer 129R, the conductive layer 129G, and the conductive layer 129B so as to have the optimum optical path length, even when the layer 113W that emits white light is used, light from the light emitting device 130 It is possible to obtain light in which the light of the desired wavelength is intensified.
  • a colored layer 132R transmitting red light, a colored layer 132G transmitting green light, and a colored layer 132B transmitting blue light may be provided on the surface of the substrate 120 on the resin layer 122 side.
  • the colored layer 132R is provided in a region overlapping with the light emitting device 130R.
  • the colored layer 132G is provided in a region overlapping with the light emitting device 130G.
  • the colored layer 132B is provided in a region overlapping with the light emitting device 130B.
  • the colored layer 132R can shield light of unnecessary wavelengths emitted from the red light emitting device 130R. With such a configuration, the color purity of light emitted from each light emitting device can be enhanced.
  • a combination of the light-emitting device 130G and the colored layer 132G and a combination of the light-emitting device 130B and the colored layer 132B have similar effects.
  • the colored layer 132R, the colored layer 132G, and the colored layer 132B can also be applied to other configuration examples.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view between dashed-dotted lines X1-X2 and Y1-Y2 in FIG. 1A.
  • the display device shown in FIG. 18 is mainly different from the display device shown in FIG.
  • the insulating layer 237 covers the upper surface end portions of the pixel electrode 111R, the pixel electrode 111G, and the pixel electrode 111B.
  • the insulating layer 237 functions as a partition (also referred to as a bank or spacer).
  • the insulating layer 237 By providing the insulating layer 237, the pixel electrode 111, the common layer 114 and the common electrode 115 are in contact with each other, and short-circuiting of the light emitting device 130 can be suppressed.
  • the layers 113R, 113G, and 113B can be formed using a fine metal mask (FMM).
  • FMM fine metal mask
  • a layer 113R, a layer 113G, and a layer 113B may be provided on the insulating layer 237.
  • FIG. 18 illustrates a structure in which adjacent layers 113 are not in contact with each other; however, one embodiment of the present invention is not limited to this.
  • Adjacent layers 113 may be in contact on the insulating layer 237 .
  • adjacent layers 113 may overlap on the insulating layer 237 .
  • the layers 113R and 113G may be in contact with each other, or the layers 113R and 113G may overlap each other.
  • insulating layer 237 can also be applied to other configuration examples.
  • FIG. 19 shows a top view of the display device 100 different from FIG. 1A.
  • a pixel 110 shown in FIG. 19 is composed of four types of sub-pixels: a sub-pixel 11R, a sub-pixel 11G, a sub-pixel 11B, and a sub-pixel 11S.
  • the sub-pixels 11R, 11G, 11B, and 11S can be configured to have light-emitting devices with different emission colors.
  • sub-pixels of four colors of R, G, B, and W sub-pixels of four colors of R, G, B, and Y
  • sub-pixels of four colors of R, G, B, and Y sub-pixels of R, G, B, and Y
  • four sub-pixels of R, G, B, and IR may be used.
  • a display device of one embodiment of the present invention may include a light-receiving device in a pixel.
  • three may be configured with light-emitting devices, and the remaining one may be configured with light-receiving devices.
  • a pn-type or pin-type photodiode can be used as the light receiving device.
  • a light-receiving device functions as a photoelectric conversion device (also referred to as a photoelectric conversion element) that detects light incident on the light-receiving device and generates an electric charge. The amount of charge generated from the light receiving device is determined based on the amount of light incident on the light receiving device.
  • the light receiving device can detect one or both of visible light and infrared light.
  • visible light for example, one or more of colors such as blue, purple, violet, green, yellow-green, yellow, orange, and red can be detected.
  • infrared light it is possible to detect an object even in a dark place, which is preferable.
  • organic photodiode having a layer containing an organic compound as the light receiving device.
  • Organic photodiodes can be easily made thinner, lighter, and larger, and have a high degree of freedom in shape and design, so that they can be applied to various display devices.
  • an organic EL device is used as the light emitting device and an organic photodiode is used as the light receiving device.
  • An organic EL device and an organic photodiode can be formed on the same substrate. Therefore, an organic photodiode can be incorporated in a display device using an organic EL device.
  • a manufacturing method similar to that for the light-emitting device can also be applied to the light-receiving device.
  • the island-shaped active layer (also referred to as a photoelectric conversion layer) of the light receiving device is not formed using a fine metal mask, but is formed by processing after forming a film that will be the active layer over the entire surface. Therefore, the island-shaped active layer can be formed with a uniform thickness. Further, by providing the mask layer over the active layer, the damage to the active layer during the manufacturing process of the display device can be reduced, and the reliability of the light-receiving device can be improved.
  • Embodiment 6 can be referred to for the configuration and materials of the light receiving device.
  • FIG. 2 can be referred for the cross-sectional view between the dashed-dotted line X1-X2 in FIG. 19, and the cross-sectional view between the dashed-dotted line Y1-Y2.
  • an insulating layer is provided on a layer 101 including a transistor, a light emitting device 130R and a light receiving device 150 are provided on the insulating layer, and the light emitting device and the light receiving device are covered.
  • a protective layer 131 is provided, and the substrate 120 is bonded by a resin layer 122 .
  • An insulating layer 125 and an insulating layer 127 on the insulating layer 125 are provided in a region between the adjacent light emitting device and light receiving device.
  • FIG. 20 shows an example in which the light emitting device 130R emits light to the substrate 120 side, and light enters the light receiving device 150 from the substrate 120 side (see light Lem and light Lin).
  • the configuration of the light emitting device 130R is as described above.
  • the light receiving device 150 has a pixel electrode 111S on the insulating layer 235, a layer 113S on the pixel electrode 111S, a common layer 114 on the layer 113S, and a common electrode 115 on the common layer 114.
  • Layer 113S includes at least the active layer.
  • the layer 113S includes at least an active layer and preferably has a plurality of functional layers.
  • functional layers include carrier transport layers (hole transport layer and electron transport layer) and carrier block layers (hole block layer and electron block layer).
  • the layer 113S is a layer provided in the light receiving device 150 and not provided in the light emitting device.
  • the functional layers other than the active layer included in the layer 113S may have the same material as the functional layers other than the light-emitting layers included in the layers 113B to 113R.
  • the common layer 114 is a sequence of layers shared by the light-emitting and light-receiving devices.
  • a layer shared by the light-receiving device and the light-emitting device may have different functions in the light-emitting device and in the light-receiving device. Components are sometimes referred to herein based on their function in the light emitting device.
  • a hole-injecting layer functions as a hole-injecting layer in light-emitting devices and as a hole-transporting layer in light-receiving devices.
  • an electron-injecting layer functions as an electron-injecting layer in light-emitting devices and as an electron-transporting layer in light-receiving devices.
  • a layer shared by the light-receiving device and the light-emitting device may have the same function in the light-emitting device as in the light-receiving device.
  • a hole-transporting layer functions as a hole-transporting layer in both a light-emitting device and a light-receiving device
  • an electron-transporting layer functions as an electron-transporting layer in both a light-emitting device and a light-receiving device.
  • mask layers 118R and 119R are mask layers between the layer 113R and the insulating layer 125 between the layer 113S and the insulating layer 125.
  • the mask layer 118R and the mask layer 119R are part of the remaining mask layer provided on the layer 113R when the layer 113R is processed.
  • the mask layer 118S and the mask layer 119S are part of the remaining mask layer provided in contact with the upper surface of the layer 113S when processing the layer 113S, which is the layer containing the active layer.
  • Mask layer 118R and mask layer 118S may have the same material or may have different materials.
  • Mask layer 119R and mask layer 119S may have the same material or may have different materials.
  • the light receiving device 150 is electrically connected to the transistor 205S through the conductive layer 233S.
  • the conductive layer 233S can be formed in the same step as the conductive layers 233R, 233G, and 233B.
  • the transistor 205S can be formed in the same process as the transistors 205R, 205G, and 205B.
  • a conductive layer 222b functioning as a source or a drain of the transistor 205S has a region overlapping with the opening 191S of the insulating layer 214.
  • the opening 191S can be formed in the same process as the openings 191R, 191G, and 191B.
  • a conductive layer 233S is provided to cover the opening 191S.
  • Conductive layer 222b is electrically connected to conductive layer 233S at opening 191S.
  • the conductive layer 233S has a region that overlaps with the opening 193S of the insulating layer 235.
  • the opening 193S can be formed in the same process as the openings 193R, 193G, and 193B.
  • the opening 193S is preferably located inside the opening 191S.
  • a pixel electrode 111S of the light receiving device 150 is provided to cover the opening 193S.
  • the pixel electrode 111S can be formed in the same process as the pixel electrodes 111R, 111G, and 111B.
  • FIG. 19 shows an example in which the sub-pixel 11S has a larger aperture ratio (also referred to as size, size of light-emitting region or light-receiving region) than those of the sub-pixels 11R, 11G, and 11B; however, one embodiment of the present invention is not limited thereto. .
  • the aperture ratios of the sub-pixels 11R, 11G, 11B, and 11S can be determined appropriately.
  • the aperture ratios of the sub-pixels 11R, 11G, 11B, and 11S may be different, and two or more may be equal or substantially equal.
  • the sub-pixel 11S may have a higher aperture ratio than at least one of the sub-pixels 11R, 11G, and 11B.
  • the wide light receiving area of the sub-pixel 11S may make it easier to detect the object.
  • the aperture ratio of the sub-pixel 11S may be higher than that of the other sub-pixels depending on the definition of the display device, the circuit configuration of the sub-pixels, and the like.
  • the sub-pixel 11S may have a lower aperture ratio than at least one of the sub-pixels 11R, 11G, and 11B. If the light-receiving area of the sub-pixel 11S is narrow, the imaging range is narrowed, and blurring of the imaging result can be suppressed and the resolution can be improved. Therefore, high-definition or high-resolution imaging can be performed, which is preferable.
  • the sub-pixel 11S can have a detection wavelength, definition, and aperture ratio that match the application.
  • an island-shaped EL layer is provided for each light-emitting device, so that generation of leakage current between subpixels can be suppressed. Thereby, crosstalk due to unintended light emission can be prevented, and a high-contrast display device can be realized.
  • the edges and the vicinity thereof which may have been damaged during the manufacturing process of the display device, are used as dummy regions, and are not used as light-emitting regions, thereby preventing variations in the characteristics of the light-emitting device. can be suppressed.
  • the display device of one embodiment of the present invention can achieve both high definition and high display quality.
  • Embodiment 2 In this embodiment, an example of a method for manufacturing a display device of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Regarding the material and formation method of each element, the description of the same parts as those described in the first embodiment may be omitted. Further, the details of the configuration of the light-emitting device will be described in Embodiment Mode 5.
  • the thin films (insulating films, semiconductor films, conductive films, etc.) that make up the display device are formed by sputtering, chemical vapor deposition (CVD), vacuum deposition, pulsed laser deposition (PLD). ) method, Atomic Layer Deposition (ALD) method, or the like.
  • CVD methods include a plasma enhanced CVD (PECVD) method, a thermal CVD method, and the like. Also, one of the thermal CVD methods is the metal organic CVD (MOCVD) method.
  • Thin films (insulating films, semiconductor films, conductive films, etc.) that make up the display device are processed by spin coating, dipping, spray coating, inkjet, dispensing, screen printing, offset printing, doctor knife method, slit coating, roll coating, curtain It can be formed by a wet film formation method such as coating or knife coating.
  • vacuum processes such as vapor deposition and solution processes such as spin coating and inkjet can be used to fabricate light-emitting devices.
  • vapor deposition methods include physical vapor deposition (PVD) such as sputtering, ion plating, ion beam vapor deposition, molecular beam vapor deposition, and vacuum vapor deposition, and chemical vapor deposition (CVD).
  • PVD physical vapor deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • the functional layers included in the EL layer, vapor deposition ( vacuum deposition method, etc.), coating method (dip coating method, die coating method, bar coating method, spin coating method, spray coating method, etc.), printing method (inkjet method, screen (stencil printing) method, offset (lithographic printing) method, It can be formed by a method such as a flexographic (letterpress printing) method, a gravure method, or a microcontact method.
  • the thin film that constitutes the display device When processing the thin film that constitutes the display device, it can be processed using a photolithography method or the like. Alternatively, the thin film may be processed by a nanoimprint method, a sandblast method, a lift-off method, or the like. Alternatively, an island-shaped thin film may be directly formed by a film formation method using a shielding mask such as a metal mask.
  • a photolithography method there are typically the following two methods.
  • One is a method of forming a resist mask on a thin film to be processed, processing the thin film by etching or the like, and removing the resist mask.
  • the other is a method of forming a thin film having photosensitivity and then exposing and developing the thin film to process the thin film into a desired shape.
  • the light used for exposure can be, for example, i-line (wavelength 365 nm), g-line (wavelength 436 nm), h-line (wavelength 405 nm), or a mixture of these.
  • ultraviolet rays, KrF laser light, ArF laser light, or the like can also be used.
  • extreme ultraviolet (EUV: Extreme Ultra-violet) light or X-rays may be used.
  • An electron beam can also be used instead of the light used for exposure. The use of extreme ultraviolet light, X-rays, or electron beams is preferable because extremely fine processing is possible.
  • a photomask is not necessary when exposure is performed by scanning a beam such as an electron beam.
  • a dry etching method, a wet etching method, a sandblasting method, or the like can be used to etch the thin film.
  • the transistor 205R, the transistor 205G, and the transistor 205B are manufactured over the substrate 151.
  • the transistor 205R is taken as an example and described with reference to FIGS. 21A to 22C.
  • FIGS. 21A to 22C show cross sections in the channel length direction and the channel width direction in each stage of the manufacturing process of the transistor 205R.
  • a conductive film to be the conductive layer 221 is formed on the substrate 151 and processed by etching to form the conductive layer 221 . It is preferable to process the conductive layer 221 so that the end portion thereof has a tapered shape. Thereby, the step coverage of the insulating layer 211 to be formed next can be improved.
  • Wiring resistance can be reduced by using a conductive film containing copper as the conductive film that becomes the conductive layer 221 .
  • a conductive film containing copper is preferably used for a large-sized display device or for a high-resolution display device. Further, even when a conductive film containing copper is used for the conductive layer 221, diffusion of copper to the semiconductor layer 231 side is suppressed by the insulating layer 211, so that a highly reliable transistor can be realized.
  • an insulating layer 211 is formed covering the substrate 151 and the conductive layer 221 (FIG. 21A).
  • the insulating layer 211 can be formed using a PECVD method, an ALD method, a sputtering method, or the like.
  • the insulating layer 211 is formed by stacking an insulating film 211a and an insulating film 211b.
  • each insulating film forming the insulating layer 211 is preferably formed by the PECVD method.
  • an insulating film containing nitrogen such as a silicon nitride film, a silicon nitride oxide film, an aluminum nitride film, or a hafnium nitride film
  • nitrogen such as a silicon nitride film, a silicon nitride oxide film, an aluminum nitride film, or a hafnium nitride film
  • oxygen in the insulating film 211b diffuses into the conductive layer 221 and the like, oxygen contained in the insulating film 211b is reduced, and the conductive layer 221 and the like are reduced. Oxidation can be suppressed.
  • the insulating film 211b in contact with the semiconductor layer 231 is preferably made of an insulating film containing oxide.
  • an oxide film is preferably used for the insulating film 211b.
  • the insulating film 211b it is preferable to use a dense insulating film on the surface of which impurities such as water are less likely to be adsorbed.
  • the insulating film 211b it is preferable to use an insulating film with as few defects as possible and impurities containing hydrogen elements reduced.
  • the insulating film 211b is made of, for example, a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, a hafnium oxide film, an yttrium oxide film, a zirconium oxide film, a gallium oxide film, a tantalum oxide film, a magnesium oxide film, or an oxide film.
  • An insulating film containing one or more of a lanthanum film, a cerium oxide film, and a neodymium oxide film can be used.
  • a silicon oxide film or a silicon oxynitride film is preferably used as the insulating film 211b.
  • the insulating film 211b preferably has a region containing oxygen in excess of the stoichiometric composition.
  • the insulating film 211b is preferably an insulating film capable of releasing oxygen by heating.
  • the insulating film 211b is formed in an atmosphere containing oxygen, heat treatment is performed on the insulating film 211b after being formed in an atmosphere containing oxygen, plasma treatment is performed in an atmosphere containing oxygen after the insulating film 211b is formed, or the like.
  • oxygen can be supplied to the insulating film 211b by forming an oxide film over the insulating film 211b in an atmosphere containing oxygen.
  • an oxidizing gas may be used in place of or in addition to oxygen.
  • an insulating film which can release oxygen by heating may be formed over the insulating film 211b and then heat treatment may be performed to supply oxygen from the insulating film to the insulating film 211b.
  • oxygen may be supplied to the insulating film 211b by plasma ion doping or ion implantation.
  • the insulating film 211b is preferably formed thicker than the insulating film 211a. Accordingly, the amount of oxygen released from the insulating film 211b by heating is increased, and the amount of hydrogen released from the insulating film 211a is reduced. Accordingly, a large amount of oxygen can be supplied to the semiconductor layer 231 later while suppressing the supply of hydrogen, so that a highly reliable transistor can be realized.
  • the thickness of the insulating film 211b is 2 to 50 times that of the insulating film 211a, preferably 3 to 30 times, more preferably 5 to 20 times, still more preferably 7 to 15 times. , the thickness is preferably about 10 times as large.
  • Oxygen can be supplied into the insulating film 211b when the metal oxide film to be the semiconductor layer 231 is formed by a sputtering method in an oxygen-containing atmosphere. Then, heat treatment may be performed after the metal oxide film serving as the semiconductor layer is formed. By the heat treatment, oxygen in the insulating film 211b can be more effectively supplied to the metal oxide film, and oxygen vacancies in the metal oxide film can be reduced.
  • plasma treatment may be performed in a processing chamber with power lower than that for forming the insulating layer 211 to remove static electricity accumulated on the substrate 151 . good.
  • the plasma treatment can be called static elimination treatment.
  • the static elimination treatment can use an atmosphere having one or more of nitrogen, dinitrogen monoxide, nitrogen dioxide, hydrogen, ammonia, or noble gases.
  • an argon gas atmosphere can be suitably used for the static elimination treatment.
  • the static elimination process may use a mixed gas containing a plurality of gases described above.
  • the surface of the insulating layer 211 may be removed after the insulating layer 211 is formed. Defects may occur on the surface of the insulating layer 211 due to the above-described static elimination treatment. If there is a defect in the insulating layer 211 functioning as the first gate insulating layer of the transistor 205, it becomes a trap site for carriers, which may degrade the reliability of the transistor 205 in some cases. Therefore, by removing the surface of the insulating layer 211 having defects, the reliability of the transistor 205 can be improved. For removing the surface of the insulating layer 211, for example, cleaning using a cleaning liquid containing hydrofluoric acid can be used.
  • Heat treatment may be performed after the insulating layer 211 is formed.
  • the heat treatment can reduce defects in the insulating layer 211 .
  • an impurity containing a hydrogen element can be included in the insulating layer 211 .
  • Impurities containing elemental hydrogen include, for example, hydrogen and water.
  • the temperature of the heat treatment is preferably 150°C or higher and lower than the strain point of the substrate, more preferably 250°C or higher and 450°C or lower, further preferably 300°C or higher and 450°C or lower.
  • Heat treatment can be performed in an atmosphere containing one or more of noble gas, nitrogen, and oxygen. Dry air (CDA: Clean Dry Air) may be used as the atmosphere containing nitrogen or the atmosphere containing oxygen. Note that it is preferable that the content of hydrogen, water, or the like in the atmosphere is as small as possible.
  • a high-purity gas with a dew point of ⁇ 60° C. or lower, preferably ⁇ 100° C. or lower.
  • the heat treatment By using an atmosphere containing as little hydrogen, water, or the like as possible, entry of hydrogen, water, or the like into the insulating layer 211 can be suppressed.
  • an oven, a rapid thermal annealing (RTA) device, or the like can be used for the heat treatment.
  • the heat treatment time can be shortened by using the RTA apparatus.
  • the heat treatment may be performed after removing the surface of the insulating layer 211 described above.
  • a process of supplying oxygen to the insulating layer 211 may be performed.
  • oxygen radicals, oxygen atoms, oxygen atomic ions, oxygen molecular ions, or the like are supplied to the insulating layer 211 by an ion doping method, an ion implantation method, plasma treatment, or the like.
  • oxygen may be added to the insulating layer 211 through the film. The film is preferably removed after adding oxygen.
  • a conductive film or a semiconductor film containing at least one of indium, zinc, gallium, tin, aluminum, chromium, tantalum, titanium, molybdenum, nickel, iron, cobalt, or tungsten is used as the film that suppresses desorption of oxygen. be able to.
  • a metal oxide film 231f is formed on the insulating layer 211 (FIG. 21B).
  • the metal oxide film 231f is preferably formed by a sputtering method using a metal oxide target.
  • the metal oxide film 231f is preferably a dense film with as few defects as possible.
  • the metal oxide film 231f is preferably a high-purity film in which impurities including hydrogen elements are reduced as much as possible.
  • oxygen gas when forming the metal oxide film 231f.
  • oxygen gas when forming the metal oxide film 231f, oxygen can be suitably supplied into the insulating layer 211 .
  • oxide used for the insulating film 211a
  • oxygen can be suitably supplied into the insulating film 211a.
  • oxygen is supplied to the semiconductor layer 231 in a later step, and oxygen vacancies (V 0 ) and oxygen vacancies (V 0 ) in the semiconductor layer 231 are filled with hydrogen ( hereinafter referred to as VOH ) can be reduced.
  • oxygen gas may be mixed with an inert gas (eg, helium gas, argon gas, xenon gas, etc.).
  • an inert gas eg, helium gas, argon gas, xenon gas, etc.
  • the crystallinity of the metal oxide film can be increased and the reliability can be increased as the ratio of the oxygen gas to the total deposition gas (hereinafter also referred to as the oxygen flow rate ratio) is higher when the metal oxide film is formed. It is possible to realize a transistor with a high
  • the lower the oxygen flow rate the lower the crystallinity of the metal oxide film, and the transistor can have a large on-state current.
  • the deposition conditions for the metal oxide film are as follows: the substrate temperature is room temperature or higher and 250°C or lower, preferably room temperature or higher and 200°C or lower, more preferably room temperature or higher and 140°C or lower. For example, if the substrate temperature is room temperature or higher and lower than 140° C., the productivity is increased, which is preferable. In addition, the crystallinity can be lowered by forming the metal oxide film with the substrate temperature set to room temperature or without heating the substrate.
  • At least one of a process for desorbing water, hydrogen, organic substances, etc. adsorbed on the surface of the insulating layer 211 and a process for supplying oxygen into the insulating layer 211 is performed. It is preferable to do one.
  • heat treatment can be performed at a temperature of 70° C. to 200° C. in a reduced pressure atmosphere.
  • plasma treatment may be performed in an atmosphere containing oxygen.
  • oxygen may be supplied to the insulating layer 211 by plasma treatment in an atmosphere containing an oxidizing gas such as dinitrogen monoxide (N 2 O).
  • a metal oxide film 231f is preferably formed continuously without exposing the surface of the insulating layer 211 to the atmosphere.
  • the semiconductor layer 231 has a stacked structure in which a plurality of semiconductor layers are stacked, a metal oxide film is formed first, and then the film is continuously formed in the following manner without exposing the surface to the air. It is preferable to deposit a metal oxide film.
  • the island-shaped semiconductor layer 231 is formed by partially etching the metal oxide film 231f.
  • One or both of a wet etching method and a dry etching method may be used for processing the metal oxide film 231f.
  • part of the insulating layer 211 that does not overlap with the semiconductor layer 231 is etched and thinned in some cases.
  • the insulating film 211b of the insulating layer 211 may disappear by etching, and the surface of the insulating film 211a may be exposed.
  • heat treatment is preferably performed after the metal oxide film 231f is formed or after the metal oxide film 231f is processed into the semiconductor layer 231. Hydrogen or water contained in the metal oxide film 231f or the semiconductor layer 231 or adsorbed to the surface can be removed by the heat treatment. Further, the heat treatment may improve the film quality of the metal oxide film 231f or the semiconductor layer 231 (eg, reduce defects, improve crystallinity, and the like).
  • Oxygen can also be supplied from the insulating layer 211 to the metal oxide film 231f or the semiconductor layer 231 by heat treatment. At this time, heat treatment is preferably performed before the semiconductor layer 231 is processed.
  • the temperature of the heat treatment can be typically 150° C. or higher and lower than the strain point of the substrate, or 200° C. or higher and 500° C. or lower, or 250° C. or higher and 450° C. or lower, or 300° C. or higher and 450° C. or lower.
  • Heat treatment can be performed in an atmosphere containing a noble gas or nitrogen. Alternatively, after heating in the atmosphere, heating may be performed in an atmosphere containing oxygen. Alternatively, it may be heated in a dry air atmosphere. Note that it is preferable that the atmosphere of the heat treatment does not contain hydrogen, water, or the like as much as possible.
  • An electric furnace, an RTA apparatus, or the like can be used for the heat treatment. By using the RTA apparatus, the heat treatment time can be shortened.
  • the heat treatment does not have to be performed if unnecessary. Further, the heat treatment may not be performed here, and may be combined with the heat treatment performed in a later step. Further, in some cases, the heat treatment can also be performed in a high-temperature treatment in a later process (for example, a film formation process).
  • an insulating layer 225 is formed covering the insulating layer 211 and the semiconductor layer 231 (FIG. 21C).
  • the insulating layer 225 is preferably formed by PECVD.
  • the insulating layer 225 may have a laminated structure.
  • the surface of the semiconductor layer 231 it is preferable to subject the surface of the semiconductor layer 231 to plasma treatment before forming the insulating layer 225 .
  • Impurities such as water adsorbed to the surface of the semiconductor layer 231 can be reduced by the plasma treatment. Therefore, impurities at the interface between the semiconductor layer 231 and the insulating layer 225 can be reduced, so that a highly reliable transistor can be realized.
  • plasma treatment can be performed, for example, in an atmosphere of oxygen, ozone, nitrogen, dinitrogen monoxide, argon, or the like. Further, plasma treatment and deposition of the insulating layer 225 are preferably performed successively without exposure to the air.
  • the substrate temperature during the formation of the insulating layer 225 is high.
  • the insulating layer 225 can have few defects.
  • metal atoms of the semiconductor layer 231 may diffuse into the insulating layer 225 and defects may be generated in the insulating layer 225 .
  • silicon atoms in the insulating layer 225 are replaced with metal atoms contained in the semiconductor layer 231.
  • the substrate temperature during the deposition of the insulating layer 225 is preferably 180° C. to 450° C., more preferably 200° C. to 450° C., further preferably 200° C. to 400° C., further preferably 250° C. to 400° C.
  • the following is preferable, more preferably 250° C. or higher and 350° C. or lower, further preferably 300° C. or higher and 350° C. or lower, furthermore preferably .
  • Heat treatment is preferably performed after the insulating layer 225 is formed. Hydrogen or water contained in the insulating layer 225 or adsorbed to the surface can be removed by heat treatment. Also, defects in the insulating layer 225 can be reduced.
  • the above description can be referred to for the conditions of the heat treatment. Note that the heat treatment may not be performed if unnecessary. Further, the heat treatment may not be performed here, and may be combined with the heat treatment performed in a later step. Further, in some cases, the heat treatment can also be performed in a high-temperature treatment in a later process (for example, a film formation process).
  • the insulating layer 225 and part of the insulating layer 211 are etched to form an opening 147 reaching the conductive layer 221 . Accordingly, the conductive layer 221 and the conductive layer 223 to be formed later can be electrically connected through the opening 147 .
  • a conductive film to be the conductive layer 223 is formed on the insulating layer 225 and processed by etching to form the conductive layer 223 (FIG. 21D).
  • a conductive film to be the conductive layer 223 is preferably formed by, for example, a sputtering method using a sputtering target containing a metal or an alloy.
  • a low-resistance metal or alloy material is preferably used for the conductive film.
  • the conductive film that becomes the conductive layer 223 it is preferable to use a material that releases a small amount of hydrogen and that makes it difficult for hydrogen to diffuse.
  • a material that is not easily oxidized is preferably used for the conductive film.
  • the conductive film for example, it is preferable to use a laminated film in which a conductive film which is difficult to be oxidized and to which hydrogen is difficult to diffuse and a conductive film which has low resistance are stacked.
  • One or both of a wet etching method and a dry etching method may be used for processing the conductive film that becomes the conductive layer 223 .
  • the insulating layer 225 is not etched to cover the upper surface and side surfaces of the semiconductor layer 231 and the insulating layer 211 , so that the semiconductor layer 231 and the insulating layer 211 are formed when the conductive layer 223 is formed. can be prevented from being partially etched and the film thickness being reduced.
  • an impurity element 145 is supplied (also referred to as addition or injection) to the semiconductor layer 231 through the insulating layer 225 (FIG. 22A).
  • a low-resistance region 231n can be formed in a region of the semiconductor layer 231 not covered with the conductive layer 223 .
  • the conditions for supplying the impurity element 145 are set in consideration of the material and thickness of the conductive layer 223 serving as a mask so that the impurity element 145 is not supplied to the region of the semiconductor layer 231 overlapping with the conductive layer 223 as much as possible. is preferably determined. Accordingly, a channel formation region whose impurity concentration is sufficiently reduced can be formed in a region of the semiconductor layer 231 which overlaps with the conductive layer 223 .
  • Plasma ion doping or ion implantation can be suitably used to supply the impurity element 145 . These methods allow the concentration profile in the depth direction to be controlled with high accuracy by the ion acceleration voltage, dose amount, and the like. Productivity can be improved by using the plasma ion doping method. Further, by using an ion implantation method using mass separation, the purity of the supplied impurity element can be increased.
  • the concentration is the highest at the interface between the semiconductor layer 231 and the insulating layer 225, a portion of the semiconductor layer 231 near the interface, or a portion of the insulating layer 225 near the interface. Furthermore, it is preferable to control the processing conditions. As a result, both the semiconductor layer 231 and the insulating layer 225 can be supplied with the impurity element 145 at the optimum concentration in one process.
  • the impurity elements 145 include hydrogen, boron, carbon, nitrogen, fluorine, phosphorus, sulfur, arsenic, aluminum, magnesium, silicon, noble gases, and the like.
  • Representative examples of noble gases include helium, neon, argon, krypton, and xenon.
  • a gas containing any of the above impurity elements can be used.
  • boron typically one or more of B 2 H 6 gas, or BF 3 gas can be used.
  • phosphorus typically PH 3 gas can be used.
  • a mixed gas obtained by diluting these raw material gases with a noble gas may also be used.
  • CH 4 , N 2 , NH 3 , AlH 3 , AlCl 3 , SiH 4 , Si 2 H 6 , F 2 , HF, H 2 , (C 5 H 5 ) 2 Mg, noble gases, etc. can be used.
  • the ion source is not limited to a gas, and a solid or liquid that is heated and vaporized may be used.
  • the addition of the impurity element 145 can be controlled by setting conditions such as the acceleration voltage and dose amount, taking into consideration the composition, density, thickness, etc. of the insulating layer 225 and the semiconductor layer 231 .
  • the acceleration voltage can be in the range of, for example, 5 kV to 100 kV, preferably 7 kV to 70 kV, and more preferably 10 kV to 50 kV.
  • the dose is, for example, 1 ⁇ 10 13 ions/cm 2 or more and 1 ⁇ 10 17 ions/cm 2 or less, preferably 1 ⁇ 10 14 ions/cm 2 or more and 5 ⁇ 10 16 ions/cm 2 or less, more preferably 1 ⁇ 10 13 ions/cm 2 or more and 1 ⁇ 10 17 ions/cm 2 or less. It can be in the range of 10 15 ions/cm 2 or more and 3 10 16 ions/cm 2 or less.
  • the acceleration voltage can be, for example, in the range of 10 kV to 100 kV, preferably 30 kV to 90 kV, and more preferably 40 kV to 80 kV.
  • the dose is, for example, 1 ⁇ 10 13 ions/cm 2 or more and 1 ⁇ 10 17 ions/cm 2 or less, preferably 1 ⁇ 10 14 ions/cm 2 or more and 5 ⁇ 10 16 ions/cm 2 or less, more preferably 1 ⁇ 10 13 ions/cm 2 or more and 1 ⁇ 10 17 ions/cm 2 or less.
  • the range can be from 10 15 ions/cm 2 to 3 10 16 ions/cm 2 .
  • the method of supplying the impurity element 145 is not limited to this, and for example, plasma processing or processing utilizing thermal diffusion by heating may be used.
  • the impurity element can be added by generating plasma in a gas atmosphere containing the impurity element to be added and performing plasma treatment.
  • a dry etching device, an ashing device, a plasma CVD device, a high-density plasma CVD device, or the like can be used as a device for generating the plasma.
  • hydrogen can be supplied as the impurity element 145 to the semiconductor layer 231 in a region that does not overlap with the conductive layer 223 by performing plasma treatment in an atmosphere containing hydrogen gas using a plasma CVD apparatus.
  • a plasma CVD apparatus for supplying the impurity element 145 and forming the insulating layer 218, the supplying process for the impurity element 145 and forming the insulating layer 218 can be continuously performed in the apparatus, which improves productivity. can increase
  • the impurity element 145 can be supplied to the semiconductor layer 231 through the insulating layer 225 . Therefore, even when the semiconductor layer 231 has crystallinity, damage to the semiconductor layer 231 during supply of the impurity element 145 can be reduced, and loss of crystallinity can be suppressed. Therefore, it is suitable when the electrical resistance increases due to the deterioration of the crystallinity.
  • an insulating layer 218 is formed covering the insulating layer 225 and the conductive layer 223 (FIG. 22B).
  • the film formation temperature of the insulating layer 218 may be determined in consideration of these factors.
  • the film formation temperature of the insulating layer 218 is, for example, 150° C. or higher and 400° C. or lower, preferably 180° C. or higher and 360° C. or lower, more preferably 200° C. or higher and 250° C. or lower.
  • Heat treatment may be performed after the insulating layer 218 is formed.
  • the heat treatment can make the low-resistance region 231n more stable and have low resistance.
  • the impurity element 145 is moderately diffused and locally uniformized, and the low-resistance region 231n having an ideal impurity element concentration gradient can be formed. Note that if the temperature of the heat treatment is too high (eg, 500° C. or higher), the impurity element 145 may diffuse into the channel formation region, degrading the electrical characteristics and reliability of the transistor.
  • the heat treatment does not have to be performed if unnecessary. Further, the heat treatment may not be performed here, and may be combined with the heat treatment performed in a later step. Further, when there is a high-temperature treatment in a later process (for example, a film formation process), the heat treatment may be combined with the heat treatment.
  • the openings 141a and 141b reaching the low-resistance regions 231n are formed.
  • a conductive film is formed over the insulating layer 218 so as to cover the openings 141a and 141b, and the conductive film is processed to form a conductive layer 222a and a conductive layer 222b (FIG. 22C).
  • the transistor 205R can be manufactured.
  • the transistor 205G and the transistor B can be formed over the same substrate through the same process as the transistor 205R.
  • FIGS. 23A to 38 show transistor 205R, transistor 205G, and transistor 205B.
  • 23A to 38 show side by side a cross-sectional view along the dashed-dotted line X1-X2 shown in FIG. 16 and a cross-sectional view along the dashed-dotted line Y1-Y2.
  • an insulating film 214f to be the insulating layer 214 is formed so as to cover the transistors 205R, 205G, and 205B.
  • the insulating layer 214 can be formed by applying a composition containing an organic material by a spin coating method and then selectively exposing and developing the composition.
  • a spin coating method As another forming method, one or more of a sputtering method, an evaporation method, a droplet discharge method (inkjet method), screen printing, or offset printing may be used.
  • a photosensitive organic material is used for the insulating film 214f, and a region overlapping with the conductive layer 222b of the transistor 205R, a region overlapping with the conductive layer 222b of the transistor 205G, and a region overlapping with the conductive layer 222b of the transistor 205B are formed.
  • the state of exposure is schematically shown.
  • the light used for exposure preferably contains i-line. Also, the light used for exposure may include at least one of g-line and h-line.
  • FIG. 23A light is indicated by arrows, and the regions where the insulating layer 214 is not formed are exposed, and the regions where the insulating layer 214 is formed are shielded from light using a mask 132a.
  • the width 191d of the openings 191R, 191G, and 191B can be controlled.
  • a positive photosensitive resin for the insulating film 214f is shown here, the present invention is not limited to this.
  • a negative photosensitive resin may be used for the insulating film 214f.
  • the region where the insulating layer 214 is formed is exposed, and the region where the insulating layer 214 is not formed is shielded from light using a mask.
  • the insulating layer 214 is formed in the exposed regions of the insulating film 214f.
  • the organic material can be cured by heat treatment.
  • the heat treatment temperature is preferably lower than the heat resistance temperature of the organic material.
  • the temperature of the heat treatment is preferably 150° C. or higher and 350° C. or lower, more preferably 180° C. or higher and 300° C. or lower, further preferably 200° C. or higher and 270° C. or lower, further preferably 200° C. or higher and 250° C. or lower. is preferably 220° C. or higher and 250° C. or lower.
  • the heat treatment can be performed in an atmosphere containing noble gas or nitrogen. Alternatively, it may be heated in a dry air atmosphere. Note that it is preferable that the atmosphere of the heat treatment does not contain hydrogen, water, or the like as much as possible.
  • An electric furnace, an RTA apparatus, or the like can be used for the heat treatment.
  • an insulating film 238f to be the insulating layer 238 is formed so as to cover the insulating layer 214, the opening 191R, the opening 191G, and the opening 191B.
  • a resist mask 195a is formed on the insulating film 238f (FIG. 24A). Either a positive resist or a negative resist may be used for the resist mask 195a.
  • the resist mask 195a is not provided in the openings 191R, 191G, and 191B.
  • the insulating film 238f is processed using the resist mask 195a as a mask to form an insulating layer 238. Then, as shown in FIG. Accordingly, the conductive layers 222b of the transistors 205R, 205G, and 205B are exposed. Either or both of a wet etching method and a dry etching method may be used for processing the insulating film 238f.
  • a conductive film 233f to be the conductive layer 233 is formed so as to cover the insulating layer 238, the insulating layer 214, and the conductive layer 222b.
  • a resist mask 195b is formed over the conductive film 233f (FIG. 24B). Either a positive resist or a negative resist may be used for the resist mask 195b.
  • the resist mask 195b has regions overlapping with the conductive layers 222b of the transistors 205R, 205G, and 205B.
  • the conductive film 233f is processed using the resist mask 195b as a mask to form the conductive layer 233.
  • a conductive layer 233 in contact with the conductive layers 222b of the transistors 205R, 205G, and 205B is formed.
  • One or both of a wet etching method and a dry etching method may be used for processing the conductive film 233f.
  • a portion of the insulating layer 238 that does not overlap the resist mask 195b may be removed during processing of the conductive film 233f (FIG. 25A). Insulating layer 238 remains between conductive layer 233 and insulating layer 214 . Note that a region of the insulating layer 238 that does not overlap with the resist mask 195b may remain. In this case, the configuration shown in FIG. 15 can be used.
  • an insulating film 235f to be the insulating layer 235 is formed so as to cover the insulating layer 214, the insulating layer 238, and the conductive layer 233. Then, as shown in FIG. A method similar to that for the insulating film 214f can be used to form the insulating film 235f.
  • FIG. 25B schematically shows how a photosensitive organic material is used for the insulating film 235f and a region overlapping with the conductive layer 233 is exposed.
  • light is indicated by arrows, and the regions where the insulating layer 235 is not formed are exposed, and the regions where the insulating layer 235 is formed are shielded from light using a mask 132b.
  • the width 193d of the openings 193R, 193G, and 193B can be controlled.
  • the width 193d of the opening 193R is preferably smaller than the width 191d of the opening 191R.
  • width 193d of opening 193G is preferably smaller than width 191d of opening 191G.
  • the width 193d of the opening 193B is preferably smaller than the width 191d of the opening 191B. It is preferable to adjust the exposure amount so that the width 193d of the opening 193R, the opening 193G, and the opening 193B is smaller than the width 191d of the opening 191R, the opening 191G, and the opening 191B.
  • the exposure amount of the insulating film 235f is preferably smaller than that of the insulating film 214f.
  • the exposure time of the insulating film 235f may be set shorter than the exposure time of the insulating film 214f.
  • a positive photosensitive resin for the insulating film 235f
  • the present invention is not limited to this.
  • a negative photosensitive resin may be used for the insulating film 235f.
  • heat treatment it is preferable to perform heat treatment after the insulating layer 235 is formed.
  • the description of the heat treatment after the formation of the insulating layer 214 can be referred to, so detailed description thereof is omitted.
  • an insulating film 239 f that will be the insulating layer 239 is formed so as to cover the insulating layer 235 and the conductive layer 233 .
  • a resist mask 195c is formed on the insulating film 239f (FIG. 26B). Either a positive resist or a negative resist may be used for the resist mask 195c.
  • the resist mask 195c is not provided in the openings 193R, 193G, and 193B.
  • the insulating film 239f is processed using the resist mask 195c as a mask to form an insulating layer 239. Then, as shown in FIG. This exposes the conductive layer 233 .
  • a wet etching method and a dry etching method may be used for processing the insulating film 239f.
  • a conductive film 112f to be the conductive layers 112R, 112G, 112B, and 112p is formed so as to cover the insulating layer 239, the insulating layer 235, and the conductive layer 233.
  • a resist mask 195d is formed over the conductive film 112f (FIG. 27A). Either a positive resist or a negative resist may be used for the resist mask 195d.
  • the resist mask 195 d has a region overlapping with the conductive layer 223 .
  • the conductive film 112f is processed using the resist mask 195d as a mask to form a conductive layer 112R, a conductive layer 112G, a conductive layer 112B, and a conductive layer 112p.
  • a conductive layer 112R, a conductive layer 112G, and a conductive layer 112B which are in contact with the conductive layer 223 are formed.
  • One or both of a wet etching method and a dry etching method may be used for processing the conductive film 112f.
  • a part of the insulating layer 238 may be removed during processing of the conductive film 233f.
  • the thickness of the insulating layer 238 in the region overlapping with any of the conductive layers 112R, 112G, and 112B is the same as the thickness of the insulating layer 238 in the region overlapping none of the conductive layers 112R, 112G, and 112B. It may be thinner than the film thickness of
  • a film 128f to be the layer 128 is formed so as to cover the insulating layer 239, the conductive layer 112R, the conductive layer 112R, the conductive layer 112G, the conductive layer 112B, and the conductive layer 112p.
  • a method similar to that for the insulating film 214f can be used to form the film 128f.
  • FIG. 28 schematically shows how a photosensitive organic material is used for the film 128f and a region overlapping with the conductive layer 233 is exposed.
  • Light is indicated by arrows in FIG. 28, and the regions where the layer 128 is not formed are exposed, and the regions where the layer 128 is formed are shielded from light using the mask 132c.
  • the shape of the layer 128 can be controlled by adjusting the exposure amount.
  • a positive photosensitive resin for the film 128f
  • the present invention is not limited to this.
  • a negative photosensitive resin may be used for the film 128f.
  • the description of the heat treatment after the formation of the insulating layer 214 can be referred to, so detailed description thereof is omitted.
  • a conductive film 126f to be a conductive layer 126R, a conductive layer 126G, a conductive layer 126B, and a conductive layer 126p is formed so as to cover the insulating layer 239, the conductive layer 112R, the conductive layer 112G, the conductive layer 112B, the conductive layer 112p, and the layer 128. to form a film.
  • the conductive film 126 f is provided over the insulating layer 239 , the conductive layer 112 R, the conductive layer 112 G, the conductive layer 112 B, the conductive layer 112 p, and the layer 128 .
  • a material for the conductive film 126f a material with high adhesion to the formation surface is preferably used.
  • an alloy of silver, palladium, and copper (APC) has low adhesion to an insulating layer containing an inorganic material, and if it is provided over the insulating layer, there is a possibility that film peeling will occur.
  • an inorganic material when used for the insulating layer 239, it is preferable to use a material with high adhesion to the insulating layer 239 on the side of the conductive film 126f that is in contact with the insulating layer 239.
  • a stacked structure of In--Si--Sn oxide (ITSO) and a silver-palladium-copper alloy (APC) over the In--Si--Sn oxide (ITSO) can be preferably used. can.
  • In—Si—Sn oxide (ITSO) for the layer of the conductive film 126f that is in contact with the insulating layer 239, peeling of the conductive film 126f is suppressed even when an inorganic material is used for the insulating layer 239. be able to.
  • the conductive film 126f may be provided over the insulating layer 235, the conductive layer 112R, the conductive layer 112G, the conductive layer 112B, the conductive layer 112p, and the layer 128 without providing the insulating layer 239 (see FIG. 2).
  • an organic material is used for the insulating layer 235, a single-layer structure of an alloy of silver, palladium, and copper (APC) can be used for the conductive film 126f.
  • a resist mask 195e is formed over the conductive film 126f (FIG. 29B). Either a positive resist or a negative resist may be used for the resist mask 195e.
  • the resist mask 195e is provided in a region overlapping with the conductive layer 112R, a region overlapping with the conductive layer 112G, a region overlapping with the conductive layer 112B, and a region overlapping with the conductive layer 112p.
  • the conductive film 126f is processed using the resist mask 195e as a mask to form a conductive layer 126R, a conductive layer 126G, a conductive layer 126B, and a conductive layer 126p.
  • Either or both of a wet etching method and a dry etching method may be used for processing the conductive film 126f.
  • a conductive layer 129R, a conductive layer 129G, a conductive layer 129B, and a conductive layer 129p are formed.
  • a manufacturing method in which the conductive layer 129R, the conductive layer 129G, and the conductive layer 129B have a stacked-layer structure and the conductive layer 129p has a single-layer structure is described. Note that one embodiment of the present invention is not limited to this.
  • the conductive layer 129R, the conductive layer 129G, and the conductive layer 129B may have a single-layer structure or a stacked-layer structure. Alternatively, the conductive layer 129p may have a single-layer structure or a stacked-layer structure.
  • a conductive layer 129R, a conductive layer 129G, and a conductive layer 129G are formed so as to cover the insulating layer 239, the conductive layer 112R, the conductive layer 112G, the conductive layer 112B, the conductive layer 112p, the conductive layer 126R, the conductive layer 126G, the conductive layer 126B, and the conductive layer 126p.
  • a conductive film 129af to be part of the conductive layer 129B is formed.
  • a resist mask 195f is formed over the conductive film 129af (FIG. 30A). Either a positive resist or a negative resist may be used for the resist mask 195g.
  • the resist mask 195f is provided in a region overlapping with the conductive layer 112R, a region overlapping with the conductive layer 112G, and a region overlapping with the conductive layer 112B.
  • a resist mask is not provided in a region overlapping with the conductive layer 112p is shown.
  • the conductive film 129af is processed using the resist mask 195f as a mask to form a conductive layer 129aR, a conductive layer 129aG, and a conductive layer 129aB.
  • One or both of a wet etching method and a dry etching method may be used for processing the conductive film 129af.
  • a resist mask 195g is formed over the conductive film 129bf (FIG. 30B). Either a positive resist or a negative resist may be used for the resist mask 195g.
  • the resist mask 195g is provided in a region overlapping with the conductive layer 112R, a region overlapping with the conductive layer 112G, a region overlapping with the conductive layer 112B, and a region overlapping with the conductive layer 112p.
  • the conductive film 129bf is processed using the resist mask 195g as a mask to form a conductive layer 129bR, a conductive layer 129bG, a conductive layer 129bB, and a conductive layer 129p.
  • a wet etching method and a dry etching method may be used for processing the conductive film 129bf.
  • a conductive layer 129R having a laminated structure of the conductive layers 129aR and 129bR, a conductive layer 129G having a laminated structure of the conductive layers 129aG and the conductive layers 129bG, and a conductive layer 129B having a laminated structure of the conductive layers 129aB and 129bB are formed.
  • the conductive layer 129p can be thinner than the conductive layers 129R, 129G, and 129B. Sputtering or vacuum deposition, for example, can be used to form these conductive films.
  • the surface to be treated can be changed from hydrophilic to hydrophobic, or the hydrophobicity of the surface to be treated can be increased.
  • the adhesion between the pixel electrode and a film (here, the film 113Rf) formed in a later step can be improved, and film peeling can be suppressed.
  • the hydrophobic treatment may not be performed.
  • Hydrophobization treatment can be performed, for example, by modifying the pixel electrode with fluorine.
  • Fluorine modification can be performed, for example, by treatment with a fluorine-containing gas, heat treatment, plasma treatment in a fluorine-containing gas atmosphere, or the like.
  • the gas containing fluorine for example, fluorine gas can be used, and for example, fluorocarbon gas can be used.
  • fluorocarbon gas for example, carbon tetrafluoride (CF 4 ) gas, C 4 F 6 gas, C 2 F 6 gas, C 4 F 8 gas, C 5 F 8 gas, or other lower fluorocarbon gas can be used.
  • As the gas containing fluorine for example, SF6 gas, NF3 gas, CHF3 gas, etc. can be used.
  • helium gas, argon gas, hydrogen gas, or the like can be added to these gases as appropriate.
  • the surface of the pixel electrode is subjected to plasma treatment in a gas atmosphere containing a Group 18 element such as argon, and then treated with a silylating agent to make the surface of the pixel electrode hydrophobic.
  • a silylating agent hexamethyldisilazane (HMDS), trimethylsilylimidazole (TMSI), or the like can be used.
  • HMDS hexamethyldisilazane
  • TMSI trimethylsilylimidazole
  • the surface of the pixel electrode is also subjected to plasma treatment in a gas atmosphere containing a Group 18 element such as argon, and then to treatment using a silane coupling agent to make the surface of the pixel electrode hydrophobic. can do.
  • the surface of the pixel electrode By subjecting the surface of the pixel electrode to plasma treatment in a gas atmosphere containing a group 18 element such as argon, the surface of the pixel electrode can be damaged. This makes it easier for the methyl group contained in the silylating agent such as HMDS to bond to the surface of the pixel electrode. In addition, silane coupling by the silane coupling agent is likely to occur. As described above, the surface of the pixel electrode is subjected to plasma treatment in a gas atmosphere containing a Group 18 element such as argon, and then to treatment using a silylating agent or a silane coupling agent. The surface of the electrodes can be made hydrophobic.
  • the treatment using a silylating agent, silane coupling agent, or the like can be performed by applying the silylating agent, silane coupling agent, or the like, for example, using a spin coating method, a dipping method, or the like.
  • a vapor phase method is used to form a film containing a silylating agent or a film containing a silane coupling agent on a pixel electrode or the like.
  • the material containing the silylating agent or the material containing the silane coupling agent is volatilized so that the atmosphere contains the silylating agent, the silane coupling agent, or the like.
  • a substrate on which pixel electrodes and the like are formed is placed in the atmosphere.
  • a film containing a silylating agent, a silane coupling agent, or the like can be formed on the pixel electrode, and the surface of the pixel electrode can be made hydrophobic.
  • layers 113R, 113G, and 113B are formed.
  • a method of forming the layer 113R, the layer 113G, and the layer 113B in this order is described; however, one embodiment of the present invention is not limited to this.
  • the layers 113R, 113G, and 113B can be formed in order of heat resistance. It is preferable that the layer formed first has high heat resistance because it also undergoes the steps of forming other layers. By forming the layer having a material with low heat resistance last, damage during the process can be reduced.
  • a film 113Rf that will become the layer 113R is formed on the pixel electrode 111 (FIG. 31B).
  • the film 113Rf is not formed on the conductive layer 123 in the cross-sectional view along the dashed-dotted line Y1-Y2.
  • the film 113Rf can be formed only in desired regions.
  • Employing a film formation process using an area mask and a processing process using a resist mask makes it possible to manufacture a light-emitting device in a relatively simple process.
  • the heat resistance temperature of the compounds contained in the film 113Rf is preferably 100° C. or higher and 180° C. or lower, preferably 120° C. or higher and 180° C. or lower, and more preferably 140° C. or higher and 180° C. or lower. This can improve the reliability of the light emitting device.
  • the upper limit of the temperature applied in the manufacturing process of the display device can be increased. Therefore, it is possible to widen the range of selection of materials and formation methods used for the display device, and it is possible to improve the manufacturing yield and reliability.
  • the film 113Rf can be formed, for example, by a vapor deposition method, specifically a vacuum vapor deposition method. Also, the film 113Rf may be formed by a transfer method, a printing method, an inkjet method, a coating method, or the like.
  • a mask film 118Rf to be the mask layer 118R and a mask film 119Rf to be the mask layer 119R are sequentially formed on the film 113Rf and the conductive layer 123 (FIG. 31B).
  • the mask film may have a single-layer structure of the mask film 118Rf or the mask film 119Rf.
  • a laminated structure of three or more layers may be used.
  • the damage to the film 113Rf during the manufacturing process of the display device can be reduced, and the reliability of the light emitting device can be improved.
  • a film having high resistance to the processing conditions of the film 113Rf specifically, a film having a high etching selectivity with respect to the film 113Rf is used.
  • a film having a high etching selectivity with respect to the mask film 118Rf is used for the mask film 119Rf.
  • the mask film 118Rf and the mask film 119Rf are formed at a temperature lower than the heat-resistant temperature of the film 113Rf.
  • the substrate temperature when forming the mask film 118Rf and the mask film 119Rf is preferably 200° C. or lower, more preferably 150° C. or lower, further preferably 120° C. or lower, further preferably 100° C. or lower, further preferably 80° C. or lower. °C or less is preferred.
  • heat resistant temperature indicators include glass transition point, softening point, melting point, thermal decomposition temperature, and 5% weight loss temperature.
  • the heat-resistant temperatures of the layers 113R, 113G, and 113B can be any temperature that is an index of these heat-resistant temperatures, preferably the lowest temperature among them.
  • the substrate temperature when forming the mask film can be 100° C. or higher, 120° C. or higher, or 140° C. or higher.
  • the inorganic insulating film can be made denser and have higher barrier properties as the film formation temperature is higher. Therefore, by forming the mask film at such a temperature, the damage to the film 113Rf can be further reduced, and the reliability of the light emitting device can be improved.
  • a film that can be removed by a wet etching method is preferably used for the mask film 118Rf and the mask film 119Rf.
  • damage to the film 113Rf during processing of the mask films 118Rf and 119Rf can be reduced as compared with the case of using the dry etching method.
  • the sputtering method, the ALD method (thermal ALD method, PEALD method), the CVD method, and the vacuum deposition method can be used to form the mask film 118Rf and the mask film 119Rf.
  • the sputtering method, the ALD method (thermal ALD method, PEALD method), the CVD method, and the vacuum deposition method can be used to form the mask film 118Rf and the mask film 119Rf.
  • it may be formed using the wet film forming method described above.
  • the mask film 118Rf formed on and in contact with the film 113Rf is preferably formed using a formation method that causes less damage to the film 113Rf than the mask film 119Rf.
  • a formation method that causes less damage to the film 113Rf than the mask film 119Rf.
  • the mask film 118Rf and the mask film 119Rf for example, one or more of metal films, alloy films, metal oxide films, semiconductor films, organic insulating films, and inorganic insulating films can be used.
  • the mask film 118Rf and the mask film 119Rf are made of, for example, gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, titanium, aluminum, yttrium, zirconium, and tantalum.
  • a metallic material or an alloy material containing the metallic material can be used.
  • a metal film or an alloy film for one or both of the mask film 118Rf and the mask film 119Rf, it is possible to suppress plasma damage to the film 113Rf and to suppress deterioration of the film 113Rf, which is preferable. Specifically, it is possible to suppress the film 113Rf from being damaged by plasma in a process using a dry etching method, an ashing process, or the like. In particular, it is preferable to use a metal film such as a tungsten film or an alloy film as the mask film 119Rf.
  • In--Ga--Zn oxide indium oxide, In--Zn oxide, In--Sn oxide, indium titanium oxide (In--Ti oxide), indium tin zinc oxide (In-Sn-Zn oxide), indium titanium zinc oxide (In-Ti-Zn oxide), indium gallium tin zinc oxide (In-Ga-Sn-Zn oxide), indium tin containing silicon Metal oxides such as oxides can be used.
  • element M is aluminum, silicon, boron, yttrium, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten , or one or more selected from magnesium
  • M is preferably one or more selected from gallium, aluminum, and yttrium.
  • a film containing a material that blocks light, particularly ultraviolet light can be used.
  • a film that reflects ultraviolet rays or a film that absorbs ultraviolet rays can be used.
  • the light shielding material various materials such as metals, insulators, semiconductors, and semi-metals that are light shielding against ultraviolet light can be used. Since the film is removed in the process, it is preferable that the film be processable by etching, and it is particularly preferable that the processability is good.
  • semiconductor materials such as silicon or germanium can be used as materials that are highly compatible with semiconductor manufacturing processes.
  • oxides or nitrides of the above semiconductor materials can be used.
  • non-metallic materials such as carbon or compounds thereof can be used.
  • metals such as titanium, tantalum, tungsten, chromium, aluminum, or alloys containing one or more of these.
  • oxides containing the above metals such as titanium oxide or chromium oxide, or nitrides such as titanium nitride, chromium nitride, or tantalum nitride can be used.
  • the mask film By using a film containing a material that blocks ultraviolet light as the mask film, it is possible to prevent the EL layer from being irradiated with ultraviolet light during the exposure process. By preventing the EL layer from being damaged by ultraviolet rays, the reliability of the light-emitting device can be improved.
  • a film containing a material having a light shielding property against ultraviolet light can produce the same effect even if it is used as a material for the insulating film 125f, which will be described later.
  • Various inorganic insulating films that can be used for the protective layer 131 can be used as the mask film 118Rf and the mask film 119Rf, respectively.
  • an oxide insulating film is preferable because it has higher adhesion to the film 113Rf than a nitride insulating film.
  • inorganic insulating materials such as aluminum oxide, hafnium oxide, and silicon oxide can be used for the mask film 118Rf and the mask film 119Rf, respectively.
  • an aluminum oxide film can be formed using the ALD method. Use of the ALD method is preferable because damage to the base (especially the EL layer) can be reduced.
  • an inorganic insulating film eg, aluminum oxide film
  • an inorganic film eg, In—Ga—Zn oxide film
  • material film, silicon film, or tungsten film can be used.
  • the same inorganic insulating film can be used for both the mask film 118Rf and the insulating layer 125 to be formed later.
  • an aluminum oxide film formed using the ALD method can be used for both the mask film 118Rf and the insulating layer 125 .
  • the same film formation conditions may be applied to the mask film 118Rf and the insulating layer 125, or different film formation conditions may be applied.
  • the mask film 118Rf can be an insulating layer with high barrier properties against at least one of water and oxygen.
  • the mask film 118Rf is a layer which will be mostly or wholly removed in a later process, it is preferable that the mask film 118Rf be easily processed. Therefore, it is preferable to form the mask film 118Rf under the condition that the substrate temperature during film formation is lower than that of the insulating layer 125 .
  • An organic material may be used for one or both of the mask film 118Rf and the mask film 119Rf.
  • a material that can be dissolved in a solvent that is chemically stable with respect to at least the film positioned at the top of the film 113Rf may be used.
  • materials that dissolve in water or alcohol can be preferably used.
  • it is preferable to dissolve the material in a solvent such as water or alcohol apply the material by a wet film forming method, and then perform heat treatment to evaporate the solvent. At this time, the solvent can be removed at a low temperature in a short time by performing the heat treatment in a reduced pressure atmosphere, so that thermal damage to the film 113Rf can be reduced, which is preferable.
  • the mask film 118Rf and the mask film 119Rf are each made of polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polyglycerin, pullulan, water-soluble cellulose, alcohol-soluble polyamide resin, or perfluoropolymer.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • polyvinyl butyral polyvinylpyrrolidone
  • polyethylene glycol polyglycerin
  • pullulan polyethylene glycol
  • polyglycerin polyglycerin
  • pullulan polyethylene glycol
  • water-soluble cellulose polyglycerin
  • pullulan polyethylene glycol
  • pullulan polyglycerin
  • pullulan polyethylene glycol
  • water-soluble cellulose polyglycerin
  • pullulan polyethylene glycol
  • pullulan polyglycerin
  • pullulan polyethylene glycol
  • polyglycerin polyglycerin
  • pullulan polyethylene glycol
  • an organic film e.g., PVA film
  • an inorganic film e.g., PVA film
  • a silicon nitride film can be used.
  • part of the mask film may remain as a mask layer in the display device of one embodiment of the present invention.
  • a resist mask 190a is formed on the mask film 119Rf (FIG. 31B). Either a positive resist or a negative resist may be used for the resist mask 190a.
  • the resist mask 190a is provided at a position overlapping the pixel electrode 111R.
  • the resist mask 190 a is preferably provided also at a position overlapping with the conductive layer 123 . Accordingly, damage to the conductive layer 123 during the manufacturing process of the display device can be suppressed. Note that the resist mask 190 a is not necessarily provided over the conductive layer 123 .
  • a portion of the mask film 119Rf is removed to form a mask layer 119R (FIG. 32A).
  • the mask layer 119R remains on the pixel electrode 111R and the conductive layer 123.
  • the resist mask 190a is removed (FIG. 32B).
  • the mask layer 119R is used as a mask (also referred to as a hard mask) to partially remove the mask film 118Rf to form the mask layer 118R.
  • the mask film 118Rf and the mask film 119Rf can each be processed by a wet etching method or a dry etching method.
  • the processing of the mask film 118Rf and the mask film 119Rf is preferably performed by anisotropic etching.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • etching gas containing a noble gas such as CF 4 , C 4 F 8 , SF 6 , CHF 3 , Cl 2 , H 2 O, BCl 3 or He as an etching gas.
  • the mask film 118Rf is processed by dry etching using CHF3 and He, or CHF3 , He and CH4 . can be done.
  • the mask film 119Rf can be processed by wet etching using diluted phosphoric acid. Alternatively, it may be processed by a dry etching method using CH 4 and Ar. Alternatively, the mask film 119Rf can be processed by a wet etching method using diluted phosphoric acid.
  • mask film 119Rf When a tungsten film formed by sputtering is used as mask film 119Rf, mask film 119Rf is removed by dry etching using SF 6 , CF 4 and O 2 , or CF 4 and Cl 2 and O 2 . can be processed.
  • the resist mask 190a can be removed by, for example, ashing using oxygen plasma.
  • oxygen gas and a noble gas such as CF4 , C4F8 , SF6 , CHF3 , Cl2 , H2O , BCl3 , or He may be used.
  • the resist mask 190a may be removed by wet etching.
  • the mask film 118Rf is positioned on the outermost surface and the film 113Rf is not exposed, damage to the film 113Rf can be suppressed in the step of removing the resist mask 190a.
  • the film 113Rf is processed to form the layer 113R.
  • the film 113Rf is processed to form the layer 113R.
  • a portion of film 113Rf is removed to form layer 113R (FIG. 33A).
  • a laminated structure of the layer 113R, the mask layer 118R, and the mask layer 119R remains on the pixel electrode 111R. Also, the pixel electrode 111G and the pixel electrode 111G are exposed.
  • the surface of the pixel electrode 111G and the surface of the pixel electrode 111B are exposed to etching gas or etching liquid.
  • the surface of the pixel electrode 111R is not exposed to etching gas, etching liquid, or the like.
  • the film 113Rf is preferably processed by anisotropic etching.
  • Anisotropic dry etching is particularly preferred.
  • wet etching may be used.
  • the exposed surface is exposed to plasma.
  • a metal film or an alloy film for one or both of the mask layer 118R and the mask layer 119R, it is possible to suppress plasma damage to the region of the film 113Rf that will become the layer 113R, and to suppress deterioration of the layer 113R. ,preferable.
  • a metal film such as a tungsten film or an alloy film as the mask layer 119R.
  • a gas containing oxygen may be used as the etching gas.
  • the etching rate can be increased by including oxygen in the etching gas. Therefore, etching can be performed under low power conditions while maintaining a sufficiently high etching rate. Therefore, damage to the film 113Rf can be suppressed. Furthermore, problems such as adhesion of reaction products that occur during etching can be suppressed.
  • H 2 , CF 4 , C 4 F 8 , SF 6 , CHF 3 , Cl 2 , H 2 O, BCl 3 , or noble gases such as He and Ar are used.
  • a gas containing such a material is preferably used as an etching gas.
  • a gas containing one or more of these and oxygen is preferably used as an etching gas.
  • oxygen gas may be used as the etching gas.
  • a gas containing H 2 and Ar or a gas containing CF 4 and He can be used as the etching gas.
  • a gas containing CF 4 , He, and oxygen can be used as the etching gas.
  • a gas containing H 2 and Ar and a gas containing oxygen can be used as the etching gas.
  • a dry etching apparatus having a high-density plasma source can be used as the dry etching apparatus.
  • a dry etching apparatus having a high-density plasma source can be, for example, an inductively coupled plasma (ICP) etching apparatus.
  • a capacitively coupled plasma (CCP) etching apparatus having parallel plate electrodes can be used.
  • a capacitively coupled plasma etching apparatus having parallel plate electrodes may be configured to apply a high frequency voltage to one electrode of the parallel plate electrodes. Alternatively, a plurality of different high-frequency voltages may be applied to one of the parallel plate electrodes. Alternatively, a high-frequency voltage having the same frequency may be applied to each of the parallel plate electrodes. Alternatively, high-frequency voltages having different frequencies may be applied to parallel plate electrodes.
  • FIG. 33A shows an example in which the edge of the layer 113R is located outside the edge of the pixel electrode 111R. With such a structure, the aperture ratio of the pixel can be increased. Insulating layer 239 can also function as an etching protection film when layer 113, mask layer 118, and mask layer 119 are formed. By providing the insulating layer 239 over the insulating layer 235, part of the insulating layer 235 can be prevented from being removed when the layers 113, 118, and 119 are formed.
  • the subsequent steps can be performed without exposing the pixel electrode 111R. If the end of the pixel electrode 111R is exposed, corrosion may occur during an etching process or the like.
  • a product generated by corrosion of the pixel electrode 111R may be unstable, and may dissolve in a solution in the case of wet etching, and may scatter in the atmosphere in the case of dry etching. Dissolution of the product into the solution or scattering into the atmosphere causes the product to adhere to, for example, the surface to be processed and the side surface of the layer 113B, adversely affecting the characteristics of the light-emitting device. can form a leakage path between the light emitting devices.
  • the adhesion between the layers in contact with each other may be lowered, and the layer 113R or the pixel electrode 111R may be easily peeled off.
  • the layer 113R to cover the top and side surfaces of the pixel electrode 111R, for example, the yield and characteristics of the light-emitting device can be improved.
  • the layer 113R covers the upper surface and side surfaces of the pixel electrode 111R, so that the layer 113R is provided with a dummy area outside the light emitting area (the area located between the pixel electrode 111R and the common electrode 115).
  • the edge of the layer 113R may be damaged during processing of the film 113Rf.
  • the edge of the layer 113R may be exposed to plasma and damaged in a later process. Since the end portion of the layer 113R and the vicinity thereof become a dummy region and are not used for light emission, even if damage is applied thereto, the characteristics of the light emitting device are unlikely to be adversely affected.
  • the light emitting region of the layer 113R is covered with the mask layer, it is not exposed to the plasma and the damage caused by the plasma is sufficiently reduced.
  • the mask layer is preferably provided so as to cover not only the upper surface of the flat portion of the layer 113R that overlaps with the upper surface of the pixel electrode 111R, but also the inclined portion and the upper surface of the flat portion located outside the upper surface of the pixel electrode 111R. . In this way, since the portion of the layer 113R that is less damaged during the manufacturing process is used as the light-emitting region, a long-life light-emitting device with high light-emitting efficiency can be realized.
  • the mask layer 119R is formed by forming the resist mask 190a on the mask film 119Rf and partially removing the mask film 119Rf using the resist mask 190a. After that, the layer 113R is formed by removing part of the film 113Rf using the mask layer 119R as a hard mask. Therefore, it can be said that the layer 113R is formed by processing the film 113Rf using the photolithography method. Note that part of the film 113Rf may be removed using the resist mask 190a. After that, the resist mask 190a may be removed.
  • the surface state of the pixel electrode may change to hydrophilic.
  • the adhesion between the pixel electrode and a film (here, the film 113Gf) formed in a later step can be enhanced, and film peeling can be suppressed. Note that the hydrophobic treatment may not be performed.
  • a film 113Gf that will become the layer 113G is formed on the pixel electrode 111G, the pixel electrode 111B, and the mask layer 119R (FIG. 33B).
  • the film 113Gf can be formed by methods similar to those that can be used to form the film 113Rf.
  • a mask film 118Gf that will become the mask layer 118G and a mask film 119Gf that will later become the mask layer 119G are formed in this order, and then a resist mask 190b is formed (FIG. 15C).
  • the materials and formation methods of the mask films 118Gf and 119Gf are the same as the conditions applicable to the mask films 118Rf and 119Rf.
  • the material and formation method of the resist mask 190b are the same as the conditions applicable to the resist mask 190a.
  • the resist mask 190b is provided at a position overlapping the pixel electrode 111G.
  • the resist mask 190b is used to partially remove the mask film 119Gf to form the mask layer 119G.
  • the mask layer 119G remains on the pixel electrode 111G.
  • the resist mask 190b is removed.
  • the mask layer 119G as a mask
  • the mask film 118Gf is partly removed to form the mask layer 118G.
  • the film 113Gf is processed to form the layer 113G. For example, using mask layer 119G and mask layer 118G as a hard mask, a portion of film 113Gf is removed to form layer 113G (FIG. 34A).
  • the surface of the pixel electrode 111B is exposed to an etching gas, an etching liquid, or the like.
  • the surface of the pixel electrode 111R and the surface of the pixel electrode 111G are not exposed to etching gas, etching solution, or the like. That is, in the light-emitting device of the second color, the surface of the pixel electrode is exposed in one etching step, and in the light-emitting device of the third color, the surface of the pixel electrode is exposed in two etching steps. It will be done. Therefore, it is preferable to form the island-shaped EL layer first in a light-emitting device whose characteristics are more likely to be affected by the surface state of the pixel electrode. Thereby, the characteristics of the light emitting device of each color can be improved.
  • a layered structure of the layer 113G, the mask layer 118G, and the mask layer 119G remains on the pixel electrode 111G. Also, the mask layer 119R and the pixel electrode 111B are exposed.
  • the surface state of the pixel electrode may change to hydrophilic.
  • adhesion between the pixel electrode and a film (here, the film 113Bf) formed in a later step can be enhanced, and film peeling can be suppressed.
  • the hydrophobic treatment may not be performed.
  • a film 113Bf that will become the layer 113B is formed on the pixel electrode 111B, the mask layer 119R, and the mask layer 119G (FIG. 34B).
  • the film 113Bf can be formed by a method similar to the method that can be used to form the film 113Rf.
  • a mask film 118Bf to be the mask layer 118B and a mask film 119Bf to be the mask layer 119B are sequentially formed on the film 113Bf, and then a resist mask 190c is formed (FIG. 34B).
  • the materials and formation methods of the mask films 118Bf and 119Bf are the same as the conditions applicable to the mask films 118Rf and 119Rf.
  • the material and formation method of the resist mask 190c are similar to the conditions applicable to the resist mask 190a.
  • the resist mask 190c is provided at a position overlapping with the pixel electrode 111B.
  • a portion of the mask film 119Bf is removed to form a mask layer 119B.
  • the mask layer 119B remains on the pixel electrode 111B.
  • the resist mask 190c is removed.
  • a portion of the mask film 118Bf is removed to form a mask layer 118B.
  • the film 113Bf is processed to form the layer 113B. For example, using mask layer 119B and mask layer 118B as a hard mask, a portion of film 113Bf is removed to form layer 113B (FIG. 35A).
  • a layered structure of the layer 113B, the mask layer 118B, and the mask layer 119B remains on the pixel electrode 111B. Also, the mask layers 119R and 119G are exposed.
  • the side surfaces of the layers 113R, 113G, and 113B are preferably perpendicular or substantially perpendicular to the formation surface.
  • the angle formed by the surface to be formed and these side surfaces be 60 degrees or more and 90 degrees or less.
  • the distance between two adjacent layers 113R, 113G, and 113B formed by photolithography is 8 ⁇ m or less, 5 ⁇ m or less, 3 ⁇ m or less, 2 ⁇ m or less, or 1 ⁇ m or less.
  • the distance can be defined by, for example, the distance between two adjacent opposing ends of the layers 113B, 113G, and 113R.
  • the mask layers 119B, 119G, and 119R may be removed.
  • the mask layer 119R, the mask layer 119G, and the mask layer 119B contain a material that blocks ultraviolet rays
  • the island-shaped EL layers can be protected from ultraviolet rays by remaining without being removed. It is possible and preferable.
  • the same method as the mask layer processing process can be used.
  • damage to the layers 113R, 113G, and 113B when removing the mask layer can be reduced compared to the case of using a dry etching method.
  • the dry etching method can be used in the manufacturing process of the light emitting device.
  • the film is preferably processed by a method that does not use plasma, such as a wet etching method.
  • the mask layer may be removed by dissolving it in a solvent such as water or alcohol.
  • a solvent such as water or alcohol.
  • Alcohols include ethyl alcohol, methyl alcohol, isopropyl alcohol (IPA), glycerin, and the like.
  • a drying process may be performed to remove water contained in the layers 113R, 113G, and 113B and water adsorbed to the surfaces of the layers 113R, 113G, and 113B.
  • heat treatment can be performed in an inert gas atmosphere such as a nitrogen atmosphere or in a reduced-pressure atmosphere.
  • the heat treatment can be performed at a substrate temperature of 50° C. to 200° C., preferably 60° C. to 150° C., more preferably 70° C. to 120° C.
  • a reduced-pressure atmosphere is preferable because drying can be performed at a lower temperature.
  • insulating layer 239, layer 113R, layer 113G, layer 113B, mask layer 118R, mask layer 118G, mask layer 118B, mask layer 119R, mask layer 119G, mask layer 119B, and conductive layer 123 are covered.
  • An insulating film 125f to be the layer 125 is formed (FIG. 35B).
  • the top surface of the insulating film 125f preferably has high adhesion to the resin composition (for example, a photosensitive resin composition containing an acrylic resin) used for the insulating film 127f.
  • the resin composition for example, a photosensitive resin composition containing an acrylic resin
  • a silylating agent such as hexamethyldisilazane (HMDS).
  • the insulating film 127f to be the insulating layer 127 can be formed with good adhesion.
  • the aforementioned hydrophobization treatment may be performed.
  • an insulating film 127f to be the insulating layer 127 is formed on the insulating film 125f (FIG. 36).
  • the insulating film 125f and the insulating film 127f are preferably formed by a formation method that causes little damage to the layers 113R, 113G, and 113B.
  • the insulating film 125f is formed in contact with the side surfaces of the layers 113R, 113G, and 113B, it is formed by a formation method that causes less damage to the layers 113R, 113G, and 113B than the insulating film 127f. It is preferably coated.
  • the insulating films 125f and 127f are formed at temperatures lower than the heat-resistant temperatures of the layers 113R, 113G, and 113B, respectively.
  • the insulating film 125f can have a low impurity concentration and a high barrier property against at least one of water and oxygen even if the insulating film 125f is thin by raising the substrate temperature when the film is formed.
  • the substrate temperature when forming the insulating film 125f and the insulating film 127f is 60° C. or higher, 80° C. or higher, 100° C. or higher, or 120° C. or higher and 200° C. or lower, 180° C. or lower, 160° C. or lower, respectively. , 150° C. or lower, or 140° C. or lower.
  • the substrate temperature when forming the insulating film 125f and the insulating film 127f can be 100° C. or higher, 120° C. or higher, or 140° C. or higher, respectively.
  • the inorganic insulating film can be made denser and have higher barrier properties as the film formation temperature is higher. Therefore, by forming the insulating film 125f at such a temperature, damage to the layers 113B, 113G, and 113R can be further reduced, and the reliability of the light emitting device can be improved.
  • an insulating film having a thickness of 3 nm or more, 5 nm or more, or 10 nm or more and 200 nm or less, 150 nm or less, 100 nm or less, or 50 nm or less can be formed within the above substrate temperature range. preferable.
  • the insulating film 125f is preferably formed using, for example, the ALD method.
  • the use of the ALD method is preferable because film formation damage can be reduced and a film with high coverage can be formed.
  • an aluminum oxide film is preferably formed by ALD, for example.
  • the insulating film 125f may be formed using a sputtering method, a CVD method, or a PECVD method, which has a higher film formation rate than the ALD method. Accordingly, a highly reliable display device can be manufactured with high productivity.
  • the insulating film 127f is preferably formed using the wet film forming method described above.
  • the insulating film 127f is preferably formed, for example, by spin coating using a photosensitive resin, and more specifically, is preferably formed using a photosensitive resin composition containing an acrylic resin.
  • Heat treatment (also referred to as pre-baking) is preferably performed after the insulating film 127f is formed.
  • the heat treatment is performed at a temperature lower than the heat-resistant temperatures of the layers 113R, 113G, and 113B.
  • the substrate temperature during the heat treatment is preferably 50° C. or higher and 200° C. or lower, more preferably 60° C. or higher and 150° C. or lower, and even more preferably 70° C. or higher and 120° C. or lower. Thereby, the solvent contained in the insulating film 127f can be removed.
  • FIG. 36 schematically illustrates how a photosensitive organic material is used for the insulating film 127f, and a region overlapping the pixel electrode 111R, a region overlapping the pixel electrode 111G, a region overlapping the pixel electrode 111B, and a region overlapping the conductive layer 123 are exposed. clearly shown.
  • light is indicated by arrows, and the regions where the insulating layer 127 is not formed are exposed, and the regions where the insulating layer 127 is formed are shielded from light using a mask 132d.
  • the shape of the insulating layer 127 can be controlled by adjusting the exposure amount. It is preferable to process the insulating layer 127 so that it has a portion overlapping with the upper surface of the pixel electrode 111 .
  • the insulating layer 127 is provided in a region between adjacent pixel electrodes 111 and a region surrounding the conductive layer 123 .
  • an acrylic resin is used for the insulating film 127f
  • it is preferable to use an alkaline solution as the developer for example, a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution can be used.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • a positive photosensitive resin is used for the insulating film 127f
  • the present invention is not limited to this.
  • a negative photosensitive resin may be used for the insulating film 127f.
  • a step of removing residues (so-called scum) generated during development may be performed.
  • the residue can be removed by ashing using oxygen plasma.
  • a step of removing residues may be performed.
  • etching may be performed to adjust the height of the surface of the insulating layer 127 .
  • the insulating layer 127 may be processed, for example, by ashing using oxygen plasma.
  • the insulating layer 127 may be irradiated with visible light or ultraviolet light by exposing the entire substrate after development and before post-baking.
  • the energy density of the exposure is preferably greater than 0 mJ/cm 2 and less than or equal to 800 mJ/cm 2 , more preferably greater than 0 mJ/cm 2 and less than or equal to 500 mJ/cm 2 .
  • Such exposure after development can improve the transparency of the insulating layer 127 in some cases.
  • the insulating layer 127 can be deformed into a tapered shape at a low temperature.
  • not exposing the insulating layer 127 may facilitate changing the shape of the insulating layer 127 or deforming the insulating layer 127 into a tapered shape in a later process. Therefore, it may be preferable not to expose the insulating layer 127 after development.
  • heat treatment also called post-baking
  • the side surface of the insulating layer 127 can be deformed by the heat treatment. Specifically, the taper angle of the insulating layer 127 can be reduced.
  • the heat treatment is performed at a temperature lower than the heat-resistant temperature of the EL layer.
  • the heat treatment can be performed at a substrate temperature of 50° C. to 200° C., preferably 60° C. to 150° C., more preferably 70° C. to 130° C.
  • the heating atmosphere may be an air atmosphere or an inert gas atmosphere.
  • the heating atmosphere may be an atmospheric pressure atmosphere or a reduced pressure atmosphere. A reduced-pressure atmosphere is preferable because drying can be performed at a lower temperature.
  • the heat treatment in this step has a higher substrate temperature than the heat treatment (pre-baking) performed after the formation of the insulating film 127f.
  • the adhesion between the insulating layer 127 and the insulating layer 125 can be improved, and the corrosion resistance of the insulating layer 127 can also be improved.
  • the side surface of the insulating layer 127 may be concavely curved as shown in FIGS. 6A and 6B.
  • the higher the temperature or the longer the time the easier it is for the insulating layer 127 to change its shape, which may result in the formation of a concave curved surface.
  • the shape of the insulating layer 127 may easily change during post-baking.
  • the insulating film 125f, the mask layers 119R, 119G, 119B, 118R, 118G, and 118B are partially removed.
  • the insulating layer 125 is formed, and openings are formed in the mask layers 119R, 119G, 119B, 118R, 118G, and 118B, respectively, and the layers 113G, 113G, and 113R are formed. , and a portion of the upper surface of the conductive layer 123 are exposed (FIG. 37B).
  • wet etching and dry etching may be used for processing the insulating film 125f.
  • a wet etching method damage to the layers 113B, 113G, and 113R can be reduced compared to the case of using a dry etching method.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • phosphoric acid or an etchant containing phosphoric acid is preferably used for wet etching of the In--Ga--Zn oxide film.
  • chlorine-based gas When using a dry etching method, it is preferable to use a chlorine-based gas.
  • Cl 2 , BCl 3 , SiCl 4 , CCl 4 or the like can be used alone or in combination of two or more gases.
  • one or more gases such as oxygen gas, hydrogen gas, helium gas, and argon gas can be mixed with the chlorine-based gas.
  • the components contained in the etching gas, the components contained in the insulating film 125f, the components contained in the mask layers 118R, 118G, 118B, 119R, 119G, and 119B are not insulating. It may be included in layer 127 .
  • the display device of one embodiment of the present invention can have improved display quality.
  • the insulating layer 127 covers at least one of the insulating layer 125, the mask layer 118R, the mask layer 118G, the mask layer 118B, the mask layer 119R, the mask layer 119G, and the edge of the mask layer 119B. (See FIG. 6B).
  • insulating layer 127 may extend over at least one of the top surfaces of layers 113R, 113G, and 113B (see FIGS.
  • heat treatment can be performed in an inert gas atmosphere or a reduced pressure atmosphere.
  • the heat treatment can be performed at a substrate temperature of 50° C. to 200° C., preferably 60° C. to 150° C., more preferably 70° C. to 120° C.
  • a reduced-pressure atmosphere is preferable because dehydration can be performed at a lower temperature.
  • the temperature range of the above heat treatment is preferably set as appropriate in consideration of the heat resistance temperature of the EL layer. In consideration of the heat resistance temperature of the EL layer, a temperature of 70° C. or more and 120° C. or less is particularly suitable in the above temperature range.
  • the insulating layer 125 and the mask layer are etched together after post-baking, the insulating layer 125 and the mask layer below the edge of the insulating layer 127 disappear due to side etching, forming a cavity.
  • the surfaces on which the common layer 114 and the common electrode 115 are formed become uneven, and the common layer 114 and the common electrode 115 are likely to be disconnected. Therefore, it is preferable to separately perform the etching treatment of the insulating layer 125 and the mask layer before and after the post-baking.
  • a common layer 114, a common electrode 115, and a protective layer 131 are formed on the insulating layer 127, layers 113R, 113G, and 113B (FIG. 38).
  • the common layer 114 can be formed by a vapor deposition method (including a vacuum vapor deposition method), a transfer method, a printing method, an inkjet method, a coating method, or the like.
  • a sputtering method or a vacuum deposition method can be used to form the common electrode 115 .
  • a film formed by an evaporation method and a film formed by a sputtering method may be stacked.
  • Methods for forming the protective layer 131 include a vacuum deposition method, a sputtering method, a CVD method, an ALD method, and the like.
  • a substrate 120 is prepared, and a light shielding layer 117 is formed on the substrate 120 .
  • the display device can be manufactured by bonding the substrate 120 and the light shielding layer 117 to the protective layer 131 using the resin layer 122 (FIG. 16).
  • the insulating layer 214 and the insulating layer 235 functioning as planarization layers, unevenness of the surface on which the light-emitting device 130 and the like are formed is reduced. Therefore, the processing accuracy of the light-emitting device 130 and the like provided over the insulating layer 235 is improved, and the display device can have high definition.
  • the island-shaped layer 113R, the island-shaped layer 113G, and the island-shaped layer 113R are formed by processing the films to be the layers 113R, 113G, and 113R after forming them over one surface. A layer of uniform thickness can be formed. Then, a high-definition display device or a display device with a high aperture ratio can be realized. In addition, even if the definition or aperture ratio is high and the distance between subpixels is extremely short, it is possible to prevent the layers 113R, 113G, and 113B from contacting each other in adjacent subpixels. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of leakage current between sub-pixels. Thereby, crosstalk due to unintended light emission can be prevented, and a high-contrast display device can be realized.
  • the common electrode 115 can be prevented from being cut off when the common electrode 115 is formed. It is possible to prevent the formation of portions where the film thickness is thin. As a result, in the common layer 114 and the common electrode 115, it is possible to suppress the occurrence of poor connection due to the divided portions and an increase in electrical resistance due to the portions where the film thickness is locally thin. Therefore, the display device of one embodiment of the present invention can achieve both high definition and high display quality.
  • the pixel electrode 111R, the pixel electrode 111G, the pixel electrode 111B, and the conductive layer 123 are formed (FIG. 31A).
  • the above description can be referred to up to the formation of the pixel electrode 111R, the pixel electrode 111G, the pixel electrode 111B, and the conductive layer 123, so detailed description thereof is omitted.
  • an insulating layer 237 is formed to cover the pixel electrode 111R, the pixel electrode 111G, the pixel electrode 111B, and the end portions of the conductive layer 123 (FIG. 39A).
  • An organic insulating film or an inorganic insulating film can be used for the insulating layer 237 .
  • the ends of the insulating layer 237 are preferably tapered. By tapering the end portion of the insulating layer 237, coverage with a film to be formed later can be improved.
  • it is preferable to use a photosensitive material for the organic insulating film because the shape of the end portion can be easily controlled by changing the exposure and development conditions.
  • an inorganic insulating film may be used as the insulating layer 237 .
  • the display device 100 can be a high-definition display device.
  • an island-shaped layer 113R is formed on the surface of the pixel electrode 111R (FIG. 39B).
  • the layer 113R is preferably formed by vacuum deposition using a fine metal mask. Note that the island-shaped layer 113R may be formed by a sputtering method using a fine metal mask or an inkjet method.
  • FIG. 39B schematically shows how the layer 113R is formed using the fine metal mask 151R.
  • FIG. 39B shows how the layer 113R is formed by a so-called face-down method, in which the substrate is turned over so that the surface on which the layer 113R is to be formed faces downward.
  • the layer 113R can be formed in a wider range than the opening of the fine metal mask 151R. Also, the end of the layer 113R has a tapered shape. A layer 113R may also be formed on the surface of the insulating layer 237 .
  • a fine metal mask 151G is used to form a layer 113G on the surface of the pixel electrode 111G (FIG. 40).
  • the end of layer 113G is tapered.
  • a layer 113G may also be formed on the surface of the insulating layer 237 .
  • a fine metal mask 151B is used to form a layer 113B on the surface of the pixel electrode 111B (FIG. 41).
  • the end of layer 113B is tapered.
  • a layer 113B may also be formed on the surface of the insulating layer 237 .
  • the layers 113R, 113G, and 113B are formed in this order is shown here, one embodiment of the present invention is not limited thereto.
  • the formation order of the layer 113R, the layer 113G, and the layer 113B is not particularly limited. 41 and the like show an example in which the layers 113R, 113G, and 113B are separated from each other, that is, the adjacent layers 113 are separated without being in contact with each other; this is one embodiment of the present invention. is not limited to Adjacent layers 113 may abut.
  • the layer 113R may have a region overlapping with the layer 113G, the layer 113G may have a region overlapping with the layer 113B, and the layer 113R may have a region overlapping with the layer 113B.
  • a common layer 114, a common electrode 115, and a protective layer 131 are formed on the insulating layer 127, layers 113R, 113G, and 113B (FIG. 42).
  • the common layer 114, the common electrode 115, and the protective layer 131 the above description can be referred to, so detailed description thereof is omitted.
  • a substrate 120 is prepared, and a light shielding layer 117 is formed on the substrate 120 .
  • the display device can be manufactured by bonding the substrate 120 and the light shielding layer 117 to the protective layer 131 using the resin layer 122 (FIG. 18).
  • the insulating layer 214 and the insulating layer 235 functioning as planarization layers, unevenness of the surface on which the light-emitting device 130 and the like are formed is reduced. Therefore, it is possible to prevent a connection failure due to a break in the common electrode and an increase in electric resistance caused by a local decrease in the film thickness of the common electrode 115, so that a display device with high display quality can be obtained.
  • the arrangement of sub-pixels includes, for example, a stripe arrangement, an S-stripe arrangement, a matrix arrangement, a delta arrangement, a Bayer arrangement, and a pentile arrangement.
  • the top surface shape of the sub-pixel shown in the drawings in this embodiment corresponds to the top surface shape of the light emitting region (or light receiving region).
  • the top surface shape refers to a shape in plan view, that is, a shape seen from above.
  • top surface shapes of sub-pixels include triangles, quadrilaterals (including rectangles and squares), polygons such as pentagons, and polygons with rounded corners, ellipses, and circles.
  • the circuit layout that configures the sub-pixel is not limited to the range of the sub-pixel shown in the drawing, and the circuit components may be arranged outside.
  • a pixel 110 shown in FIG. 43A is composed of three types of sub-pixels: a sub-pixel 110a, a sub-pixel 110b, and a sub-pixel 110c.
  • the pixel 110 shown in FIG. 43B includes a subpixel 110a and a subpixel 110b having a substantially trapezoidal or substantially triangular top shape with rounded corners, and a subpixel 110c having a substantially square or substantially hexagonal top surface shape with rounded corners. have. Also, the sub-pixel 110b has a larger light emitting area than the sub-pixel 110a. Thus, the shape and size of each sub-pixel can be determined independently. For example, sub-pixels with more reliable light emitting devices can be smaller in size.
  • FIG. 43C shows an example in which pixels 124a having sub-pixels 110a and 110b and pixels 124b having sub-pixels 110b and 110c are alternately arranged.
  • Pixel 124a has two sub-pixels (sub-pixels 110a and 110b) in the upper row (first row) and one sub-pixel (sub-pixel 110c) in the lower row (second row).
  • Pixel 124b has one sub-pixel (sub-pixel 110c) in the upper row (first row) and two sub-pixels (sub-pixels 110a and 110b) in the lower row (second row).
  • FIG. 43D is an example in which each sub-pixel has a substantially square top surface shape with rounded corners
  • FIG. 43E is an example in which each sub-pixel has a circular top surface shape
  • FIG. which has a substantially hexagonal top shape with rounded corners.
  • each sub-pixel is arranged inside a hexagonal region that is closely arranged.
  • Each sub-pixel is arranged so as to be surrounded by six sub-pixels when focusing on one sub-pixel.
  • sub-pixels that emit light of the same color are provided so as not to be adjacent to each other.
  • the sub-pixels are provided such that three sub-pixels 110b and three sub-pixels 110c are alternately arranged so as to surround the sub-pixel 110a.
  • FIG. 43G is an example in which sub-pixels of each color are arranged in a zigzag pattern. Specifically, when viewed from above, the positions of the upper sides of two sub-pixels (for example, sub-pixel 110a and sub-pixel 110b or sub-pixel 110b and sub-pixel 110c) aligned in the row direction are shifted.
  • the sub-pixel 110a is a sub-pixel R that emits red light
  • the sub-pixel 110b is a sub-pixel G that emits green light
  • the sub-pixel 110c is a sub-pixel that emits blue light.
  • Sub-pixel B is preferable. Note that the configuration of the sub-pixels is not limited to this, and the colors exhibited by the sub-pixels and the order in which the sub-pixels are arranged can be determined as appropriate.
  • the sub-pixel 110b may be a sub-pixel R that emits red light
  • the sub-pixel 110a may be a sub-pixel G that emits green light.
  • the top surface shape of the sub-pixel may be a polygonal shape with rounded corners, an elliptical shape, a circular shape, or the like.
  • the EL layer is processed into an island shape using a resist mask.
  • the resist film formed on the EL layer needs to be cured at a temperature lower than the heat resistance temperature of the EL layer. Therefore, curing of the resist film may be insufficient depending on the heat resistance temperature of the EL layer material and the curing temperature of the resist material.
  • a resist film that is insufficiently hardened may take a shape away from the desired shape during processing.
  • the top surface shape of the EL layer may be a polygon with rounded corners, an ellipse, or a circle. For example, when a resist mask having a square top surface is formed, a resist mask having a circular top surface is formed, and the EL layer may have a circular top surface.
  • a technique for correcting the mask pattern in advance so that the design pattern and the transfer pattern match.
  • OPC Optical Proximity Correction
  • a pattern for correction is added to a corner portion of a figure on a mask pattern.
  • the pixel may have four types of sub-pixels.
  • a stripe arrangement is applied to the pixels 110 shown in FIGS. 44A to 44C.
  • FIG. 44A is an example in which each sub-pixel has a rectangular top surface shape
  • FIG. 44B is an example in which each sub-pixel has a top surface shape connecting two semicircles and a rectangle
  • FIG. This is an example where the sub-pixel has an elliptical top surface shape.
  • a matrix arrangement is applied to the pixels 110 shown in FIGS. 44D to 44F.
  • FIG. 44D is an example in which each sub-pixel has a square top surface shape
  • FIG. 44E is an example in which each sub-pixel has a substantially square top surface shape with rounded corners
  • FIG. which have a circular top shape.
  • FIGS. 44G and 44H show an example in which one pixel 110 is composed of 2 rows and 3 columns.
  • the pixel 110 shown in FIG. 44G has three sub-pixels (sub-pixels 110a, 110b, 110c) in the upper row (first row) and one sub-pixel ( sub-pixel 110d).
  • pixel 110 has sub-pixel 110a in the left column (first column), sub-pixel 110b in the middle column (second column), and sub-pixel 110b in the right column (third column). It has pixels 110c and sub-pixels 110d over these three columns.
  • the pixel 110 shown in FIG. 44H has three sub-pixels (sub-pixels 110a, 110b, 110c) in the upper row (first row) and three sub-pixels 110d in the lower row (second row). have In other words, pixel 110 has sub-pixels 110a and 110d in the left column (first column), sub-pixels 110b and 110d in the center column (second column), and sub-pixels 110b and 110d in the middle column (second column).
  • a column (third column) has a sub-pixel 110c and a sub-pixel 110d.
  • FIG. 44I shows an example in which one pixel 110 is composed of 3 rows and 2 columns.
  • the pixel 110 shown in FIG. 44I has sub-pixels 110a in the upper row (first row) and sub-pixels 110b in the middle row (second row). It has a sub-pixel 110c and one sub-pixel (sub-pixel 110d) in the lower row (third row).
  • the pixel 110 has sub-pixels 110a and 110b in the left column (first column), sub-pixel 110c in the right column (second column), and sub-pixels 110c and 110c in the right column (second column). It has a pixel 110d.
  • a pixel 110 shown in FIGS. 44A to 44I is composed of four sub-pixels 110a, 110b, 110c, and 110d.
  • the sub-pixels 110a, 110b, 110c, and 110d can be configured to have light-emitting devices with different emission colors.
  • As the sub-pixels 110a, 110b, 110c, and 110d four-color sub-pixels of R, G, B, and white (W), four-color sub-pixels of R, G, B, and Y, or R, G, and B , infrared light (IR) sub-pixels, and the like.
  • the sub-pixel 110a is a sub-pixel R that emits red light
  • the sub-pixel 110b is a sub-pixel G that emits green light
  • the sub-pixel 110c is a sub-pixel that emits blue light.
  • the sub-pixel 110d be the sub-pixel B that emits white light, the sub-pixel Y that emits yellow light, or the sub-pixel IR that emits near-infrared light.
  • the pixel 110 shown in FIGS. 44G and 44H has a stripe arrangement of R, G, and B, so that the display quality can be improved.
  • the layout of R, G, and B is a so-called S-stripe arrangement, so the display quality can be improved.
  • the pixel 110 may have sub-pixels with light-receiving devices.
  • any one of the sub-pixels 110a to 110d may be a sub-pixel having a light receiving device.
  • the sub-pixel 110a is a sub-pixel R that emits red light
  • the sub-pixel 110b is a sub-pixel G that emits green light
  • the sub-pixel 110c is a sub-pixel that emits blue light.
  • the sub-pixel B is the sub-pixel B
  • the sub-pixel 110d is the sub-pixel S having the light-receiving device.
  • the pixel 110 shown in FIGS. 44G and 44H has a stripe arrangement of R, G, and B, so that the display quality can be improved.
  • the layout of R, G, and B is a so-called S-stripe arrangement, so the display quality can be improved.
  • the wavelength of light detected by the sub-pixel S having a light receiving device is not particularly limited.
  • the sub-pixel S can be configured to detect one or both of visible light and infrared light.
  • the pixel can be configured to have five types of sub-pixels.
  • FIG. 44J shows an example in which one pixel 110 is composed of 2 rows and 3 columns.
  • the pixel 110 shown in FIG. 44J has three sub-pixels (sub-pixels 110a, 110b, 110c) in the upper row (first row) and two sub-pixels ( sub-pixels 110d and 110e).
  • pixel 110 has sub-pixels 110a and 110d in the left column (first column), sub-pixel 110b in the center column (second column), and right column (third column). has sub-pixels 110c in the second and third columns, and sub-pixels 110e in the second and third columns.
  • FIG. 44K shows an example in which one pixel 110 is composed of 3 rows and 2 columns.
  • the pixel 110 shown in FIG. 44K has sub-pixels 110a in the upper row (first row) and sub-pixels 110b in the middle row (second row). It has a sub-pixel 110c and two sub-pixels (sub-pixels 110d and 110e) in the lower row (third row). In other words, pixel 110 has sub-pixels 110a, 110b, and 110d in the left column (first column) and sub-pixels 110c and 110e in the right column (second column).
  • the sub-pixel 110a is a sub-pixel R that emits red light
  • the sub-pixel 110b is a sub-pixel G that emits green light
  • the sub-pixel 110c is a sub-pixel that emits blue light.
  • the pixel 110 shown in FIG. 44J has a stripe arrangement of R, G, and B, so that the display quality can be improved.
  • the layout of R, G, and B is a so-called S-stripe arrangement, so the display quality can be improved.
  • each pixel 110 shown in FIGS. 44J and 44K for example, at least one of the sub-pixels 110d and 110e is preferably the sub-pixel S having a light receiving device.
  • the configurations of the light receiving devices may be different from each other. For example, at least a part of the wavelength regions of the light to be detected may be different.
  • one of the sub-pixel 110d and the sub-pixel 110e may have a light receiving device that mainly detects visible light, and the other may have a light receiving device that mainly detects infrared light.
  • each pixel 110 shown in FIGS. 44J and 44K for example, one of the sub-pixel 110d and the sub-pixel 110e is applied with a sub-pixel S having a light-receiving device, and the other is a light-emitting device that can be used as a light source. It is preferable to apply sub-pixels with For example, it is preferable that one of the sub-pixel 110d and the sub-pixel 110e is a sub-pixel IR that emits infrared light, and the other is a sub-pixel S that has a light receiving device that detects infrared light.
  • a pixel having sub-pixels R, G, B, IR, and S an image is displayed using the sub-pixels R, G, and B, and the sub-pixel IR is used as a light source at the sub-pixel S. Reflected infrared light can be detected.
  • various layouts can be applied to pixels each including subpixels each including a light-emitting device. Further, a structure in which a pixel includes both a light-emitting device and a light-receiving device can be applied to the display device of one embodiment of the present invention. Also in this case, various layouts can be applied.
  • the display device of this embodiment can be a high-definition display device. Therefore, the display device of the present embodiment includes, for example, display units of information terminals (wearable devices) such as wristwatch-type and bracelet-type devices, devices for VR such as head-mounted displays (HMD), and glasses. It can be used for the display part of a wearable device that can be worn on the head, such as a model AR device.
  • wearable devices such as wristwatch-type and bracelet-type devices
  • VR head-mounted displays (HMD)
  • glasses can be used for the display part of a wearable device that can be worn on the head, such as a model AR device.
  • the display device of this embodiment can be a high-resolution display device or a large-sized display device. Therefore, the display device of the present embodiment can be used, for example, in televisions, desktop or notebook personal computers, monitors for computers, digital signage, and relatively large screens such as large game machines such as pachinko machines. It can be used for display portions of digital cameras, digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, portable game machines, personal digital assistants, and sound reproducing devices, in addition to electronic devices equipped with
  • FIG. 45 shows a perspective view of the display device 100G
  • FIG. 46 shows a cross-sectional view of the display device 100G.
  • the display device 100G has a configuration in which a substrate 152 and a substrate 151 are bonded together.
  • the substrate 152 is indicated by dashed lines.
  • the display device 100G has a display section 162, a connection section 140, a circuit 164, wiring 165, and the like.
  • FIG. 45 shows an example in which an IC 173 and an FPC 172 are mounted on the display device 100G. Therefore, the configuration shown in FIG. 45 can also be said to be a display module including the display device 100G, an IC (integrated circuit), and an FPC.
  • connection part 140 is provided outside the display part 162 .
  • the connection portion 140 can be provided along one side or a plurality of sides of the display portion 162 .
  • the number of connection parts 140 may be singular or plural.
  • FIG. 45 shows an example in which connecting portions 140 are provided so as to surround the four sides of the display portion.
  • the connection part 140 the common electrode of the light emitting device and the conductive layer are electrically connected, and a potential can be supplied to the common electrode.
  • a scanning line driving circuit for example, can be used as the circuit 164 .
  • the wiring 165 has a function of supplying signals and power to the display section 162 and the circuit 164 .
  • the signal and power are input to the wiring 165 from the outside through the FPC 172 or input to the wiring 165 from the IC 173 .
  • FIG. 45 shows an example in which the IC 173 is provided on the substrate 151 by a COG (Chip On Glass) method, a COF (Chip on Film) method, or the like.
  • a COG Chip On Glass
  • COF Chip on Film
  • the IC 173 for example, an IC having a scanning line driver circuit or a signal line driver circuit can be applied.
  • the display device 100G and the display module may be configured without an IC.
  • the IC may be mounted on the FPC by the COF method or the like.
  • part of the area including the FPC 172, part of the circuit 164, part of the display part 162, part of the connection part 140, and part of the area including the end of the display device 100G are cut off.
  • An example of a cross section is shown.
  • a display device 100G shown in FIG. 46 has a transistor 201, a transistor 205, a light emitting device 130R, a light emitting device 130G, a light emitting device 130B, and the like between a substrate 151 and a substrate 152.
  • a portion of the upper surface and side surfaces of the layers 113R, 113G, and 113B are covered with an insulating layer 125 and an insulating layer 127, respectively. Between layer 113R and insulating layer 125 are mask layers 118R and 119R. Between the layer 113G and the insulating layer 125 are located mask layers 118G and 119G, and between the layer 113B and the insulating layer 125 are located mask layers 118B and 119B.
  • a common layer 114 is provided over the layers 113B, 113G, 113R, the insulating layer 125, and the insulating layer 127, and a common electrode 115 is provided over the common layer 114.
  • Each of the common layer 114 and the common electrode 115 is a series of films provided in common to a plurality of light emitting devices.
  • a protective layer 131 is provided on the light emitting device 130R, the light emitting device 130G, and the light emitting device 130B.
  • the protective layer 131 and the substrate 152 are adhered via the adhesive layer 142 .
  • a light shielding layer 117 is provided on the substrate 152 .
  • a solid sealing structure, a hollow sealing structure, or the like can be applied to sealing the light-emitting device.
  • the space between substrates 152 and 151 is filled with an adhesive layer 142 to apply a solid sealing structure.
  • the space may be filled with an inert gas (such as nitrogen or argon) to apply a hollow sealing structure.
  • the adhesive layer 142 may be provided so as not to overlap the light emitting device.
  • the space may be filled with a resin different from the adhesive layer 142 provided in a frame shape.
  • the protective layer 131 is provided at least on the display section 162 and is preferably provided so as to cover the entire display section 162 .
  • the protective layer 131 is preferably provided so as to cover not only the display portion 162 but also the connection portion 140 and the circuit 164 .
  • the protective layer 131 is provided up to the end of the display device 100G.
  • the connecting portion 204 has a portion where the protective layer 131 is not provided in order to electrically connect the FPC 172 and the conductive layer 166 .
  • a connecting portion 204 is provided in a region of the substrate 151 where the substrate 152 does not overlap.
  • the wiring 165 is electrically connected to the FPC 172 through the conductive layer 233t, the conductive layer 166 and the connection layer 242.
  • FIG. Conductive layer 233 t is electrically connected to wiring 165 through an opening provided in insulating layer 214 .
  • the conductive layer 233t can be formed in the same step as the conductive layers 233R, 233G, and 233B.
  • the conductive layer 166 can be formed in the same process as the pixel electrodes 111R, 111G, and 111B.
  • the conductive layer 166 is exposed on the upper surface of the connecting portion 204 . Thereby, the connecting portion 204 and the FPC 172 can be electrically connected via the connecting layer 242 .
  • the conductive layer 166 can be exposed by removing the region of the protective layer 131 overlapping the conductive layer 166 using a mask.
  • a laminated structure of at least one organic layer and a conductive layer may be provided on the conductive layer 166, and the protective layer 131 may be provided on the laminated structure. Then, using a laser or a sharp edged tool (e.g., a needle or a cutter) on the laminated structure, a peeling starting point (a portion that triggers peeling) is formed, and the laminated structure and the protective layer thereon are formed. 131 may be selectively removed to expose conductive layer 166 .
  • the protective layer 131 can be selectively removed by pressing an adhesive roller against the substrate 151 and relatively moving the roller while rotating. Alternatively, an adhesive tape may be attached to the substrate 151 and removed.
  • the adhesion between the organic layer and the conductive layer or the adhesion between the organic layers is low, separation occurs at the interface between the organic layer and the conductive layer or within the organic layer. Accordingly, a region of the protective layer 131 overlapping with the conductive layer 166 can be selectively removed. Note that when an organic layer or the like remains over the conductive layer 166, it can be removed with an organic solvent or the like.
  • the organic layer for example, at least one organic layer (a layer that functions as a light-emitting layer, a carrier block layer, a carrier transport layer, or a carrier injection layer) used for any one of the layers 113B, 113G, and 113R is used. be able to.
  • the organic layer may be formed at the same time when any one of the layers 113B, 113G, and 113R is formed, or may be provided separately.
  • the conductive layer can be formed using the same process and the same material as the common electrode 115 .
  • an ITO film is preferably formed as the common electrode 115 and the conductive layer. Note that in the case where the common electrode 115 has a stacked-layer structure, at least one of the layers forming the common electrode 115 is provided as a conductive layer.
  • the upper surface of the conductive layer 166 may be covered with a mask so that the protective layer 131 is not formed on the conductive layer 166 .
  • a mask for example, a metal mask (area metal mask) may be used, or an adhesive or adsorptive tape or film may be used.
  • connection portion 204 a region where the protective layer 131 is not provided is formed in the connection portion 204, and the conductive layer 166 and the FPC 172 can be electrically connected through the connection layer 242 in this region. .
  • a conductive layer 123 is provided on the insulating layer 235 in the connecting portion 140 .
  • the conductive layer 123 includes a conductive film obtained by processing the same conductive film as the conductive layers 112R, 112G, and 112B, and a conductive layer 126R, a conductive layer 126G, and a conductive layer 126B.
  • An example of a stacked structure of a conductive film obtained by processing the same conductive film and a conductive film obtained by processing the same conductive film as the conductive layers 129R, 129G, and 129B is given. showing.
  • FIG. A common layer 114 is provided over the conductive layer 123 , and a common electrode 115 is provided over the common layer 114 .
  • the conductive layer 123 and the common electrode 115 are electrically connected through the common layer 114 .
  • the common layer 114 may not be formed in the connecting portion 140 . In this case, the conductive layer 123 and the common electrode 115 are directly contacted and electrically connected.
  • a wiring 233 q is provided on the insulating layer 214 .
  • the wiring 233q can be formed in the same step as the conductive layers 233R, 233G, 233B, and 233t.
  • wirings can be provided over the insulating layer 214 in addition to wirings that can be formed in the same process as the conductive layers forming the transistor. Accordingly, in a circuit (eg, a pixel circuit) included in a display device, the degree of freedom in arrangement of transistors, capacitors, and wiring is increased, and the area occupied by the circuit can be reduced. In addition, since the degree of freedom in arranging wiring is increased, the parasitic capacitance between wirings can be reduced.
  • FIG. 46 shows a configuration in which the insulating layer 238 is provided between the wiring 233q and the insulating layer 214
  • a configuration in which the insulating layer 238 is not provided may be employed as shown in FIG. 2 and the like.
  • the wiring 233q is provided in contact with the upper surface of the insulating layer 214.
  • the display device 100G is of the top emission type. Light emitted by the light emitting device is emitted to the substrate 152 side. A material having high visible light transmittance is preferably used for the substrate 152 .
  • the pixel electrode contains a material that reflects visible light, and the counter electrode (common electrode 115) contains a material that transmits visible light.
  • Both the transistor 201 and the transistor 205 are formed over the substrate 151 . These transistors can be made with the same material and the same process. Note that the structures of the transistors 201 and 205 are not particularly limited.
  • the crystallinity of the semiconductor material used for the transistor is not particularly limited, either. (semiconductors having A single crystal semiconductor or a crystalline semiconductor is preferably used because deterioration in transistor characteristics can be suppressed.
  • the semiconductor layer of the transistor preferably has a metal oxide (oxide semiconductor) exhibiting semiconductor characteristics.
  • the display device of this embodiment preferably uses a transistor including a metal oxide for a channel formation region (hereinafter referred to as an OS transistor).
  • crystalline oxide semiconductors examples include CAAC (c-axis-aligned crystalline)-OS, nc (nanocrystalline)-OS, and the like.
  • a transistor using silicon for a channel formation region may be used.
  • silicon examples include monocrystalline silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, and the like.
  • a transistor including low temperature poly silicon (LTPS) in a semiconductor layer hereinafter also referred to as an LTPS transistor
  • the LTPS transistor has high field effect mobility and good frequency characteristics.
  • Si transistors such as LTPS transistors
  • circuits that need to be driven at high frequencies for example, source driver circuits
  • An OS transistor has extremely high field effect mobility compared to a transistor using amorphous silicon.
  • an OS transistor has extremely low source-drain leakage current (hereinafter also referred to as an off-state current) in an off state, and can retain charge accumulated in a capacitor connected in series with the transistor for a long time. is possible. Further, by using the OS transistor, power consumption of the display device can be reduced.
  • the amount of current flowing through the light-emitting device included in the pixel circuit In order to increase the luminance of the light-emitting device included in the pixel circuit, it is necessary to increase the amount of current flowing through the light-emitting device. For this purpose, it is necessary to increase the source-drain voltage of the drive transistor included in the pixel circuit. Since the OS transistor has a higher breakdown voltage between the source and the drain than the Si transistor, a high voltage can be applied between the source and the drain of the OS transistor. Therefore, by using an OS transistor as the drive transistor included in the pixel circuit, the amount of current flowing through the light emitting device can be increased, and the light emission luminance of the light emitting device can be increased.
  • the OS transistor When the transistor operates in the saturation region, the OS transistor can reduce the change in the source-drain current with respect to the change in the gate-source voltage compared to the Si transistor. Therefore, by applying an OS transistor as a drive transistor included in a pixel circuit, the current flowing between the source and the drain can be finely determined according to the change in the voltage between the gate and the source. can be controlled. Therefore, it is possible to increase the gradation in the pixel circuit.
  • the OS transistor In the saturation characteristics of the current that flows when the transistor operates in the saturation region, the OS transistor can flow a more stable current (saturation current) than the Si transistor even when the source-drain voltage gradually increases. can. Therefore, by using the OS transistor as the driving transistor, a stable current can be supplied to the light-emitting device even when the current-voltage characteristics of the EL device vary, for example. That is, when the OS transistor operates in the saturation region, even if the source-drain voltage is increased, the source-drain current hardly changes, so that the light emission luminance of the light-emitting device can be stabilized.
  • an OS transistor as a driving transistor included in a pixel circuit, it is possible to suppress black floating, increase emission luminance, provide multiple gradations, and suppress variations in light emitting devices. can be planned.
  • Metal oxides used for the semiconductor layer include, for example, indium and an element M (M is gallium, aluminum, silicon, boron, yttrium, tin, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, and magnesium) and zinc.
  • the element M is preferably one or more selected from aluminum, gallium, yttrium, and tin.
  • an oxide also referred to as IGZO
  • IGZO oxide containing indium (In), gallium (Ga), and zinc
  • an oxide containing indium, tin, and zinc is preferably used.
  • oxides containing indium, gallium, tin, and zinc are preferably used.
  • an oxide containing indium (In), aluminum (Al), and zinc (Zn) is preferably used.
  • an oxide containing indium (In), aluminum (Al), gallium (Ga), and zinc (Zn) also referred to as IAGZO
  • IAGZO oxide containing indium (In), aluminum (Al), gallium (Ga), and zinc (Zn)
  • the atomic ratio of In in the In-M-Zn oxide is preferably equal to or higher than the atomic ratio of M.
  • the neighboring composition includes a range of ⁇ 30% of the desired atomic number ratio.
  • the proportion of the element M in the atomic number ratio can be calculated from the sum of the number of atoms of the two or more metal elements.
  • the transistor included in the circuit 164 and the transistor included in the display portion 162 may have the same structure or different structures.
  • the plurality of transistors included in the circuit 164 may all have the same structure, or may have two or more types.
  • the structures of the plurality of transistors included in the display portion 162 may all be the same, or may be of two or more types.
  • All of the transistors in the display portion 162 may be OS transistors, all of the transistors in the display portion 162 may be Si transistors, or some of the transistors in the display portion 162 may be OS transistors and the rest may be Si transistors. good.
  • LTPS transistors and OS transistors in the display portion 162
  • a display device with low power consumption and high driving capability can be realized.
  • a structure in which an LTPS transistor and an OS transistor are combined is sometimes called an LTPO.
  • an OS transistor as a transistor or the like that functions as a switch for controlling conduction/non-conduction between wirings, and use an LTPS transistor as a transistor or the like that controls current.
  • one of the transistors included in the display portion 162 functions as a transistor for controlling the current flowing through the light emitting device and can also be called a driving transistor.
  • One of the source and drain of the driving transistor is electrically connected to the pixel electrode of the light emitting device.
  • An LTPS transistor is preferably used as the driving transistor. This makes it possible to increase the current flowing through the light emitting device in the pixel circuit.
  • the other transistor included in the display unit 162 functions as a switch for controlling selection and non-selection of pixels, and can also be called a selection transistor.
  • the gate of the selection transistor is electrically connected to the gate line, and one of the source and the drain is electrically connected to the source line (signal line).
  • An OS transistor is preferably used as the selection transistor.
  • the display device of one embodiment of the present invention can have high aperture ratio, high definition, high display quality, and low power consumption.
  • the display device of one embodiment of the present invention includes an OS transistor and a light-emitting device with an MML (metal maskless) structure.
  • MML metal maskless
  • leakage current that can flow in the transistor and leakage current that can flow between adjacent light-emitting devices also referred to as lateral leakage current or side leakage current
  • lateral leakage current or side leakage current can be extremely reduced.
  • an observer can observe any one or more of sharpness of the image, sharpness of the image, high saturation, and high contrast ratio.
  • a layer provided between light-emitting devices (for example, an organic layer commonly used between light-emitting devices, also referred to as a common layer) is Due to the divided structure, side leaks can be eliminated or extremely reduced.
  • a light shielding layer 117 is preferably provided on the surface of the substrate 152 on the substrate 151 side.
  • the light shielding layer 117 can be provided between adjacent light emitting devices, the connection portion 140, the circuit 164, and the like. Also, various optical members can be arranged outside the substrate 152 .
  • Materials that can be used for the substrate 120 can be used for the substrates 151 and 152, respectively.
  • a material that can be used for the resin layer 122 can be applied as the adhesive layer 142 .
  • connection layer 242 an anisotropic conductive film (ACF: Anisotropic Conductive Film), an anisotropic conductive paste (ACP: Anisotropic Conductive Paste), or the like can be used.
  • ACF Anisotropic Conductive Film
  • ACP Anisotropic Conductive Paste
  • Display device 100H A display device 100H shown in FIG. 47 is mainly different from the display device 100G in that it is a bottom emission type display device.
  • the light emitted by the light emitting device is emitted to the substrate 151 side.
  • a material having high visible light transmittance is preferably used for the substrate 151 .
  • the material used for the substrate 152 may or may not be translucent.
  • a light shielding layer 117 is preferably formed between the substrate 151 and the transistor 201 and between the substrate 151 and the transistor 205 .
  • 47 shows an example in which the light-blocking layer 117 is provided over the substrate 151, the insulating layer 153 is provided over the light-blocking layer 117, and the transistors 201 and 205 are provided over the insulating layer 153.
  • FIG. 47 shows an example in which the light-blocking layer 117 is provided over the substrate 151, the insulating layer 153 is provided over the light-blocking layer 117, and the transistors 201 and 205 are provided over the insulating layer 153.
  • the light emitting device 130R has a conductive layer 112R, a conductive layer 126R on the conductive layer 112R, and a conductive layer 129R on the conductive layer 126R.
  • the light emitting device 130G has a conductive layer 112G, a conductive layer 126G over the conductive layer 112G, and a conductive layer 129G over the conductive layer 126G.
  • conductive layers 112R, 112G, 126R, 126G, 129R, and 129G materials with high visible light transmittance are used.
  • a material that reflects visible light is preferably used for the common electrode 115 .
  • Display device 100J A display device 100J shown in FIG. 48 is mainly different from the display device 100G in that a light receiving device 150 is provided.
  • the light receiving device 150 has a pixel electrode 111 S, a layer 113 S, a common layer 114 and a common electrode 115 .
  • Layer 113S has at least an active layer.
  • the pixel electrode 111S can be formed in the same process as the pixel electrodes 111R, 111G, and 111B.
  • the pixel electrode 111S is connected to the conductive layer 222b of the transistor 205S through the conductive layer 233S.
  • the top and side surfaces of the pixel electrode 111S are covered with a layer 113S.
  • a portion of the upper surface and side surfaces of the layer 113S are covered with an insulating layer 125 and an insulating layer 127. Between layer 113S and insulating layer 125 are mask layers 118S and 119S.
  • a common layer 114 is provided over the layer 113 S, the insulating layer 125 , and the insulating layer 127 , and a common electrode 115 is provided over the common layer 114 .
  • the common layer 114 is a continuous film that is commonly provided for the light receiving device and the light emitting device.
  • Embodiments 1 and 6 can be referred to.
  • the light emitting device has an EL layer 763 between a pair of electrodes (lower electrode 761 and upper electrode 762).
  • EL layer 763 can be composed of multiple layers, such as layer 780 , light-emitting layer 771 , and layer 790 .
  • the light-emitting layer 771 has at least a light-emitting substance (also referred to as a light-emitting material).
  • the layer 780 can be a layer containing a material with high hole injection property (hole injection layer) or a layer containing a material with high hole transport property (positive electrode layer). hole-transporting layer) and a layer containing a highly electron-blocking material (electron-blocking layer).
  • the layer 790 includes a layer containing a material with high electron injection properties (electron injection layer), a layer containing a material with high electron transport properties (electron transport layer), and a layer containing a material with high hole blocking properties (positive layer). pore blocking layer).
  • layers 780 and 790 are reversed to each other.
  • a structure having a layer 780, a light-emitting layer 771, and a layer 790 provided between a pair of electrodes can function as a single light-emitting unit, and the structure of FIG. 49A is called a single structure in this specification.
  • FIG. 49B is a modification of the EL layer 763 included in the light emitting device shown in FIG. 49A. Specifically, the light-emitting device shown in FIG. It has a top layer 792 and a top electrode 762 on layer 792 .
  • layer 781 is a hole injection layer
  • layer 782 is a hole transport layer
  • layer 791 is an electron transport layer
  • layer 792 is an electron injection layer.
  • the layer 781 is an electron injection layer
  • the layer 782 is an electron transport layer
  • the layer 791 is a hole transport layer
  • the layer 792 is a hole injection layer.
  • FIGS. 49C and 49D show an example having three light-emitting layers, the number of light-emitting layers in a single-structure light-emitting device may be two or four or more.
  • a single structure light emitting device may also have a buffer layer between the two light emitting layers.
  • tandem structure a structure in which a plurality of light-emitting units (light-emitting unit 763a and light-emitting unit 763b) are connected in series via a charge generation layer 785 (also referred to as an intermediate layer) is referred to as a tandem structure in this specification. call.
  • the tandem structure may also be called a stack structure.
  • FIGS. 49D and 49F are examples in which the display device has a layer 764 that overlaps the light emitting device.
  • Figure 49D is an example of layer 764 overlapping the light emitting device shown in Figure 49C
  • Figure 49F is an example of layer 764 overlapping the light emitting device shown in Figure 49E.
  • 49D and 49F a conductive film that transmits visible light is used for the upper electrode 762 in order to extract light to the upper electrode 762 side.
  • the layer 764 one or both of a color conversion layer and a color filter (colored layer) can be used.
  • the light-emitting layers 771, 772, and 773 may be made of light-emitting substances emitting light of the same color, or even the same light-emitting substance.
  • a light-emitting substance that emits blue light may be used for the light-emitting layers 771 , 772 , and 773 .
  • a color conversion layer is provided as layer 764 shown in FIG. and can extract red or green light.
  • both a color conversion layer and a colored layer are preferably used.
  • Some of the light emitted by the light emitting device may pass through without being converted by the color conversion layer.
  • the colored layer absorbs light of colors other than the desired color, and the color purity of the light exhibited by the sub-pixels can be increased.
  • a single-structure light-emitting device preferably has a light-emitting layer containing a light-emitting substance that emits blue light and a light-emitting layer containing a light-emitting substance that emits visible light with a longer wavelength than blue.
  • a color filter may be provided as the layer 764 shown in FIG. 49D.
  • a desired color of light can be obtained by passing the white light through the color filter.
  • a single-structure light-emitting device has three light-emitting layers, a light-emitting layer containing a light-emitting substance that emits red (R) light, a light-emitting layer containing a light-emitting substance that emits green (G) light, and a light-emitting layer that emits blue light. It is preferable to have a light-emitting layer having a light-emitting substance (B) that emits light.
  • the stacking order of the light-emitting layers can be R, G, B from the anode side, or R, B, G, etc. from the anode side.
  • a buffer layer may be provided between R and G or B.
  • a light-emitting device with a single structure has two light-emitting layers, it has a light-emitting layer containing a light-emitting substance that emits blue (B) light and a light-emitting layer containing a light-emitting substance that emits yellow (Y) light. configuration is preferred.
  • This structure is sometimes called a BY single structure.
  • a light-emitting device that emits white light preferably contains two or more types of light-emitting substances.
  • by making the emission color of the first light-emitting layer and the emission color of the second light-emitting layer have a complementary color relationship it is possible to obtain a light-emitting device that emits white light as a whole.
  • a structure in which white light is emitted by mixing the light emitted from each of the light-emitting substances can be employed.
  • the layer 780 and the layer 790 may each independently have a laminated structure consisting of two or more layers.
  • the light emitting layer 771 and the light emitting layer 772 may be made of a light emitting material that emits light of the same color, or even the same light emitting material.
  • a light-emitting substance that emits blue light may be used for each of the light-emitting layers 771 and 772 .
  • blue light emitted by the light-emitting device can be extracted.
  • a color conversion layer is provided as layer 764 shown in FIG. and can extract red or green light.
  • both a color conversion layer and a colored layer are preferably used.
  • a light-emitting device having the configuration shown in FIG. 49E or FIG. 49F is used for sub-pixels that emit light of each color
  • different light-emitting materials may be used depending on the sub-pixels.
  • a light-emitting substance that emits red light may be used for each of the light-emitting layers 771 and 772 .
  • a light-emitting substance that emits green light may be used for each of the light-emitting layers 771 and 772 .
  • a light-emitting substance that emits blue light may be used for each of the light-emitting layers 771 and 772 . It can be said that the display device having such a configuration employs a tandem structure light emitting device and has an SBS structure. Therefore, it is possible to have both the merit of the tandem structure and the merit of the SBS structure. As a result, a highly reliable light-emitting device capable of emitting light with high brightness can be realized.
  • light-emitting substances with different emission colors may be used for the light-emitting layers 771 and 772 .
  • the light emitted from the light-emitting layer 771 and the light emitted from the light-emitting layer 772 are complementary colors, white light emission is obtained.
  • a color filter may be provided as layer 764 shown in FIG. 49F. A desired color of light can be obtained by passing the white light through the color filter.
  • FIGS. 49E and 49F show an example in which the light emitting unit 763a has one light emitting layer 771 and the light emitting unit 763b has one light emitting layer 772, but the present invention is not limited to this.
  • Each of the light-emitting unit 763a and the light-emitting unit 763b may have two or more light-emitting layers.
  • FIGS. 49E and 49F exemplify a light-emitting device having two light-emitting units
  • a light emitting device may have three or more light emitting units.
  • a structure having two light-emitting units may be called a two-stage tandem structure, and a structure having three light-emitting units may be called a three-stage tandem structure.
  • light-emitting unit 763a has layer 780a, light-emitting layer 771, and layer 790a
  • light-emitting unit 763b has layer 780b, light-emitting layer 772, and layer 790b.
  • layers 780a and 780b each have one or more of a hole injection layer, a hole transport layer, and an electron blocking layer.
  • layers 790a and 790b each include one or more of an electron injection layer, an electron transport layer, and a hole blocking layer. If the bottom electrode 761 is the cathode and the top electrode 762 is the anode, then layers 780a and 790a would have the opposite arrangement, and layers 780b and 790b would also have the opposite arrangement.
  • layer 780a has a hole-injection layer and a hole-transport layer over the hole-injection layer, and further includes a hole-transport layer. It may have an electron blocking layer on the layer.
  • Layer 790a also has an electron-transporting layer and may also have a hole-blocking layer between the light-emitting layer 771 and the electron-transporting layer.
  • Layer 780b also has a hole transport layer and may also have an electron blocking layer on the hole transport layer.
  • Layer 790b also has an electron-transporting layer, an electron-injecting layer on the electron-transporting layer, and may also have a hole-blocking layer between the light-emitting layer 772 and the electron-transporting layer. If the bottom electrode 761 is the cathode and the top electrode 762 is the anode, for example, layer 780a has an electron injection layer, an electron transport layer on the electron injection layer, and a positive electrode on the electron transport layer. It may have a pore blocking layer. Layer 790a also has a hole-transporting layer and may also have an electron-blocking layer between the light-emitting layer 771 and the hole-transporting layer.
  • Layer 780b also has an electron-transporting layer and may also have a hole-blocking layer on the electron-transporting layer.
  • Layer 790b may also have a hole-transporting layer, a hole-injecting layer on the hole-transporting layer, and an electron-blocking layer between the light-emitting layer 772 and the hole-transporting layer. good.
  • two light-emitting units are stacked with the charge generation layer 785 interposed therebetween.
  • Charge generation layer 785 has at least a charge generation region.
  • the charge-generating layer 785 has a function of injecting electrons into one of the two light-emitting units and holes into the other when a voltage is applied between the pair of electrodes.
  • An example of a tandem-structured light-emitting device includes the configurations shown in FIGS. 50A to 50C.
  • FIG. 50A shows a configuration having three light emitting units.
  • a plurality of light-emitting units (light-emitting unit 763a, light-emitting unit 763b, and light-emitting unit 763c) are connected in series via charge generation layers 785, respectively.
  • Light-emitting unit 763a includes layer 780a, light-emitting layer 771, and layer 790a
  • light-emitting unit 763b includes layer 780b, light-emitting layer 772, and layer 790b
  • light-emitting unit 763c includes , a layer 780c, a light-emitting layer 773, and a layer 790c.
  • a structure applicable to the layers 780a and 780b can be used for the layer 780c
  • a structure applicable to the layers 790a and 790b can be used for the layer 790c.
  • light-emitting layers 771, 772, and 773 preferably have light-emitting substances that emit light of the same color.
  • the light-emitting layer 771, the light-emitting layer 772, and the light-emitting layer 773 each include a red (R) light-emitting substance (so-called three-stage tandem structure of R ⁇ R ⁇ R), the light-emitting layer 771, and the light-emitting layer 772 and 773 each include a green (G) light-emitting substance (so-called G ⁇ G ⁇ G three-stage tandem structure), or the light-emitting layers 771, 772, and 773 each include a blue light-emitting layer.
  • R red
  • G green
  • a structure (B) including a light-emitting substance (a so-called three-stage tandem structure of B ⁇ B ⁇ B) can be employed.
  • a ⁇ b means that a light-emitting unit having a light-emitting substance that emits light b is provided over a light-emitting unit that has a light-emitting substance that emits light a through a charge generation layer.
  • a, b denote colors.
  • light-emitting substances with different emission colors may be used for part or all of the light-emitting layer 771, light-emitting layer 772, and light-emitting layer 773.
  • the combination of the emission colors of the light-emitting layer 771, the light-emitting layer 772, and the light-emitting layer 773 is, for example, a configuration in which any two are blue (B) and the remaining one is yellow (Y), and any one is red (R ), the other one is green (G), and the remaining one is blue (B).
  • FIG. 50B shows a configuration in which two light-emitting units (light-emitting unit 763a and light-emitting unit 763b) are connected in series via a charge generation layer 785.
  • the light-emitting unit 763a includes a layer 780a, a light-emitting layer 771a, a light-emitting layer 771b, a light-emitting layer 771c, and a layer 790a. and a light-emitting layer 772c and a layer 790b.
  • the light-emitting unit 763a is configured to emit white light (W).
  • the light-emitting unit 763b can emit white light (W). That is, the configuration shown in FIG. 50B is a two-stage tandem structure of W ⁇ W.
  • stacking order of the respective light-emitting substances there is no particular limitation on the stacking order of the respective light-emitting substances. A practitioner can appropriately select the optimum stacking order. Although not shown, a three-stage tandem structure of W ⁇ W ⁇ W or a tandem structure of four or more stages may be employed.
  • a tandem structure light-emitting device When using a tandem structure light-emitting device, a two-stage tandem structure of B ⁇ Y or Y ⁇ B having a light-emitting unit that emits yellow (Y) light and a light-emitting unit that emits blue (B) light, red (R ) and green (G) light, and a two-stage tandem structure of R ⁇ G ⁇ B or B ⁇ R ⁇ G having a light-emitting unit that emits blue (B) light, blue (B) light , a light-emitting unit that emits yellow (Y) light, and a light-emitting unit that emits blue (B) light, in this order.
  • a three-stage tandem structure of B ⁇ YG ⁇ B having, in this order, a light-emitting unit that emits light, a light-emitting unit that emits yellow-green (YG) light, and a light-emitting unit that emits blue (B) light.
  • a light-emitting unit that emits light
  • a light-emitting unit that emits yellow-green (YG) light
  • green (G) light-emitting light emitting unit, and blue (B) light-emitting unit in this order such as a three-stage tandem structure of B ⁇ G ⁇ B.
  • a ⁇ b means that one light-emitting unit includes a light-emitting substance that emits light a and a light-emitting substance that emits light b.
  • a light-emitting unit having one light-emitting layer and a light-emitting unit having multiple light-emitting layers may be combined.
  • a plurality of light-emitting units (light-emitting unit 763a, light-emitting unit 763b, and light-emitting unit 763c) are connected in series via charge generation layers 785, respectively.
  • Light-emitting unit 763a includes layer 780a, light-emitting layer 771, and layer 790a
  • light-emitting unit 763b includes layer 780b, light-emitting layer 772a, light-emitting layer 772b, light-emitting layer 772c, and layer 790b.
  • the light-emitting unit 763c includes a layer 780c, a light-emitting layer 773, and a layer 790c.
  • the light-emitting unit 763a is a light-emitting unit that emits blue (B) light
  • the light-emitting unit 763b emits red (R), green (G), and yellow-green (YG) light.
  • a three-stage tandem structure of B ⁇ R, G, and YG ⁇ B, in which the light-emitting unit 763c is a light-emitting unit that emits blue (B) light, or the like can be applied.
  • the order of the number of stacked light-emitting units and the colors is as follows: from the anode side, a two-stage structure of B and Y; a two-stage structure of B and light-emitting unit X; a three-stage structure of B, Y, and B; , B, and the order of the number of layers of light-emitting layers and the colors in the light-emitting unit X is, from the anode side, a two-layer structure of R and Y, a two-layer structure of R and G, and a two-layer structure of G and R.
  • a two-layer structure, a three-layer structure of G, R, and G, or a three-layer structure of R, G, and R can be used.
  • another layer may be provided between the two light-emitting layers.
  • a conductive film that transmits visible light is used for the electrode on the light extraction side of the lower electrode 761 and the upper electrode 762 .
  • a conductive film that reflects visible light is preferably used for the electrode on the side from which light is not extracted.
  • the display device has a light-emitting device that emits infrared light
  • a conductive film that transmits visible light and infrared light is used for the electrode on the side from which light is extracted
  • a conductive film is used for the electrode on the side that does not extract light.
  • a conductive film that reflects visible light and infrared light is preferably used.
  • a conductive film that transmits visible light may also be used for the electrode on the side that does not take out light.
  • the electrode is preferably placed between the reflective layer and the EL layer 763 . That is, the light emitted from the EL layer 763 may be reflected by the reflective layer and extracted from the display device.
  • metals, alloys, electrically conductive compounds, mixtures thereof, and the like can be used as appropriate.
  • specific examples of such materials include aluminum, magnesium, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, gallium, zinc, indium, tin, molybdenum, tantalum, tungsten, palladium, gold, platinum, silver, Examples include metals such as yttrium and neodymium, and alloys containing these in appropriate combinations.
  • the material includes indium tin oxide (also referred to as In—Sn oxide, ITO), In—Si—Sn oxide (also referred to as ITSO), indium zinc oxide (In—Zn oxide), and In -W-Zn oxide and the like can be mentioned.
  • the material includes an alloy containing aluminum (aluminum alloy) such as an alloy of aluminum, nickel, and lanthanum (Al-Ni-La), an alloy of silver and magnesium, and an alloy of silver, palladium and copper.
  • An alloy containing silver such as (Ag-Pd-Cu, also referred to as APC) can be mentioned.
  • elements belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table of elements not exemplified above e.g., lithium, cesium, calcium, strontium
  • europium e.g., europium
  • rare earth metals such as ytterbium
  • appropriate combinations of these alloy containing, graphene, and the like e.g., graphene, graphene, and the like.
  • a micro optical resonator (microcavity) structure is preferably applied to the light emitting device. Therefore, one of the pair of electrodes included in the light-emitting device is preferably an electrode (semi-transmissive/semi-reflective electrode) that is transparent and reflective to visible light, and the other is an electrode that is reflective to visible light ( reflective electrode). Since the light-emitting device has a microcavity structure, the light emitted from the light-emitting layer can be resonated between both electrodes, and the light emitted from the light-emitting device can be enhanced.
  • the semi-transmissive/semi-reflective electrode has a laminated structure of a conductive layer that can be used as a reflective electrode and a conductive layer that can be used as an electrode that transmits visible light (also referred to as a transparent electrode). can be done.
  • the light transmittance of the transparent electrode is set to 40% or more.
  • an electrode having a transmittance of 40% or more for visible light (light having a wavelength of 400 nm or more and less than 750 nm) as the transparent electrode of the light emitting device.
  • the visible light reflectance of the semi-transmissive/semi-reflective electrode is 10% or more and 95% or less, preferably 30% or more and 80% or less.
  • the visible light reflectance of the reflective electrode is 40% or more and 100% or less, preferably 70% or more and 100% or less.
  • the resistivity of these electrodes is preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 2 ⁇ cm or less.
  • a light-emitting device has at least a light-emitting layer. Further, in the light-emitting device, as layers other than the light-emitting layer, a material with high hole-injection property, a material with high hole-transport property, a hole-blocking material, a material with high electron-transport property, an electron-blocking material, and a material with high electron-injection property A layer containing a material, a bipolar material (a material with high electron-transport properties and high hole-transport properties), or the like may be further included.
  • the light-emitting device has, in addition to the light-emitting layer, one or more of a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, a charge generation layer, an electron blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer. can be configured.
  • Both low-molecular-weight compounds and high-molecular-weight compounds can be used in the light-emitting device, and inorganic compounds may be included.
  • Each of the layers constituting the light-emitting device can be formed by a vapor deposition method (including a vacuum vapor deposition method), a transfer method, a printing method, an inkjet method, a coating method, or the like.
  • the luminescent layer has one or more luminescent substances.
  • a substance emitting light of blue, purple, blue-violet, green, yellow-green, yellow, orange, red, or the like is used as appropriate.
  • a substance that emits near-infrared light can be used as the light-emitting substance.
  • Luminous materials include fluorescent materials, phosphorescent materials, TADF materials, and quantum dot materials.
  • fluorescent materials include pyrene derivatives, anthracene derivatives, triphenylene derivatives, fluorene derivatives, carbazole derivatives, dibenzothiophene derivatives, dibenzofuran derivatives, dibenzoquinoxaline derivatives, quinoxaline derivatives, pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, phenanthrene derivatives, and naphthalene derivatives. mentioned.
  • Examples of phosphorescent materials include organometallic complexes (especially iridium complexes) having a 4H-triazole skeleton, 1H-triazole skeleton, imidazole skeleton, pyrimidine skeleton, pyrazine skeleton, or pyridine skeleton, and phenylpyridine derivatives having an electron-withdrawing group.
  • organometallic complexes especially iridium complexes
  • platinum complexes, rare earth metal complexes, and the like, which serve as ligands, can be mentioned.
  • the light-emitting layer may contain one or more organic compounds (host material, assist material, etc.) in addition to the light-emitting substance (guest material).
  • One or both of a highly hole-transporting material (hole-transporting material) and a highly electron-transporting material (electron-transporting material) can be used as the one or more organic compounds.
  • a highly hole-transporting material hole-transporting material
  • a highly electron-transporting material electron-transporting material
  • electron-transporting material a material having a high electron-transporting property that can be used for the electron-transporting layer, which will be described later, can be used.
  • Bipolar materials or TADF materials may also be used as one or more organic compounds.
  • the light-emitting layer preferably includes, for example, a phosphorescent material and a combination of a hole-transporting material and an electron-transporting material that easily form an exciplex.
  • ExTET Exciplex-Triplet Energy Transfer
  • a combination that forms an exciplex that emits light that overlaps with the wavelength of the absorption band on the lowest energy side of the light-emitting substance energy transfer becomes smooth and light emission can be efficiently obtained. With this configuration, high efficiency, low-voltage driving, and long life of the light-emitting device can be realized at the same time.
  • the hole-injecting layer is a layer that injects holes from the anode into the hole-transporting layer, and contains a material with high hole-injecting properties.
  • highly hole-injecting materials include aromatic amine compounds and composite materials containing a hole-transporting material and an acceptor material (electron-accepting material).
  • hole-transporting material a material having a high hole-transporting property that can be used for the hole-transporting layer, which will be described later, can be used.
  • oxides of metals belonging to groups 4 to 8 in the periodic table can be used.
  • Specific examples include molybdenum oxide, vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, tungsten oxide, manganese oxide, and rhenium oxide.
  • molybdenum oxide is particularly preferred because it is stable even in the atmosphere, has low hygroscopicity, and is easy to handle.
  • An organic acceptor material containing fluorine can also be used.
  • Organic acceptor materials such as quinodimethane derivatives, chloranil derivatives, and hexaazatriphenylene derivatives can also be used.
  • a material with a high hole-injection property a material containing a hole-transporting material and an oxide of a metal belonging to Groups 4 to 8 in the above-described periodic table (typically molybdenum oxide) is used. may be used.
  • the hole-transporting layer is a layer that transports holes injected from the anode to the light-emitting layer by means of the hole-injecting layer.
  • a hole-transporting layer is a layer containing a hole-transporting material.
  • a material having a hole mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 /Vs or more is preferable as the hole-transporting material. Note that materials other than these can also be used as long as they have higher hole-transport properties than electron-transport properties.
  • hole-transporting materials include ⁇ -electron-rich heteroaromatic compounds (e.g., carbazole derivatives, thiophene derivatives, furan derivatives, etc.), aromatic amines (compounds having an aromatic amine skeleton), and other highly hole-transporting materials. is preferred.
  • ⁇ -electron-rich heteroaromatic compounds e.g., carbazole derivatives, thiophene derivatives, furan derivatives, etc.
  • aromatic amines compounds having an aromatic amine skeleton
  • other highly hole-transporting materials is preferred.
  • the electron blocking layer is provided in contact with the light emitting layer.
  • the electron blocking layer is a layer containing a material capable of transporting holes and blocking electrons.
  • a material having an electron blocking property can be used among the above hole-transporting materials.
  • the electron blocking layer has hole transport properties, it can also be called a hole transport layer. Moreover, the layer which has electron blocking property can also be called an electron blocking layer among hole transport layers.
  • the electron-transporting layer is a layer that transports electrons injected from the cathode to the light-emitting layer by the electron-injecting layer.
  • the electron-transporting layer is a layer containing an electron-transporting material.
  • an electron-transporting material a substance having an electron mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 /Vs or more is preferable. Note that materials other than these can also be used as long as they have higher electron-transport properties than hole-transport properties.
  • electron-transporting materials include metal complexes having a quinoline skeleton, metal complexes having a benzoquinoline skeleton, metal complexes having an oxazole skeleton, metal complexes having a thiazole skeleton, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, ⁇ electron deficient including oxazole derivatives, thiazole derivatives, phenanthroline derivatives, quinoline derivatives with quinoline ligands, benzoquinoline derivatives, quinoxaline derivatives, dibenzoquinoxaline derivatives, pyridine derivatives, bipyridine derivatives, pyrimidine derivatives, and other nitrogen-containing heteroaromatic compounds
  • a material having a high electron transport property such as a type heteroaromatic compound can be used.
  • the hole blocking layer is provided in contact with the light emitting layer.
  • the hole-blocking layer is a layer containing a material that has electron-transport properties and can block holes. Among the above electron-transporting materials, materials having hole-blocking properties can be used for the hole-blocking layer.
  • the hole-blocking layer can also be called an electron-transporting layer because it has electron-transporting properties. Moreover, among the electron transport layers, a layer having hole blocking properties can also be referred to as a hole blocking layer.
  • the electron injection layer is a layer that injects electrons from the cathode to the electron transport layer, and is a layer that contains a material with high electron injection properties.
  • Alkali metals, alkaline earth metals, or compounds thereof can be used as materials with high electron injection properties.
  • a composite material containing an electron-transporting material and a donor material (electron-donating material) can also be used as a material with high electron-injecting properties.
  • the LUMO level of the material with high electron injection properties preferably has a small difference (specifically, 0.5 eV or less) from the value of the work function of the material used for the cathode.
  • the electron injection layer includes, for example, lithium, cesium, ytterbium, lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF x , X is an arbitrary number), 8-(quinolinolato)lithium (abbreviation: Liq), 2-(2-pyridyl)phenoratritium (abbreviation: LiPP), 2-(2-pyridyl)-3-pyridinolatritium (abbreviation: LiPPy), 4-phenyl-2-(2-pyridyl)pheno Alkali metals such as latolithium (abbreviation: LiPPP), lithium oxide (LiO x ), cesium carbonate, alkaline earth metals, or compounds thereof can be used.
  • the electron injection layer may have a laminated structure of two or more layers. Examples of the laminated structure include a structure in which lithium fluoride is used for the first layer and ytterbium is provided for the second layer.
  • the electron injection layer may have an electron-transporting material.
  • a compound having a lone pair of electrons and an electron-deficient heteroaromatic ring can be used as the electron-transporting material.
  • a compound having at least one of a pyridine ring, diazine ring (pyrimidine ring, pyrazine ring, pyridazine ring), and triazine ring can be used.
  • the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) level of an organic compound having an unshared electron pair is preferably -3.6 eV or more and -2.3 eV or less.
  • CV cyclic voltammetry
  • photoelectron spectroscopy optical absorption spectroscopy
  • inverse photoelectron spectroscopy etc. are used to determine the highest occupied molecular orbital (HOMO: Highest Occupied Molecular Orbital) level and LUMO level of an organic compound. can be estimated.
  • BPhen 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
  • NBPhen 2,9-di(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
  • HATNA diquinoxalino [2,3-a:2′,3′-c]phenazine
  • TmPPPyTz 2,4,6-tris[3′-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl]-1,3 , 5-triazine
  • the charge generation layer has at least a charge generation region as described above.
  • the charge generation region preferably contains an acceptor material, for example, preferably contains a hole transport material and an acceptor material applicable to the hole injection layer described above.
  • the charge generation layer preferably has a layer containing a material with high electron injection properties. This layer can also be called an electron injection buffer layer.
  • the electron injection buffer layer is preferably provided between the charge generation region and the electron transport layer. Since the injection barrier between the charge generation region and the electron transport layer can be relaxed by providing the electron injection buffer layer, electrons generated in the charge generation region can be easily injected into the electron transport layer.
  • the electron injection buffer layer preferably contains an alkali metal or an alkaline earth metal, and can be configured to contain, for example, an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound.
  • the electron injection buffer layer preferably has an inorganic compound containing an alkali metal and oxygen, or an inorganic compound containing an alkaline earth metal and oxygen. Lithium (Li 2 O), etc.) is more preferred.
  • the above materials applicable to the electron injection layer can be preferably used.
  • the charge generation layer preferably has a layer containing a material with high electron transport properties. Such layers may also be referred to as electron relay layers.
  • the electron relay layer is preferably provided between the charge generation region and the electron injection buffer layer. If the charge generation layer does not have an electron injection buffer layer, the electron relay layer is preferably provided between the charge generation region and the electron transport layer.
  • the electron relay layer has a function of smoothly transferring electrons by preventing interaction between the charge generation region and the electron injection buffer layer (or electron transport layer).
  • a phthalocyanine-based material such as copper (II) phthalocyanine (abbreviation: CuPc), or a metal complex having a metal-oxygen bond and an aromatic ligand.
  • charge generation region the electron injection buffer layer, and the electron relay layer described above may not be clearly distinguishable depending on their cross-sectional shape or characteristics.
  • the charge generation layer may have a donor material instead of the acceptor material.
  • the charge-generating layer may have a layer containing an electron-transporting material and a donor material, which are applicable to the electron-injecting layer described above.
  • the light receiving device has a layer 765 between a pair of electrodes (lower electrode 761 and upper electrode 762).
  • Layer 765 has at least one active layer and may have other layers.
  • FIG. 51B is a modification of the layer 765 included in the light receiving device shown in FIG. 51A. Specifically, the light-receiving device shown in FIG. have.
  • the active layer 767 functions as a photoelectric conversion layer.
  • the layer 766 has one or both of a hole transport layer and an electron blocking layer.
  • Layer 768 also includes one or both of an electron-transporting layer and a hole-blocking layer.
  • Both low-molecular-weight compounds and high-molecular-weight compounds can be used in the light-receiving device, and inorganic compounds may be included.
  • the layers constituting the light-receiving device can be formed by methods such as a vapor deposition method (including a vacuum vapor deposition method), a transfer method, a printing method, an inkjet method, and a coating method.
  • the active layer of the light receiving device contains a semiconductor.
  • the semiconductor include inorganic semiconductors such as silicon and organic semiconductors including organic compounds.
  • an organic semiconductor is used as the semiconductor included in the active layer.
  • the light-emitting layer and the active layer can be formed by the same method (for example, a vacuum deposition method), and a manufacturing apparatus can be shared, which is preferable.
  • Electron-accepting organic semiconductor materials such as fullerenes (eg, C 60 , C 70 , etc.) and fullerene derivatives can be used as n-type semiconductor materials for the active layer.
  • fullerene derivatives include [6,6]-Phenyl- C71 -butyric acid methyl ester (abbreviation: PC70BM), [6,6]-Phenyl- C61 -butyric acid methyl ester (abbreviation: PC60BM), 1 ',1'',4',4''-Tetrahydro-di[1,4]methanonaphthaleno[1,2:2',3',56,60:2'',3''][5,6] fullerene-C 60 (abbreviation: ICBA) and the like.
  • PC70BM [6,6]-Phenyl- C71 -butyric acid methyl ester
  • PC60BM [6,6]-Phenyl- C61 -buty
  • n-type semiconductor materials include perylenetetracarboxylic acid derivatives such as N,N′-dimethyl-3,4,9,10-perylenetetracarboxylic diimide (abbreviation: Me-PTCDI), and 2,2 '-(5,5'-(thieno[3,2-b]thiophene-2,5-diyl)bis(thiophene-5,2-diyl))bis(methan-1-yl-1-ylidene)dimalononitrile ( abbreviation: FT2TDMN).
  • Me-PTCDI N,N′-dimethyl-3,4,9,10-perylenetetracarboxylic diimide
  • FT2TDMN 2,2 '-(5,5'-(thieno[3,2-b]thiophene-2,5-diyl)bis(thiophene-5,2-diyl))bis(methan-1-yl-1-ylidene)dimalon
  • n-type semiconductor materials include metal complexes having a quinoline skeleton, metal complexes having a benzoquinoline skeleton, metal complexes having an oxazole skeleton, metal complexes having a thiazole skeleton, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, and oxazole derivatives.
  • thiazole derivatives phenanthroline derivatives, quinoline derivatives, benzoquinoline derivatives, quinoxaline derivatives, dibenzoquinoxaline derivatives, pyridine derivatives, bipyridine derivatives, pyrimidine derivatives, naphthalene derivatives, anthracene derivatives, coumarin derivatives, rhodamine derivatives, triazine derivatives, and quinone derivatives, etc. is mentioned.
  • Materials for the p-type semiconductor of the active layer include copper (II) phthalocyanine (CuPc), tetraphenyldibenzoperiflanthene (DBP), zinc phthalocyanine (ZnPc), and tin phthalocyanine. (SnPc), quinacridone, and electron-donating organic semiconductor materials such as rubrene.
  • Examples of p-type semiconductor materials include carbazole derivatives, thiophene derivatives, furan derivatives, and compounds having an aromatic amine skeleton.
  • materials for p-type semiconductors include naphthalene derivatives, anthracene derivatives, pyrene derivatives, triphenylene derivatives, fluorene derivatives, pyrrole derivatives, benzofuran derivatives, benzothiophene derivatives, indole derivatives, dibenzofuran derivatives, dibenzothiophene derivatives, indolocarbazole derivatives, porphyrin derivatives, phthalocyanine derivatives, naphthalocyanine derivatives, quinacridone derivatives, rubrene derivatives, tetracene derivatives, polyphenylenevinylene derivatives, polyparaphenylene derivatives, polyfluorene derivatives, polyvinylcarbazole derivatives, and polythiophene derivatives.
  • the HOMO level of the electron-donating organic semiconductor material is preferably shallower (higher) than the HOMO level of the electron-accepting organic semiconductor material.
  • the LUMO level of the electron-donating organic semiconductor material is preferably shallower (higher) than the LUMO level of the electron-accepting organic semiconductor material.
  • a spherical fullerene as the electron-accepting organic semiconductor material, and use an organic semiconductor material with a shape close to a plane as the electron-donating organic semiconductor material. Molecules with similar shapes tend to gather together, and when molecules of the same type aggregate, the energy levels of the molecular orbitals are close to each other, so the carrier transportability can be enhanced.
  • PBDB-T polymer compound such as a PBDB-T derivative
  • a method of dispersing an acceptor material in PBDB-T or a PBDB-T derivative can be used.
  • the active layer is preferably formed by co-depositing an n-type semiconductor and a p-type semiconductor.
  • the active layer may be formed by laminating an n-type semiconductor and a p-type semiconductor.
  • a third material may be mixed in addition to the n-type semiconductor material and the p-type semiconductor material.
  • the third material may be a low-molecular compound or a high-molecular compound.
  • the light-receiving device further includes, as layers other than the active layer, a layer containing a highly hole-transporting material, a highly electron-transporting material, or a bipolar material (materials with high electron-transporting and hole-transporting properties). may have.
  • the layer is not limited to the above, and may further include a layer containing a highly hole-injecting material, a hole-blocking material, a highly electron-injecting material, an electron-blocking material, or the like.
  • materials that can be used in the above-described light-emitting device can be used.
  • polymer compounds such as poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/polystyrene sulfonic acid (abbreviation: PEDOT/PSS), molybdenum oxide, and copper iodide Inorganic compounds such as (CuI) can be used.
  • Inorganic compounds such as zinc oxide (ZnO) and organic compounds such as polyethyleneimine ethoxylate (PEIE) can be used as the electron-transporting material or the hole-blocking material.
  • the light receiving device may have, for example, a mixed film of PEIE and ZnO.
  • Display Device Having Photodetection Function
  • light-emitting devices are arranged in matrix in the display portion, and an image can be displayed on the display portion.
  • light receiving devices are arranged in a matrix in the display section, and the display section has one or both of an imaging function and a sensing function in addition to an image display function.
  • the display part can be used for an image sensor or a touch sensor. That is, by detecting light on the display portion, an image can be captured, or proximity or contact of an object (a finger, hand, pen, or the like) can be detected.
  • the display device of one embodiment of the present invention can use a light-emitting device as a light source of a sensor.
  • the light-receiving device can detect the reflected light (or scattered light).
  • imaging or touch detection is possible.
  • a display device of one embodiment of the present invention includes a light-emitting device and a light-receiving device in a pixel.
  • a display device of one embodiment of the present invention uses an organic EL device as a light-emitting device and an organic photodiode as a light-receiving device.
  • An organic EL device and an organic photodiode can be formed on the same substrate. Therefore, an organic photodiode can be incorporated in a display device using an organic EL device.
  • a display device having a light-emitting device and a light-receiving device in a pixel, since the pixel has a light-receiving function, it is possible to detect contact or proximity of an object while displaying an image. For example, not only can an image be displayed by all the sub-pixels of the display device, but also some sub-pixels can emit light as a light source and the remaining sub-pixels can be used to display an image.
  • the display device can capture an image using the light receiving device.
  • the display device of this embodiment can be used as a scanner.
  • an image sensor can be used to capture images for personal authentication using fingerprints, palm prints, irises, pulse shapes (including vein shapes and artery shapes), or faces.
  • an image sensor can be used to capture an image around the eye, the surface of the eye, or the inside of the eye (such as the fundus) of the user of the wearable device. Therefore, the wearable device can have a function of detecting any one or more selected from the user's blink, black eye movement, and eyelid movement.
  • the light-receiving device can be used as a touch sensor (also called a direct touch sensor) or a near-touch sensor (also called a hover sensor, hover touch sensor, non-contact sensor, or touchless sensor).
  • a touch sensor also called a direct touch sensor
  • a near-touch sensor also called a hover sensor, hover touch sensor, non-contact sensor, or touchless sensor.
  • the touch sensor or near-touch sensor can detect the proximity or contact of an object (finger, hand, pen, etc.).
  • a touch sensor can detect an object by bringing the display device into direct contact with the object.
  • the near-touch sensor can detect the object even if the object does not touch the display device.
  • the display device can detect the object when the distance between the display device and the object is 0.1 mm or more and 300 mm or less, preferably 3 mm or more and 50 mm or less.
  • the display device can be operated without direct contact with the object, in other words, the display device can be operated without contact.
  • the risk of staining or scratching the display device can be reduced, or the object can be displayed without directly touching the stain (for example, dust or virus) attached to the display device. It becomes possible to operate the device.
  • a display device of one embodiment of the present invention can have a variable refresh rate.
  • the power consumption can be reduced by adjusting the refresh rate (for example, in the range of 1 Hz to 240 Hz) according to the content displayed on the display device.
  • the drive frequency of the touch sensor or the near-touch sensor may be changed according to the refresh rate. For example, when the refresh rate of the display device is 120 Hz, the driving frequency of the touch sensor or the near-touch sensor can be higher than 120 Hz (typically 240 Hz). With this structure, low power consumption can be achieved and the response speed of the touch sensor or the near touch sensor can be increased.
  • a display device 100 shown in FIGS. 51C to 51E has a layer 353 having a light receiving device, a functional layer 355, and a layer 357 having a light emitting device between a substrate 351 and a substrate 359.
  • FIG. 51C to 51E has a layer 353 having a light receiving device, a functional layer 355, and a layer 357 having a light emitting device between a substrate 351 and a substrate 359.
  • the functional layer 355 has a circuit for driving the light receiving device and a circuit for driving the light emitting device.
  • One or more of switches, transistors, capacitors, resistors, wirings, terminals, and the like can be provided in the functional layer 355 . Note that in the case of driving the light-emitting device and the light-receiving device by a passive matrix method, a structure in which the switch and the transistor are not provided may be employed.
  • a finger 352 touching the display device 100 reflects light emitted by a light-emitting device in a layer 357 having a light-emitting device, so that a light-receiving device in a layer 353 having a light-receiving device reflects the light. Detect light. Thereby, it is possible to detect that the finger 352 touches the display device 100 .
  • FIGS. 51D and 51E it may have a function of detecting or imaging an object that is close to (not in contact with) the display device.
  • FIG. 51D shows an example of detecting a finger of a person
  • FIG. 51E shows an example of detecting information around, on the surface of, or inside the human eye (number of blinks, eyeball movement, eyelid movement, etc.).
  • An electronic device of this embodiment includes the display device of one embodiment of the present invention in a display portion.
  • the display device of one embodiment of the present invention can easily have high definition and high resolution. Therefore, it can be used for display portions of various electronic devices.
  • Examples of electronic devices include televisions, desktop or notebook personal computers, monitors for computers, digital signage, large game machines such as pachinko machines, and other electronic devices with relatively large screens. Examples include cameras, digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, mobile game machines, mobile information terminals, and sound reproducing devices.
  • the display device of one embodiment of the present invention can have high definition, it can be suitably used for an electronic device having a relatively small display portion.
  • electronic devices include wristwatch-type and bracelet-type information terminals (wearable devices), VR devices such as head-mounted displays, glasses-type AR devices, and MR devices.
  • wearable devices include wristwatch-type and bracelet-type information terminals (wearable devices), VR devices such as head-mounted displays, glasses-type AR devices, and MR devices.
  • a wearable device that can be attached to a part is exemplified.
  • a display device of one embodiment of the present invention includes HD (1280 ⁇ 720 pixels), FHD (1920 ⁇ 1080 pixels), WQHD (2560 ⁇ 1440 pixels), WQXGA (2560 ⁇ 1600 pixels), 4K (2560 ⁇ 1600 pixels), 3840 ⁇ 2160) and 8K (7680 ⁇ 4320 pixels).
  • the resolution it is preferable to set the resolution to 4K, 8K, or higher.
  • the pixel density (definition) of the display device of one embodiment of the present invention is preferably 100 ppi or more, preferably 300 ppi or more, more preferably 500 ppi or more, more preferably 1000 ppi or more, more preferably 2000 ppi or more, and 3000 ppi or more.
  • the display device can support various screen ratios such as 1:1 (square), 4:3, 16:9, 16:10.
  • the electronic device of this embodiment includes sensors (force, displacement, position, velocity, acceleration, angular velocity, number of revolutions, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical substance, sound, time, hardness, electric field, current, voltage , power, radiation, flow, humidity, gradient, vibration, odor or infrared sensing, detection or measurement).
  • the electronic device of this embodiment can have various functions. For example, functions to display various information (still images, moving images, text images, etc.) on the display unit, touch panel functions, calendars, functions to display the date or time, functions to execute various software (programs), wireless communication function, a function of reading a program or data recorded on a recording medium, and the like.
  • FIGS. 52A to 52D An example of a wearable device that can be worn on the head will be described with reference to FIGS. 52A to 52D.
  • These wearable devices have at least one of a function of displaying AR content, a function of displaying VR content, a function of displaying SR content, and a function of displaying MR content.
  • the electronic device has a function of displaying at least one content such as AR, VR, SR, and MR, it is possible to enhance the immersive feeling of the user.
  • Electronic device 700A shown in FIG. 52A and electronic device 700B shown in FIG. It has a control section (not shown), an imaging section (not shown), a pair of optical members 753 , a frame 757 and a pair of nose pads 758 .
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display panel 751 . Therefore, the electronic device can display images with extremely high definition.
  • the electronic device 700A and the electronic device 700B can each project an image displayed on the display panel 751 onto the display area 756 of the optical member 753. Since the optical member 753 has translucency, the user can see the image displayed in the display area superimposed on the transmitted image visually recognized through the optical member 753 . Therefore, the electronic device 700A and the electronic device 700B are electronic devices capable of AR display.
  • the electronic device 700A and the electronic device 700B may be provided with a camera capable of capturing an image in front as an imaging unit. Further, the electronic devices 700A and 700B each include an acceleration sensor such as a gyro sensor to detect the orientation of the user's head and display an image corresponding to the orientation in the display area 756. You can also
  • the communication unit has a wireless communication device, and can supply video signals, etc. by the wireless communication device.
  • a connector to which a cable to which a video signal and a power supply potential are supplied may be provided.
  • a battery is provided in the electronic device 700A and the electronic device 700B, and can be charged wirelessly and/or wiredly.
  • the housing 721 may be provided with a touch sensor module.
  • the touch sensor module has a function of detecting that the outer surface of the housing 721 is touched.
  • the touch sensor module can detect a user's tap operation or slide operation and execute various processes. For example, it is possible to perform processing such as pausing or resuming a moving image by a tap operation, and fast-forward or fast-reverse processing can be performed by a slide operation. Further, by providing a touch sensor module for each of the two housings 721, the range of operations can be expanded.
  • Various touch sensors can be applied as the touch sensor module.
  • various methods such as a capacitance method, a resistive film method, an infrared method, an electromagnetic induction method, a surface acoustic wave method, and an optical method can be adopted.
  • a photoelectric conversion device (also referred to as a photoelectric conversion element) can be used as the light receiving device.
  • a photoelectric conversion device also referred to as a photoelectric conversion element
  • One or both of an inorganic semiconductor and an organic semiconductor can be used for the active layer of the photoelectric conversion device.
  • Electronic device 800A shown in FIG. 52C and electronic device 800B shown in FIG. It has a pair of imaging units 825 and a pair of lenses 832 .
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 820 . Therefore, the electronic device can display images with extremely high definition. This allows the user to feel a high sense of immersion.
  • the display unit 820 is provided inside the housing 821 at a position where it can be viewed through the lens 832 . By displaying different images on the pair of display portions 820, three-dimensional display using parallax can be performed.
  • Each of the electronic device 800A and the electronic device 800B can be said to be an electronic device for VR.
  • a user wearing electronic device 800 ⁇ /b>A or electronic device 800 ⁇ /b>B can view an image displayed on display unit 820 through lens 832 .
  • the electronic device 800A and the electronic device 800B each have a mechanism that can adjust the left and right positions of the lens 832 and the display unit 820 so that they are optimally positioned according to the position of the user's eyes. preferably. In addition, it is preferable to have a mechanism for adjusting focus by changing the distance between the lens 832 and the display portion 820 .
  • the wearing section 823 allows the user to wear the electronic device 800A or the electronic device 800B on the head.
  • the shape is illustrated as a temple of spectacles (also referred to as a temple), but the shape is not limited to this.
  • the mounting portion 823 may be worn by the user, and may be, for example, a helmet-type or band-type shape.
  • the imaging unit 825 has a function of acquiring external information. Data acquired by the imaging unit 825 can be output to the display unit 820 . An image sensor can be used for the imaging unit 825 . Also, a plurality of cameras may be provided so as to be able to deal with a plurality of angles of view such as telephoto and wide angle.
  • a distance measuring sensor capable of measuring the distance of an object
  • the imaging unit 825 is one aspect of the detection unit.
  • the detection unit for example, an image sensor or a distance image sensor such as LIDAR (Light Detection and Ranging) can be used.
  • LIDAR Light Detection and Ranging
  • the electronic device 800A may have a vibration mechanism that functions as bone conduction earphones.
  • a vibration mechanism that functions as bone conduction earphones.
  • one or more of the display portion 820, the housing 821, and the mounting portion 823 can be provided with the vibration mechanism.
  • the user can enjoy video and audio simply by wearing the electronic device 800A without the need for separate audio equipment such as headphones, earphones, or speakers.
  • the electronic device 800A and the electronic device 800B may each have an input terminal.
  • the input terminal can be connected to a cable that supplies a video signal from a video output device or the like and power or the like for charging a battery provided in the electronic device.
  • the electronic device of one embodiment of the present invention may have a function of wirelessly communicating with the earphone 750.
  • Earphone 750 has a communication unit (not shown) and has a wireless communication function.
  • the earphone 750 can receive information (eg, audio data) from the electronic device by wireless communication function.
  • information eg, audio data
  • electronic device 700A shown in FIG. 52A has a function of transmitting information to earphone 750 by a wireless communication function.
  • electronic device 800A shown in FIG. 52C has a function of transmitting information to earphone 750 by a wireless communication function.
  • the electronic device may have an earphone part.
  • Electronic device 700B shown in FIG. 52B has earphone section 727 .
  • the earphone section 727 and the control section can be configured to be wired to each other.
  • a part of the wiring connecting the earphone section 727 and the control section may be arranged inside the housing 721 or the mounting section 723 .
  • the electronic device 800B shown in FIG. 52D has an earphone section 827.
  • the earphone unit 827 and the control unit 824 can be configured to be wired to each other.
  • a part of the wiring connecting the earphone section 827 and the control section 824 may be arranged inside the housing 821 or the mounting section 823 .
  • the earphone section 827 and the mounting section 823 may have magnets. Accordingly, the earphone section 827 can be fixed to the mounting section 823 by magnetic force, which is preferable because it facilitates storage.
  • the electronic device may have an audio output terminal to which earphones or headphones can be connected. Also, the electronic device may have one or both of an audio input terminal and an audio input mechanism.
  • the voice input mechanism for example, a sound collecting device such as a microphone can be used. By providing the electronic device with a voice input mechanism, the electronic device may function as a so-called headset.
  • the electronic device of one embodiment of the present invention includes both glasses type (electronic device 700A, electronic device 700B, etc.) and goggle type (electronic device 800A, electronic device 800B, etc.). preferred.
  • An electronic device of one embodiment of the present invention can transmit information to earphones by wire or wirelessly.
  • An electronic device 6500 shown in FIG. 53A is a mobile information terminal that can be used as a smartphone.
  • the electronic device 6500 has a housing 6501, a display unit 6502, a power button 6503, a button 6504, a speaker 6505, a microphone 6506, a camera 6507, a light source 6508, and the like.
  • a display portion 6502 has a touch panel function.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 6502 .
  • FIG. 53B is a schematic cross-sectional view including the end of the housing 6501 on the microphone 6506 side.
  • a light-transmitting protective member 6510 is provided on the display surface side of the housing 6501, and a display panel 6511, an optical member 6512, a touch sensor panel 6513, and a printer are placed in a space surrounded by the housing 6501 and the protective member 6510.
  • a substrate 6517, a battery 6518, and the like are arranged.
  • a display panel 6511, an optical member 6512, and a touch sensor panel 6513 are fixed to the protective member 6510 with an adhesive layer (not shown).
  • a portion of the display panel 6511 is folded back in a region outside the display portion 6502, and the FPC 6515 is connected to the folded portion.
  • An IC6516 is mounted on the FPC6515.
  • the FPC 6515 is connected to terminals provided on the printed circuit board 6517 .
  • the flexible display of one embodiment of the present invention can be applied to the display panel 6511 . Therefore, an extremely lightweight electronic device can be realized. In addition, since the display panel 6511 is extremely thin, the thickness of the electronic device can be reduced and the large-capacity battery 6518 can be mounted. In addition, by folding back part of the display panel 6511 and arranging a connection portion with the FPC 6515 on the back side of the pixel portion, an electronic device with a narrow frame can be realized.
  • a television set 7100 has a display portion 7000 incorporated in a housing 7101 .
  • a configuration in which a housing 7101 is supported by a stand 7103 is shown.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 7000 .
  • the operation of the television apparatus 7100 shown in FIG. 53C can be performed using operation switches provided on the housing 7101 and a separate remote control operation device 7111 .
  • the display portion 7000 may be provided with a touch sensor, and the television device 7100 may be operated by touching the display portion 7000 with a finger or the like.
  • the remote controller 7111 may have a display unit that displays information output from the remote controller 7111 .
  • a channel and a volume can be operated with operation keys or a touch panel provided in the remote controller 7111 , and an image displayed on the display portion 7000 can be operated.
  • the television device 7100 is configured to include a receiver, a modem, and the like.
  • the receiver can receive general television broadcasts. Also, by connecting to a wired or wireless communication network via a modem, one-way (from the sender to the receiver) or two-way (between the sender and the receiver, or between the receivers, etc.) information communication. is also possible.
  • FIG. 53D shows an example of a notebook personal computer.
  • a notebook personal computer 7200 has a housing 7211, a keyboard 7212, a pointing device 7213, an external connection port 7214, and the like.
  • the display portion 7000 is incorporated in the housing 7211 .
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 7000 .
  • FIGS. 53E and 53F An example of digital signage is shown in FIGS. 53E and 53F.
  • a digital signage 7300 shown in FIG. 53E includes a housing 7301, a display unit 7000, speakers 7303, and the like. Furthermore, it can have an LED lamp, an operation key (including a power switch or an operation switch), connection terminals, various sensors, a microphone, and the like.
  • FIG. 53F is a digital signage 7400 attached to a cylindrical post 7401.
  • a digital signage 7400 has a display section 7000 provided along the curved surface of a pillar 7401 .
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 7000 in FIGS. 53E and 53F.
  • the wider the display unit 7000 the more information can be provided at once.
  • the wider the display unit 7000 the more conspicuous it is, and the more effective the advertisement can be, for example.
  • a touch panel By applying a touch panel to the display unit 7000, not only can images or moving images be displayed on the display unit 7000, but also the user can intuitively operate the display unit 7000, which is preferable. Further, when used for providing information such as route information or traffic information, usability can be enhanced by intuitive operation.
  • the digital signage 7300 or digital signage 7400 is preferably capable of cooperating with an information terminal 7311 or information terminal 7411 such as a smartphone possessed by the user through wireless communication.
  • advertisement information displayed on the display unit 7000 can be displayed on the screen of the information terminal 7311 or the information terminal 7411 .
  • display on the display portion 7000 can be switched.
  • the digital signage 7300 or 7400 can execute a game using the screen of the information terminal 7311 or 7411 as an operating means (controller). This allows an unspecified number of users to simultaneously participate in and enjoy the game.
  • the electronic device shown in FIGS. 54A to 54G includes a housing 9000, a display unit 9001, a speaker 9003, operation keys 9005 (including a power switch or an operation switch), connection terminals 9006, sensors 9007 (force, displacement, position, speed). , acceleration, angular velocity, number of rotations, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical substances, sound, time, hardness, electric field, current, voltage, power, radiation, flow rate, humidity, gradient, vibration, smell, or infrared rays , detection or measurement), a microphone 9008, and the like.
  • the electronic devices shown in FIGS. 54A to 54G have various functions. For example, a function to display various information (still images, moving images, text images, etc.) on the display unit, a touch panel function, a calendar, a function to display the date or time, a function to control processing by various software (programs), It can have a wireless communication function, a function of reading and processing programs or data recorded on a recording medium, and the like. Note that the functions of the electronic device are not limited to these, and can have various functions.
  • the electronic device may have a plurality of display units.
  • the electronic device may be provided with a camera or the like, and may have a function of capturing a still image or moving image and storing it in a recording medium (external or built into the camera), a function of displaying the captured image on a display unit, and the like. .
  • FIGS. 54A to 54G Details of the electronic devices shown in FIGS. 54A to 54G will be described below.
  • FIG. 54A is a perspective view showing a mobile information terminal 9101.
  • the mobile information terminal 9101 can be used as a smart phone, for example.
  • the portable information terminal 9101 may be provided with a speaker 9003, a connection terminal 9006, a sensor 9007, and the like.
  • the mobile information terminal 9101 can display text and image information on its multiple surfaces.
  • FIG. 54A shows an example in which three icons 9050 are displayed.
  • Information 9051 indicated by a dashed rectangle can also be displayed on another surface of the display portion 9001 . Examples of the information 9051 include notification of incoming e-mail, SNS, telephone call, title of e-mail or SNS, sender name, date and time, remaining battery power, radio wave intensity, and the like.
  • an icon 9050 or the like may be displayed at the position where the information 9051 is displayed.
  • FIG. 54B is a perspective view showing the mobile information terminal 9102.
  • the portable information terminal 9102 has a function of displaying information on three or more sides of the display portion 9001 .
  • information 9052, information 9053, and information 9054 are displayed on different surfaces.
  • the user can confirm the information 9053 displayed at a position where the mobile information terminal 9102 can be viewed from above the mobile information terminal 9102 while the mobile information terminal 9102 is stored in the chest pocket of the clothes.
  • the user can check the display without taking out the portable information terminal 9102 from the pocket, and can determine, for example, whether to receive a call.
  • the tablet terminal 9103 can execute various applications such as mobile phone, e-mail, reading and creating text, playing music, Internet communication, and computer games.
  • the tablet terminal 9103 has a display portion 9001, a camera 9002, a microphone 9008, and a speaker 9003 on the front of the housing 9000, operation keys 9005 as operation buttons on the left side of the housing 9000, and connection terminals on the bottom. 9006.
  • FIG. 54D is a perspective view showing a wristwatch-type mobile information terminal 9200.
  • the mobile information terminal 9200 can be used as a smart watch (registered trademark), for example.
  • the display portion 9001 has a curved display surface, and display can be performed along the curved display surface.
  • the mobile information terminal 9200 can also make hands-free calls by mutual communication with a headset capable of wireless communication, for example.
  • the portable information terminal 9200 can transmit data to and from another information terminal through the connection terminal 9006, and can be charged. Note that the charging operation may be performed by wireless power supply.
  • FIGS. 54E to 54G are perspective views showing a foldable personal digital assistant 9201.
  • FIG. 54E is a state in which the portable information terminal 9201 is unfolded
  • FIG. 54G is a state in which it is folded
  • FIG. 54F is a perspective view in the middle of changing from one of FIGS. 54E and 54G to the other.
  • the portable information terminal 9201 has excellent portability in the folded state, and has excellent display visibility due to a seamless wide display area in the unfolded state.
  • a display portion 9001 included in the portable information terminal 9201 is supported by three housings 9000 connected by hinges 9055 .
  • the display portion 9001 can be bent with a curvature radius of 0.1 mm or more and 150 mm or less.
  • sample A the description of the transistor 205R shown in FIG. 11B can be referred to.
  • Sample B two types of samples (Sample A and Sample B) were manufactured with different substrate temperatures during the formation of the insulating layer 225 functioning as the first gate insulating layer.
  • a tungsten film with a thickness of about 100 nm was formed over the substrate 151 by a sputtering method and processed to obtain a conductive layer 221 functioning as a second gate electrode (bottom gate electrode).
  • a glass substrate was used as the substrate 151 .
  • an insulating layer 211 functioning as a second gate insulating layer was deposited by plasma CVD.
  • the insulating layer 211 used a structure in which a first silicon nitride film with a thickness of about 290 nm, a silicon nitride film with a thickness of about 60 nm, and a silicon oxynitride film with a thickness of about 3 nm were stacked in this order.
  • the surface of the second gate insulating layer was removed using 0.5% hydrofluoric acid.
  • the hydrofluoric acid treatment was 60 seconds.
  • a first metal oxide film having a thickness of about 25 nm was formed and processed to obtain a semiconductor layer 231 .
  • a silicon oxynitride film with a thickness of about 100 nm was deposited by plasma CVD as an insulating layer 225 functioning as a first gate insulating layer.
  • the substrate temperature during the film formation of the insulating layer 225 was varied among the samples. In sample A, the substrate temperature during formation of the insulating layer 225 was 300.degree. C., and in sample B, 400.degree.
  • a second metal oxide film with a thickness of 20 nm was formed on the insulating layer 225 .
  • the insulating layer 211, the insulating layer 225, and part of the second metal oxide film were etched to form an opening reaching the conductive layer 221.
  • a molybdenum film with a thickness of about 50 nm, an aluminum film with a thickness of about 200 nm, and a titanium film with a thickness of about 50 nm were formed in this order by a sputtering method so as to cover the opening.
  • the second metal oxide film, the molybdenum film, the aluminum film, and the titanium film were processed to obtain a conductive layer 223 functioning as a first gate electrode (top gate electrode).
  • addition treatment of boron as an impurity element was performed.
  • a plasma ion doping method was used for the addition treatment.
  • B 2 H 6 gas was used as the gas for supplying boron.
  • a low-resistance region 231n was formed in a region of the semiconductor layer 231 that does not overlap with the conductive layer 223 .
  • a silicon oxynitride film with a thickness of about 300 nm was formed by plasma CVD.
  • portions of the insulating layer 218 and the insulating layer 225 were removed by etching to form an opening reaching the low resistance region 231n.
  • a titanium film with a thickness of about 50 nm, an aluminum film with a thickness of about 300 nm, and a titanium film with a thickness of about 50 nm were formed in this order by a sputtering method so as to cover the opening.
  • each conductive film was processed to obtain a conductive layer 222a and a conductive layer 222b functioning as a source and a drain.
  • the Id-Vg characteristics of the transistor were measured.
  • the Id-Vg measurement was performed by applying a voltage applied to the gate electrode (hereinafter also referred to as a gate voltage (Vg)) from ⁇ 15 V to +2 V in increments of 0.1 V.
  • the voltage applied to the source (hereinafter also referred to as source voltage (Vs)) was set to 0 V (comm), and the voltage applied to the drain (hereinafter also referred to as drain voltage (Vd)) was set to 10 V.
  • the drain current (Id) was measured at 1 ⁇ 10 ⁇ 3 A as the upper limit.
  • the Id-Vg characteristics were measured when the same gate voltage was applied to the second gate electrode and the first gate electrode.
  • the substrate on which the transistor is formed is kept at 70° C., and a voltage of 0 V is applied to the source and drain of the transistor, and a voltage of ⁇ 20 V is applied to the gate in a state of being irradiated with white LED light of 5000 lx. was held for 2 hours.
  • White LED light was applied from the glass substrate side.
  • the Id-Vg characteristics were measured. Since the above description can be referred to for the measurement of the Id-Vg characteristics, detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 55 shows the amount of change in the threshold voltage of the transistor due to the NBTIS test.
  • the horizontal axis represents the substrate temperature during the deposition of the insulating layer 225
  • the vertical axis represents the amount of change in the threshold voltage ( ⁇ Vth).
  • the amount of change in threshold voltage ( ⁇ Vth) indicates the difference between the threshold voltage after stress application and the threshold voltage before the NBTIS test. As shown in FIG. 55, no significant difference was found in the amount of change in threshold voltage between the samples.
  • the Id-Vg characteristics of the transistor were measured. Since the above description can be referred to for the measurement of the Id-Vg characteristics, detailed description thereof is omitted.
  • the substrate on which the transistor is formed was held at 150° C., and a voltage of 0 V was applied to the source and drain of the transistor, and a voltage of ⁇ 20 V was applied to the gate while the substrate was irradiated with white LED light of 20000 lx. White LED light was applied from the glass substrate side.
  • the Id-Vg characteristics were measured. Since the above description can be referred to for the measurement of the Id-Vg characteristics, detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 56A The Id-Vg characteristics of sample A are shown in FIG. 56A.
  • the horizontal axis indicates the gate voltage (Vg) and the vertical axis indicates the drain current (Id).
  • FIG. 56A overlays the repeated Id-Vg characteristics.
  • FIG. 56B shows the amount of change in the threshold voltage of the transistor in the NBTIS test of sample A.
  • the horizontal axis indicates the cumulative stress application time (Time)
  • the vertical axis indicates the variation amount ( ⁇ Vth) of the threshold voltage.
  • FIG. 56C The Id-Vg characteristics of sample B are shown in FIG. 56C.
  • the horizontal axis indicates the gate voltage (Vg) and the vertical axis indicates the drain current (Id).
  • FIG. 56C overlays the repeated Id-Vg characteristics.
  • FIG. 56D shows the amount of change in the threshold voltage of the transistor in the NBTIS test of Sample B.
  • the horizontal axis indicates the cumulative stress application time (Time), and the vertical axis indicates the variation amount ( ⁇ Vth) of the threshold voltage.
  • sample B in which the substrate temperature during deposition of the insulating layer 225 is 400° C. is higher than sample A in which the substrate temperature during deposition of the insulating layer 225 is 300° C. It was confirmed that the variation of the threshold voltage was large.
  • the indium concentrations of sample A and sample B are shown in FIG. 57A.
  • the gallium concentrations of Sample A and Sample B are shown in FIG. 57B.
  • the zinc concentrations of Sample A and Sample B are shown in Figure 57C.
  • 57A to 57C the horizontal axis indicates the depth from the surface of the insulating layer 225 (Depth), and the vertical axis indicates the indium concentration, the gallium concentration (Ga concentration), and the zinc concentration (Zn concentration). .
  • both the sample A (300° C.) and the sample B (400° C.) have a low gallium concentration and a low zinc concentration in the insulating layer 225 . It is presumed that indium diffusing from the semiconductor layer 231 into the insulating layer 225 increases when the substrate temperature during the formation of the insulating layer 225 is high.
  • the defect level of the gate insulating layer was calculated.
  • the NBOHC model used for the calculation is shown in FIG. 58A
  • the In Si model is shown in FIG. 58C.
  • the model shown in Figures 58A and 58C was based on 60 atoms (20 silicon atoms, 40 oxygen atoms) of amorphous SiO2 .
  • a hybrid density functional theory (hybrid-DFT) method was used for the calculation.
  • the hybrid-DFT method can obtain bandgap values closer to actual measurements than generalized gradient approximation (GGA).
  • FIG. 58B A density of states diagram obtained with the model of NBOHC shown in FIG. 58A is shown in FIG. 58B.
  • FIG. 58D shows the density of states diagram obtained with the In 3 Si model shown in FIG. 58C.
  • the horizontal axis indicates energy and the vertical axis indicates density of states (DOS). Note that in FIGS. 58B and 58D, the valence band maximum (VBM) was adjusted to 0 eV.
  • the defect level near the VBM (level 2a in FIG. 58D) and the defect level in the deep position (states due to O near In) in FIG. ) was confirmed to exist. It has been suggested that the defect level may become a level that traps holes. Note that the defect level (level 2c in FIG. 58D) near the conduction band minimum (CBM) is estimated to be an empty level in a steady state, and can be a level that traps electrons. gender can be considered.
  • Fig. 59A shows the measured values of sample A (300°C) and the exponential function obtained by fitting.
  • the horizontal axis indicates the accumulated stress application time (Time), and the vertical axis indicates the absolute value of the threshold voltage variation (
  • actual measurements are plotted, and the function obtained by fitting is indicated by a solid line.
  • Sample A (300° C.) almost matched the measured value with one exponential function (Function 1). That is, in sample A (300° C.), it was confirmed that there was one hole trapping process involved in NBTIS deterioration.
  • Fig. 59B shows the measured values of sample B (400°C) and the exponential function obtained by fitting.
  • the horizontal axis indicates the accumulated stress application time (Time), and the vertical axis indicates the absolute value of the threshold voltage variation (
  • actual measurements are plotted, and functions obtained by fitting are indicated by solid lines, dashed lines, and dashed-dotted lines.
  • one exponential function (Function1 and Function2) did not match the measured value, and the sum of two exponential functions (Function1+2) almost matched the measured value. That is, in sample B (400° C.), it was confirmed that there are two processes of hole trapping involved in NBTIS deterioration.
  • FIGS. 59A and 59B the time on the horizontal axis is shown linearly.
  • Graphs in which time on the horizontal axis is logarithmic are shown in FIGS. 59C and 59D.
  • FIGS. 59C and 59D even in the early stage of the NBTIS test, the measured values and the function obtained by fitting are almost the same.
  • Table 1 shows the saturation fluctuation amounts (A 1 and A 2 ) of the threshold voltage and the time constants ( ⁇ 1 and ⁇ 2 ) obtained by fitting.
  • the smaller time constant is denoted as " ⁇ 1 "
  • the exponential function corresponding to the time constant ⁇ 1 is denoted as "Function 1”
  • the larger time constant is denoted as An exponential function corresponding to “ ⁇ 2 ” and time constant ⁇ 2 is denoted as “Function2”.
  • the time constant and saturation variation obtained with sample A (300°C) are comparable to the small time constant ⁇ 1 and saturation variation A1 obtained with sample B (400°C), and these are the same deterioration factors. is presumed to be Degradation with a large time constant can be called “slow degradation”, and degradation with a small time constant can be called “fast degradation”.
  • sample B 400° C.
  • sample A 300° C.
  • sample B 400° C.
  • the insulating layer 225 functioning as a gate insulating layer has a plurality of defect levels that serve as hole traps, holes are generated from dDOS caused by oxygen vacancies (V 0 ) in the metal oxide of the semiconductor layer 231, and then into each defect. It is speculated that the levels are trapped in parallel (see FIG. 4B).
  • Example 1 In this example, a display device which is one embodiment of the present invention was manufactured and its cross-sectional shape was observed.
  • the description of the transistor 205R, the light-emitting device 130R, and the like shown in FIG. 9B can be referred to.
  • an insulating layer 239 shown in FIG. 14 and the like was provided on the insulating layer 235 .
  • the descriptions of FIGS. 21A to 22C and FIGS. 23A to 38 can be referred to.
  • the transistor 205R was formed.
  • the conductive layer 221 a structure in which a copper film with a thickness of about 30 nm and a tungsten film with a thickness of about 300 nm were stacked in this order was used.
  • the insulating layer 211 a structure in which a first silicon nitride film with a thickness of about 50 nm, a silicon nitride film with a thickness of about 230 nm, and a silicon oxynitride film with a thickness of about 100 nm are stacked in this order was used.
  • a metal oxide film with a thickness of about 20 nm was used as the semiconductor layer 231 .
  • a silicon oxynitride film with a thickness of about 150 nm was used as the insulating layer 225 .
  • a silicon nitride oxide film with a thickness of about 300 nm was used as the insulating layer 218 .
  • a structure in which a titanium film with a thickness of about 100 nm, an aluminum film with a thickness of about 400 nm, and a titanium film with a thickness of about 100 nm were stacked in this order was used.
  • an insulating layer 214 was formed so as to cover the insulating layer 218, the conductive layers 222a, and the conductive layers 222b.
  • the insulating layer 214 has a structure in which a silicon oxynitride film with a thickness of about 200 nm and an acrylic film with a thickness of about 2.0 ⁇ m are laminated in this order, and an opening 191R reaching the conductive layer 222b is provided.
  • a conductive layer 233R was formed to cover the opening 191R.
  • an insulating layer 235 was formed to cover the insulating layer 214 and the conductive layer 233R.
  • the insulating layer 235 used an acrylic film having a thickness of about 2.0 ⁇ m, and was provided with an opening 193R reaching the conductive layer 233R.
  • the insulating layer 239 has a structure in which a silicon nitride film with a thickness of about 10 nm and a silicon oxynitride film with a thickness of about 200 nm are laminated in this order, and an opening is provided in a region overlapping with the opening 193R.
  • a conductive layer 112R was formed to cover the insulating layer 239 and the opening 193R.
  • An ITSO film with a thickness of about 50 nm was used as the conductive layer 112R.
  • a layer 128 was formed so as to fill the concave portion of the conductive layer 112R.
  • a polyimide film was used as the layer 128 .
  • a conductive layer 126R was formed to cover the conductive layer 112R and the layer 128.
  • a conductive layer 129R was formed to cover the conductive layer 126R.
  • a pixel electrode 111R having a conductive layer 112R, a conductive layer 126R, and a conductive layer 129R was formed.
  • An ITSO film with a thickness of about 50 nm was used as the conductive layer 129R.
  • a film 113Rf to be the layer 113R was formed so as to cover the pixel electrode 111R and the insulating layer 239.
  • Layer 113R includes a light-emitting layer.
  • a mask film 118Rf and a mask film 119Rf were formed.
  • An aluminum oxide film with a thickness of 30 nm was used as the mask film 118Rf.
  • An In--Ga--Zn oxide film with a thickness of 50 nm was used as the mask film 119Rf.
  • a resist mask 190a was formed on the mask film 119Rf, and the mask film 119Rf was processed using the resist mask 190a as a mask to form the mask layer 119R.
  • the mask film 118Rf and the film 113Rf were processed to form the mask layer 118R and the layer 113R.
  • an insulating film 125f was formed.
  • An aluminum oxide film with a thickness of 15 nm was used as the insulating film 125f.
  • an insulating layer 127 was formed so as to fill the concave portion of the insulating film 125f.
  • a positive resist film was used as the insulating layer 127 .
  • the insulating layer 127 as a mask, the insulating film 125f, the mask layer 119R, and the mask layer 118R were partly removed to expose the layer 113R.
  • a common layer 114, a common electrode 115 and a protective layer 131 were formed so as to cover the layer 113R and the insulating layer 127.
  • An electron injection layer was used as the common layer 114 .
  • a co-deposited film of silver and magnesium was used as a common electrode.
  • An In—Ga—Zn oxide film was used as the protective layer 131 .
  • FIG. 60 is a transmitted electron (TE) image at a magnification of 20,000. As shown in FIG. 60, it was confirmed that the shape of the surface on which the conductive layer 112R was formed was gentle. The width 191d of the opening 191 was 3.15 ⁇ m, and the width 193d of the opening 193 was 2.54 ⁇ m. Since the same material is used for the insulating layers 214 and 235, the boundary between the insulating layers 214 and 235 is unclear in FIG.
  • 11B subpixel, 11G: subpixel, 11R: subpixel, 11S: subpixel, 100G: display device, 100H: display device, 100J: display device, 100: display device, 101: layer, 110a: subpixel, 110b : sub-pixel, 110c: sub-pixel, 110d: sub-pixel, 110e: sub-pixel, 110: pixel, 111B: pixel electrode, 111G: pixel electrode, 111R: pixel electrode, 111S: pixel electrode, 111: pixel electrode, 112B: Conductive layer 112f: Conductive film 112G: Conductive layer 112p: Conductive layer 112R: Conductive layer 113_1: First region 113_2: Second region 113B: Layer 113Bf: Film 113G: Layer 113Gf : film, 113R: layer, 113Rf: film, 113S: layer, 113W: layer, 113: layer, 114: common layer, 115: common electrode, 117: light shielding layer, 118

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Abstract

精細度が高い表示装置を提供する。 トランジスタと、発光デバイスと、第1の絶縁層と、第2の絶縁層と、第1の導電層と、を有する表示装置とする。トランジスタは、半導体層と、半導体層と電気的に接続される第2の導電層と、を有する。発光デバイスは、画素電極を有する。第1の絶縁層は、トランジスタ上に設けられ、第2の導電層に達する第1の開口を有する。第1の導電層は、第1の開口を覆う。第2の絶縁層は、第1の絶縁層上に設けられ、第1の開口と重なる領域に第2の開口を有する。画素電極は、第2の絶縁層の上面及び第2の開口を覆う。画素電極は、第1の導電層を介して第2の導電層と電気的に接続される。第1の絶縁層の端部は、第2の導電層上に位置する。第2の絶縁層の端部は、第1の導電層上に位置する。第2の絶縁層の端部は、第1の絶縁層の端部より外側に位置する。

Description

表示装置
 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、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)、入出力装置(例えば、タッチパネル)、それらの駆動方法、また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、表示装置は様々な用途への応用が期待されている。例えば、大型の表示装置の用途として、家庭用のテレビジョン装置(テレビまたはテレビジョン受信機ともいう)、デジタルサイネージ(Digital Signage:電子看板)、及び、PID(Public Information Display)等が挙げられる。また、携帯情報端末として、タッチパネルを備えるスマートフォン及びタブレット端末などの開発が進められている。
 また、表示装置の高精細化が求められている。高精細な表示装置が要求される機器として、例えば、仮想現実(VR:Virtual Reality)、拡張現実(AR:Augmented Reality)、代替現実(SR:Substitutional Reality)、及び、複合現実(MR:Mixed Reality)向けの機器が、盛んに開発されている。
 表示装置として、例えば、発光デバイス(発光素子ともいう)を有する発光装置が開発されている。エレクトロルミネッセンス(Electroluminescence、以下ELと記す)現象を利用した発光デバイス(ELデバイス、EL素子ともいう)は、薄型軽量化が容易である、入力信号に対し高速に応答可能である、直流定電圧電源を用いて駆動可能である等の特徴を有し、表示装置に応用されている。
 特許文献1には、有機ELデバイス(有機EL素子ともいう)を用いた、VR向けの表示装置が開示されている。
国際公開第2018/087625号
 本発明の一態様は、精細度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、解像度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、表示品質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、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、新規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、精細度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、解像度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、表示品質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、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。本発明の一態様は、新規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。
 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、トランジスタと、発光デバイスと、第1の絶縁層と、第2の絶縁層と、第1の導電層と、を有する表示装置である。トランジスタは、半導体層と、半導体層と電気的に接続される第2の導電層と、を有する。発光デバイスは、画素電極を有する。第1の絶縁層は、トランジスタ上に設けられ、第2の導電層に達する第1の開口を有する。第1の導電層は、第1の開口を覆う。第2の絶縁層は、第1の絶縁層上に設けられ、第1の開口と重なる領域に第2の開口を有する。画素電極は、第2の絶縁層の上面及び第2の開口を覆う。画素電極は、第1の導電層を介して第2の導電層と電気的に接続される。第1の絶縁層の端部は、第2の導電層上に位置する。第2の絶縁層の端部は、第1の導電層上に位置する。第2の絶縁層の端部は、第1の絶縁層の端部より外側に位置する。
 前述の表示装置において、第1の絶縁層及び第2の絶縁層はそれぞれ、有機材料を有することが好ましい。
 前述の表示装置において、層を有することが好ましい。画素電極は、第3の導電層と、第3の導電層上の第4の導電層と、と有することが好ましい。第3の導電層は、第2の絶縁層の上面及び第2の開口を覆うことが好ましい。第3の導電層は、第2の絶縁層の側面及び第2の導電層の上面の形状に沿った凹部を有することが好ましい。層は、凹部を埋め込まれるように設けられることが好ましい。第4の導電層は、第3の導電層の上面及び層の上面を覆うことが好ましい。第4の導電層は、可視光に対して反射性を有する材料を含むことが好ましい。
 前述の表示装置において、層は、絶縁層であることが好ましい。または、前述の表示装置において、層は、導電層であることが好ましい。
 前述の表示装置において、第3の絶縁層を有することが好ましい。第3の絶縁層は、第2の絶縁層の上面に接して設けられることが好ましい。第3の絶縁層は、無機材料を有することが好ましい。画素電極は、第3の絶縁層の上面と接する領域を有することが好ましい。
 前述の表示装置において、第4の絶縁層を有することが好ましい。第4の絶縁層は、第1の絶縁層の上面に接して設けられることが好ましい。第4の絶縁層は、無機材料を有することが好ましい。第1の導電層は、第4の絶縁層の上面と接する領域を有することが好ましい。
 前述の表示装置において、第5の絶縁層と、第6の絶縁層と、を有することが好ましい。発光デバイスは、画素電極と、共通電極と、画素電極と共通電極に挟持されるEL層と、を有することが好ましい。第5の絶縁層は、EL層の上面の一部及び側面を覆うことが好ましい。第6の絶縁層は、第5の絶縁層を介して、EL層の上面の一部及び側面を覆うことが好ましい。共通電極は、第6の絶縁層を覆うことが好ましい。
 前述の表示装置において、第5の絶縁層は、無機材料を有することが好ましい。第6の絶縁層は、有機材料を有することが好ましい。
 前述の表示装置において、第5の絶縁層を有することが好ましい。発光デバイスは、画素電極と、共通電極と、画素電極と共通電極に挟持されるEL層と、を有することが好ましい。第5の絶縁層は、画素電極の上面の一部及び側面を覆うことが好ましい。EL層は、第5の絶縁層の上面と接する領域を有することが好ましい。共通電極は、第5の絶縁層を覆うことが好ましい。
 前述の表示装置において、トランジスタは、半導体層とゲート電極とに挟持されるゲート絶縁層を有する。半導体層は、金属酸化物を有することが好ましい。ゲート絶縁層中の金属酸化物が有する金属元素の濃度は、2×1019atoms/cm以下であることが好ましい。
 本発明の一態様により、精細度の高い表示装置を提供できる。また、解像度の高い表示装置を提供できる。また、表示品質の高い表示装置を提供できる。また、信頼性の高い表示装置を提供できる。また、新規の表示装置を提供できる。
 本発明の一態様により、精細度の高い表示装置の作製方法を提供できる。また、解像度の高い表示装置の作製方法を提供できる。また、表示品質の高い表示装置の作製方法を提供できる。また、信頼性の高い表示装置の作製方法を提供できる。また、歩留まりの高い表示装置の作製方法を提供できる。また、新規の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1は、表示装置の一例を示す上面図である。
図2は、表示装置の一例を示す断面図である。
図3Aは、表示装置の一例を示す断面図である。図3B及び図3Cは開口の一例を示す上面図である。
図4A及び図4Bは、バンドダイヤグラムを示す図である。
図5Aは、表示装置の一例を示す断面図である。図5Bは発光デバイスの一例を示す上面図である。
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及び図7Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図8A及び図8Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図9A及び図9Bは表示装置の一例を示す断面図である。
図10A及び図10Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図11A及び図11Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図12A及び図12Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図13は、表示装置の一例を示す断面図である。
図14は、表示装置の一例を示す断面図である。
図15は、表示装置の一例を示す断面図である。
図16は、表示装置の一例を示す断面図である。
図17は、表示装置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上面図である。
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、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図22A乃至図22Cは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図23A及び図23Bは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図24A及び図24Bは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図25A及び図25Bは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図26A及び図26Bは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図27A及び図27Bは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図28は、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図29A及び図29Bは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図30A及び図30Bは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図31A及び図31Bは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図32A及び図32Bは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図33A及び図33Bは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図34A及び図34Bは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図35A及び図35Bは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図36は、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図37A及び図37Bは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図38は、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図39A及び図39Bは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図40は、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図41は、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図42は、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図43A乃至図43Gは、画素の一例を示す図である。
図44A乃至図44Kは、画素の一例を示す図である。
図45は、表示装置の一例を示す斜視図である。
図46は、表示装置の一例を示す断面図である。
図47は、表示装置の一例を示す断面図である。
図48は、表示装置の一例を示す断面図である。
図49A乃至図49Fは、発光デバイスの構成例を示す図である。
図50A乃至図50Cは、発光デバイスの構成例を示す図である。
図51A及び図51Bは、受光デバイスの構成例を示す図である。図51C乃至図51Eは、表示装置の構成例を示す図である。
図52A乃至図52Dは、電子機器の一例を示す図である。
図53A乃至図53Fは、電子機器の一例を示す図である。
図54A乃至図54Gは、電子機器の一例を示す図である。
図55は、NBTIS試験によるトランジスタの電気特性の変動量を示す図である。
図56A及び図56Cは、トランジスタのId−Vg特性を示す図である。図56B及び図56Dは、NBTIS試験によるトランジスタの電気特性の変動量を示す図である。
図57A乃至図57Cは、絶縁層中の金属濃度を示す図である。
図58A及び図58Cは、計算モデルを示す図である。図58B及び図58Dは、計算により得られた状態密度図である。
図59A乃至図59Dは、NBTIS試験によるトランジスタの電気特性の変動量を示す図である。
図60は、実施例に係る試料の断面STEM像である。
 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。
 図面において示す各構成の、位置、大きさ、及び、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、及び、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、及び、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、または、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。
 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。
 本明細書等では、発光波長が異なる発光デバイスで少なくとも発光層を作り分ける構造をSBS(Side By Side)構造と呼ぶ場合がある。SBS構造は、発光デバイスごとに材料及び構成を最適化することができるため、材料及び構成の選択の自由度が高まり、輝度の向上及び信頼性の向上を図ることが容易となる。
 本明細書等において、正孔または電子を、「キャリア」といって示す場合がある。具体的には、正孔注入層または電子注入層を「キャリア注入層」といい、正孔輸送層または電子輸送層を「キャリア輸送層」といい、正孔ブロック層または電子ブロック層を「キャリアブロック層」という場合がある。なお、上述のキャリア注入層、キャリア輸送層、及びキャリアブロック層は、それぞれ、断面形状、または特性などによって明確に区別できない場合がある。また、1つの層が、キャリア注入層、キャリア輸送層、及びキャリアブロック層のうち2つまたは3つの機能を兼ねる場合がある。
 本明細書等において、発光デバイス(発光素子ともいう)は、一対の電極間にEL層を有する。EL層は、少なくとも発光層を有する。ここで、EL層が有する層(機能層ともいう)として、発光層、キャリア注入層(正孔注入層及び電子注入層)、キャリア輸送層(正孔輸送層及び電子輸送層)、及び、キャリアブロック層(正孔ブロック層及び電子ブロック層)などが挙げられる。
 本明細書等において、受光デバイス(受光素子ともいう)は、一対の電極間に少なくとも光電変換層として機能する活性層を有する。
 本明細書等において、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。
 本明細書等において、テーパ形状とは、構造の側面の少なくとも一部が、基板面に対して傾斜して設けられている形状のことを指す。例えば、傾斜した側面と基板面とがなす角(テーパ角ともいう)が90°未満である領域を有すると好ましい。なお、構造の側面及び基板面は、必ずしも完全に平坦である必要はなく、微小な曲率を有する略平面状、または微細な凹凸を有する略平面状であってもよい。
 本明細書等において、マスク層とは、少なくとも発光層(より具体的には、EL層を構成する層のうち、島状に加工される層)の上方に位置し、製造工程中において、当該発光層を保護する機能を有する。
 本明細書等において、段切れとは、層、膜、または電極が、被形成面の形状(例えば段差など)に起因して分断されてしまう現象を示す。
(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について、図1乃至図20を用いて説明する。
 本発明の一態様は、トランジスタと、発光デバイスと、第1の絶縁層と、第2の絶縁層と、第1の導電層と、を有する表示装置である。トランジスタ上に第1の絶縁層が設けられ、第1の絶縁層上に第2の絶縁層が設けられ、第2の絶縁層上に発光デバイスが設けられる。トランジスタは、半導体層と、半導体層と電気的に接続される第2の導電層と、を有する。第2の導電層は、トランジスタのソースまたはドレインとして機能する。第1の絶縁層は、第2の導電層に達する第1の開口を有する。第1の導電層は、第1の開口を覆うように設けられる。第2の絶縁層は、第1の開口と重なる領域に第2の開口を有する。発光デバイスが有する画素電極は、第2の絶縁層の上面及び第2の開口を覆うように設けられる。画素電極は、第1の導電層を介して第2の導電層と電気的に接続される。
 第1の絶縁層及び第2の絶縁層はそれぞれ、平坦化層として機能する。第1の絶縁層及び第2の絶縁層はそれぞれ、有機材料を有することが好ましい。トランジスタ上に平坦化層として機能する2以上の絶縁層を積層して設けることにより、トランジスタに起因する凹凸が小さくなり、発光デバイスの被形成面をより平坦にすることができる。したがって、発光デバイスの加工精度を高めることができ、精細度の高い表示装置とすることができる。
 トランジスタは、発光デバイスを制御する画素回路を構成する。トランジスタは、第1の開口を覆うように設けられた第1の導電層を介して、第2の開口を覆うように設けられた画素電極と電気的に接続される。第2の開口を第1の開口と重なる領域に設けることにより、画素回路の占有面積を小さくすることができる。したがって、精細度の高い表示装置とすることができる。また、第1の絶縁層の第1の開口側の端部は、第2の導電層上に位置し、第2の絶縁層の第2の開口側の端部は、第1の導電層上に位置する。さらに、第2の絶縁層の端部は、第1の絶縁層の端部より外側に位置する。言い換えると、第2の絶縁層は、第1の絶縁層の端部より突出した部分を有する。つまり、上面視(平面視ともいう)において、第2の開口は、第1の開口の内側に設けられる。第1の開口は、第2の開口を包含するともいえる。このような構成とすることにより、画素電極の被形成面の形状をなだらかにすることができ、画素電極の接続不良、及び電気抵抗の上昇を防止することができる。したがって、表示品位の高い表示装置とすることができる。
 本発明の一態様である表示装置100の上面図(平面図ともいう)を、図1に示す。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。画素110はそれぞれ、複数の副画素を有する。図1は、2行2列の画素110を示している。また、それぞれの画素110が3つの副画素(副画素11R、副画素11G、及び副画素11B)を有する構成として、2行6列分の副画素を示している。接続部140は、カソードコンタクト部と呼ぶこともできる。
 副画素はそれぞれ、表示デバイス(表示素子ともいう)を有する。表示デバイスとして、例えば、液晶デバイス(液晶素子ともいう)及び発光デバイス(発光素子ともいう)が挙げられる。発光デバイスとして、例えば、OLED(Organic Light Emitting Diode)、またはQLED(Quantum−dot Light Emitting Diode)を用いることが好ましい。発光デバイスが有する発光物質として、例えば、蛍光を発する物質(蛍光材料)、燐光を発する物質(燐光材料)、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)、及び、無機化合物(量子ドット材料等)が挙げられる。また、発光デバイスとして、マイクロLED(Light Emitting Diode)などのLEDを用いることもできる。
 発光デバイスの発光色は、赤外、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高めることができる。
 以降では、表示デバイスとして発光デバイスを用いる構成を例に挙げて、説明する。
 本発明の一態様の表示装置は、発光色ごとに作り分けられた発光デバイスを有し、フルカラー表示が可能である。
 図1に示す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。副画素の上面形状は、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、または円形とすることができる。
 副画素はそれぞれ、発光デバイスを制御する画素回路を有する。画素回路は、図1に示す副画素の範囲に限定されず、回路の構成要素は、その外側に配置されてもよい。例えば、副画素11Rの画素回路が有するトランジスタは、図1に示す副画素11Gの範囲内に位置してもよく、一部または全てが副画素11Rの範囲外に位置してもよい。
 図1では、副画素11R、副画素11G、及び副画素11Bの開口率を等しくまたは概略等しく(発光領域のサイズを等しくまたは概略等しく、ともいえる)示すが、本発明の一態様はこれに限定されない。副画素11R、副画素11G、及び副画素11Bの開口率は、それぞれ適宜決定することができる。副画素11R、副画素11G、及び副画素11Bの開口率は、それぞれ異なっていてもよく、2つ以上が等しいまたは概略等しくてもよい。
 図1に示す画素110には、ストライプ配列が適用されている。図1に示す画素110は、副画素11R、副画素11G、及び副画素11Bの3つの副画素で構成される。副画素11R、副画素11G、及び副画素11Bは、それぞれ異なる色の光を呈する。副画素11R、副画素11G、及び副画素11Bとして、赤色(R)、緑色(G)、青色(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。また、副画素の色の種類は3つに限られず、4つ以上としてもよい。4色の副画素として、R、G、B、白色(W)の4色の副画素、R、G、B、Yの4色の副画素、及び、R、G、B、赤外光(IR)の4色の副画素が挙げられる。
 本明細書等において、行方向をX方向、列方向をY方向という場合がある。X方向とY方向は交差し、例えば垂直に交差する(図1参照)。図1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。
 図1では、上面視で、接続部140が表示部の片側に位置する例を示すが、接続部140の位置は特に限定されない。接続部140は、上面視で、表示部の上側、右側、左側、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。接続部140の上面形状は特に限定されず、帯状、L字状、U字状、または枠状等とすることができる。また、接続部140は、単数であっても複数であってもよい。
<表示装置の構成例1>
 図1における一点鎖線X1−X2間、及び一点鎖線Y1−Y2間の断面図を、図2に示す。
 図2に示すように、表示装置100は、層101上に、発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び発光デバイス130B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。保護層131上には、樹脂層122によって基板120が貼り合わされている。
 層101は、トランジスタ205R、トランジスタ205G、及びトランジスタ205Bを有する。トランジスタ205R、トランジスタ205G、及びトランジスタ205Bを覆うように、絶縁層214と、絶縁層214上の絶縁層235が設けられる。絶縁層214は開口191R、開口191G、及び開口191Bを有し、当該開口を覆うように導電層233R、導電層233G、及び導電層233Bが設けられる。絶縁層235は開口193R、開口193G、及び開口193Bを有し、当該開口を覆うように発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び発光デバイス130Bの電極が設けられる。発光デバイス130Rは、導電層233Rを介してトランジスタ205Rと電気的に接続される。発光デバイス130Gは、導電層233Gを介してトランジスタ205Gと電気的に接続される。発光デバイス130Bは、導電層233Bを介してトランジスタ205Bと電気的に接続される。
 なお、発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び発光デバイス130Bに共通する事項を説明する場合には、これらを区別するアルファベットを省略し、発光デバイス130と記す場合がある。同様に、トランジスタ205R、トランジスタ205G、及びトランジスタ205Bなど、アルファベットで区別する構成要素についても、これらに共通する事項を説明する場合には、アルファベットを省略した符号を用いて説明する場合がある。
 発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び発光デバイス130Bはそれぞれ、一対の電極と、一対の電極に挟持される層を有する。層は少なくとも発光層を有する。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場合がある。
 発光デバイス130Rは、絶縁層235上の画素電極111Rと、画素電極111R上の島状の層113Rと、島状の層113R上の共通層114と、共通層114上の共通電極115と、を有する。発光デバイス130Rにおいて、層113R、及び共通層114をまとめてEL層と呼ぶことができる。
 発光デバイス130Gは、絶縁層235上の画素電極111Gと、画素電極111G上の島状の層113Gと、島状の層113G上の共通層114と、共通層114上の共通電極115と、を有する。発光デバイス130Gにおいて、層113G、及び共通層114をまとめてEL層と呼ぶことができる。
 発光デバイス130Bは、絶縁層235上の画素電極111Bと、画素電極111B上の島状の層113Bと、島状の層113B上の共通層114と、共通層114上の共通電極115と、を有する。発光デバイス130Bにおいて、層113B、及び共通層114をまとめてEL層と呼ぶことができる。
 本明細書等では、発光デバイスが有するEL層のうち、発光デバイスごとに島状に設けられた層を層113R、層113G、または層113Bと示し、複数の発光デバイスが共有して有する層を共通層114と示す。なお、本明細書等において、共通層114を含めず、層113R、層113G、及び層113Bを指して、島状のEL層、島状に形成されたEL層などと呼ぶ場合もある。
 層113R、層113G、及び層113Bはそれぞれ島状であり、互いに分離されている。EL層を発光デバイスごとに島状に設けることで、隣接する発光デバイス間のリーク電流を抑制することができる。これにより、意図しない発光に起因したクロストークを防ぐことができ、コントラストの極めて高い表示装置を実現できる。特に、低輝度における電流効率の高い表示装置を実現できる。
 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。
 層101は、発光デバイス130を制御する機能を有する画素回路を含むことが好ましい。画素回路は、例えば、トランジスタ、容量素子、及び配線を有する構成とすることができる。なお、層101は画素回路に加えて、ゲート線駆動回路(ゲートドライバ)、及びソース線駆動回路(ソースドライバ)の一方または双方を有してもよい。層101は、さらに演算回路、及び記憶回路の一方または双方を有してもよい。
 層101は、半導体基板または絶縁性基板上に画素回路が設けられた構成とすることができる。半導体基板として、シリコンまたは炭化シリコンを材料とした単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、またはSOI基板などを用いることができる。絶縁性基板として、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、または有機樹脂基板を用いることができる。なお、半導体基板、及び絶縁性基板の形状は円形であってもよく、角形であってもよい。半導体基板、及び絶縁性基板は、少なくとも後の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する基板を用いることができる。
 層101は、例えば、基板151上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。図2は、層101が有するトランジスタとして、トランジスタ205R、トランジスタ205G、及びトランジスタ205Bを示している。なお、図2はトランジスタ205R、トランジスタ205G、及びトランジスタ205Bのチャネル長方向の断面図を示している。
 本発明の一態様である表示装置に適用できるトランジスタについて、トランジスタ205Rを例に挙げて説明する。図2に示すトランジスタ205R、発光デバイス130R、及びその近傍の拡大図を、図3Aに示す。
 トランジスタ205Rは、半導体層231と、絶縁層218と、導電層223と、をこの順に積層して有する。絶縁層225の一部は、トランジスタ205Rのゲート絶縁層として機能する。導電層223は、トランジスタ205Rのゲート電極として機能する。トランジスタ205Rは、半導体層231上にゲート電極が設けられる、いわゆるトップゲート型のトランジスタである。半導体層231は、チャネル形成領域231i、及び一対の低抵抗領域231nを有する。チャネル形成領域231iは、絶縁層218を介して導電層223と重なる領域を有する。
 トランジスタ205Rは、さらに絶縁層218と、導電層222a及び導電層222bを有する。絶縁層218は、絶縁層225及び導電層223上に設けられる。絶縁層218及び絶縁層225は、低抵抗領域231nに達する開口を有する。当該開口を覆うように導電層222a及び導電層222bが設けられる。導電層222aは一対の低抵抗領域231nの一方と電気的に接続され、導電層222bは一対の低抵抗領域231nの他方と電気的に接続される。導電層222a及び導電層222bの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。トランジスタ205Rは、TGSA(Top Gate Self Align)型のトランジスタということができる。
 絶縁層218は、トランジスタ205Rの保護層として機能する。絶縁層218は、不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。絶縁層218を設けることにより、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。不純物として、例えば、水及び水素が挙げられる。絶縁層218は、無機材料を有する絶縁層、または有機材料を有する絶縁層とすることができる。絶縁層218は、例えば、酸化物または窒化物の無機材料を好適に用いることができる。より具体的には、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ハフニウム、及びハフニウムアルミネートの一または複数を用いることができる。有機材料として、例えば、アクリル樹脂、及びポリイミド樹脂の一または複数を用いることができる。有機材料は感光性の材料を用いてもよい。また、上述の絶縁膜を2以上積層して用いてもよい。絶縁層218は、無機材料を有する絶縁層と、有機材料を有する絶縁層との積層構造としてもよい。
 半導体層231の上下にゲートを設け、半導体層231を2つのゲートで挟持する構成としてもよい。図2及び図3Aに示すように、トランジスタ205Rは、基板151と半導体層231との間に、導電層221及び絶縁層211を有する。導電層221は、絶縁層211を介して半導体層231と重なる領域を有し、半導体層231を介して導電層223と重なる領域を有する。
 トランジスタ205Rにおいて、導電層223は、第1のゲート電極(トップゲート電極ともいう)としての機能を有し、導電層221は、第2のゲート電極(ボトムゲート電極ともいう)としての機能を有する。トランジスタ205Rにおいて、絶縁層225の一部は、第1のゲート絶縁層としての機能を有し、絶縁層211の一部は、第2のゲート絶縁層としての機能を有する。半導体層231の、導電層223及び導電層221の少なくとも一方と重なる部分は、トランジスタ205Rのチャネル形成領域として機能する。なお、以下では説明を容易にするため、半導体層231の導電層223と重なる部分をチャネル形成領域と呼ぶ場合があるが、実際には導電層223と重ならずに、導電層221と重なる部分(低抵抗領域231nを含む部分)にもチャネルが形成しうる。
 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205G及びトランジスタ205Bは、トランジスタ205Rと同じ構成とすることができる。トランジスタ205G及びトランジスタ205Bは、トランジスタ205Rの記載を参照できるため、詳細な説明を省略する。なお、トランジスタ205R、トランジスタ205G及びトランジスタ205Bで異なる構成を適用してもよい。
 本発明の一態様の表示装置が有するトランジスタ205の半導体層231は、半導体特性を示す金属酸化物(酸化物半導体、OS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。
 ここで、表示装置は高温の環境、または外光の強い環境で使用される場合がある。また、表示装置内において、発光デバイス130から発せられる光の一部が、トランジスタ205に到達する場合がある。高温、または光によってトランジスタの電気特性が変動すると、表示装置の表示品位が低下してしまう恐れがある。したがって、表示装置に適用するトランジスタ205は、高温及び光に対する電気特性の変動が小さい、つまり信頼性が高いことが好ましい。高温及び光に対する信頼性の高いトランジスタを表示装置に適用することにより、表示品位が高く、かつ信頼性の高い表示装置とすることができる。
 光によるOSトランジスタの電気特性の変動のメカニズムについて、図4Aを用いて説明する。図4Aにおいて、左側に半導体層231が有する金属酸化物(OS)のバンドダイヤグラムを示し、右側にゲート絶縁層(GI)として機能する絶縁層225が有するシリコンを含む酸化物のバンドダイヤグラムを示す。なお、図4Aにおいて、ホールを“h+”と記した丸印で示し、電子を黒色の丸印で示している。
 光によるOSトランジスタの電気特性の変動のメカニズムは、以下のように推定される。はじめに、金属酸化物に光(hv)が照射されると、金属酸化物の価電子帯(Ev)または深い準位(dDOS:deep Density of States)に存在する電子(キャリア)が、伝導帯(Ec)に励起される。金属酸化物の深い準位は、金属酸化物中の酸素欠損(V)に由来する準位と推定される。次に、金属酸化物の伝導帯(Ec)への電子励起により、金属酸化物の価電子帯(Ev)または深い準位にホールが生成される。ここで、ゲート−ソース間に負バイアスが印加されると、金属酸化物とゲート絶縁層との界面及びその近傍にホールが蓄積される。このとき、当該界面およびその近傍に欠陥準位(図4Aの“GI defects”)が存在すると、ホールが当該欠陥準位にトラップされる(図4Aの“Hole Injection”)。このため、OSトランジスタのしきい値電圧がマイナス方向へシフトする。
 ゲート絶縁層として機能する絶縁層225は、欠陥準位が少ないことが好ましい。絶縁層225として、例えば、シリコンを含む酸化物を用いることができる。具体的には、絶縁層225として、酸化シリコンまたは酸化窒化シリコンを用いることができる。この場合、ゲート絶縁層の欠陥準位として、1つのシリコン原子と結合した酸素原子、及び2つのシリコン原子と結合した窒素原子が挙げられる。なお、1つのシリコン原子と結合した酸素原子を、非架橋酸素正孔捕獲中心(NBOHC:Non Bridging Oxygen Hole Center)と表記し、2つのシリコン原子と結合した窒素原子をNと表記する場合がある。NBOHC及びNはダングリングボンドを有し、ダングリングボンドにホールがトラップされることにより、しきい値電圧が変動する場合がある。したがって、絶縁層225は、NBOHC及びNが少ないことが好ましい。
 絶縁層225の欠陥準位として、金属酸化物に含まれる原子が絶縁層225に拡散することで形成される欠陥に由来する準位が挙げられる。例えば、絶縁層225が有するシリコン原子が、金属酸化物に含まれる金属原子に置き換わった欠陥が挙げられる。当該金属酸化物がIn−Ga−Zn酸化物である場合、当該欠陥として、シリコン原子がインジウム原子、ガリウム原子、または亜鉛原子に置き換わった欠陥が挙げられる。本明細書等では、シリコン原子がインジウム原子に置き換わった欠陥をInSiと表記し、シリコン原子がガリウム原子に置き換わった欠陥をGaSiと表記し、シリコン原子が亜鉛原子に置き換わった欠陥をZnSiと表記することができる。なお、第一原理計算から、ZnSiの生成エネルギーは、InSi、及びGaSiの生成エネルギーよりも高いことが分かった。したがって、ZnSiは、InSi、及びGaSiよりも生成されにくいと推測される。なお、本明細書等において、絶縁層225が有するシリコン原子が、金属酸化物に含まれる金属原子に置き換わった欠陥を総称して、MSiと記す場合がある(図4Bの“MSi defects”)。例えば、半導体層231にIn−Ga−Zn酸化物を用いる場合、InSi、GaSi、及びZnSiを総称して、MSiと記す場合がある。
 NBTIS試験におけるしきい値電圧の変動量の時間依存性から、NBTIS劣化には時定数が異なる2以上の劣化要因があると考えられる。時定数の大きい劣化要因がMSiに起因し、時定数の小さい劣化要因がMSi以外(例えば、NBOHC及びN)に起因する。図4Bは、MSiに起因する準位と、MSi以外(例えば、NBOHC及びN)に起因する準位を示している。また、時定数の小さい劣化、つまり速度が速い劣化(図4Bの“Fast degradation”)と、時定数の大きい劣化、つまり速度が遅い劣化(図4Bの“Slow degradation”)を矢印で模式的に示している。
 半導体層231が有する金属酸化物は結晶性が高いことが好ましい。金属酸化物の結晶性を高くすることで、金属酸化物に含まれる金属元素が絶縁層225へ拡散することを抑制できる。したがって、InSi、GaSi、及びZnSiの形成を抑制することができる。
 絶縁層225において、金属酸化物が有する金属元素の濃度は低いことが好ましい。絶縁層225中の当該金属元素の濃度は、2×1019atoms/cm以下が好ましく、さらには1×1019atoms/cm以下が好ましく、さらには8×1018atoms/cm以下が好ましく、さらには5×1018atoms/cm以下が好ましい。絶縁層225中の当該金属元素の濃度は、例えば、二次イオン質量分析法(SIMS:Secondary Ion Mass Spectrometry)を用いて評価することができる。例えば、半導体層231にIn−Ga−Zn酸化物を用いる場合、絶縁層225においてインジウム濃度、ガリウム濃度、及び亜鉛濃度はそれぞれ、前述の範囲であることが好ましい。なお、絶縁層225中の当該金属元素の濃度は低いほど好ましいため、濃度の下限値を特に設ける必要はない。
 なお、図2等に示すように第2のゲート電極(ボトムゲート電極ともいう)として導電層221を設ける場合も同様に、第1のゲート絶縁層として機能する絶縁層225において、金属酸化物が有する金属元素の濃度は前述の範囲であることが好ましい。さらに、第2のゲート絶縁層として機能する絶縁層211において、金属酸化物が有する金属元素の濃度は前述の範囲であることが好ましい。
 トランジスタの信頼性を評価する指標の1つとして、ゲートに電界を印加した状態で保持する、GBT(Gate Bias Temperature)ストレス試験がある。その中でも、ソース電位及びドレイン電位に対して、ゲートに正の電位(正バイアス)を与えた状態で、高温下で保持する試験をPBTS(Positive Bias Temperature Stress)試験、ゲートに負の電位(負バイアス)を与えた状態で、高温下で保持する試験をNBTS(Negative Bias Temperature Stress)試験と呼ぶ。また、光を照射した状態で行うPBTS試験及びNBTS試験をそれぞれ、PBTIS(Positive Bias Temperature Illumination Stress)試験、NBTIS(Negative Bias Temperature Illumination Stress)試験と呼ぶ。
 本発明の一態様の表示装置に適用するトランジスタは、特にNBTIS試験での電気特性の変動(以下、NBTIS劣化とも記す)が小さいことが好ましい。
 なお、ここではTGSA型のトランジスタを例に挙げて説明したが、本発明の一態様の表示装置に適用できるトランジスタの構造は特に限定されない。
 トランジスタ205R、トランジスタ205G、及びトランジスタ205B上に、絶縁層214と、絶縁層214上の絶縁層235と、が設けられる。絶縁層214及び絶縁層235はそれぞれ、トランジスタ205R、トランジスタ205G、及びトランジスタ205Bに起因する凹凸を小さくし、層101の上面をより平坦にする機能を有する。なお、本明細書等において、絶縁層214及び絶縁層235をそれぞれ、平坦化層と記す場合がある。
 絶縁層214及び絶縁層235はそれぞれ、有機材料を有する絶縁層を好適に用いることができる。有機材料として、感光性の有機樹脂を用いることが好ましく、例えば、アクリル樹脂を含む感光性の樹脂組成物を用いることが好ましい。なお、本明細書などにおいて、アクリル樹脂とは、ポリメタクリル酸エステル、またはメタクリル樹脂だけを指すものではなく、広義のアクリル系ポリマー全体を指す場合がある。
 絶縁層214及び絶縁層235はそれぞれ、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用いてもよい。また、絶縁層214及び絶縁層235はそれぞれ、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラール、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等の有機材料を用いてもよい。また、感光性の樹脂としてフォトレジストを用いてもよい。感光性の有機樹脂として、ポジ型の材料及びネガ型の材料のどちらを用いてもよい。絶縁層214と絶縁層235で同じ有機材料を用いてもよく、異なる有機材料を用いてもよい。
 絶縁層214を、有機絶縁層と、無機絶縁層との積層構造にしてもよい。例えば、絶縁層214を、有機絶縁層と、当該有機絶縁層上の無機絶縁層との積層構造とすることができる。絶縁層214の最表面に無機絶縁層を設けることにより、エッチング保護層としての機能させることができる。これにより、導電層233の形成時に絶縁層214の一部がエッチングされ、絶縁層214の平坦性が低くなってしまうことを抑制できる。同様に、絶縁層235も有機絶縁層と、無機絶縁層との積層構造にしてもよい。これにより、画素電極111の形成時、及び層113の形成時に絶縁層235の一部がエッチングされ、絶縁層235の平坦性が低くなってしまうことを抑制できる。または、絶縁層214を、無機絶縁層と、当該無機絶縁層上の有機絶縁層との積層構造としてもよい。絶縁層235も同様である。
 トランジスタ205R、トランジスタ205G、及びトランジスタ205B上に、平坦化層として機能する絶縁層を2以上設けることにより、発光デバイス130の被形成面(ここでは、絶縁層235)をより平坦にすることができる。
 ここで、発光デバイス130の被形成面である絶縁層235の上面の平坦性が低い場合、例えば、共通電極の段切れによる接続不良、または共通電極115の膜厚が局所的に薄くなり、電気抵抗が上昇する場合がある。また、絶縁層235の上面の平坦性が低い場合、絶縁層235上に形成される層の加工精度が低くなる場合がある。
 本発明の一態様である表示装置はトランジスタ205R、トランジスタ205G、及びトランジスタ205B上に、平坦化層として機能する絶縁層を2以上設けることにより、発光デバイス130の被形成面をより平坦にすることができる。したがって、絶縁層235の上面を平坦にすることにより、絶縁層235上に設けられる発光デバイス130等の加工精度が高まり、精細度の高い表示装置とすることができる。また、共通電極の段切れによる接続不良、及び共通電極115の膜厚が局所的に薄くなり、電気抵抗が上昇することを防止でき、表示品質の高い表示装置とすることができる。
 なお、ここでは平坦化層として機能する絶縁層を2層の積層構造(絶縁層214及び絶縁層235)とする構成を示しているが、本発明の一態様はこれに限られない。平坦化層として機能する絶縁層を、3層以上の積層構造としてもよい。なお、図2等では絶縁層214及び絶縁層235をそれぞれ単層構造で示しているが、本発明の一態様はこれに限られない。絶縁層214及び絶縁層235はそれぞれ、積層構造であってもよい。
 絶縁層214は、開口191R、開口191G、及び開口191Bを有する。
 開口191Rはトランジスタ205Rの導電層222bと重なる領域を有し、開口191Rにおいてトランジスタ205Rの導電層222bが露出する。開口191Rを覆うように導電層233Rが設けられる。導電層233Rは、絶縁層214の側面及びトランジスタ205Rの導電層222bの上面と接する領域を有する。導電層233Rは、絶縁層214の上面と接する領域を有してもよい。
 開口191Gはトランジスタ205Gの導電層222bと重なる領域を有し、開口191Gにおいてトランジスタ205Gの導電層222bが露出する。開口191Gを覆うように導電層233Gが設けられる。導電層233Gは、絶縁層214の側面及びトランジスタ205Gの導電層222bの上面と接する領域を有する。導電層233Gは、絶縁層214の上面と接する領域を有してもよい。
 開口191Bはトランジスタ205Bの導電層222bと重なる領域を有し、開口191Bにおいてトランジスタ205Bの導電層222bが露出する。開口191Bを覆うように導電層233Bが設けられる。導電層233Bは、絶縁層214の側面及びトランジスタ205Bの導電層222bの上面と接する領域を有する。導電層233Bは、絶縁層214の上面と接する領域を有してもよい。
 絶縁層235は、開口193R、開口193G、及び開口193Bを有する。
 開口193Rは導電層233Rと重なる領域を有し、開口193Rにおいて、導電層233Rが露出する。開口193Rを覆うように画素電極111Rが設けられる。画素電極111Rは、絶縁層235の側面及び導電層233Rの上面と接する領域を有する。つまり、発光デバイス130Rは、導電層233Rを介してトランジスタ205Rと電気的に接続される。
 開口193Gは導電層233Gと重なる領域を有し、開口193Gにおいて、導電層233Gが露出する。開口193Gを覆うように画素電極111Gが設けられる。画素電極111Gは、絶縁層235の側面及び導電層233Gの上面と接する領域を有する。つまり、発光デバイス130Gは、導電層233Gを介してトランジスタ205Gと電気的に接続される。
 開口193Bは導電層233Bと重なる領域を有し、開口193Bにおいて、導電層233Bが露出する。開口193Bを覆うように画素電極111Bが設けられる。画素電極111Bは、絶縁層235の側面及び導電層233Bの上面と接する領域を有する。つまり、発光デバイス130Bは、導電層233Bを介してトランジスタ205Bと電気的に接続される。
 開口191Rはトランジスタ205Rの導電層222b上に設けられる。同様に、開口191Gはトランジスタ205Gの導電層222b上に設けられる。開口191Bはトランジスタ205Bの導電層222b上に設けられる。つまり、絶縁層214の端部は、トランジスタ205Rの導電層222b上、トランジスタ205Gの導電層222b上、及びトランジスタ205Bの導電層222b上に位置することが好ましい。図3Aでは、断面視における開口191Rの幅191dを両矢印で示している。幅191dは、トランジスタ205Rの導電層222b上で対向する絶縁層214の端部間の距離ということもできる。
 開口193Rは導電層233R上に設けられる。同様に、開口193Gは導電層233G上に設けられる。開口193Bは導電層233B上に設けられる。つまり、絶縁層235の端部は、導電層233R上、導電層233G上、及び導電層233B上に位置することが好ましい。図3Aでは、断面視における開口193Rの幅193dを両矢印で示している。幅193dは、導電層233R上で対向する絶縁層235の端部間の距離ということもできる。
 トランジスタ205Rの導電層222b、導電層233R、及び画素電極111Rは互いに重なる領域を有することが好ましい。同様に、トランジスタ205Gの導電層222b、導電層233G、及び画素電極111Gは互いに重なる領域を有することが好ましい。トランジスタ205Bの導電層222b、導電層233B、及び画素電極111Bは互いに重なる領域を有することが好ましい。また、開口193Rは、開口191Rと重なる領域を有することが好ましい。開口193Gは、開口191Gと重なる領域を有することが好ましい。開口193Bは、開口191Bと重なる領域を有することが好ましい。開口193R、開口193G、及び開口193Gを、開口191R、開口191G及び開口191Bと重なる領域に設けることにより、画素回路の占有面積を小さくすることができる。したがって、高精細の表示装置とすることができる。
 開口191R、開口191G、開口191B、開口193R、開口193G及び開口193Bの上面形状は、例えば、三角形、四角形(長方形、正方形を含む)、多角形、これらの角が丸い形状、楕円形、または円形とすることができる。開口191R及び開口193Rの上面形状の例を、図3B及び図3Cに示す。図3B及び図3Cはそれぞれ、上面視において、開口191R、開口191G、開口191B、開口193R、開口193G及び開口193Bが、角が丸い形状である例を示している。なお、開口191R、開口191G、及び開口191Bの上面形状は同じであってもよく、異なってもよい。開口193R、開口193G及び開口193Bの上面形状は同じであってもよく、異なってもよい。また、開口191R、開口191G、及び開口191Bと、開口193R、開口193G及び開口193Bの上面形状は同じであってもよく、異なってもよい。例えば、上面視において、開口191R、開口191G、及び開口191Bは角が丸い形状であり、開口193R、開口193G及び開口193Bは円形であってもよい。
 図3B及び図3Cに示すように、開口193Rは、開口191Rの内側に位置することが好ましい。同様に、開口193Gは開口191Gの内側に位置することが好ましい。開口193Gは開口191Gの内側に位置することが好ましい。つまり、絶縁層214の端部は絶縁層235の端部より外側に位置することが好ましい。開口191Rの外側に開口193Rを設ける場合と比較して、開口191Rの内側に開口193Rを設ける場合は、画素電極111Rの被形成面の凹凸が少なく、なだらかな形状にすることができ、画素電極111Rの段切れによる接続不良を抑制することができる。また、画素電極111Rの膜厚が局所的に薄くなることで電気抵抗が上昇することを抑制することができる。同様に、開口191Gの内側に開口193Gを設けることで、画素電極111Gの被形成面の形状をなだらかにすることができ、画素電極111Gの接続不良、及び電気抵抗の上昇を防止することができる。開口191Bの内側に開口193Bを設けることで、画素電極111Bの被形成面の形状をなだらかにすることができ、画素電極111Bの接続不良、及び電気抵抗の上昇を防止することができる。したがって、表示品位の高い表示装置とすることができる。また、開口193R、開口193G、開口193G、開口191R、開口191G及び開口191Bの占有面積が小さくなるため、画素回路の占有面積が小さくなり、高精細の表示装置とすることができる。
 幅191d及び幅193dはそれぞれ小さいことが好ましい。幅191d及び幅193dを小さくすることで、画素回路の占有面積を小さくなり、表示装置とすることができる。幅191dは、例えば、6μm以下が好ましく、さらには4μm以下が好ましく、さらには3μm以下が好ましく、さらには2μm以下が好ましい。幅193dは、6μm以下が好ましく、さらには4μm以下が好ましく、さらには3μm以下が好ましく、さらには2μm以下が好ましい。幅191d、及び幅193dをそれぞれ小さくすることで、高精細の表示装置とすることができる。
 さらに、幅193dは、幅191dより小さいことが好ましい。幅193dを幅191dより小さくすることで、画素電極111の被形成面の形状をなだらかにすることができ、画素電極111の段切れによる接続不良を抑制することができる。また、画素電極111の膜厚が局所的に薄くなることで電気抵抗が上昇することを抑制することができる。
 なお、開口191の上面形状は、上面視における絶縁層214の端部の形状に相当する。開口191の幅191dは、上面視において、開口191に外接する最小の矩形の短辺を指す。同様に、開口193の上面形状は、上面視における絶縁層235の端部の形状に相当する。開口193の幅193dは、上面視において、開口193に外接する最小の矩形の短辺を指す。
 発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び発光デバイス130Bが有する画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bについて、説明する。
 発光デバイス130Rが有する画素電極111Rは、導電層112Rと、導電層112R上の導電層126Rと、導電層126R上の導電層129Rと、の積層構造を有する。同様に、発光デバイス130Gが有する画素電極111Gは、導電層112Gと、導電層112G上の導電層126Gと、導電層126G上の導電層129Gと、の積層構造を有する。発光デバイス130Bが有する画素電極111Bは、導電層112Bと、導電層112B上の導電層126Bと、導電層126B上の導電層129Bと、の積層構造を有する。
 導電層112Rは、絶縁層235に設けられた開口193Rを介して、導電層233Rと電気的に接続される。導電層112Rは、導電層233Rを介して、トランジスタ205が有する導電層222bと電気的に接続される。導電層112Rの端部は、導電層126Rの端部より外側に位置している。導電層126Rの端部は、導電層129Rの端部より内側に位置している。導電層112Rの端部は、導電層129Rの端部より内側に位置している。つまり、導電層126Rの端部は、導電層112R上に位置する。また、導電層129Rの端部は、導電層112R上に位置する。導電層126Rの上面及び側面は、導電層129Rで覆われる。
 導電層112Rは、可視光に対する透過性、及び反射性は特に限定されない。導電層112Rは、可視光に対して透過性を有する導電層、または可視光に対して反射性を有する導電層を用いることができる。可視光に対して透過性を有する導電層として、例えば、酸化物導電層を用いることができる。具体的には、導電層112Rとして、In−Si−Sn酸化物(ITSOともいう)を好適に用いることができる。可視光に対して反射性を有する導電層として、例えば、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、銀、スズ、亜鉛、白金、金、モリブデン、タンタル、またはタングステンなどの金属、またはこれを主成分とする合金(例えば、銀とパラジウムと銅の合金(APC:Ag−Pd−Cu))を用いることができる。導電層112Rは、可視光に対して透過性を有する導電層と、当該導電層上の反射性を有する導電層との積層構造としてもよい。導電層112Rは、導電層112Rの被形成面(ここでは、絶縁層235)との密着性が高い材料を適用することが好ましい。これにより、導電層112Rの膜剥がれを抑制することができる。
 導電層126Rは可視光に対して反射性を有する導電層を用いることができる。導電層126Rは、可視光に対して透過性を有する導電層と、当該導電層上の反射性を有する導電層との積層構造としてもよい。導電層126Rは、導電層112Rに適用できる材料を適用することができる。具体的には、導電層126RとしてIn−Si−Sn酸化物(ITSO)と、In−Si−Sn酸化物(ITSO)上の銀とパラジウムと銅の合金(APC)の積層構造を好適に用いることができる。
 導電層129Rは、導電層112Rに適用できる材料を適用することができる。導電層129Rは、例えば、可視光に対して透過性を有する導電層を用いることができる。具体的には、導電層129RとしてIn−Si−Sn酸化物(ITSO)を用いることができる。
 導電層126Rに酸化されやすい材料を用いる場合、導電層129Rは酸化されにくい材料を適用し、導電層129Rで導電層126Rを覆うことにより、導電層129Rが酸化されてしまうことを抑制できる。また、導電層126Rに含まれる金属成分が析出してしまうことを抑制できる。例えば、導電層126Rに銀を含む材料を適用する場合、導電層126RはIn−Si−Sn酸化物(ITSO)を好適に用いることができる。これにより、導電層126Rが酸化されることを抑制でき、銀の析出を抑制することができる。
 本発明の一態様である表示装置に適用できる画素電極111の構成は、図2等に示す画素電極111の構成に限定されない。
 発光デバイス130Gにおける導電層112G、導電層126G、導電層129G、並びに発光デバイス130Bにおける導電層112B、導電層126B、及び導電層129Bについては、発光デバイス130Rにおける導電層112R、導電層126R、及び導電層129Rと同様であるため詳細な説明は省略する。
 導電層112R、導電層112G、及び導電層112Bは、絶縁層235に設けられた開口193R、開口193G、及び開口193Bを覆うように形成される。導電層112R、導電層112G、及び導電層112Bの凹部には、層128が埋め込まれている。
 層128は、導電層112R、導電層112G、及び導電層112Bの凹部を平坦にする機能を有する。導電層112R、導電層112G、導電層112B及び層128上には、導電層112R、導電層112G、及び導電層112Bと電気的に接続される導電層126R、導電層126G、及び導電層126Bが設けられている。したがって、導電層112R、導電層112G、及び導電層112Bの凹部と重なる領域も発光領域として機能し、画素の開口率を高めることができる。
 層128の導電性は特に限定されず、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く、有機絶縁材料を用いて形成されることが特に好ましい。層128には、例えば前述の絶縁層127に用いることができる有機絶縁材料を適用することができる。
 なお、層128を導電層とする場合、層128は画素電極の一部として機能することができる。
 導電層112Rの上面、並びに導電層129Rの上面及び側面は、層113Rによって覆われている。同様に、導電層112Gの上面、並びに導電層129Gの上面及び側面は、層113Gによって覆われており、導電層126Bの上面、並びに導電層129Bの上面及び側面は、層113Bによって覆われている。したがって、導電層126R、導電層126G、及び導電層126Bが設けられている領域全体を、発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び発光デバイス130Bの発光領域として用いることができるため、画素の開口率を高めることができる。
 画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bのそれぞれの端部はテーパ形状を有することが好ましい。具体的には、画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bのそれぞれの端部はテーパ角90°未満のテーパ形状を有することが好ましい。画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bの側面をテーパ形状とすることで、画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bの上面及び側面に沿って設けられるEL層の被覆性を高めることができる。
 なお、画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bを形成する際に絶縁層235の一部が除去される場合がある。絶縁層235は、画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bのいずれとも重ならない領域に凹部を有してもよい。
 層113R、層113G、及び層113Bを形成する際に絶縁層235の一部が除去される場合がある。図2は、絶縁層235は、層113R、層113G、及び層113Bのいずれとも重ならない領域に凹部を有する例を示している。
 図2において、画素電極111Rと層113Rとの間には、画素電極111Rの上面端部を覆う絶縁層(隔壁、バンク、スペーサともいう)が設けられていない。また、画素電極111Gと層113Gとの間には、画素電極111Gの上面端部を覆う絶縁層が設けられていない。そのため、隣り合う発光デバイスの間隔を小さくすることができる。したがって、高精細、または、高解像度の表示装置とすることができる。また、当該絶縁層を形成するためのマスクも不要となり、表示装置の製造コストを削減することができる。
 画素電極とEL層との間に、画素電極の端部を覆う絶縁層を設けない構成、別言すると、画素電極とEL層との間に絶縁層が設けられない構成とすることで、EL層からの発光を効率よく取り出すことができる。したがって、本発明の一態様の表示装置は、視野角依存性を小さくすることができる。視野角依存性を小さくすることで、表示装置における画像の視認性を高めることができる。例えば、本発明の一態様の表示装置においては、視野角(斜め方向から画面を見たときの、一定のコントラスト比が維持される最大の角度)を100°以上180°未満、好ましくは150°以上170°以下の範囲とすることができる。なお、上記の視野角については、上下、及び左右のそれぞれに適用することができる。
 本実施の形態の発光デバイスには、シングル構造(発光ユニットを1つだけ有する構造)を適用してもよく、タンデム構造(発光ユニットを複数有する構造)を適用してもよい。発光ユニットは、少なくとも1層の発光層を有する。
 発光デバイス130Rは、赤色(R)の光を発し、発光デバイス130Gは、緑色(G)の光を発し、発光デバイス130Bは、青色(B)の光を発する。層113R、層113G、及び層113Bは、少なくとも発光層を有する。層113Rは、赤色の光を発する発光層を有し、層113Gは、緑色の光を発する発光層を有し、層113Bは、青色の光を発する発光層を有する。言い換えると、層113Rは、赤色の光を発する発光材料を有し、層113Gは、緑色の光を発する発光材料を有し、層113Bは、青色の光を発する発光材料を有する。
 タンデム構造の発光デバイスを用いる場合、層113Rは、赤色の光を発する発光ユニットを複数有する構造であり、層113Gは、緑色の光を発する発光ユニットを複数有する構造であり、層113Bは、青色の光を発する発光ユニットを複数有する構造であると好ましい。各発光ユニットの間には、電荷発生層を設けることが好ましい。
 層113R、層113G、及び層113Bは、それぞれ、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電荷発生層、電子ブロック層、電子輸送層、及び電子注入層のうち1つ以上を有してもよい。
 例えば、層113R、層113G、及び層113Bは、それぞれ、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、及び、電子輸送層をこの順で有してもよい。また、正孔輸送層と発光層との間に電子ブロック層を有してもよい。また、電子輸送層と発光層との間に正孔ブロック層を有してもよい。また、電子輸送層上に電子注入層を有してもよい。
 例えば、層113R、層113G、及び層113Bは、それぞれ、電子注入層、電子輸送層、発光層、及び、正孔輸送層をこの順で有してもよい。また、電子輸送層と発光層との間に正孔ブロック層を有してもよい。また、正孔輸送層と発光層との間に電子ブロック層を有してもよい。また、正孔輸送層上に正孔注入層を有してもよい。
 このように、層113R、層113G、及び層113Bは、それぞれ、発光層と、発光層上のキャリア輸送層(電子輸送層または正孔輸送層)と、を有することが好ましい。または、層113R、層113G、及び層113Bは、それぞれ、発光層と、発光層上のキャリアブロック層(正孔ブロック層または電子ブロック層)と、を有することが好ましい。または、層113R、層113G、及び層113Bは、それぞれ、発光層と、発光層上のキャリアブロック層と、キャリアブロック層上のキャリア輸送層と、を有することが好ましい。層113R、層113G、及び層113Bの表面は、表示装置の作製工程中に露出するため、キャリア輸送層及びキャリアブロック層の一方または双方を発光層上に設けることで、発光層が最表面に露出することを抑制し、発光層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。
 層113R、層113G、及び層113Bに含まれる化合物の耐熱温度は、それぞれ、100℃以上180℃以下であることが好ましく、120℃以上180℃以下が好ましく、140℃以上180℃以下がより好ましい。例えば、これらの化合物のガラス転移点(Tg)は、それぞれ、100℃以上180℃以下であることが好ましく、120℃以上180℃以下が好ましく、140℃以上180℃以下がより好ましい。
 特に、発光層上に設けられる機能層の耐熱温度は高いことが好ましい。また、発光層上に接して設けられる機能層の耐熱温度は高いことがより好ましい。当該機能層の耐熱性が高いことで、発光層を効果的に保護することが可能となり、発光層が受けるダメージを低減することができる。
 発光層の耐熱温度は高いことが好ましい。これにより、加熱により発光層がダメージを受けて発光効率が低下すること、及び、寿命が短くなることを抑制できる。
 発光層は、発光物質(発光材料、発光性の有機化合物、ゲスト材料ともいう)と、有機化合物(ホスト材料ともいう)と、を有する。発光層の構成として、発光物質に比べて、有機化合物が多く含まれるため、当該有機化合物のTgを発光層の耐熱温度の指標に用いることができる。
 層113R、層113G、及び層113Bは、例えば、第1の発光ユニットと、第1の発光ユニット上の電荷発生層と、電荷発生層上の第2の発光ユニットと、を有してもよい。
 第2の発光ユニットは、発光層と、発光層上のキャリア輸送層(電子輸送層または正孔輸送層)と、を有することが好ましい。または、第2の発光ユニットは、発光層と、発光層上のキャリアブロック層(正孔ブロック層または電子ブロック層)と、を有することが好ましい。または、第2の発光ユニットは、発光層と、発光層上のキャリアブロック層と、キャリアブロック層上のキャリア輸送層と、を有することが好ましい。第2の発光ユニットの表面は、表示装置の作製工程中に露出するため、キャリア輸送層及びキャリアブロック層の一方または双方を発光層上に設けることで、発光層が最表面に露出することを抑制し、発光層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。なお、発光ユニットを3つ以上有する場合は、最も上層に設けられる発光ユニットにおいて、発光層と、発光層上のキャリア輸送層及びキャリアブロック層の一方または双方と、を有することが好ましい。
 共通層114は、例えば電子注入層、または正孔注入層を有する。または、共通層114は、電子輸送層と電子注入層とを積層して有していてもよく、正孔輸送層と正孔注入層とを積層して有してもよい。共通層114は、発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び発光デバイス130Bで共有されている。
 隣り合う発光デバイス130の間の領域には、絶縁層125と、絶縁層125上の絶縁層127と、が設けられている。図2等では、絶縁層125及び絶縁層127の断面が複数示されているが、表示装置100を上面から見た場合、絶縁層125及び絶縁層127は、それぞれ1つに繋がっている。つまり、表示装置100は、例えば絶縁層125及び絶縁層127を1つずつ有する構成とすることができる。なお、表示装置100は、互いに分離された複数の絶縁層125を有してもよく、また互いに分離された複数の絶縁層127を有してもよい。
 図2等では、画素電極111Rの端部よりも層113Rの端部が外側に位置する例を示している。なお、画素電極111Rと層113Rを例に挙げて説明するが、画素電極111Gと層113G、及び、画素電極111Bと層113Bにおいても同様のことがいえる。
 図2に示す発光デバイス130R、トランジスタ205R及びその近傍の拡大図を、図5Aに示す。層113Rの上面図を、図5Bに示す。層113Rは、画素電極111Rの端部を覆うように形成されている。このような構成とすることで、画素電極の上面全体を発光領域とすることも可能となり、島状のEL層の端部が画素電極の端部よりも内側に位置する構成に比べて、開口率を高めることが容易となる。
 画素電極111の側面をEL層で覆うことにより、画素電極111と共通電極115とが接することを抑制できるため、発光デバイス130のショートを抑制することができる。また、EL層の発光領域(すなわち、画素電極111と重なる領域)と、EL層の端部との距離を大きくすることができる。EL層の端部は、加工によりダメージを受けている可能性があるため、EL層の端部から離れた領域を発光領域として用いることで、発光デバイス130の信頼性を高められる場合がある。
 層113R、層113G、及び層113Bはそれぞれ、図5Bに示すように、発光領域である第1の領域113_1と、第1の領域113_1の外側の第2の領域113_2と、を有することが好ましい。第1の領域113_1は、図5Aでは画素電極111Rと共通電極115との間に位置する。第1の領域113_1は、層113Rにおいて、画素電極111Rと接し、かつ共通層114を介して共通電極115と重なる部分である。第1の領域113_1は、表示装置の作製工程中にマスク層に覆われ、受けるダメージが低減されている。したがって、発光効率が高く、長寿命の発光デバイスを実現することができる。一方、第2の領域113_2は、EL層の端部とその近傍を含み、表示装置の作製工程中に、プラズマに曝されるなどによって、ダメージを受けている可能性がある部分を含む。第2の領域を発光領域として用いないことで、発光デバイスの特性のばらつきを抑制することができる。第2の領域はダミー領域ということができる。
 図5A及び図5Bに、層113Rにおける発光領域である第1の領域113_1の幅L1を矢印で示している。層113Rにおけるダミー領域である第2の領域113_2の幅L2及び幅L3を矢印で示している。図5Bに示すように、第1の領域113_1を囲うように第2の領域113_2が設けられるため、図5Aなどの断面図において、第2の領域113_2は第1の領域113_1を挟んだ2箇所で確認することができる。幅L1乃至幅L3は、断面観察像などで確認することができる。
 第2の領域113_2は、層113Rにおいて、マスク層118R、マスク層119R、絶縁層125、及び絶縁層127の少なくとも一つが重なる部分である。
 第2の領域113_2の幅L2及び幅L3はそれぞれ、1nm以上が好ましく、さらには5nm以上が好ましく、さらには50nm以上が好ましく、さらには100nm以上が好ましい。ダミー領域である第2の領域113_2の幅が広いほど、発光領域の品質を均一にでき、発光デバイスの特性のばらつきを抑制でき、好ましい。
 一方で、第2の領域113_2の幅が狭いほど、発光領域が広くなり、画素の開口率を高めることができる。したがって、第2の領域113_2の幅L2及び幅L3はそれぞれ、第1の領域113_1の幅L1の50%以下が好ましく、さらには40%以下が好ましく、さらには30%以下が好ましく、さらには20%以下が好ましく、さらには10%以下が好ましい。例えば、ウェアラブル機器向け表示装置のような小型かつ高精細な表示装置においては、第2の領域113_2の幅L2及び幅L3はそれぞれ、500nm以下が好ましく、さらには300nm以下が好ましく、さらには200nm以下が好ましく、さらには150nm以下が好ましい。
 なお、島状のEL層において、第1の領域(発光領域)は、EL(Electroluminescence)発光が得られる領域である。また、島状のEL層において、第1の領域(発光領域)及び第2の領域(ダミー領域)ともに、PL(Photoluminescence)発光が得られる領域である。これらのことから、EL発光及びPL発光を確認することで、第1の領域と第2の領域を区別できるといえる。
 共通電極115は、発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び発光デバイス130Bで共有されている。複数の発光デバイスが共通して有する共通電極115は、接続部140に設けられた導電層123と電気的に接続される(図2参照)。導電層123には、画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bと同じ材料及び同じ工程で形成された導電層を用いることが好ましい。例えば、導電層123は、導電層112pと、導電層112p上の導電層126pと、導電層126p上の導電層129pとの積層構造とすることができる。導電層112pは、導電層112R、導電層112G、及び導電層112Bと同じ工程で形成することができる。導電層126pは、導電層126R、導電層126G、及び導電層126Bと同じ工程で形成することができる。導電層129pは、導電層129R、導電層129G、及び導電層129Bと同じ工程で形成することができる。
 なお、図2は、導電層129pの膜厚が、導電層129R、導電層129G、及び導電層129Bの膜厚と異なる構成を示している。導電層129p、導電層129R、導電層129G、及び導電層129Bに用いる材料の抵抗率に応じて、これらの膜厚を異ならせてもよい。膜厚を異ならせる場合、導電層129pは、導電層129R、導電層129G、及び導電層129Bと異なる工程で形成してもよい。または、導電層129pを形成する工程と、導電層129R、導電層129G、及び導電層129Bを形成する工程の一部を共通にしてもよい。
 接続部140には共通層114を設けなくてもよい。図2では、導電層123上に共通電極115が設けられる構成を示している。なお、導電層123上に共通層114が設けられ、共通層114を介して、導電層123と共通電極115とが電気的に接続される構成としてもよい。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ともいう)を用いることで、共通層114と、共通電極115とで成膜される領域を変えることができる。
 図2に示すように、発光デバイス130Rが有する層113R上に、マスク層118R及びマスク層119Rが位置し、発光デバイス130Gが有する層113G上に、マスク層118G及びマスク層119Gが位置し、発光デバイス130Bが有する層113B上に、マスク層118B及びマスク層119Bが位置する。マスク層118及びマスク層119は、第1の領域113_1(発光領域)を囲むように設けられる。言い換えると、マスク層は、発光領域と重なる部分に開口を有する。マスク層の上面形状は、第2の領域113_2と一致、概略一致、または類似する。マスク層118R及びマスク層119Rは、層113Rを形成する際に層113R上に設けたマスク層の一部が残存しているものである。同様に、マスク層118G及びマスク層119Gは層113Gを形成する際、マスク層118B及びマスク層119Bは層113Bを形成する際に、それぞれ設けたマスク層の一部が残存しているものである。このように、本発明の一態様の表示装置は、その作製時にEL層を保護するために用いるマスク層が一部残存していてもよい。
 マスク層118R、マスク層118G、及びマスク層118Bのいずれか2つ、または全てに同じ材料を用いてもよく、互いに異なる材料を用いてもよい。同様に、マスク層119R、マスク層119G、及びマスク層119Bのいずれか2つ、または全てに同じ材料を用いてもよく、互いに異なる材料を用いてもよい。なお、マスク層118R、マスク層118G、及びマスク層118Bをまとめて、マスク層118と呼ぶ場合がある。マスク層119R、マスク層119G、及びマスク層119Bをまとめて、マスク層119と呼ぶ場合がある。
 図2に示すように、マスク層118Rの一方の端部、及びマスク層119Rの一方の端部(発光領域側とは反対側の端部、外側の端部)は、層113Rの端部と揃っている、または概略揃っており、マスク層118Rの他方の端部及びマスク層119Rの他方の端部(発光領域側の端部、内側の端部)は、層113R上に位置する。ここで、マスク層118Rの他方の端部、及びマスク層119Rの他方の端部は、層113R及び画素電極111Rと重なることが好ましい。この場合、マスク層118Rの他方の端部、及びマスク層119Rの他方の端部が層113Rの平坦または概略平坦な面に形成されやすくなる。なお、マスク層118G、マスク層119G、マスク層118B及びマスク層119Bについても同様である。また、マスク層118及びマスク層119は、例えば、島状に加工されたEL層(層113R、層113G、または層113B)の上面と、絶縁層125との間に残存する。
 なお、端部が揃っている、または概略揃っている場合、及び、上面形状が一致または概略一致している場合、上面視において、積層した層と層との間で少なくとも輪郭の一部が重なっているといえる。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、この場合も端部が概略揃っている、または、上面形状が概略一致している、という。
 層113R、層113G、及び層113Bのそれぞれの側面は、絶縁層125によって覆われている。絶縁層127は、絶縁層125を介して、層113R、層113G、及び層113Bのそれぞれの側面と重なる。
 層113R、層113G、及び層113Bのそれぞれの上面の一部は、マスク層118によって覆われている。マスク層118上に、マスク層119が設けられる。絶縁層125及び絶縁層127は、マスク層118及びマスク層119を介して、層113R、層113G、及び層113Bのそれぞれの上面の一部と重なる。
 層113R、層113G、及び層113Bの上面の一部及び側面が、絶縁層125、絶縁層127、マスク層118及びマスク層119の少なくとも一つによって覆われていることにより、共通層114(または共通電極115)が、画素電極111R、画素電極111G、画素電極111B、層113R、層113G、及び層113B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。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。
 なお、図2では、層113R、層113G、及び層113Bを全て同じ膜厚で示すが、本発明はこれに限られない。層113R、層113G、及び層113Bのそれぞれの膜厚は異なっていてもよい。例えば、層113R、層113G、及び層113Bそれぞれの発する光が強まる光路長になるように、膜厚を設定することが好ましい。これにより、マイクロキャビティ構造を実現し、それぞれの発光デバイス130から射出される光の色純度を高めることができる。
 絶縁層125は、層113R、層113G、及び層113Bのそれぞれの側面と接することが好ましい。絶縁層125が層113R、層113G、及び層113Bと接する構成とすることで、層113R、層113G、及び層113Bの膜剥がれを防止することができる。絶縁層125と層113B、層113G、または層113Rとが密着することで、隣り合う層113Bなどが絶縁層125によって固定される、または、接着される効果を奏する。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。また、発光デバイスの作製歩留まりを高めることができる。
 図2に示すように、絶縁層125及び絶縁層127が、層113R、層113G、及び層113Bの上面の一部及び側面の双方を覆うことで、EL層の膜剥がれをより防ぐことができ、発光デバイスの信頼性を高めることができる。また、発光デバイスの作製歩留まりをより高めることができる。
 図2では、画素電極111Rの端部上に、層113R、マスク層118R、マスク層119R、絶縁層125、及び絶縁層127の積層構造が設けられる例を示す。同様に、画素電極111Gの端部上に、層113G、マスク層118G、マスク層119G、絶縁層125、及び絶縁層127の積層構造が設けられ、画素電極111Bの端部上に、層113B、マスク層118B、マスク層119B、絶縁層125、及び絶縁層127の積層構造が設けられる。
 図2では、画素電極111Rの端部を層113Rが覆っており、絶縁層125が層113Rの側面と接する構成を示す。同様に、画素電極111Gの端部は層113Gで覆われており、画素電極111Bの端部は層113Bで覆われており、絶縁層125が層113Gの側面及び層113Bの側面と接している。
 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、層113R、層113G、及び層113Bのそれぞれの上面の一部及び側面と重なる構成とすることができる。絶縁層127は、絶縁層125の側面の少なくとも一部を覆うことが好ましい。
 絶縁層125及び絶縁層127を設けることで、隣り合う島状の層の間を埋めることができるため、島状の層上に設ける層(例えばキャリア注入層、及び共通電極など)の被形成面の高低差の大きな凹凸を低減し、より平坦にすることができる。したがって、キャリア注入層及び共通電極などの被覆性を高めることができる。
 共通層114及び共通電極115は、層113R、層113G、層113B、マスク層118、マスク層119、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、画素電極及び島状のEL層が設けられる領域と、画素電極及び島状のEL層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小さくすることができ、共通層114及び共通電極115の被覆性を向上させることができる。したがって、段切れによる接続不良を抑制することができる。また、段差によって共通電極115の膜厚が局所的に薄くなり、電気抵抗が上昇することを抑制することができる。
 絶縁層127の上面はより平坦性の高い形状を有することが好ましいが、凸部、凸曲面、凹曲面、または凹部を有してもよい。例えば、絶縁層127の上面は、平坦性の高い凸曲面形状を有することが好ましい。
 次に、絶縁層125及び絶縁層127に適用できる材料の例について説明する。
 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等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等が挙げられる。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等が挙げられる。酸化窒化絶縁膜としては、酸化窒化シリコン膜、及び酸化窒化アルミニウム膜等が挙げられる。窒化酸化絶縁膜としては、窒化酸化シリコン膜、及び窒化酸化アルミニウム膜等が挙げられる。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。特に原子層堆積(ALD:Atomic Layer Deposition)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、または酸化シリコン膜等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。また、絶縁層125は、ALD法により形成した膜と、スパッタリング法により形成した膜と、の積層構造としてもよい。絶縁層125は、例えば、ALD法によって形成された酸化アルミニウム膜と、スパッタリング法によって形成された窒化シリコン膜と、の積層構造であってもよい。
 なお、本明細書等において、酸化窒化物とは、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は、水及び酸素の少なくとも一方に対するバリア絶縁層としての機能を有することが好ましい。また、絶縁層125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、絶縁層125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、バリア絶縁層とは、バリア性を有する絶縁層のことを示す。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。
 絶縁層125が、バリア絶縁層としての機能、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、水及び酸素の少なくとも一方)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、信頼性の高い発光デバイス、さらには、信頼性の高い表示装置を提供することができる。
 絶縁層125は、不純物濃度が低いことが好ましい。これにより、絶縁層125からEL層に不純物が混入し、EL層が劣化することを抑制することができる。また、絶縁層125において、不純物濃度を低くすることで、水及び酸素の少なくとも一方に対するバリア性を高めることができる。例えば、絶縁層125は、水素濃度及び炭素濃度の一方、好ましくは双方が十分に低いことが望ましい。
 なお、絶縁層125とマスク層118B、マスク層118G、及びマスク層118Rには同じ材料を用いることができる。この場合、マスク層118B、マスク層118G、及びマスク層118Rのいずれかと、絶縁層125との境界が不明瞭となり区別できない場合がある。
 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の高低差の大きな凹凸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115を形成する面の平坦性を向上させる効果を奏する。
 絶縁層127として、有機材料を有する絶縁層を好適に用いることができる。有機材料として、感光性の有機樹脂を用いることが好ましく、例えば、アクリル樹脂を含む感光性の樹脂組成物を用いることが好ましい。なお、本明細書などにおいて、アクリル樹脂とは、ポリメタクリル酸エステル、またはメタクリル樹脂だけを指すものではなく、広義のアクリル系ポリマー全体を指す場合がある。
 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用いてもよい。また、絶縁層127として、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラール、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等の有機材料を用いてもよい。また、感光性の樹脂としてはフォトレジストを用いてもよい。感光性の有機樹脂として、ポジ型の材料及びネガ型の材料のどちらを用いてもよい。
 絶縁層127には可視光を吸収する材料を用いてもよい。絶縁層127が発光デバイスからの発光を吸収することで、発光デバイスから絶縁層127を介して隣接する発光デバイスに光が漏れること(迷光)を抑制することができる。これにより、表示装置の表示品位を高めることができる。また、表示装置に偏光板を用いなくても、表示品位を高めることができるため、表示装置の軽量化及び薄型化を図ることができる。
 可視光を吸収する材料としては、黒色などの顔料を含む材料、染料を含む材料、光吸収性を有する樹脂材料(例えばポリイミドなど)、及び、カラーフィルタに用いることのできる樹脂材料(カラーフィルタ材料)が挙げられる。特に、2色、または3色以上のカラーフィルタ材料を積層または混合した樹脂材料を用いると、可視光の遮蔽効果を高めることができるため好ましい。特に3色以上のカラーフィルタ材料を混合させることで、黒色または黒色近傍の樹脂層とすることが可能となる。
 次に、絶縁層127とその近傍の構造について、説明する。発光デバイス130Rと発光デバイス130Gの間の絶縁層127とその周辺を含む領域の断面拡大図を、図6Aに示す。以下では、発光デバイス130Rと発光デバイス130Gの間の絶縁層127を例に挙げて説明するが、発光デバイス130Gと発光デバイス130Bの間の絶縁層127、及び発光デバイス130Bと発光デバイス130Rの間の絶縁層127などについても同様のことがいえる。
 図6Aに示すように、画素電極111Rを覆って層113Rが設けられ、画素電極111Gを覆って層113Gが設けられる。層113Rの上面の一部に接してマスク層118Rが設けられ、層113Gの上面の一部に接してマスク層118Gが設けられる。マスク層118Rの上面及び側面、層113Rの側面、絶縁層235の上面、マスク層118Gの上面及び側面、並びに層113Gの側面に接して、絶縁層125が設けられる。また、絶縁層125は、層113Rの上面の一部及び層113Gの上面の一部を覆う。絶縁層125の上面に接して絶縁層127が設けられる。また、絶縁層127は、絶縁層125を介して、層113Rの上面の一部及び側面、並びに、層113Gの上面の一部及び側面と重なり、絶縁層125の側面の少なくとも一部に接する。層113R、マスク層118R、層113G、マスク層118G、絶縁層125、及び絶縁層127を覆って共通層114が設けられ、共通層114の上に共通電極115が設けられる。
 絶縁層127は、2つの島状のEL層の間の領域(例えば、図6Aでは、層113Rと層113Gとの間の領域)に形成される。このとき、絶縁層127の少なくとも一部が、一方のEL層(例えば、図6Aでは、層113R)の側面端部と、もう一方のEL層(例えば、図6Aでは、層113G)の側面端部に挟まれる位置に配置されることになる。このような絶縁層127を設けることで、島状のEL層及び絶縁層127上に形成される共通層114及び共通電極115に、分断箇所、及び局所的に膜厚が薄い箇所が形成されることを防ぐことができる。
 表示装置の断面視において、絶縁層127の端部はテーパ形状であることが好ましい。絶縁層127の側面と絶縁層127の被形成面とのなす角は90°未満が好ましく、さらには60°以下が好ましく、さらには45°以下がより好ましく、さらには20°以下が好ましい。絶縁層127の端部をこのようなテーパ形状にすることで、絶縁層127上に設けられる共通層114及び共通電極115の被覆性を高めることができ、段切れ、または局所的な薄膜化などが生じることを抑制できる。これにより、共通層114及び共通電極115の面内均一性を向上させることができ、表示装置の表示品位を向上させることができる。
 図6Aに示すように、表示装置の断面視において、絶縁層127の上面は凸曲面形状を有することが好ましい。絶縁層127の上面の凸曲面形状は、中心に向かってなだらかに膨らんだ形状であることが好ましい。また、絶縁層127上面の中央部の凸曲面部が、端部のテーパ部に連続的に接続される形状であることが好ましい。絶縁層127をこのような形状にすることで、絶縁層127上全体で、共通層114及び共通電極115を被覆性良く成膜することができる。
 表示装置の断面視において、絶縁層125の端部はテーパ形状であることが好ましい。絶縁層125の側面と絶縁層125の被形成面とのなす角は90°未満が好ましく、さらには60°以下が好ましく、さらには45°以下がより好ましく、さらには20°以下が好ましい。
 表示装置の断面視において、マスク層118Rの端部はテーパ形状であることが好ましい。マスク層118Rの側面とマスク層118Rの被形成面とのなす角は90°未満が好ましく、さらには60°以下が好ましく、さらには45°以下が好ましく、さらには20°以下が好ましい。マスク層118G、及びマスク層118Bも同様に端部がテーパ形状であることが好ましく、これらの側面と被形成面とのなす角は前述の範囲であることが好ましい。
 表示装置の断面視において、マスク層119Rの端部はテーパ形状であることが好ましい。マスク層119Rの側面とマスク層119Rの被形成面とのなす角は90°未満が好ましく、さらには60°以下が好ましく、さらには45°以下が好ましく、さらには20°以下が好ましい。マスク層119G、及びマスク層119Bも同様に端部がテーパ形状であることが好ましく、これらの側面と被形成面とのなす角は前述の範囲であることが好ましい。
 マスク層118Rの端部、及びマスク層119Rの端部をこのようなテーパ形状にすることで、マスク層118G上及びマスク層119R上に設けられる共通層114及び共通電極115の被覆性を高めることができる。
 マスク層118Rの端部及びマスク層119Rの端部はそれぞれ、絶縁層125の端部よりも外側に位置することが好ましい。これにより、共通層114及び共通電極115を形成する面の凹凸を低減し、共通層114及び共通電極115の被覆性を高めることができる。
 絶縁層127は、絶縁層125の側面、マスク層118Rの側面、マスク層119R、マスク層118Gの側面、及びマスク層119Gの側面の少なくとも一部を覆うことがある。図6Bは、絶縁層127が、絶縁層125の側面、マスク層118Rの側面の一部、マスク層119R、マスク層118Gの側面の一部、及びマスク層119Gの側面を覆う構成を示している。絶縁層127の端部は、絶縁層125の端部よりも外側に位置することが好ましい。これにより、共通層114及び共通電極115を形成する面の凹凸を低減し、共通層114及び共通電極115の被覆性を高めることができる。
 図7Aには、絶縁層127が、絶縁層125の側面全体、マスク層118Rの側面全体、マスク層119Rの側面全体、マスク層118G、及びマスク層119Gの側面全体を覆う例を示す。これにより、共通層114及び共通電極115を形成する面の凹凸をより低減することができ好ましい。また、図7Aに示すように、絶縁層127は、層113R、及び層113Gと接してもよい。
 図7Bには、絶縁層127が側面に凹曲面形状(くびれた部分、凹部、へこみ、くぼみともいう)を有する例を示す。絶縁層127の材料及び形成条件(加熱温度、加熱時間、及び加熱雰囲気など)によっては、絶縁層127の側面に凹曲面形状が形成される場合がある。
 絶縁層127の一方の端部が画素電極111Rの上面と重なり、絶縁層127の他方の端部が画素電極111Gの上面と重なることが好ましい。このような構造にすることで、絶縁層127の端部を層113R及び層113Gの平坦または概略平坦な領域の上に形成することができる。
 なお、絶縁層127は、画素電極111の上面と重ならなくてもよい。、画素電極111の上面と絶縁層127とが重なる部分が小さいほど発光デバイスの発光領域が広くなり、開口率を高めることができ、好ましい。
 図8Aに示すように、表示装置の断面視において、絶縁層127の上面は平坦部を有してもよい。
 図8Bに示すように、表示装置の断面視において、絶縁層127の上面は凹曲面形状を有してもよい。図8Bにおいて、絶縁層127の上面は、中心に向かってなだらかに膨らんだ形状、つまり凸曲面を有し、かつ、中央及びその近傍が窪んだ形状、つまり、凹曲面を有する。また、図8Bにおいて、絶縁層127上面の凸曲面部は、端部のテーパ部に連続的に接続される形状である。絶縁層127をこのような形状であっても、絶縁層127上全体で、共通層114及び共通電極115を被覆性良く成膜することができる。
 図8Bに示すような絶縁層127の中央部に凹曲面を有する構成とするには、多階調マスク(代表的にはハーフトーンマスク、またはグレートーンマスク)を用いて露光する方法を適用できる。なお、多階調マスクとは、露光部分、中間露光部分、及び未露光部分の3つの露光レベルで露光を行うことが可能なマスクであり、透過した光が複数の強度となる露光マスクである。1枚のフォトマスク(一度の露光及び現像工程)により、複数(代表的には二種類)の厚さの領域を有する絶縁層127を形成することが可能である。
 なお、絶縁層127の中央部に凹曲面を形成する方法としては、上記に限定されない。例えば、2枚のフォトマスクを用いて、露光部分と、中間露光部分と、を分けて作製してもよい。または、絶縁層127に用いる樹脂材料の粘度を調整してもよく、具体的には、絶縁層127に用いる材料の粘度を10cP以下、好ましくは1cP以上5cP以下としてもよい。
 なお、図示していないが、絶縁層127の中央部の凹曲面は、必ずしも連続している必要はなく、隣接する発光デバイスの間で途切れていてもよい。この場合、図8Bに示す絶縁層127の中央部において、絶縁層127の一部が消失し、絶縁層125の表面が露出する構成となる。当該構成とする場合においては、共通層114及び共通電極115が被覆できるような形状とすればよい。
 上記のように、絶縁層127、絶縁層125、マスク層118R、マスク層118G、マスク層119R、及びマスク層119Gを設けることにより、層113Rの平坦または概略平坦な領域から層113Gの平坦または概略平坦な領域まで、共通層114及び共通電極115を被覆性高く形成することができる。そして、共通層114及び共通電極115に分断された箇所、及び局所的に膜厚が薄い箇所が形成されることを防ぐことができる。よって、各発光デバイス間において、共通層114及び共通電極115に、分断された箇所に起因する接続不良、及び局所的に膜厚が薄い箇所に起因する電気抵抗の上昇が発生することを抑制できる。これにより、本発明の一態様に係る表示装置は、表示品位を向上させることができる。
 発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び発光デバイス130B上に保護層131を設けることが好ましい。保護層131を設けることで、発光デバイス130の信頼性を高めることができる。保護層131は単層構造でもよく、2層以上の積層構造であってもよい。
 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115が酸化されること、及び発光デバイスに不純物(水分及び酸素等)が入り込むことを抑制することができる。したがって、発光デバイスの劣化が抑制され、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等の無機絶縁膜を用いることができる。これらの無機絶縁膜の具体例は、絶縁層125の説明で挙げた通りである。特に、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。
 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)等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115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、の積層構造等を用いることができる。当該積層構造を用いることで、不純物(水及び酸素等)がEL層側に入り込むことを抑制できる。
 さらに、保護層131は、有機膜を有してもよい。例えば、保護層131は、有機膜と無機膜の双方を有してもよい。保護層131に用いることができる有機材料としては、例えば、絶縁層127に用いることができる有機絶縁材料などが挙げられる。
 保護層131は、異なる成膜方法を用いて形成された2層構造であってもよい。具体的には、ALD法を用いて保護層131の第1層目を形成し、スパッタリング法を用いて保護層131の第2層目を形成してもよい。
 基板120の樹脂層122側の面には、遮光層117を設けてもよい。遮光層117は、隣り合う発光デバイス130の間、及び接続部140に設けることができる。遮光層117を設けることで、隣り合う副画素から発せられる光が遮られ、混色を防ぐことができる。また、外光がトランジスタ205に到達することを抑制でき、トランジスタ205の劣化を抑制することができる。なお、遮光層117を設けない構成としてもよい。
 基板120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120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、衝撃吸収層等の表面保護層を配置してもよい。例えば、表面保護層として、ガラス層またはシリカ層(SiO層)を設けることで、表面汚染及び傷の発生を抑制することができ、好ましい。また、表面保護層としては、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)、酸化アルミニウム(AlO)、ポリエステル系材料、またはポリカーボネート系材料などを用いてもよい。なお、表面保護層には、可視光に対する透過率が高い材料を用いることが好ましい。また、表面保護層には、硬度が高い材料を用いることが好ましい。
 基板120には、ガラス、石英、セラミックス、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120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120として偏光板を用いてもよい。
 基板120として、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120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。
 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、表示装置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。
 樹脂層122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(ポリビニルブチラール)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。
 図2等に示す画素電極111Rと異なる構成例を、図9A及び図9Bに示す。
 図9Aに示す画素電極111Rは、導電層129R、導電層126R及び導電層112Rの端部が互いに揃っている、または概略揃っている。層113Rは、導電層129Rの側面、導電層126Rの側面及び導電層112Rの側面と接する。
 例えば、導電層129Rとなる第1の導電膜、層128、導電層126Rとなる第2の導電膜、及び導電層112Rとなる第3の導電膜を成膜した後、第3の導電膜上にレジストマスク形成し、当該レジストマスクを用いて第1の導電膜、第2の導電膜、及び第3の導電膜を加工することにより、導電層129R、導電層126R及び導電層112Rを形成することができる。同じ工程で第1の導電膜、第2の導電膜、及び第3の導電膜を加工し、導電層129R、導電層126R及び導電層112Rを形成することにより、工程を簡略にすることができる。
 図9Bに示す画素電極111Rは、導電層129R、及び導電層126Rが導電層112Rに覆われている。導電層129Rの端部は、導電層126Rの端部が互いに揃っている、または概略揃っている。導電層112Rは、導電層129Rの側面、並びに導電層126Rの上面及び側面と接する。層113Rは、導電層129Rの側面、導電層112Rの上面及び側面と接する。
 例えば、導電層129Rとなる第1の導電膜、層128、導電層126Rとなる第2の導電膜を成膜した後、第2の導電膜上にレジストマスク形成し、当該レジストマスクを用いて第1の導電膜、及び第2の導電膜を加工することにより、導電層129R、及び導電層126Rを形成する。その後に、導電層129R、及び導電層126Rを覆うように導電層112Rとなる第3の導電膜を成膜し、第3の導電膜を加工することにより、導電層112Rを形成することができる。同じ工程で第1の導電膜、及び第2の導電膜を加工し、導電層129R、及び導電層126Rを形成することにより、工程を簡略にすることができる。また、銀などの拡散しやすい材料を導電層112Rまたは導電層126Rに適用した場合でも、導電層112R及び導電層126Rの上面及び側面を導電層129Rで覆うことにより、拡散を抑制することができる。
 なお、図9A等では、層128の上面が、断面視において、中央及びその近傍が膨らんだ形状、つまり、凸曲面を有する形状を有する構成を示しているが、層128の形状は特に限定されない。層128の上面は、断面視において、中央及びその近傍が窪んだ形状、つまり、凹曲面を有する形状を有する構成とすることができる。また、層128の上面は、凸曲面及び凹曲面の一方または双方を有してもよい。また、層128の上面が有する凸曲面及び凹曲面の数はそれぞれ限定されず、一つまたは複数とすることができる。
 層128の上面の高さと、導電層112Rの上面の高さとは、一致または概略一致していてもよく、互いに異なっていてもよい。例えば、層128の上面の高さは、導電層112Rの上面の高さより低くてもよく、高くてもよい。
 本発明の一態様の表示装置に適用できるトランジスタの構造は、特に限定されない。図2等に示すトランジスタ205と異なる例を、図10A乃至図13に示す。
 図10A乃至図11Aに示すトランジスタ205Rはそれぞれ、絶縁層225の構成が異なる点で、図2等に示すトランジスタ205と主に異なる。
 図10Aにおいて、絶縁層225の端部は、導電層223の端部と一致、または概略一致するように形成されている。絶縁層225の上面形状が、導電層223と一致、または概略一致するともいえる。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。絶縁層225は、例えば、導電層223を加工するためのレジストマスクを用いて加工することにより形成することができる。
 絶縁層218は、半導体層231の上面及び側面、絶縁層225の側面、並びに導電層223の上面及び側面と接する。絶縁層218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と電気的に接続される。
 図10Bにおいて、絶縁層225の端部は、半導体層231上に位置する。絶縁層225の端部は、導電層223の端部より外側に位置する。言い換えると、絶縁層225は、半導体層231上において、導電層223の端部よりも外側に突出した部分を有する。
 半導体層231は、チャネル形成領域231iを挟む一対の領域231lと、その外側に一対の低抵抗領域231nを有する。領域231lは、半導体層231のうち、絶縁層225と重なり、且つ導電層223とは重ならない領域である。
 領域231lは、ドレイン電界を緩和するためのバッファ領域としての機能を有する。領域231lは、導電層223とは重ならない領域であるため、導電層223にゲート電圧が与えられた場合にもチャネルはほとんど形成されない領域である。領域231lは、キャリア濃度がチャネル形成領域231iよりも高いことが好ましい。これにより、領域231lをLDD(Lightly Doped Drain)領域として機能させることができる。
 領域231lは、チャネル形成領域231iと比較して、抵抗が同程度または低い領域、キャリア濃度が同程度または高い領域、酸素欠陥密度が同程度または高い領域、不純物濃度が同程度または高い領域ともいうことができる。
 領域231lは、低抵抗領域231nと比較して、抵抗が同程度または高い領域、キャリア濃度が同程度または低い領域、酸素欠陥密度が同程度または低い領域、不純物濃度が同程度または低い領域ともいうことができる。
 絶縁層218は、半導体層231の上面及び側面、絶縁層225の上面及び側面、並びに導電層223の上面及び側面と接する。
 図11Aは、導電層222a及び導電層222bが、導電層223と同じ工程で形成された構成を示している。つまり、導電層222a及び導電層222bが、導電層223と同じ材料を有する。導電層222a及び導電層222bを、導電層223と同じ工程で形成することにより、工程を簡略にすることができる。
 トランジスタ205R上に、絶縁層218を設けてもよい。絶縁層218上に絶縁層214が設けられる。導電層233Rは、絶縁層218及び絶縁層214に設けられた開口191Rを覆うように設けられる。トランジスタ205Rの導電層222bは、導電層233Rを介して、画素電極111Rと電気的に接続される。幅191dは、絶縁層218上で対向する絶縁層214の端部間の距離ということができる。なお、絶縁層218を設けない構成としてもよい。
 図11Bに示すトランジスタ205Rは、絶縁層225と導電層223との間に、金属酸化物層227を有する。導電層223、及び金属酸化物層227は、上面形状が互いに概略一致するように加工されている。金属酸化物層227は、例えば、導電層223を加工するためのレジストマスクを用いて加工することにより形成することができる。
 金属酸化物層227は、絶縁層225中に酸素を供給する機能を有する。また、導電層223として酸化されやすい金属または合金を含む導電膜を用いた場合には、金属酸化物層227は、絶縁層225中の酸素により導電層223が酸化されることを防ぐバリア層として機能させることもできる。なお、金属酸化物層227を導電層223の形成前に除去することで、導電層223と絶縁層225とが接する構成としてもよい。なお、金属酸化物層227は、不要であれば設けない構成としてもよい。
 絶縁層225と導電層223との間に位置する金属酸化物層227は、絶縁層225に含まれる酸素が導電層223側に拡散することを防ぐバリア膜として機能する。さらに金属酸化物層227は、導電層223に含まれる水素元素を含む不純物が絶縁層225側に拡散することを防ぐバリア膜としても機能する。なお、水素元素を不純物として、例えば、水素、または水などがある。金属酸化物層227は、例えば、少なくとも絶縁層225よりも酸素及び水素を透過しにくい材料を用いることが好ましい。
 金属酸化物層227により、導電層223に酸素を吸引しやすい金属材料を用いた場合であっても、絶縁層225から導電層223へ酸素が拡散することを防ぐことができる。また、導電層223が水素を含む場合であっても、導電層223から絶縁層225を介して半導体層231へ水素が拡散することを防ぐことができる。その結果、半導体層231のチャネル形成領域におけるキャリア濃度を極めて低いものとすることができる。なお、酸素を吸引しやすい金属材料として、例えば、アルミニウム、または銅などがある。
 金属酸化物層227は、絶縁性材料または導電性材料を用いることができる。金属酸化物層227が絶縁性を有する場合には、金属酸化物層227はゲート絶縁層の一部として機能する。一方、金属酸化物層227が導電性を有する場合には、金属酸化物層227はゲート電極の一部として機能する。
 金属酸化物層227として、酸化シリコンよりも誘電率の高い絶縁性材料を用いることが好ましい。特に、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、またはハフニウムアルミネート膜等を用いると、駆動電圧を低減できるため好ましい。
 金属酸化物層227として、例えば酸化インジウム、インジウムスズ酸化物(ITO)、またはシリコンを含有したインジウムスズ酸化物(ITSO)などの、導電性酸化物を用いることもできる。特にインジウムを含む導電性酸化物は、導電性が高いため好ましい。
 金属酸化物層227として、半導体層231と同一の元素を一以上含む酸化物材料を用いることが好ましい。特に、上記半導体層231に適用可能な酸化物半導体材料を用いることが好ましい。このとき、金属酸化物層227として、半導体層231と同じスパッタリングターゲットを用いて形成した金属酸化物膜を適用することで、装置を共通化できるため好ましい。
 金属酸化物層227は、スパッタリング装置を用いて形成すると好ましい。例えば、スパッタリング装置を用いて酸化物膜を形成する場合、酸素ガスを含む雰囲気で形成することで、絶縁層225または半導体層231の一方または双方に好適に酸素を添加することができる。
 なお、金属酸化物層227に用いることのできる金属酸化物膜を成膜し、絶縁層225に対して酸素を供給したのちに、当該金属酸化物膜を除去してもよい。また、金属酸化物層227または金属酸化物層227に用いることのできる金属酸化物膜は、不要であれば設けなくてもよい。
 なお、金属酸化物層227は他の構成例にも適用できる。
 図12Aに示すトランジスタ205Rは、導電層221と、絶縁層211と、半導体層231と、をこの順に積層して有する。トランジスタ205Rは、半導体層231の下にゲート電極が設けられる、いわゆるボトムゲート型のトランジスタである。絶縁層211の一部は、トランジスタ205Rのゲート絶縁層として機能する。導電層221は、トランジスタ205Rのゲート電極として機能する。
 半導体層231上に、ソースまたはドレインとして機能する導電層222a及び導電層222bが設けられる。トランジスタ205Rは、BGTC(Bottom Gate Top Contact)型のトランジスタということができる。
 トランジスタ205R上に、絶縁層218を設けてもよい。絶縁層218上に絶縁層214が設けられる。導電層233Rは、絶縁層218及び絶縁層214に設けられた開口191Rを覆うように設けられる。トランジスタ205Rの導電層222bは、導電層233Rを介して、画素電極111Rと電気的に接続される。なお、絶縁層218を設けない構成としてもよい。
 図12Bに示すトランジスタ205Rは、バックゲートとして機能する導電層230を有する。導電層230は、絶縁層218を介して、半導体層231と重なる領域を有する。導電層230は、半導体層231を介して、ゲートとして機能する導電層221と重なる領域を有する。導電層230及び絶縁層218を覆うように、絶縁層215を設けてもよい。絶縁層215上に絶縁層214が設けられる。導電層233Rは、絶縁層218、絶縁層215及び絶縁層214に設けられた開口191Rを覆うように設けられる。トランジスタ205Rの導電層222bは、導電層233Rを介して、画素電極111Rと電気的に接続される。なお、絶縁層215を設けない構成としてもよい。
 絶縁層215は、トランジスタ205Rの保護層として機能する。絶縁層215は、不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。絶縁層215を設けることにより、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215は、絶縁層218に用いることができる材料を用いることができる。幅191dは、絶縁層215上で対向する絶縁層214の端部間の距離ということができる。
 図13に示すトランジスタ205Rは、半導体層231と、絶縁層211と、導電層221と、をこの順に積層して有する。トランジスタ205Rは、半導体層231の上にゲート電極が設けられる、いわゆるトップゲート型のトランジスタである。絶縁層211の一部は、トランジスタ205Rのゲート絶縁層として機能する。導電層221は、トランジスタ205Rのゲート電極として機能する。
 半導体層231上に、ソースまたはドレインとして機能する導電層222a及び導電層222bが設けられる。トランジスタ205Rは、TGTC(Top Gate Top Contact)型のトランジスタということができる。
 トランジスタ205R上に、絶縁層215を設けてもよい。絶縁層215上に絶縁層214が設けられる。導電層233Rは、絶縁層211、絶縁層215及び絶縁層214に設けられた開口191Rを覆うように設けられる。トランジスタ205Rの導電層222bは、導電層233Rを介して、画素電極111Rと電気的に接続される。なお、絶縁層215を設けない構成としてもよい。
 以下では、前述の表示装置と異なる構成例について、説明する。なお、前述の表示装置と重複する部分は説明を省略する場合がある。また、以下で示す図面において、前述の表示装置と同様の機能を有する部分についてはハッチングパターンを同じくし、符号を付さない場合もある。
<表示装置の構成例2>
 本発明の一態様である表示装置の断面図を、図14に示す。図14は、図1Aにおける一点鎖線X1−X2間、及び一点鎖線Y1−Y2間の断面図である。
 図14に示す表示装置は、発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び発光デバイス130Bと、絶縁層235との間に絶縁層239を有する点で、図2に示す表示装置と主に異なる。
 絶縁層239は、絶縁層235上に設けられ、絶縁層235の開口193と重なる領域に開口を有する。画素電極111は、絶縁層235上に設けられる。画素電極111は、絶縁層235の開口及び絶縁層235の開口193Rを覆うように設けられる。画素電極111は、絶縁層235の開口及び絶縁層235の開口193Rを介して、導電層233と電気的に接続される。
 絶縁層239は、層113、マスク層118及びマスク層119を形成する際にエッチング保護膜して機能することができる。絶縁層239を設けることにより、層113、マスク層118及びマスク層119を形成する際に絶縁層235の一部がエッチングされ、絶縁層235に凹凸が生じることを防止することができる。つまり、絶縁層125の被形成面の段差が小さくなり、絶縁層125の被覆性を高めることができる。したがって、層113の側面が絶縁層125で覆われ、層113の膜剥がれを防止することができる。
 絶縁層239は、無機材料を有する絶縁層とすることができる。絶縁層239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等の無機絶縁膜を用いることができる。絶縁層239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等が挙げられる。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等が挙げられる。酸化窒化絶縁膜としては、酸化窒化シリコン膜、及び酸化窒化アルミニウム膜等が挙げられる。窒化酸化絶縁膜としては、窒化酸化シリコン膜、及び窒化酸化アルミニウム膜等が挙げられる。絶縁層239は、例えば、酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を好適に用いることができる。
 絶縁層239は、層113、マスク層118及びマスク層119となる膜をエッチングする際に、当該膜とエッチングレートの比が大きい(選択比が大きいともいう)材料を選択することが好ましい。
 層113R、層113G、及び層113Bのいずれとも重ならない領域において、絶縁層239の一部が除去されてもよい。層113R、層113G、及び層113Bのいずれとも重ならない領域の絶縁層239の膜厚が、層113R、層113G、または層113Bと重なる領域の絶縁層239の膜厚より薄くなってもよい。
 なお、絶縁層239は他の構成例にも適用できる。
<表示装置の構成例3>
 本発明の一態様である表示装置の断面図を、図15に示す。図15は、図1Aにおける一点鎖線X1−X2間、及び一点鎖線Y1−Y2間の断面図である。
 図15に示す表示装置は、発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び発光デバイス130Bと、絶縁層235との間に絶縁層239を有する点、絶縁層235と絶縁層214との間に絶縁層238を有する点で、図2に示す表示装置と主に異なる。
 絶縁層239については前述の記載を参照できるため、詳細な説明は省略する。
 絶縁層238は、絶縁層214上に設けられ、絶縁層214の開口191と重なる領域に開口を有する。導電層233は、絶縁層238上に設けられる。導電層233は、絶縁層238の開口及び絶縁層214の開口191Rを覆うように設けられる。導電層233は、絶縁層238の開口及び絶縁層214の開口191Rを介して、トランジスタ205の導電層222bと電気的に接続される。
 絶縁層238は、導電層233を形成する際にエッチング保護膜として機能することができる。絶縁層238を設けることにより、導電層233を形成する際に絶縁層214の一部がエッチングされ、絶縁層214に凹凸が生じることを防止することができる。これにより、絶縁層235の被形成面の段差が小さくすることができ、絶縁層235の平坦性を高めることができる。したがって、発光デバイス130の被形成面の平坦性が高くなり、共通電極の段切れによる接続不良、及び共通電極115の膜厚が局所的に薄くなり、電気抵抗が上昇することを防止でき、表示品質の高い表示装置とすることができる。
 絶縁層238は、絶縁層239に用いることができる材料を用いることができる。絶縁層238は、例えば、酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を好適に用いることができる。
 絶縁層238は、導電層233となる膜をエッチングする際に、当該膜とのエッチングレートの比が大きい(選択比が大きい)材料を選択することが好ましい。
 導電層233R、導電層233G、及び導電層233Bのいずれとも重ならない領域において、絶縁層235の一部が除去されてもよい。導電層233R、導電層233G、及び導電層233Bのいずれとも重ならない領域の絶縁層235の膜厚が、導電層233R、導電層233G、または導電層233Bと重なる領域の絶縁層235の膜厚より薄くなってもよい。
 図15は、絶縁層214と絶縁層235の間に絶縁層238が設けられる構成を示しているが、本発明の一態様はこれに限られない。図16に示すように、導電層233R、導電層233G、及び導電層233Bのいずれかと重なる領域に絶縁層238が設けられ、導電層233R、導電層233G、及び導電層233Bのいずれとも重ならない領域に絶縁層238が設けられない構成としてもよい。絶縁層238は、導電層233Rと絶縁層214に挟持される領域、導電層233Gと絶縁層214に挟持される領域、及び導電層233Bと絶縁層214に挟持される領域に設けられる。例えば、導電層233R、導電層233G、及び導電層233Bを形成する際に、導電層233R、導電層233G、及び導電層233Bのいずれとも重ならない領域の絶縁層238が除去されてもよい。または、導電層233R、導電層233G、及び導電層233Bのいずれとも重ならない領域において、絶縁層238が島状に残存してもよい。これにより、絶縁層214の上面の一部に接して絶縁層235が設けられる。
 なお、絶縁層238は他の構成例にも適用できる。
<表示装置の構成例4>
 本発明の一態様である表示装置の断面図を、図17に示す。図17は、図1Aにおける一点鎖線X1−X2間、及び一点鎖線Y1−Y2間の断面図である。
 図17に示す表示装置は、発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び発光デバイス130Bの構成が異なる点で図2に示す表示装置と主に異なる。
 発光デバイス130Rは、層113Rに代わり、層113Wを有する。発光デバイス130Gは、層113Gに代わり、層113Wを有する。発光デバイス130Bは、層113Bに代わり、層113Wを有する。層113Wは、例えば、白色の光を発する構成とすることができる。
 導電層129R、導電層129G、及び導電層129Bに可視光に対して透過性を有する導電層を用い、それぞれの膜厚を異ならせてもよい。導電層129R、導電層129G、及び導電層129Bは光学調整層として機能することができる。導電層129R、導電層129G、及び導電層129Bの膜厚をそれぞれ、最適な光路長となるように調整することで、白色の光を発する層113Wを用いた場合であっても発光デバイス130から所望の波長の光が強められた光を得ることができる。
 基板120の樹脂層122側の面には、赤色の光を透過する着色層132R、緑色の光を透過する着色層132G、及び青色の光を透過する着色層132Bを設けてもよい。着色層132Rは、発光デバイス130Rと重なる領域に設けられる。着色層132Gは、発光デバイス130Gと重なる領域に設けられる。着色層132Bは、発光デバイス130Bと重なる領域に設けられる。例えば、赤色の発光デバイス130Rから射出される不要な波長の光を、着色層132Rで遮光することができる。このような構成とすることで、各発光デバイスから射出される光の色純度を高めることができる。なお、発光デバイス130Gと着色層132Gの組み合わせ、及び発光デバイス130Bと着色層132Bの組み合わせにおいても同様の効果を奏する。
 なお、着色層132R、着色層132G、及び着色層132Bは他の構成例にも適用できる。
<表示装置の構成例5>
 本発明の一態様である表示装置の断面図を、図18に示す。図18は、図1Aにおける一点鎖線X1−X2間、及び一点鎖線Y1−Y2間の断面図である。
 図18に示す表示装置は、マスク層118、マスク層119、絶縁層125、及び絶縁層127に代わり、絶縁層237を有する点で図16に示す表示装置と主に異なる。
 絶縁層237は、画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bの上面端部を覆う。絶縁層237は、隔壁(バンク、スペーサともいう)として機能する。
 絶縁層237を設けることにより、画素電極111と、共通層114及び共通電極115が接し、発光デバイス130がショートしてしまうことを抑制できる。
 例えば、画素電極111の上面端部を覆う絶縁層237を形成した後に、ファインメタルマスク(FMM)を用いて層113R、層113G、及び層113Bをそれぞれ形成することができる。ファインメタルマスク(FMM)を用いて島状の層113R、層113G、及び層113Bを形成することにより、工程を簡略にすることができる。
 絶縁層237上に、層113R、層113G、及び層113Bが設けられてもよい。なお、図18は、隣り合う層113が接しない構成を示しているが、本発明の一態様はこれに限られない。絶縁層237上において、隣り合う層113が接してもよい。また、絶縁層237上において、隣り合う層113が重なってもよい。例えば、絶縁層237上において、層113Rと層113Gが接してもよく、また層113Rと層113Gが重なってもよい。
 なお、絶縁層237は他の構成例にも適用できる。
<表示装置の構成例6>
 図19に、図1Aとは異なる表示装置100の上面図を示す。図19に示す画素110は、副画素11R、副画素11G、副画素11B、及び副画素11Sの4種類の副画素で構成される。
 副画素11R、11G、11B、11Sは、それぞれ発光色の異なる発光デバイスを有する構成とすることができる。例えば、副画素11R、副画素11G、副画素11B、及び副画素11Sとして、R、G、B、Wの4色の副画素、R、G、B、Yの4色の副画素、及び、R、G、B、IRの4つの副画素などが挙げられる。
 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もよい。
 図19に示す画素110が有する4つの副画素のうち、3つを、発光デバイスを有する構成とし、残りの1つを、受光デバイスを有する構成としてもよい。
 受光デバイスとしては、例えば、pn型またはpin型のフォトダイオードを用いることができる。受光デバイスは、受光デバイスに入射する光を検出し電荷を発生させる光電変換デバイス(光電変換素子ともいう)として機能する。受光デバイスに入射する光量に基づき、受光デバイスから発生する電荷量が決まる。
 受光デバイスは、可視光及び赤外光の一方または双方を検出することができる。可視光を検出する場合、例えば、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの色のうち一つまたは複数を検出することができる。赤外光を検出する場合、暗い場所でも対象物の検出が可能となり、好ましい。
 特に、受光デバイスとして、有機化合物を含む層を有する有機フォトダイオードを用いることが好ましい。有機フォトダイオードは、薄型化、軽量化、及び大面積化が容易であり、また、形状及びデザインの自由度が高いため、様々な表示装置に適用できる。
 本発明の一態様では、発光デバイスとして有機ELデバイスを用い、受光デバイスとして有機フォトダイオードを用いる。有機ELデバイス及び有機フォトダイオードは、同一基板上に形成することができる。したがって、有機ELデバイスを用いた表示装置に有機フォトダイオードを内蔵することができる。
 受光デバイスは、画素電極と共通電極との間に逆バイアスをかけて駆動することで、受光デバイスに入射する光を検出し、電荷を発生させ、電流として取り出すことができる。
 受光デバイスについても、発光デバイスと同様の作製方法を適用することができる。受光デバイスが有する島状の活性層(光電変換層ともいう)は、ファインメタルマスクを用いて形成されるのではなく、活性層となる膜を一面に成膜した後に加工することで形成されるため、島状の活性層を均一の厚さで形成することができる。また、活性層上にマスク層を設けることで、表示装置の作製工程中に活性層が受けるダメージを低減し、受光デバイスの信頼性を高めることができる。
 受光デバイスの構成及び材料については、実施の形態6を参照することができる。
 図19における一点鎖線X3−X4間の断面図を、図20に示す。なお、図19における一点鎖線X1−X2間、及び一点鎖線Y1−Y2間の断面図は、図2を参照できる。
 図20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、絶縁層が設けられ、絶縁層上に発光デバイス130R及び受光デバイス150が設けられ、発光デバイス及び受光デバイスを覆うように保護層131が設けられ、樹脂層122によって基板120が貼り合わされている。また、隣り合う発光デバイスと受光デバイスの間の領域には、絶縁層125と、絶縁層125上の絶縁層127と、が設けられている。
 図20では、発光デバイス130Rが、基板120側に発光し、受光デバイス150には、基板120側から光が入射する例を示す(光Lem及び光Lin参照)。
 発光デバイス130Rの構成は、前述の通りである。
 受光デバイス150は、絶縁層235上の画素電極111Sと、画素電極111S上の層113Sと、層113S上の共通層114と、共通層114上の共通電極115と、を有する。層113Sは少なくとも活性層を含む。
 ここで、層113Sは、少なくとも活性層を含み、好ましくは複数の機能層を有する。例えば、機能層として、キャリア輸送層(正孔輸送層及び電子輸送層)、及び、キャリアブロック層(正孔ブロック層及び電子ブロック層)などが挙げられる。また、活性層上に1層以上の層を有することが好ましい。活性層とマスク層との間に他の層を有することで、表示装置の作製工程中に活性層が最表面に露出することを抑制し、活性層が受けるダメージを低減することができる。これにより、受光デバイス150の信頼性を高めることができる。したがって、層113Sは、活性層と、活性層上のキャリアブロック層(正孔ブロック層または電子ブロック層)、もしくはキャリア輸送層(電子輸送層または正孔輸送層)と、を有することが好ましい。
 層113Sは、受光デバイス150に設けられ、発光デバイスには設けられない層である。ただし、層113Sに含まれる活性層以外の機能層は、層113B乃至層113Rに含まれる発光層以外の機能層と同じ材料を有する場合がある。一方、共通層114は、発光デバイスと受光デバイスが共有する一続きの層である。
 ここで、受光デバイスと発光デバイスが共通で有する層は、発光デバイスにおける機能と受光デバイスにおける機能とが異なる場合がある。本明細書中では、発光デバイスにおける機能に基づいて構成要素を呼称することがある。例えば、正孔注入層は、発光デバイスにおいて正孔注入層として機能し、受光デバイスにおいて正孔輸送層として機能する。同様に、電子注入層は、発光デバイスにおいて電子注入層として機能し、受光デバイスにおいて電子輸送層として機能する。また、受光デバイスと発光デバイスが共通で有する層は、発光デバイスにおける機能と受光デバイスにおける機能とが同一である場合もある。例えば、正孔輸送層は、発光デバイス及び受光デバイスのいずれにおいても、正孔輸送層として機能し、電子輸送層は、発光デバイス及び受光デバイスのいずれにおいても、電子輸送層として機能する。
 層113Rと絶縁層125との間にはマスク層118R及びマスク層119Rが位置し、層113Sと絶縁層125との間にはマスク層118S及びマスク層119Sが位置する。マスク層118R及びマスク層119Rは、層113Rを加工する際に層113R上に設けたマスク層の一部が残存しているものである。また、マスク層118S及びマスク層119Sは、活性層を含む層である層113Sを加工する際に層113Sの上面に接して設けたマスク層の一部が残存しているものである。マスク層118Rとマスク層118Sは同じ材料を有していてもよく、異なる材料を有してもよい。マスク層119Rとマスク層119Sは同じ材料を有していてもよく、異なる材料を有してもよい。
 受光デバイス150は、導電層233Sを介して、トランジスタ205Sと電気的に接続される。導電層233Sは、導電層233R、導電層233G、及び導電層233Bと同じ工程で形成することができる。トランジスタ205Sは、トランジスタ205R、トランジスタ205G、及びトランジスタ205Bと同じ工程で形成することができる。トランジスタ205Sのソースまたはドレインとして機能する導電層222bは、絶縁層214の開口191Sと重なる領域を有する。開口191Sは、開口191R、開口191G、及び開口191Bと同じ工程で形成することができる。開口191Sを覆うように、導電層233Sが設けられる。導電層222bは、開口191Sにおいて、導電層233Sと電気的に接続される。導電層233Sは、絶縁層235の開口193Sと重なる領域を有する。開口193Sは、開口193R、開口193G、及び開口193Bと同じ工程で形成することができる。開口193Sは、開口191Sの内側に位置することが好ましい。開口193Sを覆うように、受光デバイス150の画素電極111Sが設けられる。画素電極111Sは、画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bと同じ工程で形成することができる。
 図19では、副画素11R、11G、11Bに比べて副画素11Sの開口率(サイズ、発光領域または受光領域のサイズともいえる)が大きい例を示すが、本発明の一態様はこれに限定されない。副画素11R、11G、11B、11Sの開口率は、それぞれ適宜決定することができる。副画素11R、11G、11B、11Sの開口率は、それぞれ、異なっていてもよく、2つ以上が等しいまたは概略等しくてもよい。
 副画素11Sは、副画素11R、11G、11Bの少なくとも一つよりも開口率が高くてもよい。副画素11Sの受光面積が広いことで、対象物の検出をより容易にできる場合がある。例えば、表示装置の精細度、及び、副画素の回路構成等によっては、副画素11Sの開口率が、他の副画素の開口率に比べて高くなる場合がある。
 副画素11Sは、副画素11R、11G、11Bの少なくとも一つよりも開口率が低くてもよい。副画素11Sの受光面積が狭いと、撮像範囲が狭くなり、撮像結果のボケの抑制、及び、解像度の向上が可能となる。そのため、高精細または高解像度の撮像を行うことができ、好ましい。
 このように、副画素11Sは、用途に合った検出波長、精細度、及び、開口率とすることができる。
 本発明の一態様の表示装置は、発光デバイスごとにEL層が島状に設けられていることで、副画素間にリーク電流が発生することを抑制することができる。これにより、意図しない発光に起因したクロストークを防ぐことができ、コントラストの高い表示装置を実現できる。また、島状のEL層は、表示装置の作製工程中にダメージを受けている可能性のある端部とその近傍はダミー領域とし、発光領域としては用いないことで、発光デバイスの特性のばらつきを抑制することができる。また、隣り合う島状のEL層の間に、端部にテーパ形状を有する絶縁層を設けることで、共通電極の形成時に段切れが生じることを抑制し、また、共通電極に局所的に膜厚が薄い箇所が形成されることを防ぐことができる。これにより、共通層及び共通電極において、分断された箇所に起因する接続不良、及び局所的に膜厚が薄い箇所に起因する電気抵抗の上昇が発生することを抑制できる。これにより、本発明の一態様の表示装置は、高精細化と高い表示品位の両立が可能となる。
 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装置の作製方法例について、図21乃至図42を用いて説明する。なお、各要素の材料及び形成方法について、先に実施の形態1で説明した部分と同様の部分については説明を省略することがある。また、発光デバイスの構成の詳細については実施の形態5で説明する。
 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(CVD:Chemical Vapor Deposition)法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積(PLD:Pulsed Laser Deposition)法、原子層堆積(ALD:Atomic Layer Deposition)法等を用いて形成することができる。CVD法としては、プラズマ化学気相堆積(PECVD:Plasma Enhanced CVD)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。
 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、ドクターナイフ法、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、またはナイフコート等の湿式の成膜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、スパッタリング法、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、正孔ブロック層、発光層、電子ブロック層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層など)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。
 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。1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1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(EUV:Extreme Ultra−violet)光、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。
<作製方法例1>
 ここでは、図16に示した表示装置の作製方法について、説明する。
 まず、基板151上にトランジスタ205R、トランジスタ205G、及びトランジスタ205Bを作製する。ここでは、トランジスタ205Rを例に挙げて、図21A乃至図22Cを用いて説明する。なお、図21A乃至図22Cでは、トランジスタ205Rの作製工程の各段階におけるチャネル長方向及びチャネル幅方向の断面を並べて示している。
 基板151上に導電層221となる導電膜を成膜し、これをエッチングにより加工して導電層221を形成する。導電層221の端部がテーパ形状となるように加工することが好ましい。これにより、次に形成する絶縁層211の段差被覆性を高めることができる。
 導電層221となる導電膜として、銅を含む導電膜を用いることで、配線抵抗を小さくすることができる。例えば、大型の表示装置に適用する場合、または解像度の高い表示装置とする場合には、銅を含む導電膜を用いることが好ましい。また、導電層221に銅を含む導電膜を用いた場合であっても、絶縁層211により銅が半導体層231側に拡散することが抑制されるため、信頼性の高いトランジスタを実現できる。
 続いて、基板151及び導電層221を覆って、絶縁層211を形成する(図21A)。絶縁層211は、PECVD法、ALD法、スパッタリング法などを用いて形成することができる。ここでは、絶縁層211として、絶縁膜211aと絶縁膜211bとを積層して形成する。特に、絶縁層211を構成する各絶縁膜は、PECVD法により形成することが好ましい。
 絶縁膜211aは、例えば、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化アルミニウム膜、窒化ハフニウム膜などの窒素を含む絶縁膜を用いることができる。特に、絶縁膜211aとして、PECVD装置を用いて成膜した、緻密な窒化シリコン膜を用いることが好ましい。このような窒素を含む絶縁膜を用いることで、厚さが薄い場合であっても、被形成面側から不純物が拡散することを好適に抑制することができる。
 絶縁膜211aとして、窒素を含む絶縁膜を用いることで、絶縁膜211b中の酸素が導電層221等に拡散し、絶縁膜211b中に含まれる酸素が減少すること、及び、導電層221等が酸化されてしまうことを抑制することができる。
 半導体層231と接する絶縁膜211bは、酸化物を含む絶縁膜により形成されていることが好ましい。特に、絶縁膜211bには、酸化物膜を用いることが好ましい。絶縁膜211bは、その表面に水などの不純物が吸着しにくい、緻密な絶縁膜を用いることが好ましい。また、絶縁膜211bは、可能な限り欠陥が少なく、水素元素を含む不純物が低減された絶縁膜を用いることが好ましい。
 絶縁膜211bは、例えば、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、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、酸化セリウム膜および酸化ネオジム膜を一種以上含む絶縁膜を用いることができる。特に、絶縁膜211bとして、酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を用いることが好ましい。
 絶縁膜211bは、化学量論的組成よりも過剰に酸素を含有する領域を有することがより好ましい。別言すると、絶縁膜211bは、加熱により酸素を放出することが可能な絶縁膜とすることが好ましい。例えば、酸素を含む雰囲気で絶縁膜211bを形成すること、成膜後の絶縁膜211bに対して酸素を含む雰囲気で熱処理を行うこと、絶縁膜211bの成膜後に酸素を含む雰囲気でプラズマ処理等を行うこと、または、絶縁膜211b上に酸素を含む雰囲気で酸化物膜を成膜することなどにより、絶縁膜211b中に酸素を供給することもできる。なお、上記酸素を供給する各処理において、酸素に代えて、または酸素に加えて、酸化性ガスを用いてもよい。または、絶縁膜211b上に加熱により酸素を放出することが可能な絶縁膜を成膜した後に加熱処理を行うことで、当該絶縁膜から絶縁膜211b中に酸素を供給してもよい。または、プラズマイオンドーピング法またはイオン注入法により、絶縁膜211bに酸素を供給してもよい。
 ここで、絶縁膜211bは、絶縁膜211aよりも厚く形成することが好ましい。これにより、加熱により絶縁膜211bから放出しうる酸素の量が増大し、絶縁膜211aから放出される水素の量が低減される。これにより、後の半導体層231に、水素が供給されることを抑制しつつ、多くの酸素を供給することができ、信頼性の高いトランジスタを実現できる。絶縁膜211bの厚さは、絶縁膜211aの2倍以上50倍以下、好ましくは3倍以上30倍以下、より好ましくは5倍以上20倍以下、さらに好ましくは7倍以上15倍以下、代表的には、10倍程度の厚さとすることが好ましい。
 半導体層231となる金属酸化物膜を、酸素を含む雰囲気でスパッタリング法により形成する際に、絶縁膜211b中に酸素を供給することができる。そして、半導体層となる金属酸化物膜を形成した後に、加熱処理を行ってもよい。加熱処理により、より効果的に絶縁膜211b中の酸素を当該金属酸化物膜に供給でき、金属酸化物膜中の酸素欠損を低減することができる。
 PECVD装置を用いて絶縁層211を形成する場合、絶縁層211を形成した後に、処理室内で絶縁層211の形成よりも低い電力によるプラズマ処理を行い、基板151に蓄積した静電気を除去してもよい。当該プラズマ処理は、除電処理と呼ぶことができる。除電処理は、窒素、一酸化二窒素、二酸化窒素、水素、アンモニアまたは貴ガスの一以上を有する雰囲気を用いることができる。例えば、除電処理は、アルゴンガス雰囲気を好適に用いることができる。また、除電処理は、前述の複数のガスを含む混合ガスを用いてもよい。
 絶縁層211を形成した後に、絶縁層211の表面を除去してもよい。前述の除電処理により、絶縁層211の表面に欠陥が生じる場合がある。トランジスタ205の第1のゲート絶縁層として機能する絶縁層211に欠陥が存在すると、キャリアのトラップサイトとなり、トランジスタ205の信頼性が悪化してしまう場合がある。そこで、欠陥を有する絶縁層211の表面を除去することにより、トランジスタ205の信頼性を高めることができる。絶縁層211の表面の除去には、例えば、フッ酸を含む洗浄液を用いた洗浄を用いることができる。
 絶縁層211を形成した後に、加熱処理を行ってもよい。加熱処理により、絶縁層211に含まれる欠陥を低減できる。また、絶縁層211に含まれる水素元素を含む不純物できる。水素元素を含む不純物は、例えば、水素、および水がある。
 加熱処理の温度は、150℃以上基板の歪み点未満が好ましく、さらには250℃以上450℃以下が好ましく、さらには300℃以上450℃以下が好ましい。加熱処理は、貴ガス、窒素または酸素の一以上を含む雰囲気で行うことができる。窒素を含む雰囲気、又は酸素を含む雰囲気として、乾燥空気(CDA:Clean Dry Air)を用いてもよい。なお、当該雰囲気に水素、水などの含有量が極力少ないことが好ましい。当該雰囲気として、露点が−60℃以下、好ましくは−100℃以下の高純度ガスを用いることが好ましい。水素、水などの含有量が極力少ない雰囲気を用いることで、絶縁層211に水素、水などが取り込まれることを抑制できる。加熱処理は、オーブン、急速加熱(RTA:Rapid Thermal Annealing)装置等を用いることができる。RTA装置を用いることで、加熱処理時間を短縮できる。
 当該加熱処理は、前述の絶縁層211の表面を除去した後に行ってもよい。
 続いて、絶縁層211に対して酸素を供給する処理を行ってもよい。酸素の供給処理は、絶縁層211に対してイオンドーピング法、イオン注入法、プラズマ処理等により、酸素ラジカル、酸素原子、酸素原子イオン、酸素分子イオン等を供給する。また、絶縁層211上に酸素の脱離を抑制する膜を形成した後、該膜を介して絶縁層211に酸素を添加してもよい。該膜は、酸素を添加した後に除去することが好ましい。上述の酸素の脱離を抑制する膜として、インジウム、亜鉛、ガリウム、錫、アルミニウム、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、ニッケル、鉄、コバルト、またはタングステンの1以上を有する導電膜あるいは半導体膜を用いることができる。
 続いて、絶縁層211上に金属酸化物膜231fを成膜する(図21B)。金属酸化物膜231fは、金属酸化物ターゲットを用いたスパッタリング法により形成することが好ましい。
 金属酸化物膜231fは、可能な限り欠陥の少ない緻密な膜とすることが好ましい。また、金属酸化物膜231fは、可能な限り水素元素を含む不純物が低減され、高純度な膜であることが好ましい。特に、金属酸化物膜231fとして、結晶性を有する金属酸化物膜を用いることが好ましい。
 金属酸化物膜231fを形成する際に、酸素ガスを用いることが好ましい。金属酸化物膜231fの形成時に酸素ガスを用いることで、絶縁層211中に好適に酸素を供給することができる。例えば、絶縁膜211aに酸化物を用いる場合、絶縁膜211a中に好適に酸素を供給することができる。絶縁層211に酸素を供給することにより、後の工程で半導体層231に酸素が供給され、半導体層231中の酸素欠損(V)、及び酸素欠損(V)に水素が入った状態(以下、VHと記す)を低減できる。
 金属酸化物膜を成膜する際に、酸素ガスと、不活性ガス(例えば、ヘリウムガス、アルゴンガス、キセノンガスなど)とを混合させてもよい。なお、金属酸化物膜を成膜する際の成膜ガス全体に占める酸素ガスの割合(以下、酸素流量比ともいう)が高いほど、金属酸化物膜の結晶性を高めることができ、信頼性の高いトランジスタを実現できる。一方、酸素流量比が低いほど、金属酸化物膜の結晶性が低くなり、オン電流の大きいトランジスタとすることができる。
 金属酸化物膜を成膜する際、基板温度が高いほど、結晶性が高く、緻密な金属酸化物膜とすることができる。一方、基板温度が低いほど、結晶性が低く、電気伝導性の高い金属酸化物膜とすることができる。
 金属酸化物膜の成膜条件は、基板温度を室温以上250℃以下、好ましくは室温以上200℃以下、より好ましくは基板温度を室温以上140℃以下とすればよい。例えば基板温度を、室温以上140℃未満とすると、生産性が高くなり好ましい。また、基板温度を室温とする、または基板を加熱しない状態で、金属酸化物膜を成膜することにより、結晶性を低くすることができる。
 金属酸化物膜231fを成膜する前に、絶縁層211の表面に吸着した水、水素、及び有機物等を脱離させるための処理、及び絶縁層211中に酸素を供給する処理のうち、少なくとも一方を行うことが好ましい。例えば、減圧雰囲気にて70℃以上200℃以下の温度で加熱処理を行うことができる。または、酸素を含む雰囲気におけるプラズマ処理を行ってもよい。または、一酸化二窒素(NO)などの酸化性気体を含む雰囲気におけるプラズマ処理により、絶縁層211に酸素を供給してもよい。一酸化二窒素ガスを含むプラズマ処理を行うと、絶縁層211の表面の有機物を好適に除去しつつ、酸素を供給することができる。このような処理の後、絶縁層211の表面を大気に暴露することなく、連続して金属酸化物膜231fを成膜することが好ましい。
 なお、半導体層231として、複数の半導体層を積層した積層構造とする場合には、先に形成する金属酸化物膜を成膜した後に、その表面を大気に曝すことなく連続して、次の金属酸化物膜を成膜することが好ましい。
 続いて、金属酸化物膜231fの一部をエッチングすることにより、島状の半導体層231を形成する。金属酸化物膜231fの加工には、ウェットエッチング法及びドライエッチング法の一方または双方を用いればよい。このとき、半導体層231と重ならない絶縁層211の一部がエッチングされ、薄くなる場合がある。例えば、絶縁層211のうち、絶縁膜211bがエッチングにより消失し、絶縁膜211aの表面が露出する場合もある。
 ここで、金属酸化物膜231fの成膜後、または金属酸化物膜231fを半導体層231に加工した後に、加熱処理を行うことが好ましい。加熱処理により、金属酸化物膜231fまたは半導体層231中に含まれる、または表面に吸着した水素または水を除去することができる。また、加熱処理により、金属酸化物膜231fまたは半導体層231の膜質が向上する(例えば欠陥の低減、結晶性の向上など)場合がある。
 加熱処理により、絶縁層211から金属酸化物膜231f、または半導体層231に酸素を供給することもできる。このとき、半導体層231に加工する前に加熱処理を行うことがより好ましい。
 加熱処理の温度は、代表的には150℃以上基板の歪み点未満、または200℃以上500℃以下、または250℃以上450℃以下、または300℃以上450℃以下とすることができる。加熱処理は、貴ガス、または窒素を含む雰囲気で行うことができる。または、当該雰囲気で加熱した後、酸素を含む雰囲気で加熱してもよい。または、乾燥空気雰囲気で加熱してもよい。なお、上記加熱処理の雰囲気に水素、水などができるだけ含まれないことが好ましい。該加熱処理は、電気炉、またはRTA装置等を用いることができる。RTA装置を用いることで、加熱処理時間を短縮することができる。
 なお、当該加熱処理は不要であれば行わなくてもよい。また、ここでは加熱処理は行わず、後の工程で行われる加熱処理と兼ねてもよい。また、後の工程での高温下の処理(例えば成膜工程など)などで、当該加熱処理と兼ねることができる場合もある。
 続いて、絶縁層211及び半導体層231を覆って、絶縁層225を形成する(図21C)。絶縁層225は、PECVD法により形成することが好ましい。絶縁層225は積層構造としてもよい。
 絶縁層225の成膜前に、半導体層231の表面に対してプラズマ処理を行なうことが好ましい。当該プラズマ処理により、半導体層231の表面に吸着する水などの不純物を低減することができる。そのため、半導体層231と絶縁層225との界面における不純物を低減できるため、信頼性の高いトランジスタを実現できる。特に、半導体層231の形成から、絶縁層225の成膜までの間に半導体層231の表面が大気に曝される場合には好適である。プラズマ処理は、例えば、酸素、オゾン、窒素、一酸化二窒素、アルゴンなどの雰囲気で行うことができる。また、プラズマ処理と絶縁層225の成膜とは、大気に曝すことなく連続して行われることが好ましい。
 ここで、絶縁層225の成膜時の基板温度は、高いことが好ましい。絶縁層225の成膜時の基板温度を高くすることで、欠陥の少ない絶縁層225とすることができる。一方で、絶縁層225の成膜時の基板温度が高いと、半導体層231が有する金属原子が絶縁層225に拡散し、絶縁層225に欠陥が生成される場合がある。例えば、半導体層231にIn−Ga−Zn酸化物を用い、絶縁層225にシリコンを含む酸化物を用いる場合、絶縁層225が有するシリコン原子が、半導体層231に含まれる金属原子に置き換わった欠陥であるInSi、GaSi、及びZnSiが生成され、NBTIS劣化が大きくなる恐れがある。絶縁層225の成膜時の基板温度は、180℃以上450℃以下が好ましく、さらには200℃以上450℃以下が好ましく、さらには200℃以上400℃以下が好ましく、さらには250℃以上400℃以下が好ましく、さらには250℃以上350℃以下が好ましく、さらには300℃以上350℃以下が好ましく、さらにはが好ましい。絶縁層225の成膜時の基板温度を前述の範囲とすることで、信頼性の高いトランジスタとすることができる。
 絶縁層225を成膜した後に、加熱処理を行うことが好ましい。加熱処理により、絶縁層225中に含まれる、または表面に吸着した水素または水を除去することができる。また、絶縁層225中の欠陥を低減することができる。加熱処理の条件は、上記記載を参照することができる。なお、当該加熱処理は不要であれば行わなくてもよい。また、ここでは加熱処理は行わず、後の工程で行われる加熱処理と兼ねてもよい。また、後の工程での高温下の処理(例えば成膜工程など)などで、当該加熱処理と兼ねることができる場合もある。
 続いて、絶縁層225、及び絶縁層211の一部をエッチングすることで、導電層221に達する開口147を形成する。これにより、導電層221と、後に形成する導電層223とを、開口147を介して電気的に接続することができる。
 続いて、絶縁層225上に導電層223となる導電膜を成膜し、これをエッチングにより加工して導電層223を形成する(図21D)。
 導電層223となる導電膜は、例えば、金属または合金を含むスパッタリングターゲットを用いたスパッタリング法により成膜することが好ましい。当該導電膜は、低抵抗な金属または合金材料を用いることが好ましい。
 導電層223となる導電膜として、水素の放出量が少なく、かつ水素が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。当該導電膜として、酸化されにくい材料を用いることが好ましい。当該導電膜として、例えば、酸化されにくく、水素が拡散しにくい導電膜と、低抵抗な導電膜とを積層した積層膜とすることが好ましい。
 導電層223となる導電膜の加工には、ウェットエッチング法及びドライエッチング法の一方または双方を用いればよい。
 このように、絶縁層225をエッチングせずに、半導体層231の上面及び側面、並びに絶縁層211を覆った構造とすることで、導電層223の形成の際に、半導体層231及び絶縁層211の一部がエッチングされ、膜厚が薄くなることを防ぐことができる。
 続いて、導電層223をマスクとして、絶縁層225を介して半導体層231に不純物元素145を供給(添加、または注入ともいう)する(図22A)。これにより、半導体層231の導電層223に覆われない領域に、低抵抗領域231nを形成することができる。このとき、半導体層231の導電層223と重なる領域に、不純物元素145ができるだけ供給されないように、マスクとなる導電層223等の材料及び厚さを考慮して、不純物元素145の供給処理の条件を決定することが好ましい。これにより、半導体層231の導電層223と重なる領域に、不純物濃度が十分に低減されたチャネル形成領域を形成することができる。
 不純物元素145の供給は、プラズマイオンドーピング法、またはイオン注入法を好適に用いることができる。これらの方法は、深さ方向の濃度プロファイルを、イオンの加速電圧とドーズ量等により、高い精度で制御することができる。プラズマイオンドーピング法を用いることで、生産性を高めることができる。また質量分離を用いたイオン注入法を用いることで、供給される不純物元素の純度を高めることができる。
 不純物元素145の供給処理において、半導体層231と絶縁層225との界面、または半導体層231中の当該界面に近い部分、または絶縁層225中の当該界面に近い部分が、最も高い濃度となるように、処理条件を制御することが好ましい。これにより、一度の処理で半導体層231と絶縁層225の両方に、最適な濃度の不純物元素145を供給することができる。
 不純物元素145として、水素、ホウ素、炭素、窒素、フッ素、リン、硫黄、ヒ素、アルミニウム、マグネシウム、シリコン、または貴ガスなどが挙げられる。なお、貴ガスの代表例として、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、及びキセノン等がある。特に、ホウ素、リン、アルミニウム、マグネシウム、またはシリコンを用いることが好ましい。
 不純物元素145の原料ガスは、上記不純物元素を含むガスを用いることができる。ホウ素を供給する場合、代表的にはBガス、またはBFガスの一以上を用いることができる。またリンを供給する場合には、代表的にはPHガスを用いることができる。また、これらの原料ガスを貴ガスで希釈した混合ガスを用いてもよい。
 その他、原料ガスとして、CH、N、NH、AlH、AlCl、SiH、Si、F、HF、H、(CMg、及び貴ガス等を用いることができる。また、イオン源は気体に限られず、固体または液体を加熱して気化させたものを用いてもよい。
 不純物元素145の添加は、絶縁層225及び半導体層231の組成、密度、及び厚さなどを考慮して、加速電圧及びドーズ量などの条件を設定することで制御することができる。
 例えば、イオン注入法またはプラズマイオンドーピング法でホウ素の添加を行う場合、加速電圧は例えば5kV以上100kV以下、好ましくは7kV以上70kV以下、より好ましくは10kV以上50kV以下の範囲とすることができる。またドーズ量は、例えば1×1013ions/cm以上1×1017ions/cm以下、好ましくは1×1014ions/cm以上5×1016ions/cm以下、より好ましくは1×1015ions/cm以上、3×1016ions/cm以下の範囲とすることができる。
 イオン注入法またはプラズマイオンドーピング法でリンイオンの添加を行う場合、加速電圧は、例えば10kV以上100kV以下、好ましくは30kV以上90kV以下、より好ましくは40kV以上80kV以下の範囲とすることができる。またドーズ量は、例えば1×1013ions/cm以上1×1017ions/cm以下、好ましくは1×1014ions/cm以上5×1016ions/cm以下、より好ましくは1×1015ions/cm以上3×1016ions/cm以下の範囲とすることができる。
 なお、不純物元素145の供給方法はこれに限られず、例えば、プラズマ処理、または加熱による熱拡散を利用した処理などを用いてもよい。プラズマ処理法の場合、添加する不純物元素を含むガス雰囲気にてプラズマを発生させて、プラズマ処理を行うことによって、不純物元素を添加することができる。上記プラズマを発生させる装置として、ドライエッチング装置、アッシング装置、プラズマCVD装置、高密度プラズマCVD装置等を用いることができる。
 例えば、プラズマCVD装置を用いて、水素ガスを含む雰囲気でプラズマ処理を行うことにより、導電層223と重ならない領域の半導体層231に、不純物元素145として水素を供給することができる。また、不純物元素145の供給処理、及び絶縁層218の形成にプラズマCVD装置を用いることで、不純物元素145の供給処理と絶縁層218の形成を装置内で連続して行うことができ、生産性を高めることができる。
 本発明の一態様では、絶縁層225を介して不純物元素145を半導体層231に供給することができる。そのため、半導体層231が結晶性を有する場合であっても、不純物元素145の供給の際に半導体層231が受けるダメージが軽減され、結晶性が損なわれてしまうことを抑制できる。そのため、結晶性の低下により電気抵抗が増大してしまうような場合には好適である。
 続いて、絶縁層225、及び導電層223を覆って、絶縁層218を形成する(図22B)。
 絶縁層218の成膜温度が高すぎると、低抵抗領域231n等に含まれる不純物が、半導体層231のチャネル形成領域を含む周辺部に拡散する恐れがあり、また、低抵抗領域231nの電気抵抗が上昇してしまう恐れがある。そのため、絶縁層218の成膜温度は、これらのことを考慮して決定すればよい。
 例えば、絶縁層218の成膜温度は、例えば150℃以上400℃以下、好ましくは180℃以上360℃以下、より好ましくは200℃以上250℃以下とすることが好ましい。絶縁層218を低温で成膜することにより、チャネル長の短いトランジスタであっても、良好な電気特性を付与することができる。
 絶縁層218の形成後、加熱処理を行ってもよい。当該加熱処理により、低抵抗領域231nを、より安定して低抵抗なものとすることができる場合がある。例えば、加熱処理を行うことにより、不純物元素145が適度に拡散して局所的に均一化され、理想的な不純物元素の濃度勾配を有する低抵抗領域231nが形成されうる。なお、加熱処理の温度が高すぎる(例えば500℃以上)と、不純物元素145がチャネル形成領域にまで拡散し、トランジスタの電気特性及び信頼性の悪化を招く恐れがある。
 加熱処理の条件は、上記記載を参照することができる。
 なお、当該加熱処理は不要であれば行わなくてもよい。また、ここでは加熱処理は行わず、後の工程で行われる加熱処理と兼ねてもよい。また、後の工程での高温下の処理(例えば成膜工程など)がある場合には、当該加熱処理と兼ねることができる場合もある。
 続いて、絶縁層218及び絶縁層225の一部をエッチングすることで、低抵抗領域231nに達する開口141a及び開口141bを形成する。
 続いて、開口141a及び開口141bを覆うように、絶縁層218上に導電膜を成膜し、当該導電膜を加工することで、導電層222a及び導電層222bを形成する(図22C)。
 以上の工程により、トランジスタ205Rを作製することができる。トランジスタ205G、及びトランジスタBは、トランジスタ205Rと同じ工程を経て同一基板上に形成することができる。
 以降は、図23A乃至図38を用いて説明する。図23A乃至図38では、トランジスタ205R、トランジスタ205G、及びトランジスタ205Bを示している。図23A乃至図38には、図16に示す一点鎖線X1−X2間の断面図と、一点鎖線Y1−Y2間の断面図を並べて示す。
 続いて、トランジスタ205R、トランジスタ205G、及びトランジスタ205Bを覆うように、絶縁層214となる絶縁膜214fを形成する。
 例えば、絶縁膜214fに感光性の有機材料を用いる場合、有機材料を含む組成物をスピンコート法により塗布した後、選択的に露光、現像を行うことにより、絶縁層214を形成することができる。この他の形成方法として、スパッタリング法、蒸着法、液滴吐出法(インクジェット法)、スクリーン印刷、またはオフセット印刷の一または複数を用いてもよい。
 図23Aは、絶縁膜214fに感光性の有機材料を用い、トランジスタ205Rが有する導電層222bと重なる領域、トランジスタ205Gが有する導電層222bと重なる領域、及びトランジスタ205Bが有する導電層222bと重なる領域を露光する様子を模式的に示している。
 露光に用いる光は、i線を含むことが好ましい。また、露光に用いる光は、g線、及びh線の少なくとも一方を含んでいてもよい。図23Aでは光を矢印で示しており、絶縁層214を形成しない領域は露光し、絶縁層214を形成する領域はマスク132aを用いて遮光する。
 露光量を調整することにより、開口191R、開口191G、及び開口191Bの幅191dを制御することができる。
 続いて、現像を行い、絶縁膜214fの露光させた領域を除去し、開口191R、開口191G、及び開口191Bを有する絶縁層214を形成する(図23B)。開口191R、開口191G、及び開口191Bにおいて、トランジスタ205R、トランジスタ205G、及びトランジスタ205Bの導電層222bが露出する。
 ここでは、絶縁膜214fにポジ型の感光性の樹脂を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。例えば、絶縁膜214fにネガ型の感光性の樹脂を用いてもよい。この場合、絶縁層214を形成する領域は露光し、絶縁層214を形成しない領域はマスクを用いて遮光すればよい。現像において、絶縁膜214fの露光させた領域に絶縁層214が形成される。
 絶縁層214の形成後に、加熱処理を行うことが好ましい。絶縁層214に有機材料を用いる場合、加熱処理により有機材料を硬化させることができる。
 加熱処理の温度は、有機材料の耐熱温度未満が好ましい。例えば、加熱処理の温度は150℃以上350℃以下が好ましく、さらには180℃以上300℃以下が好ましく、さらには200℃以上270℃以下が好ましく、さらには200℃以上250℃以下が好ましく、さらには220℃以上250℃以下が好ましい。
 加熱処理は、貴ガス、または窒素を含む雰囲気で行うことができる。または、乾燥空気雰囲気で加熱してもよい。なお、上記加熱処理の雰囲気に水素、水などができるだけ含まれないことが好ましい。該加熱処理は、電気炉、またはRTA装置等を用いることができる。
 続いて、絶縁層214、開口191R、開口191G及び開口191Bを覆うように、絶縁層238となる絶縁膜238fを成膜する。
 続いて、絶縁膜238f上にレジストマスク195aを形成する(図24A)。レジストマスク195aは、ポジ型のレジスト及びネガ型のレジストのどちらを用いてもよい。レジストマスク195aは、開口191R、開口191G及び開口191Bには設けない。
 続いて、レジストマスク195aをマスクに用いて絶縁膜238fを加工し、絶縁層238を形成する。これにより、トランジスタ205R、トランジスタ205G、トランジスタ205Bの導電層222bが露出する。絶縁膜238fの加工には、ウェットエッチング法及びドライエッチング法の一方または双方を用いればよい。
 続いて、レジストマスク195aを除去する。
 続いて、絶縁層238、絶縁層214及び導電層222bを覆うように、導電層233となる導電膜233fを成膜する。
 続いて、導電膜233f上にレジストマスク195bを形成する(図24B)。レジストマスク195bは、ポジ型のレジスト及びネガ型のレジストのどちらを用いてもよい。レジストマスク195bは、トランジスタ205R、トランジスタ205G、トランジスタ205Bの導電層222bと重なる領域を有する。
 続いて、レジストマスク195bをマスクに用いて導電膜233fを加工し、導電層233を形成する。これにより、トランジスタ205R、トランジスタ205G、トランジスタ205Bの導電層222bと接する導電層233が形成される。導電膜233fの加工には、ウェットエッチング法及びドライエッチング法の一方または双方を用いればよい。
 導電膜233fの加工の際に、レジストマスク195bと重ならない領域の絶縁層238が除去されてもよい(図25A)。絶縁層238は導電層233と絶縁層214の間に残存する。なお、レジストマスク195bと重ならない領域の絶縁層238が残存してもよい。この場合、図15に示す構成とすることができる。
 続いて、レジストマスク195bを除去する。
 続いて、絶縁層214、絶縁層238、及び導電層233を覆うように、絶縁層235となる絶縁膜235fを形成する。絶縁膜235fの形成については、絶縁膜214fと同様の方法を用いることができる。
 図25Bは、絶縁膜235fに感光性の有機材料を用い、導電層233と重なる領域を露光する様子を模式的に示している。図25Bでは光を矢印で示しており、絶縁層235を形成しない領域は露光し、絶縁層235を形成する領域はマスク132bを用いて遮光する。
 露光量を調整することにより、開口193R、開口193G、及び開口193Bの幅193dを制御することができる。ここで、開口193Rの幅193dは、開口191Rの幅191dより小さいことが好ましい。同様に、開口193Gの幅193dは、開口191Gの幅191dより小さいことが好ましい。開口193Bの幅193dは、開口191Bの幅191dより小さいことが好ましい。開口193R、開口193G、及び開口193Bの幅193dが、開口191R、開口191G、及び開口191Bの幅191dより小さくなるように、露光量を調整することが好ましい。例えば、絶縁膜214fと絶縁膜235fに同じ材料を用い、同程度の膜厚とする場合、絶縁膜235fの露光量は絶縁膜214fの露光量より少ないことが好ましい。例えば、絶縁膜235fの露光時間を、絶縁膜214fの露光時間より短くすればよい。
 続いて、現像を行い、絶縁膜235fの露光させた領域を除去し、開口193R、開口193G、及び開口193Bを有する絶縁層235を形成する(図26A)。開口193R、開口193G、及び開口193Bにおいて、導電層233が露出する。
 ここでは、絶縁膜235fにポジ型の感光性の樹脂を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。例えば、絶縁膜235fにネガ型の感光性の樹脂を用いてもよい。
 絶縁層235の形成後に、加熱処理を行うことが好ましい。加熱処理については、絶縁層214形成後の加熱処理に係る記載を参照できるため、詳細な説明は省略する。
 続いて、絶縁層235、及び導電層233を覆うように、絶縁層239となる絶縁膜239fを成膜する。
 続いて、絶縁膜239f上にレジストマスク195cを形成する(図26B)。レジストマスク195cは、ポジ型のレジスト及びネガ型のレジストのどちらを用いてもよい。レジストマスク195cは、開口193R、開口193G及び開口193Bには設けない。
 続いて、レジストマスク195cをマスクに用いて絶縁膜239fを加工し、絶縁層239を形成する。これにより、導電層233が露出する。絶縁膜239fの加工には、ウウェットエッチング法及びドライエッチング法の一方または双方を用いればよい。
 続いて、レジストマスク195cを除去する。
 続いて、絶縁層239、絶縁層235及び導電層233を覆うように、導電層112R、導電層112G、導電層112B及び導電層112pとなる導電膜112fを成膜する。
 続いて、導電膜112f上にレジストマスク195dを形成する(図27A)。レジストマスク195dは、ポジ型のレジスト及びネガ型のレジストのどちらを用いてもよい。レジストマスク195dは、導電層223と重なる領域を有する。
 続いて、レジストマスク195dをマスクに用いて導電膜112fを加工し、導電層112R、導電層112G、導電層112B及び導電層112pを形成する。これにより、導電層223と接する導電層112R、導電層112G、及び導電層112Bが形成される。ま導電膜112fの加工には、ウェットエッチング法及びドライエッチング法の一方または双方を用いればよい。
 導電膜233fの加工の際に、絶縁層238の一部が除去される場合がある。例えば、導電層112R、導電層112G、及び導電層112Bのいずれかと重なる領域の絶縁層238の膜厚が、導電層112R、導電層112G、及び導電層112Bのいずれとも重ならない領域の絶縁層238の膜厚より薄くなってもよい。
 続いて、レジストマスク195dを除去する(図27B)。
 続いて、絶縁層239、導電層112R、導電層112R、導電層112G、導電層112B及び導電層112pを覆うように、層128となる膜128fを形成する。膜128fの形成については、絶縁膜214fと同様の方法を用いることができる。
 図28は、膜128fに感光性の有機材料を用い、導電層233と重なる領域を露光する様子を模式的に示している。図28では光を矢印で示しており、層128を形成しない領域は露光し、層128を形成する領域はマスク132cを用いて遮光する。このとき、露光量を調整することにより、層128の形状を制御することができる。
 続いて、現像を行い、膜128fの露光させた領域を除去し、層128を形成する(図29A)。
 ここでは、膜128fにポジ型の感光性の樹脂を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。例えば、膜128fにネガ型の感光性の樹脂を用いてもよい。
 層128の形成後に、加熱処理を行うことが好ましい。加熱処理については、絶縁層214形成後の加熱処理に係る記載を参照できるため、詳細な説明は省略する。
 続いて、絶縁層239、導電層112R、導電層112G、導電層112B、導電層112p及び層128を覆うように、導電層126R、導電層126G、導電層126B及び導電層126pとなる導電膜126fを成膜する。
 ここで、導電膜126fは、絶縁層239、導電層112R、導電層112G、導電層112B、導電層112p及び層128上に設けられる。導電膜126fとこれらの膜との密着性が低い場合、膜剥がれが発生してしまう場合がある。導電膜126fに適用する材料は、被形成面との密着性が高い材料を適用することが好ましい。例えば、銀とパラジウムと銅の合金(APC)は無機材料を有する絶縁層との密着性が低く、当該絶縁層上に設けると膜剥がれが発生してしまう恐れがある。そこで、絶縁層239に無機材料を用いる場合は、導電膜126fの絶縁層239と接する側に絶縁層239との密着性が高い材料を適用することが好ましい。例えば、導電膜126fとして、In−Si−Sn酸化物(ITSO)と、In−Si−Sn酸化物(ITSO)上の銀とパラジウムと銅の合金(APC)の積層構造を好適に用いることができる。導電膜126fの絶縁層239と接する側の層をIn−Si−Sn酸化物(ITSO)とすることにより、絶縁層239に無機材料を用いる場合であっても導電膜126fの膜剥がれを抑制することができる。
 なお、絶縁層239を設けず、導電膜126fが絶縁層235、導電層112R、導電層112G、導電層112B、導電層112p及び層128上に設けられる構成としてもよい(図2参照)。絶縁層235に有機材料を用いる場合、導電膜126fとして銀とパラジウムと銅の合金(APC)の単層構造を用いることができる。
 続いて、導電膜126f上にレジストマスク195eを形成する(図29B)。レジストマスク195eは、ポジ型のレジスト及びネガ型のレジストのどちらを用いてもよい。レジストマスク195eは、導電層112Rと重なる領域、導電層112Gと重なる領域、導電層112Bと重なる領域、及び導電層112pと重なる領域に設けられる。
 続いて、レジストマスク195eをマスクに用いて導電膜126fを加工し、導電層126R、導電層126G、導電層126B及び導電層126pを形成する。導電膜126fの加工には、ウェットエッチング法及びドライエッチング法の一方または双方を用いればよい。
 続いて、レジストマスク195eを除去する。
 続いて、導電層129R、導電層129G、導電層129B、及び導電層129pを形成する。ここでは、導電層129R、導電層129G、及び導電層129Bを積層構造とし、導電層129pを単層構造とする作製方法を示す。なお、本発明の一態様はこれに限られない。導電層129R、導電層129G、及び導電層129Bを単層構造としてもよく、積層構造としてもよい。また、導電層129pを単層構造としてよく、積層構造としてもよい。
 絶縁層239、導電層112R、導電層112G、導電層112B、導電層112p、導電層126R、導電層126G、導電層126B、及び導電層126pを覆うように、導電層129R、導電層129G、及び導電層129Bの一部となる導電膜129afを成膜する。
 続いて、導電膜129af上にレジストマスク195fを形成する(図30A)。レジストマスク195gは、ポジ型のレジスト及びネガ型のレジストのどちらを用いてもよい。レジストマスク195fは、導電層112Rと重なる領域、導電層112Gと重なる領域、及び導電層112Bと重なる領域に設けられる。ここでは、導電層112pと重なる領域にはレジストマスクを設けない例を示している。
 続いて、レジストマスク195fをマスクに用いて導電膜129afを加工し、導電層129aR、導電層129aG、及び導電層129aBを形成する。導電膜129afの加工には、ウェットエッチング法及びドライエッチング法の一方または双方を用いればよい。
 続いて、レジストマスク195fを除去する。
 続いて、絶縁層239、導電層112R、導電層112G、導電層112B、導電層112p、導電層126R、導電層126G、導電層126B、導電層129aR、導電層129aG、導電層129aB、及び導電層126pを覆うように、導電層129R、導電層129G、及び導電層129Bの一部、並びに導電層129pとなる導電膜129bfを成膜する。
 続いて、導電膜129bf上にレジストマスク195gを形成する(図30B)。レジストマスク195gは、ポジ型のレジスト及びネガ型のレジストのどちらを用いてもよい。レジストマスク195gは、導電層112Rと重なる領域、導電層112Gと重なる領域、導電層112B、及び導電層112pと重なる領域に設けられる。
 続いて、レジストマスク195gをマスクに用いて導電膜129bfを加工し、導電層129bR、導電層129bG、導電層129bB、及び導電層129pを形成する。導電膜129bfの加工には、ウェットエッチング法及びドライエッチング法の一方または双方を用いればよい。
 続いて、レジストマスク195gを除去する(図31A)。
 これにより、導電層129aRと導電層129bRの積層構造を有する導電層129R、導電層129aGと導電層129bGの積層構造を有する導電層129G、導電層129aBと導電層129bBの積層構造を有する導電層129Bを形成することができる。また、導電層129pの膜厚を、導電層129R、導電層129G、及び導電層129Bの膜厚より薄くすることができる。これらの導電膜の形成には、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。
 続いて、画素電極の疎水化処理を行うことが好ましい。疎水化処理では、処理対象の表面を親水性から疎水性にすること、または、処理対象の表面の疎水性を高めることができる。画素電極の疎水化処理を行うことで、画素電極と、後の工程で形成される膜(ここでは膜113Rf)と、の密着性を高め、膜剥がれを抑制することができる。なお、疎水化処理は行わなくてもよい。
 疎水化処理は、例えば画素電極へのフッ素修飾により行うことができる。フッ素修飾は例えば、フッ素を含むガスによる処理または加熱処理、フッ素を含むガス雰囲気中におけるプラズマ処理等により行うことができる。フッ素を含むガスとして、例えばフッ素ガスを用いることができ、例えばフルオロカーボンガスを用いることができる。フルオロカーボンガスとして、例えば四フッ化炭素(CF)ガス、Cガス、Cガス、Cガス、C等の低級フッ化炭素ガスを用いることができる。また、フッ素を含むガスとして、例えばSFガス、NFガス、CHFガス等を用いることができる。また、これらのガスに、ヘリウムガス、アルゴンガス、または水素ガス等を適宜添加することができる。
 画素電極の表面に対して、アルゴン等の第18族元素を含むガス雰囲気中におけるプラズマ処理を行った後、シリル化剤を用いた処理を行うことで、画素電極の表面を疎水化することができる。シリル化剤として、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)、トリメチルシリルイミダゾール(TMSI)等を用いることができる。さらに、画素電極の表面に対して、アルゴン等の第18族元素を含むガス雰囲気中におけるプラズマ処理を行った後、シランカップリング剤を用いた処理を行うことでも、画素電極の表面を疎水化することができる。
 画素電極の表面に対して、アルゴン等の第18族元素を含むガス雰囲気中におけるプラズマ処理を行うことにより、画素電極の表面に対してダメージを与えることができる。これにより、HMDS等のシリル化剤に含まれるメチル基が、画素電極の表面に結合しやすくなる。また、シランカップリング剤によるシランカップリングが発生しやすくなる。以上により、画素電極の表面に対して、アルゴン等の第18族元素を含むガス雰囲気中におけるプラズマ処理を行った後、シリル化剤、またはシランカップリング剤を用いた処理を行うことで、画素電極の表面を疎水化することができる。
 シリル化剤、またはシランカップリング剤等を用いた処理は、例えばスピンコート法、またはディップ法等を用いてシリル化剤、またはシランカップリング剤等を塗布することにより行うことができる。また、シリル化剤、またはシランカップリング剤等を用いた処理は、例えば気相法を用いて、画素電極上等にシリル化剤を有する膜、またはシランカップリング剤を有する膜等を形成することにより行うことができる。気相法では、まず、シリル化剤を有する材料、またはシランカップリング剤を有する材料等を揮発させることにより、シリル化剤、またはシランカップリング剤等を雰囲気中に含ませる。続いて、当該雰囲気中に、画素電極等が形成されている基板をおく。これにより、画素電極上に、シリル化剤、またはシランカップリング剤等を有する膜を形成することができ、画素電極の表面を疎水化することができる。
 続いて、層113R、層113G、及び層113Bを形成する。ここでは、層113R、層113G、層113Bの順に形成する方法を示すが、本発明の一態様はこれに限られない。例えば、層113R、層113G、及び層113Bが有する材料の耐熱性が高い順に形成することができる。最初に形成される層は、他の層が形成される工程も経るため、耐熱性が高いことが好ましい。耐熱性が低い材料を有する層を最後に形成することにより、工程中のダメージを少なくすることができる。
 層113Rとなる膜113Rfを、画素電極111上に形成する(図31B)。
 図31Bに示すように、一点鎖線Y1−Y2間の断面図において、導電層123上には、膜113Rfを形成していない。例えば、エリアマスクを用いることで、膜113Rfを所望の領域にのみ成膜することができる。エリアマスクを用いた成膜工程と、レジストマスクを用いた加工工程と、を採用することで、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。
 実施の形態1で説明した通り、本発明の一態様の表示装置では、発光デバイスに耐熱性の高い材料を用いる。具体的には、膜113Rfに含まれる化合物の耐熱温度は、それぞれ、100℃以上180℃以下であることが好ましく、120℃以上180℃以下が好ましく、140℃以上180℃以下がより好ましい。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。また、表示装置の作製工程においてかけられる温度の上限を高めることができる。したがって、表示装置に用いる材料及び形成方法の選択の幅を広げることができ、製造歩留まりの向上及び信頼性の向上が可能となる。
 膜113Rfは、例えば、蒸着法、具体的には真空蒸着法により形成することができる。また、膜113Rfは、転写法、印刷法、インクジェット法、または塗布法等の方法で形成してもよい。
 続いて、膜113Rf上、及び導電層123上に、マスク層118Rとなるマスク膜118Rfと、マスク層119Rとなるマスク膜119Rfと、を順に形成する(図31B)。
 なお、本実施の形態では、マスク膜118Rfとマスク膜119Rfの2層構造でマスク膜を形成する例を示すが、マスク膜はマスク膜118Rfまたはマスク膜119Rfの単層構造であってもよく、3層以上の積層構造であってもよい。
 膜113Rf上にマスク層を設けることで、表示装置の作製工程中に膜113Rf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。
 マスク膜118Rfには、膜113Rfの加工条件に対する耐性の高い膜、具体的には、膜113Rfとのエッチングの選択比が大きい膜を用いる。マスク膜119Rfには、マスク膜118Rfとのエッチングの選択比が大きい膜を用いる。
 マスク膜118Rf及びマスク膜119Rfは、膜113Rfの耐熱温度よりも低い温度で形成する。マスク膜118Rf及びマスク膜119Rfを形成する際の基板温度はそれぞれ、200℃以下が好ましく、さらには150℃以下が好ましく、さらには120℃以下が好ましく、さらには100℃以下が好ましく、さらには80℃以下が好ましい。
 耐熱温度の指標としては、例えば、ガラス転移点、軟化点、融点、熱分解温度、及び、5%重量減少温度等が挙げられる。層113R、層113G、及び層113Bの耐熱温度は、これら耐熱温度の指標となるいずれかの温度、好ましくはこれらのうち最も低い温度とすることができる。
 上述の通り、本発明の一態様の表示装置では、発光デバイスに耐熱性の高い材料を用いる。したがって、マスク膜を形成する際の基板温度を100℃以上、120℃以上、または140℃以上とすることもできる。例えば、無機絶縁膜は、成膜温度が高いほど緻密でバリア性の高い膜とすることができる。したがって、このような温度でマスク膜を成膜することで、膜113Rfが受けるダメージをより低減でき、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
 マスク膜118Rf及びマスク膜119Rfには、ウェットエッチング法により除去できる膜を用いることが好ましい。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、マスク膜118Rf及びマスク膜119Rfの加工時に、膜113Rfに加わるダメージを低減することができる。
 マスク膜118Rf及びマスク膜119Rfの形成には、例えば、スパッタリング法、ALD法(熱ALD法、PEALD法)、CVD法、真空蒸着法を用いることができる。また、前述の湿式の成膜方法を用いて形成してもよい。
 なお、膜113Rf上に接して形成されるマスク膜118Rfは、マスク膜119Rfよりも、膜113Rfへのダメージが少ない形成方法を用いて形成されることが好ましい。例えば、スパッタリング法よりも、ALD法または真空蒸着法を用いて、マスク膜118Rfを形成することが好ましい。
 マスク膜118Rf及びマスク膜119Rfとしては、それぞれ、例えば、金属膜、合金膜、金属酸化物膜、半導体膜、有機絶縁膜、及び、無機絶縁膜等のうち一種または複数種を用いることができる。
 マスク膜118Rf及びマスク膜119Rfには、それぞれ、例えば、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、チタン、アルミニウム、イットリウム、ジルコニウム、及びタンタル等の金属材料、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。特に、アルミニウムまたは銀等の低融点材料を用いることが好ましい。マスク膜118Rf及びマスク膜119Rfの一方または双方に紫外線を遮蔽することが可能な金属材料を用いることで、膜113Rfに紫外線が照射されることを抑制でき、膜113Rfの劣化を抑制できるため、好ましい。
 マスク膜118Rf及びマスク膜119Rfの一方または双方に、金属膜または合金膜を用いることで、プラズマによるダメージが膜113Rfに加わることを抑制でき、膜113Rfの劣化を抑制できるため、好ましい。具体的には、ドライエッチング法を用いる工程、及び、アッシングを行う工程などで、プラズマによるダメージが膜113Rfに加わることを抑制できる。特に、マスク膜119Rfとして、タングステン膜などの金属膜または合金膜を用いることが好ましい。
 マスク膜118Rf及びマスク膜119Rfには、それぞれ、In−Ga−Zn酸化物、酸化インジウム、In−Zn酸化物、In−Sn酸化物、インジウムチタン酸化物(In−Ti酸化物)、インジウムスズ亜鉛酸化物(In−Sn−Zn酸化物)、インジウムチタン亜鉛酸化物(In−Ti−Zn酸化物)、インジウムガリウムスズ亜鉛酸化物(In−Ga−Sn−Zn酸化物)、シリコンを含むインジウムスズ酸化物等の金属酸化物を用いることができる。
 なお、上記ガリウムに代えて元素M(Mは、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、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、またはマグネシウムから選ばれた一種または複数種)を用いてもよい。特に、Mは、ガリウム、アルミニウム、またはイットリウムから選ばれた一種または複数種とすることが好ましい。
 マスク膜として、光、特に紫外線に対して遮光性を有する材料を含む膜を用いることができる。例えば、紫外線に対して反射性を有する膜、または紫外線を吸収する膜を用いることができる。遮光性を有する材料としては、紫外線に対して遮光性のある金属、絶縁体、半導体、及び半金属など、様々な材料を用いることができるが、当該マスク膜の一部または全部は、後の工程で除去するため、エッチングによる加工が可能である膜であることが好ましく、特に加工性が良好であることが好ましい。
 例えば、半導体の製造プロセスと親和性の高い材料として、シリコンまたはゲルマニウムなどの半導体材料を用いることができる。または、上記半導体材料の酸化物または窒化物を用いることができる。または、炭素などの非金属材料、またはその化合物を用いることができる。または、チタン、タンタル、タングステン、クロム、アルミニウムなどの金属、またはこれらの一以上を含む合金が挙げられる。または、酸化チタンもしくは酸化クロムなどの上記金属を含む酸化物、または窒化チタン、窒化クロム、もしくは窒化タンタルなどの窒化物を用いることができる。
 マスク膜に、紫外線に対して遮光性を有する材料を含む膜を用いることで、露光工程などでEL層に紫外線が照射されることを抑制できる。EL層が紫外線によってダメージを受けることを抑制することで、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
 なお、紫外線に対して遮光性を有する材料を含む膜は、後述する絶縁膜125fの材料として用いても、同様の効果を奏する。
 マスク膜118Rf及びマスク膜119Rfとしては、それぞれ、保護層131に用いることができる各種無機絶縁膜を用いることができる。特に、酸化絶縁膜は、窒化絶縁膜に比べて膜113Rfとの密着性が高く好ましい。例えば、マスク膜118Rf及びマスク膜119Rfには、それぞれ、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化シリコン等の無機絶縁材料を用いることができる。マスク膜118Rf及びマスク膜119Rfとして、例えば、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、下地(特にEL層)へのダメージを低減できるため好ましい。
 例えば、マスク膜118Rfとして、ALD法を用いて形成した無機絶縁膜(例えば、酸化アルミニウム膜)を用い、マスク膜119Rfとして、スパッタリング法を用いて形成した無機膜(例えば、In−Ga−Zn酸化物膜、シリコン膜、またはタングステン膜)を用いることができる。
 なお、マスク膜118Rfと、後に形成する絶縁層125との双方に、同じ無機絶縁膜を用いることができる。例えば、マスク膜118Rfと絶縁層125との双方に、ALD法を用いて形成した酸化アルミニウム膜を用いることができる。ここで、マスク膜118Rfと、絶縁層125とで、同じ成膜条件を適用してもよく、互いに異なる成膜条件を適用してもよい。例えば、マスク膜118Rfを、絶縁層125と同様の条件で成膜することで、マスク膜118Rfを、水及び酸素の少なくとも一方に対するバリア性の高い絶縁層とすることができる。一方で、マスク膜118Rfは後の工程で大部分または全部を除去する層であるため、加工が容易であることが好ましい。そのため、マスク膜118Rfは、絶縁層125と比べて、成膜時の基板温度が低い条件で成膜することが好ましい。
 マスク膜118Rf及びマスク膜119Rfの一方または双方に、有機材料を用いてもよい。例えば、有機材料として、少なくとも膜113Rfの最上部に位置する膜に対して化学的に安定な溶媒に、溶解しうる材料を用いてもよい。特に、水またはアルコールに溶解する材料を好適に用いることができる。このような材料の成膜の際には、水またはアルコール等の溶媒に溶解させた状態で、湿式の成膜方法で塗布した後に、溶媒を蒸発させるための加熱処理を行うことが好ましい。このとき、減圧雰囲気下での加熱処理を行うことで、低温且つ短時間で溶媒を除去できるため、膜113Rfへの熱的なダメージを低減することができ、好ましい。
 マスク膜118Rf及びマスク膜119Rfには、それぞれ、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラール、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、アルコール可溶性のポリアミド樹脂、または、パーフルオロポリマーなどのフッ素樹脂等の有機樹脂を用いてもよい。
 例えば、マスク膜118Rfとして、蒸着法または上記湿式の成膜方法のいずれかを用いて形成した有機膜(例えば、PVA膜)を用い、マスク膜119Rfとして、スパッタリング法を用いて形成した無機膜(例えば、窒化シリコン膜)を用いることができる。
 なお、実施の形態1で説明した通り、本発明の一態様の表示装置には、マスク膜の一部がマスク層として残存する場合がある。
 続いて、マスク膜119Rf上にレジストマスク190aを形成する(図31B)。レジストマスク190aは、ポジ型のレジスト及びネガ型のレジストのどちらを用いてもよい。
 レジストマスク190aは、画素電極111Rと重なる位置に設ける。レジストマスク190aは、導電層123と重なる位置にも設けることが好ましい。これにより、導電層123が表示装置の作製工程中にダメージを受けることを抑制できる。なお、導電層123上にレジストマスク190aを設けなくてもよい。
 続いて、レジストマスク190aをマスクに用いて、マスク膜119Rfの一部を除去し、マスク層119Rを形成する(図32A)。マスク層119Rは、画素電極111R上と、導電層123上と、に残存する。その後、レジストマスク190aを除去する(図32B)。続いて、マスク層119Rをマスク(ハードマスクともいう)に用いて、マスク膜118Rfの一部を除去し、マスク層118Rを形成する。
 マスク膜118Rf及びマスク膜119Rfは、それぞれ、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。マスク膜118Rf及びマスク膜119Rfの加工は、異方性エッチングにより行うことが好ましい。
 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、マスク膜118Rf及びマスク膜119Rfの加工時に、膜113Rfに加わるダメージを低減することができる。ウェットエッチング法を用いる場合、例えば、現像液、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH:Tetramethylammonium hydroxide)水溶液、希フッ酸、シュウ酸、リン酸、酢酸、硝酸、またはこれらの2以上を含む混合溶液等を用いることが好ましい。
 マスク膜119Rfの加工においては、膜113Rfが露出しないため、マスク膜118Rfの加工よりも、加工方法の選択の幅は広い。具体的には、マスク膜119Rfの加工の際に、エッチングガスに酸素を含むガスを用いた場合でも、膜113Rfの劣化をより抑制することができる。
 マスク膜118Rfの加工においてドライエッチング法を用いる場合は、エッチングガスに酸素を含むガスを用いないことで、膜113Rfの劣化を抑制することができる。ドライエッチング法を用いる場合、例えば、CF、C、SF、CHF、Cl、HO、BCl、またはHe等の貴ガスを含むガスをエッチングガスに用いることが好ましい。
 例えば、マスク膜118Rfとして、ALD法を用いて形成した酸化アルミニウム膜を用いる場合、CHFとHe、または、CHFとHeとCHを用いて、ドライエッチング法によりマスク膜118Rfを加工することができる。また、マスク膜119Rfとして、スパッタリング法を用いて形成したIn−Ga−Zn酸化物膜を用いる場合、希釈リン酸を用いて、ウェットエッチング法によりマスク膜119Rfを加工することができる。または、CHとArを用いて、ドライエッチング法により加工してもよい。または、希釈リン酸を用いて、ウェットエッチング法によりマスク膜119Rfを加工することができる。また、マスク膜119Rfとして、スパッタリング法を用いて形成したタングステン膜を用いる場合、SF、CFとO、またはCFとClとOを用いて、ドライエッチング法によりマスク膜119Rfを加工することができる。
 レジストマスク190aは、例えば、酸素プラズマを用いたアッシング等により除去することができる。または、酸素ガスと、CF、C、SF、CHF、Cl、HO、BCl、またはHe等の貴ガスと、を用いてもよい。または、ウェットエッチングにより、レジストマスク190aを除去してもよい。このとき、マスク膜118Rfが最表面に位置し、膜113Rfは露出していないため、レジストマスク190aの除去工程において、膜113Rfにダメージが入ることを抑制することができる。また、レジストマスク190aの除去方法の選択の幅を広げることができる。
 続いて、膜113Rfを加工して、層113Rを形成する。例えば、マスク層119R及びマスク層118Rをハードマスクに用いて、膜113Rfの一部を除去し、層113Rを形成する(図33A)。
 これにより、図33Aに示すように、画素電極111R上に、層113R、マスク層118R、及びマスク層119Rの積層構造が残存する。また、画素電極111G及び画素電極111Gは露出する。
 ここで、膜113Rfを加工する際、画素電極111Gの表面及び画素電極111Bの表面は、エッチングガスまたはエッチング液に曝される。一方、画素電極111Rの表面はエッチングガスまたはエッチング液等に曝されない。このように、最初に形成する色の発光デバイスでは、画素電極の表面がエッチング工程によるダメージを受けず、画素電極とEL層との界面の状態を良好に保つことができる。
 膜113Rfの加工は、異方性エッチングにより行うことが好ましい。特に、異方性のドライエッチングが好ましい。または、ウェットエッチングを用いてもよい。
 ドライエッチング法により膜113Rfを加工する際、露出している面はプラズマに曝される。マスク層118R及びマスク層119Rの一方または双方に、金属膜または合金膜を用いることで、膜113Rfの層113Rとなる領域にプラズマによるダメージが加わることを抑制でき、層113Rの劣化を抑制できるため、好ましい。特に、マスク層119Rとして、タングステン膜などの金属膜または合金膜を用いることが好ましい。
 ドライエッチング法を用いる場合は、エッチングガスに酸素を含むガスを用いないことで、膜113Rfの劣化を抑制することができる。
 エッチングガスに酸素を含むガスを用いてもよい。エッチングガスが酸素を含むことで、エッチングの速度を速めることができる。したがって、エッチング速度を十分な速さに維持しつつ、低パワーの条件でエッチングを行うことができる。そのため、膜113Rfに与えるダメージを抑制することができる。さらに、エッチング時に生じる反応生成物の付着等の不具合を抑制することができる。
 ドライエッチング法を用いる場合、例えば、H、CF、C、SF、CHF、Cl、HO、BCl、またはHe、Ar等の貴ガスのうち、一種以上を含むガスをエッチングガスに用いることが好ましい。または、これらの一種以上と、酸素を含むガスをエッチングガスに用いることが好ましい。または、酸素ガスをエッチングガスに用いてもよい。具体的には、例えば、HとArを含むガス、または、CFとHeを含むガスをエッチングガスに用いることができる。また、例えば、CF、He、及び酸素を含むガスをエッチングガスに用いることができる。また、例えば、HとArを含むガス、及び酸素を含むガスをエッチングガスに用いることができる。
 ドライエッチング装置としては、高密度プラズマ源を有するドライエッチング装置を用いることができる。高密度プラズマ源を有するドライエッチング装置は、例えば、誘導結合型プラズマ(ICP:Inductively Coupled Plasma)エッチング装置などを用いることができる。または、平行平板型電極を有する容量結合型プラズマ(CCP:Capacitively Coupled Plasma)エッチング装置を用いることができる。平行平板型電極を有する容量結合型プラズマエッチング装置は、平行平板型電極の一方の電極に高周波電圧を印加する構成でもよい。または平行平板型電極の一方の電極に複数の異なった高周波電圧を印加する構成でもよい。または平行平板型電極それぞれに同じ周波数の高周波電圧を印加する構成でもよい。または平行平板型電極それぞれに周波数の異なる高周波電圧を印加する構成でもよい。
 図33Aは、層113Rの端部が画素電極111Rの端部よりも外側に位置する例を示す。このような構成とすることで、画素の開口率を高くすることができる。また、絶縁層239は、層113、マスク層118及びマスク層119を形成する際にエッチング保護膜して機能することができる。絶縁層235上に絶縁層239を設けることで、層113、マスク層118及びマスク層119を形成する際に絶縁層235の一部が除去されることを抑制できる。
 層113Rが画素電極111Rの上面及び側面を覆うことにより、画素電極111Rを露出させずに、以降の工程を行うことができる。画素電極111Rの端部が露出していると、エッチング工程などにおいて腐食が生じる場合がある。画素電極111Rの腐食により生じた生成物は不安定な場合があり、例えばウェットエッチングの場合には溶液中に溶解し、ドライエッチングの場合には、雰囲気中に飛散する懸念がある。生成物の溶液中への溶解、または、雰囲気中への飛散により、例えば、被処理面、及び、層113Bの側面などに生成物が付着し、発光デバイスの特性に悪影響を及ぼす、または、複数の発光デバイスの間にリークパスを形成する可能性がある。また、画素電極111Rの端部が露出している領域では、互いに接する層同士の密着性が低下し、層113Rまたは画素電極111Rの膜剥がれが生じやすくなる恐れがある。
 したがって、層113Rが画素電極111Rの上面及び側面を覆う構成とすることにより、例えば、発光デバイスの歩留まり及び特性を向上させることができる。
 層113Rが画素電極111Rの上面及び側面を覆うことにより、層113Rには、発光領域(画素電極111Rと共通電極115との間に位置する領域)の外側にダミー領域が設けられる。ここで、層113Rの端部は、膜113Rfの加工時にダメージが加わることがある。また、層113Rの端部は、後の工程でもプラズマに曝されてダメージが加わることがある。層113Rの端部及びその近傍は、ダミー領域となり発光に用いられないため、ダメージが加わっても、発光デバイスの特性に悪影響を及ぼしにくい。一方で、層113Rの発光領域はマスク層によって覆われているため、プラズマに曝されず、プラズマによるダメージが十分に低減されている。マスク層は、層113Rの、画素電極111Rの上面と重なる平坦部の上面のみに限られず、画素電極111Rの上面の外側に位置する傾斜部及び平坦部の上面までを覆うように設けることが好ましい。このように、層113Rのうち、作製工程中のダメージが抑制された部分を発光領域として用いるため、発光効率が高く、長寿命の発光デバイスを実現することができる。
 接続部140に相当する領域では、導電層123上にマスク層118Rとマスク層119Rとの積層構造が残存する。
 以上のように、本発明の一態様では、マスク膜119Rf上にレジストマスク190aを形成し、レジストマスク190aを用いて、マスク膜119Rfの一部を除去することにより、マスク層119Rを形成する。その後、マスク層119Rをハードマスクに用いて、膜113Rfの一部を除去することにより、層113Rを形成する。よって、フォトリソグラフィ法を用いて膜113Rfを加工することにより、層113Rが形成されるということができる。なお、レジストマスク190aを用いて、膜113Rfの一部を除去してもよい。その後、レジストマスク190aを除去してもよい。
 次に、画素電極の疎水化処理を行うことが好ましい。膜113Rfの加工時に、画素電極の表面状態が親水性に変化する場合がある。画素電極の疎水化処理を行うことで、画素電極と後の工程で形成される膜(ここでは膜113Gf)との密着性を高め、膜剥がれを抑制することができる。なお、疎水化処理は行わなくてもよい。
 続いて、層113Gとなる膜113Gfを、画素電極111G、画素電極111B上、及びマスク層119R上に形成する(図33B)。
 膜113Gfは、膜113Rfの形成に用いることができる方法と同様の方法で形成することができる。
 続いて、膜113Gf上に、マスク層118Gとなるマスク膜118Gfと、後にマスク層119Gとなるマスク膜119Gfと、を順に形成し、その後、レジストマスク190bを形成する(図15C)。マスク膜118Gf及びマスク膜119Gfの材料及び形成方法は、マスク膜118Rf及びマスク膜119Rfに適用できる条件と同様である。レジストマスク190bの材料及び形成方法は、レジストマスク190aに適用できる条件と同様である。
 レジストマスク190bは、画素電極111Gと重なる位置に設ける。
 続いて、レジストマスク190bを用いて、マスク膜119Gfの一部を除去し、マスク層119Gを形成する。マスク層119Gは、画素電極111G上に残存する。その後、レジストマスク190bを除去する。続いて、マスク層119Gをマスクに用いて、マスク膜118Gfの一部を除去し、マスク層118Gを形成する。続いて、膜113Gfを加工して、層113Gを形成する。例えば、マスク層119G及びマスク層118Gをハードマスクに用いて、膜113Gfの一部を除去し、層113Gを形成する(図34A)。
 ここで、膜113Gfを加工する際、画素電極111Bの表面は、エッチングガスまたはエッチング液等に曝される。一方、画素電極111Rの表面及び画素電極111Gの表面はエッチングガスまたはエッチング液等に曝されない。つまり、2番目に形成する色の発光デバイスでは、画素電極の表面が1回のエッチング工程で曝され、3番目に形成する色の発光デバイスでは、画素電極の表面が2回のエッチング工程で曝されることとなる。そのため、島状のEL層は、画素電極の表面状態が特性に影響しやすい発光デバイスほど先に形成することが好ましい。これにより、各色の発光デバイスの特性を良好にすることができる。
 これにより、図17Aに示すように、画素電極111G上に、層113G、マスク層118G、及びマスク層119Gの積層構造が残存する。また、マスク層119R及び画素電極111Bは露出する。
 次に、画素電極の疎水化処理を行うことが好ましい。膜113Gfの加工時に、画素電極の表面状態が親水性に変化する場合がある。画素電極の疎水化処理を行うことで、画素電極と後の工程で形成される膜(ここでは膜113Bf)との密着性を高め、膜剥がれを抑制することができる。なお、疎水化処理は行わなくてもよい。
 続いて、層113Bとなる膜113Bfを、画素電極111B上、マスク層119R、及びマスク層119G上に形成する(図34B)。
 膜113Bfは、膜113Rfの形成に用いることができる方法と同様の方法で形成することができる。
 続いて、膜113Bf上に、マスク層118Bとなるマスク膜118Bfと、マスク層119Bとなるマスク膜119Bfと、を順に形成し、その後、レジストマスク190cを形成する(図34B)。マスク膜118Bf及びマスク膜119Bfの材料及び形成方法は、マスク膜118Rf及びマスク膜119Rfに適用できる条件と同様である。レジストマスク190cの材料及び形成方法は、レジストマスク190aに適用できる条件と同様である。
 レジストマスク190cは、画素電極111Bと重なる位置に設ける。
 続いて、レジストマスク190cをマスクに用いて、マスク膜119Bfの一部を除去し、マスク層119Bを形成する。マスク層119Bは、画素電極111B上に残存する。その後、レジストマスク190cを除去する。続いて、マスク層119Bをマスクに用いて、マスク膜118Bfの一部を除去し、マスク層118Bを形成する。続いて、膜113Bfを加工して、層113Bを形成する。例えば、マスク層119B及びマスク層118Bをハードマスクに用いて、膜113Bfの一部を除去し、層113Bを形成する(図35A)。
 これにより、図35Aに示すように、画素電極111B上に、層113B、マスク層118B、及びマスク層119Bの積層構造が残存する。また、マスク層119R、及びマスク層119Gは露出する。
 なお、層113R、層113G、層113Bの側面はそれぞれ、被形成面に対して垂直または概略垂直であることが好ましい。例えば、被形成面とこれらの側面との成す角度を60度以上90度以下とすることが好ましい。
 上記のように、フォトリソグラフィ法を用いて形成した層113R、層113G、及び層113Bのうち隣接する2つの間の距離は、8μm以下、5μm以下、3μm以下、2μm以下、または、1μm以下にまで狭めることができる。ここで、当該距離とは、例えば、層113B、層113G、及び層113Rのうち、隣接する2つの対向する端部の間の距離で規定することができる。このように、島状のEL層の間の距離を狭めることで、高い精細度と、大きな開口率を有する表示装置を提供することができる。
 続いて、マスク層119B、マスク層119G、及びマスク層119Rを除去してもよい。例えば、マスク層119R、マスク層119G、及びマスク層119Bが、紫外線に対して遮光性を有する材料を含む場合は、除去せずに残存させることで島状のEL層を紫外線から保護することができ、好ましい。
 マスク層を除去する場合は、マスク層の加工工程と同様の方法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、マスク層を除去する際に、層113R、層113G、及び層113Bに加わるダメージを低減することができる。
 マスク層119R、マスク層119G、及びマスク層119Bに金属膜または合金膜を用いることで、EL層にプラズマによるダメージが加わることを抑制できる。したがって、発光デバイスの作製工程においてドライエッチング法を用いることができる。マスク層119R、マスク層119G、及びマスク層119Bを除去する場合は、除去する程、及び除去した後の各工程では、EL層にプラズマによるダメージが加わることを抑制する膜が無くなってしまうため、ウェットエッチング法など、プラズマを用いない方法により膜の加工を行うことが好ましい。
 マスク層を、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。
 マスク層を除去した後に、層113R、層113G、及び層113Bに含まれる水、及び層113R、層113G、及び層113B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、窒素雰囲気などの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。
 続いて、絶縁層239、層113R、層113G、層113B、マスク層118R、マスク層118G、マスク層118B、マスク層119R、マスク層119G、マスク層119B、及び導電層123を覆うように、絶縁層125となる絶縁膜125fを形成する(図35B)。
 この後、絶縁膜125fの上面に接して、絶縁層127となる絶縁膜127fが形成される。そのため、絶縁膜125fの上面は、当該絶縁膜127fに用いる樹脂組成物(例えば、アクリル樹脂を含む感光性の樹脂組成物)に対する密着性が高いことが好ましい。密着性を向上させるため、表面処理を行って絶縁膜125fの上面を疎水化すること(または疎水性を高めること)が好ましい。例えば、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)などのシリル化剤を用いて処理を行うことが好ましい。このように絶縁膜125fの上面を疎水化することにより、絶縁層127となる絶縁膜127fを密着性良く形成することができる。なお、表面処理としては、前述の疎水化処理を行ってもよい。
 続いて、絶縁膜125f上に絶縁層127となる絶縁膜127fを形成する(図36)。
 絶縁膜125f及び絶縁膜127fは、層113R、層113G、及び層113B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。特に、絶縁膜125fは、層113R、層113G、及び層113Bの側面に接して形成されるため、絶縁膜127fよりも、層113R、層113G、及び層113B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。
 絶縁膜125f及び絶縁膜127fはそれぞれ、層113R、層113G、及び層113Bの耐熱温度よりも低い温度で形成する。また、絶縁膜125fは成膜する際の基板温度を高くすることで、膜厚が薄くても、不純物濃度が低く、水及び酸素の少なくとも一方に対するバリア性の高い膜とすることができる。
 絶縁膜125f及び絶縁膜127fを形成する際の基板温度としては、それぞれ、60℃以上、80℃以上、100℃以上、または、120℃以上、かつ、200℃以下、180℃以下、160℃以下、150℃以下、または140℃以下であることが好ましい。
 上述の通り、本発明の一態様の表示装置では、発光デバイスに耐熱性の高い材料を用いる。したがって、絶縁膜125f及び絶縁膜127fを形成する際の基板温度を、それぞれ、100℃以上、120℃以上、または140℃以上とすることもできる。例えば、無機絶縁膜は、成膜温度が高いほど緻密でバリア性の高い膜とすることができる。したがって、このような温度で絶縁膜125fを成膜することで、層113B、層113G、及び層113Rが受けるダメージをより低減でき、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
 絶縁膜125fとして、上記の基板温度の範囲で、3nm以上、5nm以上、または、10nm以上、かつ、200nm以下、150nm以下、100nm以下、または、50nm以下の厚さの絶縁膜を形成することが好ましい。
 絶縁膜125fは、例えば、ALD法を用いて形成することが好ましい。ALD法を用いることで、成膜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。絶縁膜125fとしては、例えば、ALD法を用いて、酸化アルミニウム膜を形成することが好ましい。
 そのほか、絶縁膜125fは、ALD法よりも成膜速度が速いスパッタリング法、CVD法、または、PECVD法を用いて形成してもよい。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。
 絶縁膜127fは、前述の湿式の成膜方法を用いて形成することが好ましい。絶縁膜127fは、例えば、スピンコートにより、感光性の樹脂を用いて形成することが好ましく、より具体的には、アクリル樹脂を含む感光性の樹脂組成物を用いて形成することが好ましい。
 絶縁膜127fの形成後に加熱処理(プリベークともいう)を行うことが好ましい。当該加熱処理は、層113R、層113G、及び層113Bの耐熱温度よりも低い温度で行う。加熱処理の際の基板温度としては、50℃以上200℃以下が好ましく、60℃以上150℃以下がより好ましく、70℃以上120℃以下がさらに好ましい。これにより、絶縁膜127f中に含まれる溶媒を除去することができる。
 図36は、絶縁膜127fに感光性の有機材料を用い、画素電極111Rと重なる領域、画素電極111Gと重なる領域、画素電極111Bと重なる領域、及び導電層123と重なる領域を露光する様子を模式的に示している。図36では光を矢印で示しており、絶縁層127を形成しない領域は露光し、絶縁層127を形成する領域はマスク132dを用いて遮光する。
 ここで、露光量を調整することにより、絶縁層127の形状を制御することができる。絶縁層127が画素電極の111の上面と重なる部分を有するように加工することが好ましい。
 続いて、現像を行い、絶縁膜127fの露光させた領域を除去し、絶縁層127を形成する(図37A)。絶縁層127は、隣り合う画素電極111の間の領域と、導電層123を囲う領域に設けられる。例えば、絶縁膜127fにアクリル樹脂を用いる場合、現像液として、アルカリ性の溶液を用いることが好ましく、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液を用いることができる。
 ここでは、絶縁膜127fにポジ型の感光性の樹脂を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。例えば、絶縁膜127fにネガ型の感光性の樹脂を用いてもよい。
 現像後に、現像の際に生じた残渣(いわゆるスカム)を除去する工程を行ってもよい。例えば、酸素プラズマを用いたアッシングを行うことで、残渣を除去することができる。以降に示す各現像工程の後にも、それぞれ、残渣を除去する工程を行ってもよい。
 なお、絶縁層127の表面の高さを調整するために、エッチングを行ってもよい。絶縁層127は、例えば、酸素プラズマを用いたアッシングにより加工してもよい。
 なお、現像後、かつ、ポストベークの前に、基板全体に露光を行い、可視光線または紫外光線を絶縁層127に照射してもよい。当該露光のエネルギー密度は、0mJ/cmより大きく、800mJ/cm以下とすることが好ましく、0mJ/cmより大きく、500mJ/cm以下とすることがより好ましい。現像後にこのような露光を行うことで、絶縁層127の透明度を向上させることができる場合がある。また、絶縁層127を低い温度でテーパ形状に変形させることができる場合がある。
 一方、絶縁層127に対する露光を行わないことで、後の工程において、絶縁層127の形状を変化させること、または、絶縁層127をテーパ形状に変形させることが容易となる場合がある。したがって、現像後に絶縁層127に対して露光を行わないことが好ましい場合がある。
 続いて、加熱処理(ポストベークともいう)を行ってってもよい。加熱処理を行うことで、絶縁層127の側面を変形させることができる。具体的には、絶縁層127のテーパ角を小さくすることができる。当該加熱処理は、EL層の耐熱温度よりも低い温度で行う。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130℃以下の温度で行うことができる。加熱雰囲気は、大気雰囲気であってもよく、不活性ガス雰囲気であってもよい。また、加熱雰囲気は、大気圧雰囲気であってもよく、減圧雰囲気であってもよい。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。本工程の加熱処理は、絶縁膜127fの形成後の加熱処理(プリベーク)よりも、基板温度を高くすることが好ましい。これにより、絶縁層127と絶縁層125との密着性を向上させ、絶縁層127の耐食性も向上させることができる。
 なお、絶縁層127の材料、並びに、ポストベークの温度、時間、及び雰囲気によっては、図6A及び図6Bに示すように、絶縁層127の側面に凹曲面形状が形成される場合がある。例えば、ポストベークの条件で、温度が高い、または、時間が長いほど、絶縁層127の形状が変化しやすく、凹曲面形状が形成される場合がある。また、前述の通り、現像後の絶縁層127に露光を行わない場合には、ポストベーク時に、絶縁層127の形状が変化しやすいことがある。
 続いて、絶縁層127をマスクに用いて、絶縁膜125f、マスク層119R、マスク層119G、マスク層119B、マスク層118R、マスク層118G、及びマスク層118Bの一部を除去する。これにより絶縁層125か形成されるとともに、マスク層119R、マスク層119G、マスク層119B、マスク層118R、マスク層118G、及びマスク層118Bそれぞれに開口が形成され、層113G、層113G、層113R、及び導電層123の上面の一部が露出する(図37B)。
 絶縁膜125f、マスク層119R、マスク層119G、マスク層119B、マスク層118R、マスク層118G、及びマスク層118Bの加工には、ウェットエッチング法及びドライエッチング法の一方または双方を用いればよい。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、層113B、層113G、及び層113Rに加わるダメージを低減することができる。例えば、酸化アルミニウム膜のウェットエッチングには、アルカリ溶液である水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液を用いることが好ましい。In−Ga−Zn酸化物膜のウェットエッチングには、リン酸、またはリン酸を含むエッチャントを用いることが好ましい。
 ドライエッチング法を用いる場合、塩素系のガスを用いることが好ましい。塩素系ガスとして、Cl、BCl、SiCl、及びCClなどを、単独または2以上のガスを混合して用いることができる。また、上記塩素系ガスに、酸素ガス、水素ガス、ヘリウムガス、及びアルゴンガスなどの1以上のガスを混合することができる。
 なお、ドライエッチング法を用いる場合、ドライエッチングで生じた副生成物などが、絶縁層127の上面及び側面などに堆積する場合がある。このため、エッチングガスに含まれる成分、絶縁膜125fに含まれる成分、マスク層118R、マスク層118G、マスク層118B、マスク層119R、マスク層119G、及びマスク層119Bに含まれる成分などが、絶縁層127に含まれる場合がある。
 上記のように、絶縁層127、絶縁層125、マスク層118R、マスク層118G、マスク層118B、マスク層119R、マスク層119G、及びマスク層119Bを設けることにより、各発光デバイス間において、共通層114及び共通電極115に、分断された箇所に起因する接続不良、及び局所的に膜厚が薄い箇所に起因する電気抵抗の上昇が発生することを抑制できる。これにより、本発明の一態様の表示装置は、表示品位を向上させることができる。
 層113B、層113G、及び層113Rの一部を露出した後、さらに加熱処理を行ってもよい。当該加熱処理により、EL層に含まれる水、及びEL層表面に吸着する水などを除去することができる。また、当該加熱処理により、絶縁層127の形状が変化することがある。具体的には、絶縁層127が、絶縁層125、マスク層118R、マスク層118G、マスク層118B、マスク層119R、マスク層119G、及びマスク層119Bの端部のうち、少なくとも一つを覆うように広がる場合がある(図6B参照)。さらに、絶縁層127が、層113R、層113G、及び層113Bの上面のうち、少なくとも一つを覆うように広がることがある(図6B乃至図8B参照)。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、さらに好ましくは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、より低温で脱水が可能であるため好ましい。ただし、上記の加熱処理は、EL層の耐熱温度も考慮して温度範囲を適宜設定することが好ましい。なお、EL層の耐熱温度を考慮した場合、上記温度範囲のなかでも特に70℃以上120℃以下の温度が好適である。
 ここで、ポストベーク後に、一括で絶縁層125とマスク層のエッチング処理を行うと、サイドエッチングにより、絶縁層127の端部の下の絶縁層125及びマスク層が消失し、空洞が形成される場合がある。当該空洞によって、共通層114及び共通電極115を形成する面に凹凸が生じ、共通層114及び共通電極115に段切れが生じやすくなる。そこで、絶縁層125とマスク層のエッチング処理を、ポストベークの前と後に分けて行うことが好ましい。
 続いて、絶縁層127、層113R、層113G、及び層113B上に、共通層114、共通電極115、及び保護層131を形成する(図38)。
 共通層114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。
 共通電極115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。
 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法等が挙げられる。
 続いて、基板120を用意し、基板120上に遮光層117を形成する。次に、保護層131上に、樹脂層122を用いて、基板120及び遮光層117を貼り合わせることで、表示装置を作製することができる(図16)。
 平坦化層として機能する絶縁層214及び絶縁層235を設けることにより、発光デバイス130等の被形成面の凹凸が小さくなる。したがって、絶縁層235上に設けられる発光デバイス130等の加工精度が高まり、精細度の高い表示装置とすることができる。
 層113R、層113G、及び層113Rとなる、膜を一面に成膜した後に加工することで、島状の層113R、島状の層113G、及び島状の層113Rを形成するため、島状の層を均一の厚さで形成することができる。そして、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、精細度または開口率が高く、副画素間の距離が極めて短くても、隣接する副画素において、層113R、層113G、及び層113Bが互いに接することを抑制できる。したがって、副画素間にリーク電流が発生することを抑制することができる。これにより、意図しない発光に起因したクロストークを防ぐことができ、コントラストの高い表示装置を実現できる。
 隣り合う島状のEL層の間に、端部にテーパ形状を有する絶縁層127を設けることで、共通電極115の形成時に段切れが生じることを抑制し、また、共通電極115に局所的に膜厚が薄い箇所が形成されることを防ぐことができる。これにより、共通層114及び共通電極115において、分断された箇所に起因する接続不良、及び局所的に膜厚が薄い箇所に起因する電気抵抗の上昇が発生することを抑制できる。したがって、本発明の一態様の表示装置は、高精細化と高い表示品位の両立が可能となる。
<作製方法例2>
 図18に示した表示装置の作製方法について、説明する。なお、前述と重複する部分については説明を省略し、相違する部分について説明する。
 まず、作製方法例1と同様に、画素電極111R、画素電極111G、画素電極111B及び導電層123まで形成する(図31A)。画素電極111R、画素電極111G、画素電極111B及び導電層123の形成までは、前述の記載を参照できるため、詳細な説明は省略する。
 続いて、画素電極111R、画素電極111G、画素電極111B及び導電層123の端部を覆って、絶縁層237を形成する(図39A)。絶縁層237は、有機絶縁膜又は無機絶縁膜を用いることができる。絶縁層237の端部はテーパ形状であることが好ましい。絶縁層237の端部をテーパ形状とすることにより、後に形成される膜の被覆性を高めることができる。特に、有機絶縁膜として感光性の材料を用いる場合は、露光及び現像の条件により端部の形状を制御しやすいため好ましい。なお、絶縁層237として、無機絶縁膜を用いてもよい。絶縁層237として無機絶縁膜を用いることにより、表示装置100を高精細な表示装置とすることができる。
 続いて、画素電極111Rの表面に、島状の層113Rを形成する(図39B)。
 層113Rは、ファインメタルマスクを用いた真空蒸着法により形成することが好ましい。なお、ファインメタルマスクを用いたスパッタリング法、またはインクジェット法を用いて島状の層113Rを形成してもよい。
 図39Bは、ファインメタルマスク151Rを用いて層113Rを形成している様子を模式的に示している。図39Bでは、層113Rの被形成面が下側になるように基板を反転した状態で成膜する、いわゆるフェイスダウン方式で層113Rを形成している様子を示している。
 ファインメタルマスクを用いた真空蒸着法では、ファインメタルマスクの開口よりも広い範囲に蒸着される場合が多い。図39B中の破線で示すように、ファインメタルマスク151Rの開口よりも広い範囲に層113Rが形成されうる。また、層113Rの端部は、テーパ形状となる。絶縁層237の表面にも層113Rが形成されてもよい。
 続いて、ファインメタルマスク151Gを用いて、画素電極111Gの表面に、層113Gを形成する(図40)。層113Gの端部は、テーパ形状となる。絶縁層237の表面にも層113Gが形成されてもよい。
 続いて、ファインメタルマスク151Bを用いて、画素電極111Bの表面に、層113Bを形成する(図41)。層113Bの端部は、テーパ形状となる。絶縁層237の表面にも層113Bが形成されてもよい。
 導電層123の表面には、層113R、層113G及び層113Bを形成しないことが好ましい。
 なお、ここでは層113R、層113G、層113Bの順で形成する例を示したが、本発明の一態様はこれに限られない。層113R、層113G、及び層113Bの形成順は特に限定されない。また、図41等では層113R、層113G、及び層113Bが互いに分離している、つまり隣り合う層113が接せず、分離している例を示しているが、本発明の一態様はこれに限られない。隣り合う層113が接してもよい。例えば、絶縁層237上において、層113Rが層113Gと重なる領域を有し、層113Gが層113Bと重なる領域を有し、層113Rが層113Bと重なる領域を有してもよい。
 続いて、絶縁層127、層113R、層113G、及び層113B上に、共通層114、共通電極115、及び保護層131を形成する(図42)。共通層114、共通電極115、及び保護層131の形成については、前述の記載を参照できるため、詳細な説明は省略する。
 続いて、基板120を用意し、基板120上に遮光層117を形成する。次に、保護層131上に、樹脂層122を用いて、基板120及び遮光層117を貼り合わせることで、表示装置を作製することができる(図18)。
 平坦化層として機能する絶縁層214及び絶縁層235を設けることにより、発光デバイス130等の被形成面の凹凸が小さくなる。したがって、共通電極の段切れによる接続不良、及び共通電極115の膜厚が局所的に薄くなり、電気抵抗が上昇することを防止でき、表示品質の高い表示装置とすることができる。
 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43及び図44を用いて説明する。
[画素のレイアウト]
 本実施の形態では、主に、図1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。
 本実施の形態で図に示す副画素の上面形状は、発光領域(または受光領域)の上面形状に相当する。なお、本明細書等において、上面形状とは、平面視における形状、つまり、上から見た形状を指す。
 なお、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。
 副画素を構成する回路レイアウトは、図に示す副画素の範囲に限定されず、回路の構成要素は、その外側に配置されていてもよい。
 図43A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43Aに示す画素110は、副画素110a、副画素110b、及び副画素110cの3種類の副画素で構成される。
 図43Bに示す画素110は、角が丸い略台形または略三角形の上面形状を有する副画素110a及び副画素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110bは、副画素110a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。
 図43C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43C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。
 図43D乃至図43F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。
 図43D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43Eは、各副画素が、円形の上面形状を有する例であり、図43Fは、各副画素が、角が丸い略六角形の上面形状を有する例である。
 図43Fでは、各副画素が、最密に配列した六角形の領域の内側に配置されている。各副画素は、その1つの副画素に着目したとき、6つの副画素に囲まれるように、配置されている。また、同じ色の光を呈する副画素が隣り合わないように設けられている。例えば、副画素110aに着目したとき、これを囲むように3つの副画素110bと3つの副画素110cが、交互に配置されるように、それぞれの副画素が設けられている。
 図43G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、行方向に並ぶ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。
 図43A乃至図43Gに示す各画素において、例えば、副画素110aを赤色の光を呈する副画素Rとし、副画素110bを緑色の光を呈する副画素Gとし、副画素110cを青色の光を呈する副画素Bとすることが好ましい。なお、副画素の構成はこれに限定されず、副画素が呈する色とその並び順は適宜決定することができる。例えば、副画素110bを赤色の光を呈する副画素Rとし、副画素110aを緑色の光を呈する副画素G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。
 さらに、本発明の一態様の表示装置の作製方法では、レジストマスクを用いてEL層を島状に加工する。EL層上に形成したレジスト膜は、EL層の耐熱温度よりも低い温度で硬化する必要がある。そのため、EL層の材料の耐熱温度及びレジスト材料の硬化温度によっては、レジスト膜の硬化が不十分になる場合がある。硬化が不十分なレジスト膜は、加工時に所望の形状から離れた形状をとることがある。その結果、EL層の上面形状が、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。例えば、上面形状が正方形のレジストマスクを形成しようとした場合に、円形の上面形状のレジストマスクが形成され、EL層の上面形状が円形になることがある。
 なお、EL層の上面形状を所望の形状とするために、設計パターンと、転写パターンとが、一致するように、あらかじめマスクパターンを補正する技術(OPC(Optical Proximity Correction:光近接効果補正)技術)を用いてもよい。具体的には、OPC技術では、マスクパターン上の図形コーナー部などに補正用のパターンを追加する。
 図44A乃至図44Iに示すように、画素は副画素を4種類有する構成とすることができる。
 図44A乃至図44Cに示す画素110は、ストライプ配列が適用されている。
 図44Aは、各副画素が、長方形の上面形状を有する例であり、図44Bは、各副画素が、2つの半円と長方形をつなげた上面形状を有する例であり、図44Cは、各副画素が、楕円形の上面形状を有する例である。
 図44D乃至図44Fに示す画素110は、マトリクス配列が適用されている。
 図44Dは、各副画素が、正方形の上面形状を有する例であり、図44Eは、各副画素が、角が丸い略正方形の上面形状を有する例であり、図44Fは、各副画素が、円形の上面形状を有する例である。
 図44G及び図44Hでは、1つの画素110が、2行3列で構成されている例を示す。
 図44Gに示す画素110は、上の行(1行目)に、3つの副画素(副画素110a、110b、110c)を有し、下の行(2行目)に、1つの副画素(副画素110d)を有する。言い換えると、画素110は、左の列(1列目)に、副画素110aを有し、中央の列(2列目)に副画素110bを有し、右の列(3列目)に副画素110cを有し、さらに、この3列にわたって、副画素110dを有する。
 図44Hに示す画素110は、上の行(1行目)に、3つの副画素(副画素110a、110b、110c)を有し、下の行(2行目)に、3つの副画素110dを有する。言い換えると、画素110は、左の列(1列目)に、副画素110a及び副画素110dを有し、中央の列(2列目)に副画素110b及び副画素110dを有し、右の列(3列目)に副画素110c及び副画素110dを有する。図44Hに示すように、上の行と下の行との副画素の配置を揃える構成とすることで、製造プロセスで生じうるゴミなどを効率よく除去することが可能となる。したがって、表示品位の高い表示装置を提供することができる。
 図44Iでは、1つの画素110が、3行2列で構成されている例を示す。
 図44Iに示す画素110は、上の行(1行目)に、副画素110aを有し、中央の行(2行目)に、副画素110bを有し、1行目から2行目にわたって副画素110cを有し、下の行(3行目)に、1つの副画素(副画素110d)を有する。言い換えると、画素110は、左の列(1列目)に、副画素110a、110bを有し、右の列(2列目)に副画素110cを有し、さらに、この2列にわたって、副画素110dを有する。
 図44A乃至図44Iに示す画素110は、副画素110a、110b、110c、110dの4つの副画素で構成される。
 副画素110a、110b、110c、110dは、それぞれ発光色の異なる発光デバイスを有する構成とすることができる。副画素110a、110b、110c、110d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、または、R、G、B、赤外光(IR)の副画素などが挙げられる。
 図44A乃至図44Iに示す各画素110において、例えば、副画素110aを赤色の光を呈する副画素Rとし、副画素110bを緑色の光を呈する副画素Gとし、副画素110cを青色の光を呈する副画素Bとし、副画素110dを白色の光を呈する副画素W、黄色の光を呈する副画素Y、または近赤外光を呈する副画素IRのいずれかとすることが好ましい。このような構成とする場合、図44G及び図44Hに示す画素110では、R、G、Bのレイアウトがストライプ配列となるため、表示品位を高めることができる。また、図44Iに示す画素110では、R、G、BのレイアウトがいわゆるSストライプ配列となるため、表示品位を高めることができる。
 画素110は、受光デバイスを有する副画素を有してもよい。
 図44A乃至図44Iに示す各画素110において、副画素110a乃至副画素110dのいずれか一つを、受光デバイスを有する副画素としてもよい。
 図44A乃至図44Iに示す各画素110において、例えば、副画素110aを赤色の光を呈する副画素Rとし、副画素110bを緑色の光を呈する副画素Gとし、副画素110cを青色の光を呈する副画素Bとし、副画素110dを、受光デバイスを有する副画素Sとすることが好ましい。このような構成とする場合、図44G及び図44Hに示す画素110では、R、G、Bのレイアウトがストライプ配列となるため、表示品位を高めることができる。また、図44Iに示す画素110では、R、G、BのレイアウトがいわゆるSストライプ配列となるため、表示品位を高めることができる。
 受光デバイスを有する副画素Sが検出する光の波長は特に限定されない。副画素Sは、可視光及び赤外光の一方または双方を検出する構成とすることができる。
 図44J及び図44Kに示すように、画素は副画素を5種類有する構成とすることができる。
 図44Jでは、1つの画素110が、2行3列で構成されている例を示す。
 図44Jに示す画素110は、上の行(1行目)に、3つの副画素(副画素110a、110b、110c)を有し、下の行(2行目)に、2つの副画素(副画素110d、110e)を有する。言い換えると、画素110は、左の列(1列目)に、副画素110a、110dを有し、中央の列(2列目)に副画素110bを有し、右の列(3列目)に副画素110cを有し、さらに、2列目から3列目にわたって、副画素110eを有する。
 図44Kでは、1つの画素110が、3行2列で構成されている例を示す。
 図44Kに示す画素110は、上の行(1行目)に、副画素110aを有し、中央の行(2行目)に、副画素110bを有し、1行目から2行目にわたって副画素110cを有し、下の行(3行目)に、2つの副画素(副画素110d、110e)を有する。言い換えると、画素110は、左の列(1列目)に、副画素110a、110b、110dを有し、右の列(2列目)に副画素110c、110eを有する。
 図44J及び図44Kに示す各画素110において、例えば、副画素110aを赤色の光を呈する副画素Rとし、副画素110bを緑色の光を呈する副画素Gとし、副画素110cを青色の光を呈する副画素Bとすることが好ましい。このような構成とする場合、図44Jに示す画素110では、R、G、Bのレイアウトがストライプ配列となるため、表示品位を高めることができる。また、図44Kに示す画素110では、R、G、BのレイアウトがいわゆるSストライプ配列となるため、表示品位を高めることができる。
 図44J及び図44Kに示す各画素110において、例えば、副画素110dと副画素110eのうち、少なくとも一方に、受光デバイスを有する副画素Sを適用することが好ましい。副画素110dと副画素110eの両方に受光デバイスを用いる場合、受光デバイスの構成が互いに異なっていてもよい。例えば、互いに検出する光の波長域が少なくとも一部が異なっていてもよい。具体的には、副画素110dと副画素110eのうち、一方は主に可視光を検出する受光デバイスを有し、他方は主に赤外光を検出する受光デバイスを有してもよい。
 図44J及び図44Kに示す各画素110において、例えば、副画素110dと副画素110eのうち、一方に、受光デバイスを有する副画素Sを適用し、他方に、光源として用いることが可能な発光デバイスを有する副画素を適用することが好ましい。例えば、副画素110dと副画素110eのうち、一方は赤外光を呈する副画素IRとし、他方は赤外光を検出する受光デバイスを有する副画素Sとすることが好ましい。
 副画素R、G、B、IR、Sを有する画素では、副画素R、G、Bを用いて画像を表示しながら、副画素IRを光源として用いて、副画素Sにて副画素IRが発する赤外光の反射光を検出することができる。
 以上のように、本発明の一態様の表示装置は、発光デバイスを有する副画素からなる構成の画素について、様々なレイアウトを適用することができる。また、本発明の一態様の表示装置は、画素に発光デバイスと受光デバイスとの双方を有する構成を適用することができる。この場合においても、様々なレイアウトを適用することができる。
 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、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、及び、ブレスレット型などの情報端末機(ウェアラブル機器)の表示部、並びに、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)などのVR向け機器、及び、メガネ型のAR向け機器などの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。
 本実施の形態の表示装置は、高解像度の表示装置または大型の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、及び、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、及び、音響再生装置の表示部に用いることができる。
[表示装置100G]
 図45に、表示装置100Gの斜視図を示し、図46に、表示装置100Gの断面図を示す。
 表示装置100Gは、基板152と基板151とが貼り合わされた構成を有する。図45では、基板152を破線で示している。
 表示装置100Gは、表示部162、接続部140、回路164、配線165等を有する。図45では表示装置100G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45に示す構成は、表示装置100Gと、IC(集積回路)と、FPCと、を有する表示モジュールということもできる。
 接続部140は、表示部162の外側に設けられる。接続部140は、表示部162の一辺または複数の辺に沿って設けることができる。接続部140は、単数であっても複数であってもよい。図45では、表示部の四辺を囲むように接続部140が設けられている例を示す。接続部140では、発光デバイスの共通電極と、導電層とが電気的に接続されており、共通電極に電位を供給することができる。
 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を介して外部から配線165に入力される、またはIC173から配線165に入力される。
 図45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100G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46に、表示装置100Gの、FPC172を含む領域の一部、回路164の一部、表示部162の一部、接続部140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46に示す表示装置100G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、発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び、発光デバイス130B等を有する。
 層113R、層113G、及び層113Bそれぞれの上面の一部及び側面は、絶縁層125、及び絶縁層127によって覆われている。層113Rと絶縁層125との間にはマスク層118R及びマスク層119Rが位置する。また、層113Gと絶縁層125との間にはマスク層118G及びマスク層119Gが位置し、層113Bと絶縁層125との間にはマスク層118B及びマスク層119Bが位置する。層113B、層113G、層113R、絶縁層125、及び絶縁層127上に、共通層114が設けられ、共通層114上に共通電極115が設けられている。共通層114及び共通電極115は、それぞれ、複数の発光デバイスに共通して設けられるひと続きの膜である。
 発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び発光デバイス130B上には保護層131が設けられている。保護層131と基板152は接着層142を介して接着されている。基板152には、遮光層117が設けられている。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46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。
 保護層131は、少なくとも表示部162に設けられており、表示部162全体を覆うように設けられていることが好ましい。保護層131は、表示部162だけでなく、接続部140及び回路164を覆うように設けられていることが好ましい。また、保護層131は、表示装置100Gの端部にまで設けられていることが好ましい。一方で、接続部204には、FPC172と導電層166とを電気的に接続させるため、保護層131が設けられていない部分が生じる。
 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233t、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233tは、絶縁層214に設けられた開口を介して配線165と電気的に接続される。導電層233tは、導電層233R、導電層233G、及び導電層233Bと同じ工程で形成することができる。導電層166は、画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bと同じ工程で形成することができる。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。
 例えば、保護層131を表示装置100Gの一面全体に成膜した後、マスクを用いて保護層131の導電層166と重なる領域を除去することで、導電層166を露出させることができる。
 導電層166上に、少なくとも1層の有機層と導電層との積層構造を設け、当該積層構造上に、保護層131を設けてもよい。そして、当該積層構造に対して、レーザ、または、鋭利な刃物(例えば針またはカッター)を用いて、剥離の起点(剥離のきっかけとなる部分)を形成し、当該積層構造及びその上の保護層131を選択的に除去し、導電層166を露出させてもよい。例えば、粘着性のローラーを基板151に押し付け、ローラーを回転させながら相対的に移動させることで、保護層131を選択的に除去することができる。または、粘着性のテープを基板151に貼り付け、剥してもよい。有機層と導電層の密着性、または、有機層同士の密着性が低いため、有機層と導電層の界面、または、有機層中で分離が生じる。これにより、保護層131の導電層166と重なる領域を選択的に除去することができる。なお、導電層166上に有機層等が残存した場合は、有機溶剤等により除去することができる。
 有機層としては、例えば、層113B、層113G、及び層113Rのいずれかに用いる少なくとも1層の有機層(発光層、キャリアブロック層、キャリア輸送層、またはキャリア注入層として機能する層)を用いることができる。有機層は、層113B、層113G、及び層113Rのいずれかの成膜時に同時に形成してもよく、別途設けてもよい。導電層は、共通電極115と同一工程及び同一材料で形成することができる。例えば、共通電極115及び導電層として、ITO膜を形成することが好ましい。なお、共通電極115に積層構造を用いる場合、導電層としては、共通電極115を構成する層のうち、少なくとも1層を設ける。
 導電層166上に保護層131が成膜されないように、導電層166の上面をマスクで覆ってもよい。マスクとしては、例えば、メタルマスク(エリアメタルマスク)を用いてもよく、粘着性または吸着性を有するテープまたはフィルムを用いてもよい。当該マスクを配置した状態で保護層131を形成し、その後、マスクを取り除くことで、保護層131を形成した後でも、導電層166が露出した状態を保つことができる。
 このような方法を用いて、接続部204に保護層131が設けられていない領域を形成し、当該領域において、導電層166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。
 接続部140においては、絶縁層235上に導電層123が設けられている。図46は、導電層123は、導電層112R、導電層112G、及び導電層112Bと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、導電層126R、導電層126G、及び導電層126Bと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、導電層129R、導電層129G、及び導電層129B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している。導電層123の端部は、マスク層118R、マスク層119R、絶縁層125、及び絶縁層127によって覆われている。また、導電層123上には共通層114が設けられ、共通層114上には共通電極115が設けられている。導電層123と共通電極115は共通層114を介して電気的に接続される。なお、接続部140には、共通層114が形成されていなくてもよい。この場合、導電層123と共通電極115とが直接接して電気的に接続される。
 絶縁層214上に配線233qが設けられる。配線233qは、導電層233R、導電層233G、導電層233B、及び導電層233tと同じ工程で形成することができる。本発明の一態様で有る表示装置は、トランジスタを構成する導電層と同じ工程で形成することができる配線に加えて、絶縁層214上に配線を設けることができる。これにより、表示装置が有する回路(例えば、画素回路)において、トランジスタ、容量及び配線の配置の自由度が高まり、回路の占有面積を小さくすることができる。また、配線の配置の自由度が高まることから、配線間の寄生容量を低減することができる。
 なお、図46は、配線233qと絶縁層214との間に絶縁層238が設けられる構成を示しているが、図2等に示すように絶縁層238を設けない構成としてもよい。、絶縁層238を設けない場合は、配線233qは絶縁層214の上面に接して設けられる。
 表示装置100G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。画素電極は可視光を反射する材料を含み、対向電極(共通電極115)は可視光を透過する材料を含む。
 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。なお、トランジスタ201及びトランジスタ205の構造は特に限定されない。
 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、単結晶性半導体、または単結晶以外の結晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、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。単結晶半導体または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、半導体特性を示す金属酸化物(酸化物半導体)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。
 結晶性を有する酸化物半導体としては、CAAC(c−axis−aligned crystalline)−OS、nc(nanocrystalline)−OS等が挙げられる。
 または、シリコンをチャネル形成領域に用いたトランジスタ(Siトランジスタ)を用いてもよい。シリコンとしては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン等が挙げられる。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)を用いることができる。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トランジスタ等のSi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。
 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発光デバイスの発光輝度を高くする場合、発光デバイスに流す電流量を大きくする必要がある。そのためには、画素回路に含まれている駆動トランジスタのソース−ドレイン間電圧を高くする必要がある。OSトランジスタは、Siトランジスタと比較して、ソース−ドレイン間において耐圧が高いため、OSトランジスタのソース−ドレイン間には高い電圧を印加することができる。したがって、画素回路に含まれる駆動トランジスタをOSトランジスタとすることで、発光デバイスに流れる電流量を大きくし、発光デバイスの発光輝度を高くすることができる。
 トランジスタが飽和領域で動作する場合において、OSトランジスタは、Siトランジスタよりも、ゲート−ソース間電圧の変化に対して、ソース−ドレイン間電流の変化を小さくすることができる。このため、画素回路に含まれる駆動トランジスタとしてOSトランジスタを適用することによって、ゲート−ソース間電圧の変化によって、ソース−ドレイン間に流れる電流を細かく定めることができるため、発光デバイスに流れる電流量を制御することができる。このため、画素回路における階調を大きくすることができる。
 トランジスタが飽和領域で動作するときに流れる電流の飽和特性において、OSトランジスタは、ソース−ドレイン間電圧が徐々に高くなった場合においても、Siトランジスタよりも安定した電流(飽和電流)を流すことができる。そのため、OSトランジスタを駆動トランジスタとして用いることで、例えば、ELデバイスの電流−電圧特性にばらつきが生じた場合においても、発光デバイスに安定した電流を流すことができる。つまり、OSトランジスタは、飽和領域で動作する場合において、ソース−ドレイン間電圧を高くしても、ソース−ドレイン間電流がほぼ変化しないため、発光デバイスの発光輝度を安定させることができる。
 上記のとおり、画素回路に含まれる駆動トランジスタにOSトランジスタを用いることで、「黒浮きの抑制」、「発光輝度の上昇」、「多階調化」、「発光デバイスのばらつきの抑制」などを図ることができる。
 半導体層に用いる金属酸化物は、例えば、インジウムと、元素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、元素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。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。または、インジウム(In)、アルミニウム(Al)、及び亜鉛(Zn)を含む酸化物(IAZOとも記す)を用いることが好ましい。または、インジウム(In)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、及び亜鉛(Zn)を含む酸化物(IAGZO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=1:3:2またはその近傍の組成、In:M:Zn=1:3:4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、In:M:Zn=10:1:3またはその近傍の組成、In:M:Zn=10:1:6またはその近傍の組成、In:M:Zn=10:1:8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。なお、元素Mとして2種類以上の元素を含む場合、当該2以上の金属元素の原子数の和から上記原子数比における元素Mの割合を算出することができる。
 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を4としたとき、Gaが1以上3以下であり、Zn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を5としたときに、Gaが0.1より大きく2以下であり、Zn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を1としたときに、Gaが0.1より大きく2以下であり、Zn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。
 表示部162が有するトランジスタの全てをOSトランジスタとしてもよく、表示部162が有するトランジスタの全てをSiトランジスタとしてもよく、表示部162が有するトランジスタの一部をOSトランジスタとし、残りをSiトランジスタとしてもよい。
 例えば、表示部162にLTPSトランジスタとOSトランジスタとの双方を用いることで、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。また、LTPSトランジスタと、OSトランジスタとを、組み合わせる構成をLTPOと呼称する場合がある。なお、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等にOSトランジスタを適用し、電流を制御するトランジスタ等にLTPSトランジスタを適用することが好ましい。
 例えば、表示部162が有す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、表示部162が有す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。
 このように本発明の一態様の表示装置は、高い開口率と、高い精細度と、高い表示品位と、低い消費電力と、を兼ね備えることができる。
 なお、本発明の一態様の表示装置は、OSトランジスタを有し、且つMML(メタルマスクレス)構造の発光デバイスを有する構成である。当該構成とすることで、トランジスタに流れうるリーク電流、及び隣接する発光デバイス間に流れうるリーク電流(横リーク電流、サイドリーク電流ともいう)を、極めて低くすることができる。また、上記構成とすることで、表示装置に画像を表示した場合に、観察者が画像のきれ、画像のするどさ、高い彩度、及び高いコントラスト比のいずれか一または複数を観測できる。なお、トランジスタに流れうるリーク電流、及び発光デバイス間の横リーク電流が極めて低い構成とすることで、黒表示時に生じうる光漏れ(いわゆる黒浮き)などが限りなく少ない表示とすることができる。
 特に、MML構造の発光デバイスの中でも、先に示すSBS構造を適用することで、発光デバイスの間に設けられる層(例えば、発光デバイスの間で共通して用いる有機層、共通層ともいう)が分断された構成となるため、サイドリークをなくす、またはサイドリークを極めて少なくすることができる。
 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。遮光層117は、隣り合う発光デバイスの間、接続部140、及び、回路164などに設けることができる。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。
 基板151及び基板152としては、それぞれ、基板120に用いることができる材料を適用することができる。
 接着層142としては、樹脂層122に用いることができる材料を適用することができる。
 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。
[表示装置100H]
 図47に示す表示装置100Hは、ボトムエミッション型の表示装置である点で、表示装置100Gと主に相違する。
 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。
 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47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。
 発光デバイス130Rは、導電層112Rと、導電層112R上の導電層126Rと、導電層126R上の導電層129Rと、を有する。
 発光デバイス130Gは、導電層112Gと、導電層112G上の導電層126Gと、導電層126G上の導電層129Gと、を有する。
 導電層112R、112G、126R、126G、129R、129Gには、それぞれ、可視光に対する透過性が高い材料を用いる。共通電極115には可視光を反射する材料を用いることが好ましい。
[表示装置100J]
 図48に示す表示装置100Jは、受光デバイス150を有する点で、表示装置100Gと主に相違する。
 受光デバイス150は、画素電極111Sと、層113Sと、共通層114と、共通電極115と、を有する。層113Sは、少なくとも活性層を有する。画素電極111Sは、画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bと同じ工程で形成することができる。
 画素電極111Sは、導電層233Sを介して、トランジスタ205Sが有する導電層222bと接続されている。
 画素電極111Sの上面及び側面は、層113Sによって覆われている。
 層113Sの上面の一部及び側面は、絶縁層125、及び絶縁層127によって覆われている。層113Sと絶縁層125との間にはマスク層118S及びマスク層119Sが位置する。層113S、絶縁層125、及び絶縁層127上に、共通層114が設けられ、共通層114上に共通電極115が設けられている。共通層114は、受光デバイスと発光デバイスに共通して設けられるひと続きの膜である。
 表示装置100Jは、例えば、実施の形態3で説明した、図44A乃至図44Kに示す画素レイアウトを適用することができる。また、受光デバイスを有する表示装置の詳細については、実施の形態1及び実施の形態6を参照することができる。
 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5)
 本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置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49Aに示すように、発光デバイスは、一対の電極(下部電極761及び上部電極762)の間に、EL層763を有する。EL層763は、層780、発光層771、及び、層790などの複数の層で構成することができる。
 発光層771は、少なくとも発光物質(発光材料ともいう)を有する。
 下部電極761が陽極であり、上部電極762が陰極である場合、層780は、正孔注入性の高い材料を含む層(正孔注入層)、正孔輸送性の高い材料を含む層(正孔輸送層)、及び、電子ブロック性の高い材料を含む層(電子ブロック層)のうち一つまたは複数を有する。また、層790は、電子注入性の高い材料を含む層(電子注入層)、電子輸送性の高い材料を含む層(電子輸送層)、及び、正孔ブロック性の高い材料を含む層(正孔ブロック層)のうち一つまたは複数を有する。下部電極761が陰極であり、上部電極762が陽極である場合、層780と層790は互いに上記と逆の構成になる。
 一対の電極間に設けられた層780、発光層771、及び層790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49Aの構成をシングル構造と呼ぶ。
 図49Bは、図49Aに示す発光デバイスが有するEL層763の変形例である。具体的には、図49Bに示す発光デバイスは、下部電極761上の層781と、層781上の層782と、層782上の発光層771と、発光層771上の層791と、層791上の層792と、層792上の上部電極762と、を有する。
 下部電極761が陽極であり、上部電極762が陰極である場合、例えば、層781を正孔注入層、層782を正孔輸送層、層791を電子輸送層、層792を電子注入層とすることができる。また、下部電極761が陰極であり、上部電極762が陽極である場合、層781を電子注入層、層782を電子輸送層、層791を正孔輸送層、層792を正孔注入層とすることができる。このような層構造とすることで、発光層771に効率よくキャリアを注入し、発光層771内におけるキャリアの再結合の効率を高めることができる。
 なお、図49C及び図49Dに示すように、層780と層790との間に複数の発光層(発光層771、772、773)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。なお、図49C及び図49Dでは、発光層を3層有する例を示すが、シングル構造の発光デバイスにおける発光層は、2層であってもよく、4層以上であってもよい。また、シングル構造の発光デバイスは、2つの発光層の間に、バッファ層を有してもよい。
 図49E及び図49Fに示すように、複数の発光ユニット(発光ユニット763a及び発光ユニット763b)が電荷発生層785(中間層ともいう)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。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。また、タンデム構造は、シングル構造と比べて、同じ輝度を得るために必要な電流を低減できるため、信頼性を高めることができる。
 なお、図49D及び図49Fは、表示装置が、発光デバイスと重なる層764を有する例である。図49Dは、層764が、図49Cに示す発光デバイスと重なる例であり、図49Fは、層764が、図49Eに示す発光デバイスと重なる例である。図49D及び図49Fでは、上部電極762側に光を取り出すため、上部電極762には、可視光を透過する導電膜を用いる。
 層764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。
 図49C及び図49Dにおいて、発光層771、発光層772、及び発光層773に、同じ色の光を発する発光物質、さらには、同じ発光物質を用いてもよい。例えば、発光層771、発光層772、及び発光層773に、青色の光を発する発光物質を用いてもよい。青色の光を呈する副画素においては、発光デバイスが発する青色の光を取り出すことができる。また、赤色の光を呈する副画素及び緑色の光を呈する副画素においては、図49Dに示す層764として色変換層を設けることで、発光デバイスが発する青色の光をより長波長の光に変換し、赤色または緑色の光を取り出すことができる。また、層764としては、色変換層と着色層との双方を用いることが好ましい。発光デバイスが発する光の一部は、色変換層で変換されずにそのまま透過してしまうことがある。色変換層を透過した光を、着色層を介して取り出すことで、所望の色の光以外を着色層で吸収し、副画素が呈する光の色純度を高めることができる。
 図49C及び図49Dにおいて、発光層771、発光層772、及び発光層773に、それぞれ発光色の異なる発光物質を用いてもよい。発光層771、発光層772、及び発光層773がそれぞれ発する光の混合により、白色発光が得られる構成することができる。例えば、シングル構造の発光デバイスは、青色の光を発する発光物質を有する発光層、及び、青色よりも長波長の可視光を発する発光物質を有する発光層を有することが好ましい。
 図49Dに示す層764として、カラーフィルタを設けてもよい。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。
 例えば、シングル構造の発光デバイスが3層の発光層を有する場合、赤色(R)の光を発する発光物質を有する発光層、緑色(G)の光を発する発光物質を有する発光層、及び、青色(B)の光を発する発光物質を有する発光層を有することが好ましい。発光層の積層順としては、陽極側から、R、G、B、または、陽極側からR、B、Gなどとすることができる。このとき、RとGまたはBとの間にバッファ層が設けられていてもよい。
 例えば、シングル構造の発光デバイスが2層の発光層を有する場合、青色(B)の光を発する発光物質を有する発光層、及び、黄色(Y)の光を発する発光物質を有する発光層を有する構成が好ましい。当該構成をBYシングル構造と呼称する場合がある。
 白色の光を発する発光デバイスは、2種類以上の発光物質を含むことが好ましい。白色発光を得るには、2種類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。3種類以上の発光物質を含む構成とする場合は、各々が発する光の混合により、白色発光する構成とすることができる。
 なお、図49C、図49Dにおいても、図49Bに示すように、層780と、層790とを、それぞれ独立に、2層以上の層からなる積層構造としてもよい。
 図49E及び図49Fにおいて、発光層771と、発光層772とに、同じ色の光を発する発光物質、さらには、同じ発光物質を用いてもよい。例えば、各色の光を呈する副画素が有する発光デバイスにおいて、発光層771と、発光層772に、それぞれ青色の光を発する発光物質を用いてもよい。青色の光を呈する副画素においては、発光デバイスが発する青色の光を取り出すことができる。また、赤色の光を呈する副画素及び緑色の光を呈する副画素においては、図49Fに示す層764として色変換層を設けることで、発光デバイスが発する青色の光をより長波長の光に変換し、赤色または緑色の光を取り出すことができる。また、層764としては、色変換層と着色層との双方を用いることが好ましい。
 各色の光を呈する副画素に、図49Eまたは図49Fに示す構成の発光デバイスを用いる場合、副画素によって、異なる発光物質を用いてもよい。具体的には、赤色の光を呈する副画素が有する発光デバイスにおいて、発光層771と、発光層772に、それぞれ赤色の光を発する発光物質を用いてもよい。同様に、緑色の光を呈する副画素が有する発光デバイスにおいて、発光層771と、発光層772に、それぞれ緑色の光を発する発光物質を用いてもよい。青色の光を呈する副画素が有する発光デバイスにおいて、発光層771と、発光層772に、それぞれ青色の光を発する発光物質を用いてもよい。このような構成の表示装置は、タンデム構造の発光デバイスが適用されており、かつ、SBS構造であるといえる。そのため、タンデム構造のメリットと、SBS構造のメリットの両方を併せ持つことができる。これにより、高輝度発光が可能であり、信頼性の高い発光デバイスを実現することができる。
 図49E及び図49Fにおいて、発光層771と、発光層772とに、発光色の異なる発光物質を用いてもよい。発光層771が発する光と、発光層772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49Fに示す層764として、カラーフィルタを設けてもよい。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。
 なお、図49E及び図49Fにおいて、発光ユニット763aが1層の発光層771を有し、発光ユニット763bが1層の発光層772を有する例を示すが、これに限られない。発光ユニット763a及び発光ユニット763bは、それぞれ、2層以上の発光層を有してもよい。
 図49E及び図49Fでは、発光ユニットを2つ有する発光デバイスを例示したが、これに限られない。発光デバイスは、発光ユニットを3つ以上有してもよい。なお、発光ユニットを2つ有する構成を2段タンデム構造と、発光ユニットを3つ有する構成を3段タンデム構造と、それぞれ呼称してもよい。
 図49E及び図49Fにおいて、発光ユニット763aは、層780a、発光層771、及び、層790aを有し、発光ユニット763bは、層780b、発光層772、及び、層790bを有する。
 下部電極761が陽極であり、上部電極762が陰極である場合、層780a及び層780bは、それぞれ、正孔注入層、正孔輸送層、及び、電子ブロック層のうち一つまたは複数を有する。また、層790a及び層790bは、それぞれ、電子注入層、電子輸送層、及び、正孔ブロック層のうち一つまたは複数を有する。下部電極761が陰極であり、上部電極762が陽極である場合、層780aと層790aは互いに上記と逆の構成になり、層780bと層790bも互いに上記と逆の構成になる。
 下部電極761が陽極であり、上部電極762が陰極である場合、例えば、層780aは、正孔注入層と、正孔注入層上の正孔輸送層と、を有し、さらに、正孔輸送層上の電子ブロック層を有してもよい。また、層790aは、電子輸送層を有し、さらに、発光層771と電子輸送層との間の正孔ブロック層を有してもよい。また、層780bは、正孔輸送層を有し、さらに、正孔輸送層上の電子ブロック層を有してもよい。また、層790bは、電子輸送層と、電子輸送層上の電子注入層と、を有し、さらに、発光層772と電子輸送層との間の正孔ブロック層を有してもよい。下部電極761が陰極であり、上部電極762が陽極である場合、例えば、層780aは、電子注入層と、電子注入層上の電子輸送層と、を有し、さらに、電子輸送層上の正孔ブロック層を有してもよい。また、層790aは、正孔輸送層を有し、さらに、発光層771と正孔輸送層との間の電子ブロック層を有してもよい。また、層780bは、電子輸送層を有し、さらに、電子輸送層上の正孔ブロック層を有してもよい。また、層790bは、正孔輸送層と、正孔輸送層上の正孔注入層と、を有し、さらに、発光層772と正孔輸送層との間の電子ブロック層を有してもよい。
 タンデム構造の発光デバイスを作製する場合、2つの発光ユニットは、電荷発生層785を介して積層される。電荷発生層785は、少なくとも電荷発生領域を有する。電荷発生層785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。
 タンデム構造の発光デバイスの一例として、図50A乃至図50Cに示す構成が挙げられる。
 図50Aは、発光ユニットを3つ有する構成である。図50Aでは、複数の発光ユニット(発光ユニット763a、発光ユニット763b、及び発光ユニット763c)がそれぞれ電荷発生層785を介して、直列に接続されている。また、発光ユニット763aは、層780aと、発光層771と、層790aと、を有し、発光ユニット763bは、層780bと、発光層772と、層790bと、を有し、発光ユニット763cは、層780cと、発光層773と、層790cと、を有する。なお、層780cは、層780a及び層780bに適用可能な構成を用いることができ、層790cは、層790a及び層790bに適用可能な構成を用いることができる。
 図50Aにおいて、発光層771、発光層772、及び発光層773は、同じ色の光を発する発光物質を有すると好ましい。具体的には、発光層771、発光層772、及び発光層773が、それぞれ赤色(R)の発光物質を有する構成(いわゆるR\R\Rの3段タンデム構造)、発光層771、発光層772、及び発光層773が、それぞれ緑色(G)の発光物質を有する構成(いわゆるG\G\Gの3段タンデム構造)、または発光層771、発光層772、及び発光層773が、それぞれ青色(B)の発光物質を有する構成(いわゆるB\B\Bの3段タンデム構造)とすることができる。なお、「a\b」は、aの光を発する発光物質を有する発光ユニット上に、電荷発生層を介して、bの光を発する発光物質を有する発光ユニットが設けられていることを意味し、a、bは、色を意味する。
 図50Aにおいて、発光層771、発光層772、及び発光層773のうち、一部または全てに発光色の異なる発光物質を用いてもよい。発光層771、発光層772、及び発光層773の発光色の組み合わせは、例えば、いずれか2つが青色(B)、残りの一つが黄色(Y)の構成、並びに、いずれか一つが赤色(R)、他の一つが緑色(G)、残りの一つが青色(B)の構成が挙げられる。
 なお、それぞれ同じ色の光を発する発光物質としては、上記の構成に限定されない。例えば、図50Bに示すように、複数の発光層を有する発光ユニットを積層したタンデム型の発光デバイスとしてもよい。図50Bは、2つの発光ユニット(発光ユニット763a、及び発光ユニット763b)が電荷発生層785を介して直列に接続された構成である。また、発光ユニット763aは、層780aと、発光層771a、発光層771b、及び発光層771cと、層790aと、を有し、発光ユニット763bは、層780bと、発光層772a、発光層772b、及び発光層772cと、層790bと、を有する。
 図50Bにおいては、発光層771a、発光層771b、及び発光層771cについて、各々の発する光の混合により白色となる発光物質を選択し、発光ユニット763aを白色発光(W)が可能な構成とする。また、発光層772a、発光層772b、及び発光層772cについても、各々の発する光の混合により白色となる発光物質を選択し、発光ユニット763bを白色発光(W)が可能な構成とする。すなわち、図50Bに示す構成は、W\Wの2段タンデム構造である。なお、それぞれの発光物質の積層順については、特に限定はない。実施者が適宜最適な積層順を選択することができる。また、図示しないが、W\W\Wの3段タンデム構造、または4段以上のタンデム構造としてもよい。
 タンデム構造の発光デバイスを用いる場合、黄色(Y)の光を発する発光ユニットと、青色(B)の光を発する発光ユニットとを有するB\YまたはY\Bの2段タンデム構造、赤色(R)と緑色(G)の光を発する発光ユニットと、青色(B)の光を発する発光ユニットとを有するR・G\BまたはB\R・Gの2段タンデム構造、青色(B)の光を発する発光ユニットと、黄色(Y)の光を発する発光ユニットと、青色(B)の光を発する発光ユニットとをこの順で有するB\Y\Bの3段タンデム構造、青色(B)の光を発する発光ユニットと、黄緑色(YG)の光を発する発光ユニットと、青色(B)の光を発する発光ユニットとをこの順で有するB\YG\Bの3段タンデム構造、青色(B)の光を発する発光ユニットと、緑色(G)の光を発する発光ユニットと、青色(B)の光を発する発光ユニットとをこの順で有するB\G\Bの3段タンデム構造などが挙げられる。なお、「a・b」は、1つの発光ユニットにaの光を発する発光物質とbの光を発する発光物質とを有することを意味する。
 図50Cに示すように、1つの発光層を有する発光ユニットと、複数の発光層を有する発光ユニットと、を組み合わせてもよい。
 具体的には、図50Cに示す構成においては、複数の発光ユニット(発光ユニット763a、発光ユニット763b、及び発光ユニット763c)がそれぞれ電荷発生層785を介して直列に接続された構成である。また、発光ユニット763aは、層780aと、発光層771と、層790aと、を有し、発光ユニット763bは、層780bと、発光層772a、発光層772b、及び発光層772cと、層790bと、を有し、発光ユニット763cは、層780cと、発光層773と、層790cと、を有する。
 例えば、図50Cに示す構成において、発光ユニット763aが青色(B)の光を発する発光ユニットであり、発光ユニット763bが赤色(R)、緑色(G)、及び黄緑色(YG)の光を発する発光ユニットであり、発光ユニット763cが青色(B)の光を発する発光ユニットである、B\R・G・YG\Bの3段タンデム構造などを適用することができる。
 例えば、発光ユニットの積層数と色の順番としては、陽極側から、B、Yの2段構造、Bと発光ユニットXとの2段構造、B、Y、Bの3段構造、B、X、Bの3段構造が挙げられ、発光ユニットXにおける発光層の積層数と色の順番としては、陽極側から、R、Yの2層構造、R、Gの2層構造、G、Rの2層構造、G、R、Gの3層構造、または、R、G、Rの3層構造などとすることができる。また、2つの発光層の間に他の層が設けられていてもよい。
 次に、発光デバイスに用いることができる材料について説明する。
 下部電極761と上部電極762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。また、表示装置が赤外光を発する発光デバイスを有する場合には、光を取り出す側の電極には、可視光及び赤外光を透過する導電膜を用い、光を取り出さない側の電極には、可視光及び赤外光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
 光を取り出さない側の電極にも可視光を透過する導電膜を用いてもよい。この場合、反射層と、EL層763との間に当該電極を配置することが好ましい。つまり、EL層763の発光は、当該反射層によって反射されて、表示装置から取り出されてもよい。
 発光デバイスの一対の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。当該材料としては、具体的には、アルミニウム、マグネシウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ガリウム、亜鉛、インジウム、スズ、モリブデン、タンタル、タングステン、パラジウム、金、白金、銀、イットリウム、ネオジムなどの金属、及びこれらを適宜組み合わせて含む合金が挙げられる。また、当該材料としては、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)、及びIn−W−Zn酸化物などを挙げることができる。また、当該材料としては、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)、並びに、銀とマグネシウムの合金、及び、銀とパラジウムと銅の合金(Ag−Pd−Cu、APCとも記す)等の銀を含む合金が挙げられる。その他、当該材料としては、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、セシウム、カルシウム、ストロンチウム)、ユウロピウム、イッテルビウム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、グラフェン等が挙げられる。
 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)であることが好ましく、他方は、可視光に対する反射性を有する電極(反射電極)であることが好ましい。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、反射電極として用いることができる導電層と、可視光に対する透過性を有する電極(透明電極ともいう)として用いることができる導電層と、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、発光デバイスの透明電極には、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。
 発光デバイスは少なくとも発光層を有する。また、発光デバイスは、発光層以外の層として、正孔注入性の高い材料、正孔輸送性の高い材料、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い材料、電子ブロック材料、電子注入性の高い材料、またはバイポーラ性の材料(電子輸送性及び正孔輸送性が高い材料)等を含む層をさらに有してもよい。例えば、発光デバイスは、発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電荷発生層、電子ブロック層、電子輸送層、及び電子注入層のうち1層以上を有する構成とすることができる。
 発光デバイスには低分子化合物及び高分子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)、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。
 発光層は、1種または複数種の発光物質を有する。発光物質としては、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、または赤色などの発光色を呈する物質を適宜用いる。また、発光物質として、近赤外光を発する物質を用いることもできる。
 発光物質としては、蛍光材料、燐光材料、TADF材料、及び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、及び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、及び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、正孔輸送性の高い材料(正孔輸送性材料)及び電子輸送性の高い材料(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。正孔輸送性材料としては、後述の、正孔輸送層に用いることができる正孔輸送性の高い材料を用いることができる。電子輸送性材料としては、後述の、電子輸送層に用いることができる電子輸送性の高い材料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。
 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。
 正孔輸送性材料としては、後述の、正孔輸送層に用いることができる正孔輸送性の高い材料を用いることができる。
 アクセプター性材料としては、例えば、元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物を用いることができる。具体的には、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化タングステン、酸化マンガン、及び、酸化レニウムが挙げられる。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。また、フッ素を含む有機アクセプター性材料を用いることもできる。また、キノジメタン誘導体、クロラニル誘導体、及び、ヘキサアザトリフェニレン誘導体などの有機アクセプター性材料を用いることもできる。
 例えば、正孔注入性の高い材料として、正孔輸送性材料と、上述の元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物(代表的には酸化モリブデン)とを含む材料を用いてもよい。
 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、1×10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する材料が好ましい。なお、電子よりも正孔の輸送性の高い材料であれば、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。
 電子ブロック層は、発光層に接して設けられる。電子ブロック層は、正孔輸送性を有し、かつ、電子をブロックすることが可能な材料を含む層である。電子ブロック層には、上記正孔輸送性材料のうち、電子ブロック性を有する材料を用いることができる。
 電子ブロック層は、正孔輸送性を有するため、正孔輸送層と呼ぶこともできる。また、正孔輸送層のうち、電子ブロック性を有する層を、電子ブロック層と呼ぶこともできる。
 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、1×10−6cm/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材料であれば、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。
 正孔ブロック層は、発光層に接して設けられる。正孔ブロック層は、電子輸送性を有し、かつ、正孔をブロックすることが可能な材料を含む層である。正孔ブロック層には、上記電子輸送性材料のうち、正孔ブロック性を有する材料を用いることができる。
 正孔ブロック層は、電子輸送性を有するため、電子輸送層と呼ぶこともできる。また、電子輸送層のうち、正孔ブロック性を有する層を、正孔ブロック層と呼ぶこともできる。
 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。
 電子注入性の高い材料のLUMO準位は、陰極に用いる材料の仕事関数の値との差が小さい(具体的には0.5eV以下である)ことが好ましい。
 電子注入層には、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(CaF、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(LiO)、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が挙げられる。
 電子注入層は、電子輸送性材料を有してもよい。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1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)準位は、−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、高いガラス転移点(Tg)を備え、耐熱性に優れる。
 電荷発生層は、上述の通り、少なくとも電荷発生領域を有する。電荷発生領域は、アクセプター性材料を含むことが好ましく、例えば、上述の正孔注入層に適用可能な、正孔輸送性材料とアクセプター性材料とを含むことが好ましい。
 電荷発生層は、電子注入性の高い材料を含む層を有することが好ましい。当該層は、電子注入バッファ層と呼ぶこともできる。電子注入バッファ層は、電荷発生領域と電子輸送層との間に設けられることが好ましい。電子注入バッファ層を設けることで、電荷発生領域と電子輸送層との間の注入障壁を緩和することができるため、電荷発生領域で生じた電子を電子輸送層に容易に注入することができる。
 電子注入バッファ層は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含むことが好ましく、例えば、アルカリ金属の化合物またはアルカリ土類金属の化合物を含む構成とすることができる。具体的には、電子注入バッファ層は、アルカリ金属と酸素とを含む無機化合物、または、アルカリ土類金属と酸素とを含む無機化合物を有することが好ましく、リチウムと酸素とを含む無機化合物(酸化リチウム(LiO)など)を有することがより好ましい。その他、電子注入バッファ層には、上述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。
 電荷発生層は、電子輸送性の高い材料を含む層を有することが好ましい。当該層は、電子リレー層と呼ぶこともできる。電子リレー層は、電荷発生領域と電子注入バッファ層との間に設けられることが好ましい。電荷発生層が電子注入バッファ層を有さない場合、電子リレー層は、電荷発生領域と電子輸送層との間に設けられることが好ましい。電子リレー層は、電荷発生領域と電子注入バッファ層(または電子輸送層)との相互作用を防いで、電子をスムーズに受け渡す機能を有する。
 電子リレー層としては、銅(II)フタロシアニン(略称:CuPc)などのフタロシアニン系の材料、または、金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。
 なお、上述の電荷発生領域、電子注入バッファ層、及び電子リレー層は、断面形状、または特性などによって明確に区別できない場合がある。
 なお、電荷発生層は、アクセプター性材料の代わりに、ドナー性材料を有してもよい。例えば、電荷発生層としては、上述の電子注入層に適用可能な、電子輸送性材料とドナー性材料とを含む層を有してもよい。
 発光ユニットを積層する際、2つの発光ユニットの間に電荷発生層を設けることで、駆動電圧の上昇を抑制することができる。
 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6)
 本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置に用いることができる受光デバイスと、受発光機能を有する表示装置と、について説明する。
[受光デバイス]
 図51Aに示すように、受光デバイスは、一対の電極(下部電極761及び上部電極762)の間に層765を有する。層765は、少なくとも1層の活性層を有し、さらに他の層を有してもよい。
 図51Bは、図51Aに示す受光デバイスが有する層765の変形例である。具体的には、図51Bに示す受光デバイスは、下部電極761上の層766と、層766上の活性層767と、活性層767上の層768と、層768上の上部電極762と、を有する。
 活性層767は、光電変換層として機能する。
 下部電極761が陽極であり、上部電極762が陰極である場合、層766は、正孔輸送層、及び、電子ブロック層のうち一方または双方を有する。また、層768は、電子輸送層、及び、正孔ブロック層のうち一方または双方を有する。下部電極761が陰極であり、上部電極762が陽極である場合、層766と層768は互いに上記と逆の構成になる。
 次に、受光デバイスに用いることができる材料について説明する。
 受光デバイスには低分子化合物及び高分子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。受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)、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。
 受光デバイスが有する活性層は、半導体を含む。当該半導体としては、シリコンなどの無機半導体、及び、有機化合物を含む有機半導体が挙げられる。本実施の形態では、活性層が有する半導体として、有機半導体を用いる例を示す。有機半導体を用いることで、発光層と、活性層と、を同じ方法(例えば、真空蒸着法)で形成することができ、製造装置を共通化できるため好ましい。
 活性層が有するn型半導体の材料としては、フラーレン(例えばC60、C70等)、フラーレン誘導体等の電子受容性の有機半導体材料が挙げられる。フラーレン誘導体としては、例えば、[6,6]−Phenyl−C71−butyric acid methyl ester(略称:PC70BM)、[6,6]−Phenyl−C61−butyric acid methyl ester(略称:PC60BM)、1’,1’’,4’,4’’−Tetrahydro−di[1,4]methanonaphthaleno[1,2:2’,3’,56,60:2’’,3’’][5,6]fullerene−C60(略称:ICBA)などが挙げられる。
 n型半導体の材料としては、例えば、N,N’−ジメチル−3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド(略称:Me−PTCDI)などのペリレンテトラカルボン酸誘導体、及び、2,2’−(5,5’−(チエノ[3,2−b]チオフェン−2,5−ジイル)ビス(チオフェン−5,2−ジイル))ビス(メタン−1−イル−1−イリデン)ジマロノニトリル(略称:FT2TDMN)が挙げられる。
 n型半導体の材料としては、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、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、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、クマリン誘導体、ローダミン誘導体、トリアジン誘導体、及び、キノン誘導体等が挙げられる。
 活性層が有するp型半導体の材料としては、銅(II)フタロシアニン(Copper(II)phthalocyanine;CuPc)、テトラフェニルジベンゾペリフランテン(Tetraphenyldibenzoperiflanthene;DBP)、亜鉛フタロシアニン(Zinc Phthalocyanine;ZnPc)、スズフタロシアニン(SnPc)、キナクリドン、及び、ルブレン等の電子供与性の有機半導体材料が挙げられる。
 p型半導体の材料としては、カルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、フラン誘導体、芳香族アミン骨格を有する化合物等が挙げられる。さらに、p型半導体の材料としては、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、ピロール誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンゾチオフェン誘導体、インドール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、キナクリドン誘導体、ルブレン誘導体、テトラセン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、及び、ポリチオフェン誘導体等が挙げられる。
 電子供与性の有機半導体材料のHOMO準位は、電子受容性の有機半導体材料のHOMO準位よりも浅い(高い)ことが好ましい。電子供与性の有機半導体材料のLUMO準位は、電子受容性の有機半導体材料のLUMO準位よりも浅い(高い)ことが好ましい。
 電子受容性の有機半導体材料として、球状のフラーレンを用い、電子供与性の有機半導体材料として、平面に近い形状の有機半導体材料を用いることが好ましい。似た形状の分子同士は集まりやすい傾向にあり、同種の分子が凝集すると、分子軌道のエネルギー準位が近いため、キャリア輸送性を高めることができる。
 活性層に、ドナーとして機能するPoly[[4,8−bis[5−(2−ethylhexyl)−2−thienyl]benzo[1,2−b:4,5−b’]dithiophene−2,6−diyl]−2,5−thiophenediyl[5,7−bis(2−ethylhexyl)−4,8−dioxo−4H,8H−benzo[1,2−c:4,5−c’]dithiophene−1,3−diyl]]polymer(略称:PBDB−T)、または、PBDB−T誘導体などの高分子化合物を用いることができる。例えば、PBDB−TまたはPBDB−T誘導体にアクセプター材料を分散させる方法などが使用できる。
 例えば、活性層は、n型半導体とp型半導体とを共蒸着して形成することが好ましい。または、活性層は、n型半導体とp型半導体とを積層して形成してもよい。
 活性層には3種類以上の材料を用いてもよい。例えば、波長域を拡大する目的で、n型半導体の材料と、p型半導体の材料と、に加えて、第3の材料を混合してもよい。このとき、第3の材料は、低分子化合物でも高分子化合物でもよい。
 受光デバイスは、活性層以外の層として、正孔輸送性の高い材料、電子輸送性の高い材料、またはバイポーラ性の材料(電子輸送性及び正孔輸送性が高い材料)等を含む層をさらに有してもよい。また、上記に限られず、正孔注入性の高い材料、正孔ブロック材料、電子注入性の高い材料、または電子ブロック材料などを含む層をさらに有してもよい。受光デバイスが有する活性層以外の層には、例えば、上述の発光デバイスに用いることができる材料を用いることができる。
 例えば、正孔輸送性材料または電子ブロック材料として、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸(略称:PEDOT/PSS)などの高分子化合物、及び、モリブデン酸化物、ヨウ化銅(CuI)などの無機化合物を用いることができる。また、電子輸送性材料または正孔ブロック材料として、酸化亜鉛(ZnO)などの無機化合物、ポリエチレンイミンエトキシレート(PEIE)などの有機化合物を用いることができる。受光デバイスは、例えば、PEIEとZnOとの混合膜を有してもよい。
[光検出機能を有する表示装置]
 本発明の一態様の表示装置は、表示部に、発光デバイス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。また、当該表示部には、受光デバイスがマトリクス状に配置されており、表示部は、画像表示機能に加えて、撮像機能及びセンシング機能の一方または双方を有する。表示部は、イメージセンサまたはタッチセンサに用いることができる。つまり、表示部で光を検出することで、画像を撮像すること、または、対象物(指、手、またはペンなど)の近接もしくは接触を検出することができる。
 さらに、本発明の一態様の表示装置は、発光デバイスをセンサの光源として利用することができる。本発明の一態様の表示装置では、表示部が有する発光デバイスが発した光を対象物が反射(または散乱)した際、受光デバイスがその反射光(または散乱光)を検出できるため、暗い場所でも、撮像またはタッチ検出が可能である。
 したがって、表示装置と別に受光部及び光源を設けなくてもよく、電子機器の部品点数を削減することができる。例えば、電子機器に設けられる生体認証装置、またはスクロールなどを行うための静電容量方式のタッチパネルなどを別途設ける必要がない。したがって、本発明の一態様の表示装置を用いることで、製造コストが低減された電子機器を提供することができる。
 具体的には、本発明の一態様の表示装置は、画素に、発光デバイスと受光デバイスを有する。本発明の一態様の表示装置では、発光デバイスとして有機ELデバイスを用い、受光デバイスとして有機フォトダイオードを用いる。有機ELデバイス及び有機フォトダイオードは、同一基板上に形成することができる。したがって、有機ELデバイスを用いた表示装置に有機フォトダイオードを内蔵することができる。
 画素に、発光デバイス及び受光デバイスを有する表示装置では、画素が受光機能を有するため、画像を表示しながら、対象物の接触または近接を検出することができる。例えば、表示装置が有する副画素全てで画像を表示するだけでなく、一部の副画素は、光源としての光を呈し、残りの副画素で画像を表示することもできる。
 受光デバイスをイメージセンサに用いる場合、表示装置は、受光デバイスを用いて、画像を撮像することができる。例えば、本実施の形態の表示装置は、スキャナとして用いることができる。
 例えば、イメージセンサを用いて、指紋、掌紋、虹彩、脈形状(静脈形状、動脈形状を含む)、または顔などを用いた個人認証のための撮像を行うことができる。
 例えば、イメージセンサを用いて、ウェアラブル機器の使用者の、目の周辺、目の表面、または目の内部(眼底など)の撮像を行うことができる。したがって、ウェアラブル機器は、使用者の瞬き、黒目の動き、及び瞼の動きの中から選ばれるいずれか一または複数を検出する機能を備えることができる。
 受光デバイスは、タッチセンサ(ダイレクトタッチセンサともいう)またはニアタッチセンサ(ホバーセンサ、ホバータッチセンサ、非接触センサ、タッチレスセンサともいう)などに用いることができる。
 ここで、タッチセンサまたはニアタッチセンサは、対象物(指、手、またはペンなど)の近接もしくは接触を検出することができる。
 タッチセンサは、表示装置と、対象物とが、直接接することで、対象物を検出できる。また、ニアタッチセンサは、対象物が表示装置に接触しなくても、当該対象物を検出することができる。例えば、表示装置と、対象物との間の距離が0.1mm以上300mm以下、好ましくは3mm以上50mm以下の範囲で表示装置が当該対象物を検出できる構成であると好ましい。当該構成とすることで、表示装置に対象物が直接触れずに操作することが可能となる、別言すると非接触(タッチレス)で表示装置を操作することが可能となる。上記構成とすることで、表示装置に汚れ、または傷がつくリスクを低減することができる、または対象物が表示装置に付着した汚れ(例えば、ゴミ、またはウィルスなど)に直接触れずに、表示装置を操作することが可能となる。
 本発明の一態様の表示装置は、リフレッシュレートを可変にすることができる。例えば、表示装置に表示されるコンテンツに応じてリフレッシュレートを調整(例えば、1Hz以上240Hz以下の範囲で調整)して消費電力を低減させることができる。また、当該リフレッシュレートに応じて、タッチセンサ、またはニアタッチセンサの駆動周波数を変化させてもよい。例えば、表示装置のリフレッシュレートが120Hzの場合、タッチセンサ、またはニアタッチセンサの駆動周波数を120Hzよりも高い周波数(代表的には240Hz)とする構成とすることができる。当該構成とすることで、低消費電力が実現でき、かつタッチセンサ、またはニアタッチセンサの応答速度を高めることが可能となる。
 図51C乃至図51Eに示す表示装置100は、基板351と基板359との間に、受光デバイスを有する層353、機能層355、及び、発光デバイスを有する層357を有する。
 機能層355は、受光デバイスを駆動する回路、及び、発光デバイスを駆動する回路を有する。機能層355には、スイッチ、トランジスタ、容量、抵抗、配線、及び端子などのうち一つまたは複数を設けることができる。なお、発光デバイス及び受光デバイスをパッシブマトリクス方式で駆動させる場合には、スイッチ及びトランジスタを設けない構成としてもよい。
 例えば、図51Cに示すように、発光デバイスを有する層357において発光デバイスが発した光を、表示装置100に接触した指352が反射することで、受光デバイスを有する層353における受光デバイスがその反射光を検出する。これにより、表示装置100に指352が接触したことを検出することができる。
 図51D及び図51Eに示すように、表示装置に近接している(接触していない)対象物を検出または撮像する機能を有してもよい。図51Dでは、人の指を検出する例を示し、図51Eでは人の目の周辺、表面、または内部の情報(瞬きの回数、眼球の動き、瞼の動きなど)を検出する例を示す。
 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52乃至図54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検知、検出、または測定する機能を含むもの)を有してもよい。
 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52A乃至図52D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、VRのコンテンツを表示する機能、SRのコンテンツを表示する機能、MRのコンテンツを表示する機能のうち少なくとも一つを有する。電子機器が、AR、VR、SR、及びMRなどの少なくとも一つ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52Aに示す電子機器700A、及び、図52B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で表示した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。
 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52Cに示す電子機器800A、及び、図52D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52Cなどにおいては、メガネのつる(テンプルともいう)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を有する例を示したが、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52A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52C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。
 電子機器がイヤフォン部を有してもよい。図52B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52D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。
 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53A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53B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53C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53C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、あるいは受信者同士など)の情報通信を行うことも可能である。
 図53D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53E及び図53Fに、デジタルサイネージの一例を示す。
 図53E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53F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53E及び図53F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。
 図53E及び図53F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。
 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54A乃至図54G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検知、検出、または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54A乃至図54G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、等を有してもよい。
 図54A乃至図54Gに示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
 図54A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54Aでは3つのアイコン9050を表示した例を示している。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、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54B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54C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54D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54E乃至図54G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54Eは携帯情報端末9201を展開した状態、図54Gは折り畳んだ状態、図54Fは図54Eと図54G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。
 本実施例では、トランジスタを作製してNBTIS試験に対する電気特性の変動を評価し、NBTIS試験における劣化要因の解析を行った。
 本実施例で用いた試料の構成は、図11Bに示すトランジスタ205Rの記載を参照できる。ここでは、第1のゲート絶縁層として機能する絶縁層225成膜時の基板温度を異ならせた2種類の試料(試料A、及び試料B)を作製した。
<試料の作製>
 まず、基板151上に厚さ約100nmのタングステン膜をスパッタリング法により成膜し、これを加工して第2のゲート電極(ボトムゲート電極)として機能する導電層221を得た。基板151として、ガラス基板を用いた。
 続いて、第2のゲート絶縁層として機能する絶縁層211をプラズマCVD法により成膜した。絶縁層211は、厚さ約290nmの第1の窒化シリコン膜と、厚さ約60nmの窒化シリコン膜と、厚さ約3nmの酸化窒化シリコン膜とをこの順に積層した構造を用いた。
 続いて、0.5%のフッ化水素酸を用いて第2のゲート絶縁層の表面を除去した。フッ化水素酸の処理は60秒とした。
 続いて、厚さ約25nmの第1の金属酸化物膜を成膜し、これを加工して半導体層231を得た。第1の金属酸化物膜は、In−Ga−Zn酸化物ターゲット(In:Ga:Zn=1:1:1[原子数比])を用いたスパッタリング法により成膜した。
 続いて、乾燥空気雰囲気で、350℃で2時間の加熱処理を行った。加熱処理にはオーブン装置を用いた。
 続いて、第1のゲート絶縁層として機能する絶縁層225として、厚さ約100nmの酸化窒化シリコン膜をプラズマCVD法により成膜した。ここで、絶縁層225の成膜時の基板温度を試料で異ならせた。試料Aは、絶縁層225の成膜時の基板温度を300℃とし、試料Bは、400℃とした。
 続いて、乾燥空気雰囲気で、350℃で1時間の加熱処理を行った。加熱処理にはオーブン装置を用いた。
 続いて、絶縁層225上に、厚さ20nmの第2の金属酸化物膜を成膜した。第2の金属酸化物膜は、In−Ga−Zn酸化物ターゲット(In:Ga:Zn=1:1:1[原子数比])を用いたスパッタリング法により成膜した。
 続いて、乾燥空気雰囲気で、350℃で1時間の加熱処理を行った。加熱処理にはオーブン装置を用いた。
 続いて、絶縁層211、絶縁層225、及び第2の金属酸化物膜の一部をエッチングすることにより、導電層221に達する開口を形成した。
 続いて、開口を覆うように、厚さ約50nmのモリブデン膜と、厚さ約200nmのアルミニウム膜と、厚さ約50nmのチタン膜とをこの順にスパッタリング法により成膜した。その後、第2の金属酸化物膜、モリブデン膜、アルミニウム膜、及びチタン膜を加工して、第1のゲート電極(トップゲート電極)として機能する導電層223を得た。
 続いて、導電層223をマスクに用いて、不純物元素としてホウ素の添加処理を行った。添加処理は、プラズマイオンドーピング法を用いた。ホウ素を供給するためのガスは、Bガスを用いた。当該添加処理により、半導体層231の導電層223と重ならない領域に、低抵抗領域231nを形成した。
 続いて、絶縁層218として、厚さ約300nmの窒化酸化シリコン膜をプラズマCVD法により成膜した。
 続いて、絶縁層218及び絶縁層225の一部をエッチングにより除去し、低抵抗領域231nに達する開口を形成した。
 続いて、開口を覆うように、厚さ約50nmのチタン膜と、厚さ約300nmのアルミニウム膜と、厚さ約50nmのチタン膜とをこの順にスパッタリング法により成膜した。その後、各導電膜を加工して、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を得た。
 以上の工程により、試料を得た。
<NBTIS試験1>
 続いて、上記で作製した試料について、NBTIS試験を行った。NBTIS試験には、チャネル長が6μm、チャネル幅が50μmのトランジスタを用いた。
 まず、トランジスタのId−Vg特性を測定した。Id−Vg測定は、ゲート電極に印加する電圧(以下、ゲート電圧(Vg)ともいう)を−15Vから+2Vまで0.1V刻みで印加して測定した。また、ソースに印加する電圧(以下、ソース電圧(Vs)ともいう)を0V(comm)とし、ドレインに印加する電圧(以下、ドレイン電圧(Vd)ともいう)を、10Vとした。なお、ドレイン電流(Id)の測定は、1×10−3Aを上限とした。
 ここでは、第2のゲート電極と、第1のゲート電極に同じゲート電圧を与えた場合のId−Vg特性を測定した。
 続いて、トランジスタにストレスを印加した。具体的には、トランジスタが形成されている基板を70℃に保持し、5000lxの白色LED光を照射した状態で、トランジスタのソースとドレインに0V、ゲートに−20Vの電圧を印加し、この状態を2時間保持した。白色LED光は、ガラス基板側から照射した。
 続いて、Id−Vg特性の測定を行った。Id−Vg特性の測定は、前述の記載を参照できるため、詳細な説明は省略する。
 NBTIS試験によるトランジスタのしきい値電圧の変動量を、図55に示す。図55において、横軸に絶縁層225の成膜時の基板温度を示し、縦軸に縦軸にしきい値電圧の変動量(ΔVth)を示す。しきい値電圧の変動量(ΔVth)は、ストレス印加後のしきい値電圧のNBTIS試験前のしきい値電圧との差を示す。図55に示すように、試料でしきい値電圧の変動量に大きな差は見られなかった。
<NBTIS試験2>
 前述のNBTIS試験よりも高温、かつ高照度の条件で、電気特性の変動を評価した。
 まず、トランジスタのId−Vg特性を測定した。Id−Vg特性の測定は、前述の記載を参照できるため、詳細な説明は省略する。
 続いて、トランジスタにストレスを印加した。具体的には、トランジスタが形成されている基板を150℃に保持し、20000lxの白色LED光を照射した状態で、トランジスタのソースとドレインに0V、ゲートに−20Vの電圧を印加した。白色LED光は、ガラス基板側から照射した。
 続いて、Id−Vg特性の測定を行った。Id−Vg特性の測定は、前述の記載を参照できるため、詳細な説明は省略する。
 しきい値電圧の変動量がほぼ飽和するまで、前述のストレスの印加とId−Vg特性の測定を繰り返した。
 試料AのId−Vg特性を、図56Aに示す。図56Aにおいて、横軸にゲート電圧(Vg)を示し、縦軸にドレイン電流(Id)を示す。図56Aは、繰り返し測定を行ったId−Vg特性を重ねて示している。また、試料AのNBTIS試験によるトランジスタのしきい値電圧の変動量を、図56Bに示す。図56Bにおいて、横軸にストレス印加の累積時間(Time)を示し、縦軸にしきい値電圧の変動量(ΔVth)を示す。
 試料BのId−Vg特性を、図56Cに示す。図56Cにおいて、横軸にゲート電圧(Vg)を示し、縦軸にドレイン電流(Id)を示す。図56Cは、繰り返し測定を行ったId−Vg特性を重ねて示している。また、試料BのNBTIS試験によるトランジスタのしきい値電圧の変動量を、図56Dに示す。図56Dにおいて、横軸にストレス印加の累積の時間(Time)を示し、縦軸にしきい値電圧の変動量(ΔVth)を示す。
 図56A乃至図56Dに示すように、絶縁層225の成膜時の基板温度を300℃とした試料Aと比較して、絶縁層225の成膜時の基板温度を400℃とした試料Bはしきい値電圧の変動量が大きいことを確認できた。
<SIMS分析>
 試料A及び試料Bについて、二次イオン質量分析法(SIMS:Secondary Ion Mass Spectrometry)を用いて、絶縁層225中のインジウム濃度、ガリウム濃度、及び亜鉛濃度を評価した。
 試料A及び試料Bのインジウム濃度を、図57Aに示す。試料A及び試料Bのガリウム濃度を、図57Bに示す。試料A及び試料Bの亜鉛濃度を、図57Cに示す。図57A乃至図57Cは、横軸に絶縁層225表面からの深さ(Depth)を示し、縦軸にインジウム濃度(In concentration)、ガリウム濃度(Ga concentration)、及び亜鉛濃度(Zn concentration)を示す。
 図57Aに示すように、絶縁層225の成膜時の基板温度を300℃とした試料Aと比較して、絶縁層225の成膜時の基板温度を400℃とした試料Bは絶縁層225中のインジウム濃度が高いことを確認できた。具体的には、試料A(300℃)の絶縁層225中のインジウム濃度2×1019atoms/cm以下、試料B(400℃)の絶縁層225中のインジウム濃度は、4×1019atoms/cm以下であった。試料A(300℃)、試料B(400℃)とも、絶縁層225中のガリウム濃度、及び亜鉛濃度は低いことを確認できた。絶縁層225の成膜時の基板温度が高いと、半導体層231中から絶縁層225に拡散するインジウムが増加すると推測される。
<欠陥準位の計算>
 第一原理計算を用いて、ゲート絶縁層の欠陥準位の計算を行った。計算に用いたNBOHCのモデルを図58Aに示し、InSiのモデルを図58Cに示す。図58A及び図58Cに示すモデルは60原子(シリコン20原子、酸素40原子)のアモルファスSiOをベースにした。計算には、ハイブリッド密度汎関数(hybrid−DFT:hybrid density functional theory)法を用いた。hybrid−DFT法は、一般化勾配近似(GGA:Generalized Gradient Approximation)より実測値に近いバンドギャップの値を得ることができる。
 図58Aに示すNBOHCのモデルで得られた状態密度図を、図58Bに示す。図58Cに示すInSiのモデルで得られた状態密度図を、図58Dに示す。図58B及び図58Dにおいて、横軸にエネルギー(Energy)を示し、縦軸に状態密度(DOS)を示す。なお、図58B及び図58Dでは、価電子帯上端(VBM:Valence Band Maximum)が、0eVとなるよう調整した。
 図58Bに示すように、NBOHCのモデルにおいて、深い位置の欠陥準位(図58Bの準位1(States due to O))が存在することを確認できた。当該欠陥準位はホールをトラップする準位となる可能性が示唆された。
 図58Dに示すように、InSiのモデルにおいて、VBM近くの欠陥準位(図58Dの準位2a)、及び深い位置の欠陥準位(図58Dの準位2b(States due to O near In))が存在することを確認できた。当該欠陥準位はホールをトラップする準位となる可能性が示唆された。なお、伝導帯下端(CBM:Conduction Band Minimum)近くの欠陥準位(図58Dの準位2c)は、定常状態においては空の準位であると推定され、電子をトラップする準位となる可能性が考えられる。
<NBTIS劣化の要因解析>
 図56B及び図56Dに示したしきい値電圧の変動量の時間依存性に対するフィッティングを行い、NBTIS試験における劣化要因を解析した。フィッティングは、下記に示す指数関数を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 試料A(300℃)の実測値及びフィッティングで得られた指数関数を、図59Aに示す。図59Aにおいて、横軸にストレス印加の累積の時間(Time)を示し、縦軸にしきい値電圧の変動量の絶対値(|ΔVth|)を示す。また、実測値(Actual measurement)をプロットで示し、フィッティングで得られた関数を実線で示している。図59Aに示すように、試料A(300℃)は、1つの指数関数(Function1)で実測値とほぼ一致した。つまり、試料A(300℃)において、NBTIS劣化に関与するホールトラップの過程が1つ存在することを確認できた。
 試料B(400℃)の実測値及びフィッティングで得られた指数関数を、図59Bに示す。図59Bにおいて、横軸にストレス印加の累積の時間(Time)を示し、縦軸にしきい値電圧の変動量の絶対値(|ΔVth|)を示す。また、実測値(Actual measurement)をプロットで示し、フィッティングで得られた関数を実線、破線及び一点鎖線で示している。図59Bに示すように、試料B(400℃)は、1つの指数関数(Function1及びFunction2)で実測値と一致せず、2つの指数関数の和(Function1+2)で実測値とほぼ一致した。つまり、試料B(400℃)において、NBTIS劣化に関与するホールトラップの過程が2つ存在することを確認できた。
 なお、図59A及び図59Bでは横軸の時間を線形で示している。横軸の時間を対数としたグラフを図59C及び図59Dに示す。図59C及び図59Dに示すように、NBTIS試験の初期においても実測値とフィッティングで得られた関数がほぼ一致している。
 フィッティングで得られたしきい値電圧の飽和変動量(A及びA)、及び時定数(τ及びτ)を、表1に示す。表1は、試料B(400℃)で得られた2つの時定数のうち、小さい時定数を“τ”、時定数τに対応する指数関数を“Function1”と記し、大きい時定数を“τ”、時定数τに対応する指数関数を“Function2”と記している。試料A(300℃)で得られた時定数及び飽和変動量は、試料B(400℃)で得られた小さい時定数τ及び飽和変動量Aと同程度であり、これらは同じ劣化要因であると推測される。なお、時定数の大きい劣化は“遅い劣化(Slow degradation)”、時定数の小さい劣化は“速い劣化(Fast degradation)”ということができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 前述した絶縁層225中のインジウム濃度、及び第一原理計算から得られた状態密度図を考慮すると、試料B(400℃)で確認された遅い劣化はInSiに起因し、試料A(300℃)及び試料B(400℃)で確認された速い劣化は、InSi以外(例えば、NBOHC及びN)に起因すると推測される。
 ゲート絶縁層として機能する絶縁層225に、ホールトラップとなる欠陥準位が複数存在する場合、ホールは半導体層231の金属酸化物中の酸素欠損(V)に起因するdDOSから、それぞれの欠陥準位に並行してトラップされると推測される(図4B参照)。
 本実施例に示す構成は、他の実施の形態、または実施例と適宜組み合わせて用いることができる。
 本実施例では、本発明の一態様である表示装置を作製し、断面形状を観察した。
 本実施例で用いた試料の構成は、図9Bに示すトランジスタ205R及び発光デバイス130R等の記載を参照できる。なお、絶縁層235上に、図14等に示す絶縁層239を設けた。作製方法は、図21A乃至図22C、及び図23A乃至図38に係る記載を参照できる。
<試料の作製>
 まず、トランジスタ205Rを形成した。導電層221として、厚さ約30nmの銅膜と、厚さ約300nmのタングステン膜とをこの順に積層した構造を用いた。絶縁層211として、厚さ約50nmの第1の窒化シリコン膜と、厚さ約230nmの窒化シリコン膜と、厚さ約100nmの酸化窒化シリコン膜とをこの順に積層した構造を用いた。半導体層231として、厚さ約20nmの金属酸化物膜を用いた。絶縁層225として、厚さ約150nmの酸化窒化シリコン膜を用いた。導電層223として、厚さ約50nmのモリブデン膜と、厚さ約200nmのアルミニウム膜と、厚さ約50nmのチタン膜とをこの順に積層した構造を用いた。絶縁層218として、厚さ約300nmの窒化酸化シリコン膜を用いた。導電層222a及び導電層222bとして、厚さ約100nmのチタン膜と、厚さ約400nmのアルミニウム膜と、厚さ約100nmのチタン膜とをこの順に積層した構造を用いた。
 続いて、絶縁層218、導電層222a及び導電層222bを覆うように、絶縁層214を形成した。絶縁層214は、厚さ約200nmの酸化窒化シリコン膜と、厚さ約2.0μmのアクリル膜とをこの順に積層した構造を用い、導電層222bに達する開口191Rを設けた。
 続いて、開口191Rを覆うように導電層233Rを形成した。導電層233Rとして、厚さ約100nmのチタン膜と、厚さ約400nmのアルミニウム膜と、厚さ約100nmのチタン膜とをこの順に積層した構造を用いた。
 続いて、絶縁層214及び導電層233Rを覆うように、絶縁層235を形成した。絶縁層235は、厚さ約2.0μmのアクリル膜を用い、導電層233Rに達する開口193Rを設けた。
 続いて、絶縁層235上に絶縁層239を形成した。絶縁層239は、厚さ約10nmの窒化シリコン膜と、厚さ約200nmの酸化窒化シリコン膜とをこの順に積層した構造を用い、開口193Rと重なる領域に開口を設けた。
 続いて、絶縁層239及び開口193Rを覆うように、導電層112Rを形成した。導電層112Rとして、厚さ約50nmのITSO膜を用いた。
 続いて、導電層112Rの凹部を埋め込むように、層128を形成した。層128として、ポリイミド膜を用いた。
 続いて、導電層112R及び層128を覆うように、導電層126Rを形成した。導電層126Rとして、厚さ約10nmのITSO膜と、厚さ100nmのAPC膜とをこの順に積層した構造を用いた。
 続いて、導電層126Rを覆うように、導電層129Rを形成した。これにより、導電層112R、導電層126R及び導電層129Rを有する画素電極111Rを形成した。導電層129Rとして、厚さ約50nmのITSO膜を用いた。
 続いて、画素電極111R及び絶縁層239を覆うように、層113Rとなる膜113Rfを形成した。層113Rは、発光層を含む。
 続いて、マスク膜118Rf及びマスク膜119Rfを形成した。マスク膜118Rfとして、厚さ30nmの酸化アルミニウム膜を用いた。マスク膜119Rfとして、厚さ50nmのIn−Ga−Zn酸化物膜を用いた。
 続いて、マスク膜119Rf上にレジストマスク190aを形成し、レジストマスク190aをマスクに用いてマスク膜119Rfを加工し、マスク層119Rを形成した。
 続いて、レジストマスク190aを除去した。
 続いて、マスク層119Rをマスクに用いてマスク膜118Rf及び膜113Rfを加工し、マスク層118R及び層113Rを形成した。
 続いて、絶縁膜125fを形成した。絶縁膜125fとして、厚さ15nmの酸化アルミニウム膜を用いた。
 続いて、絶縁膜125fの凹部を埋め込むように、絶縁層127を形成した。絶縁層127として、ポジ型のレジスト膜を用いた。
 続いて、絶縁層127をマスクに用いて絶縁膜125f、マスク層119R及びマスク層118Rの一部を除去し、層113Rを露出させた。
 続いて、層113R及び絶縁層127を覆うように、共通層114、共通電極115及び保護層131を形成した。共通層114として、電子注入層を用いた。共通電極として、銀とマグネシウムの共蒸着膜を用いた。保護層131として、In−Ga−Zn酸化物膜を用いた。
 以上の工程により、試料を得た。
<試料の断面観察>
 続いて、試料を集束イオンビーム(FIB:Focused Ion Beam)により薄片化し、走査透過電子顕微鏡(STEM:Scanning Transmission Electron Microscopy)を用いて断面観察を行った。
 試料の断面STEM像を、図60に示す。図60は、倍率20,000倍の透過電子(TE:Transmitted Electron)像である。図60に示すように、導電層112Rの被形成面の形状がなだらかであることを確認できた。また、開口191の幅191dは3.15μm、開口193の幅193dは2.54μmであった。なお、絶縁層214と絶縁層235に同じ材料を用いたため、図60では絶縁層214と絶縁層235の境界が不明瞭となっている。
 本実施例に示す構成は、他の実施の形態、または実施例と適宜組み合わせて用いることができる。
11B:副画素、11G:副画素、11R:副画素、11S:副画素、100G:表示装置、100H:表示装置、100J:表示装置、100:表示装置、101:層、110a:副画素、110b:副画素、110c:副画素、110d:副画素、110e:副画素、110:画素、111B:画素電極、111G:画素電極、111R:画素電極、111S:画素電極、111:画素電極、112B:導電層、112f:導電膜、112G:導電層、112p:導電層、112R:導電層、113_1:第1の領域、113_2:第2の領域、113B:層、113Bf:膜、113G:層、113Gf:膜、113R:層、113Rf:膜、113S:層、113W:層、113:層、114:共通層、115:共通電極、117:遮光層、118B:マスク層、118Bf:マスク膜、118G:マスク層、118Gf:マスク膜、118R:マスク層、118Rf:マスク膜、118S:マスク層、118:マスク層、119B:マスク層、119Bf:マスク膜、119G:マスク層、119Gf:マスク膜、119R:マスク層、119Rf:マスク膜、119S:マスク層、119:マスク層、120:基板、122:樹脂層、123:導電層、124a:画素、124b:画素、125f:絶縁膜、125:絶縁層、126B:導電層、126f:導電膜、126G:導電層、126p:導電層、126R:導電層、127f:絶縁膜、127:絶縁層、128f:膜、128:層、129aB:導電層、129af:導電膜、129aG:導電層、129aR:導電層、129B:導電層、129bB:導電層、129bf:導電膜、129bG:導電層、129bR:導電層、129G:導電層、129p:導電層、129R:導電層、130B:発光デバイス、130G:発光デバイス、130R:発光デバイス、130:発光デバイス、131:保護層、132a:マスク、132b:マスク、132B:着色層、132c:マスク、132d:マスク、132G:着色層、132R:着色層、140:接続部、141a:開口、141b:開口、142:接着層、145:不純物元素、147:開口、150:受光デバイス、151B:ファインメタルマスク、151G:ファインメタルマスク、151R:ファインメタルマスク、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、190c:レジストマスク、191B:開口、191d:幅、191G:開口、191R:開口、191S:開口、191:開口、193B:開口、193d:幅、193G:開口、193R:開口、193S:開口、193:開口、195a:レジストマスク、195b:レジストマスク、195c:レジストマスク、195d:レジストマスク、195e:レジストマスク、195f:レジストマスク、195g:レジストマスク、201:トランジスタ、204:接続部、205B:トランジスタ、205G:トランジスタ、205R:トランジスタ、205S:トランジスタ、205:トランジスタ、211a:絶縁膜、211b:絶縁膜、211:絶縁層、214f:絶縁膜、214:絶縁層、215:絶縁層、218:絶縁層、221:導電層、222a:導電層、222b:導電層、223:導電層、225:絶縁層、227:金属酸化物層、230:導電層、231f:金属酸化物膜、231i:チャネル形成領域、231l:領域、231n:低抵抗領域、231:半導体層、233B:導電層、233f:導電膜、233G:導電層、233R:導電層、233q:配線、233S:導電層、233t:導電層、233:導電層、235f:絶縁膜、235:絶縁層、237:絶縁層、238f:絶縁膜、238:絶縁層、239f:絶縁膜、239:絶縁層、242:接続層、351:基板、352:指、353:層、355:機能層、357:層、359:基板、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、761:下部電極、762:上部電極、763a:発光ユニット、763b:発光ユニット、763c:発光ユニット、763:EL層、764:層、765:層、766:層、767:活性層、768:層、771a:発光層、771b:発光層、771c:発光層、771:発光層、772a:発光層、772b:発光層、772c:発光層、772:発光層、773:発光層、780a:層、780b:層、780c:層、780:層、781:層、782:層、785:電荷発生層、790a:層、790b:層、790c:層、790:層、791:層、792:層、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、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 (12)

  1.  トランジスタと、発光デバイスと、第1の絶縁層と、第2の絶縁層と、第1の導電層と、を有し、
     前記トランジスタは、半導体層と、前記半導体層と電気的に接続される第2の導電層と、を有し、
     前記発光デバイスは、画素電極を有し、
     前記第1の絶縁層は、前記トランジスタ上に設けられ、
     前記第1の絶縁層は、前記第2の導電層に達する第1の開口を有し、
     前記第1の導電層は、前記第1の開口を覆い
     前記第2の絶縁層は、前記第1の絶縁層上に設けられ、
     前記第2の絶縁層は、前記第1の開口と重なる領域に第2の開口を有し、
     前記画素電極は、前記第2の絶縁層の上面及び前記第2の開口を覆い、
     前記画素電極は、前記第1の導電層を介して前記第2の導電層と電気的に接続され、
     前記第1の絶縁層の端部は、前記第2の導電層上に位置し、
     前記第2の絶縁層の端部は、前記第1の導電層上に位置し、
     前記第2の絶縁層の端部は、前記第1の絶縁層の端部より外側に位置する表示装置。
  2.  請求項1において、
     前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層はそれぞれ、有機材料を有する表示装置。
  3.  請求項1において、
     層を有し、
     前記画素電極は、第3の導電層と、前記第3の導電層上の第4の導電層と、と有し、
     前記第3の導電層は、前記第2の絶縁層の上面及び前記第2の開口を覆い、
     前記第3の導電層は、前記第2の絶縁層の側面及び前記第2の導電層の上面の形状に沿った凹部を有し、
     前記層は、前記凹部を埋め込まれるように設けられ、
     前記第4の導電層は、前記第3の導電層の上面及び前記層の上面を覆い、
     前記第4の導電層は、可視光に対して反射性を有する材料を含む表示装置。
  4.  請求項2において、
     層を有し、
     前記画素電極は、第3の導電層と、前記第3の導電層上の第4の導電層と、と有し、
     前記第3の導電層は、前記第2の絶縁層の上面及び前記第2の開口を覆い、
     前記第3の導電層は、前記第2の絶縁層の側面及び前記第2の導電層の上面の形状に沿った凹部を有し、
     前記層は、前記凹部を埋め込まれるように設けられ、
     前記第4の導電層は、前記第3の導電層の上面及び前記層の上面を覆い、
     前記第4の導電層は、可視光に対して反射性を有する材料を含む表示装置。
  5.  請求項3または請求項4において、
     前記層は、絶縁層である表示装置。
  6.  請求項3または請求項4において、
     前記層は、導電層である表示装置。
  7.  請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
     第3の絶縁層を有し、
     前記第3の絶縁層は、前記第2の絶縁層の上面に接して設けられ、
     前記第3の絶縁層は、無機材料を有し、
     前記画素電極は、前記第3の絶縁層の上面と接する領域を有する表示装置。
  8.  請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
     第4の絶縁層を有し、
     前記第4の絶縁層は、前記第1の絶縁層の上面に接して設けられ、
     前記第4の絶縁層は、無機材料を有し、
     前記第1の導電層は、前記第4の絶縁層の上面と接する領域を有する表示装置。
  9.  請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
     第5の絶縁層と、第6の絶縁層と、を有し、
     前記発光デバイスは、前記画素電極と、共通電極と、前記画素電極と前記共通電極に挟持されるEL層と、を有し、
     前記第5の絶縁層は、前記EL層の上面の一部及び側面を覆い、
     前記第6の絶縁層は、前記第5の絶縁層を介して、前記EL層の上面の一部及び側面を覆い、
     前記共通電極は、前記第6の絶縁層を覆う表示装置。
  10.  請求項9において、
     前記第5の絶縁層は、無機材料を有し、
     前記第6の絶縁層は、有機材料を有する表示装置。
  11.  請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
     第5の絶縁層を有し、
     前記発光デバイスは、前記画素電極と、共通電極と、前記画素電極と前記共通電極に挟持されるEL層と、を有し、
     前記第5の絶縁層は、前記画素電極の上面の一部及び側面を覆い、
     前記EL層は、前記第5の絶縁層の上面と接する領域を有し、
     前記共通電極は、前記第5の絶縁層を覆う表示装置。
  12.  請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
     前記トランジスタは、前記半導体層とゲート電極とに挟持されるゲート絶縁層を有し、
     前記半導体層は、金属酸化物を有し、
     前記ゲート絶縁層中の前記金属酸化物が有する金属元素の濃度は、2×1019atoms/cm以下である表示装置。
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