显示装置的制作方法

本发明的一个方式涉及一种显示装置、显示装置的制造方法。

注意，本发明的一个方式不局限于上述技术领域。作为本说明书等所公开的本发明的一个方式的技术领域的一个例子，可以举出半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、电子设备、照明装置、输入装置、输入输出装置、其驱动方法或者其制造方法。

注意，在本说明书等中，半导体装置是指能够通过利用半导体特性而工作的所有装置。晶体管、半导体电路、运算装置及存储装置等都是半导体装置的一个方式。另外，摄像装置、电光装置、发电装置(包括薄膜太阳能电池、有机薄膜太阳能电池等)以及电子设备有时包括半导体装置。

背景技术：

近年来，显示装置的用途不断多样化，例如，便携式信息终端、家用电视装置(也称为电视或电视接收器)、数字标牌(digitalsignage：电子看板)、pid(publicinformationdisplay：公共信息显示器)等中都使用有显示装置。作为显示装置，典型地可以举出具备有机el(electroluminescence：电致发光)元件或发光二极管(led：lightemittingdiode)等发光元件的显示装置、具备液晶元件的显示装置、以电泳方式等进行显示的电子纸等。另外，为了满足户外使用需求，对显示器的亮度要求逐年提高。

已公开了作为发光元件使用小型的led(也称为microled)而作为连接到每个像素电极的开关元件使用晶体管的有源矩阵型microled显示装置(专利文献1)。另外，作为连接到每个像素电极的开关元件，已知有使用呈现半导体特性的金属氧化物(以下，也称为氧化物半导体)作为沟道形成区域的晶体管的有源矩阵型显示装置(专利文献2及专利文献3)。

[先行技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]美国专利申请公开第2017/0179092号公报

[专利文献2]日本专利申请公开第2007-123861号公报

[专利文献3]日本专利申请公开第2007-96055号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

本发明的一个方式的目的之一是提供一种亮度高的显示装置。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种对比度高的显示装置。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种响应速度快的显示装置。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种功耗低的显示装置。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种制造成本低的显示装置。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种寿命长的显示装置。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的显示装置。

注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。此外，本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。另外，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载抽出上述以外的目的。

解决技术问题的手段

本发明的一个方式是一种显示装置，包括晶体管、发光元件、着色层、第一电极及第二电极，发光元件与第一电极及第二电极电连接，第一电极与晶体管电连接，第二电极位于与第一电极相同的面上，着色层位于发光元件上，着色层具有与发光元件重叠的区域，发光元件包括发光二极管芯片，发光元件具有发射白色光的功能。

本发明的一个方式是一种显示装置，包括晶体管、发光元件、着色层、荧光体层、第一电极及第二电极，发光元件与第一电极及第二电极电连接，第一电极与晶体管电连接，第二电极位于与第一电极相同的面上，着色层位于发光元件上，荧光体层位于发光元件与着色层间，荧光体层、发光元件及着色层具有彼此重叠的区域，发光元件包括发光二极管芯片，荧光体层包括发射发光元件的发光颜色的补色的光的荧光体。

在上述显示装置中，优选的是，还包括遮光层，遮光层与发光元件相邻。

在上述显示装置中，优选的是，发光元件具有发射蓝色光的功能，荧光体层包括发射黄色光的荧光体。

在上述显示装置中，优选的是，发光元件具有发射近紫外光或紫色光的功能，荧光体层包括发射红色光的荧光体、发射绿色光的荧光体以及发射蓝色光的荧光体。

在上述显示装置中，发光元件优选具有向着色层发射光的功能。

在上述显示装置中，优选的是，还包括第一凸块及第二凸块，第一凸块位于发光元件的一个电极与第一电极间，第二凸块位于发光元件的另一个电极与第二电极间，第一凸块及第二凸块包含银，第一电极及第二电极包含银、铝、钛和铜中的任一个以上。

在上述显示装置中，晶体管也可以在沟道形成区域中包括氧化物半导体。晶体管也可以在沟道形成区域包含硅。

发明效果

根据本发明的一个方式，可以提供一种亮度高的显示装置。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种对比度高的显示装置。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种响应速度快的显示装置。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种功耗低的显示装置。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种制造成本低的显示装置。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种寿命长的显示装置。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种新颖的显示装置。

注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。此外，本发明的一个方式并不需要实现所有上述效果。另外，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载抽出上述以外的效果。

附图简要说明

[图1](a)、(b)、(c)是显示装置的结构例子。

[图2](a)、(b)、(c)是显示装置的结构例子。

[图3](a)、(b)、(c)是发光元件的结构例子。

[图4](a)、(b)、(c)是发光元件的结构例子。

[图5](a)、(b)、(c)是显示装置的结构例子。

[图6](a)、(b)、(c)是显示装置的俯视图。

[图7]是显示装置的截面图。

[图8]是显示装置的截面图。

[图9](a)、(b)、(c)是说明显示装置的制造方法的图。

[图10](a)、(b)是说明显示装置的制造方法的图。

[图11]是说明显示装置的制造方法的图。

[图12](a)、(b)是说明显示装置的制造方法的图。

[图13]是显示装置的截面图。

[图14](a)、(b)是说明显示装置的制造方法的图。

[图15](a)、(b)是说明显示装置的制造方法的图。

[图16](a1)、(a2)、(b1)、(b2)、(c1)、(c2)是说明晶体管的图。

[图17](a1)、(a2)、(b1)、(b2)、(c1)、(c2)是说明晶体管的图。

[图18](a1)、(a2)、(b1)、(b2)、(c1)、(c2)是说明晶体管的图。

[图19](a1)、(a2)、(b1)、(b2)、(c1)、(c2)是说明晶体管的图。

[图20](a)是显示装置的方框图。(b)是显示装置的电路图。

[图21](a)、(b)、(c)是显示装置的电路图。

[图22](a)、(c)、(d)是显示装置的电路图。(b)是显示装置的时序图。

[图23](a)、(b)、(c)、(d)、(e)是说明数据处理装置的图。

[图24](a)、(b)、(c)、(d)、(e)是说明数据处理装置的图。

实施发明的方式

参照附图对实施方式进行详细说明。注意，本发明不局限于以下说明，而所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅局限在以下所示的实施方式所记载的内容中。

注意，在以下说明的发明的结构中，在不同的附图之间共同使用相同的附图标记来表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。此外，当表示具有相同功能的部分时有时使用相同的阴影线，而不特别附加附图标记。

注意，在本说明书所说明的各个附图中，有时为了明确起见，夸大表示各构成要素的大小、层的厚度、区域。因此，本发明并不局限于附图中的尺寸。

在本说明书等中使用的“第一”、“第二”等序数词是为了避免构成要素的混淆而附记的，而不是为了在数目方面上进行限定的。

晶体管是半导体元件的一种，可以实现电流或电压的放大、控制导通或非导通的开关工作等。本说明书中的晶体管包括igfet(insulatedgatefieldeffecttransistor：绝缘栅场效应晶体管)和薄膜晶体管(tft：thinfilmtransistor)。

注意，以下，“上”、“下”等方向的表现基本上按照附图的方向而使用。但是，为了简化起见，说明书中的“上”或“下”表示的方向有时与附图不一致。例如，当说明叠层体等的叠层顺序(或者形成顺序)等时，即使附图中的设置该叠层体的一侧的面(被形成面、支撑面、结合面、平坦面等)位于该叠层体的一侧，有时也将该方向记载为“下”，或者将与此相反的方向记载为“上”等。

在本说明书等中，显示装置的一个方式的显示面板是指能够在显示面显示(输出)图像等的面板。因此，显示面板是输出装置的一个方式。

在本说明书等中，有时将在显示面板的衬底上安装有例如fpc(flexibleprintedcircuit：柔性印刷电路)或tcp(tapecarrierpackage：载带封装)等连接器的结构或在衬底上以cog(chiponglass：玻璃覆晶封装)方式等直接安装ic的结构称为显示面板模块或显示模块，或者也简单地称为显示面板等。

(实施方式1)

在本实施方式中，说明本发明的一个方式的显示装置。

<结构例子1>

图1a示出本发明的一个方式的显示装置10的截面结构的一个例子。

显示装置10在衬底11与衬底13间包括功能层15、发光元件17、荧光体层35、着色层cfr、着色层cfg及着色层cfb等。在图1a中，衬底11一侧相当于显示装置10的显示面一侧。

作为发光元件17，例如可以使用oled(organiclightemittingdiode：有机发光二极管)、led、qled(quantum-dotlightemittingdiode：量子点发光二极管)、半导体激光器等自发光性的发光元件。尤其是，led的亮度及对比度高且响应速度快，所以适合用于发光元件17，由此可以实现亮度及对比度高且响应速度快的显示装置10。led是自发光元件，所以不需要背灯而且不需要偏振片，所以可以实现亮度高且功耗低的显示装置。另外，led的发光层由无机材料构成，所以可以实现劣化少且寿命长的显示装置。

功能层15是包括驱动发光元件17的电路的层。例如，在功能层15中，由晶体管、电容器、布线、电极等构成像素电路。另外，功能层15与电极21及电极23电连接。换言之，功能层15通过电极21及电极23与发光元件17电连接。

另外，电极21及电极23与功能层15间设置有绝缘层25。通过设置在绝缘层25中的开口电极21及电极23与功能层15电连接。由此，功能层15与发光元件17电连接。

显示装置10在电极21及电极23与衬底11间包括粘合层27。也可以说衬底11与衬底13由粘合层27贴合。粘合层27也被用作密封发光元件17的密封层。如此，显示装置10在一对衬底间包括发光元件17以及驱动发光元件的功能层15。

在衬底11的衬底13一侧，与发光元件17重叠的位置上分别设置有着色层cfr、着色层cfg及着色层cfb。着色层cfr、着色层cfg及着色层cfb例如分别被用作使红色、绿色或蓝色透过的滤色片。作为能够用于着色层cfr、着色层cfg及着色层cfb的材料，可以举出金属材料、树脂材料、包含颜料或染料的树脂材料等。

在着色层cfr、着色层cfg及着色层cfb与各发光元件17间设置有荧光体层35。作为荧光体层35，可以使用混合有荧光体的有机树脂层等。荧光体层35所包括的荧光体可以使用被发光元件17发射的光激发而发射发光元件17的发光色的补色的光的材料。通过采用上述结构，荧光体层35可以发射白色光。

例如，通过采用荧光体层35具有发射黄色光的荧光体而发光元件17发射蓝色光的结构，从荧光体层35发射白色光。因此，设置有着色层cfr的发光元件17所发射的光通过荧光体层35及着色层cfr作为红色光20r射出到显示面一侧。同样地，设置有着色层cfg的发光元件17所发射的光作为绿色光20g射出，设置有着色层cfb的发光元件17所发射的光作为蓝色光20b射出。由此，可以使用一种发光元件17进行彩色显示。另外，作为显示装置使用一种发光元件17，所以可以使制造工序简化。换言之，根据本发明的一个方式，可以以低制造成本实现亮度及对比度高、响应速度快且功耗低的显示装置。

例如，也可以采用使荧光体层35包括发射红色光的荧光体而发光元件17发射蓝绿色光来从荧光体层35发射白色光的结构。

另外，也可以采用使荧光体层35包括发射红色光的荧光体、发射绿色光的荧光体及发射蓝色光的荧光体而发光元件17发射近紫外光或紫色光来从荧光体层35发射白色光的结构。

注意，虽然示出由红色(r)、绿色(g)、蓝色(b)这三种颜色的子像素表现一个颜色的结构，但是本发明的一个方式不局限于此。对颜色要素没有特别的限制，也可以使用rgb以外的颜色，例如也可以使用黄色(y)、青色(cyan)c、品红色(m)等。

另外，优选如图1b的显示装置10a所示地以与发光元件17相邻的方式设置遮光层33。遮光层33优选设置在相邻的发光元件17间。通过在相邻的发光元件17间设置遮光层33，可以抑制向相邻的像素的漏光、像素间的混色。作为遮光层33，可以使用包括颜料、染料或碳黑等的树脂。另外，发光元件17的侧面优选与遮光层33接触。通过由遮光层33覆盖发光元件17的侧面，可以抑制向相邻的像素的漏光、像素间的混色。注意，图1b示出遮光层33的顶面的高度与发光元件17的顶面的高度大致一致的结构，但是本发明的一个方式不局限于此。遮光层33的顶面的高度可以低于发光元件17的顶面的高度，也可以高于发光元件17的顶面的高度。通过使遮光层33的顶面的高度与发光元件17的顶面的高度大致一致或高于发光元件17的顶面的高度，可以有效地抑制向相邻的像素的漏光、像素间的混色。

图1b示出发光元件17与荧光体层35间有间隙的情况，但是本发明的一个方式不局限于此。如图1c所示的显示装置10b那样，发光元件17也可以与荧光体层35接触。通过采用上述结构，着色层cfr、着色层cfg及着色层cfb与各发光元件17的距离缩短，可以抑制向相邻的像素的漏光、像素间的混色。

另外，如图2a所示的显示装置10c那样，也可以设置遮光层31。遮光层31设置在相邻的着色层间。另外，遮光层31在与发光元件17重叠的区域中具有开口部。遮光层31遮蔽来自相邻的发光元件17的发光而抑制相邻的发光元件17间的混色。在此，通过与遮光层31重叠的方式设置着色层cfr、着色层cfg及着色层cfb的每一个的端部，可以抑制漏光。作为遮光层31，可以使用遮蔽来自发光元件17的发光的材料，例如可以使用金属材料或者包含颜料或染料的树脂材料等。

另外，如图2b所示的显示装置10d那样，也可以采用各着色层的一部分与相邻的着色层重叠的结构。着色层彼此重叠的各区域被用作遮光层。注意，图2b示出着色层cfr的一个端部与着色层cfg的一个端部重叠而着色层cfg的另一个端部与着色层cfb的一个端部重叠且着色层cfb的另一个端部与着色层cfr的另一个端部重叠的例子，但是本发明的一个方式不局限于此。

另外，还可以如图2c所示的显示装置10e那样还形成不包括着色层的像素而从该像素发射白色光20w。通过采用上述结构，可以由r(红色)、g(绿色)、b(蓝色)、w(白色)这四种颜色的子像素表现一个颜色。通过采用上述结构，与由红色(r)、绿色(g)、蓝色b的三个颜色的子像素表现一个颜色的结构相比，可以减少流过发光元件17的电流，从而可以实现功耗低的显示装置。

说明能够作为发光元件17使用的发光二极管芯片(以下，也记作led芯片)。

led芯片包括发光二极管。发光二极管的结构没有特别的限制，可以采用mis(metalinsulatorsemiconductor，金属-绝缘体-半导体)接合，也可以使用具有pn接合或pin接合的同质结结构、异质结结构或双异质结结构等。另外，也可以采用超晶格结构(superlatticestructure)、层叠产生量子效果的薄膜的单一量子阱结构或多重量子阱(mqw：multiquantumwell)结构。

图3a及图3b示出led芯片的例子。图3a示出led芯片51的截面图、图3b示出led芯片51的俯视图。led芯片51包括半导体层81等。半导体层81包括n型半导体层75、n型半导体层75上的发光层77、发光层77上的p型半导体层79。作为p型半导体层79的材料，可以使用其带隙能量大于发光层77的带隙能量且能够使载流子封闭在发光层77的材料。另外，led芯片51在n型半导体层75上设置有被用作阴极的电极85，在p型半导体层79上设置有被用作接触电极的电极83，在电极83上设置有被用作阳极的电极87。另外，电极83的顶面及侧面优选被绝缘层89覆盖。绝缘层89被用作led芯片51的保护膜。

能够用于发光元件17的led芯片的发射光的区域的面积为1mm²以下、优选为10000μm²以下、更优选为3000μm²以下、进一步优选为700μm²以下。另外，在本说明书等中，有时将发射光的区域的面积为10000μm²以下的led芯片记作microled。

图3c示出半导体层81的放大图的例子。如图3c所示，n型半导体层75也可以包括衬底71一侧的n型接触层75a及发光层77一侧的n型包覆层75b。p型半导体层79也可以包括发光层77一侧的p型包覆层79a及p型包覆层79a上的p型接触层79b。

发光层77可以具有多次层叠势垒层77a与阱层77b的mqw结构。势垒层77a优选使用其带隙能量大于阱层77b的带隙能量的材料。通过采用上述结构，可以使能量封闭在阱层77b中，从而量子效率提高而可以提高led芯片51的发光效率。

在面朝上(faceup)型的led芯片51中，电极83可以使用使光透过的材料，例如可以使用ito(in2o3-sno2)、azo(al2o3-zno)、in-zn氧化物(in2o3-zno)、gzo(geo2-zno)、ico(in2o3-ceo2)等氧化物。在面朝上型的led芯片51中，光主要发射到电极87一侧。在面朝下(facedown)型的led芯片51中，电极83可以使用反射光的材料，例如可以使用银、铝、铑等金属。在面朝下型led芯片51中，光主要发射到衬底71一侧。

作为衬底71，可以使用蓝宝石单晶(al2o3)、尖晶石单晶(mgal2o4)、zno单晶、lialo2单晶、ligao2单晶、mgo单晶等氧化物单晶、si单晶、sic单晶、gaas单晶、aln单晶、gan单晶、zrb2等的硼化物单晶等。在面朝下型的led芯片51中，衬底71优选使用使光透过的材料，例如可以使用蓝宝石单晶等。

也可以在衬底71与n型半导体层75间设置缓冲层(未图示)。缓冲层具有缓和衬底71与n型半导体层75晶格常数的不同的功能。

能够用于发光元件17的led芯片51优选采用图3a所示那样的电极85及电极87设置在同一面一侧的水平结构。通过led芯片51的电极85及电极87设置在同一面一侧，可以容易使电极21与电极23连接，从而可以使电极21及电极23的结构简化。另外，能够作为发光元件17使用的led芯片51优选采用面朝下型。通过使用面朝下型的led芯片51，从led芯片51发射的光高效地发射到显示装置的显示面一侧，从而可以实现亮度高的显示装置。作为led芯片51，也可以使用市售的led芯片。

作为荧光体层35所包括的荧光体，可以使用其表面印刷有或涂敷有荧光体的有机树脂层、混合有荧光体的有机树脂层等。荧光体层35可以使用被led芯片51发射的光激发而发射led芯片51的发光颜色的补色的光的材料。通过采用上述结构，可以从荧光体层35发射白色光。

例如，通过使用发射蓝色光的led芯片51与发射蓝色的补色的黄色光的荧光体，可以实现从荧光体层35发射白色光的结构。作为能够发射蓝色光的led芯片51，典型地有由13族氮化物类化合物半导体构成的二极管，作为一个例子可以举出包含以式子inxalyga1-x-yn(x为0以上且1以下，y为0以上且1以下，x+y为0以上且1以下)表示的gan类的二极管。作为由蓝色光激发而发射黄色光的荧光体的典型例子，有y3al5o12：ce(yag：ce)、(ba，sr，mg)2sio4：eu，mn等。

例如，通过使用发射蓝绿色光的led芯片51与发射蓝绿色的补色的红色光的荧光体，可以实现从荧光体层35发射白色光的结构。

荧光体层35也可以包括多种荧光体，也可以采用该荧光体发射分别不同的颜色的光的结构。例如，可以使用发射蓝色光的led芯片51、发射红色光的荧光体以及发射绿色光的荧光体实现从荧光体层35发射白色光的结构。作为由蓝色光激发而发射红色光的荧光体的典型的例子，有(ca，sr)s：eu、sr2si7al3on13：eu等。作为由蓝色光激发而发射绿色光的荧光体的典型的例子，有srga2s4：eu、sr3si13al3o2n21：eu等。

另外，可以使用发射近紫外光或紫色光的led芯片51、发射红色光的荧光体、发射绿色光的荧光体以及发射蓝色光的荧光体实现从荧光体层35发射白色光的结构。作为由近紫外光或紫色光激发而发射红色光的荧光体的典型的例子，有(ca，sr)s：eu、sr2si7al3on13：eu、la2o2s：eu等。作为由近紫外光或紫色光激发而发射绿色光的荧光体的典型的例子，有srga2s4：eu、sr3si13al3o2n21：eu等。作为由近紫外光或紫色光激发而发射蓝色光的荧光体的典型的例子，有sr10(po4)6cl2：eu、(sr，ba，ca)10(po4)6cl2：eu等。

注意，近紫外光在发射光谱的波长为200nm至380nm处具有最大峰值。另外，紫色光在发射光谱的波长为380nm至430nm处具有最大峰值。另外，蓝色光在发射光谱的波长为430nm至490nm处具有最大峰值。另外，绿色光在发射光谱的波长为490nm至550nm处具有最大峰值。另外，黄色光在发射光谱的波长为550nm至590nm处具有最大峰值。另外，红色光在发射光谱的波长为640nm至770nm处具有最大峰值。

在荧光体层35包括发射黄色光的荧光体且使用发射蓝色光的led芯片51时，优选led芯片51所发射的光在发射光谱的波长为330nm至500nm处具有最大峰值，更优选在波长为430nm至490nm处具有最大峰值，进一步优选在波长为450nm至480nm处具有最大峰值。由此，可以高效地使荧光体激发。另外，通过led芯片51所发射的光在发射光谱的430nm至490nm处具有最大峰值，可以混合激发光的蓝色光与来自荧光体的黄色光而成为白色光。再者，通过led芯片51所发射的光在450nm至480nm处具有最大峰值，可以实现纯度高的白色。

另外，也可以在衬底11的外侧配置各种光学构件。作为光学构件，可以举出光扩散层(扩散薄膜等)、防反射层及聚光薄膜等。另外，也可以在衬底11的外侧配置抑制尘埃的附着的抗静电膜、污垢不容易附着的防水膜、抑制使用时的损伤的硬涂膜等。

另外，也可以在衬底11外侧设置触摸传感器。由此，可以将包括显示装置10和该触摸传感器的结构用作触摸面板。

<结构例子2>

说明上述显示装置的不同结构。作为本发明的一个方式的显示装置所包括的发光元件17，可以使用led封装。

说明能够用于发光元件17的led封装。

作为发光元件17，可以使用如引脚式或表面贴装(smd：surfacemountdevice)型的led封装等现在使用的led封装。作为发光元件17，尤其优选使用表面贴装型led封装。图4a及图4b示出表面贴装型led封装的例子。图4a示出led封装50的截面图，图4b示出led封装50的俯视图。led封装50包括衬底52上的led芯片51、电极55及电极57。led芯片51通过金属丝59及金属丝61与电极55及电极57电连接。另外，在led芯片51上设置有荧光体65、具有透光性的树脂层63。衬底52及led芯片51由粘合层67贴合。另外，作为发光元件17也可以使用市售的led封装。

能够用于发光元件17的led封装的发射光的区域的面积为1mm²以下、优选为10000μm²以下、更优选为3000μm²以下、进一步优选为700μm²以下。另外，在本说明书等中，有时将发射光的区域的面积为10000μm²以下的led封装记作microled。

作为衬底52可以使用玻璃环氧树脂衬底、聚酰亚胺衬底、陶瓷衬底、氧化铝衬底、氮化铝衬底等。

作为荧光体65，可以使用其表面印刷有或涂敷有荧光体的有机树脂层、混合有荧光体的有机树脂层等。荧光体65可以使用被led芯片51发射的光激发而发射led芯片51的发光颜色的补色的光的材料。通过采用的上述结构，led封装50可以发射白色光。荧光体65可以援用上述荧光体层35所包括的荧光体的说明，所以省略详细说明。

例如，通过使用发射蓝绿色光的led芯片51与发射蓝绿色的补色的红色光的荧光体，可以实现从led封装50发射白色光的结构。

另外，可以使用发射近紫外光或紫色光的led芯片51、发射红色光的荧光体、发射绿色光的荧光体及发射蓝色光的荧光体实现从led封装50发射白色光的结构。

在led封装50使用发射蓝色光的led芯片51及发射黄色光的荧光体65时，优选led芯片51所发射的光在发射光谱的波长为330nm至500nm处具有最大峰值，更优选在波长为430nm至490nm处具有最大峰值，进一步优选在波长为450nm至480nm处具有最大峰值。由此，可以高效地使荧光体65激发。另外，通过led芯片51所发射的光在发射光谱的430nm至490nm处具有最大峰值，可以混合激发光的蓝色光与来自荧光体65的黄色光而成为白色光。再者，通过led芯片51所发射的光在450nm至480nm处具有最大峰值，可以实现纯度高的白色。

树脂层63由具有透光性的有机树脂形成。有机树脂的种类没有特别的限制，典型的是可以适当地使用环氧树脂、硅酮树脂等紫外线固化树脂、可见光固化树脂等。注意，虽然图4a示出树脂层63的顶面为平坦的形状，但是本发明的一个方式不局限于此。例如，树脂层63的顶面也可以为凸状。可以根据所希望的指向性适当地选择形状。

金属丝59、金属丝61可以使用由金、包含金的合金、铜、包含铜的合金形成的金属的细线。

电极55、电极57是与led芯片51所包括的电极电连接的导电层，由选自镍、铜、银、铂和金中的一个元素或该元素的含量为50％以上的合金材料形成。电极55、电极57与led芯片51的电极通过热压合法或超声波键合法的引线键合法连接。

优选的是，在led芯片51的周围配置由陶瓷等构成的反射器53使led芯片51发射的光的一部分被反射，由此使更多光从led封装50发射。注意，虽然图4a示出反射器53具有向上呈锥形扩展的形状，但是本发明的一个方式不局限于此。可以根据所希望的光的指向性适当地选择形状。

注意，虽然图4a所示的led封装50使用向led芯片51的电极一侧发射光的面朝上型led芯片的结构，但是能够用于本发明的一个方式的led封装50的结构不限定于此。

图4c示出与图4a所示的led封装不同的例子。图4c是led封装50的截面图。俯视图可以参照图4b。图4c所示的led封装50是led芯片51所包括的电极与电极55及电极57相对的倒装芯片型led封装。led芯片51所包括的电极与电极55及电极57通过导电性凸块90电连接。图4c所示的led封装50采用向与led芯片51的电极相反一侧发射光的面朝下型led芯片。另外，图4a及图4c示出垂直结构的led芯片51，但是本发明的一个方式不局限于此。led封装50所包括的led芯片51也可以具有电极85及电极87分别配置在相反的面上的垂直结构。

注意，图4示出led封装50包括一个led芯片51的例子，但是能够用于本发明的一个方式的led封装50的结构不局限于此。led封装50也可以包括多个led芯片51。另外，也可以采用不包括荧光体65的结构。例如，通过采用发射红色光的led芯片51、发射绿色光的led芯片51及发射绿色光的led芯片51而不包括荧光体65的结构，从led封装50发射白色光。

说明作为发光元件17使用led封装50的显示装置的结构。

图5a示出本发明的一个方式的显示装置的截面结构的一个例子。图5a所示的显示装置10f在衬底11与衬底13间包括功能层15、发光元件17、着色层cfr、着色层cfg及着色层cfb等。其与图1a至图1c及图2a至图2c所示的作为发光元件17使用led芯片的显示装置的主要不同之处在于不包括荧光体层35及遮光层33。在图5a中，衬底11一侧相当于显示装置10的显示面一侧。

由于led封装50具有反射器53使光的指向性得到提高，在采用作为发光元件17使用led封装50的结构时，不设置遮光层33也可以抑制向相邻像素的漏光、像素间的混色。另外，通过作为发光元件17使用发射白色光的led封装50，不设置荧光体层35也可以进行彩色显示。

图5a示出在着色层cfr、着色层cfg及着色层cfb与发光元件17间具有间隙的情况，但是本发明的一个方式不局限于此。也可以使着色层cfr、着色层cfg及着色层cfb与发光元件17接触。通过采用上述结构，着色层cfr、着色层cfg及着色层cfb与各发光元件17的距离缩短，由此可以抑制向相邻的像素的漏光、像素间的混色。

另外，如图5b所示的显示装置10g那样，也可以设置遮光层31。遮光层31设置在相邻的着色层间。另外，遮光层31在与发光元件17重叠的区域中具有开口部。遮光层31遮蔽来自相邻的发光元件17的发光而抑制相邻的发光元件17间的混色。在此，通过与遮光层31重叠的方式设置着色层cfr、着色层cfg及着色层cfb的每一个的端部，可以抑制漏光。作为遮光层31，可以使用遮蔽来自发光元件17的发光的材料，例如可以使用金属材料或者包含颜料或染料的树脂材料等。

另外，如图5c所示的显示装置10h那样，也可以采用各着色层的一部分与相邻的着色层重叠的结构。着色层彼此重叠的各区域被用作遮光层。注意，图5c示出着色层cfr的一个端部与着色层cfg的一个端部重叠而着色层cfg的另一个端部与着色层cfb的一个端部重叠，着色层cfb的另一个端部与着色层cfr的另一个端部重叠的例子，但是本发明的一个方式不局限于此。

另外，可以采用还形成不包括着色层的像素而从该像素发射白色光的结构。通过采用上述结构，可以由r(红色)、g(绿色)、b(蓝色)、w(白色)这四种子像素表现一个颜色。通过采用上述结构，与由红色(r)、绿色(g)、蓝色b的三个颜色的子像素表现一个颜色的结构相比，可以减少流过发光元件17的电流，从而可以实现功耗低的显示装置。

以上是结构例子的说明。

本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。

(实施方式2)

在本实施方式中，详细地说明上述实施方式所例示出的显示装置的一个例子。

<结构例子>

图6a示出显示装置700的俯视图。显示装置700包括利用密封剂712贴合在一起的第一衬底701和第二衬底705。在被第一衬底701、第二衬底705及密封剂712密封的区域中，第一衬底701上设置有像素部702、源极驱动电路部704及栅极驱动电路部706。像素部702设置有多个显示元件。

另外，在第一衬底701的不与第二衬底705重叠的部分设置有连接fpc716的fpc端子部708。利用fpc716通过fpc端子部708及信号线710分别对像素部702、源极驱动电路部704及栅极驱动电路部706提供各种信号等。

可以设置多个栅极驱动电路部706。另外，栅极驱动电路部706及源极驱动电路部704分别另行形成在半导体衬底等上，也可以采用被封装的ic芯片的方式。该ic芯片可以安装在第一衬底701上或安装到fpc716。

像素部702、源极驱动电路部704及栅极驱动电路部706所包括的晶体管的结构没有特别的限制。作为晶体管的半导体层，可以使用单晶半导体、多晶半导体、微晶半导体、或非晶半导体等中的一个或多个。作为半导体材料，例如可以使用硅或锗等。另外，也可以使用硅锗、碳化硅、砷化镓、氧化物半导体、氮化物半导体等化合物半导体或有机半导体等。

此外，当作为半导体层使用有机半导体时，可以使用具有芳环的低分子有机材料或π电子共轭导电高分子等。例如，可以使用红荧烯、并四苯、并五苯、苝二酰亚胺、四氰基对醌二甲烷、聚噻吩、聚乙炔、聚对亚苯基亚乙烯基等。

在本实施方式中使用的晶体管优选包括被高度纯化且氧缺陷的形成被抑制的氧化物半导体膜。该晶体管可以具有低关态电流。因此，可以延长图像信号等电信号的保持时间，在开启状态下也可以延长写入间隔。因此，可以降低刷新工作的频度，由此可以发挥降低功耗的效果。

另外，在本实施方式中使用的晶体管能够得到较高的场效应迁移率，因此能够进行高速驱动。例如，通过将这种能够进行高速驱动的晶体管用于显示装置，可以在同一衬底上形成像素部的开关晶体管及用于驱动电路部的驱动晶体管。即，可以采用不采用由硅片等形成的驱动电路的结构，由此可以减少半导体装置的构件数。另外，通过在像素部中也使用能够进行高速驱动的晶体管，可以提供高品质的图像。

图6b所示的显示装置700a是使用具有柔性的树脂层743代替第一衬底701的能够用作柔性显示器的显示装置的例子。

显示装置700a的像素部702不是矩形而是角部具有圆弧形的形状。另外，如图6b中的区域p1所示，像素部702及树脂层743的一部分具有切断的缺口部。一对栅极驱动电路部706夹着像素部702设置在一侧。栅极驱动电路部706在像素部702的角部沿着圆弧形的轮廓一侧设置。

树脂层743的设置有fpc端子部708的部分突出。树脂层743的包括fpc端子部708的一部分可以沿着图6b中的区域p2折到背面。通过将树脂层743的一部分折到背面，可以在fpc716与像素部702的背面重叠配置的状态下将显示装置700a安装到电子设备，由此可以节省电子设备的空间。

与显示装置700a连接的fpc716安装有ic717。ic717例如具有源极驱动电路的功能。这里，显示装置700a中的源极驱动电路部704可以采用至少包括保护电路、缓冲器电路、解复用器电路等中的一种的结构。

图6c所示的显示装置700b是适用于具有大屏幕的电子设备的显示装置。例如，适用于电视装置、显示器装置、个人计算机(包括笔记本型或台式)、平板终端、数字标牌等。

显示装置700b包括多个源极驱动器ic721和一对栅极驱动电路部722。

多个源极驱动器ic721分别安装在fpc723上。此外，多个fpc723的一个端子与衬底701连接，另一个端子与印刷电路板724连接。通过使fpc723弯曲，可以将印刷电路板724配置在像素部702的背面，安装在电器设备中，而可以减小用来设置电子设备的空间。

另一方面，栅极驱动电路部722形成在衬底701上。由此，可以实现窄边框的电子设备。

通过采用上述结构，可以实现大型且高分辨率的显示装置。例如，可以实现屏幕尺寸为对角线30英寸以上、40英寸以上、50英寸以上或60英寸以上的显示装置。此外，可以实现4k2k、8k4k等极为高分辨率的显示装置。

<截面结构例子1>

图7是分别沿着图6a所示的点划线q-r的截面图。

图6及7所示的显示装置包括引绕布线部711、像素部702、源极驱动电路部704及fpc端子部708。引线部711包括信号线710。另外，像素部702包括晶体管750及电容器790。源极驱动电路部704包括晶体管752。

图7所示的电容器790包括通过对与晶体管750包括的第一栅电极为同一膜的膜进行加工形成的下部电极以及通过对与半导体层相同的金属氧化物进行加工形成的上部电极。与晶体管750的源极区域及漏极区域同样，上部电极被低电阻化。另外，在下部电极与上部电极之间设置有被用作晶体管750的第一栅极绝缘层的绝缘膜的一部分。就是说，电容器790具有将用作电介质膜的绝缘膜夹在一对电极之间的叠层型结构。此外，上部电极电连接于通过对与晶体管的源电极及漏电极相同的膜进行加工形成的布线。

此外，晶体管750、晶体管752及电容器790上设置有绝缘层770。绝缘层770具有作为平坦化膜的功能，可以使设置在绝缘层770上的导电层772及导电层774的顶面为平坦。由于导电层772及导电层774位于同一面上，并且导电层772及导电层774的顶面为平坦，所以导电层772及导电层774与发光元件782容易电连接。

导电层772及导电层774与发光元件782通过导电性凸块791及凸块793电连接。图7示出发光元件782所包括的阴极一侧的电极与阳极一侧的电极的高度不同且凸块791与凸块793的高度不同的结构。注意，在发光元件782所包括的阴极一侧的电极与阳极一侧的电极的高度相同时，可以实现凸块791与凸块793的高度大致一致的结构。

如图7所示，像素部702所包括的晶体管750优选以以与其重叠的方式设置在导电层772的下方。通过具有晶体管750(尤其是沟道形成区域)与导电层772重叠的区域，可以抑制从发光元件782发射的光或外光到达晶体管750而可以抑制晶体管750的电特性变动。

此外，像素部702所包括的晶体管750与源极驱动电路部704所包括的晶体管752也可以使用不同结构的晶体管。例如，可以采用其中一方使用顶栅极型晶体管而另一方使用底栅极型晶体管的结构。另外，上述栅极驱动电路部706也与源极驱动电路部704同样。

信号线710与晶体管750、752的源电极及漏电极等由同一导电膜形成。这里，优选使用含有铜元素的材料等低电阻材料，由此可以减少起因于布线电阻的信号延迟等，从而可以实现大屏幕显示。

fpc端子部708包括其一部分用作连接电极的布线760、各向异性导电膜780及fpc716。布线760通过各向异性导电膜780与fpc716的端子电连接。在此，布线760是由与晶体管750、752的源电极及漏电极等为同一导电膜的膜形成。

作为第一衬底701及第二衬底705，例如可以使用玻璃衬底或塑料衬底等具有柔性的衬底。当作为第一衬底701使用具有柔性的衬底时，优选在第一衬底701与晶体管750等之间设置对水或氢具有阻挡性的绝缘层。

另外，在第二衬底705一侧设置遮光层738、着色层736及荧光体层797。着色层736设置在发光元件782上。荧光体层797设置在发光元件782与着色层736间。另外，荧光体层797、发光元件782及着色层736具有彼此重叠的区域。如图7所示，优选的是，荧光体层797的端部位于发光元件782的端部的外侧，着色层736的端部位于荧光体层797的端部的外侧。通过采用上述结构，可以抑制向相邻的像素的漏光、像素间的混色。另外，通过在与相邻的着色层736间设置遮光层738，可以减少外光的眩光而实现对比度高的显示装置。

例如，通过采用荧光体层797包括发射黄色光的荧光体且发光元件782发射蓝色光的结构，从荧光体层797发射白色光。在与使红色透过的着色层736重叠的区域设置的发光元件782所发射的光透过荧光体层797及着色层736作为红色光射出到显示面一侧。同样地，在与使绿色光透过的着色层736重叠的区域设置的发光元件782所发射的光作为绿色光射出。在与使蓝色光透过的着色层736重叠的区域设置的发光元件782所发射的光作为蓝色光射出。由此，可以使用一种发光元件782进行彩色显示。另外，作为显示装置使用一种发光元件782，所以可以使制造工序简化。换言之，根据本发明的一个方式，可以以低制造成本实现亮度及对比度高、响应速度快且功耗低的显示装置。

例如，也可以采用通过荧光体层797包括发射红色光的荧光体且发光元件782发射蓝绿色光的结构，从荧光体层797发射白色光的结构。

另外，也可以采用通过荧光体层797包括发射红色光的荧光体、发射绿色光的荧光体及发射蓝色光的荧光体而发光元件782发射近紫外光或紫色光，从荧光体层797发射白色光的结构。

图7所示的显示装置700包括发光元件782。作为发光元件782，可以使用图3所示的水平结构的面朝下型led芯片。

另外，着色层736设置在与发光元件782重叠的位置，遮光层738设置在与着色层736的端部重叠的位置、引绕布线部711及源极驱动电路部704。另外，荧光体层797、着色层736及遮光层738与发光元件782间被密封膜732填充。

遮光层795以与发光元件782相邻的方式设置。遮光层795优选设置在相邻的发光元件782间。通过在相邻的发光元件782间设置遮光层795，可以抑制向相邻的像素的漏光、像素间的混色。作为遮光层795，可以使用包括颜料、染料或碳黑等的树脂。另外，发光元件782的侧面优选与遮光层795接触。通过由遮光层795覆盖发光元件782的侧面，可以抑制向相邻的像素的漏光、像素间的混色。注意，图7示出遮光层795的顶面的高度与发光元件782的顶面的高度大致一致的结构，但是本发明的一个方式不局限于此。遮光层795的顶面的高度可以低于发光元件782的顶面的高度，也可以高于发光元件782的顶面的高度。通过遮光层795的顶面的高度与发光元件782的顶面的高度大致一致或高于发光元件782的顶面的高度，可以有效地抑制向相邻的像素的漏光、像素间的混色。

图8示出适用于柔性显示器的显示装置的结构。图8是沿着图6b所示的显示装置700a中的点划线s-t的截面图。

图8所示的显示装置700a采用支撑衬底745、粘合层742、树脂层743及绝缘层744的叠层结构代替图7所示的衬底701。晶体管750、电容器790等设置在设置在树脂层743上的绝缘层744上。

支撑衬底745是包含有机树脂、玻璃等的具有柔性的薄衬底。树脂层743是包含聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂等的有机树脂的层。绝缘层744包含氧化硅、氧氮化硅、氮化硅等的无机绝缘膜。树脂层743与支撑衬底745通过粘合层742贴合在一起。树脂层743优选比支撑衬底745薄。

此外，图8所示的显示装置700a包括保护层740代替图7所示的衬底705。保护层740与密封膜732贴合在一起。保护层740可以使用玻璃衬底、树脂薄膜等。另外，保护层740也可以使用散射板等光学构件、触摸传感器面板等输入装置或上述两个以上的叠层结构。

此外，图8中示出能够折叠的区域p2。区域p2中包括不设置有支撑衬底745、粘合层742以及绝缘层744等无机绝缘膜的部分。此外，在区域p2中，覆盖布线760设置有树脂层746。通过尽可能不在能够折叠的区域p2中设置无机绝缘膜而采用仅层叠含有金属或合金的导电层、含有有机材料的层的结构，可以防止在使其弯曲时产生裂缝。此外，通过不在区域p2设置支撑衬底745，可以使显示装置700a的一部分以极小的曲率半径弯曲。

接着，对图7所示的显示装置700的制造方法的一个例子进行说明。图9至图12的各图是示出显示装置700的制造方法的工序中的各阶段的截面示意图。

构成显示装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜、导电膜等)可以利用溅射法、化学气相沉积(cvd：chemicalvapordeposition)法、真空蒸镀法、脉冲激光沉积(pld：pulsedlaserdeposition)法、原子层沉积(ald：atomiclayerdeposition)法等形成。作为cvd法，也可以利用等离子体增强化学气相沉积(pecvd)法、热cvd法。作为热cvd法的例子，可以利用有机金属化学气相沉积(mocvd：metalorganiccvd)法。

另外，构成显示装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜、导电膜等)都可以利用旋涂法、浸渍法、喷涂法、喷墨印刷法、分配器法、丝网印刷法、胶版印刷法等方法、刮刀(doctorknife)法、狭缝式涂布法、辊涂法、帘式涂布法、刮刀式涂布法等工具(设备)形成。

另外，当对构成显示装置的薄膜进行加工时，可以利用光刻法等进行加工。另外，可以利用使用遮蔽掩模的成膜方法形成岛状的薄膜。另外，可以利用纳米压印法、喷砂法、剥离法等对薄膜进行加工。光刻法例如有如下两种方法。一个是通过在要加工的薄膜上涂布感光性的抗蚀剂材料，隔着掩模曝光后进行显影，形成抗蚀剂掩模，通过蚀刻等加工该薄膜，去除抗蚀剂掩模的方法。另一个是形成具有感光性的薄膜之后进行曝光而显影，将该薄膜加工为所希望的形状的方法。

在光刻法中，作为用于曝光的光，例如可以使用i线(波长365nm)、g线(波长436nm)、h线(波长405nm)或将这些光混合了的光。此外，还可以使用紫外线、krf激光或arf激光等。此外，也可以利用液浸曝光技术进行曝光。作为用于曝光的光，也可以使用极紫外光(euv：extremeultra-violet)或x射线。此外，代替用于曝光的光，也可以使用电子束。当使用极紫外光、x射线或电子束时，可以进行极其精细的加工，所以是优选的。注意，在通过利用电子束等光束进行扫描而进行曝光时，不需要光掩模。

作为薄膜的蚀刻方法，可以利用干蚀刻法、湿蚀刻法及喷砂法等。

〈晶体管等的形成〉

首先，在衬底701上形成导电层301、导电层303及导电层305。导电层301、导电层303及导电层305可以在形成导电膜之后形成抗蚀剂掩模，对该导电膜进行蚀刻，然后去除抗蚀剂掩模而形成。

接着，以覆盖衬底701、导电层301、导电层303及导电层305的方式形成绝缘层311。

接着，形成半导体层321、半导体层323及半导体层325(参照图9a)。半导体层321、半导体层323及半导体层325可以在形成半导体膜之后形成抗蚀剂掩模，对该半导体膜进行蚀刻，然后去除抗蚀剂掩模而形成。

接着，形成绝缘层331、导电层341、导电层351、绝缘层333、导电层343及导电层353。形成成为绝缘层331及绝缘层333的绝缘膜、成为导电层341及导电层343的导电膜、成为导电层351及导电层353的导电膜，然后形成抗蚀剂掩模，对该绝缘膜及导电膜进行蚀刻后，去除抗蚀剂掩模而形成。

接着，形成绝缘层361及绝缘层363(图9b)。

接着，在绝缘层361及绝缘层363形成开口，形成导电层371、导电层373a、导电层373b、导电层375、导电层377及布线760。导电层371、导电层373a、导电层373b、导电层375、导电层377及布线760通过与导电层301等同样的方法形成。

通过上述工序，可以形成信号线710、晶体管750、电容器790及晶体管752(图9c)。接着，形成绝缘层379。绝缘层379被用作晶体管750等的保护膜。

〈绝缘层770的形成〉

接着，形成绝缘层770。通过将感光性材料用于绝缘层770，可以利用光刻法等形成开口。另外，作为绝缘层770可以在形成绝缘膜之后使用抗蚀剂掩模对绝缘膜的一部分进行蚀刻来形成开口。绝缘层770在使用有机绝缘材料时可以提高其顶面的平坦性，所以是优选的。

另外，作为绝缘层770也可以使用无机绝缘膜。作为绝缘层770，可以使用氮化硅、氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝、氧氮化铝或氮氧化铝等无机绝缘材料的单层或叠层。由此，绝缘层770被用作晶体管750等的保护层。

另外，绝缘层770可以具有无机绝缘膜与有机绝缘膜的叠层结构。

接着，去除fpc端子部708的布线760上的绝缘层379的一部分，使布线760露出。

〈导电层772、导电层774的形成〉

接着，在绝缘层770上形成导电层772及导电层774(图10a)。导电层772通过绝缘层770所包括的开口与晶体管750电连接。导电层772及导电层774可以通过与导电层301等同样的方法形成。导电层772及导电层774优选使用对光具有反射性的材料。例如，作为导电层772及导电层774可以使用包含银、钯及铜合金(也称为apc)、铝、钛、铜等的材料。

接着，在导电层772上及导电层774上分别形成具有导电性的凸块791及凸块793(图10b)。作为凸块791及凸块793可以使用金、银、锡等的金属、包含上述金属的合金、导电性树脂等的各向异性导电膜、导电膏。作为凸块791及凸块793，例如可以适当地使用金。凸块791及凸块793可以使用印刷法、转印法、喷射法等形成。

〈发光元件782的配置〉

接着，将发光元件782配置在凸块791及凸块793上。作为发光元件782，可以使用图3所示的水平结构的面朝下型led芯片。在配置时以发光元件782的阴极一侧的电极与阳极一侧的电极分别与凸块791及凸块793接触的方式配置发光元件782。将凸块791、凸块793、发光元件782、导电层772及导电层774辊压，在导电层772及导电层774上固定发光元件782。同时，导电层772及导电层774与发光元件782电连接(参照图11)。

在配置发光元件782时，可以使用从规定位置拿取发光元件782并将其搬送至规定位置的取放装置。或者，发光元件782可以使用fsa(fluidicselfassembly，流体自装配)方式配置。在fsa方式中，在与导电层772上及导电层774重叠的区域形成适合于发光元件782的凹状的绝缘层，在液体中将发光元件782自对准地配置于凹部。在本发明的一个方式中，作为发光元件782使用一种led芯片，所以与使用多种led芯片的情况相比，容易配置发光元件781。

〈遮光层795的形成〉

接着，在绝缘层770、发光元件782上形成成为遮光层795的遮光膜(图11)。作为遮光膜，使用金属材料、包括颜料或染料的树脂并利用光刻法等形成。此时，以也在发光元件782上形成遮光膜的方式调整该遮光膜的厚度。

接着，去除成为遮光层795的遮光膜的一部分，以使发光元件782的顶面露出(图12a)。在去除遮光膜时，可以使用蚀刻法等。在本发明的一个方式中，作为发光元件782使用的led芯片是一种，而可以使各子像素的发光元件782的高度一致，所以容易使各发光元件782的顶面同样地露出，由此可以抑制制造成本。换言之，根据本发明的一个方式，可以以低制造成本实现亮度及对比度高、响应速度快且功耗低的显示装置。

〈着色层736、荧光体层797的形成〉

接着，在衬底705上形成遮光层738及着色层736。

作为遮光层738可以使用金属材料或树脂材料。当采用金属材料时，在形成导电膜之后，使用光刻法等去除不需要的部分来形成遮光层738。另外，在作为遮光层738使用金属材料、包括颜料或染料的感光性的树脂材料时，可以通过光刻法等形成。

作为着色层736，例如可以使用感光性的树脂材料。着色层736可以在衬底705及遮光层738上涂敷材料之后，通过光掩模对该材料进行曝光而进行显影处理，然后进行加热处理来形成。

接着，在着色层736上形成荧光体层797(图12b)。荧光体层797例如可以使用混有荧光体的有机树脂层等通过丝网印刷法、分配法等形成。

〈衬底701与衬底705的贴合〉

接着，在衬底701和衬底705中的一方或双方上形成用来将它们贴合在一起的粘合层。粘合层以围绕设置有像素的区域的方式形成。作为粘合层，可以使用热固化树脂或紫外线固化树脂等。另外，可以使用在用紫外光一旦进行固化之后加热而再进行固化的树脂等。或者，作为粘合层，也可以使用兼有紫外线固化性和热固化性的树脂等。

接着，将衬底701与衬底705贴合，使粘合层固化而形成密封膜732。当在减压气氛下进行贴合时，可以防止气泡等混入衬底701与衬底705之间，所以是优选的。

接着，在布线760上设置各向异性导电膜780。通过在各向异性导电膜780上配置fpc716而进行热压合，可以使布线760与fpc716电连接。

通过上述的工序，可以形成显示装置700(图7)。

<截面结构例子2>

图13示出与上述显示装置700不同的结构例子。图13是沿着图7a所示的点划线q-r的截面图。图13所示的显示装置700c与图7所示的像是装置700的主要不同之处在于作为发光元件782包括图4所示的led封装而不包括遮光层795及荧光体层797。

使用图14及图15说明图13所示的显示装置700c的制造方法的一个例子。图14及图15所示的各图是显示装置700c的制造方法的工序的各阶段中的截面示意图。到形成绝缘层770为止的制造方法可以援用上述显示装置700的制造方法的说明，所以省略详细说明。

〈导电层772、导电层774的形成〉

接着，在绝缘层770上形成导电层772及导电层774(图14a)。导电层772通过绝缘层770所包括的开口与晶体管750电连接。导电层772及导电层774可以通过与导电层301等同样的方法形成。

接着，在导电层772上及导电层774上分别形成具有导电性的凸块791及凸块793(图14b)。作为凸块791及凸块793可以使用金、银、锡等的金属、包含上述金属的合金、导电性树脂等的各向异性导电膜、导电膏。凸块791及凸块793可以使用印刷法、转印法、喷射法等形成。

例如，作为凸块791及凸块793可以使用银膏，作为导电层772及导电层774可以使用apc、铝、钛、铜中的任一个以上。通过采用上述结构，发光元件782可以分别与导电层772及导电层774良好地电连接。

〈发光元件782的配置〉

接着，将发光元件782配置在凸块791及凸块793上。作为发光元件782，可以使用图4所示的表面贴装型面朝下led芯片。在配置时以发光元件782的阴极一侧的电极与阳极一侧的电极分别与凸块791及凸块793接触的方式配置发光元件782。将凸块791、凸块793、发光元件782、导电层772及导电层774辊压，在导电层772及导电层774上固定发光元件782。同时，导电层772及导电层774与发光元件782电连接(图15a)。

发光元件782可以使用取放装置配置。或者，发光元件782可以使用fsa方式配置。在本发明的一个方式中，作为发光元件782使用一种led芯片，所以与使用多种led芯片的情况相比，容易配置发光元件781。

<着色层的形成>

接着，在衬底705上形成遮光层738及着色层736(图15b)。遮光层738及着色层736可以援用上述显示装置700的制造方法的说明，所以省略详细说明。

〈衬底701与衬底705的贴合〉

接着，在衬底701和衬底705中的一方或双方上形成用来将它们贴合在一起的粘合层。衬底701与衬底705的贴合可以援用上述显示装置700的制造方法的说明，所以省略详细说明。

接着，在布线760上设置各向异性导电膜780。通过在各向异性导电膜780上配置fpc716而进行热压合，可以使布线760与fpc716电连接。

通过上述的工序，可以形成显示装置700c(图13)。

<对显示装置设置输入装置的结构例子>

另外，也可以对图7、图8及图13所示的显示装置设置输入装置。作为该输入装置，例如，可以举出触摸传感器等。

例如，作为传感器的方式，可以利用静电电容式、电阻膜式、表面声波式、红外线式、光学式、压敏式等各种方式。此外，可以组合使用上述方式中的两个以上。

此外，触摸面板有如下结构：输入装置形成在一对衬底的内侧的所谓的in-cell型触摸面板；输入装置形成在显示装置700上的所谓的on-cell型触摸面板；将输入装置贴合在显示装置700的所谓的out-cell型触摸面板；等。

本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。

(实施方式3)

在本实施方式中，说明可以用于上述实施方式所示的显示装置的晶体管的一个例子。

本发明的一个方式的显示装置可以使用底栅型晶体管或顶栅型晶体管等各种形态的晶体管来制造。因此，可以很容易地对应于现有的生产线更换所使用的半导体层材料或晶体管结构。

<底栅型晶体管>

图16a1示出底栅型晶体管之一的沟道保护型晶体管1810的沟道长度方向的截面图。在图16a1中，晶体管1810形成在衬底1771上。另外，晶体管1810在衬底1771上隔着绝缘层1772包括电极1746。另外，在电极1746上隔着绝缘层1726包括半导体层1742。电极1746可以被用作栅电极。绝缘层1726可以被用作栅极绝缘层。

另外，在半导体层1742的沟道形成区域上包括绝缘层1741。此外，在绝缘层1726上以与半导体层1742的一部分接触的方式包括电极1744a及电极1744b。电极1744a可以被用作源电极和漏电极中的一方。电极1744b可以被用作源电极和漏电极中的另一方。电极1744a的一部分及电极1744b的一部分形成在绝缘层1741上。

绝缘层1741可以被用作沟道保护层。通过在沟道形成区域上设置绝缘层1741，可以防止在形成电极1744a及电极1744b时半导体层1742露出。由此，可以防止在形成电极1744a及电极1744b时半导体层1742的沟道形成区域被蚀刻。根据本发明的一个方式，可以实现电特性良好的晶体管。

另外，晶体管1810在电极1744a、电极1744b及绝缘层1741上包括绝缘层1728，在绝缘层1728上包括绝缘层1729。

当将氧化物半导体用于半导体层1742时，优选将能够从半导体层1742的一部分中夺取氧而产生氧缺陷的材料用于电极1744a及电极1744b的至少与半导体层1742接触的部分。半导体层1742中的产生氧缺陷的区域的载流子浓度增加，该区域n型化而成为n型区域(n⁺层)。因此，该区域能够被用作源区域或漏区域。当将氧化物半导体用于半导体层1742时，作为能够从半导体层1742中夺取氧而产生氧缺陷的材料的一个例子，可以举出钨、钛等。

通过在半导体层1742中形成源区域及漏区域，可以降低电极1744a及电极1744b与半导体层1742的接触电阻。因此，可以使场效应迁移率及阈值电压等晶体管的电特性良好。

当将硅等半导体用于半导体层1742时，优选在半导体层1742与电极1744a之间及半导体层1742与电极1744b之间设置被用作n型半导体或p型半导体的层。用作n型半导体或p型半导体的层可以被用作晶体管的源区域或漏区域。

绝缘层1729优选使用具有防止杂质从外部扩散到晶体管中或者降低杂质的扩散的功能的材料形成。此外，根据需要也可以省略绝缘层1729。

图16a2所示的晶体管1811的与晶体管1810不同之处在于：在绝缘层1729上包括可用作背栅电极的电极1723。电极1723可以使用与电极1746同样的材料及方法形成。

一般而言，背栅电极使用导电层来形成，并以半导体层的沟道形成区域被栅电极与背栅电极夹住的方式设置。因此，背栅电极可以具有与栅电极同样的功能。背栅电极的电位可以与栅电极相等，也可以为接地电位(gnd电位)或任意电位。另外，通过不跟栅电极联动而独立地改变背栅电极的电位，可以改变晶体管的阈值电压。

电极1746及电极1723都可以被用作栅电极。因此，绝缘层1726、绝缘层1728及绝缘层1729都可以被用作栅极绝缘层。另外，也可以将电极1723设置在绝缘层1728与绝缘层1729之间。

注意，当将电极1746和电极1723中的一个称为“栅电极”时，将另一个称为“背栅电极”。例如，在晶体管1811中，当将电极1723称为“栅电极”时，将电极1746称为“背栅电极”。另外，当将电极1723用作“栅电极”时，晶体管1811可以认为是顶栅型晶体管之一种。此外，有时将电极1746和电极1723中的一个称为“第一栅电极”，有时将另一个称为“第二栅电极”。

通过隔着半导体层1742设置电极1746及电极1723并将电极1746及电极1723的电位设定为相同，半导体层1742中的载流子流过的区域在膜厚度方向上更加扩大，所以载流子的移动量增加。其结果是，晶体管1811的通态电流增大，并且场效应迁移率也增高。

因此，晶体管1811是相对于占有面积具有较大的通态电流的晶体管。也就是说，可以相对于所要求的通态电流缩小晶体管1811的占有面积。根据本发明的一个方式，可以缩小晶体管的占有面积。因此，根据本发明的一个方式，可以实现集成度高的半导体装置。

另外，由于栅电极及背栅电极使用导电层形成，因此具有防止在晶体管的外部产生的电场影响到形成沟道的半导体层的功能(尤其是对静电等的电场遮蔽功能)。另外，当将背栅电极形成得比半导体层大以使用背栅电极覆盖半导体层时，能够提高电场遮蔽功能。

另外，通过使用具有遮光性的导电膜形成背栅电极，能够防止光从背栅电极一侧入射到半导体层。由此，能够防止半导体层的光劣化，并防止晶体管的阈值电压漂移等电特性劣化。

根据本发明的一个方式，可以实现可靠性良好的晶体管。另外，可以实现可靠性良好的半导体装置。

图16b1示出与图16a1不同的结构的沟道保护型晶体管1820的沟道长度方向的截面图。晶体管1820具有与晶体管1810大致相同的结构，其不同之处在于：绝缘层1741覆盖半导体层1742的端部。在选择性地去除绝缘层1741的重叠于半导体层1742的一部分而形成的开口部中，半导体层1742与电极1744a电连接。另外，在选择性地去除绝缘层1741的重叠于半导体层1742的一部分而形成的其他开口部中，半导体层1742与电极1744b电连接。绝缘层1741的与沟道形成区域重叠的区域可以被用作沟道保护层。

图16b2所示的晶体管1821的与晶体管1820不同之处在于：在绝缘层1729上包括可以被用作背栅电极的电极1723。

通过设置绝缘层1729，可以防止在形成电极1744a及电极1744b时产生的半导体层1742的露出。因此，可以防止在形成电极1744a及电极1744b时半导体层1742被薄膜化。

另外，与晶体管1810及晶体管1811相比，晶体管1820及晶体管1821的电极1744a与电极1746之间的距离及电极1744b与电极1746之间的距离更长。因此，可以减少产生在电极1744a与电极1746之间的寄生电容。此外，可以减少产生在电极1744b与电极1746之间的寄生电容。根据本发明的一个方式，可以提供一种电特性良好的晶体管。

图16c1所示的晶体管1825是作为底栅型晶体管之一的沟道蚀刻型晶体管1825的沟道长度方向的截面图。在晶体管1825中，不使用绝缘层1741形成电极1744a及电极1744b。因此，在形成电极1744a及电极1744b时露出的半导体层1742的一部分有时被蚀刻。另一方面，由于不设置绝缘层1741，可以提高晶体管的生产率。

图16c2所示的晶体管1826的与晶体管1825的不同之处在于：在绝缘层1729上具有可以用作背栅电极的电极1723。

图17a1至图17c2示出晶体管1810、1811、1820、1821、1825、1826的沟道宽度方向的截面图。

在图17b2和图17c2所示的结构中，栅电极和背栅电极彼此连接，由此栅电极和背栅电极的电位相同。此外，半导体层1742被夹在栅电极和背栅电极之间。

栅电极和背栅电极的沟道宽度方向的长度比半导体层1742的沟道宽度方向的长度大，并且半导体层1742的沟道宽度方向整体夹着绝缘层1726、1741、1728、1729被栅电极或背栅电极覆盖。

通过采用该结构，可以由栅电极及背栅电极的电场电围绕包括在晶体管中的半导体层1742。

可以将如晶体管1821或晶体管1826那样的利用栅电极及背栅电极的电场电围绕形成沟道形成区域的半导体层1742的晶体管的装置结构称为surroundedchannel(s-channel：围绕沟道)结构。

通过采用s-channel结构，可以利用栅电极和背栅电极中的一个或两个对半导体层1742有效地施加用来引起沟道形成的电场。由此，晶体管的电流驱动能力得到提高，从而可以得到较高的通态电流特性。由此，晶体管的电流驱动能力得到提高，从而可以得到较高的通态电流特性。此外，由于可以增加通态电流，所以可以使晶体管微型化。此外，通过采用s-channel结构，可以提高晶体管的机械强度。

<顶栅型晶体管>

图18a1所例示的晶体管1842是顶栅型晶体管之一。晶体管1842与晶体管1810、晶体管1820不同之处是：晶体管1842在形成绝缘层1729后形成电极1744a及电极1744b。电极1744a及电极1744b在形成在绝缘层1728及绝缘层1729的开口部中与半导体层1742电连接。

另外，去除不与电极1746重叠的绝缘层1726的一部分，以电极1746及剩余的绝缘层1726为掩模将杂质引入到半导体层1742，由此可以在半导体层1742中以自对准(self-alignment)的方式形成杂质区域。晶体管1842包括绝缘层1726超过电极1746的端部延伸的区域。半导体层1742的通过绝缘层1726被引入杂质的区域的杂质浓度低于不通过绝缘层1726被引入杂质的区域。因此，在半导体层1742的不与电极1746重叠的区域中形成ldd(lightlydopeddrain：轻掺杂漏极)区域。

图18a2所示的晶体管1843的与晶体管1842不同之处在于：包括电极1723。晶体管1843包括形成在衬底1771上的电极1723。电极1723包括隔着绝缘层1772与半导体层1742重叠的区域。电极1723可以被用作背栅电极。

另外，如图18b1所示的晶体管1844及图18b2所示的晶体管1845那样，也可以完全去除不与电极1746重叠的区域的绝缘层1726。另外，如图18c1所示的晶体管1846及图18c2所示的晶体管1847那样，也可以不去除绝缘层1726。

在晶体管1843至晶体管1847中，也可以在形成电极1746之后以电极1746为掩模而将杂质引入到半导体层1742，由此在半导体层1742中自对准地形成杂质区域。根据本发明的一个方式，可以实现电特性良好的晶体管。另外，根据本发明的一个方式，可以实现集成度高的半导体装置。

图19a1至图19c2示出晶体管1842、1843、1844、1845、1846、1847的沟道宽度方向的截面图。

晶体管1843、晶体管1845及晶体管1847具有上述s-channel结构。但是，不局限于此，晶体管1843、晶体管1845及晶体管1847也可以不具有s-channel结构。

以下，说明适用于晶体管的沟道形成区域的金属氧化物。

作为用于晶体管的半导体材料，可以使用能隙为2ev以上，优选为2.5ev以上，更优选为3ev以上的金属氧化物。典型地，可以使用包含铟的金属氧化物等，例如可以使用后面说明的cac-os等。

使用其带隙比硅宽且载流子密度低的金属氧化物的晶体管由于其关态电流小，因此能够长期间保持储存于与晶体管串联连接的电容器中的电荷。

作为半导体层例如可以采用包含铟、锌及m(铝、钛、镓、锗、钇、锆、镧、铈、锡、钕或铪等金属)的以“in-m-zn类氧化物”表示的膜。

当构成半导体层的金属氧化物为in-m-zn类氧化物时，优选用来形成in-m-zn氧化物膜的溅射靶材的金属元素的原子数比满足in≥m及zn≥m。这种溅射靶材的金属元素的原子数比优选为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。注意，所形成的半导体层的原子数比分别有可能在上述溅射靶材中的金属元素的原子数比的±40％的范围内变动。

作为半导体层，可以使用载流子密度低的金属氧化物膜。例如，作为半导体层可以使用载流子密度为1×10¹⁷/cm³以下，优选为1×10¹⁵/cm³以下，更优选为1×10¹³/cm³以下，进一步优选为1×10¹¹/cm³以下，更进一步优选为低于1×10¹⁰/cm³，1×10^-9/cm³以上的金属氧化物。将这样的金属氧化物称为高纯度本征或实质上高纯度本征的金属氧化物。因为该金属氧化物的杂质浓度及缺陷能级密度低，因此可以说该金属氧化物是具有稳定的特性的金属氧化物。

注意，本发明不局限于上述记载，可以根据所需的晶体管的半导体特性及电特性(场效应迁移率、阈值电压等)来使用具有适当的组成的氧化物半导体。另外，优选适当地设定半导体层的载流子密度、杂质浓度、缺陷密度、金属元素与氧的原子数比、原子间距离、密度等，以得到所需的晶体管的半导体特性。

当构成半导体层的金属氧化物包含第14族元素之一的硅或碳时，半导体层中的氧缺陷增加，会使该半导体层变为n型。因此，将半导体层中的硅或碳的浓度(通过二次离子质谱分析法测得的浓度)设定为2×10¹⁸atoms/cm³以下，优选为2×10¹⁷atoms/cm³以下。

另外，有时当碱金属及碱土金属与金属氧化物键合时生成载流子，而使晶体管的关态电流增大。因此，将通过二次离子质谱分析法测得的半导体层的碱金属或碱土金属的浓度设定为1×10¹⁸atoms/cm³以下，优选为2×10¹⁶atoms/cm³以下。

另外，当构成半导体层的金属氧化物含有氮时生成作为载流子的电子，载流子密度增加而容易n型化。其结果是，使用含有氮的金属氧化物的晶体管容易变为常开特性。因此，利用二次离子质谱分析法测得的半导体层的氮浓度优选为5×10¹⁸atoms/cm³以下。

氧化物半导体分为单晶氧化物半导体及非单晶氧化物半导体。作为非单晶氧化物半导体有caac-os(c-axisalignedcrystallineoxidesemiconductor：c轴取向结晶氧化物半导体)、多晶氧化物半导体、nc-os(nanocrystallineoxidesemiconductor：纳米晶氧化物半导体)、a-likeos(amorphous-likeoxidesemiconductor)以及非晶氧化物半导体等。

作为本发明的一个方式所公开的晶体管的半导体层也可以使用cac-os(cloud-alignedcompositeoxidesemiconductor)。

本发明的一个方式所公开的晶体管的半导体层可以使用上述非单晶氧化物半导体或cac-os。此外，作为非单晶氧化物半导体优选使用nc-os或caac-os。

在本发明的一个方式中，作为晶体管的半导体层优选使用cac-os。通过使用cac-os，可以对晶体管赋予高电特性或高可靠性。

半导体层也可以是包括caac-os的区域、多晶氧化物半导体的区域、nc-os的区域、a-likeos的区域及非晶氧化物半导体的区域中的两种以上的混合膜。混合膜有时例如具有包括上述区域中的两种以上的区域的单层结构或叠层结构。

以下，对可用于在本发明的一个方式中公开的晶体管的cac-os的构成进行说明。

cac-os例如是指构成金属氧化物的元素以0.5nm以上且10nm以下，优选为1nm以上且2nm以下或近似的尺寸不均匀地分布的材料的一种构成。注意，在下面也将在金属氧化物中一个或多个金属元素不均匀地分布且包含该金属元素的区域混合的状态称为马赛克状或补丁(patch)状，该区域的尺寸为0.5nm以上且10nm以下，优选为1nm以上且2nm以下或近似的尺寸。

金属氧化物优选至少包含铟。尤其优选包含铟及锌。除此之外，也可以还包含选自铝、镓、钇、铜、钒、铍、硼、硅、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁等中的一种或多种。

例如，in-ga-zn氧化物中的cac-os(在cac-os中，尤其可以将in-ga-zn氧化物称为cac-igzo)是指材料分成铟氧化物(以下，称为inox1(x1为大于0的实数))或铟锌氧化物(以下，称为inx2zny2oz2(x2、y2及z2为大于0的实数))以及镓氧化物(以下，称为gaox3(x3为大于0的实数))或镓锌氧化物(以下，称为gax4zny4oz4(x4、y4及z4为大于0的实数))等而成为马赛克状，且马赛克状的inox1或inx2zny2oz2均匀地分布在膜中的构成(以下，也称为云状)。

换言之，cac-os是具有以gaox3为主要成分的区域和以inx2zny2oz2或inox1为主要成分的区域混在一起的构成的复合金属氧化物。在本说明书中，例如，当第一区域的in与元素m的原子数比大于第二区域的in与元素m的原子数比时，第一区域的in浓度高于第二区域。

注意，igzo是通称，有时是指包含in、ga、zn及o的化合物。作为典型例子，可以举出以ingao3(zno)m1(m1为自然数)或in(1+x0)ga(1-x0)o3(zno)m0(-1≤x0≤1，m0为任意数)表示的结晶性化合物。

上述结晶性化合物具有单晶结构、多晶结构或caac结构。caac结构是多个igzo的纳米晶具有c轴取向性且在a-b面上以不取向的方式连接的结晶结构。

另一方面，cac-os与金属氧化物的材料构成有关。cac-os是指如下构成：在包含in、ga、zn及o的材料构成中，一部分中观察到以ga为主要成分的纳米粒子状区域，一部分中观察到以in为主要成分的纳米粒子状区域，并且，这些区域以马赛克状无规律地分散。因此，在cac-os中，结晶结构是次要因素。

cac-os不包含组成不同的两种以上的膜的叠层结构。例如，不包含由以in为主要成分的膜与以ga为主要成分的膜的两层构成的结构。

注意，有时观察不到以gaox3为主要成分的区域与以inx2zny2oz2或inox1为主要成分的区域之间的明确的边界。

在cac-os中包含选自铝、钇、铜、钒、铍、硼、硅、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁等中的一种或多种以代替镓的情况下，cac-os是指如下构成：一部分中观察到以该金属元素为主要成分的纳米粒子状区域以及一部分中观察到以in为主要成分的纳米粒子状区域以马赛克状无规律地分散。

cac-os例如可以通过在对衬底不进行加热的条件下利用溅射法来形成。在利用溅射法形成cac-os的情况下，作为成膜气体，可以使用选自惰性气体(典型的是氩)、氧气体和氮气体中的一种或多种。另外，成膜时的成膜气体的总流量中的氧气体的流量比越低越好，例如，将氧气体的流量比设定为0％以上且低于30％，优选为0％以上且10％以下。

cac-os具有如下特征：通过根据x射线衍射(xrd：x-raydiffraction)测定法之一的out-of-plane法利用θ/2θ扫描进行测定时，观察不到明确的峰值。也就是说，根据x射线衍射，可知在测定区域中没有a-b面方向及c轴方向上的取向。

另外，在通过照射束径为1nm的电子束(也称为纳米束)而取得的cac-os的电子衍射图案中，观察到环状的亮度高的区域(环状区域)以及在该环状区域内的多个亮点。由此，根据电子衍射图案，可知cac-os的结晶结构具有在平面方向及截面方向上没有取向的nc(nano-crystal)结构。

另外，例如在in-ga-zn氧化物的cac-os中，根据通过能量分散型x射线分析法(edx：energydispersivex-rayspectroscopy)取得的edx面分析(mapping)图像，可确认到：具有以gaox3为主要成分的区域及以inx2zny2oz2或inox1为主要成分的区域不均匀地分布而混合的构成。

cac-os的结构与金属元素均匀地分布的igzo化合物不同，具有与igzo化合物不同的性质。换言之，cac-os具有以gaox3等为主要成分的区域及以inx2zny2oz2或inox1为主要成分的区域互相分离且以各元素为主要成分的区域为马赛克状的构成。

在此，以inx2zny2oz2或inox1为主要成分的区域的导电性高于以gaox3等为主要成分的区域。换言之，当载流子流过以inx2zny2oz2或inox1为主要成分的区域时，呈现金属氧化物的导电性。因此，当以inx2zny2oz2或inox1为主要成分的区域在金属氧化物中以云状分布时，可以实现高场效应迁移率(μ)。

另一方面，以gaox3等为主要成分的区域的绝缘性高于以inx2zny2oz2或inox1为主要成分的区域。换言之，当以gaox3等为主要成分的区域在金属氧化物中分布时，可以抑制泄漏电流而实现良好的开关工作。

因此，当将cac-os用于半导体元件时，起因于gaox3等的绝缘性及起因于inx2zny2oz2或inox1的导电性的互补作用可以实现高通态电流(ion)及高场效应迁移率(μ)。

另外，使用cac-os的半导体元件具有高可靠性。因此，cac-os适于显示器等各种半导体装置。

另外，因为其半导体层包括cac-os的晶体管具有高场效应迁移率及高驱动能力，所以通过将该晶体管用于驱动电路，典型的是生成栅极信号的扫描线驱动电路，可以提供边框宽度小(也称为窄边框)的显示装置。另外，通过将该晶体管用于显示装置所包括的信号线驱动电路(尤其是，与信号线驱动电路所包括的移位寄存器的输出端子连接的解复用器)，可以提供连接于显示装置的布线数少的显示装置。

另外，如使用低温多晶硅的晶体管那样，其半导体层包括cac-os的晶体管不需要激光晶化工序。由此，即使为使用大面积衬底的显示装置，也可以减少制造成本。并且，在如超高清(也称为“4k分辨率”、“4k2k”或“4k”)、超高清(也称为“8k分辨率”、“8k4k”或“8k”)等具有高分辨率的大型显示装置中，通过将在半导体层具有cac-os的晶体管用于驱动电路及显示部，可以在短时间内进行写入并降低显示不良，所以是优选的。

或者，可以将硅用于形成有晶体管的沟道的半导体。作为硅可以使用非晶硅，尤其优选使用具有结晶性的硅。例如，优选使用微晶硅、多晶硅、单晶硅等。尤其是，多晶硅与单晶硅相比能够在低温下形成，并且其场效应迁移率及可靠性比非晶硅高。

本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。

(实施方式4)

在本实施方式中，对本发明的一个方式的显示装置进行说明。

图20a所示的显示装置包括像素部502、驱动电路部504、保护电路506及端子部507。注意，也可以采用不设置保护电路506的结构。

对像素部502或驱动电路部504所包括的晶体管可以使用本发明的一个方式的晶体管。此外，也可以对保护电路506使用本发明的一个方式的晶体管。

像素部502包括使配置为x行y列(x、y为分别独立的2以上的自然数)的多个显示元件驱动的多个像素电路501。

驱动电路部504包括对栅极线gl_1至gl_x输出扫描信号的栅极驱动器504a、对数据线dl_1至dl_y供应数据信号的源极驱动器504b等的驱动电路。栅极驱动器504a采用至少包括移位寄存器的结构即可。此外，源极驱动器504b例如由多个模拟开关等构成。此外，也可以由移位寄存器等构成源极驱动器504b。

端子部507是指设置有用来从外部的电路对显示装置输入电源、控制信号及图像信号等的端子的部分。

保护电路506是在自身所连接的布线被供应一定的范围之外的电位时使该布线与其他布线之间处于导通状态的电路。图20a所示的保护电路506例如与栅极驱动器504a和像素电路501之间的布线的扫描线gl、或者与源极驱动器504b和像素电路501之间的布线的数据线dl等的各种布线连接。

此外，既可以采用栅极驱动器504a及源极驱动器504b各自设置在与像素部502相同的衬底上的结构，又可以采用形成有栅极驱动电路或源极驱动电路的另一衬底(例如，使用单晶半导体膜、多晶半导体膜形成的驱动电路板)以cog或tab(tapeautomatedbonding：卷带自动结合)安装于衬底上的结构。

另外，例如，图20a所示的多个像素电路501可以具有图20b所示的结构。图20b所示的像素电路501包括晶体管552、晶体管554、电容器562以及发光元件572。另外，与像素电路501连接有数据线dl_n、扫描线gl_m、电位供应线vl_a及电位供应线vl_b等。

此外，电位供应线vl_a和电位供应线vl_b中的一个被施加高电源电位vdd，电位供应线vl_a和电位供应线vl_b中的另一个被施加低电源电位vss。根据晶体管554的栅极被施加的电位，流过发光元件572中的电流被控制，从而来自发光元件572的发光亮度被控制。

图21a示出作为图20b所示的像素电路501中的晶体管554使用n沟道型的晶体管的例子。图21a所示的像素电路501包括晶体管552、晶体管554a、电容器562及发光元件572a。晶体管552为n沟道型晶体管，晶体管554a为n沟道型晶体管。例如，作为晶体管552，可以使用在上面的实施方式所示的沟道形成区域中具有氧化物半导体的晶体管，作为晶体管554a可以使用在沟道形成区域中具有硅的晶体管。

此外，例如，作为晶体管552及晶体管554a可以使用上面的实施方式所示的在沟道形成区域中具有氧化物半导体的晶体管。通过采用该结构，晶体管在像素内所占的面积变小，由此可以显示极高清晰的图像。

在图21a所示的像素电路501中，晶体管552的源极和漏极中的一个与数据线dl_n电连接。晶体管552的源极和漏极中的另一个与电容器562的一个电极及晶体管554a的栅极电连接。电容器562的另一个电极与电位供应线vl_a电连接。晶体管552的栅极与扫描线gl_m电连接。晶体管554a的源极和漏极中的一个与电位供应线vl_a电连接。晶体管554a的源极和漏极中的另一个与发光元件572a的一个电极电连接。发光元件572a的另一个电极与电位供应线vl_b电连接。电位供应线vl_a被供应低电源电位vss，并且电位供应线vl_b被供应高电源电位vdd。

图21b示出与图21a所示的像素电路501不同的结构。在图21b所示的像素电路501中，晶体管552的源极和漏极中的一个与数据线dl_n电连接。晶体管552的源极和漏极中的另一个与电容器562的一个电极及晶体管554a的栅极电连接。晶体管552的栅极与扫描线gl_m电连接。晶体管554a的源极和漏极中的一个与电位供应线vl_a电连接。晶体管554a的源极和漏极中的另一个与电容器562的另一个电极及发光元件572a的一个电极电连接。发光元件572a的另一个电极与电位供应线vl_b电连接。电位供应线vl_a被供应高电源电位vdd，并且电位供应线vl_b被供应低电源电位vss。

图21c示出作为图20b所示的像素电路501中的晶体管554使用p沟道型晶体管的例子。图21c所示的像素电路501包括晶体管552、晶体管554b、电容器562及发光元件572a。晶体管552为n沟道型晶体管，晶体管554b为p沟道型晶体管。例如，作为晶体管552，可以使用在上面的实施方式所示的沟道形成区域中具有氧化物半导体的晶体管，作为晶体管554b可以使用在沟道形成区域中具有硅的晶体管。

在图21c所示的像素电路501中，晶体管552的源极和漏极中的一个与数据线dl_n电连接。晶体管552的源极和漏极中的另一个与电容器562的一个电极及晶体管554b的栅极电连接。电容器562的另一个电极与电位供应线vl_a电连接。晶体管552的栅极与扫描线gl_m电连接。晶体管554b的源极和漏极中的一个与电位供应线vl_a电连接。晶体管554a的源极和漏极中的另一个与发光元件572a的一个电极电连接。发光元件572a的另一个电极与电位供应线vl_b电连接。电位供应线vl_a被供应高电源电位vdd，并且电位供应线vl_b被供应低电源电位vss。

本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。

(实施方式5)

对备有用来校正像素所显示的灰度的存储器的像素电路以及具有该像素电路的显示装置进行说明。上述实施方式中例示出的晶体管可以用于下文中例示出的像素电路所使用的晶体管。

<电路结构>

图22a示出像素电路400的电路图。像素电路400包括晶体管m1、晶体管m2、电容器c1及电路401。此外，像素电路400连接有布线s1、布线s2、布线g1及布线g2。

晶体管m1的栅极与布线g1连接，源极和漏极中的一个与布线s1连接，源极和漏极中的另一个与电容器c1的一个电极连接。晶体管m2的栅极与布线g2连接，源极和漏极中的一个与布线s2连接，源极和漏极中的另一个与电容器c1的另一个电极及电路401连接。

电路401至少包括一个显示元件。显示元件可以使用led元件。

将连接晶体管m1与电容器c1的节点记作n1，将连接晶体管m2与电路401的节点记作n2。

像素电路400通过使晶体管m1变为关闭状态可以保持节点n1的电位。另外，通过使晶体管m2变为关闭状态可以保持节点n2的电位。另外，通过在晶体管m2处于关闭状态的状态下通过晶体管m1对节点n1写入规定的电位，由于通过电容器c1的电容耦合，可以使节点n2的电位对应节点n1的电位变化而发生改变。

在此，作为晶体管m1、晶体管m2中的一方或双方可以使用之前的实施方式中例示出的使用氧化物半导体的晶体管。由于该晶体管具有极低的关态电流，因此可以长时间地保持节点n1及节点n2的电位。另外，当各节点的电位保持期间较短时(具体而言，帧频为30hz以上时等)也可以采用使用了硅等半导体的晶体管。

<驱动方法例>

接着，参照图22b对像素电路400的工作方法的一个例子进行说明。图22b是像素电路400的工作的时序图。注意，这里为了便于说明，不考虑布线电阻等各种电阻、晶体管或布线等的寄生电容及晶体管的阈值电压等的影响。

在图22b所示的工作中，将1个帧期间分为期间t1和期间t2。期间t1是对节点n2写入电位的期间，期间t2是对节点n1写入电位的期间。

〔期间t1〕

在期间t1，对布线g1和布线g2的双方供给使晶体管变为开启状态的电位。另外，对布线s1提供为固定电位的电位vref，对布线s2提供第一数据电位vw。

节点n1通过晶体管m1从布线s1被供给电位vref。另外，节点n2通过晶体管m2被供给第一数据电位vw。因此，电容器c1变为保持电位差vw-vref的状态。

〔期间t2〕

接着，在期间t2，布线g1被供应使晶体管m1变为开启状态的电位，布线g2被供应使晶体管m2变为关闭状态的电位，布线s1被提供第二数据电位vdata。另外，可以对布线s2提供预定的恒电位或使成为浮动状态。

节点n1通过晶体管m1被供应第二数据电位vdata。此时，由于通过电容器c1的电容耦合，对应第二数据电位vdata节点n2的电位发生变化，其变化量为电位dv。也就是说，电路401被输入将第一数据电位vw和电位dv加在一起的电位。注意，虽然图22b示出dv为正的值，但是其也可以为负的值。也就是说，电位vdata也可以比电位vref低。

这里，电位dv基本由电容器c1的电容值及电路401的电容值决定。当电容器c1的电容值充分大于电路401的电容值时，电位dv成为接近第二数据电位vdata的电位。

如上所述，由于像素电路400可以组合两种数据信号生成供应给包括显示元件的电路401的电位，所以可以在像素电路400内进行灰度校正。

另外，像素电路400可以生成超过可对布线s1及布线s2供给的最大电位的电位。在使用发光元件的情况下，可以进行高动态范围(hdr)显示等。

〔使用发光元件的例子〕

图22c所示的像素电路400el包括电路401el。电路401el包括发光元件el、晶体管m3及电容器c2。

晶体管m3的栅极与节点n2及电容器c2的一个电极连接，源极和漏极中的一个与被供应电位vl的布线连接，源极和漏极中的另一个与发光元件el的一个电极连接。电容器c2的另一个电极与被供应电位vcom的布线连接。发光元件el的另一个电极与被供应电位vh的布线连接。

晶体管m3具有控制对发光元件el供应的电流的功能。电容器c2用作存储电容器。不需要时也可以省略电容器c2。

另外，虽然这里示出发光元件el的阴极一侧与晶体管m3连接的结构，但是也可以采用如图22d所示那样的阳极一侧与晶体管m3连接的结构。此时，可以适当地改变电位vh与电位vl的值。

像素电路400el可以通过对晶体管m3的栅极施加高电位使大电流流过发光元件el，所以例如可以实现hdr显示等。另外，通过对布线s1或布线s2提供校正信号可以对晶体管m3及发光元件el的电特性偏差进行校正。

另外，不局限于图22c及图22d所示的电路，也可以采用另外附加晶体管或电容器等的结构。

本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。

(实施方式6)

在本实施方式中，参照图23及图24说明本发明的一个方式的数据处理装置的结构。

图23及图24是说明本发明的一个方式的数据处理装置的结构的图。图23a是数据处理装置的方框图，图23b至图23e是说明数据处理装置的结构的立体图。另外，图24a至图24e是说明数据处理装置的结构的立体图。

<数据处理装置>

在本实施方式中说明的数据处理装置5200b包括运算装置5210及输入输出装置5220(参照图23a)。

运算装置5210具有被供应操作数据的功能，并具有根据操作数据供应图像数据的功能。

输入输出装置5220包括显示部5230、输入部5240、检测部5250及通信部5290，并具有供应操作数据的功能及被供应图像数据的功能。此外，输入输出装置5220具有供应检测数据的功能、供应通信数据的功能及被供应通信数据的功能。

输入部5240具有供应操作数据的功能。例如，输入部5240根据数据处理装置5200b的使用者的操作供应操作数据。

具体而言，可以将键盘、硬件按钮、指向装置、触摸传感器、照度传感器、摄像装置、声音输入装置、视线输入装置、姿态检测装置等用于输入部5240。

显示部5230包括显示面板并具有显示图像数据的功能。例如，可以将在上述实施方式中说明的显示装置用于显示部5230。

检测部5250具有供应检测数据的功能。例如，具有检测数据处理装置的周围的使用环境而供应检测数据的功能。

具体地，可以将照度传感器、摄像装置、姿态检测装置、压力传感器、人体感应传感器等用于检测部5250。

通信部5290具有被供应通信数据的功能及供应通信数据的功能。例如，具有以无线通信或有线通信与其他电子设备或通信网连接的功能。具体而言，具有无线局域网通信、电话通信、近距离无线通信等的功能。

<数据处理装置的结构例子1>

例如，可以将沿着圆筒状的柱子等的外形用于显示部5230(参照图23b)。另外，数据处理装置5200b具有根据使用环境的照度改变显示方法的功能。此外，数据处理装置5200b具有检测人的存在而改变显示内容的功能。因此，数据处理装置5200b例如可以设置在建筑物的柱子上。或者，能够显示广告或指南等。或者，数据处理装置5200b可以用于数字标牌等。

<数据处理装置的结构例子2>

例如，数据处理装置5200b具有根据使用者所使用的指示器的轨迹生成图像数据的功能(参照图23c)。具体而言，可以使用对角线的长度为20英寸以上、优选为40英寸以上，更优选为55英寸以上的显示面板。或者，可以将多个显示面板排列而用作一个显示区域。或者，可以将多个显示面板排列而用作多屏幕显示面板。因此，数据处理装置5200b例如可以用于电子黑板、电子留言板、数字标牌等。

<数据处理装置的结构例子3>

例如，数据处理装置5200b具有根据使用环境的照度改变显示方法的功能(参照图23d)。由此，例如可以减少智能手表的功耗。或者，例如以在晴天的户外等外光强的环境下也能够适宜地使用智能手表的方式将图像显示在智能手表上。

<数据处理装置的结构例子4>

显示部5230例如具有沿着框体的侧面缓慢地弯曲的曲面(参照图23e)。或者，显示部5230包括显示面板，显示面板例如具有在其前面、侧面及顶面进行显示的功能。由此，例如可以将图像数据不仅显示于移动电话的前面，而且显示于移动电话的侧面及顶面。

<数据处理装置的结构例子5>

例如，数据处理装置5200b具有根据使用环境的照度改变显示方法的功能(参照图24a)。由此，可以减少智能手机的功耗。或者，例如以在晴天的户外等外光强的环境下也能够适宜地使用智能手机的方式将图像显示在智能手机上。

<数据处理装置的结构例子6>

例如，数据处理装置5200b具有根据使用环境的照度改变显示方法的功能(参照图24b)。由此，以在晴天射入户内的外光强的环境下也能够适宜地使用电视系统的方式将影像显示在电视系统上。

<数据处理装置的结构例子7>

例如，数据处理装置5200b具有根据使用环境的照度改变显示方法的功能(参照图24c)。由此，例如以在晴天的户外等外光强的环境下也能够适宜地使用平板电脑的方式将图像显示在平板电脑上。

<数据处理装置的结构例子8>

例如，数据处理装置5200b具有根据使用环境的照度改变显示方法的功能(参照图24d)。由此，例如以在晴天的户外等外光强的环境下也能够适宜地看到图像的方式将拍摄对象显示在数码相机上。

<数据处理装置的结构例子9>

例如，数据处理装置5200b具有根据使用环境的照度改变显示方法的功能(参照图24e)。由此，例如以在晴天的户外等外光强的环境下也能够适宜地使用个人计算机的方式将图像显示在个人计算机上。

本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。

[符号说明]

10、10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h：显示装置、11、13：衬底、15：功能层、17：发光元件、20b：蓝色光、20g：绿色光、20r：红色光、21、23：电极、25：绝缘层、27：粘合层、31、33：遮光层、35：荧光体层、50：led封装、51：led芯片