JP7714577B2 - 表示装置、表示モジュール、及び表示装置の作製方法 - Google Patents

Description

本発明の一態様は、表示装置、及び表示モジュールに関する。本発明の一様態は、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。本明細書等で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置、入出力装置、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法、を一例として挙げることができる。なお、本明細書等において、半導体装置は、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指すものとする。

近年、ディスプレイパネルの高精細化が求められている。高精細なディスプレイパネルが要求される機器としては、例えば、仮想現実（ＶＲ：Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）、拡張現実（ＡＲ：Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）、代替現実（ＳＲ：Ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）、または複合現実（ＭＲ：Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）向けの機器が挙げられ、近年盛んに開発されている。

また、ディスプレイパネルに適応可能な表示装置としては、代表的には液晶表示装置、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子を備える発光装置、または電気泳動方式などにより表示を行う電子ペーパなどが挙げられる。

例えば、有機ＥＬ素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層を挟持したものである。この素子に電圧を印加することにより、発光性の有機化合物から発光を得ることができる。このような有機ＥＬ素子が適用された表示装置は、液晶表示装置等で必要であったバックライトが不要なため、薄型、軽量、高コントラストで且つ低消費電力な表示装置を実現できる。例えば、有機ＥＬ素子を用いた表示装置の一例が、特許文献１に記載されている。

特開２００２－３２４６７３号公報

例えば、上述したＶＲ、ＡＲ、ＳＲ、またはＭＲ向けの装着型の機器では、目とディスプレイパネルとの間に焦点調整用のレンズを設ける必要がある。当該レンズにより画面の一部が拡大されるため、ディスプレイパネルの精細度が低いと、現実感及び没入感が薄れてしまうといった問題がある。

また、ディスプレイパネルには、高い色再現性が求められる。特に上述したＶＲ、ＡＲ、ＳＲ、またはＭＲ向けの機器において、色再現性の高いディスプレイパネルを用いることによって、現実の物体色に近い表示を行うことができ、現実感及び没入感を高めることができる。

本発明の一態様は、極めて高精細な表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、高い色再現性が実現された表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、高輝度な表示装置を提供することを課題の一とする。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とする。また、本発明の一態様は、上述した表示装置を製造する方法を提供することを課題の一とする。

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。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から抽出することが可能である。

本発明の一態様は、第１の発光素子と第２の発光素子を有する表示装置である。第１の発光素子は、第１の下部電極、第１の反射層、第１の絶縁層、第１の導電層、発光層、及び、上部電極を有する。また、第１の下部電極、第１の反射層、第１の絶縁層、第１の導電層、発光層、及び、上部電極は、この順で積層される。第２の発光素子は、第２の下部電極、第２の反射層、第２の絶縁層、第２の導電層、発光層、及び、上部電極を有する。また、第２の下部電極、第２の反射層、第２の絶縁層、第２の導電層、発光層、及び、上部電極は、この順で積層される。第１の導電層、第１の絶縁層、第２の導電層、及び、第２の絶縁層は透光性を有する。第２の導電層は、第１の導電層より厚い。上部電極は可視光に対して透過性及び反射性を有する。第１の下部電極は、第１の導電層と電気的に接続される。第２の下部電極は、第２の導電層と電気的に接続される。

上記において、第１の下部電極は、第１の導電層によって覆われていることが好ましい。また、第２の下部電極は、第２の導電層によって覆われていることが好ましい。

本発明の一態様は、第１の発光素子、第２の発光素子、第１のプラグ、及び第２のプラグを有する表示装置である。第１の発光素子は、第１の下部電極、第１の反射層、第１の絶縁層、第１の導電層、発光層、及び、上部電極を有する。また、第１の下部電極、第１の反射層、第１の絶縁層、第１の導電層、発光層、及び、上部電極は、この順で積層される。第２の発光素子は、第２の下部電極、第２の反射層、第２の絶縁層、第２の導電層、発光層、及び、上部電極を有する。また、第２の下部電極、第２の反射層、第２の絶縁層、第２の導電層、発光層、及び、上部電極は、この順で積層される。第１の導電層、第１の絶縁層、第２の導電層、及び、第２の絶縁層は透光性を有する。第２の導電層は、第１の導電層より厚い。上部電極は可視光に対して透過性及び反射性を有する。第１の下部電極は、第１のプラグを介して第１の導電層と電気的に接続される。第２の下部電極は、第２のプラグを介して第２の導電層と電気的に接続される。第１のプラグは、第１の絶縁層に埋め込まれ、第２のプラグは、第２の絶縁層に埋め込まれている。

上記において、第１の導電層は、第１の膜を有することが好ましい。また、第２の導電層は、第２の膜と、第３の膜とを有すること好ましい。さらに第２の膜と、第３の膜とは、この順に積層されることが好ましい。第１の膜及び第３の膜は、同一の組成を有する膜であることが好ましい。

上記において、トランジスタを含む回路層を有することが好ましい。また、第１の発光素子は、回路層上に設けられ、トランジスタと電気的に接続されることが好ましい。さらに、トランジスタは、チャネルが形成される半導体層に、結晶性を有する金属酸化物、または単結晶シリコンを含んでいてもよい。

上記において、第１のトランジスタを含む第１の回路層と、第２のトランジスタを含む第２の回路層と、第１の回路層上に位置する第３の絶縁層と、第１の回路層と第２の回路層との間に第４の絶縁層と、を有することが好ましい。また、第１の発光素子は、第１のトランジスタと電気的に接続されることが好ましい。さらに、上記において、第１のトランジスタは、チャネルが形成される第１の半導体層に、結晶性を有する金属酸化物を含み、第２のトランジスタは、チャネルが形成される第２の半導体層に、結晶性を有する金属酸化物、または単結晶シリコンを含むことが好ましい。

上記において、第１の発光素子を複数有し、第１の発光素子は、２０００ｐｐｉ以上の精細度で周期的に配置されることが好ましい。また、第１の発光素子は、デルタ配列で配置されることができる。

本発明の他の一態様は、表示装置の作製方法であって、被形成面上に、第１の下部電極と、第２の下部電極と、を離隔して形成する工程と、第１の下部電極上に第１の反射層と、第２の下部電極上に第２の反射層と、を形成する工程と、第１の反射層上に第１の絶縁層と、第２の反射層上に第２の絶縁層と、を形成する工程と、第１の下部電極を覆う第１の導電層と、第２の下部電極を覆う第２の導電層と、を形成する工程と、第１の導電層及び第２の導電層上に発光層と、当該発光層上に上部電極と、を形成する工程と、を有する。また、第２の導電層は、第１の導電層よりも厚く形成し、第１の導電層及び第２の導電層は、透光性を有するように形成し、第１の下部電極は、第１の導電層と電気的に接続され、第２の下部電極は、第２の導電層と電気的に接続され、上部電極は、透光性及び反射性を有するように形成する。

また、本発明の他の一態様は、表示装置の作製方法であって、被形成面上に、第１の下部電極及び第２の下部電極となる第１の導電膜を形成する工程と、第１の導電膜を覆って、第１の反射層及び第２の反射層となる第２の導電膜を成膜する工程と、第１の導電膜に第１の絶縁層及び第２の絶縁層となる第１の絶縁膜を成膜する工程と、第１のプラグ及び第２のプラグを第１の絶縁膜に埋め込み、第１のプラグ及び第２のプラグを、それぞれ第１の導電膜と電気的に接続する工程と、第１のプラグ上に、第１の導電層を形成する工程と、第２のプラグ上に、第２の導電層を形成する工程と、を有する。また、第１の導電膜、第２の導電膜、第１の絶縁膜、第１の導電層、及び第２の導電層を島状に加工し、第１の下部電極、第２の下部電極、第１の反射層、第２の反射層、第１の絶縁層、及び第２の絶縁層を形成する工程と、第１の導電層及び第２の導電層上に発光層と、当該発光層上に上部電極と、を形成する工程と、を有する。

また、上記において、第２の導電層は、第１の導電層よりも厚く形成し、第１の導電層及び第２の導電層は、透光性を有するように形成し、第１の導電層は、第１のプラグを介して第１の下部電極と電気的に接続され、第２の導電層は、第２のプラグを介して第２の下部電極と電気的に接続され、上部電極は、透光性及び反射性を有するように形成する。

本発明の一態様によれば、極めて高精細な表示装置を提供できる。または、高い色再現性が実現された表示装置を提供できる。または、高輝度な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。または、上述した表示装置を製造する方法を提供できる。

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。なお、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。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から抽出することが可能である。

図１Ａ及び図１Ｂは、表示装置の構成例を示す図である。
図２Ａ及び図２Ｂは、表示装置の構成例を示す図である。
図３Ａ及び図３Ｂは、表示装置の構成例を示す図である。
図４Ａ乃至図４Ｅは、表示装置の作製方法例を説明する図である。
図５Ａ乃至図５Ｃは、表示装置の作製方法例を説明する図である。
図６Ａ乃至図６Ｅは、表示装置の作製方法例を説明する図である。
図７Ａ乃至図７Ｅは、表示装置の作製方法例を説明する図である。
図８Ａ及び図８Ｂは、表示装置の構成例を示す図である。
図９は、表示装置の構成例を示す図である。
図１０は、表示装置の構成例を示す図である。
図１１は、表示装置の構成例を示す図である。
図１２は、表示装置の構成例を示す図である。
図１３Ａ及び図１３Ｂは、表示モジュールの構成例を示す図である。
図１４Ａ及び図１４Ｂは、表示装置の一例を示す回路図である。
図１５Ａ及び図１５Ｃは、表示装置の一例を示す回路図である。図１５Ｂは、表示装置の動作例を示すタイミングチャートである。
図１６Ａ及び図１６Ｂは、電子機器の構成例を示す図である。
図１７Ａ及び図１７Ｂは、電子機器の構成例を示す図である。

以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。ただし、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、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、以下の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。

なお、本明細書で説明する各図において、各構成要素の大きさ、層の厚さ、または領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。

なお、本明細書等における「第１」、「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではない。

（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、及び表示装置の作製方法について説明する。

本発明の一態様の表示装置は、異なる色の光を呈する発光素子（発光デバイスともいう）を備える。発光素子は、下部電極と、上部電極と、これらの間に発光性の化合物を含む層（発光層、またはＥＬ層ともいう）を備える。発光素子としては、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子などの電界発光素子を用いることが好ましい。その他、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いてもよい。

また、発光素子は、可視光に対して透過性（透光性）を有する導電層（光学調整層ともいう）と、当該導電層を介して可視光を反射する反射層と、透光性を有する絶縁層と、を有する。さらに、発光素子は、上部電極に透光性及び反射性を有する導電膜を用いることが好ましい。発光素子は、いわゆるマイクロキャビティ構造（微小共振器構造）が実現され、特定の波長の光が強められる。

本発明の一態様の表示装置は、白色発光を呈する発光素子を用いて、異なる２つ以上の色を表現することが好ましい。このとき、異なる色の光を呈する２つの発光素子間で、発光層と、上部電極を共通とし、下部電極はそれぞれの素子で電気的に絶縁された構成とすることができる。さらに、２つの発光素子は発光層と、反射層との距離を異ならせることが好ましい。これにより、それぞれ異なる波長の光が強められた光を発することができ、白色発光を呈する発光素子を用いて、異なる２つ以上の色を表現することができる。

本発明の一態様の表示装置は、下部電極上に形成された反射層の上に、透光性を有する導電層を複数回に分けて成膜することで、発光素子ごとに厚さの異なる導電層を作り分けることができる。さらに反射層と導電層の電蝕を防ぐため、反射層と導電層の間に透光性を有する絶縁層を設けることが好ましい。その後、発光層と上部電極を導電層の上面に形成することにより、異なる光学距離（光路長）によって異なる色が強められた発光素子を作り分けることができる。

また、本発明の一態様の表示装置は、下部電極と、反射層上に形成された導電層とが電気的に接続される。導電層は、下部電極を覆うように形成され、下部電極と電気的に接続される。または、導電層と下部電極の間にプラグを設ける構成としても良い。

すなわち、本発明の一態様の表示装置は、被形成面上に設けられた下部電極上に反射層が設けられ、当該反射層上に、導電層を設ける構成を有する。さらに、当該反射層に接して絶縁層が設けられる構成とすることができる。発光層と反射層との間に位置する導電層の厚さは、複数回に分けて導電層を成膜することで制御することが可能となる。本発明の一態様の表示装置が有する導電層は、その厚さにより光学距離（光路長ともいう）を調整する機能を有するため、光学調整層とも呼ぶことができる。

２つの発光素子間において、それぞれ厚さの異なる導電層を有するため、それぞれの発光素子が発する光は、異なる波長の光が強められた光となる。そして、それぞれの発光素子の光学距離の差は、導電層の厚さの差によって決定される。これにより、２つの発光素子の光学距離を、高精度に制御することが可能なため、色再現性が高いだけでなく、発光素子間の色ムラが低減され、表示品位の高い表示装置を歩留り良く作製することができる。

本発明の一態様の表示装置は、極めて高精度に異なる色の発光素子を作り分けることができる。また、導電層と下部電極が発光素子内で電気的に接続されるため、極めて高密度に発光素子を配置することが可能である。そのため、従来の表示装置よりも高い精細度の表示装置を実現することができる。例えば、一以上の発光素子を有する画素が、２０００ｐｐｉ以上、好ましくは３０００ｐｐｉ以上、より好ましくは５０００ｐｐｉ以上、さらに好ましくは６０００ｐｐｉ以上であって、２００００ｐｐｉ以下、または３００００ｐｐｉ以下の精細度で配置される、極めて高精細な表示装置であることが好ましい。

なお、ここでは説明を容易にするため、主に２つの発光素子を用いて説明したが、好ましくは３原色、または４以上の色を呈する発光素子を設けることが好ましい。具体的には、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光を呈する発光ユニットを有する構成とすることができる。または、これらに加えて、若しくは置き換えて、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、白色（Ｗ）などの光を呈する発光素子を設ける構成としてもよい。

以下では、より具体的な構成例、及び作製方法例について、図面を参照して説明する。

［構成例１］
〔構成例１－１〕
図１Ａは、本発明の一態様の表示装置１００Ａを説明する断面概略図である。表示装置１００Ａは、発光素子１２０Ｒ、発光素子１２０Ｇ、及び発光素子１２０Ｂを有する。発光素子１２０Ｒは赤色を呈する発光素子であり、発光素子１２０Ｇは緑色を呈する発光素子であり、発光素子１２０Ｂは青色を呈する発光素子である。

なお以下では、発光素子１２０Ｒ、発光素子１２０Ｇ、及び発光素子１２０Ｂに共通の事項を説明する場合には、符号に付加する記号を省略し、発光素子１２０と表記して説明する場合がある。また、後述する導電層１１４Ｒ、導電層１１４Ｇ、及び導電層１１４Ｂも同様に、導電層１１４と表記して説明する場合がある。導電層１１４Ｒは、発光素子１２０Ｒに含まれる。同様に、導電層１１４Ｇは発光素子１２０Ｇに含まれ、導電層１１４Ｂは発光素子１２０Ｂに含まれる。

発光素子１２０は、下部電極として機能する導電層１１１、反射層１１２、絶縁層１１３、導電層１１４、ＥＬ層１１５、上部電極として機能する導電層１１６を有する。絶縁層１１３及び導電層１１４は、可視光を透過する機能を有し、導電層１１６は、可視光に対して透過性及び反射性を有する。ＥＬ層１１５は、発光性の化合物を含む。

発光素子１２０は、導電層１１１と導電層１１６の間に電位差を与えることでＥＬ層１１５に流れる電流により発光する機能を有する電界発光素子を用いることができる。特にＥＬ層１１５に発光性の有機化合物を用いた有機ＥＬ素子を適用することが好ましい。また、発光素子１２０は、発光スペクトルが可視光領域に２つ以上のピークを有する白色光を発する素子であることが好ましい。

導電層１１１上には、反射層１１２が設けられる。反射層１１２は、可視光に対して反射性を有する。さらに、反射層１１２上には絶縁層１１３が設けられる。反射層１１２及び絶縁層１１３は、上面視において、導電層１１１よりも小さく設けられる。すなわち、上面視（平面視）において、反射層１１２及び絶縁層１１３のそれぞれの端部が、導電層１１１の内側に位置していればよい。導電層１１１の一部は後述の導電層１１４と接していることが好ましい。また、反射層１１２及び絶縁層１１３の大きさを、上面視において、導電層１１１の大きさに近づけることが好ましい。また、反射層１１２及び絶縁層１１３は、上面視において、島状の形状を有することが好ましい。

絶縁層１１３上には導電層１１４が設けられる。絶縁層１１３は、反射層１１２と導電層１１４との間に位置し、これらが接触することにより電蝕が生じることを防ぐ機能を有する。また、図１Ｂの表示装置１００Ｂに示すように、絶縁層１１３は反射層１１２の端部を覆っても良い。このような構成により、反射層１１２は絶縁層１１３と下部電極１１１に囲まれ、導電層１１４との電蝕を確実に防ぐことができ、表示装置の信頼性が上がり好ましい。さらに、導電層１１４は、導電層１１１を覆い、導電層１１１の端部において導電層１１１と接することにより、電気的に接続される。このため、導電層１１１が電気的に接続されるためのコンタクトを新たに設ける必要がなく、開口部（発光部）を広くすることができ、好ましい。

ＥＬ層１１５と導電層１１６は、発光素子１２０Ｒ、発光素子１２０Ｇ、発光素子１２０Ｂにわたって、共通に設けられている。導電層１１６は、例えば、共通電位が与えられる上部電極として機能する。共通に設けることで、発光素子１２０の作製手順を削減することができ、好ましい。また、各発光素子１２０に設けられる導電層１１１には、発光素子１２０の発光の光量を制御する電位が独立に与えられる。導電層１１１は、例えば、画素電極として機能する。

また、表示装置１００Ａでは、２つの発光素子１２０の間に、絶縁層１１７が設けられている。絶縁層１１７は、導電層１１４の端部の段差によってＥＬ層１１５が薄膜化するなどにより、導電層１１６が画素電極と電気的に短絡することを防ぐ機能を有する。またＥＬ層１１５の被覆性を高めるために、図１Ａに示すように、導電層１１４上に位置する絶縁層１１７の端部はテーパ形状を有することが好ましい。絶縁層１１７は、隣り合う２つの発光素子１２０の間に位置し、それぞれの発光素子１２０が有する導電層１１４の端部を覆っている。例えば、図１Ａでは、発光素子１２０Ｒと発光素子１２０Ｇとの間に位置する絶縁層１１７は、導電層１１４Ｒと導電層１１４Ｇのそれぞれの端部を覆っている。また、図１Ａでは、発光素子１２０Ｇと発光素子１２０Ｂの間に位置する絶縁層１１７は、導電層１１４Ｇと導電層１１４Ｂのそれぞれの端部を覆っている。

ここで、各発光素子１２０に備わる導電層１１４は、発光素子ごとに異なる厚みを有する。３つの導電層１１４のうち、導電層１１４Ｂが最も薄く、導電層１１４Ｒが最も厚い。ここで図１Ａに示すように、各発光素子における反射層１１２の上面と導電層１１６の下面（すなわち導電層１１６とＥＬ層１１５との界面）との距離を、それぞれ距離Ｄ_Ｒ、距離Ｄ_Ｇ、距離Ｄ_Ｂとしたとき、距離Ｄ_Ｒが最も大きく、距離Ｄ_Ｂが最も小さい。距離Ｄ_Ｒ、距離Ｄ_Ｇ、距離Ｄ_Ｂの差は、それぞれの発光素子における光学距離（光路長）の差に対応する。

３つの発光素子のうち、発光素子１２０Ｒは最も光路長が長いため、最も長波長に位置する光が強められた光Ｒを射出する。一方、発光素子１２０Ｂは、最も光路長が短いため、最も短波長に位置する光が強められた光Ｂを射出する。発光素子１２０Ｇは、その中間の波長の光が強められた光Ｇを射出する。例えば、光Ｒは赤色の光が強められた光であり、光Ｇは緑色の光が強められた光であり、光Ｂは青色の光が強められた光とすることができる。

このような構成とすることで、異なる色の発光素子毎に、発光素子１２０が有するＥＬ層を作り分ける必要がなく、同じ構成の素子を用いて、色再現性の高いカラー表示を行うことができる。また、発光素子１２０を極めて高密度に配置することが可能となる。例えば、精細度が２０００ｐｐｉを超える表示装置を実現することができる。

表示装置１００Ａは、半導体回路を備える基板１０１上に、上述の発光素子１２０Ｒ、発光素子１２０Ｇ、発光素子１２０Ｂを備える。また、表示装置１００Ａは、絶縁層１２１及びプラグ１３１を有する。

基板１０１は、トランジスタまたは配線などを有する回路基板を用いることができる。なお、パッシブマトリクス方式またはセグメント方式が適用できる場合には、基板１０１としてガラス基板などの絶縁性基盤を用いることができる。また、基板１０１は、各発光素子を駆動するための回路（画素回路ともいう）、または当該画素回路を駆動するための駆動回路として機能する半導体回路が設けられた基板である。基板１０１のより具体的な構成例については後述する。

基板１０１と、発光素子１２０の導電層１１１とは、プラグ１３１を介して電気的に接続されている。プラグ１３１は、絶縁層１２１に設けられた開口内に埋め込まれるように形成されている。また、導電層１１１は、プラグ１３１の上面に接して設けられている。

〔構成例１－２〕
図２Ａは、表示装置１００Ｃの断面概略図である。表示装置１００Ｃは、主にプラグ１３０を有する点及び導電層１１４の構成が異なる点で、上記表示装置１００Ａと異なる。

表示装置１００Ｃは、各導電層１１１上に、それぞれ反射層１１２、絶縁層１１３、及び発光素子ごとに厚みの異なる導電層１１４がこの順で積層されている。導電層１１４は、プラグ１３０を介して、導電層１１１と電気的に接続されている。これにより、導電層１１４を導電層１１１より大きく設ける必要がないため好ましい。このような構成により、画素電極として機能する導電層１１１の面積をより大きくできる。さらに、導電層１１４と導電層１１１との間にプラグ１３０を設けることができるため、画素の開口率をあげることができる。図２Ａでは、絶縁層１１３と反射層１１２にプラグ１３０が埋め込まれる構成としているが、図２Ｂに示す表示装置１００Ｄのように、プラグ１３０を絶縁層１１３に埋め込み、反射層１１２に接する構成としてもよい。このとき、導電層１１１を設けずに反射層１１２とプラグ１３０とが接する構成としてもよいが、反射層１１２が薄い場合などでは、絶縁層１１３にプラグ１３０を形成するための開口部を形成する際に、反射層１１２を貫通してしまう場合があるため、導電層１１１を設けることが好ましい。

〔構成例１－３〕
図３Ａは、表示装置１００Ｅの断面概略図であり、図３Ｂは、表示装置１００Ｆの断面概略図である。発光素子１２０Ｒの導電層１１４Ｒ及び発光素子１２０Ｇの導電層１１４Ｇの構成が異なる点で、表示装置１００Ｅは表示装置１００Ａと、表示装置１００Ｆは表示装置１００Ｃと主に相違している。

導電層１１４Ｒは、反射層１１２側から導電層１４３、導電層１４２、及び導電層１４１が順に積層された積層構造を有する。導電層１１４Ｇは、反射層１１２側から導電層１４２及び導電層１４１が積層された積層構造を有する。導電層１１４Ｂは、導電層１４１により構成されている。

導電層１４１、導電層１４２、及び導電層１４３は、可視光を透過する材料を用いることが好ましい。また、同じ材料を用いると、加工装置を共通にすることができるため好ましい。

［構成要素について］
〔発光素子〕
発光素子１２０に用いることのできる発光素子としては、自発光が可能な素子を用いることができ、電流または電圧によって輝度が制御される素子をその範疇に含んでいる。例えば、ＬＥＤ、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子等を用いることができる。特に、有機ＥＬ素子を用いることが好ましい。

発光素子は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型などがある。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。

本発明の一態様では、特に被形成面側とは反対側に光を射出する、トップエミッション型またはデュアルエミッション型の発光素子を好適に用いることができる。

ＥＬ層１１５は少なくとも発光層を有する。ＥＬ層１１５は、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、電子ブロック材料、またはバイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）等を含む層をさらに有していてもよい。

ＥＬ層１１５には低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。ＥＬ層１１５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。

陰極と陽極の間に、発光素子１２０の閾値電圧より高い電圧を印加すると、ＥＬ層１１５に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はＥＬ層１１５において再結合し、ＥＬ層１１５に含まれる発光物質が発光する。

発光素子１２０として、白色発光の発光素子を適用する場合には、ＥＬ層１１５に２種類以上の発光物質を含む構成とすることが好ましい。例えば２以上の発光物質の各々の発光が補色の関係となるように、発光物質を選択することにより白色発光を得ることができる。例えば、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｙ（黄）、Ｏ（橙）等の発光を示す発光物質、またはＲ、Ｇ、Ｂのうち２以上の色のスペクトル成分を含む発光を示す発光物質のうち、２以上を含むことが好ましい。また、発光素子からの発光のスペクトルが、可視光領域の波長（例えば３５０ｎｍ乃至７５０ｎｍ）の範囲内に２以上のピークを有する発光素子を適用することが好ましい。また、黄色の波長領域にピークを有する材料の発光スペクトルは、緑色及び赤色の波長領域にもスペクトル成分を有する材料であることが好ましい。

ＥＬ層１１５は、一の色を発光する発光材料を含む発光層と、他の色を発光する発光材料を含む発光層とが積層された構成とすることが好ましい。例えば、ＥＬ層１１５における複数の発光層は、互いに接して積層されていてもよいし、いずれの発光材料も含まない領域を介して積層されていてもよい。例えば、蛍光発光層と燐光発光層との間に、当該蛍光発光層または燐光発光層と同一の材料（例えばホスト材料、アシスト材料）を含み、且ついずれの発光材料も含まない領域を設ける構成としてもよい。これにより、発光素子の作製が容易になり、また、駆動電圧が低減される。

また、発光素子１２０は、ＥＬ層を１つ有するシングル素子であってもよいし、複数のＥＬ層が電荷発生層を介して積層されたタンデム素子であってもよい。

導電層１１４等に用いることのできる、可視光を透過する導電膜は、例えば、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを用いて形成することができる。また、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、もしくはチタン等の金属材料、これら金属材料を含む合金、またはこれら金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等も、透光性を有する程度に薄く形成することで用いることができる。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウム錫酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。また、グラフェン等を用いてもよい。

反射層１１２に用いることのできる、可視光を反射する導電膜は、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、もしくはパラジウム等の金属材料、またはこれら金属材料を含む合金を用いることができる。また、上記金属材料または合金に、ランタン、ネオジム、またはゲルマニウム等が添加されていてもよい。また、チタン、ニッケル、またはネオジムと、アルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）を用いてもよい。また銅、パラジウム、マグネシウムと、銀を含む合金を用いてもよい。銀と銅を含む合金は、耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム膜またはアルミニウム合金膜に接して金属膜または金属酸化物膜を積層することで、酸化を抑制することができる。このような金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタンまたは酸化チタンなどが挙げられる。また、上記可視光を透過する導電膜と金属材料からなる膜とを積層してもよい。例えば、銀とインジウム錫酸化物の積層膜、銀とマグネシウムの合金とインジウム錫酸化物の積層膜などを用いることができる。

反射層１１２は、ＥＬ層１１５側に位置する部分に、上記可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。また、可視光を反射する導電膜上に導電性金属酸化物膜を積層することで、可視光を反射する導電膜の酸化または腐食などを抑制できるため、好ましい。

絶縁層１１３としては、透光性の高い材料を用いることが好ましい。例えば酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜等の無機絶縁膜を、単層で、または積層して用いることができる。また、絶縁層１１３として屈折率の高い（例えば１．４以上、好ましくは１．５以上の）材料を用いることで、物理的な厚さを薄くすることができ、生産性を高めることができる。

導電層１１６に用いることのできる、透光性及び反射性を有する導電膜としては、上記可視光を反射する導電膜を、可視光が透過する程度に薄く形成した膜を用いることができる。また、当該導電膜と上記可視光を透過する導電膜との積層構造とすることで、導電性または機械的な強度などを高めることができる。

透光性及び反射性を有する導電膜は、可視光に対する反射率（例えば４００ｎｍ乃至７００ｎｍの範囲内の所定の波長の光に対する反射率）が、２０％以上８０％以下、好ましくは４０％以上７０％以下であることが好ましい。また、反射性を有する導電膜の可視光に対する反射率は、４０％以上１００％以下、好ましくは７０％以上１００％以下であることが好ましい。また、透光性を有する導電膜の可視光に対する反射率は、０％以上４０％以下、好ましくは０％以上３０％以下とすることが好ましい。

下部電極として機能する導電層１１１としては、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、もしくはチタン等の金属材料、これら金属材料を含む合金、またはこれら金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等を用いることができる。これらはプラグ１３０の導電膜としても、好適に用いることができる。

発光素子を構成する電極は、それぞれ、蒸着法またはスパッタリング法などを用いて形成すればよい。そのほか、インクジェット法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法、またはメッキ法を用いて形成することができる。

なお、上述した、発光層、ならびに正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、及び電子注入性の高い物質、バイポーラ性の物質等を含む層は、それぞれ量子ドットなどの無機化合物、または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を有していてもよい。例えば、量子ドットを発光層に用いることで、発光材料として機能させることもできる。

なお、量子ドット材料としては、コロイド状量子ドット材料、合金型量子ドット材料、コア・シェル型量子ドット材料、コア型量子ドット材料などを用いることができる。また、１２族と１６族、１３族と１５族、または１４族と１６族の元素グループを含む材料を用いてもよい。または、カドミウム、セレン、亜鉛、硫黄、リン、インジウム、テルル、鉛、ガリウム、ヒ素、アルミニウム等の元素を含む量子ドット材料を用いてもよい。

各発光素子は、その可視光を反射する反射層１１２の表面と、可視光に対して透過性及び反射性を有する導電層１１６との間の光学距離は、その強度を強めたい光の波長λに対して、ｍ×λ／２（ｍは自然数）、またはその近傍となるように調整されていることが好ましい。

なお、上述した光学距離は、実際には反射層１１２の反射面と透光性及び反射性を有する導電層１１６の反射面との間の物理的な距離と、これらの間に設けられる層の屈折率との積が関係するため、光学距離を厳密に調整することは困難である。そのため、反射層１１２の表面、及び透光性及び反射性を有する導電層１１６の表面を、それぞれ反射面と仮定して、光学距離を調整することが好ましい。

［作製方法例］
本発明の一態様の表示装置の作製方法の一例について、図面を参照して説明する。

なお、表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、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。

また、表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等の方法により形成することができる。

また、表示装置を構成する薄膜を加工する際には、フォトリソグラフィ法等を用いることができる。それ以外に、ナノインプリント法、サンドブラスト法、リフトオフ法などを用いて薄膜を加工してもよい。また、メタルマスクなどの遮蔽マスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を直接形成してもよい。

フォトリソグラフィ法としては、代表的には以下の２つの方法がある。一つは、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、エッチング等により当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法である。もう一つは、感光性を有する薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法である。

フォトリソグラフィ法において、露光に用いる光は、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、またはこれらを混合させた光を用いることができる。そのほか、紫外線、ＫｒＦレーザ光、またはＡｒＦレーザ光等を用いることもできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。また、露光に用いる光として、極端紫外（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。

薄膜の平坦化処理としては、代表的には化学的機械研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：ＣＭＰ）法等の研磨処理法を好適に用いることができる。その他、ドライエッチング処理、プラズマ処理を用いてもよい。なお、研磨処理、ドライエッチング処理、プラズマ処理は複数回行ってもよく、それらを組み合わせて行ってもよい。また、組み合わせて行う場合、工程順も特に限定されず、被処理面の凹凸状態に合わせて適宜設定すればよい。

薄膜が所望の厚さになるように精度よく加工するには、例えば、ＣＭＰ法を用いる。その場合、まず当該薄膜の上面の一部が露出するまで一定の加工速度で研磨する。その後、これよりも加工速度の遅い条件で当該薄膜が所望の厚さになるまで研磨を行うことで、高精度に加工することが可能となる。

研磨の終了点を検出する方法としては、被処理面の表面に光を照射し、その反射光の変化を検出する光学的な方法、または加工装置が被処理面から受ける研磨抵抗の変化を検出する物理的な方法、被処理面に磁力線を当て、発生する渦電流による磁力線の変化を用いる方法などがある。

当該薄膜の上面が露出した後、レーザ干渉計などを用いた光学的な方法により当該薄膜の厚さを監視しながら、遅い加工速度の条件で研磨処理を行なうことで、当該薄膜の厚さを高精度に制御することができる。なお、必要に応じて、当該薄膜が所望の厚さになるまで研磨処理を複数回行ってもよい。

〔作製方法例１〕
以下では、表示装置の作製方法例について、上記構成例で例示した表示装置１００Ｅを例に挙げて説明する。

｛基板１０１の準備｝
基板１０１としては、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。基板１０１に用いる絶縁性基板としては、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板などが挙げられる。また、シリコンまたは炭化シリコンなど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、ＳＯＩ基板などの半導体基板を用いることもできる。

特に、基板１０１として、上記半導体基板または絶縁性基板上に、トランジスタなどの半導体素子を含む半導体回路が形成された基板を用いることが好ましい。当該半導体回路は、例えば画素回路、ゲート線駆動回路（ゲートドライバ）、ソース線駆動回路（ソースドライバ）などを構成していることが好ましい。また、上記に加えて演算回路、記憶回路などが構成されていてもよい。

本実施の形態では、少なくとも画素回路が構成された基板を、基板１０１として用いる。

｛絶縁層１２１、プラグ１３１、導電層１１１の形成｝
基板１０１上に絶縁層１２１となる絶縁膜を成膜する。続いて、絶縁層１２１の、プラグ１３１を形成する位置に基板１０１に達する開口を形成する。当該開口は、基板１０１に設けられた電極または配線に達する開口であることが好ましい。続いて、当該開口を埋めるように導電膜を成膜した後に、絶縁層１２１の上面が露出するように平坦化処理を行う。これにより、絶縁層１２１に埋め込まれたプラグ１３１を形成することができる。

絶縁層１２１、及びプラグ１３１上に導電膜を成膜し、プラグ１３１に重なる部分を残し、不要な部分をエッチングにより除去することで、プラグ１３１と電気的に接続する導電層１１１を形成する（図４Ａ）。

｛反射層１１２、絶縁層１１３の形成｝
絶縁層１２１、及び導電層１１１を覆って、反射層１１２となる導電膜１１２ｆを成膜する。続いて、導電膜１１２ｆ上に、絶縁層１１３となる絶縁膜１１３ｆを成膜する。続いて、絶縁膜１１３ｆ上に、レジストマスク１５１を形成する（図４Ｂ）。レジストマスク１５１は、後に反射層１１２、及び絶縁層１１３となる部分に形成する。レジストマスク１５１は、導電層１１１の端部よりも内側に形成することが好ましい。その後、レジストマスク１５１に覆われない導電膜１１２ｆ、及び絶縁膜１１３ｆをエッチングにより除去することで、反射層１１２、及び絶縁層１１３を形成することができる。この後、酸素を含む雰囲気下における加熱処理、特に、大気雰囲気下での加熱処理（大気ベークともいう）、もしくは酸素を含む雰囲気下におけるプラズマ処理（アッシングともいう）を行い、絶縁層１１３または反射層１１２の端部を安定化（ここでは酸化）させる処理を加えても良い。

｛導電層１１４Ｒ、導電層１１４Ｇ、導電層１１４Ｂの形成｝
導電層１１１、絶縁層１１３、及び絶縁層１２１上に、後に導電層１４３となる導電膜１４３ｆを成膜する。続いて、導電膜１４３ｆ上に、レジストマスク１５２を形成する（図４Ｃ）。レジストマスク１５２は、後に導電層１１４Ｒとなる部分に形成する。その後、レジストマスク１５２に覆われない導電膜１４３ｆをエッチングすることで、導電層１４３を形成することができる。

続いて、導電層１１１、絶縁層１１３、導電層１４３、及び絶縁層１２１上に、後に導電層１４２となる導電膜１４２ｆを成膜し、当該導電膜１４２ｆ上にレジストマスク１５３を形成する（図４Ｄ）。レジストマスク１５３は、導電膜１４２ｆの導電層１４３の重なる部分、及び後に導電層１１４Ｇとなる部分を覆って設ける。その後、上記と同様に導電膜１４２ｆをエッチングすることで、導電層１４２を形成することができる。

続いて、導電層１１１、絶縁層１１３、導電層１４２、及び絶縁層１２１上に、後に導電層１４１となる導電膜１４１ｆを成膜し、当該導電膜１４１ｆ上にレジストマスク１５４を形成する（図４Ｅ）。レジストマスク１５４は、導電膜１４１ｆの導電層１４２と重なる部分、及び後に導電層１１４Ｂとなる部分を覆って設ける。その後、上記と同様に導電膜１４１ｆをエッチングすることで、導電層１４１を形成することができる。

以上により、導電層１１４Ｒ、導電層１１４Ｇ、及び導電層１１４Ｂを形成することができる（図５Ａ）。

なお、図４Ｃでは、レジストマスク１５２の端部が、導電層１１１の端部を覆うようにレジストマスク１５２を形成しているが、反射層１１２の端部と一致するように形成しても良い。レジストマスク１５３と反射層１１２との位置関係についても同様である。なお、レジストマスク１５４の端部は、導電層１１１の端部と一致するように形成する。もしくは、導電層１１１の端部を覆うように形成する。この場合、形成される導電層１４３の形状は、図５Ａに示した、導電層１１１の端部を覆う形状となる。このような構成により、導電層１１１と導電層１１４は、電気的に接続される。

｛絶縁層１１７の形成｝
続いて、導電層１４１及び絶縁層１２１を覆って絶縁膜を成膜し、不要な部分をエッチングにより除去することで、導電層１４１の端部を覆う絶縁層１１７を形成する（図５Ｂ）。絶縁層１１７の導電層１１４上の端部は、テーパ形状となるように加工されていることが好ましい。絶縁層１１７の端部のテーパ角（被形成面と端面との成す角）としては、０度より大きく６０度以下、好ましくは５度以上４５度以下、より好ましくは５度以上３０度以下とすることが好ましい。

絶縁層１１７は、有機絶縁膜または無機絶縁膜により形成することができる。特に超高精細（例えば、２０００ｐｐｉ以上）の表示装置とする場合には、無機絶縁膜を用いることが好ましい。

｛ＥＬ層１１５、導電層１１６の形成｝
続いて、導電層１４１及び絶縁層１１７上に、ＥＬ層１１５と導電層１１６を順に成膜することで、発光素子１２０を形成する（図５Ｃ）。

ＥＬ層１１５は、少なくとも発光性の化合物を含む層を有する。このほかに、電子注入層、電子輸送層、電荷発生層、正孔輸送層、正孔注入層が積層された構成としてもよい。ＥＬ層１１５は、例えば蒸着法、またはインクジェット法等の液相法により形成することができる。

導電層１１６は、可視光に対して透過性及び反射性を有するように形成する。例えば、可視光を透過する程度に薄い金属膜、または合金膜を用いることができる。またはこのような膜に透光性を有する導電膜（例えば金属酸化物膜）を積層してもよい。

以上により、光学距離がそれぞれ異なる発光素子１２０Ｒ、発光素子１２０Ｇ、及び発光素子１２０Ｂを形成することができる。

上記作製方法例によれば、導電層１１４の厚さによって、各発光素子間の光学距離の差を精密に制御することができるため、各々の発光素子における色度のずれなどが生じにくく、色再現性に優れ、極めて表示品位の高い表示装置を簡便に作製することができる。

また、発光素子１２０は、上面が平坦化された絶縁層上に形成できる。さらに、発光素子１２０の下部電極（導電層１１１）が、プラグ１３１を介して基板１０１の画素回路等と電気的に接続される構成とすることができるため、極めて微細な画素を構成することが可能であり、極めて高精細な表示装置を実現することができる。また、発光素子１２０を画素回路または駆動回路と重ねて配置することができるため、開口率（有効発光面積率）の高い表示装置を実現できる。

〔作製方法例２〕
以下では、表示装置の作製方法例について、上記構成例１で例示した表示装置１００Ｆを例に挙げて、説明する。

なお、以下では、上記作製方法例１と重複する部分についてはこれを援用し、説明を省略する場合がある。

｛基板１０１の準備｝
上記と同様に、少なくとも画素回路が構成された基板を、基板１０１として用いる。

｛絶縁層１２１、プラグ１３１の形成｝
続いて、絶縁層１２１、及びプラグ１３１を形成する。絶縁層１２１、及びプラグ１３１は、上記と同様の方法により形成することができる。

｛導電層１１１、反射層１１２、絶縁層１１３の成膜｝
絶縁層１２１上及びプラグ１３１上に導電層１１１となる導電膜１１１ｆ、反射層１１２となる導電膜１１２ｆ、及び絶縁層１１３となる絶縁膜１１３ｆをこの順で成膜する（図６Ａ）。

｛プラグ１３０の形成｝
導電膜１１２ｆ、及び絶縁膜１１３ｆの、プラグ１３０を形成する位置に導電膜１１１ｆに達する開口を形成する（図６Ｂ）。なお、図６Ｂでは、導電膜１１２ｆ、及び絶縁膜１１３ｆをエッチングして開口しているが、絶縁膜１１３ｆをエッチングし、導電膜１１２ｆに達する開口を形成しても良い。続いて、当該開口を埋めるように、後にプラグ１３０となる導電膜１３０ｆを成膜する（図６Ｃ）。

その後、絶縁膜１１３ｆの上面が露出するまで平坦化処理を行い、上面が平坦化された絶縁膜１１３ｆと、当該絶縁膜１１３ｆ及び導電膜１１２ｆに埋め込まれたプラグ１３０を形成することができる（図６Ｄ）。

このとき、絶縁膜１１３ｆの上面の凹凸形状の影響により、平坦化処理後に導電膜１３０ｆの一部が絶縁膜１１３ｆの上面に残ってしまう場合がある。そのため、あらかじめ絶縁膜１１３ｆを十分に厚く成膜し、平坦化処理時に、絶縁膜１１３ｆの上面が露出した時点から、さらに追加で処理を行なうことにより、導電膜１３０ｆの残膜を好適に除去することができる。

｛導電層１１４Ｒ、導電層１１４Ｇ、導電層１１４Ｂの形成｝
まず、絶縁膜１１３ｆ、及びプラグ１３０を覆って、導電層１４３となる導電膜１４３ｆを成膜する。続いて、導電膜１４３ｆ上にレジストマスク１５５を形成する（図６Ｅ）。レジストマスク１５５は、後に導電層１１４Ｒとなる部分に形成する。その後、レジストマスク１５５に覆われない導電膜１４３ｆをエッチングすることで、導電層１４３を形成することができる。

続いて、絶縁膜１１３ｆ、及び導電層１４３を覆って、導電層１４２となる導電膜１４２ｆを成膜し、当該導電膜１４２ｆ上にレジストマスク１５６を形成する（図７Ａ）。レジストマスク１５６は、導電膜１４２ｆの導電層１４３の重なる部分、及び後に導電層１１４Ｇとなる部分を覆って設ける。その後、上記と同様に導電膜１４２ｆをエッチングすることで、導電層１４２を形成することができる。

続いて、絶縁膜１１３ｆ、及び導電層１４２を覆って、導電層１４１となる導電膜１４１ｆを成膜し、当該導電膜１４１ｆ上にレジストマスク１５７を形成する（図７Ｂ）。レジストマスク１５７は、導電膜１４１ｆの導電層１４２と重なる部分、及び後に導電層１１４Ｂとなる部分を覆って設ける。その後、レジストマスク１５７に覆われない導電膜１４１ｆ、導電層１４２、導電層１４３、導電膜１１１ｆ、導電膜１１２ｆ、及び絶縁膜１１３ｆをエッチングすることで、導電層１４１、導電層１１１、反射層１１２、及び絶縁層１１３を形成することができる。

以上により、導電層１１４Ｒ、導電層１１４Ｇ、導電層１１４Ｂ、導電層１１１、反射層１１２、及び絶縁層１１３を形成することができる（図７Ｃ）。

｛絶縁層１１７の形成｝
続いて、導電層１１４Ｒ、導電層１１４Ｇ、導電層１１４Ｂ、絶縁層１１３、反射層１１２、導電層１１１、及び絶縁層１２１を覆って絶縁膜を成膜し、不要な部分をエッチングにより除去することで、導電層１１４Ｒ、導電層１１４Ｇ、導電層１１４Ｂ、絶縁層１１３、反射層１１２、及び導電層１１１の端部を覆う絶縁層１１７を形成する（図７Ｄ）。絶縁層１１７の導電層１１４上の端部は、テーパ形状となるように加工されていることが好ましい。絶縁層１１７の端部のテーパ角（被形成面と端面との成す角）としては、０度より大きく６０度以下、好ましくは５度以上４５度以下、より好ましくは５度以上３０度以下とすることが好ましい。

絶縁層１１７は、有機絶縁膜または無機絶縁膜により形成することができる。特に超高精細（例えば、２０００ｐｐｉ以上）の表示装置とする場合には、無機絶縁膜を用いることが好ましい。

｛ＥＬ層１１５、導電層１１６の形成｝
続いて、導電層１４１及び絶縁層１１７上に、ＥＬ層１１５と導電層１１６を順に成膜することで、発光素子１２０を形成する（図７Ｅ）。光学距離がそれぞれ異なる発光素子１２０Ｒ、発光素子１２０Ｇ、及び発光素子１２０Ｂは、上記と同様の方法で形成することができる。

上記作製方法例によれば、極めて表示品位の高い表示装置を簡便に作製することができる。

また、発光素子１２０は、上面が平坦化された絶縁層上に形成できる。また、発光素子１２０は、発光素子内のプラグ１３０を介して、導電層１１４と下部電極（導電層１１１）と電気的に接続される構成である。さらに、発光素子１２０の下部電極が、プラグ１３１を介して基板１０１の画素回路等と電気的に接続される構成とすることができるため、極めて微細な画素を構成することが可能であり、極めて高精細な表示装置を実現することができる。また、発光素子１２０を画素回路または駆動回路と重ねて配置することができるため、開口率（有効発光面積率）の高い表示装置を実現できる。

［変形例］
以下では、上記表示装置とは一部の構成が異なる変形例について説明する。

図８Ａは、表示装置１００Ｇの断面概略図である。表示装置１００Ｇは、上記表示装置１００Ａと比較して、ＥＬ層１１５及び導電層１１６の形状が異なる点、及び絶縁層１１８を有する点で、主に相違している。

表示装置１００Ｇは、隣接する異なる色の発光素子間において、ＥＬ層１１５と導電層１１６とが分断されている。これにより、隣接する異なる色の発光素子間で、ＥＬ層１１５を介して流れる電流（リーク電流ともいう）を防ぐことができる。したがって、当該リーク電流により生じる発光を抑制することができ、コントラストの高い表示を実現することができる。さらに、精細度を高めた場合でも、ＥＬ層１１５に導電性の高い材料を用いることができるため、材料の選択の幅を広げることができ、効率の向上、消費電力の低減、及び信頼性の向上を図ることが容易となる。

ＥＬ層１１５及び導電層１１６は、メタルマスクなどのシャドーマスクを用いた成膜により、島状のパターンを形成してもよいが、特にメタルマスクを用いない加工方法を用いることが好ましい。これにより、極めて微細なパターンを形成することが可能となるため、メタルマスクを用いた形成法と比較して、精細度、及び開口率を向上させることができる。このような加工方法としては、代表的には、フォトリソグラフィ法を用いることができる。そのほか、ナノインプリント法、サンドブラスト法などの形成法を用いることもできる。

なお、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）を用いるデバイスをＭＭ（メタルマスク）構造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を用いないデバイスをＭＭＬ（メタルマスクレス）構造と呼称する場合がある。

表示装置１００Ｇの作製方法としては、まずＥＬ層１１５及び導電層１１６を、メタルマスクを用いることなく成膜したのちに、導電層１１６上にレジストマスクを形成する。その後、当該レジストマスクに覆われないＥＬ層１１５及び導電層１１６の一部をエッチングにより除去し、その後にレジストマスクを除去する。そして、絶縁層１１８を形成する。これにより、表示装置１００Ｇを作製することができる。

また、表示装置１００Ｇでは、発光素子１２０Ｂ、発光素子１２０Ｇ、及び発光素子１２０Ｒを覆って、絶縁層１１８が設けられている。隣接する発光素子間において、絶縁層１１８の一部は、絶縁層１１７の上面と接している。絶縁層１１８は、発光素子に水などの不純物が拡散することを防ぐ保護層として機能する。絶縁層１１８には酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、または酸化アルミニウム膜などの、透湿性の低い無機絶縁膜を用いることが好ましい。

また、図８Ｂに示す表示装置１００Ｈは、上記表示装置１００ＣのＥＬ層１１５及び導電層１１６を加工した場合の例である。

表示装置１００Ｇ及び表示装置１００Ｈにおいて、ＥＬ層１１５及び導電層１１６は、同じ色を呈する画素間では分断されずに連続するように、加工されることが好ましい。例えば、ＥＬ層１１５及び導電層１１６を、ストライプ状に加工することができる。これにより、全ての発光素子の導電層１１６がフローティング状態となることなく、所定の電位を与えることができる。

以上が、変形例についての説明である。

［構成例２］
以下では、トランジスタを有する表示装置のより具体的な例について説明する。

〔構成例２－１〕
図９は、表示装置２００Ａの断面概略図である。

表示装置２００Ａは、基板２０１、発光素子１２０Ｒ、発光素子１２０Ｇ、発光素子１２０Ｂ、容量素子２４０、トランジスタ２１０等を有する。

基板２０１から容量素子２４０までの積層構造が、上記構成例１における基板１０１に相当する。

トランジスタ２１０は、基板２０１にチャネル領域が形成されるトランジスタである。基板２０１としては、例えば単結晶シリコン基板などの半導体基板を用いることができる。トランジスタ２１０は、基板２０１の一部、導電層２１１、低抵抗領域２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１４等を有する。導電層２１１は、ゲート電極として機能する。絶縁層２１３は、基板２０１と導電層２１１の間に位置し、ゲート絶縁層として機能する。低抵抗領域２１２は、基板２０１に不純物がドープされた領域であり、ソースまたはドレインの一方として機能する。絶縁層２１４は、導電層２１１の側面を覆って設けられ、絶縁層として機能する。

また、基板２０１に埋め込まれるように、隣接する２つのトランジスタ２１０の間に素子分離層２１５が設けられている。

また、トランジスタ２１０を覆って絶縁層２６１が設けられ、絶縁層２６１上に容量素子２４０が設けられている。

容量素子２４０は、導電層２４１と、導電層２４２と、これらの間に位置する絶縁層２４３を有する。導電層２４１は容量素子２４０の一方の電極として機能し、導電層２４２は容量素子２４０の他方の電極として機能し、絶縁層２４３は容量素子２４０の誘電体として機能する。

導電層２４１は絶縁層２６１上に設けられ、絶縁層２６１に埋め込まれたプラグ２７１によってトランジスタ２１０のソースまたはドレインの一方と電気的に接続されている。絶縁層２４３は導電層２４１を覆って設けられる。導電層２４２は、絶縁層２４３を介して導電層２４１と重なる領域に設けられている。

容量素子２４０を覆って、絶縁層１２１が設けられ、絶縁層１２１上に発光素子１２０Ｒ、発光素子１２０Ｇ、発光素子１２０Ｂ等が設けられている。ここでは、発光素子１２０Ｒ、発光素子１２０Ｇ、発光素子１２０Ｂの構成として、構成例１－３及び図３Ａで例示した構成を用いた例を示しているが、これに限られず、上記で例示した様々な構成を適用することができる。

表示装置２００Ａでは、発光素子１２０の導電層１１６を覆うように、絶縁層１６１、絶縁層１６２、及び絶縁層１６３がこの順に設けられている。これら３つの絶縁層は、発光素子１２０に水などの不純物が拡散することを防ぐ保護層として機能する。絶縁層１６１及び絶縁層１６３には酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜などの、透湿性の低い無機絶縁膜を用いることが好ましい。また、絶縁層１６２には、透光性の高い有機絶縁膜を用いることができる。絶縁層１６２に有機絶縁膜を用いることで、絶縁層１６２よりも下側の凹凸形状の影響を緩和し、絶縁層１６３の被形成面を滑らかな面とすることができる。これにより、絶縁層１６３にピンホールなどの欠陥が生じにくいため、保護層の透湿性をより高めることができる。なお、発光素子１２０を覆う保護層の構成はこれに限られず、単層、または２層構造としてもよいし、４層以上の積層構造としてもよい。

絶縁層１６３上には、発光素子１２０Ｒと重なる着色層１６５Ｒ、発光素子１２０Ｇと重なる着色層１６５Ｇ、及び発光素子１２０Ｂと重なる着色層１６５Ｂが設けられている。例えば着色層１６５Ｒは赤色の光を透過し、着色層１６５Ｇは緑色の光を透過し、着色層１６５Ｂは青色の光を透過する。これにより、各発光素子からの光の色純度を高めることができ、より表示品位の高い表示装置を実現できる。また、絶縁層１６３上に各着色層を形成することで、後述する基板２０２上に着色層を形成する場合に比べて、各発光ユニットと各着色層との位置合わせが容易であり、極めて高精細な表示装置を実現できる。

表示装置２００Ａは、視認側に基板２０２を有する。基板２０２と基板２０１とは、透光性を有する接着層１６４により貼り合されている。基板２０２としては、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、プラスチック基板などの、透光性を有する基板を用いることができる。

このような構成とすることで、極めて高精細で、表示品位の高い表示装置を実現できる。

〔構成例２－２〕
図１０は、表示装置２００Ｂの断面概略図である。表示装置２００Ｂは、トランジスタの構成が異なる点で、上記表示装置２００Ａと主に相違している。

トランジスタ２２０は、チャネルが形成される半導体層に、金属酸化物（酸化物半導体ともいう）が適用されたトランジスタである。

トランジスタ２２０は、半導体層２２１、絶縁層２２３、導電層２２４、一対の導電層２２５、絶縁層２２６、導電層２２７等を有する。

トランジスタ２２０が設けられる基板２０１としては、上述した絶縁性基板または半導体基板を用いることができる。

基板２０１上に、絶縁層２３２が設けられている。絶縁層２３２は、基板２０１から水または水素などの不純物がトランジスタ２２０に拡散すること、及び半導体層２２１から絶縁層２３２側に酸素が脱離することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層２３２としては、例えば酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、窒化シリコン膜などの、酸化シリコン膜よりも水素または酸素が拡散しにくい膜を用いることができる。

絶縁層２３２上に導電層２２７が設けられ、導電層２２７を覆って絶縁層２２６が設けられている。導電層２２７は、トランジスタ２２０の第１のゲート電極として機能し、絶縁層２２６の一部は、第１のゲート絶縁層として機能する。絶縁層２２６の少なくとも半導体層２２１と接する部分には、酸化シリコン膜等の酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。絶縁層２２６の上面は、平坦化されていることが好ましい。

半導体層２２１は、絶縁層２２６上に設けられる。半導体層２２１は、半導体特性を有する金属酸化物（酸化物半導体ともいう）膜を有することが好ましい。半導体層２２１に好適に用いることのできる材料の詳細については後述する。

一対の導電層２２５は、半導体層２２１上に接して設けられ、ソース電極及びドレイン電極として機能する。

また、一対の導電層２２５の上面及び側面、ならびに半導体層２２１の側面等を覆って絶縁層２２８が設けられ、絶縁層２２８上に絶縁層２６１ｂが設けられている。絶縁層２２８は、半導体層２２１に絶縁層２６１ｂ等から水または水素などの不純物が拡散すること、及び半導体層２２１から酸素が脱離することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層２２８としては、上記絶縁層２３２と同様の絶縁膜を用いることができる。

絶縁層２２８及び絶縁層２６１ｂに、半導体層２２１に達する開口が設けられている。当該開口の内部において、絶縁層２６１ｂ、絶縁層２２８、及び導電層２２５の側面、並びに半導体層２２１の上面に接する絶縁層２２３と、導電層２２４とが埋め込まれている。導電層２２４は、第２のゲート電極として機能し、絶縁層２２３は第２のゲート絶縁層として機能する。

導電層２２４の上面、絶縁層２２３の上面、及び絶縁層２６１ｂの上面は、それぞれ高さが概略一致するように平坦化処理され、これらを覆って絶縁層２２９及び絶縁層２６１ａが設けられている。

絶縁層２６１ａ及び絶縁層２６１ｂは、層間絶縁層として機能する。また絶縁層２２９は、トランジスタ２２０に絶縁層２６１ａ等から水または水素などの不純物が拡散することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層２２９としては、上記絶縁層２２８及び絶縁層２３２と同様の絶縁膜を用いることができる。

一対の導電層２２５の一方と電気的に接続するプラグ２７１は、絶縁層２６１ａ、絶縁層２２９、及び絶縁層２６１ｂに埋め込まれるように設けられている。ここで、プラグ２７１は、絶縁層２６１ａ、絶縁層２６１ｂ、絶縁層２２９、及び絶縁層２２８のそれぞれの開口の側面、及び導電層２２５の上面の一部を覆う導電層２７１ａと、導電層２７１ａの上面に接する導電層２７１ｂとを有することが好ましい。このとき、導電層２７１ａとして、水素及び酸素が拡散しにくい導電性材料を用いることが好ましい。

〔構成例２－３〕
図１１は、表示装置２００Ｃの断面概略図である。表示装置２００Ｃは、基板２０１にチャネルが形成されるトランジスタ２１０と、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物を含むトランジスタ２２０とが積層された構成を有する。

トランジスタ２１０を覆って絶縁層２６１が設けられ、絶縁層２６１上に導電層２５１が設けられている。また導電層２５１を覆って絶縁層２６２が設けられ、絶縁層２６２上に導電層２５２が設けられている。導電層２５１及び導電層２５２は、それぞれ配線として機能する。また、導電層２５２を覆って絶縁層２６３、絶縁層２３２が設けられ、絶縁層２３２上にトランジスタ２２０が設けられている。また、トランジスタ２２０を覆って絶縁層２６５が設けられ、絶縁層２６５上に容量素子２４０が設けられている。容量素子２４０とトランジスタ２２０とは、プラグ２７４により電気的に接続されている。

トランジスタ２２０は、画素回路を構成するトランジスタとして用いることができる。また、トランジスタ２１０は、画素回路を構成するトランジスタ、または当該画素回路を駆動するための駆動回路（ゲート線駆動回路、ソース線駆動回路）を構成するトランジスタとして用いることができる。また、トランジスタ２１０及びトランジスタ２２０は、演算回路または記憶回路などの各種回路を構成するトランジスタとして用いることができる。

このような構成とすることで、発光ユニットの直下に画素回路だけでなく駆動回路等を形成することができるため、表示領域の周辺に駆動回路を設ける場合に比べて、表示装置を小型化することが可能となる。

〔構成例２－４〕
図１２は、表示装置２００Ｄの断面概略図である。表示装置２００Ｄは、上記表示装置２００Ｃに対して、酸化物半導体が適用されたトランジスタを２つ積層した点で、主に相違している。

表示装置２００Ｄは、トランジスタ２１０とトランジスタ２２０との間に、トランジスタ２３０を有する。トランジスタ２３０は、第１のゲート電極を有していない点以外は、トランジスタ２２０と同様の構成を有する。なお、トランジスタ２３０を第１のゲート電極を有する構成としてもよい。

導電層２５２を覆って絶縁層２６３及び絶縁層２３１が設けられ、絶縁層２３１上にトランジスタ２３０が設けられている。トランジスタ２３０と導電層２５２とは、プラグ２７３、導電層２５３、及びプラグ２７２を介して電気的に接続されている。また、導電層２５３を覆って絶縁層２６４及び絶縁層２３２が設けられ、絶縁層２３２上にトランジスタ２２０が設けられている。

例えば、トランジスタ２２０は、発光素子１２０に流れる電流を制御するためのトランジスタとして機能する。また、トランジスタ２３０は、画素の選択状態を制御するための選択トランジスタとして機能する。また、トランジスタ２１０は、画素を駆動するための駆動回路を構成するトランジスタなどとして機能する。

このように、トランジスタが形成される層を３層以上積層することで、画素の占有面積をさらに縮小することができ、高精細な表示装置を実現することができる。

以下では、表示装置に適用可能なトランジスタ等の構成要素について説明する。

〔トランジスタ〕
トランジスタは、ゲート電極として機能する導電層と、半導体層と、ソース電極として機能する導電層と、ドレイン電極として機能する導電層と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層と、を有する。

なお、本発明の一態様の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルの上下にゲート電極が設けられていてもよい。

トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、単結晶半導体、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。

以下では、特に金属酸化物膜をチャネルが形成される半導体層に用いるトランジスタについて説明する。

トランジスタに用いる半導体材料としては、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上である金属酸化物を用いることができる。代表的には、インジウムを含む金属酸化物などであり、例えば、後述するＣＡＣ－ＯＳなどを用いることができる。

シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい金属酸化物が用いられたトランジスタは、その低いオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量素子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。

半導体層は、例えばインジウム、亜鉛及びＭ（Ｍはアルミニウム、チタン、ガリウム、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ランタン、セリウム、スズ、ネオジムまたはハフニウム等の金属）を含むＩｎ－Ｍ－Ｚｎ系酸化物で表記される膜とすることができる。

半導体層を構成する金属酸化物がＩｎ－Ｍ－Ｚｎ系酸化物の場合、Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ≧Ｍ、Ｚｎ≧Ｍを満たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：８等が好ましい。なお、成膜される半導体層の原子数比はそれぞれ、上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス４０％の変動を含む。

半導体層としては、キャリア密度の低い金属酸化物膜を用いる。例えば、半導体層は、キャリア密度が１×１０^１７／ｃｍ^３以下、好ましくは１×１０^１５／ｃｍ^３以下、さらに好ましくは１×１０^１３／ｃｍ^３以下、より好ましくは１×１０^１１／ｃｍ^３以下、さらに好ましくは１×１０^１０／ｃｍ^３未満であり、１×１０^－９／ｃｍ^３以上のキャリア密度の金属酸化物を用いることができる。そのような金属酸化物を、高純度真性または実質的に高純度真性な金属酸化物と呼ぶ。当該酸化物半導体は、欠陥準位密度が低く、安定な特性を有する金属酸化物であるといえる。

なお、これらに限らず、必要とするトランジスタの半導体特性及び電気特性（電界効果移動度、しきい値電圧等）に応じて適切な組成の酸化物半導体を用いればよい。また、必要とするトランジスタの半導体特性を得るために、半導体層のキャリア密度、不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。

半導体層を構成する金属酸化物において、第１４族元素の一つであるシリコン、または炭素が含まれると、半導体層において酸素欠損が増加し、ｎ型化してしまう。このため、半導体層におけるシリコンまたは炭素の濃度（二次イオン質量分析法により得られる濃度）を、２×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは２×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下とする。

また、アルカリ金属及びアルカリ土類金属は、金属酸化物と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジスタのオフ電流が増大してしまうことがある。このため半導体層における二次イオン質量分析法により得られるアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは２×１０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下にする。

また、半導体層を構成する金属酸化物に窒素が含まれていると、キャリアである電子が生じ、キャリア密度が増加し、ｎ型化しやすい。この結果、窒素が含まれている金属酸化物を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため半導体層における二次イオン質量分析法により得られる窒素濃度は、５×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下にすることが好ましい。

酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、非単結晶酸化物半導体と、に分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、ＣＡＡＣ－ＯＳ（ｃ－ａｘｉｓ－ａｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶酸化物半導体、ｎｃ－ＯＳ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、擬似非晶質酸化物半導体（ａ－ｌｉｋｅ ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ－ｌｉｋｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、及び非晶質酸化物半導体などがある。

また、本発明の一態様で開示されるトランジスタの半導体層には、ＣＡＣ－ＯＳ（ｃｌｏｕｄ－ａｌｉｇｎｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）を用いてもよい。

なお、本発明の一態様で開示されるトランジスタの半導体層は、上述した非単結晶酸化物半導体を好適に用いることができる。また、非単結晶酸化物半導体としては、ｎｃ－ＯＳまたはＣＡＡＣ－ＯＳを好適に用いることができる。

なお、本発明の一態様では、トランジスタの半導体層として、ＣＡＣ－ＯＳを用いると好ましい。ＣＡＣ－ＯＳを用いることで、トランジスタに高い電気特性または高い信頼性を付与することができる。

なお、半導体層がＣＡＡＣ－ＯＳの領域、多結晶酸化物半導体の領域、ｎｃ－ＯＳの領域、擬似非晶質酸化物半導体の領域、及び非晶質酸化物半導体の領域のうち、二種以上を有する混合膜であってもよい。混合膜は、例えば上述した領域のうち、いずれか二種以上の領域を含む単層構造、または積層構造を有する場合がある。

＜ＣＡＣ－ＯＳの構成＞
以下では、本発明の一態様で開示されるトランジスタに用いることができるＣＡＣ－ＯＳの構成について説明する。

ＣＡＣ－ＯＳとは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、金属酸化物において、一つあるいはそれ以上の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。

なお、金属酸化物は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウム及び亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。

例えば、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ－ＯＳ（ＣＡＣ－ＯＳの中でもＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物を、特にＣＡＣ－ＩＧＺＯと呼称してもよい。）とは、インジウム酸化物（以下、ＩｎＯ_Ｘ１（Ｘ１は０よりも大きい実数）とする。）、またはインジウム亜鉛酸化物（以下、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２（Ｘ２、Ｙ２、及びＺ２は０よりも大きい実数）とする。）と、ガリウム酸化物（以下、ＧａＯ_Ｘ３（Ｘ３は０よりも大きい実数）とする。）、またはガリウム亜鉛酸化物（以下、Ｇａ_Ｘ４Ｚｎ_Ｙ４Ｏ_Ｚ４（Ｘ４、Ｙ４、及びＺ４は０よりも大きい実数）とする。）などと、に材料が分離することでモザイク状となり、モザイク状のＩｎＯ_Ｘ１、またはＩｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２が、膜中に均一に分布した構成（以下、クラウド状ともいう。）である。

つまり、ＣＡＣ－ＯＳは、ＧａＯ_Ｘ３が主成分である領域と、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物である。なお、本明細書において、例えば、第１の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比が、第２の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比よりも大きいことを、第１の領域は、第２の領域と比較して、Ｉｎの濃度が高いとする。

なお、ＩＧＺＯは通称であり、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、及びＯによる１つの化合物をいう場合がある。代表例として、ＩｎＧａＯ_３（ＺｎＯ）_ｍ１（ｍ１は自然数）、またはＩｎ_{（１＋ｘ０）}Ｇａ_{（１－ｘ０）}Ｏ_３（ＺｎＯ）_ｍ０（－１≦ｘ０≦１、ｍ０は任意数）で表される結晶性の化合物が挙げられる。

上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、またはＣＡＡＣ構造を有する。なお、ＣＡＡＣ構造とは、複数のＩＧＺＯのナノ結晶がｃ軸配向を有し、かつａ－ｂ面においては配向せずに連結した結晶構造である。

一方、ＣＡＣ－ＯＳは、金属酸化物の材料構成に関する。ＣＡＣ－ＯＳとは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、及びＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。従って、ＣＡＣ－ＯＳにおいて、結晶構造は副次的な要素である。

なお、ＣＡＣ－ＯＳは、組成の異なる二種類以上の膜の積層構造は含まないものとする。例えば、Ｉｎを主成分とする膜と、Ｇａを主成分とする膜との２層からなる構造は、含まない。

なお、ＧａＯ_Ｘ３が主成分である領域と、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。

なお、ガリウムの代わりに、アルミニウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれている場合、ＣＡＣ－ＯＳは、一部に該金属元素を主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。

ＣＡＣ－ＯＳは、例えば基板を加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、ＣＡＣ－ＯＳをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス（代表的にはアルゴン）、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば酸素ガスの流量比を０％以上３０％未満、好ましくは０％以上１０％以下とすることが好ましい。

ＣＡＣ－ＯＳは、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ－ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）測定法のひとつであるＯｕｔ－ｏｆ－ｐｌａｎｅ法によるθ／２θスキャンを用いて測定したときに、明確なピークが観察されないという特徴を有する。すなわち、Ｘ線回折測定から、測定領域のａ－ｂ面方向、及びｃ軸方向の配向は見られないことが分かる。

またＣＡＣ－ＯＳは、プローブ径が１ｎｍの電子線（ナノビーム電子線ともいう。）を照射することで得られる電子線回折パターンにおいて、輝度の高いリング状の領域と、該リング状の領域内に複数の輝点と、が観測される。従って、電子線回折パターンから、ＣＡＣ－ＯＳの結晶構造が、平面方向、及び断面方向において、配向性を有さないｎｃ（ｎａｎｏ－ｃｒｙｓｔａｌ）構造を有することがわかる。

また例えば、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ－ＯＳでは、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ－ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて取得したＥＤＸマッピングにより、ＧａＯ_Ｘ３が主成分である領域と、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域とが、偏在し、混合している構造を有することが確認できる。

ＣＡＣ－ＯＳは、金属元素が均一に分布したＩＧＺＯ化合物とは異なる構造であり、ＩＧＺＯ化合物と異なる性質を有する。つまり、ＣＡＣ－ＯＳは、ＧａＯ_Ｘ３などが主成分である領域と、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域と、に互いに相分離し、各元素を主成分とする領域がモザイク状である構造を有する。

ここで、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域は、ＧａＯ_Ｘ３などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、金属酸化物としての導電性が発現する。従って、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域が、金属酸化物中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度（μ）が実現できる。

一方、ＧａＯ_Ｘ３などが主成分である領域は、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、ＧａＯ_Ｘ３などが主成分である領域が、金属酸化物中に分布することで、リーク電流を抑制し、良好なスイッチング動作を実現できる。

従って、ＣＡＣ－ＯＳを半導体素子に用いた場合、ＧａＯ_Ｘ３などに起因する絶縁性と、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１に起因する導電性とが、相補的に作用することにより、高いオン電流（Ｉ_ｏｎ）、及び高い電界効果移動度（μ）を実現することができる。

また、ＣＡＣ－ＯＳを用いた半導体素子は、信頼性が高い。従って、ＣＡＣ－ＯＳは、ディスプレイをはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。

また、半導体層にＣＡＣ－ＯＳを有するトランジスタは電界効果移動度が高く、且つ駆動能力が高いため、該トランジスタを、駆動回路、代表的にはゲート信号を生成する走査線駆動回路に用いることで、額縁幅の狭い（狭額縁ともいう）表示装置を提供することができる。また、該トランジスタを、表示装置が有する信号線駆動回路（とくに、信号線駆動回路が有するシフトレジスタの出力端子に接続されるデマルチプレクサ）に用いることで、表示装置に接続される配線数が少ない表示装置を提供することができる。

また、半導体層にＣＡＣ－ＯＳを有するトランジスタは低温ポリシリコンを用いたトランジスタのようなレーザ結晶化工程が不要である。これのため、大面積基板を用いた表示装置であっても、製造コストを低減することが可能である。さらに、ウルトラハイビジョン（「４Ｋ解像度」、「４Ｋ２Ｋ」、「４Ｋ」）、スーパーハイビジョン（「８Ｋ解像度」、「８Ｋ４Ｋ」、「８Ｋ」）のよう高解像度であり、且つ大型の表示装置において、半導体層にＣＡＣ－ＯＳを有するトランジスタを駆動回路及び表示部に用いることで、短時間での書き込みが可能であり、表示不良を低減することが可能となるため、好ましい。

または、トランジスタのチャネルが形成される半導体にシリコンを用いてもよい。シリコンとしてアモルファスシリコンを用いてもよいが、結晶性を有するシリコンを用いることが特に好ましい。例えば、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンなどを用いることが好ましい。特に、多結晶シリコンは、単結晶シリコンに比べて低温で形成でき、且つアモルファスシリコンに比べて高い電界効果移動度と高い信頼性を備える。

〔導電層〕
トランジスタのゲート、ソース及びドレインのほか、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、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などが挙げられる。またこれらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、チタン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、タングステン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、銅－マグネシウム－アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、タングステン膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜または窒化チタン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛等の酸化物を用いてもよい。また、マンガンを含む銅を用いると、エッチングによる形状の制御性が高まるため好ましい。

〔絶縁層〕
各絶縁層に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂、シリコーンなどのシロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料が挙げられる。

なお、本明細書中において、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指す。

また、発光素子は、一対の透水性の低い絶縁膜の間に設けられていることが好ましい。これにより、発光素子に水等の不純物が侵入することを抑制でき、装置の信頼性の低下を抑制できる。

透水性の低い絶縁膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の窒素と珪素を含む膜、または窒化アルミニウム膜等の窒素とアルミニウムを含む膜等が挙げられる。また、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いてもよい。

例えば、透水性の低い絶縁膜の水蒸気透過量は、１×１０^－５［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）］以下、好ましくは１×１０^－６［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）］以下、より好ましくは１×１０^－７［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）］以下、さらに好ましくは１×１０^－８［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）］以下とする。

［表示モジュールの構成例］
以下では、本発明の一態様の表示装置を有する表示モジュールの構成例について説明する。

図１３Ａは、表示モジュール２８０の斜視概略図である。表示モジュール２８０は、表示装置２００と、ＦＰＣ２９０とを有する。表示装置２００としては、上記構成例２で例示した各表示装置（表示装置２００Ａ乃至表示装置２００Ｄ）を適用することができる。

表示モジュール２８０は、基板２０１、基板２０２を有する。また基板２０２側に表示部２８１を有する。表示部２８１は、表示モジュール２８０における画像を表示する領域であり、後述する画素部２８４に設けられる各画素からの光を視認できる領域である。

図１３Ｂに、基板２０１側の構成を模式的に示した斜視図を示している。基板２０１は、回路部２８２と、回路部２８２上に画素回路部２８３と、画素回路部２８３上に画素部２８４と、が積層された構成を有する。また、基板２０１上の画素部２８４と重ならない部分に、ＦＰＣ２９０と接続するための端子部２８５を有する。また端子部２８５と回路部２８２とは、複数の配線により構成される配線部２８６により電気的に接続されている。

画素部２８４は、周期的に配列した複数の画素２８４ａを有する。図１３Ｂの右側に、１つの画素２８４ａの拡大図を示している。画素２８４ａは、発光素子１２０Ｒ、発光素子１２０Ｇ、及び発光素子１２０Ｂを有する。

画素回路部２８３は、周期的に配列した複数の画素回路２８３ａを有する。複数の画素回路２８３ａは、図１３Ｂに示す、デルタ配列で配置してもよい。デルタ配列は、高密度に画素回路を配列することが出来るため、高精細な表示装置を提供できる。

１つの画素回路２８３ａは、１つの画素２８４ａが有する３つの発光素子の発光を制御する回路である。１つの画素回路２８３ａは、１つの発光素子の発光を制御する回路が３つ設けられる構成としてもよい。例えば、画素回路２８３ａは、１つの発光素子につき、１つの選択トランジスタと、１つの電流制御用トランジスタ（駆動トランジスタ）と、容量素子と、を少なくとも有する構成とすることができる。このとき、選択トランジスタのゲートにはゲート信号が、ソースまたはドレインの一方にはソース信号が、それぞれ入力される。これにより、アクティブマトリクス型の表示装置が実現されている。

回路部２８２は、画素回路部２８３の各画素回路２８３ａを駆動する回路を有する。例えば、ゲート線駆動回路、ソース線駆動回路等を有することが好ましい。このほか、演算回路、メモリ回路、電源回路等を有していてもよい。

ＦＰＣ２９０は、外部から回路部２８２にビデオ信号または電源電位等を供給するための配線として機能する。また、ＦＰＣ２９０上にＩＣが実装されていてもよい。

表示モジュール２８０は、画素部２８４の下側に画素回路部２８３または回路部２８２等が積層された構成とすることができるため、表示部２８１の開口率（有効表示面積比）を極めて高くすることができる。例えば表示部２８１の開口率は、４０％以上１００％未満、好ましくは５０％以上９５％以下、より好ましくは６０％以上９５％以下とすることができる。また、画素２８４ａを極めて高密度に配置することが可能で、表示部２８１の精細度を極めて高くすることができる。例えば、表示部２８１には、２０００ｐｐｉ以上、好ましくは３０００ｐｐｉ以上、より好ましくは５０００ｐｐｉ以上、さらに好ましくは６０００ｐｐｉ以上であって、２００００ｐｐｉ以下、または３００００ｐｐｉ以下の精細度で、画素２８４ａが配置されることが好ましい。

このような表示モジュール２８０は、極めて高精細であることから、ヘッドマウントディスプレイなどのＶＲ向け機器、またはメガネ型のＡＲ向け機器に好適に用いることができる。例えば、レンズを通して表示モジュール２８０の表示部を視認する構成の場合であっても、表示モジュール２８０は極めて高精細な表示部２８１を有するためにレンズで表示部を拡大しても画素が視認されず、没入感の高い表示を行うことができる。また、表示モジュール２８０はこれに限られず、比較的小型の表示部を有する電子機器に好適に用いることができる。例えば腕時計などの装着型の電子機器の表示部に好適に用いることができる。

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。

（実施の形態２）
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１４を用いて説明を行う。

図１４Ａに示す表示装置は、画素部５０２と、駆動回路部５０４と、保護回路５０６と、端子部５０７と、を有する。なお、本発明の一態様の表示装置は、保護回路５０６を設けない構成としてもよい。

画素部５０２は、Ｘ行Ｙ列（Ｘ、Ｙはそれぞれ独立に２以上の自然数）に配置された複数の画素回路５０１を有する。各画素回路５０１は、それぞれ表示素子を駆動する回路を有する。

駆動回路部５０４は、ゲート線ＧＬ＿１乃至ＧＬ＿Ｘに走査信号を出力するゲートドライバ５０４ａ、データ線ＤＬ＿１乃至ＤＬ＿Ｙにデータ信号を供給するソースドライバ５０４ｂなどの駆動回路を有する。ゲートドライバ５０４ａは、少なくともシフトレジスタを有する構成とすればよい。またソースドライバ５０４ｂは、例えば複数のアナログスイッチなどを用いて構成される。また、シフトレジスタなどを用いてソースドライバ５０４ｂを構成してもよい。

端子部５０７は、外部の回路から表示装置に電源、制御信号、及び画像信号等を入力するための端子が設けられた部分をいう。

保護回路５０６は、自身が接続する配線に一定の範囲外の電位が与えられたときに、該配線と別の配線とを導通状態にする回路である。図１４Ａに示す保護回路５０６は、例えば、ゲートドライバ５０４ａと画素回路５０１の間の配線であるゲート線ＧＬ、またはソースドライバ５０４ｂと画素回路５０１の間の配線であるデータ線ＤＬ等の各種配線に接続される。なお図１４Ａでは、保護回路５０６と画素回路５０１とを区別するため、保護回路５０６にハッチングを付している。

また、ゲートドライバ５０４ａとソースドライバ５０４ｂは、それぞれ画素部５０２と同じ基板上に設けられていてもよいし、ゲートドライバ回路またはソースドライバ回路が別途形成された基板（例えば、単結晶半導体または多結晶半導体で形成された駆動回路基板）をＣＯＧまたはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）によって基板に実装する構成としてもよい。

特に、ゲートドライバ５０４ａとソースドライバ５０４ｂを画素部５０２の下方に配置することが好ましい。

また、図１４Ｂに、画素回路５０１に適用することのできる画素回路の構成の一例を示す。

図１４Ｂに示す画素回路５０１は、トランジスタ５５２、５５４と、容量素子５６２と、発光素子５７２と、を有する。また画素回路５０１には、データ線ＤＬ＿ｎ、ゲート線ＧＬ＿ｍ、電位供給線ＶＬ＿ａ及び電位供給線ＶＬ＿ｂ等が接続されている。

なお、電位供給線ＶＬ＿ａ及び電位供給線ＶＬ＿ｂの一方には、高電源電位ＶＤＤが与えられ、他方には、低電源電位ＶＳＳが与えられる。トランジスタ５５４のゲートに与えられる電位に応じて、発光素子５７２に流れる電流が制御されることにより、発光素子５７２からの発光輝度が制御される。

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。

（実施の形態３）
以下では、本発明の一態様の表示装置に適用可能な画素に表示される階調を補正するためのメモリを備える画素回路と、これを有する表示装置について説明する。

［回路構成］
図１５Ａに、画素回路４００の回路図を示す。画素回路４００は、トランジスタＭ１、トランジスタＭ２、容量Ｃ１、及び回路４０１を有する。また画素回路４００には、配線Ｓ１、配線Ｓ２、配線Ｇ１、及び配線Ｇ２が接続される。

トランジスタＭ１は、ゲートが配線Ｇ１と、ソース及びドレインの一方が配線Ｓ１と、他方が容量Ｃ１の一方の電極と、それぞれ接続する。トランジスタＭ２は、ゲートが配線Ｇ２と、ソース及びドレインの一方が配線Ｓ２と、他方が容量Ｃ１の他方の電極、及び回路４０１と、それぞれ接続する。

回路４０１は、少なくとも一の表示素子を含む回路である。表示素子としては様々な素子を用いることができるが、代表的には有機ＥＬ素子またはＬＥＤ素子などの発光素子を用いることができる。これ以外にも、液晶素子、またはＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）素子等を用いることもできる。

トランジスタＭ１と容量Ｃ１とを接続するノードをノードＮ１、トランジスタＭ２と回路４０１とを接続するノードをノードＮ２とする。

画素回路４００は、トランジスタＭ１をオフ状態とすることで、ノードＮ１の電位を保持することができる。また、トランジスタＭ２をオフ状態とすることで、ノードＮ２の電位を保持することができる。また、トランジスタＭ２をオフ状態とした状態で、トランジスタＭ１を介してノードＮ１に所定の電位を書き込むことで、容量Ｃ１を介した容量結合により、ノードＮ１の電位の変位に応じてノードＮ２の電位を変化させることができる。

ここで、トランジスタＭ１、トランジスタＭ２のうちの一方または両方に、実施の形態１で例示した、酸化物半導体が適用されたトランジスタを適用することができる。そのため極めて低いオフ電流により、ノードＮ１及びノードＮ２の電位を長期間に亘って保持することができる。なお、各ノードの電位を保持する期間が短い場合（具体的には、フレーム周波数が３０Ｈｚ以上である場合等）には、シリコン等の半導体を適用したトランジスタを用いてもよい。

［駆動方法例］
続いて、図１５Ｂを用いて、画素回路４００の動作方法の一例を説明する。図１５Ｂは、画素回路４００の動作に係るタイミングチャートである。なおここでは説明を容易にするため、配線抵抗などの各種抵抗、トランジスタまたは配線などの寄生容量、及びトランジスタのしきい値電圧などの影響は考慮しない。

図１５Ｂに示す動作では、１フレーム期間を期間Ｔ１と期間Ｔ２とに分ける。期間Ｔ１はノードＮ２に電位を書き込む期間であり、期間Ｔ２はノードＮ１に電位を書き込む期間である。

〔期間Ｔ１〕
期間Ｔ１では、配線Ｇ１と配線Ｇ２の両方に、トランジスタをオン状態にする電位を与える。また、配線Ｓ１には固定電位である電位Ｖ_ｒｅｆを供給し、配線Ｓ２には第１データ電位Ｖ_ｗを供給する。

ノードＮ１には、トランジスタＭ１を介して配線Ｓ１から電位Ｖ_ｒｅｆが与えられる。また、ノードＮ２には、トランジスタＭ２を介して配線Ｓ２から第１データ電位Ｖ_ｗが与えられる。したがって、容量Ｃ１には電位差Ｖ_ｗ－Ｖ_ｒｅｆが保持された状態となる。

〔期間Ｔ２〕
続いて期間Ｔ２では、配線Ｇ１にはトランジスタＭ１をオン状態とする電位を与え、配線Ｇ２にはトランジスタＭ２をオフ状態とする電位を与える。また、配線Ｓ１には第２データ電位Ｖ_ｄａｔａを供給する。配線Ｓ２には所定の定電位を与える、またはフローティング状態としてもよい。

ノードＮ１には、トランジスタＭ１を介して配線Ｓ１から第２データ電位Ｖ_ｄａｔａが与えられる。このとき、容量Ｃ１による容量結合により、第２データ電位Ｖ_ｄａｔａに応じてノードＮ２の電位が電位ｄＶだけ変化する。すなわち、回路４０１には、第１データ電位Ｖ_ｗと電位ｄＶを足した電位が入力されることとなる。なお、図１５Ｂでは電位ｄＶが正の値であるように示しているが、負の値であってもよい。すなわち、第２データ電位Ｖ_ｄａｔａが電位Ｖ_ｒｅｆより低くてもよい。

ここで、電位ｄＶは、容量Ｃ１の容量値と、回路４０１の容量値によって概ね決定される。容量Ｃ１の容量値が回路４０１の容量値よりも十分に大きい場合、電位ｄＶは第２データ電位Ｖ_ｄａｔａに近い電位となる。

このように、画素回路４００は、２種類のデータ信号を組み合わせて表示素子を含む回路４０１に供給する電位を生成することができるため、画素回路４００内で階調の補正を行うことが可能となる。

また画素回路４００は、配線Ｓ１及び配線Ｓ２に供給可能な最大電位を超える電位を生成することも可能となる。例えば発光素子を用いた場合では、ハイダイナミックレンジ（ＨＤＲ）表示等を行うことができる。また、液晶素子を用いた場合では、オーバードライブ駆動等を実現できる。

［適用例］
図１５Ｃに示す画素回路４００ＥＬは、回路４０１ＥＬを有する。回路４０１ＥＬは、発光素子ＥＬ、トランジスタＭ３、及び容量Ｃ２を有する。

トランジスタＭ３は、ゲートがノードＮ２及び容量Ｃ２の一方の電極と、ソース及びドレインの一方が電位ＶＨを与える配線と、他方が発光素子ＥＬの一方の電極と、それぞれ接続される。容量Ｃ２は、他方の電極が電位Ｖ_ｃｏｍを与える配線と接続する。発光素子ＥＬは、他方の電極が電位Ｖ_Ｌを与える配線と接続する。

トランジスタＭ３は、発光素子ＥＬに供給する電流を制御する機能を有する。容量Ｃ２は保持容量として機能する。容量Ｃ２は不要であれば省略することができる。

なお、ここでは発光素子ＥＬのアノード側がトランジスタＭ３と接続する構成を示しているが、カソード側にトランジスタＭ３を接続してもよい。そのとき、電位Ｖ_Ｈと電位Ｖ_Ｌの値を適宜変更することができる。

画素回路４００ＥＬは、トランジスタＭ３のゲートに高い電位を与えることで、発光素子ＥＬに大きな電流を流すことができるため、例えばＨＤＲ表示などを実現することができる。また、配線Ｓ１または配線Ｓ２に補正信号を供給することで、トランジスタＭ３または発光素子ＥＬの電気特性のばらつきの補正を行うこともできる。

なお、図１５Ｃで例示した回路に限られず、別途トランジスタまたは容量などを追加した構成としてもよい。

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を適用した電子機器の構成例について説明する。

本発明の一態様の表示装置及び表示モジュールは、表示機能を有する電子機器等の表示部に適用することができる。このような電子機器としては、例えばテレビジョン装置、ノート型のパーソナルコンピュータ、モニタ装置、デジタルサイネージ、パチンコ機、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及び表示モジュールは、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、ブレスレット型の情報端末機（ウェアラブル機器）、ヘッドマウントディスプレイなどのＶＲ向け機器、またはメガネ型のＡＲ向け機器等、頭部に装着可能なウェアラブル機器等が挙げられる。

図１６Ａに、メガネ型の電子機器７００の斜視図を示す。電子機器７００は、一対の表示パネル７０１、一対の筐体７０２、一対の光学部材７０３、一対の装着部７０４等を有する。

電子機器７００は、光学部材７０３の表示領域７０６に、表示パネル７０１で表示した画像を投影することができる。また、光学部材７０３は透光性を有するため、使用者は光学部材７０３を通して視認される透過像に重ねて、表示領域７０６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７００は、ＡＲ表示が可能な電子機器である。

また一つの筐体７０２には、前方を撮像することのできるカメラ７０５が設けられている。また図示しないが、いずれか一方の筐体７０２には無線受信機、またはケーブルを接続可能なコネクタを備え、筐体７０２に映像信号等を供給することができる。また、筐体７０２に、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７０６に表示することもできる。また、筐体７０２にはバッテリが設けられていることが好ましく、その場合には、無線、または有線によって充電することができる。

続いて、図１６Ｂを用いて、電子機器７００の表示領域７０６への画像の投影方法について説明する。筐体７０２の内部には、表示パネル７０１、レンズ７１１、反射板７１２が設けられている。また、光学部材７０３の表示領域７０６に相当する部分には、ハーフミラーとして機能する反射面７１３を有する。

表示パネル７０１から発せられた光７１５は、レンズ７１１を通過し、反射板７１２により光学部材７０３側へ反射される。光学部材７０３の内部において、光７１５は光学部材７０３の端面で全反射を繰り返し、反射面７１３に到達することで、反射面７１３に画像が投影される。これにより、使用者は、反射面７１３に反射された光７１５と、光学部材７０３（反射面７１３を含む）を透過した透過光７１６の両方を視認することができる。

図１６では、反射板７１２及び反射面７１３がそれぞれ曲面を有する例を示している。これにより、これらが平面である場合に比べて、光学設計の自由度を高めることができ、光学部材７０３を薄くすることができる。なお、反射板７１２及び反射面７１３を平面としてもよい。

反射板７１２としては、鏡面を有する部材を用いることができ、反射率が高いことが好ましい。また、反射面７１３としては、金属膜の反射を利用したハーフミラーを用いてもよいが、全反射を利用したプリズムなどを用いると、透過光７１６の透過率を高めることができる。

ここで、筐体７０２は、レンズ７１１と表示パネル７０１との距離、またはこれらの角度を調整する機構を有していることが好ましい。これにより、ピンと調整、画像の拡大、縮小などを行うことが可能となる。例えば、レンズ７１１または表示パネル７０１の一方または両方が、光軸方向に移動可能な構成とすればよい。

また筐体７０２は、反射板７１２の角度を調整可能な機構を有していることが好ましい。反射板７１２の角度を変えることで、画像が表示される表示領域７０６の位置を変えることが可能となる。これにより、使用者の目の位置に応じて最適な位置に表示領域７０６を配置することが可能となる。

表示パネル７０１には、本発明の一態様の表示装置、または表示モジュール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７００とすることができる。

図１７Ａ、図１７Ｂに、ゴーグル型の電子機器７５０の斜視図を示す。図１７Ａは、電子機器７５０の正面、平面及び左側面を示す斜視図であり、図１７Ｂは、電子機器７５０の背面、底面、及び右側面を示す斜視図である。

電子機器７５０は、一対の表示パネル７５１、筐体７５２、一対の装着部７５４、緩衝部材７５５、一対のレンズ７５６等を有する。一対の表示パネル７５１は、筐体７５２の内部の、レンズ７５６を通して視認できる位置にそれぞれ設けられている。

電子機器７５０は、ＶＲ向けの電子機器である。電子機器７５０を装着した使用者は、レンズ７５６を通して表示パネル７５１に表示される画像を視認することができる。また一対の表示パネル７５１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。

また、筐体７５２の背面側には、入力端子７５７と、出力端子７５８とが設けられている。入力端子７５７には映像出力機器等からの映像信号、または筐体７５２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。出力端子７５８としては、例えば音声出力端子として機能し、イヤフォン、ヘッドフォン等を接続することができる。なお、無線通信により音声データを出力可能な構成とする場合、または外部の映像出力機器から音声を出力する場合には、当該音声出力端子を設けなくてもよい。

また、筐体７５２は、レンズ７５６及び表示パネル７５１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７５６と表示パネル７５１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。

表示パネル７５１には、本発明の一態様の表示装置、または表示モジュール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７５０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。

緩衝部材７５５は、使用者の顔（額、頬など）に接触する部分である。緩衝部材７５５が使用者の顔と密着することにより、光漏れを防ぐことができ、より没入感を高めることができる。使用者が電子機器７５０を装着した際に使用者の顔に密着するよう、緩衝部材７５５としては柔らかな素材を用いることが好ましい。例えばゴム、シリコーンゴム、ウレタン、スポンジなどの素材を用いることができる。また、スポンジ等の表面を布、革（天然皮革または合成皮革）、などで覆ったものを用いると、使用者の顔と緩衝部材７５５との間に隙間が生じにくく光漏れを好適に防ぐことができる。また、このような素材を用いると、肌触りが良いことに加え、寒い季節などに装着した際に、使用者に冷たさを感じさせないため好ましい。緩衝部材７５５または装着部７５４などの、使用者の肌に触れる部材は、取り外し可能な構成とすると、クリーニングまたは交換が容易となるため好ましい。

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。

１００Ａ～Ｇ、２００、２００Ａ～Ｄ：表示装置、１０１、２０１、２０２：基板、１１１、１１４、１１４Ｂ、１１４Ｇ、１１４Ｒ、１１６、１４１、１４２、１４３、２１１、２２４、２２５、２２７、２４１、２４２、２５１、２５２、２５３、２７１ａ、２７１ｂ：導電層、１１１ｆ、１１２ｆ、１３０ｆ、１４１ｆ、１４２ｆ、１４３ｆ：導電膜、１１２：反射層、１１３、１１７、１１８、１２１：絶縁層、１１３ｆ：絶縁膜、１１５：ＥＬ層、１２０、１２０Ｒ、１２０Ｂ、１２０Ｇ：発光素子、１３０、１３１、２７１～２７４：プラグ、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６：レジストマスク、１６１～１６３、２１３、２１４、２２３、２２６、２２８、２２９、２３１、２３２、２４３、２６１、２６１ａ、２６１ｂ、２６２～２６５：絶縁層、１６４：接着層、１６５Ｂ、１６５Ｇ、１６５Ｒ：着色層、２１０、２２０、２３０：トランジスタ、２１２：低抵抗領域、２１５：素子分離層、２２１：半導体層、２４０：容量素子、２８０：表示モジュール、２８１：表示部、２８２：回路部、２８３：画素回路部、２８３ａ：画素回路、２８４：画素部、８４ａ：画素、２８５：端子部、２８６：配線部、２９０：ＦＰＣ

Claims (12)

1. 第１の発光素子と第２の発光素子を有し、
   前記第１の発光素子は、第１の下部電極、第１の反射層、第１の絶縁層、第１の導電層、発光層、及び、上部電極を有し、
   前記第１の下部電極、前記第１の反射層、前記第１の絶縁層、前記第１の導電層、前記発光層、及び、前記上部電極は、この順で積層され、
   前記第２の発光素子は、第２の下部電極、第２の反射層、第２の絶縁層、第２の導電層、前記発光層、及び、前記上部電極を有し、
   前記第２の下部電極、前記第２の反射層、前記第２の絶縁層、前記第２の導電層、前記発光層、及び、前記上部電極は、この順で積層され、
   前記第１の導電層、前記第１の絶縁層、前記第２の導電層、及び、前記第２の絶縁層は透光性を有し、
   前記第２の導電層は、前記第１の導電層より厚く、
   前記上部電極は可視光に対して透過性及び反射性を有し、
   前記第１の下部電極は、前記第１の導電層と電気的に接続され、
   前記第２の下部電極は、前記第２の導電層と電気的に接続される、表示装置。
2. 請求項１において、
   前記第１の下部電極は、前記第１の導電層によって覆われ、
   前記第２の下部電極は、前記第２の導電層によって覆われている、表示装置。
3. 第１の発光素子、第２の発光素子、第１のプラグ、及び第２のプラグを有し、
   前記第１の発光素子は、第１の下部電極、第１の反射層、第１の絶縁層、第１の導電層、発光層、及び、上部電極を有し、
   前記第１の下部電極、前記第１の反射層、前記第１の絶縁層、前記第１の導電層、前記発光層、及び、前記上部電極は、この順で積層され、
   前記第２の発光素子は、第２の下部電極、第２の反射層、第２の絶縁層、第２の導電層、前記発光層、及び、前記上部電極を有し、
   前記第２の下部電極、前記第２の反射層、前記第２の絶縁層、前記第２の導電層、前記発光層、及び、前記上部電極は、この順で積層され、
   前記第１の導電層、前記第１の絶縁層、前記第２の導電層、及び、前記第２の絶縁層は透光性を有し、
   前記第２の導電層は、前記第１の導電層より厚く、
   前記上部電極は可視光に対して透過性及び反射性を有し、
   前記第１の下部電極は、前記第１のプラグを介して前記第１の導電層と電気的に接続され、
   前記第２の下部電極は、前記第２のプラグを介して前記第２の導電層と電気的に接続され、
   前記第１のプラグは、前記第１の絶縁層に埋め込まれ、
   前記第２のプラグは、前記第２の絶縁層に埋め込まれている、表示装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかの一において、
   前記第１の導電層は、第１の膜を有し、
   前記第２の導電層は、第２の膜と、第３の膜とを有し、
   前記第２の膜と、前記第３の膜とは、この順に積層され、
   前記第１の膜及び前記第３の膜は、同一の組成を有する膜である、表示装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかの一において、
   トランジスタを含む回路層を有し、
   前記第１の発光素子は、前記回路層上に設けられ、前記トランジスタと電気的に接続される、表示装置。
6. 請求項５において、
   前記トランジスタは、チャネルが形成される半導体層に、結晶性を有する金属酸化物、または単結晶シリコンを含む、表示装置。
7. 請求項１乃至請求項４のいずれかの一において、
   第１のトランジスタを含む第１の回路層と、
   第２のトランジスタを含む第２の回路層と、
   前記第１の回路層上に位置する第３の絶縁層と、
   前記第１の回路層と前記第２の回路層との間に第４の絶縁層と、を有し、
   前記第１の発光素子は、前記第１のトランジスタと電気的に接続される、表示装置。
8. 請求項７において、
   前記第１のトランジスタは、チャネルが形成される第１の半導体層に、結晶性を有する金属酸化物を含み、
   前記第２のトランジスタは、チャネルが形成される第２の半導体層に、結晶性を有する金属酸化物、または単結晶シリコンを含む、表示装置。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一において、
   前記第１の発光素子を複数有し、
   前記第１の発光素子は、２０００ｐｐｉ以上の精細度で周期的に配置される、表示装置。
10. 請求項９において、
    前記第１の発光素子は、デルタ配列で配置される、表示装置。
11. 被形成面上に、第１の下部電極と、第２の下部電極と、を離隔して形成する工程と、
    前記第１の下部電極上に第１の反射層と、前記第２の下部電極上に第２の反射層と、を形成する工程と、
    前記第１の反射層上に第１の絶縁層と、前記第２の反射層上に第２の絶縁層と、を形成する工程と、
    前記第１の下部電極を覆う第１の導電層と、前記第２の下部電極を覆う第２の導電層と、を形成する工程と、
    前記第１の導電層及び前記第２の導電層上に発光層と、当該発光層上に上部電極と、を形成する工程と、を有し、
    前記第２の導電層は、前記第１の導電層よりも厚く形成し、
    前記第１の導電層及び前記第２の導電層は、透光性を有するように形成し、
    前記第１の下部電極は、前記第１の導電層と電気的に接続され、
    前記第２の下部電極は、前記第２の導電層と電気的に接続され、
    前記上部電極は、透光性及び反射性を有するように形成する、
    表示装置の作製方法。
12. 被形成面上に、第１の下部電極及び第２の下部電極となる第１の導電膜を形成する工程と、
    前記第１の導電膜を覆って、第１の反射層及び第２の反射層となる第２の導電膜を成膜する工程と、
    前記第１の導電膜に第１の絶縁層及び第２の絶縁層となる第１の絶縁膜を成膜する工程と、
    第１のプラグ及び第２のプラグを前記第１の絶縁膜に埋め込み、前記第１のプラグ及び前記第２のプラグを、それぞれ前記第１の導電膜と電気的に接続する工程と、
    前記第１のプラグ上に、第１の導電層を形成する工程と、
    前記第２のプラグ上に、第２の導電層を形成する工程と、
    前記第１の導電膜、前記第２の導電膜、前記第１の絶縁膜、前記第１の導電層、及び前記第２の導電層を島状に加工し、前記第１の下部電極、前記第２の下部電極、前記第１の反射層、前記第２の反射層、前記第１の絶縁層、及び前記第２の絶縁層を形成する工程と、
    前記第１の導電層及び前記第２の導電層上に発光層と、当該発光層上に上部電極と、を形成する工程と、を有し、
    前記第２の導電層は、前記第１の導電層よりも厚く形成し、
    前記第１の導電層及び前記第２の導電層は、透光性を有するように形成し、
    前記第１の導電層は、前記第１のプラグを介して前記第１の下部電極と電気的に接続され、
    前記第２の導電層は、前記第２のプラグを介して前記第２の下部電極と電気的に接続され、
    前記上部電極は、透光性及び反射性を有するように形成する、
    表示装置の作製方法。