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JP2022062127A - 発光装置 - Google Patents

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JP2022062127A
JP2022062127A JP2022011489A JP2022011489A JP2022062127A JP 2022062127 A JP2022062127 A JP 2022062127A JP 2022011489 A JP2022011489 A JP 2022011489A JP 2022011489 A JP2022011489 A JP 2022011489A JP 2022062127 A JP2022062127 A JP 2022062127A
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JP
Japan
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layer
substrate
display device
insulating layer
electrode
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2022011489A
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English (en)
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寿雄 池田
Toshio Ikeda
秀貴 魚地
Hideki Uoji
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Abstract

【課題】破損しにくい表示装置、電子機器、または照明装置を提供する。【解決手段】可撓性を有する第１の基板と、トランジスタが形成された可撓性を有する第２の基板を、接着層を介して重畳して屈曲可能な表示装置を形成する。表示装置の屈曲は、第１の基板が内側（谷側）、第２の基板が外側（山側）になるように行う。【選択図】図１

Description

本発明は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明は、プロセス、マシン
、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。特に
、本発明の一態様は、発光装置、表示装置、電子機器、照明装置、またはそれらの作製方
法、使用方法、操作方法などに関する。特に、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、以下ＥＬとも記す）現象を利用した発光装置、表示装置、
電子機器、照明装置、またはそれらの作製方法、使用方法、操作方法などに関する。
近年、発光装置や表示装置は様々な用途への応用が期待されており、多様化が求められて
いる。
例えば、携帯機器用途等の発光装置や表示装置では、薄型であること、軽量であること、
又は破損しにくいこと等が求められている。
また、ＥＬ現象を利用した発光素子（ＥＬ素子とも記す）は、薄型軽量化が容易、入力信
号に対し高速に応答可能、直流低電圧電源を用いて駆動可能などの特徴を有し、発光装置
や表示装置への応用が検討されている。
例えば、特許文献１に、フィルム基板上に、スイッチング素子であるトランジスタや有機
ＥＬ素子を備えたフレキシブルなアクティブマトリクス型の表示装置が開示されている。
特開２００３－１７４１５３号公報
本発明の一態様は、可搬性に優れた表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供するこ
とを目的の一とする。
または、本発明の一態様は、信頼性が高い表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供
することを目的の一とする。
または、本発明の一態様は、破損しにくい表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供
することを目的の一とする。
または、発明の一態様は、消費電力が低い表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供
することを目的の一とする。
または、本発明の一態様は、新規な表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供するこ
とを目的の一とする。
可撓性を有する第１の基板と、トランジスタが形成された可撓性を有する第２の基板を、
接着層を介して重畳して屈曲可能な表示装置を形成する。表示装置は、屈曲部において第
２の基板が外側（山側）となる方向に屈曲する。言い換えると、表示装置は、屈曲部にお
いて第１の基板が内側（谷側）となる方向に屈曲する。
本発明の一態様は、第１の基板と、トランジスタを有する第２の基板と、を有し、第１の
基板と第２の基板が接着層を介して重畳する表示装置であって、表示装置は屈曲部を有し
、屈曲部において、第１の基板が内側に位置し、第２の基板が外側に位置することを特徴
とする表示装置である。
本発明の一態様は、第１の基板と、トランジスタを有する第２の基板と、を有し、第１の
基板と第２の基板が接着層を介して重畳する表示装置であって、表示装置は複数の屈曲部
を有し、複数の屈曲部において、第１の基板が内側に位置し、第２の基板が外側に位置す
ることを特徴とする表示装置である。
本発明の一態様は、第１の基板と、トランジスタを有する第２の基板と、を有し、屈曲可
能な表示装置において、表示装置を屈曲させる際に、屈曲部において第１の基板が内側、
第２の基板が外側になるように屈曲させることを特徴とする。
第１の基板に、可撓性を有する基板を用いる。また、第２の基板に、可撓性を有する基板
を用いる。このような基板を用いることにより、割れにくい表示装置を提供することがで
きる。または、軽量な表示装置を提供することができる。または、曲げやすい表示装置を
提供することができる。
また、トランジスタ等が形成された第２の基板上には、トランジスタに信号を供給するた
めの配線が形成される。また、絶縁層も複数層形成される。なお、トランジスタに信号を
供給するための配線は、格子状に形成されていることが好ましい。これらの配線、絶縁層
などが形成された第２の基板は、第１の基板よりも機械的強度が高い。
よって、表示装置が屈曲する際に、第２の基板が屈曲部の外側（山側）になるように屈曲
することで、屈曲と伸展が繰り返し行われても表示装置が破損しにくくなり、表示装置の
信頼性を高めることができる。
本発明の一態様は、可搬性に優れた表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供するこ
とができる。
または、本発明の一態様は、信頼性が高い表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供
することができる。
または、本発明の一態様は、破損しにくい表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供
することができる。
または、発明の一態様は、消費電力が低い表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供
することができる。
または、本発明の一態様は、新規な表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供するこ
とができる。
表示装置の一形態を説明する図。 表示装置の一形態を説明するブロック図及び回路図。 表示装置を屈曲させた状態の一例を示す図。 表示装置の作製方法例を説明する断面図。 表示装置の作製方法例を説明する断面図。 表示装置の作製方法例を説明する断面図。 表示装置の作製方法例を説明する断面図。 表示装置の作製方法例を説明する断面図。 表示装置の作製方法例を説明する断面図。 表示装置の作製方法例を説明する断面図。 表示装置の一形態を説明する図。 発光素子の構成例を説明する図。 電子機器および照明装置の一例を説明する図。 電子機器の一例を説明する図。 表示装置の一形態を説明する図。 表示装置の一形態を説明する図。 表示装置の一形態を説明する図。 表示装置の一形態を説明する図。 表示装置を屈曲させた状態の断面の一例を示す図。
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。
なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、発
明を明瞭化するために誇張または省略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。特に上面図や斜視図において、図面をわかりやすくするため一部の
構成要素の記載を省略する場合がある。
また、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、発明の理解を容易とす
るため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する
発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。例えば
、実際の製造工程において、エッチングなどの処理によりレジストマスクなどが意図せず
に目減りすることがあるが、理解を容易とするために省略して示すことがある。
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、工程順または積層順など、なんらかの順番や順位を示すものではな
い。また、本明細書等において序数詞が付されていない用語であっても、構成要素の混同
を避けるため、特許請求の範囲において序数詞を付す場合がある。
また、本明細書等において「電極」や「配線」の用語は、これらの構成要素を機能的に限
定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、
その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「配
線」が一体となって形成されている場合なども含む。
なお、本明細書等において「上」や「下」の用語は、構成要素の位置関係が直上または直
下で、かつ、直接接していることを限定するものではない。例えば、「絶縁層Ａ上の電極
Ｂ」の表現であれば、絶縁層Ａの上に電極Ｂが直接接して形成されている必要はなく、絶
縁層Ａと電極Ｂとの間に他の構成要素を含むものを除外しない。
また、ソースおよびドレインの機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回
路動作において電流の方向が変化する場合など、動作条件などによって互いに入れ替わる
ため、いずれがソースまたはドレインであるかを限定することが困難である。このため、
本明細書においては、ソースおよびドレインの用語は、入れ替えて用いることができるも
のとする。
また、本明細書等において、「電気的に接続」には、「何らかの電気的作用を有するもの
」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの
」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限を受けない。
よって、「電気的に接続する」と表現される場合であっても、現実の回路においては、物
理的な接続部分がなく、配線が延在しているだけの場合もある。
また、本明細書において、「平行」とは、二つの直線が－１０°以上１０°以下の角度で
配置されている状態をいう。従って、－５°以上５°以下の場合も含まれる。また、「垂
直」および「直交」とは、二つの直線が８０°以上１００°以下の角度で配置されている
状態をいう。従って、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。
また、本明細書において、フォトリソグラフィ工程を行った後にエッチング工程を行う場
合は、特段の説明がない限り、フォトリソグラフィ工程で形成したレジストマスクは、エ
ッチング工程終了後に除去するものとする。
（実施の形態１）
本発明の一態様の表示装置１００の構成例について、図１を用いて説明する。図１（Ａ）
は表示装置１００の上面斜視図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）中でＡ１－Ａ２の一点
鎖線で示す部位の断面図である。
＜表示装置の構成＞
本実施の形態に示す表示装置１００は、表示領域１３１、駆動回路１３２、および駆動回
路１３３を有する。また、表示装置１００は、第１の電極１１５、ＥＬ層１１７、第２の
電極１１８を含む発光素子１２５と、端子電極２１６を有する。発光素子１２５は、表示
領域１３１中に複数形成されている。また、各発光素子１２５には、発光素子１２５の発
光量を制御するトランジスタ２３２が接続されている。
端子電極２１６は、開口１２２に設けられた異方性導電接続層１２３を介して外部電極１
２４と電気的に接続されている。また、端子電極２１６は、駆動回路１３２および駆動回
路１３３に電気的に接続されている。
駆動回路１３２および駆動回路１３３は、複数のトランジスタ２５２により構成されてい
る。駆動回路１３２および駆動回路１３３は、外部電極１２４から供給された信号を、表
示領域１３１中のどの発光素子１２５に供給するかを決定する機能を有する。
図１に示す表示装置１００は、接着層１２０を介して基板１１１と基板１２１が貼り合わ
された構造を有する。基板１１１には、接着層１１２を介して絶縁層２０５が形成されて
いる。絶縁層２０５は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリ
コン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、または窒化酸化アルミニウム等を、単
層または多層で形成するのが好ましい。絶縁層２０５は、スパッタリング法やＣＶＤ法、
熱酸化法、塗布法、印刷法等を用いて形成することが可能である。
また、基板１２１には、接着層１４２を介して絶縁層１４５が形成され、絶縁層１４５を
介して遮光層２６４が形成されている。また、基板１２１には、絶縁層１４５を介して着
色層２６６、オーバーコート層２６８が形成されている。
なお、絶縁層２０５は下地層として機能し、基板１１１や接着層１１２などから、トラン
ジスタや発光素子への水分や不純物元素の拡散を防止、または低減することができる。ま
た、絶縁層１４５は下地層として機能し、基板１２１や接着層１４２などから、トランジ
スタや発光素子への水分や不純物元素の拡散を防止、または低減することができる。絶縁
層１４５は、絶縁層２０５と同様の材料および方法により形成することができる。
基板１１１および基板１２１としては、有機樹脂材料や可撓性を有する程度の厚さのガラ
ス材料などを用いることができる。表示装置１００を所謂ボトムエミッション構造（下面
射出構造）の表示装置、または両面射出型の表示装置とする場合には、基板１１１にＥＬ
層１１７からの発光に対して透光性を有する材料を用いる。また、表示装置１００を上面
射出型の表示装置、または両面射出型の表示装置とする場合には、基板１２１にＥＬ層１
１７からの発光に対して透光性を有する材料を用いる。
基板１２１および基板１１１に用いることができる、可撓性及び可視光に対する透光性を
有する材料としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂
、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリアミド樹脂、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、ポリ塩化ビニル樹脂、などがある。また、
光を透過させる必要がない場合には、非透光性の基板を用いてもよい。例えば、基板１２
１または基板１１１として、ステンレス基板、ステンレススチルホイル基板などを用いて
もよい。
また、基板１２１および基板１１１の熱膨張係数は、好ましくは３０ｐｐｍ／Ｋ以下、さ
らに好ましくは１０ｐｐｍ／Ｋ以下とする。また、基板１２１および基板１１１の表面に
、予め窒化シリコンや酸化窒化シリコン等の窒素と珪素を含む膜や窒化アルミニウム等の
窒素とアルミニウムを含む膜のような透水性の低い保護膜を成膜しておいても良い。なお
、基板１２１および基板１１１として、繊維体に有機樹脂が含浸された構造物（所謂、プ
リプレグとも言う）を用いてもよい。
このような基板を用いることにより、割れにくい表示装置を提供することができる。また
は、軽量な表示装置を提供することができる。または、曲げやすい表示装置を提供するこ
とができる。
また、絶縁層２０５上に、トランジスタ２３２、トランジスタ２５２、端子電極２１６、
配線２１９が形成されている。なお、本実施の形態では、トランジスタ２３２およびトラ
ンジスタ２５２として、ボトムゲート型のトランジスタの１つであるチャネルエッチ型の
トランジスタを例示しているが、チャネル保護型のトランジスタやトップゲート型のトラ
ンジスタなどを用いることも可能である。また、チャネルが形成される半導体層を２つの
ゲート電極で挟む構造の、デュアルゲート型のトランジスタを用いることも可能である。
トランジスタ２３２とトランジスタ２５２は、同様の構造を有していてもよい。ただし、
トランジスタのサイズ（例えば、チャネル長、およびチャネル幅）などは、各トランジス
タで適宜調整することができる。
トランジスタ２３２およびトランジスタ２５２は、ゲート電極２０６、ゲート絶縁層２０
７、半導体層２０８、ソース電極２０９ａ、ドレイン電極２０９ｂを有する。
電極２１６、配線２１９、ゲート電極２０６、ソース電極２０９ａ、およびドレイン電極
２０９ｂは、後述する端子電極２１６と同様の材料および方法により形成することができ
る。また、ゲート絶縁層２０７は、絶縁層２０５と同様の材料および方法により形成する
ことができる。
半導体層２０８は、非晶質半導体、微結晶半導体、多結晶半導体等を用いて形成すること
ができる。例えば、非晶質シリコンや、微結晶ゲルマニウム等を用いることができる。ま
た、炭化シリコン、ガリウム砒素、酸化物半導体、窒化物半導体などの化合物半導体や、
有機半導体等を用いることができる。
また、半導体層２０８として有機物半導体を用いる場合は、芳香環をもつ低分子有機材料
やπ電子共役系導電性高分子などを用いることができる。例えば、ルブレン、テトラセン
、ペンタセン、ペリレンジイミド、テトラシアノキノジメタン、ポリチオフェン、ポリア
セチレン、ポリパラフェニレンビニレンなどを用いることができる。
また、半導体層２０８として酸化物半導体を用いる場合は、ＣＡＡＣ－ＯＳ（Ｃ Ａｘｉ
ｓ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏ
ｒ）、多結晶酸化物半導体、微結晶酸化物半導体、ｎｃ－ＯＳ（ｎａｎｏ Ｃｒｙｓｔａ
ｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、非晶質酸化物半導体などを用
いることができる。
なお、酸化物半導体は、エネルギーギャップが３．０ｅＶ以上と大きく、可視光に対する
透過率が大きい。また、酸化物半導体を適切な条件で加工して得られたトランジスタにお
いては、オフ電流を使用時の温度条件下（例えば、２５℃）において、１００ｚＡ（１×
１０－１９Ａ）以下、もしくは１０ｚＡ（１×１０－２０Ａ）以下、さらには１ｚＡ（１
×１０－２１Ａ）以下とすることができる。このため、消費電力の少ない表示装置を提供
することができる。
また、半導体層２０８に酸化物半導体を用いる場合は、半導体層２０８に接する絶縁層に
酸素を含む絶縁層を用いることが好ましい。
また、トランジスタ２３２およびトランジスタ２５２上に絶縁層２１０が形成され、絶縁
層２１０上に絶縁層２１１が形成されている。絶縁層２１０は、保護絶縁層として機能し
、絶縁層２１０よりも上の層からトランジスタ２３２およびトランジスタ２５２への不純
物元素が拡散することを防止または低減することができる。絶縁層２１０は、絶縁層２０
５と同様の材料及び方法で形成することができる。
また、発光素子１２５の被形成面の表面凹凸を低減するために絶縁層２１１に平坦化処理
を行ってもよい。平坦化処理としては、特に限定されないが、研磨処理（例えば、化学的
機械研磨法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：ＣＭＰ）
）、やドライエッチング処理により行うことができる。
また、平坦化機能を有する絶縁材料を用いて絶縁層２１１を形成することで、研磨処理を
省略することもできる。平坦化機能を有する絶縁材料として、例えば、ポリイミド樹脂、
アクリル樹脂等の有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材
料（ｌｏｗ－ｋ材料）等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁層
を複数積層させることで、絶縁層２１１を形成してもよい。
また、絶縁層２１１上に、発光素子１２５と、各発光素子１２５を離間するための隔壁１
１４が形成されている。
表示装置１００は、発光素子１２５から発せられた光２３５を、着色層２６６を介して基
板１２１側から射出する、所謂トップエミッション構造（上面射出構造）の表示装置であ
る。
また、発光素子１２５は、絶縁層２１１、および絶縁層２１０に設けられた開口で、トラ
ンジスタ２３２と電気的に接続されている。
なお、基板１２１は基板１１１と向かい合うように形成されるため、基板１２１を「対向
基板」と呼ぶ場合がある。
なお、図１５（Ａ）に示すように、基板１２１の上に、タッチセンサを設けてもよい。こ
のように、タッチセンサを基板１２１上に直接設けることにより、折り曲げた時のタッチ
センサの位置ずれを低減することが出来る。タッチセンサは、導電層９９１と導電層９９
２などを用いて構成されている。また、それらの間には、絶縁層９９３が設けられている
。
なお、導電層９９１、及び／又は、導電層９９２は、インジウム錫酸化物やインジウム亜
鉛酸化物などの透明導電膜を用いることが望ましい。ただし、抵抗を下げるため、導電層
９９１、及び／又は、導電層９９２の一部、または、全部に、低抵抗な材料を持つ層を用
いてもよい。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、モリブデン、銀、タンタル、またはタングステンからなる単体金属、または
これを主成分とする合金を単層構造または積層構造を用いることができる。または、導電
層９９１、及び／又は、導電層９９２として、金属ナノワイヤを用いてもよい。その場合
の金属としては、銀などが好適である。これにより、抵抗値を下げることが出来るため、
センサの感度を向上させることが出来る。
絶縁層９９３は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、
酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、または窒化酸化アルミニウム等を、単層また
は多層で形成するのが好ましい。絶縁層９９３は、スパッタリング法やＣＶＤ法、熱酸化
法、塗布法、印刷法等を用いて形成することが可能である。
なお、タッチセンサは、基板１２１ではなく、別の基板を用いて構成してもよい。図１６
（Ａ）には、基板９９４を用いて構成した場合の例を示す。なお、タッチセンサは、基板
９９４の上に設けられているが、本発明の実施形態の一態様は、これに限定されない。基
板９９４の下（基板１２１と基板９９４との間）に設けられていてもよい。その場合、基
板９９４は、強化ガラスを用いて、表示装置を傷などから守るような構成にしてもよい。
なお、着色層２６６、遮光層２６４、オーバーコート層２６８、などは、設けない構成に
してもよい。その場合は、ＥＬ層１１７Ａ、ＥＬ層１１７Ｂなどを用いることによって、
カラー表示を行うことが出来る。ＥＬ層１１７Ａ、ＥＬ層１１７Ｂなどは、それぞれ、赤
、青、緑、などの異なる色で発光させることが出来る。このように、着色層２６６を用い
ないことによって、色純度を向上し、光損失量を減らすことが出来る。一例として、図１
５（Ａ）に対して、着色層２６６などを用いない場合の例を、図１５（Ｂ）に、図１６（
Ａ）に対して、着色層２６６などを用いない場合の例を、図１６（Ｂ）に、示す。
＜画素回路構成例＞
次に、図２を用いて、表示装置１００のより具体的な構成例について説明する。図２（Ａ
）は、表示装置１００の構成を説明するためのブロック図である。表示装置１００は、表
示領域１３１、駆動回路１３２、および駆動回路１３３を有する。駆動回路１３２は、例
えば走査線駆動回路として機能する。また、駆動回路１３３は、例えば信号線駆動回路と
して機能する。
また、表示装置１００は、各々が略平行に配設され、且つ、駆動回路１３２によって電位
が制御されるｍ本の走査線１３５と、各々が略平行に配設され、且つ、駆動回路１３３に
よって電位が制御されるｎ本の信号線１３６と、を有する。さらに、表示領域１３１はマ
トリクス状に配設された複数の画素１３４を有する。また、駆動回路１３２および駆動回
路１３３をまとめて駆動回路部という場合がある。
各走査線１３５は、表示領域１３１においてｍ行ｎ列に配設された画素１３４のうち、い
ずれかの行に配設されたｎ個の画素１３４と電気的に接続される。また、各信号線１３６
は、ｍ行ｎ列に配設された画素１３４のうち、いずれかの列に配設されたｍ個の画素１３
４に電気的に接続される。ｍ、ｎは、ともに１以上の整数である。
図２（Ｂ）および図２（Ｃ）は、図２（Ａ）に示す表示装置の画素１３４に用いることが
できる回路構成を示している。
〔発光表示装置用画素回路の一例〕
また、図２（Ｂ）に示す画素１３４は、トランジスタ４３１と、容量素子２３３と、トラ
ンジスタ２３２と、発光素子１２５と、を有する。
トランジスタ４３１のソース電極及びドレイン電極の一方は、データ信号が与えられる配
線（以下、信号線ＤＬ＿ｎという）に電気的に接続される。さらに、トランジスタ４３１
のゲート電極は、ゲート信号が与えられる配線（以下、走査線ＧＬ＿ｍという）に電気的
に接続される。
トランジスタ４３１は、オン状態またはオフ状態になることにより、データ信号のノード
４３５への書き込みを制御する機能を有する。
容量素子２３３の一対の電極の一方は、ノード４３５に電気的に接続され、他方は、ノー
ド４３７に電気的に接続される。また、トランジスタ４３１のソース電極およびドレイン
電極の他方は、ノード４３５に電気的に接続される。
容量素子２３３は、ノード４３５に書き込まれたデータを保持する保持容量としての機能
を有する。
トランジスタ２３２のソース電極及びドレイン電極の一方は、電位供給線ＶＬ＿ａに電気
的に接続され、他方はノード４３７に電気的に接続される。さらに、トランジスタ２３２
のゲート電極は、ノード４３５に電気的に接続される。
発光素子１２５のアノード及びカソードの一方は、電位供給線ＶＬ＿ｂに電気的に接続さ
れ、他方は、ノード４３７に電気的に接続される。
発光素子１２５としては、例えば有機エレクトロルミネセンス素子（有機ＥＬ素子ともい
う）などを用いることができる。ただし、発光素子１２５としては、これに限定されず、
無機材料からなる無機ＥＬ素子を用いても良い。
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。
図２（Ｂ）の画素１３４を有する表示装置では、第１の駆動回路１３２により各行の画素
１３４を順次選択し、トランジスタ４３１をオン状態にしてデータ信号をノード４３５に
書き込む。
ノード４３５にデータが書き込まれた画素１３４は、トランジスタ４３１がオフ状態にな
ることで保持状態になる。さらに、ノード４３５に書き込まれたデータの電位に応じてト
ランジスタ２３２のソース電極とドレイン電極の間に流れる電流量が制御され、発光素子
１２５は、流れる電流量に応じた輝度で発光する。これを行毎に順次行うことにより、画
像を表示できる。
〔液晶表示装置用画素回路の一例〕
図２（Ｃ）に示す画素１３４は、液晶素子４３２と、トランジスタ４３１と、容量素子２
３３と、を有する。
液晶素子４３２の一対の電極の一方の電位は、画素１３４の仕様に応じて適宜設定される
。液晶素子４３２は、ノード４３６に書き込まれるデータにより配向状態が設定される。
なお、複数の画素１３４のそれぞれが有する液晶素子４３２の一対の電極の一方に、共通
の電位（コモン電位）を与えてもよい。また、各行の画素１３４毎の液晶素子４３２の一
対の電極の一方に異なる電位を与えてもよい。
例えば、液晶素子４３２を備える表示装置の駆動方法としては、ＴＮモード、ＳＴＮモー
ド、ＶＡモード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉ
ｃｒｏ－ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂ
ｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉ
ｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑ
ｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＭＶＡモード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒ
ｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、またはＴＢＡ
（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｂｅｎｄ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードなどを用いてもよい。
また、表示装置の駆動方法としては、上述した駆動方法の他、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ
ａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＰＤＬＣ（Ｐ
ｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＰＮＬＣ
（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ゲストホ
ストモードなどがある。ただし、これに限定されず、液晶素子及びその駆動方式として様
々なものを用いることができる。
また、ブルー相（Ｂｌｕｅ Ｐｈａｓｅ）を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物に
より液晶素子４３２を構成してもよい。ブルー相を示す液晶は、配向処理を不要とするこ
とができる。また、ブルー相を示す液晶は、応答速度が１ｍｓｅｃ以下と短く、光学的等
方性であるため、視野角依存性が小さい。
なお、表示素子として、発光素子１２５および液晶素子４３２以外の表示素子を適用する
ことも可能である。例えば、表示素子として、電気泳動素子、電子インク、エレクトロウ
ェッティング素子、ＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）、デジタ
ルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、ＤＭＳ（デジタル・マイクロ・シャッター）、Ｍ
ＩＲＡＳＯＬ（登録商標）、ＩＭＯＤ（インターフェアレンス・モジュレーション）素子
などを用いることも可能である。
ｍ行ｎ列目の画素１３４において、トランジスタ４３１のソース電極及びドレイン電極の
一方は、信号線ＤＬ＿ｎに電気的に接続され、他方はノード４３６に電気的に接続される
。トランジスタ４３１のゲート電極は、走査線ＧＬ＿ｍに電気的に接続される。トランジ
スタ４３１は、オン状態またはオフ状態になることにより、ノード４３６へのデータ信号
の書き込みを制御する機能を有する。
容量素子２３３の一対の電極の一方は、特定の電位が供給される配線（以下、容量線ＣＬ
）に電気的に接続され、他方は、ノード４３６に電気的に接続される。また、液晶素子４
３２の一対の電極の他方はノード４３６に電気的に接続される。なお、容量線ＣＬの電位
の値は、画素１３４の仕様に応じて適宜設定される。容量素子２３３は、ノード４３６に
書き込まれたデータを保持する保持容量としての機能を有する。
例えば、図２（Ｃ）の画素１３４を有する表示装置では、第１の駆動回路１３２により各
行の画素１３４を順次選択し、トランジスタ４３１をオン状態にしてノード４３６にデー
タ信号を書き込む。
ノード４３６にデータ信号が書き込まれた画素１３４は、トランジスタ４３１がオフ状態
になることで保持状態になる。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
＜表示装置の屈曲例＞
本発明の一態様である表示装置１００は、可撓性を有する基板を用いて構成されているた
め、自由に湾曲または屈曲させることができる。よって、自由に巻いたり、折り畳んだり
することができる。図３（Ａ）は、表示装置１００を三つ折りにした状態を示す斜視図で
あり、図３（Ｂ）は、四つ折りにした状態を示す斜視図である。また、図３（Ｃ）は、表
示装置１００を、ロール状に巻いた状態を示す斜視図である。なお、図３（Ａ）乃至図３
（Ｃ）では、外部電極１２４の記載を省略している。
図３に示すように、表示装置１００は自由に折り畳むことができるため、保管しやすく、
可搬性も高い。また、表示装置１００を湾曲または屈曲（以下、単に「屈曲」ともいう。
）させる場合、基板１２１が内側（谷側）、基板１１１が外側（山側）になるように屈曲
させることが好ましい。図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）は、基板１１１が常に外側になるよう
に屈曲させる例を示している。
表示装置１００の屈曲部では、基板１２１および基板１１１とも、屈曲による機械的スト
レスが生じる。また、屈曲による機械的ストレスは、屈曲部の内側に位置する基板が受け
るストレス２４２よりも、外側に位置する基板が受けるストレス２４１の方が大きい。
本実施の形態に開示する表示装置１００は、基板１１１上に、マトリクス状にトランジス
タが形成され、また、それぞれのトランジスタに信号を供給するための配線が格子状に形
成されている。また、絶縁層も複数層形成されている。これらの配線、絶縁層などが形成
されることにより、基板１１１は、基板１２１よりも機械的強度が高くなる。
よって、表示装置１００を屈曲させる場合に、基板１１１が屈曲部の外側（山側）になる
ように屈曲することで、屈曲と伸展が繰り返し行われても表示装置１００が破損しにくく
なり、表示装置１００の信頼性を高めることができる。
また、表示装置１００は、曲げられるため、落下させたとしても、割れてしまう可能性が
低く、丈夫な表示装置を構成することが出来る。
なお、トップエミッション構造の表示装置の場合には、屈曲部の内側方向に発光すること
となる。そのため、屈曲させる場合において、発光面が内側に位置するため、発光面を保
護することが出来る。そのため、屈曲させた状態では、発光させないようにすることによ
り、消費電力を低減することが出来る。
一方、ボトムエミッション構造の場合には、屈曲部の外側方向に発光することとなる。し
たがって、屈曲させた状態においても、表示を見ることが出来る。なお、屈曲させて見え
なくなった領域では、発光させないようにすることにより、消費電力を低減することが出
来る。
なお、タッチセンサ用や保護用の基板として、基板１２１の上に基板９９４を設ける場合
、つまり、トップエミッションの場合の断面図を図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）に示す。こ
のような配置とすることにより、表示装置１００が破損しにくくなり、表示装置１００の
信頼性を高めることができる。
なお、タッチセンサ用や保護用の基板として、基板１１１の下に基板９９４を設ける場合
、つまり、ボトムエミッションの場合は、図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）の断面図において
、基板１１１が基板９９４になり、基板１２１が基板１１１になり、基板９９４が基板１
２１となるような配置になる。
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
（実施の形態２）
本実施の形態では、表示装置１００の作製方法の一例について、図４乃至図７を用いて説
明する。なお、図４乃至図７は、図１（Ａ）中のＡ１－Ａ２の一点鎖線で示す部位の断面
に相当する。
〔剥離層を形成する〕
まず、素子形成基板１０１上に剥離層１１３を形成する（図４（Ａ）参照。）。なお、素
子形成基板１０１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、
金属基板などを用いることができる。また、本実施の形態の処理温度に耐えうる耐熱性を
有するプラスチック基板を用いてもよい。
また、ガラス基板には、例えば、アルミノシリケートガラス、アルミノホウケイ酸ガラス
、バリウムホウケイ酸ガラスなどのガラス材料が用いられている。なお、酸化バリウム（
ＢａＯ）を多く含ませることで、より実用的な耐熱ガラスが得られる。他にも、結晶化ガ
ラスなどを用いることができる。
剥離層１１３は、タングステン、モリブデン、チタン、タンタル、ニオブ、ニッケル、コ
バルト、ジルコニウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、
シリコンから選択された元素、または前記元素を含む合金材料、または前記元素を含む化
合物材料を用いて形成することができる。また、これらの材料を単層又は積層して形成す
ることができる。なお、剥離層１１３の結晶構造は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれの
場合でもよい。また、剥離層１１３を、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化亜鉛、二
酸化チタン、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、またはＩｎ
ＧａＺｎＯ（ＩＧＺＯ）等の金属酸化物を用いて形成することもできる。
剥離層１１３は、スパッタリング法やＣＶＤ法、塗布法、印刷法等により形成できる。な
お、塗布法はスピンコーティング法、液滴吐出法、ディスペンス法を含む。
剥離層１１３を単層で形成する場合、タングステン、モリブデン、またはタングステンと
モリブデンを含む合金材料を用いることが好ましい。または、剥離層１１３を単層で形成
する場合、タングステンの酸化物若しくは酸化窒化物、モリブデンの酸化物若しくは酸化
窒化物、またはタングステンとモリブデンを含む合金の酸化物若しくは酸化窒化物を用い
ることが好ましい。
また、剥離層１１３として、例えば、タングステンを含む層とタングステンの酸化物を含
む層の積層構造を形成する場合、タングステンを含む層に接して酸化物絶縁層を形成する
ことで、タングステンを含む層と酸化物絶縁層との界面に、酸化タングステンが形成され
ることを活用してもよい。また、タングステンを含む層の表面を、熱酸化処理、酸素プラ
ズマ処理、オゾン水等の酸化力の強い溶液での処理等を行ってタングステンの酸化物を含
む層を形成してもよい。
本実施の形態では、剥離層１１３としてスパッタリング法によりタングステンを形成する
。
〔絶縁層を形成する〕
次に、剥離層１１３上に下地層として絶縁層２０５を形成する（図４（Ａ）参照。）。絶
縁層２０５は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸
化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、または窒化酸化アルミニウム等を、単層または
多層で形成するのが好ましい。例えば、絶縁層２０５を、酸化シリコンと窒化シリコンを
積層した２層構造としてもよいし、上記材料を組み合わせた５層構造としてもよい。絶縁
層２０５は、スパッタリング法やＣＶＤ法、熱酸化法、塗布法、印刷法等を用いて形成す
ることが可能である。
絶縁層２０５の厚さは、３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以上４００ｎ
ｍ以下とすればよい。
絶縁層２０５は、素子形成基板１０１や剥離層１１３などからの不純物元素の拡散を防止
、または低減することができる。また、素子形成基板１０１を基板１１１に換えた後も、
基板１１１や接着層１１２などから発光素子１２５への不純物元素の拡散を防止、または
低減することができる。本実施の形態では、絶縁層２０５としてプラズマＣＶＤ法により
厚さ２００ｎｍの酸化窒化シリコンと厚さ５０ｎｍの窒化酸化シリコンの積層膜を用いる
。
〔ゲート電極を形成する〕
次に、絶縁層２０５上にゲート電極２０６を形成する（図４（Ａ）参照。）。ゲート電極
２０６は、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンか
ら選ばれた金属元素、または上述した金属元素を成分とする合金か、上述した金属元素を
組み合わせた合金等を用いて形成してもよい。また、マンガン、ジルコニウムのいずれか
一または複数から選択された金属元素を用いてもよい。また、ゲート電極２０６は、単層
構造でも、二層以上の積層構造としてもよい。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、窒化チタン膜上にチタン膜
を積層する二層構造、窒化チタン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、窒化タンタ
ル膜または窒化タングステン膜上にタングステン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、チタン膜と、そのチタン膜上にアルミニウム膜を積層し、さらに
その上にチタン膜を形成する三層構造等がある。また、アルミニウムに、チタン、タンタ
ル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウムから選ばれた元素の膜
、または複数組み合わせた合金膜、もしくは窒化膜を用いてもよい。
また、ゲート電極２０６は、インジウム錫酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸
化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化
物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化シリコンを添加
したインジウム錫酸化物等の透光性を有する導電性材料を適用することもできる。また、
上記透光性を有する導電性材料と、上記金属元素の積層構造とすることもできる。
まず、絶縁層２０５上にスパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等により、ゲート電極２０
６となる導電膜を積層し、該導電膜上にフォトリソグラフィ工程によりレジストマスクを
形成する。次に、レジストマスクを用いてゲート電極２０６となる導電膜の一部をエッチ
ングして、ゲート電極２０６を形成する。この時、他の配線および電極も同時に形成する
ことができる。
導電膜のエッチングは、ドライエッチング法でもウエットエッチング法でもよく、両方を
用いてもよい。なお、ドライエッチング法によりエッチングを行った場合、レジストマス
クを除去する前にアッシング処理を行うと、剥離液を用いたレジストマスクの除去を容易
とすることができる。
なお、ゲート電極２０６は、上記形成方法の代わりに、電解メッキ法、印刷法、インクジ
ェット法等で形成してもよい。
ゲート電極２０６の厚さは、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以上３
００ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
また、ゲート電極２０６を、遮光性を有する導電性材料を用いて形成することで、外部か
らの光が、ゲート電極２０６側から半導体層２０８に到達しにくくすることができる。そ
の結果、光照射によるトランジスタの電気特性の変動を抑制することができる。
〔ゲート絶縁層を形成する〕
次に、ゲート絶縁層２０７を形成する（図４（Ａ）参照。）。ゲート絶縁層２０７は、例
えば酸化シリコン、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、酸化アルミニウムと酸化シリコンの混合物、酸化ハフニウム、酸化ガリウムまたは
Ｇａ－Ｚｎ系金属酸化物、窒化シリコンなどを用いればよく、積層または単層で設ける。
また、ゲート絶縁層２０７として、ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯｘ）、窒素が添加
されたハフニウムシリケート（ＨｆＳｉｘＯｙＮｚ）、窒素が添加されたハフニウムアル
ミネート（ＨｆＡｌｘＯｙＮｚ）、酸化ハフニウム、酸化イットリウムなどのｈｉｇｈ－
ｋ材料を用いることでトランジスタのゲートリークを低減できる。例えば、酸化窒化シリ
コンと酸化ハフニウムの積層としてもよい。
ゲート絶縁層２０７の厚さは、５ｎｍ以上４００ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以上
３００ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下とするとよい。
ゲート絶縁層２０７は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等で形成することができる
。
ゲート絶縁層２０７として酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、または窒化酸化シリコ
ン膜を形成する場合、原料ガスとしては、シリコンを含む堆積性気体及び酸化性気体を用
いることが好ましい。シリコンを含む堆積性気体の代表例としては、シラン、ジシラン、
トリシラン、フッ化シラン等がある。酸化性気体としては、酸素、オゾン、一酸化二窒素
、二酸化窒素等がある。
また、ゲート絶縁層２０７は、窒化物絶縁層と酸化物絶縁層をゲート電極２０６側から順
に積層する積層構造としてもよい。ゲート電極２０６側に窒化物絶縁層を設けることで、
ゲート電極２０６側から水素、窒素、アルカリ金属、またはアルカリ土類金属等が半導体
層２０８に移動することを防ぐことができる。なお、一般に、窒素、アルカリ金属、また
はアルカリ土類金属等は、半導体の不純物元素として機能する。また、水素は、酸化物半
導体の不純物元素として機能する。よって、本明細書等における「不純物」には、水素、
窒素、アルカリ金属、またはアルカリ土類金属等が含まれるものとする。
また、半導体層２０８として酸化物半導体を用いる場合は、半導体層２０８側に酸化物絶
縁層を設けることで、ゲート絶縁層２０７と半導体層２０８の界面における欠陥準位を低
減することが可能である。この結果、電気特性の劣化の少ないトランジスタを得ることが
できる。なお、半導体層２０８として酸化物半導体を用いる場合は、酸化物絶縁層として
、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁層を用いて形成すると
、ゲート絶縁層２０７と半導体層２０８の界面における欠陥準位をさらに低減することが
可能であるため好ましい。
また、ゲート絶縁層２０７を、上記のように窒化物絶縁層と酸化物絶縁層の積層とする場
合、酸化物絶縁層よりも窒化物絶縁層を厚くすることが好ましい。
窒化物絶縁層は酸化物絶縁層よりも比誘電率が大きいため、ゲート絶縁層２０７の膜厚を
厚くしても、ゲート電極２０６に生じる電界を効率よく半導体層２０８に伝えることがで
きる。また、ゲート絶縁層２０７全体を厚くすることで、ゲート絶縁層２０７の絶縁耐圧
を高めることができる。よって、表示装置の信頼性を高めることができる。
また、ゲート絶縁層２０７は、欠陥の少ない第１の窒化物絶縁層と、水素ブロッキング性
の高い第２の窒化物絶縁層と、酸化物絶縁層とが、ゲート電極２０６側から順に積層され
る積層構造とすることができる。ゲート絶縁層２０７に、欠陥の少ない第１の窒化物絶縁
層を用いることで、ゲート絶縁層２０７の絶縁耐圧を向上させることができる。また、ゲ
ート絶縁層２０７に、水素ブロッキング性の高い第２の窒化物絶縁層を設けることで、ゲ
ート電極２０６及び第１の窒化物絶縁層に含まれる水素が半導体層２０８に移動すること
を防ぐことができる。
第１の窒化物絶縁層、第２の窒化物絶縁層の作製方法の一例を以下に示す。はじめに、シ
ラン、窒素、及びアンモニアの混合ガスを原料ガスとして用いたプラズマＣＶＤ法により
、欠陥の少ない窒化シリコン膜を第１の窒化物絶縁層として形成する。次に、原料ガスを
、シラン及び窒素の混合ガスに切り替えて、水素濃度が少なく、且つ水素をブロッキング
することが可能な窒化シリコン膜を第２の窒化物絶縁層として成膜する。このような形成
方法により、欠陥が少なく、且つ水素のブロッキング性を有する窒化物絶縁層が積層され
たゲート絶縁層２０７を形成することができる。
また、ゲート絶縁層２０７は、不純物のブロッキング性が高い第３の窒化物絶縁層と、欠
陥の少ない第１の窒化物絶縁層と、水素ブロッキング性の高い第２の窒化物絶縁層と、酸
化物絶縁層とが、ゲート電極２０６側から順に積層される積層構造とすることができる。
ゲート絶縁層２０７に、不純物のブロッキング性が高い第３の窒化物絶縁層を設けること
で、ゲート電極２０６から水素、窒素、アルカリ金属、またはアルカリ土類金属等が半導
体層２０８に移動することを防ぐことができる。
第１の窒化物絶縁層乃至第３の窒化物絶縁層の作製方法の一例を以下に示す。はじめに、
シラン、窒素、及びアンモニアの混合ガスを原料ガスとして用いたプラズマＣＶＤ法によ
り、不純物のブロッキング性が高い窒化シリコン膜を第３の窒化物絶縁層として形成する
。次に、アンモニアの流量の増加させることで、欠陥の少ない窒化シリコン膜を第１の窒
化物絶縁層として形成する。次に、原料ガスを、シラン及び窒素の混合ガスに切り替えて
、水素濃度が少なく、且つ水素をブロッキングすることが可能な窒化シリコン膜を第２の
窒化物絶縁層として成膜する。このような形成方法により、欠陥が少なく、且つ不純物の
ブロッキング性を有する窒化物絶縁層が積層されたゲート絶縁層２０７を形成することが
できる。
また、ゲート絶縁層２０７として酸化ガリウム膜を形成する場合、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａ
ｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用い
て形成することができる。
なお、トランジスタのチャネルが形成される半導体層２０８と、酸化ハフニウムを含む絶
縁層を、酸化物絶縁層を介して積層し、酸化ハフニウムを含む絶縁層に電子を注入するこ
とで、トランジスタのしきい値電圧を変化させることができる。
〔半導体層を形成する〕
前述した通り、半導体層２０８は、非晶質半導体、微結晶半導体、多結晶半導体等を用い
て形成することができる。例えば、非晶質シリコンや、微結晶ゲルマニウム等を用いるこ
とができる。また、炭化シリコン、ガリウム砒素、酸化物半導体、窒化物半導体などの化
合物半導体や、有機半導体等を用いることができる。
半導体層２０８の厚さは、３ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以上１００ｎｍ
以下、さらに好ましくは３ｎｍ以上５０ｎｍ以下とする。本実施の形態では、半導体層２
０８として、スパッタリング法により厚さ３０ｎｍの酸化物半導体膜を形成する。
続いて、酸化物半導体膜上にレジストマスクを形成し、該レジストマスクを用いて酸化物
半導体膜の一部を選択的にエッチングすることで、半導体層２０８を形成する。レジスト
マスクの形成は、フォトリソグラフィ法、印刷法、インクジェット法等を適宜用いて行う
ことができる。レジストマスクをインクジェット法で形成すると、フォトマスクを使用し
ないため、製造コストを低減できる。
酸化物半導体膜のエッチングは、ドライエッチング法でもウエットエッチング法でもよく
、両方を用いてもよい。酸化物半導体膜のエッチング終了後、レジストマスクを除去する
（図４（Ｂ）参照。）。
〔ソース電極、ドレイン電極等を形成する〕
次に、ソース電極２０９ａ、ドレイン電極２０９ｂ、配線２１９、および端子電極２１６
を形成する。まず、ゲート絶縁層２０７、半導体層２０８上に導電膜を形成する。
導電膜としては、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からなる単体金属、またはこれ
を主成分とする合金を単層構造または積層構造を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、そのチタン膜または
窒化チタン膜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、そのモ
リブデン膜または窒化モリブデン膜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、タングステン膜上
に銅膜を積層し、さらにその上にタングステン膜を形成する三層構造等がある。
なお、インジウム錫酸化物、亜鉛酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸
化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化
チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジ
ウム錫酸化物などの酸素を含む導電性材料、窒化チタン、窒化タンタルなどの窒素を含む
導電性材料を用いてもよい。また、前述した金属元素を含む材料と、酸素を含む導電性材
料を組み合わせた積層構造とすることもできる。また、前述した金属元素を含む材料と、
窒素を含む導電性材料を組み合わせた積層構造とすることもできる。また、前述した金属
元素を含む材料、酸素を含む導電性材料、および窒素を含む導電性材料を組み合わせた積
層構造とすることもできる。
また、導電膜の厚さは、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以上３００
ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。本実施の形態では、導電
膜として厚さ３００ｎｍのタングステン膜を形成する。
次に、レジストマスクを用いて、導電膜の一部を選択的にエッチングし、ソース電極２０
９ａ、ドレイン電極２０９ｂ、配線２１９、および端子電極２１６（これと同じ膜で形成
される他の電極または配線を含む）を形成する。レジストマスクの形成は、フォトリソグ
ラフィ法、印刷法、インクジェット法等を適宜用いて行うことができる。レジストマスク
をインクジェット法で形成するとフォトマスクを使用しないため、製造コストを低減でき
る。
導電膜のエッチングは、ドライエッチング法でもウエットエッチング法でもよく、両方を
用いてもよい。なお、エッチング工程により、露出した半導体層２０８の一部が除去され
る場合がある。
導電膜のエッチングは、ドライエッチング法でもウエットエッチング法でもよく、両方を
用いてもよい。導電膜のエッチング終了後、レジストマスクを除去する（図４（Ｃ）参照
。）。
〔絶縁層を形成する〕
次に、ソース電極２０９ａ、ドレイン電極２０９ｂ、配線２１９、および端子電極２１６
上に絶縁層２１０を形成する。絶縁層２１０は、絶縁層２０５と同様の材料および方法で
形成することができる。
また、半導体層２０８に酸化物半導体を用いる場合は、少なくとも絶縁層２１０の半導体
層２０８と接する領域に、酸素を含む絶縁層を用いることが好ましい。例えば、絶縁層２
１０を複数層の積層とする場合、少なくとも半導体層２０８と接する層を酸化シリコンで
形成すればよい。
〔開口の形成〕
次に、レジストマスクを用いて、絶縁層２１０の一部を選択的にエッチングし、開口１２
８を形成する。この時、図示しない他の開口も同時に形成する。レジストマスクの形成は
、フォトリソグラフィ法、印刷法、インクジェット法等を適宜用いて行うことができる。
レジストマスクをインクジェット法で形成するとフォトマスクを使用しないため、製造コ
ストを低減できる。
導電膜のエッチングは、ドライエッチング法でもウエットエッチング法でもよく、両方を
用いてもよい。なお、エッチング工程により、露出した半導体層２０８の一部が除去され
る場合がある。
開口１２８の形成により、ドレイン電極２０９ｂ、端子電極２１６の一部が露出する。開
口１２８の形成後、レジストマスクを除去する。
〔平坦化膜を形成する〕
次に、絶縁層２１０上に絶縁層２１１を形成する。絶縁層２１１は、絶縁層２０５と同様
の材料および方法で形成することができる。
また、発光素子１２５の被形成面の表面凹凸を低減するために、絶縁層２１１に平坦化処
理を行ってもよい。平坦化処理として特に限定はないが、研磨処理（例えば、化学的機械
研磨法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：ＣＭＰ））、
やドライエッチング処理により行うことができる。
また、平坦化機能を有する絶縁材料を用いて絶縁層２１１を形成することで、研磨処理を
省略することもできる。平坦化機能を有する絶縁材料として、例えば、ポリイミド樹脂、
アクリル樹脂等の有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材
料（ｌｏｗ－ｋ材料）等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁層
を複数積層させることで、絶縁層２１１を形成してもよい。
また、開口１２８と重畳する領域の絶縁層２１１の一部を除去して、開口１２９を形成す
る。この時、図示しない他の開口部も同時に形成する。また、後に外部電極１２４が接続
する領域の絶縁層２１１は除去する。なお、開口１２９等は、絶縁層２１１上にフォトリ
ソグラフィ工程によるレジストマスクの形成を行い、絶縁層２１１のレジストマスクに覆
われていない領域をエッチングすることで形成できる（図５（Ａ）参照。）。開口１２９
を形成することにより、ドレイン電極２０９ｂの表面を露出させる。
また、絶縁層２１１に感光性を有する材料を用いることで、レジストマスクを用いること
なく開口１２９を形成することができる。本実施の形態では、感光性のポリイミド樹脂を
用いて絶縁層２１１および開口１２９を形成する。
〔陽極を形成する〕
次に、絶縁層２１１上に電極１１５を形成する（図５（Ｂ）参照。）。電極１１５は、後
に形成されるＥＬ層１１７が発する光を効率よく反射する導電性材料を用いて形成するこ
とが好ましい。なお、電極１１５は単層に限らず、複数層の積層構造としてもよい。例え
ば、電極１１５を陽極として用いる場合、ＥＬ層１１７と接する層を、インジウム錫酸化
物などのＥＬ層１１７よりも仕事関数が大きく透光性を有する層とし、その層に接して反
射率の高い層（アルミニウム、アルミニウムを含む合金、または銀など）を設けてもよい
。
なお、本実施の形態では、トップエミッション構造の表示装置について例示するが、ボト
ムエミッション構造（下面射出構造）、またはデュアルエミッション構造（両面射出構造
）の表示装置とすることもできる。
表示装置１００を、ボトムエミッション構造（下面射出構造）、またはデュアルエミッシ
ョン構造（両面射出構造）の表示装置とする場合は、電極１１５に透光性を有する導電性
材料を用いればよい。
電極１１５は、絶縁層２１１上に電極１１５となる導電膜を形成し、該導電膜上にレジス
トマスクを形成し、該導電膜のレジストマスクに覆われていない領域をエッチングするこ
とで形成できる。該導電膜のエッチングは、ドライエッチング法、ウエットエッチング法
、または双方を組み合わせたエッチング法を用いることができる。レジストマスクの形成
は、フォトリソグラフィ法、印刷法、インクジェット法等を適宜用いて行うことができる
。レジストマスクをインクジェット法で形成すると、フォトマスクを使用しないため、製
造コストを低減できる。電極１１５の形成後、レジストマスクを除去する。
〔隔壁を形成する〕
次に、隔壁１１４を形成する（図５（Ｃ）参照。）。隔壁１１４は、隣接する画素の発光
素子１２５が意図せず電気的に短絡し、誤発光することを防ぐために設ける。また、後述
するＥＬ層１１７の形成にメタルマスクを用いる場合、メタルマスクが電極１１５に接触
しないようにする機能も有する。隔壁１１４は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、イミド樹
脂などの有機樹脂材料や、酸化シリコンなどの無機材料で形成することができる。隔壁１
１４は、その側壁がテーパーまたは連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように
形成することが好ましい。隔壁１１４の側壁をこのような形状とすることで、後に形成さ
れるＥＬ層１１７や電極１１８の被覆性を良好なものとすることができる。
〔ＥＬ層を形成する〕
ＥＬ層１１７の構成については、実施の形態４で説明する。
〔陰極を形成する〕
本実施の形態では電極１１８を陰極として用いるため、電極１１８を後述するＥＬ層１１
７に電子を注入できる仕事関数の小さい材料を用いて形成することが好ましい。また、仕
事関数の小さい金属単体ではなく、仕事関数の小さいアルカリ金属、またはアルカリ土類
金属を数ｎｍ形成した層を緩衝層として形成し、その上にアルミニウムなどの金属材料、
インジウム錫酸化物等の導電性を有する酸化物材料、または半導体材料を用いて形成して
もよい。また、緩衝層として、アルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、または、マグ
ネシウム－銀等の合金を用いることもできる。
また、電極１１８を介して、ＥＬ層１１７が発する光を取り出す場合には、電極１１８は
、可視光に対し透光性を有することが好ましい。電極１１５、ＥＬ層１１７、電極１１８
により、発光素子１２５が形成される（図５（Ｄ）参照。）。
〔対向素子形成基板を形成する〕
遮光層２６４、着色層２６６、オーバーコート層２６８、絶縁層１４５、および剥離層１
４３が形成された素子形成基板１４１を、接着層１２０を介して素子形成基板１０１上に
形成する（図６（Ａ）参照。）。なお、素子形成基板１４１は素子形成基板１０１と向か
い合うように形成されるため、素子形成基板１４１を「対向素子形成基板」と呼ぶ場合が
ある。素子形成基板１４１（対向素子形成基板）の構成については、追って説明する。
接着層１２０は、電極１１８に接して形成される。素子形成基板１４１は、接着層１２０
により固定される。接着層１２０としては、光硬化型の接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬
化型接着剤、または嫌気型接着剤を用いることができる。例えば、エポキシ樹脂、アクリ
ル樹脂、イミド樹脂等を用いることができる。トップエミッション構造の場合は接着層１
２０に光の波長以下の大きさの乾燥剤（ゼオライト等）や、屈折率の大きいフィラー（酸
化チタンや、ジルコニウム等）を混合すると、ＥＬ層１１７が発する光の取り出し効率が
向上するため好適である。
〔素子形成基板を絶縁層から剥離する〕
次に、剥離層１１３を介して絶縁層２０５と接する素子形成基板１０１を、絶縁層２０５
から剥離する（図６（Ｂ）参照。）。剥離方法としては、機械的な力を加えること（人間
の手や治具で引き剥がす処理や、ローラーを回転させながら分離する処理、超音波等）を
用いて行えばよい。たとえば、剥離層１１３に鋭利な刃物またはレーザ光照射等で切り込
みをいれ、その切り込みに水を注入する。または、その切り込みに霧状の水を吹き付ける
。毛細管現象により水が剥離層１１３と絶縁層２０５の間にしみこむことにより、素子形
成基板１０１を絶縁層２０５から容易に剥離することができる。
〔基板を貼り合わせる〕
次に、接着層１１２を介して基板１１１を絶縁層２０５に貼り合わせる（図７（Ａ）、図
７（Ｂ）参照。）。接着層１１２は、接着層１２０と同様の材料を用いることができる。
〔対向素子形成基板を絶縁層から剥離する〕
次に、剥離層１４３を介して絶縁層１４５と接する素子形成基板１４１を、絶縁層１４５
から剥離する（図８（Ａ）参照。）。素子形成基板１４１の剥離は、前述した素子形成基
板１０１の剥離と同様の方法で行うことができる。
〔基板を貼り合わせる〕
次に、接着層１４２を介して基板１２１を絶縁層１４５に貼り合わせる（図８（Ｂ）参照
。）。接着層１４２は、接着層１２０と同様の材料を用いることができる。
〔開口を形成する〕
次に、端子電極２１６および開口１２８と重畳する領域の、基板１２１、接着層１４２、
絶縁層１４５、着色層２６６、オーバーコート層２６８、および接着層１２０を除去して
、開口１２２を形成する（図９（Ａ）参照。）。開口１２２を形成することにより、端子
電極２１６の表面の一部が露出する。
〔外部電極を形成する〕
次に、開口１２２に異方性導電接続層１２３を形成し、異方性導電接続層１２３上に、表
示装置１００に電力や信号を入力するための外部電極１２４を形成する（図９（Ｂ）参照
）。端子電極２１６は、異方性導電接続層１２３を介して外部電極１２４と電気的に接続
される。なお、外部電極１２４として、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅ
ｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）を用いることができる。
異方性導電接続層１２３は、公知の異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉ
ｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔ
ｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）などを用いて形成することができる。
異方性導電接続層１２３は、熱硬化性、又は熱硬化性及び光硬化性の樹脂に導電性粒子を
混ぜ合わせたペースト状又はシート状の材料を硬化させたものである。異方性導電接続層
１２３は、光照射や熱圧着によって異方性の導電性を示す材料となる。異方性導電接続層
１２３に用いられる導電性粒子としては、例えば球状の有機樹脂をＡｕやＮｉ、Ｃｏ等の
薄膜状の金属で被覆した粒子を用いることができる。
異方性導電接続層１２３を介して外部電極１２４と端子電極２１６を電気的に接続するこ
とで、表示装置１００に電力や信号を入力することが可能となる。
〔対向素子形成基板に形成される構造物〕
次に、素子形成基板１４１に形成される遮光層２６４などの構造物について、図１０を用
いて説明する。
まず、素子形成基板１４１を準備する。素子形成基板１４１としては、素子形成基板１０
１と同様の材料を用いることができる。次に、素子形成基板１４１上に剥離層１４３と絶
縁層１４５を形成する（図１０（Ａ）参照）。剥離層１４３は、剥離層１１３と同様の材
料および方法で形成することができる。また、絶縁層１４５は、絶縁層２０５と同様の材
料および方法で形成することができる。
次に、絶縁層１４５上に、遮光層２６４を形成する（図１０（Ｂ）参照）。その後、着色
層２６６を形成する（図１０（Ｃ）参照）。
遮光層２６４および着色層２６６は、様々な材料を用いて、印刷法、インクジェット法、
フォトリソグラフィ法を用いて、それぞれ所望の位置に形成する。
次に、遮光層２６４および着色層２６６上にオーバーコート層２６８を形成する（図１０
（Ｄ）参照）。
オーバーコート層２６８としては、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド等の
有機絶縁層を用いることができる。オーバーコート層２６８を形成することによって、例
えば、着色層２６６中に含まれる不純物等を発光素子１２５側に拡散することを抑制する
ことができる。ただし、オーバーコート層２６８は、必ずしも設ける必要はなく、オーバ
ーコート層２６８を形成しない構造としてもよい。
また、オーバーコート層２６８として透光性を有する導電膜を形成してもよい。オーバー
コート層２６８として透光性を有する導電膜を設けることで、発光素子１２５から発せら
れた光２３５を透過し、かつ、イオン化した不純物の透過を防ぐことができる。
透光性を有する導電膜は、例えば、酸化インジウム、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎ
ｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、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、グラフェン等の他、透光性を有す
る程度に薄く形成された金属膜を用いてもよい。
以上の工程で素子形成基板１４１に遮光層２６４などの構造物を形成することができる。
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
（実施の形態３）
トップエミッション構造の表示装置１００の構成を変形して、ボトムエミッション構造の
表示装置１５０を作製することができる。
図１１に、ボトムエミッション構造の表示装置１５０の断面構成例を示す。なお、図１１
は、表示装置１００の斜視図である図１（Ａ）中でＡ１－Ａ２の一点鎖線で示す部位と、
同等の部位の断面図である。ボトムエミッション構造の表示装置１５０は、遮光層２６４
、着色層２６６、およびオーバーコート層２６８の形成位置が、表示装置１００と異なる
。具体的には、表示装置１５０では、遮光層２６４、着色層２６６、およびオーバーコー
ト層２６８が、基板１１１上に形成される。
また、表示装置１５０では、絶縁層１４５を基板１２１に直接形成して、接着層１２０を
介して基板１１１と貼り合せることができる。すなわち、絶縁層１４５を素子形成基板１
４１から転置する必要がないため、素子形成基板１４１、剥離層１４３、接着層１４２を
不要とすることができる。よって、表示装置の生産性や歩留まりなどを向上することがで
きる。なお、表示装置１５０の他の構成は、表示装置１００と同様に形成することができ
る。
また、ボトムエミッション構造の表示装置１５０は、電極１１５を、透光性を有する導電
性材料を用いて形成され、電極１１８を、ＥＬ層１１７が発する光を効率よく反射する導
電性材料を用いて形成される。
表示装置１５０は、ＥＬ層１１７から発せられる光２３５を、着色層２６６を介して基板
１１１側から射出することができる。
なお、表示装置１５０では、駆動回路１３３を構成するトランジスタとして、トランジス
タ２７２を用いる例を示している。トランジスタ２７２は、トランジスタ２５２と同様に
形成することができるが、絶縁層２１０上の半導体層２０８と重畳する領域に電極２６３
を有する点が異なる。電極２６３は、ゲート電極２０６と同様の材料および方法により形
成することができる。
電極２６３は、ゲート電極として機能させることができる。なお、ゲート電極２０６およ
び電極２６３のどちらか一方を、単に「ゲート電極」という場合、他方を「バックゲート
電極」という場合がある。また、ゲート電極２０６および電極２６３のどちらか一方を、
「第１のゲート電極」といい、他方を「第２のゲート電極」という場合がある。
一般に、バックゲート電極は導電膜で形成され、ゲート電極とバックゲート電極で半導体
層のチャネル形成領域を挟むように配置される。よって、バックゲート電極は、ゲート電
極と同様に機能させることができる。バックゲート電極の電位は、ゲート電極と同電位と
してもよく、ＧＮＤ電位や、任意の電位としてもよい。バックゲート電極の電位を変化さ
せることで、トランジスタのしきい値電圧を変化させることができる。
また、ゲート電極とバックゲート電極は導電膜で形成されるため、トランジスタの外部で
生じる電界が、チャネルが形成される半導体層に作用しないようにする機能（特に静電気
に対する静電遮蔽機能）も有する。
また、バックゲート電極側から光が入射する場合に、バックゲート電極を、遮光性を有す
る導電膜で形成することで、バックゲート電極側から半導体層に光が入射することを防ぐ
ことができる。よって、半導体層の光劣化を防ぎ、トランジスタのしきい値電圧がシフト
するなどの電気特性の劣化を防ぐことができる。
半導体層２０８を挟んでゲート電極２０６および電極２６３を設けることで、更にはゲー
ト電極２０６および電極２６３を同電位とすることで、半導体層２０８においてキャリア
の流れる領域が膜厚方向においてより大きくなるため、キャリアの移動量が増加する。こ
の結果、トランジスタのオン電流が大きくなると共に、電界効果移動度が高くなる。
また、ゲート電極２０６および電極２６３は、それぞれが外部からの電界を遮蔽する機能
を有するため、ゲート電極２０６よりも下層、電極２６３よりも上層に存在する電荷が、
半導体層２０８に影響しない。この結果、ストレス試験（例えば、ゲートに負の電圧を印
加する－ＧＢＴ（Ｇａｔｅ Ｂｉａｓ－Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）ストレス試験）や、ゲ
ートに正の電圧を印加する＋ＧＢＴストレス試験の前後におけるしきい値電圧の変動が小
さい。また、異なるドレイン電圧におけるオン電流の立ち上がり電圧の変動を抑制するこ
とができる。
なお、ＢＴストレス試験は加速試験の一種であり、長期間の使用によって起こるトランジ
スタの特性変化（即ち、経年変化）を、短時間で評価することができる。特に、ＢＴスト
レス試験前後におけるトランジスタのしきい値電圧の変動量は、信頼性を調べるための重
要な指標となる。ＢＴストレス試験前後において、しきい値電圧の変動量が少ないほど、
信頼性が高いトランジスタであるといえる。
また、ゲート電極２０６および電極２６３を有し、且つゲート電極２０６および電極２６
３を同電位とすることで、しきい値電圧の変動量が低減される。このため、複数のトラン
ジスタにおける電気特性のばらつきも同時に低減される。
なお、表示領域１３１中に形成されるトランジスタ２３２に、バックゲート電極を設けて
もよい。
なお、図１５、図１６などと同様に、タッチセンサを設けてもよい。その場合の例を、図
１７、図１８に示す。
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
（実施の形態４）
本実施の形態では、発光素子１２５に用いることができる発光素子の構成例について説明
する。なお、本実施の形態に示すＥＬ層３２０が、他の実施の形態に示したＥＬ層１１７
に相当する。
＜発光素子の構成＞
図１２（Ａ）に示す発光素子３３０は、一対の電極（電極３１８、電極３２２）間にＥＬ
層３２０が挟まれた構造を有する。なお、以下の本実施の形態の説明においては、例とし
て、電極３１８を陽極として用い、電極３２２を陰極として用いるものとする。
また、ＥＬ層３２０は、少なくとも発光層を含んで形成されていればよく、発光層以外の
機能層を含む積層構造であっても良い。発光層以外の機能層としては、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、電子注入性の高い物質、バイポー
ラ性（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質等を含む層を用いることができる。具体
的には、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等の機能層を適宜組み合わせ
て用いることができる。
図１２（Ａ）に示す発光素子３３０は、電極３１８と電極３２２との間に生じた電位差に
より電流が流れ、ＥＬ層３２０において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。
つまりＥＬ層３２０に発光領域が形成されるような構成となっている。
本発明において、発光素子３３０からの発光は、電極３１８、または電極３２２側から外
部に取り出される。従って、電極３１８、または電極３２２のいずれか一方は透光性を有
する物質で成る。
なお、ＥＬ層３２０は図１２（Ｂ）に示す発光素子３３１のように、電極３１８と電極３
２２との間に複数積層されていても良い。ｎ層（ｎは２以上の自然数）の積層構造を有す
る場合には、ｍ番目（ｍは、１≦ｍ＜ｎを満たす自然数）のＥＬ層３２０と、（ｍ＋１）
番目のＥＬ層３２０との間には、それぞれ電荷発生層３２０ａを設けることが好ましい。
電荷発生層３２０ａは、有機化合物と金属酸化物の複合材料、金属酸化物、有機化合物と
アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物との複合材料の他、これらを適
宜組み合わせて形成することができる。有機化合物と金属酸化物の複合材料としては、例
えば、有機化合物と酸化バナジウムや酸化モリブデンや酸化タングステン等の金属酸化物
を含む。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水
素等の低分子化合物、または、それらの低分子化合物のオリゴマー、デンドリマー、ポリ
マー等など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔輸送
性有機化合物として正孔移動度が１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが
好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用い
てもよい。なお、電荷発生層３２０ａに用いるこれらの材料は、キャリア注入性、キャリ
ア輸送性に優れているため、発光素子３３０の低電流駆動、および低電圧駆動を実現する
ことができる。
なお、電荷発生層３２０ａは、有機化合物と金属酸化物の複合材料と他の材料とを組み合
わせて形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供
与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わ
せて形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電膜
とを組み合わせて形成してもよい。
このような構成を有する発光素子３３１は、エネルギーの移動や消光などの問題が起こり
難く、材料の選択の幅が広がることで高い発光効率と長い寿命とを併せ持つ発光素子とす
ることが容易である。また、一方の発光層で燐光発光、他方で蛍光発光を得ることも容易
である。
なお、電荷発生層３２０ａとは、電極３１８と電極３２２に電圧を印加したときに、電荷
発生層３２０ａに接して形成される一方のＥＬ層３２０に対して正孔を注入する機能を有
し、他方のＥＬ層３２０に電子を注入する機能を有する。
図１２（Ｂ）に示す発光素子３３１は、ＥＬ層３２０に用いる発光物質の種類を変えるこ
とにより様々な発光色を得ることができる。また、発光物質として発光色の異なる複数の
発光物質を用いることにより、ブロードなスペクトルの発光や白色発光を得ることもでき
る。
図１２（Ｂ）に示す発光素子３３１を用いて、白色発光を得る場合、複数のＥＬ層の組み
合わせとしては、赤、青及び緑色の光を含んで白色に発光する構成であればよく、例えば
、青色の蛍光材料を発光物質として含む発光層と、緑色と赤色の燐光材料を発光物質とし
て含む発光層を有する構成が挙げられる。また、赤色の発光を示す発光層と、緑色の発光
を示す発光層と、青色の発光を示す発光層とを有する構成とすることもできる。または、
補色の関係にある光を発する発光層を有する構成であっても白色発光が得られる。発光層
が２層積層された積層型素子において、発光層から得られる発光の発光色と発光層から得
られる発光の発光色を補色の関係にする場合、補色の関係としては、青色と黄色、あるい
は青緑色と赤色などが挙げられる。
なお、上述した積層型素子の構成において、積層される発光層の間に電荷発生層を配置す
ることにより、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での長寿命素子を実現することが
できる。また、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一な発
光が可能となる。
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
（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が適用された電子機器や照明装置の例につ
いて、図面を参照して説明する。
フレキシブルな形状を備える表示装置を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン
装置（テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、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（携帯電話、
携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機な
どの大型ゲーム機などが挙げられる。
また、照明装置や表示装置を、家屋やビルの内壁または外壁や、自動車の内装または外装
の曲面に沿って組み込むことも可能である。
図１３（Ａ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０１
に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、ス
ピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、表示
装置を表示部７４０２に用いることにより作製される。
図１３（Ａ）に示す携帯電話機７４００は、表示部７４０２を指などで触れることで、情
報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いは文字を入力するなどのあらゆる
操作は、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。
また操作ボタン７４０３の操作により、電源のＯＮ、ＯＦＦや、表示部７４０２に表示さ
れる画像の種類を切り替えることができる。例えば、メール作成画面から、メインメニュ
ー画面に切り替えることができる。
ここで、表示部７４０２には、本発明の一態様の表示装置が組み込まれている。したがっ
て、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い携帯電話機とすることができる。
図１３（Ｂ）は、リストバンド型の表示装置の一例を示している。携帯表示装置７１００
は、筐体７１０１、表示部７１０２、操作ボタン７１０３、及び送受信装置７１０４を備
える。
携帯表示装置７１００は、送受信装置７１０４によって映像信号を受信可能で、受信した
映像を表示部７１０２に表示することができる。また、音声信号を他の受信機器に送信す
ることもできる。
また、操作ボタン７１０３によって、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や表示する映像の切り替え
、または音声のボリュームの調整などを行うことができる。
ここで、表示部７１０２には、本発明の一態様の表示装置が組み込まれている。したがっ
て、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い携帯表示装置とすることができる。
図１３（Ｃ）乃至図１３（Ｄ）は、照明装置の一例を示している。照明装置７２００、照
明装置７２１０、照明装置７２２０はそれぞれ、操作スイッチ７２０３を備える台部７２
０１と、台部７２０１に支持される発光部を有する。
図１３（Ｃ）に示す照明装置７２１０の備える発光部７２１２は、凸状に湾曲した２つの
発光部が対称的に配置された構成となっている。したがって照明装置７２１０を中心に全
方位を照らすことができる。
図１３（Ｄ）に示す照明装置７２２０は、凹状に湾曲した発光部７２２２を備える。した
がって、発光部７２２２からの発光を、照明装置７２２０の前面に集光するため、特定の
範囲を明るく照らす場合に適している。
また、照明装置７２００、照明装置７２１０及び照明装置７２２０が備える各々の発光部
はフレキシブル性を有しているため、当該発光部を可塑性の部材や可動なフレームなどの
部材で固定し、用途に合わせて発光部の発光面を自在に湾曲可能な構成としてもよい。
ここで、照明装置７２００、照明装置７２１０及び照明装置７２２０が備える各々の発光
部には、本発明の一態様の表示装置が組み込まれている。したがって、湾曲した表示部を
備え、且つ信頼性の高い照明装置とすることができる。
図１４（Ａ）に、携帯型の表示装置の一例を示す。表示装置７３００は、筐体７３０１、
表示部７３０２、操作ボタン７３０３、引き出し部材７３０４、制御部７３０５を備える
。
表示装置７３００は、筒状の筐体７３０１内にロール状に巻かれたフレキシブルな表示部
７３０２を備える。表示部７３０２は、遮光層などが形成された第１の基板と、トランジ
スタなどが形成された第２の基板を有する。表示部７３０２は、筐体７３０１内において
常に第２の基板が外側になるように巻かれている。
また、表示装置７３００は制御部７３０５によって映像信号を受信可能で、受信した映像
を表示部７３０２に表示することができる。また、制御部７３０５にはバッテリを備える
。また、制御部７３０５にコネクタを備え、映像信号や電力を直接供給する構成としても
よい。
また、操作ボタン７３０３によって、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や表示する映像の切り替え
等を行うことができる。
図１４（Ｂ）に、表示部７３０２を引き出し部材７３０４により引き出した状態を示す。
この状態で表示部７３０２に映像を表示することができる。また、筐体７３０１の表面に
配置された操作ボタン７３０３によって、片手で容易に操作することができる。
なお、表示部７３０２を引き出した際に表示部７３０２が湾曲しないよう、表示部７３０
２の端部に補強のためのフレームを設けていてもよい。
なお、この構成以外に、筐体にスピーカを設け、映像信号と共に受信した音声信号によっ
て音声を出力する構成としてもよい。
表示部７３０２には、本発明の一態様の表示装置が組み込まれている。したがって、表示
部７３０２はフレキシブルで且つ信頼性の高い表示装置であるため、表示装置７３００は
軽量で且つ信頼性の高い表示装置とすることができる。
なお、本発明の一態様の表示装置を具備していれば、上記で示した電子機器や照明装置に
特に限定されないことは言うまでもない。
本実施の形態に示す構成及び方法などは、他の実施の形態に示す構成及び方法などと適宜
組み合わせて用いることができる。
１００ 表示装置
１０１ 素子形成基板
１１１ 基板
１１２ 接着層
１１３ 剥離層
１１４ 隔壁
１１５ 電極
１１７ ＥＬ層
１１８ 電極
１２０ 接着層
１２１ 基板
１２２ 開口
１２３ 異方性導電接続層
１２４ 外部電極
１２５ 発光素子
１２８ 開口
１２９ 開口
１３１ 表示領域
１３２ 駆動回路
１３３ 駆動回路
１３４ 画素
１３５ 走査線
１３６ 信号線
１４１ 素子形成基板
１４２ 接着層
１４３ 剥離層
１４５ 絶縁層
１５０ 表示装置
２０５ 絶縁層
２０６ ゲート電極
２０７ ゲート絶縁層
２０８ 半導体層
２１０ 絶縁層
２１１ 絶縁層
２１６ 端子電極
２１９ 配線
２３２ トランジスタ
２３３ 容量素子
２３５ 光
２４１ ストレス
２４２ ストレス
２５２ トランジスタ
２６３ 電極
２６４ 遮光層
２６６ 着色層
２６８ オーバーコート層
２７２ トランジスタ
３１８ 電極
３２０ ＥＬ層
３２２ 電極
３３０ 発光素子
３３１ 発光素子
４３１ トランジスタ
４３２ 液晶素子
４３５ ノード
４３６ ノード
４３７ ノード
７１００ 携帯表示装置
７１０１ 筐体
７１０２ 表示部
７１０３ 操作ボタン
７１０４ 送受信装置
７２００ 照明装置
７２０１ 台部
７２０３ 操作スイッチ
７２１０ 照明装置
７２１２ 発光部
７２２０ 照明装置
７２２２ 発光部
７３００ 表示装置
７３０１ 筐体
７３０２ 表示部
７３０３ 操作ボタン
７３０４ 部材
７３０５ 制御部
７４００ 携帯電話機
７４０１ 筐体
７４０２ 表示部
７４０３ 操作ボタン
７４０４ 外部接続ポート
７４０５ スピーカ
７４０６ マイク
２０９ａ ソース電極
２０９ｂ ドレイン電極
３２０ａ 電荷発生層

Claims (9)

  1. 第１の基板と、
    トランジスタを有する第２の基板と、を有し、
    前記第１の基板と前記第２の基板が接着層を介して重畳する表示装置であって、
    前記表示装置は屈曲部を有し、
    前記屈曲部において、前記第１の基板が内側に位置し、前記第２の基板が外側に位置する、表示装置。
  2. 第１の基板と、
    トランジスタを有する第２の基板と、を有し、
    前記第１の基板と前記第２の基板が接着層を介して重畳する表示装置であって、
    前記表示装置は複数の屈曲部を有し、
    前記複数の屈曲部において、前記第１の基板が内側に位置し、
    前記第２の基板が外側に位置する、表示装置。
  3. 請求項１または２において、
    前記第１の基板は、可撓性を有する基板である、表示装置。
  4. 請求項１乃至３のいずれか一項において、
    前記第２の基板は、可撓性を有する基板である、表示装置。
  5. 請求項１乃至４のいずれか一項において、
    前記トランジスタは、酸化物半導体を有する、表示装置。
  6. 請求項１乃至５のいずれか一項において、
    前記第２の基板上に、発光素子が形成されている、表示装置。
  7. 請求項１乃至６のいずれか一項において、
    前記トランジスタは、酸化物半導体を有する、表示装置。
  8. 請求項１乃至７のいずれか一項において、
    前記第２の基板は、格子状に配置された配線を有する、表示装置。
  9. 請求項１乃至７のいずれか一項において、
    発光素子を有する、表示装置。
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