CN106663397A - 显示面板、显示装置及显示装置的驱动方法 - Google Patents
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Abstract
显示面板包括第一显示元件及第二显示元件。第一显示元件具有发射光的功能。第二显示元件具有使光透射或散射的功能。第二显示元件在第一显示元件的发射光的一侧与第一显示元件重叠。第一显示元件及第二显示元件都在显示区域中被配置为矩阵。
Description
技术领域
本发明的一个方式涉及一种显示面板、显示装置及显示装置的驱动方法。
注意，本发明的一个方式不局限于上述技术领域。本说明书等所公开的发明的一个方式的技术领域涉及一种物体、方法或制造方法。另外，本发明的一个方式涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或组合物(composition of matter)。由此，具体而言，作为本说明书所公开的本发明的一个方式的技术领域的例子，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、输入输出装置、这些装置中的任一个的驱动方法和这些装置中的任一个的制造方法。
背景技术
作为用于便携式信息终端等的显示装置，使用包括液晶元件的液晶显示装置或包括发光元件的发光装置的情况较多。因为在室外使用便携式信息终端的情况较多，所以应是能够长时间使用的便携式信息终端。另外，便携式信息终端的显示屏幕在各种环境下应具有高可见度。
作为上述课题的对策，对不需要偏振片和/或背光且利用液晶所引起的散射光进行图像显示的液晶显示装置如高分子分散型液晶（PDLC（Polymer Dispersed LiquidCrystal））或高分子网络型液晶（PNLC（Polymer Network Liquid Crystal））进行了研究（例如参照非专利文献1）。通过使用该液晶显示装置，能够以低功耗获得与写有图画或文字的纸面同等的高可见度。
[参照]
[非专利文献]
[非专利文献1]M.Minoura等人，SID 06 DIGEST，第769-772页。
发明内容
本发明的一个方式的目的之一是提供一种功耗低的显示面板。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种方便性高的显示面板。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面板。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。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的驱动方法。
注意，上述目的的记载并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。上述目的外的目的从说明书、附图、权利要求书等的描述中是显而易见的，并且可以从所述描述中抽出。
用于解决问题的手段
本发明的一个方式是一种显示面板，包括第一显示元件及第二显示元件，第一显示元件具有发射光的功能，第二显示元件具有可以使光透射或散射的功能，第二显示元件以在第一显示元件的发射光的一侧与第一显示元件重叠的方式被配置，第一显示元件及第二显示元件都在显示区域中被配置为矩阵状。
另外，显示面板包括着色层，第二显示元件可以被配置在着色层与第一显示元件之间。
显示面板在第一支撑体与第二支撑体之间包括第一显示元件及第二显示元件。第二显示元件具有可以使第一显示元件所发射的光透射或散射的功能。由此，可以选择性地利用第一显示元件及第二显示元件。
第一显示元件包括包含发光性有机化合物的层，第二显示元件包括包含高分子分散型液晶的层。
另外，本发明的另一个方式是一种显示装置，包括显示面板、光传感器及驱动装置，显示面板包括第一显示元件及第二显示元件，光传感器具有感测显示面板的使用环境的照度的功能，驱动装置具有如下功能：当光传感器所感测出的照度小于预定的照度时，将图像信号供应到第一显示元件并将信号供应到第二显示元件以使光透射，当光传感器所感测出的照度为预定的照度以上时，将图像数据供应到第二显示元件。
另外，本发明的另一个方式是一种显示装置的驱动方法，包括如下步骤：获取照度数据的第一步骤；将图像信号供应到第一显示元件，并将使第二显示元件处于透射状态的信号供应到第二显示元件的第二步骤；以及使第一显示元件处于关闭状态，并将图像信号供应到第二显示元件的第三步骤，当在第一步骤中照度数据包括小于预定照度的照度数据时，执行第二步骤，当在第一步骤中照度数据包括预定照度以上的照度数据时，执行第三步骤。
根据本发明的一个方式可以提供一种功耗低的显示面板。另外，根据本发明的一个方式可以提供一种方便性高的显示面板。另外，根据本发明的一个方式可以提供一种新颖的显示面板。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。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的驱动方法。
注意，上述效果的记载并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以上列出的所有目的。上述效果外的效果从说明书、附图、权利要求书等的描述中是显而易见的，并且可以从所述描述中抽出。
附图说明
图1A和图1B是说明根据实施方式的显示面板的结构的示意图；
图2A至图2C是说明根据实施方式的显示面板的结构的示意图；
图3A至图3C是说明根据实施方式的显示面板的显示模式的示意图；
图4A和图4B是说明根据实施方式的显示面板的截面图；
图5是根据实施方式的显示装置的方框图；
图6是说明根据实施方式的显示装置的工作的流程图；
图7A至图7C是说明根据实施方式的数据处理装置的结构的投影图；
图8A至图8D是CAAC-OS的截面的Cs校正高分辨率TEM图像及CAAC-OS的截面示意图；
图9A至图9D是CAAC-OS的平面的Cs校正高分辨率TEM图像；
图10A至图10C是说明通过XRD得到的CAAC-OS以及单晶氧化物半导体的结构分析的图；
图11A和图11B是示出CAAC-OS的电子衍射图案的图；
图12是示出照射电子时的In-Ga-Zn氧化物的结晶部的变化的图；
图13A和图13B是说明CAAC-OS层以及nc-OS层的沉积模型的示意图；
图14A至图14C是说明InGaZnO4的结晶及颗粒的图；
图15A至图15D是说明CAAC-OS的沉积模型的示意图；
图16A至图16D是说明电子设备的图。
具体实施方式
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。另外，在以下说明的发明的结构中，在不同附图之间共同使用同一附图标记来表示同一部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。
注意，根据情况或状态，可以互相调换“膜”和“层”。例如，有时可以将“导电层”换成“导电膜”。此外，有时可以将“绝缘膜”换成“绝缘层”。
在本说明书中，将设置在电致发光元件的一对电极间的层称为EL层。另外，有机电致发光元件包括包含发光性有机化合物的发光层。因此，设置在一对电极间的发光层是EL层的一个方式。
此外，显示面板在其范畴中包括以下：安装有FPC（Flexible printed circuit：柔性印刷电路）或TCP（Tape Carrier Package：载带封装）等连接器的模块、在其端部具有配备有印刷线路板的TCP的模块、或通过COG（Chip On Glass：玻璃覆晶封装）方式安装有IC（集成电路）且形成有显示元件的衬底。
另外，在本说明书中，晶体管的第一电极和第二电极中的一个是源电极，而另一个是漏电极。
实施方式1
在本发明的一个方式的显示面板中，第一显示元件及第二显示元件通过粘合剂贴合。
由于将第一显示元件与第二显示元件组合来使用，因此根据环境改变其显示形态。其结果是，可以提供一种功耗低且方便性优异的新颖的显示面板。另外，可以提供该显示面板的制造方法。另外，可以提供一种包括该显示面板的新颖的显示装置。
参照图1A和图1B说明本发明的一个方式的显示面板的结构。图1A和图1B是说明本发明的一个方式的显示面板100的结构的图。
图1A是本发明的一个方式的显示面板100的俯视图，图1B是沿着图1A的切断线A1-A2的显示面板100的截面图。
在本发明的一个实施方式中说明的显示面板100在衬底101与衬底109之间包括元件层113及元件层117，并在元件层113与元件层117之间包括粘合层105。
如后面的图2A等所述，在元件层113中设置有显示元件103及用来操作显示元件103的晶体管等。另外，在元件层117中设置有显示元件107及用来操作显示元件107的晶体管等。
元件区域102包括显示元件103与显示元件107互相重叠的区域，元件区域102被配置为矩阵状以形成显示区域110。
《显示元件103及显示元件107》
图2A至图2C是沿着图1A的切断线B1-B2的显示面板100的截面图。图2A至图2C分别示出显示元件103的结构彼此不同的形态。图2A是将采用分别着色方式的有机EL元件用作显示元件103的情况的一个例子。图2B是将发射白色光的有机EL元件用作显示元件103的情况的一个例子。图2C是将具有微腔结构的有机EL元件用作显示元件103的情况的一个例子。
《元件层113》
元件层113包括：衬底101上的晶体管层121；晶体管层121上的下部电极131；覆盖下部电极131的端部的绝缘膜141；在下部电极131上且与绝缘膜141接触的EL层133；以及与EL层133接触的上部电极135。注意，晶体管层121除了包括用来驱动显示元件103及显示元件107的晶体管以外，也可以包括电阻元件或电容元件等其他元件。下部电极131可以反射可见光。上部电极135可以使可见光透射。
《元件层117》
元件层117包括：与衬底109重叠的晶体管层191；与晶体管层191重叠的遮光层183及着色层181；与遮光层183及着色层181重叠的具有透光性的电极层175；与电极层175重叠的高分子分散型液晶层173；以及与高分子分散型液晶层173重叠的具有透光性的电极层171。
元件区域102相当于附图中的由虚线圈住的区域，并包括显示元件103与显示元件107互相重叠的区域。另外，着色层181与显示元件103及显示元件107重叠。
下面说明构成显示面板100的各构成要素。注意，这些构成要素不能明确地区别，有时一个构成要素兼作其他构成要素或包括其他构成要素的一部分。
《衬底101》
衬底101只要具有能够承受制造工序的耐热性以及可以用于制造装置的厚度及大小，就对其没有特别的限制。
可以将有机材料、无机材料或混合有机材料和无机材料等的复合材料等用于衬底101。例如，可以将玻璃、陶瓷、金属等无机材料用于衬底101。
具体而言，可以将无碱玻璃、钠钙玻璃、钾钙玻璃或水晶玻璃等用于衬底101。具体而言，可以将无机氧化物膜、无机氮化物膜或无机氧氮化物膜等用于衬底101。例如，可以将氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化铝、不锈钢或铝等用于衬底101。
例如，可以将树脂、树脂膜或塑料等有机材料用于衬底101。具体而言，可以将聚酯、聚烯烃、聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯或丙烯酸树脂等的树脂膜或树脂板用于衬底101。
例如，可以使用将金属板、薄板状的玻璃板或无机材料等的膜贴合于树脂膜等的复合材料。例如，可以使用将纤维状或粒子状的金属、玻璃或无机材料等分散到树脂膜而得到的复合材料。例如，可以使用将纤维状或粒子状的树脂或有机材料等分散到无机材料中而得到的复合材料。
另外，可以将单层材料或层叠有多个层的叠层材料用于衬底101。例如，也可以将层叠有基材与防止包含在基材中的杂质扩散的绝缘膜等的叠层材料用于衬底101。具体而言，可以将层叠有玻璃与防止包含在玻璃中的杂质扩散的选自氧化硅层、氮化硅层或氧氮化硅层等中的一种或多种膜的叠层材料应用于衬底101。或者，可以将层叠有树脂与防止透过树脂的杂质的扩散的膜（诸如氧化硅膜、氮化硅膜和氧氮化硅膜等）的叠层材料应用于衬底101。
注意，可被用作上述衬底101的衬底也可被用作衬底109。
《晶体管》
可以将各种各样的晶体管用作晶体管层121及晶体管层191所包括的晶体管。
例如，可以使用将14族的元素、化合物半导体或氧化物半导体等用于半导体层的晶体管。具体而言，可以使用包含硅的半导体、包含砷化镓的半导体或包含铟的氧化物半导体等。
例如，可以将单晶硅、多晶硅或非晶硅等用于晶体管的半导体层。
例如，可以应用底栅型晶体管、顶栅型晶体管等。
当将关闭状态下的泄漏电流极小的晶体管用作与显示元件103连接的晶体管及与显示元件107连接的晶体管时，可以延长能够保持图像信号的时间。例如，在图像信号的写入频率为11.6μHz（1天1次）以上且低于0.1Hz（1秒0.1次），优选为0.28mHz（1小时1次）以上且低于1Hz（1秒1次）时，也可以保持图像。由此，可以降低图像信号的写入频率。其结果是，可以减少显示面板100的功耗。当然，也可以将图像信号的写入频率设定为30Hz（1秒30次）以上，优选为60Hz（1秒60次）以上且低于960Hz（1秒960次）。
作为关闭状态下的泄漏电流极小的晶体管，例如，可以使用将氧化物半导体用于半导体层的晶体管。具体而言，可以优选将包括至少包含铟(In)、锌(Zn)及M(M是Al、Ga、Ge、Y、Zr、Sn、La、Ce或Hf等金属)的以In-M-Zn氧化物表示的材料的氧化物半导体适用于半导体层。优选包含In和Zn的双方。
在将氧化物半导体用于半导体层的晶体管中，例如，当将其源极与漏极之间的电压设定为0.1V、5V或10V左右时，可以使以晶体管的沟道宽度标准化的关态电流（off-statecurrent）降低到几yA/μm至几zA/μm。
作为包含在氧化物半导体膜中的氧化物半导体，可以使用以下任一个，例如：In-Ga-Zn类氧化物、In-Al-Zn类氧化物、In-Sn-Zn类氧化物、In-Hf-Zn类氧化物、In-La-Zn类氧化物、In-Ce-Zn类氧化物、In-Pr-Zn类氧化物、In-Nd-Zn类氧化物、In-Sm-Zn类氧化物、In-Eu-Zn类氧化物、In-Gd-Zn类氧化物、In-Tb-Zn类氧化物、In-Dy-Zn类氧化物、In-Ho-Zn类氧化物、In-Er-Zn类氧化物、In-Tm-Zn类氧化物、In-Yb-Zn类氧化物、In-Lu-Zn类氧化物、In-Sn-Ga-Zn类氧化物、In-Hf-Ga-Zn类氧化物、In-Al-Ga-Zn类氧化物、In-Sn-Al-Zn类氧化物、In-Sn-Hf-Zn类氧化物、In-Hf-Al-Zn类氧化物、In-Ga类氧化物。
注意，在此，In-Ga-Zn类氧化物是指作为主要成分包含In、Ga和Zn的氧化物，对In、Ga和Zn的比率没有限制。此外，In-Ga-Zn类氧化物也可以包含In、Ga和Zn以外的其他金属元素。
《显示元件103》
例如可以将发光元件用作显示元件103。作为发光元件，可以使用能够进行自发光的元件，并且在发光元件的范畴内包括由电流或电压控制亮度的元件。例如，可以使用发光二极管(LED)、有机EL元件或无机EL元件等。例如，可以将包括下部电极、上部电极以及在下部电极与上部电极之间包含发光性有机化合物的层（以下记作EL层）的有机EL元件用作显示元件103。
发光元件可以采用顶部发射结构、底部发射结构或双面发射结构。将对可见光具有透光性的导电膜用作提取光的电极。另外，优选将反射可见光的导电膜用作不提取光的电极。
当对下部电极131与上部电极135之间施加高于发光元件的阈值电压的电压时，空穴从阳极一侧注入到EL层133中，电子从阴极一侧注入到EL层133中。被注入的电子和空穴在EL层133中复合，由此，包含在EL层133中的发光物质发光。
EL层133至少包括发光层。作为发光层以外的层，EL层133也可以还包括包含空穴注入性高的物质、空穴传输性高的物质、空穴阻挡材料、电子传输性高的物质、电子注入性高的物质或双极性的物质(电子传输性及空穴传输性高的物质)等一个或多个的层。
EL层133可以使用低分子化合物或高分子化合物，还可以包含无机化合物。构成EL层133的层分别可以通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、转印法、印刷法、喷墨法、涂敷法等方法形成。
发光元件也可以包含两种以上的发光物质。由此，例如能够实现白色发光的发光元件。例如，通过以两种以上的发光物质的各发光成为补色关系的方式选择发光物质，能够获得白色发光。例如，可以使用呈R(红)、G(绿)、B(蓝)、Y(黄)或O(橙)等的发光的发光物质或呈包含R、G及B中的两种以上的颜色的光谱成分的发光的发光物质。例如，也可以使用呈蓝色发光的发光物质及呈黄色发光的发光物质。此时，呈黄色发光的发光物质的发光光谱优选包含绿色及红色的光谱成分。另外，发光元件830的发光光谱优选在可见区域的波长(例如为350nm以上且750nm以下，或400nm以上且800nm以下等)的范围内具有两个以上的峰值。
EL层133也可以具有多个发光层。在EL层133中，可以以彼此接触的方式或以隔着分离层的方式层叠多个发光层。例如，也可以在荧光发光层与磷光发光层之间设置分离层。
分离层例如可以用来防止从在磷光发光层中生成的磷光材料等的激发状态到荧光发光层中的荧光材料等的因Dexter机理而引起的能量转移(尤其是三重态能量转移)。分离层具有几nm左右的厚度即可。具体而言，分离层的厚度可以是0.1nm以上且20nm以下、1nm以上且10nm以下或1nm以上5nm以下。分离层包含单体材料(优选为双极性物质)或多个材料(优选为空穴传输性材料及电子传输性材料)。
分离层也可以使用与该分离层接触的发光层所包含的材料来形成。由此，发光元件的制造变得容易，并且可以降低驱动电压。例如，当磷光发光层包含主体材料、辅助材料及磷光材料(客体材料)时，分离层也可以包含该主体材料及辅助材料。换言之，在上述结构中，分离层具有不包含磷光材料的区域，磷光发光层具有包含磷光材料的区域。由此，可以根据磷光材料的有无分别蒸镀分离层及磷光发光层。另外，通过采用这种结构，可以在同一腔室中形成分离层及磷光发光层。由此，可以降低制造成本。
《分别着色》
图2A是将使用分别着色方式形成的发光元件用作显示元件103的例子。由于EL层133等具有不同的颜色，因此可以使各元件区域102的发光元件的发光颜色彼此不同。例如，可以将呈红色、黄色、绿色或蓝色的光的发光层用作包含发光性有机化合物的层。
《白色EL》
另外，图2B是使用将发射白色光的材料用于显示元件103的EL层133的发光元件的例子。发光元件既可以是EL层133为一层的单元件，又可以是隔着电荷产生层层叠多个EL层133的串联元件。例如，使用包括具有呈蓝色光的发光层的荧光发光单元和具有呈绿色光的发光层及呈红色光的发光层的磷光发光单元且呈白色光的串联元件。
《微腔》
另外，图2C是在将具有微腔结构的发光元件用作显示元件103的例子。例如，也可以使用发光元件的下部电极及上部电极构成微腔结构，从发光元件高效地提取特定波长的光。
具体而言，将反射可见光的反射膜用作下部电极，将使可见光的一部分透过且一部分反射的半透射及半反射膜用作上部电极。并且，以高效地提取具有指定的波长的光的方式配置下部电极及上部电极。
例如，第一下部电极131R、第二下部电极131G及第三下部电极131B具有各发光元件的下部电极或阳极的功能。或者，第一下部电极131R、第二下部电极131G及第三下部电极131B具有调整光学距离的功能以使来自各发光层的所希望的光谐振而增强其波长。调整光学距离的层不局限于下部电极，可以由构成发光元件的层中的至少一个层调整光学距离。
作为使可见光透过的导电膜，例如可以使用氧化铟、铟锡氧化物(ITO：Indium TinOxide)、铟锌氧化物、氧化锌（ZnO）、添加有镓的氧化锌等形成。另外，也可以通过将金、银、铂、镁、镍、钨、铬、钼、铁、钴、铜、钯或钛等金属材料、包含这些金属材料的合金或这些金属材料的氮化物(例如，氮化钛)等形成得薄到具有透光性来使用。此外，可以使用上述材料的叠层作为导电层。例如，当使用银和镁的合金与ITO的叠层膜等时，可以提高导电性，所以是优选的。另外，也可以使用石墨烯等。
作为反射可见光的导电材料，例如可以使用铝、金、铂、银、镍、钨、铬、钼、铁、钴、铜或钯等金属材料或包含这些金属材料的合金。另外，也可以在上述金属材料或合金中添加有镧、钕或锗等。此外，也可以使用：铝和钛的合金、铝和镍的合金、铝和钕的合金、以及铝、镍及镧的合金（Al-Ni-La）等包含铝的合金(铝合金)；以及银和铜的合金、银、钯和铜的合金（也记作Ag-Pd-Cu、APC）、银和镁的合金等包含银的合金来形成。包含银和铜的合金具有高耐热性，所以是优选的。并且，通过以与铝合金膜接触的方式层叠金属膜或金属氧化物膜，可以抑制铝合金膜的氧化。作为该金属膜、该金属氧化膜的材料，可以举出钛、氧化钛等。另外，也可以层叠上述使可见光透过的导电膜与由金属材料构成的膜。例如，可以使用银与ITO的叠层膜、银和镁的合金与ITO的叠层膜等。
在利用微腔结构时，可以将半透射及半反射电极用作发光元件的上部电极。使用具有反射性的导电材料及具有透光性的导电材料形成半透射半反射电极。作为该导电材料，可以举出可见光的反射率为20%以上且80%以下，优选为40%以上且70%以下，且电阻率为1×10-2Ω·cm以下的导电材料。半透射半反射电极可以使用一种或多种导电金属、导电合金和导电化合物等形成。尤其是，优选使用功函数小(3.8eV以下)的材料。例如，可以使用铝、银、属于元素周期表中的第1族或第2族的元素(例如，锂或铯等碱金属、钙或锶等碱土金属、镁等)、包含上述元素的合金(例如，Ag-Mg或Al-Li)、铕或镱等稀土金属、包含上述稀土金属的合金等。
各电极可以通过利用蒸镀法或溅射法形成。除此之外，也可以通过利用喷墨法等喷出法、丝网印刷法等印刷法、或者镀法形成。
《粘合层105》
粘合层105具有将元件层113与元件层117贴合的功能。
可以将无机材料、有机材料或混合无机材料与有机材料的复合材料等用于粘合层105。
例如，可以将熔点为400℃以下、优选为300℃以下的玻璃层用作粘合层105。或者，可以将粘合剂等用于粘合层105。
例如，可以将光固化型粘合剂、反应固化型粘合剂、热固化型粘合剂或/及厌氧型粘合剂等有机材料用于粘合层105。
具体而言，可以将包含环氧树脂、丙烯酸树脂、硅酮树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、亚胺树脂、PVC(聚氯乙烯)树脂、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)树脂及EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)树脂等的粘合剂用于粘合层105。
《衬底109》
衬底109优选具有能够承受制造工序的程度的耐热性以及可适用于制造装置的厚度及尺寸。可以对衬底109使用能够用于上述衬底101的衬底。注意，第二衬底优选透光性较高。另外，衬底109可以在工序的中途被其他衬底替换。
《遮光层183》
可以将具有遮光性的材料用于遮光层183。例如，除了分散有颜料的树脂、包含染料的树脂以外，还可以将黑色铬膜等无机膜用于遮光层183。可以将碳黑、金属氧化物、包括多个金属氧化物的固溶体的复合氧化物等用于遮光层183。
《着色层181》
着色层181使特定波长范围的光透射。例如，可以使用使红色、绿色、蓝色或黄色的波长范围的光透射的滤色片等。各着色层通过使用各种材料并利用印刷法、喷墨法、使用光刻法的蚀刻方法等在所希望的位置形成。此外，在白色像素中，也可以与发光元件重叠地设置透明树脂或白色树脂等的树脂。
《高分子分散型液晶》
对高分子分散型液晶层173使用高分子分散型液晶（也称为PDLC（Polymer DispersedLiquid Crystal）、高分子分散液晶、聚合物分散型液晶）。高分子分散型液晶是将分散有液晶的高分子的层用作液晶层的液晶方式。液晶是其粒径为大约0.1μm以上且20μm以下（典型为1μm左右）的微小粒。作为驱动方法，使用PDLC（Polymer Dispersed Liquid Crystal，高分子分散型液晶）模式。
另外，也可以使用高分子网络型液晶（PNLC（Polymer Network LiquidCrystal））。高分子网络型液晶是将在高分子网络中连续地配置液晶的层用于液晶层的液晶方式。
高分子分散型液晶层173是液晶粒分散在形成高分子网络的高分子层中的结构。
作为液晶粒，可以使用向列液晶。
另外，作为高分子层（聚合物层），可以使用光固化树脂。光固化树脂可以是：诸如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等单官能团单体；诸如二丙烯酸酯、三丙烯酸酯、二甲基丙烯酸酯、三甲基丙烯酸酯等多官能团单体；或者上述物质的混合物。此外，光固化树脂可以具有液晶性或非液晶性，或具有液晶性及非液晶性的双方。作为光固化树脂可以选择具有使所使用的光聚合引发剂起反应的波长的光进行固化的树脂，典型地可以使用紫外线固化树脂。
例如，作为高分子分散型液晶层173，可以通过对使用向列液晶的液晶粒、使用光固化树脂的高分子层及包含光聚合引发剂的液晶材料照射具有使光固化树脂及光聚合引发剂起反应的波长的光进行固化来形成。
作为光聚合引发剂，可以使用：因光照射而产生自由基的自由基聚合引发剂；因光照射而产生酸的酸产生剂；以及因光照射而产生碱的碱产生剂。
作为高分子分散型液晶层173的形成方法，可以使用分配器法（滴下法）或利用毛细现象注入液晶的注入法。
另外，在高分子分散型液晶中，由于不使液晶预先取向且不使入射的光偏振，因此可以不设置取向膜及偏振片。
因此，在使用高分子分散型液晶的显示面板中不设置取向膜及偏振片，所以光不被取向膜及偏振片吸收，而可以实现亮度更高的显示屏幕。因此，因为光的利用效率高，所以也可以实现低功耗化。可以削减设置取向膜及偏振片的工序及成本，而可以实现更高的处理量及更低的成本。另外，因不设置取向膜而不需要进行摩擦处理，因此可以防止摩擦处理所导致的静电破坏，由此可以降低制造工序中的显示面板的不良和破损。因此，可以以高成品率制造显示面板，而可以提高生产率。尤其是，在晶体管中，晶体管的电特性受到静电的影响而有可能显著地变动而超出设计范围。因此对包括晶体管的显示面板使用高分子分散型液晶材料是更有效的。
说明高分子分散型液晶的工作原理。在高分子分散型液晶层173中，在不对电极层175及电极层171施加电压时（也称为关闭状态），因为分散在高分子层中的液晶粒无秩序地排列，使得高分子的折射率和液晶分子的折射率不同，因此入射光通过液晶粒散射而使得液晶层处于非透明的状态。
另一方面，在对电极层175及电极层171施加电压时（也称为导通状态），在高分子分散型液晶层173中形成电场，液晶粒中的液晶分子在电场方向上排列而高分子的折射率和液晶分子的短轴的折射率大致一致。因此，入射光不通过液晶粒散射，而透过高分子分散型液晶层173。因此，高分子分散型液晶层173透光并成为透明的状态。
作为高分子分散型液晶层173的厚度的单元间隙为2μm以上且30μm以下（优选为3μm以上8μm以下）即可。注意，本说明书中的单元间隙的厚度是指高分子分散型液晶层173的厚度（膜厚）的最大值。
如后面所述，在本发明的一个方式的显示面板中，通过利用显示元件103所包括的反射电极，来自外部的入射光在高分子分散型液晶层173散射，然后在该反射电极反射，然后再一次入射到高分子分散型液晶层173，所以能够获得与其厚度为两倍时的高分子分散型液晶层173同等的散射效果。因此，本发明的一个方式可以减小单元间隙。当可以减小单元间隙时可以以低电压驱动显示元件107，所以是优选的。
《显示模式的选择》
在本发明的一个方式中，可以通过选择显示元件103或显示元件107使其工作来显示图像。
参照图3A说明使显示元件103工作而显示图像的方法。在该显示方法中，电极层175与电极层171之间的所有像素都被施加电压，并且高分子分散型液晶层173成为透射状态174，使从显示元件103发射的光透射，并作为图像显示。该显示方法适合用于在室内使用等时欲观看色彩丰富且鲜明的影像或视频的情况。
在使显示元件103工作而显示图像时，高分子分散型液晶层173也可以处于使可见光散射的状态。例如，当显示元件103中产生点缺陷（亮点）时，使显示元件103所发射的光通过高分子分散型液晶层173散射，由此使亮点的发光强度变弱，而可以使亮点不容易被看到。
参照图3B及图3C说明使显示元件107工作而显示图像的方法。图3C是将记载于图3B中的虚线圆内的显示元件103、107放大的图。可以将显示元件107用于利用外部光反射的显示方法。在此，例示出对包括红色（R）着色层181的像素及包括蓝色（B）着色层181的像素中的每一个的电极层175与电极层171之间施加电压的情况。着色层181下的高分子分散型液晶层173成为使可见光透过的状态。入射到这些像素的外部光首先通过着色层181分别成为红色光及蓝色光并穿过高分子分散型液晶层173，然后被显示元件103的下部电极131反射，然后再一次穿过高分子分散型液晶层173及着色层181，并被观察者的眼睛作为图像感知。
另一方面，包括绿色（G）着色层181的像素的电极层175与电极层171之间不被施加电压，因此，入射光通过着色层181成为绿色光并入射到高分子分散型液晶层173，然后该光的至少一部分在高分子分散型液晶层173内散射。另外，穿过高分子分散型液晶层173并到达显示元件103的下部电极131的光也在被显示元件103的下部电极131反射后再一次通过高分子分散型液晶层173散射。再一次穿过高分子分散型液晶层173并再一次入射到同一颜色的着色层181的光因在高分子分散型液晶层173内的散射而减弱，而几乎不从显示面板被提取出。上述状况为该显示模式的黑色状态。
该情况下的着色层181的膜厚可以是通常的透射时使用的膜的厚度的一半左右。当着色层薄时，可以抑制从显示元件103发射的光的减弱，所以是优选的。由于显示元件107使用外部光反射，因此不需要在显示元件内进行发光，因而可以抑制功耗。
显示面板100不局限于在光散射于高分子分散型液晶层173时进行黑色显示的结构。例如，如图2C所示，在显示元件103具有微腔结构的情况下，在光穿过高分子分散型液晶层173时，显示面板100也可以显示黑色。
入射到上部电极135且被第一下部电极131R、第二下部电极131G、第三下部电极131B反射的外部光的相位与从高分子分散型液晶层173入射的外部光的相位之间有λ/2的相位差。因此，当使用微腔结构进行光学共振的最优化时，在上部电极135中这两个光消失，几乎不从显示面板100被提取出。也可以将该状况视为显示面板100的黑色显示的状态。在该情况下，通过将因光在高分子分散型液晶层173散射而产生的反射光从着色层提取出，而被观察者的眼睛作为图像感知。
图4A和图4B是示出显示面板100的详细结构的俯视图及截面图的一个例子。图4A示出包括具有元件区域102的显示区域110、FPC409a、FPC409b、驱动电路SD及驱动电路GD的典型结构的一部分。
图4B所示的显示面板是图1A所示的显示面板100的一个例子，依次层叠有衬底101、元件层113、元件层117及衬底109。另外，虽然图4B示出以与衬底109重叠的方式设置有触摸传感器189的例子，但是也可以不设置触摸传感器189。
《绝缘膜122、绝缘膜123》
对绝缘膜122例如可以使用氧化硅、氧氮化硅等形成。当将使用氧化物半导体的晶体管用于半导体层时，绝缘膜122优选使用其氧含量超过化学计量组成的氧化物半导体膜形成。另外，绝缘膜123优选使用具有能够阻挡氧、氢、水、碱金属、碱土金属等的功能的氮化绝缘膜等。通过采用这种结构，可以提高在半导体层中包括氧化物半导体的晶体管的电特性及可靠性。
注意，可被用作绝缘膜122的绝缘膜也可被用作绝缘膜190。另外，可被用作绝缘膜123的绝缘膜也可被用作绝缘膜192。
《平坦化绝缘膜125，平坦化绝缘膜127》
另外，作为平坦化绝缘膜125、平坦化绝缘膜127，可以使用具有耐热性的有机材料如聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、苯并环丁烯类树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂等。另外，也可以层叠多个由上述材料形成的绝缘膜来形成平坦化绝缘膜125、127。
注意，可被用作上述平坦化绝缘膜125、平坦化绝缘膜127的材料也可被用作平坦化绝缘膜197、平坦化绝缘膜198、平坦化绝缘膜199。
《绝缘膜141》
作为绝缘膜141，例如，可以使用有机树脂或无机绝缘材料。作为有机树脂，例如，可以使用聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、硅氧烷树脂、环氧树脂或酚醛树脂等。作为无机绝缘材料，例如，可以使用氧化硅、氧氮化硅等。
《间隔物142》
可以将绝缘材料用于间隔物142。例如，可以使用无机材料、有机材料或层叠无机材料与有机材料而成的叠层材料等。具体而言，可以使用包括氧化硅或氮化硅等的膜、丙烯酸、聚酰亚胺、或光敏树脂等。
《显示元件103》
显示元件103包括下部电极131、EL层133及上部电极135。上部电极135具有作为公共电极的功能。作为图4B所示的显示装置，通过使显示元件103所包括的EL层133发光，可以显示图像。晶体管120通过导电膜126与显示元件103电连接。
另外，在与显示元件103重叠的位置上设置有着色层181，在与绝缘膜141重叠的位置上设置有遮光层183。
FPC409a通过各向异性导电膜188与连接电极186电连接。另外，连接电极186可以通过形成晶体管120等的电极层的工序形成。可以将图像信号等从FPC409a供应到包括晶体管146及电容元件145等的驱动电路SD。
《显示元件107》
显示元件107包括具有透光性的电极层175、电极层171及高分子分散型液晶层173。电极层175与元件区域102的晶体管180通过设置在其间的导电膜194及导电膜196连接。
《电极层171》
电极层171是被供应固定电压的公共电极，电极层171与晶体管160通过设置在其间的导电膜195及导电膜187连接。
可以以与晶体管180、晶体管160重叠的方式设置遮光膜193。
《粘合层105》
作为粘合层105，可以使用具有柔性的固体材料。可以将无机材料、有机材料或混合无机材料与有机材料的复合材料等用于粘合层105。
粘合层105也可以采用叠层结构。例如，可以使用不同的有机材料的叠层、有机材料与无机材料的叠层或不同的无机材料的叠层等。
作为上述无机材料，可以使用玻璃粉等玻璃材料、氧化硅、氧氮化硅、氮化硅等。
作为绝缘膜143，可以使用氧化硅、氧氮化硅、氮化硅等。
上述本发明的一个方式的显示面板100包括显示元件103及显示元件107，显示元件107包含高分子分散型液晶，显示元件107具有能够使显示元件103所发射的光透射或散射的功能。由此，可以选择性地利用显示元件，而可以提供低功耗且方便性优异的新颖的显示面板。
注意，本实施方式可以与本说明书所示的其他实施方式适当地组合。
实施方式2
在本实施方式中，参照图5及图6说明在实施方式1中说明的使用显示面板100的显示装置的一个方式及其驱动方法。
图5是说明本发明的一个方式的显示装置200的方框图。显示装置200包括显示面板100、光传感器205及驱动装置203。
《光传感器205》
光传感器205检测照度且将检测出的数据供应到驱动装置203。例如，可以将根据光电转换元件及光电转换元件所供应的信号检测并输出环境的照度的电路用于光传感器205。
具体而言，可以将光电二极管、CCD图像传感器或CMOS图像传感器等用于光传感器205。
《驱动装置203》
驱动装置203根据从光传感器205供应的数据决定显示面板100的驱动方法，来驱动显示面板100。
作为驱动装置203，在所检测出的照度低于预定的值时，将图像信号供应到显示元件103，并供应用来使显示元件107透光的信号。另一方面，在照度为预定的照度以上的值时，驱动装置203具有不使显示元件103工作而对显示元件107供应图像数据的功能。
接着，参照图6所示的流程图说明显示装置200的驱动方法的一个例子。
首先，使用显示装置200内的光传感器205检测照度（S101）。
在S101中，在检测出的照度低于预定的照度X时，对显示元件107供应透射信号（S102）。并且，将图像信号供应到显示元件103，来显示图像（S103）。
另一方面，在S101中，在检测出的照度为预定的照度X以上时，使显示元件103关闭（S104）。并且，将图像信号供应到显示元件107，来显示图像（S105）。
并且，在经过利用定时器等预先设定的时间之后再一次返回S101，再一次检测照度，反复进行上述步骤。
在显示元件103中，因为通过自发光显示图像，所以消耗电力，但是显示元件107可以利用外部光显示图像。因此，在使用显示元件107显示图像的照度较高的环境下，可以大幅削减功耗。另外，因为显示模式根据照度而自动变换，所以使用者不需要进行设定。因此，可以提供低功耗且方便性优异的显示装置。
注意，本实施方式可以与本说明书所示的其他实施方式适当地组合。
实施方式3
在本实施方式中，参照图7A至图7C说明包括本发明的一个方式的显示面板的输入/输出装置的结构。
图7A是说明本发明的一个方式的输入/输出装置500TP的投影图。注意，为便于说明，放大检测面板700的一部分进行图示。另外，图7B是说明检测面板700的一部分的结构的俯视图，图7C是沿图7B所示的切断线W3-W4的截面图。
〈输入/输出装置结构例子〉
在本实施方式中说明的输入/输出装置500TP包括显示面板500P及具有与显示面板500P重叠的区域的检测面板700（参照图7A）。显示面板500P相当于实施方式1所示的显示面板100。另外，检测面板700相当于实施方式1所示的触摸传感器189。
下面，对构成输入/输出装置500TP的各构成要素进行说明。注意，这些构成要素不能明确地区别，有时一个构成要素兼作其他构成要素或包括其他构成要素的一部分。
另外，重叠检测面板700和显示面板500P而成的输入/输出装置500TP既被用作检测面板700又被用作显示面板500P。注意，重叠检测面板700和显示面板500P而成的输入/输出装置500TP也被称为触摸面板。
《显示面板》
显示面板500P包括像素502、扫描线、信号线和基材510。
《检测面板》
检测面板700检测（出）靠近或接触的物体并供应检测信号。例如检测电容量、照度、磁力、无线电波或压力等，供应基于检测出的物理量的信息。具体而言，也可以将电容元件、光电转换元件、磁力检测元件、压电元件或谐振器等用于检测元件。
例如，检测面板700检测（出）其与靠近或接触的物体之间的静电容量的变化。
此外，当在大气中，手指等具有大于大气的介电常数的物体靠近导电膜时，手指与导电膜之间的静电容量变化。检测面板700可以检测该电容量的变化并供应检测数据。具体而言，作为检测面板700，可以使用导电膜及一个电极连接于该导电膜的电容元件。
例如，静电容量的变化引起导电膜与电容元件之间的电荷分配，从而电容元件的一对电极间的电压变化。可以将该电压的変化用于检测信号。
检测面板700包括控制线CL（i）、信号线ML（j）、第一电极C1（i）、第二电极C2（j）及基材710（参照图7A及图7B）。
注意，布线BR（i，j）位于控制线CL（i）与信号线ML（j）交叉的部分。并且，具有防止短路的功能的绝缘膜711被设置在布线BR（i，j）与信号线ML（j）之间（参照图7C）。
例如，信号线ML（j）可以检测通过包括第一电极C1（i）及第二电极C2（j）的电容供应到控制线CL（i）的控制信号，并将其作为检测信号供应。
例如，在控制线CL（i）与基材710之间及信号线ML（j）与基材710之间包括遮光层511。由此，可以减弱到达控制线CL（i）或信号线ML（j）的外部光，而可以减少被控制线CL（i）或信号线ML（j）反射的外部光的强度。
另外，也可以在基材710上沉积用来形成检测面板700的膜并对该膜进行加工来制造检测面板700。
或者，也可以使用将检测面板700的一部分制造在其他基材上并将该一部分转置到基材610上的方法制造检测面板700。
检测面板700包括被供应控制信号且延伸在行方向（附图中的箭头R所示的方向）的多个控制线CL（i）。另外，包括供应检测信号且延伸在列方向（附图中的箭头C所示的方向）的多个信号线ML（j）。另外，检测面板700包括支撑控制线CL（i）及信号线ML（j）的基材710。
检测面板700包括与控制线CL（i）电连接的第一电极C1（i）及与信号线ML（j）电连接的第二电极C2（j）。第二电极C2（j）包括不与第一电极C1（i）重叠的部分。
第一电极C1（i）或第二电极C2（j）包括导电膜，该导电膜中的与像素502重叠的区域具有透光性。或者，第一电极C1（i）或第二电极C2（j）包括网状的导电膜，该导电膜在与像素502重叠的区域中包括开口部。
在本实施方式中说明的输入/输出装置500TP包括检测面板700及包括与检测面板700重叠的区域的显示面板500P，第一电极C1（i）或第二电极C2（j）包括导电膜，该导电膜在与显示面板500P的像素重叠的位置上包括具有透光性的区域或开口部。由此，输入/输出装置500TP能够检测出接近第一电极或第二电极的物体。其结果是，可以提供方便性或可靠性优异的新颖的输入/输出装置。
例如，输入/输出装置500TP的检测面板700可以将检测出的检测信息与位置信息一起供应。具体而言，输入/输出装置500TP的使用者将靠近或接触检测面板700的手指等用作指示器而进行各种各样的手势（点按、拖拉、滑动或捏合等）。
检测面板700可以检测接近或接触检测面板700的手指，并供应包括检测出的位置或轨迹等的检测信息。
运算装置根据程序等判断被供应的数据是否满足指定条件且执行与指定手势相关联的指令。
由此，检测面板700的使用者可以进行指定手势并使运算装置执行与指定手势相关联的指令。
另外，输入/输出装置500TP的显示面板500P可以显示例如运算装置等所供应的显示信息V。
输入/输出装置500TP的检测面板700与FPC509电连接。
在检测面板700的使用者一侧设置保护层770。
例如，可以将陶瓷涂层或硬涂层用作保护层770。具体而言，可以使用包含氧化铝的层或包含UV固化树脂的层。
例如，可以将减弱被检测面板700反射的外部光的强度的防反射层用于保护层770。具体而言，可以使用圆偏振片等。
《布线》
检测面板700包括布线。布线包括控制线CL（i）、信号线ML（j）等。
也可以将导电材料用于布线等。
例如，可以将无机导电材料、有机导电材料、金属或导电性陶瓷等用于布线。
具体地，使用选自铝、金、铂、银、铬、钽、钛、钼、钨、镍、铁、钴、钇、锆、钯和锰中的金属元素、包含上述金属元素的合金或组合上述金属元素的合金等来形成布线。尤其是，优选包含选自铝、铬、铜、钽、钛、钼及钨中的一个以上的元素。尤其是，铜和锰的合金适用于利用湿蚀刻的微细加工。
具体地，可以举出在铝膜上层叠钛膜的双层结构、在氮化钛膜上层叠钛膜的双层结构、在氮化钛膜上层叠钨膜的双层结构、在氮化钽膜或氮化钨膜上层叠钨膜的双层结构以及依次层叠钛膜、铝膜和钛膜的三层结构等。
具体地，可以采用在铝膜上层叠有选自钛、钽、钨、钼、铬、钕、钪中的一种元素或多种元素的合金膜或氮化膜的叠层结构。
或者，可以使用氧化铟、铟锡氧化物、铟锌氧化物、氧化锌、添加有镓的氧化锌等导电性氧化物。
或者，可以使用石墨烯或石墨。包含石墨烯的膜例如可以使形成为膜状的氧化石墨烯还原而形成。作为还原方法，可以采用进行加热的方法或使用还原剂的方法等。
或者，可以使用导电高分子。
《基材》
基材710支撑第一电极C1（i）及第二电极C2（j）。
基材710只要是具备能够承受制造工序的耐热性及可以适用于制造装置的厚度及尺寸，就对其没有特别的限定。尤其是，当将具有柔性的材料用于基材710时，可以使检测面板700处于折叠状态或展开状态。注意，当在显示部500P进行显示之侧配置检测面板700时，将具有透光性的材料用于基材710。
可以将有机材料、无机材料或有机材料与无机材料的复合材料等用于基材710。
例如可以将玻璃、陶瓷或金属等无机材料用于基材710。
具体而言，可以将无碱玻璃、钠钙玻璃、钾钙玻璃或水晶玻璃等用于基材710。
具体而言，可以将金属氧化物膜、金属氮化物膜或金属氧氮化物膜等用于基材710。例如，可以将氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化铝膜等用于基材710。
例如，可以将树脂、树脂膜或塑料等有机材料用于基材710。
具体地，可以将聚酯、聚烯烃、聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯或丙烯酸树脂等的树脂膜或树脂板用于基材710。
例如，作为基材710可以使用将薄板状的玻璃板或无机材料等的膜贴合于树脂膜的复合材料。
例如，作为基材710可以使用将纤维状或粒子状的金属、玻璃或无机材料等分散到树脂膜的复合材料。
例如，作为基材710可以使用将纤维状或粒子状的树脂或有机材料等分散到无机材料的复合材料。
另外，可以将单层材料或层叠有多个层的叠层材料用于基材710。例如，也可以将层叠有基材及用来防止包含在基材中的杂质扩散的绝缘层等的叠层材料用于基材710。
具体而言，可以将层叠有玻璃与选自防止包含在玻璃中的杂质扩散的氧化硅膜、氮化硅膜和氧氮化硅膜等中的一种或多种的膜的叠层材料用于基材710。
或者，可以将层叠有树脂与防止透过树脂的杂质的扩散的氧化硅膜、氮化硅膜或氧氮化硅膜等的叠层材料用于基材710。
注意，本实施方式可以与本说明书所示的其他实施方式适当地组合。
实施方式4
<氧化物半导体的结构>
在本实施方式中，说明能够用于本发明的一个方式的氧化物半导体的结构。
在本说明书中，“平行”是指两条直线形成的角度为-10°以上且10°以下的状态。因此，也包括该角度为-5°以上且5°以下的状态。“大致平行”是指两条直线形成的角度为-30°以上且30°以下的状态。另外，“垂直”是指两条直线形成的角度为80°以上且100°以下的状态。因此，也包括该角度为85°以上且95°以下的状态。“大致垂直”是指两条直线形成的角度为60°以上且120°以下的状态。
在本说明书中，六方晶系包括三方晶系和菱方晶系。
氧化物半导体例如被分为非单晶氧化物半导体和单晶氧化物半导体。或者，氧化物半导体例如被分为结晶氧化物半导体和非晶氧化物半导体。
作为非单晶氧化物半导体可以举出CAAC-OS（C-Axis Aligned CrystallineOxide Semiconductor：c轴取向结晶氧化物半导体）、多晶氧化物半导体、微晶氧化物半导体和非晶氧化物半导体等。另外，作为结晶氧化物半导体可以举出单晶氧化物半导体、CAAC-OS、多晶氧化物半导体和微晶氧化物半导体等。
首先，对CAAC-OS进行说明。
CAAC-OS是包含多个c轴取向的结晶部（也称为颗粒）的氧化物半导体之一。
在利用透射电子显微镜（TEM：Transmission Electron Microscope）观察所得到的CAAC-OS的明视场图像与衍射图案的复合分析图像（也称为高分辨率TEM图像）中，观察到多个颗粒。另一方面，在高分辨率TEM图像中，观察不到颗粒与颗粒之间的明确的边界，即晶界（grain boundary）。因此，可以说在CAAC-OS中，不容易发生起因于晶界的电子迁移率的降低。
例如，图8A示出从大致平行于样品面的方向观察所得到的CAAC-OS的截面的高分辨率TEM图像。在此，利用球面像差校正（Spherical Aberration Corrector）功能得到TEM图像。下面，将利用球面像差校正功能的高分辨率TEM图像特别称为Cs校正高分辨率TEM图像。另外，例如可以使用日本电子株式会社（JEOL Ltd）制造的原子分辨率分析型电子显微镜JEM-ARM200F等得到Cs校正高分辨率TEM图像。
图8B示出将图8A中的区域（1）放大的Cs校正高分辨率TEM图像。由图8B可以确认到在颗粒中金属原子排列为层状。各金属原子层具有反映了形成CAAC-OS膜的面（也称为被形成面）或CAAC-OS膜的顶面的凸凹的形状并以平行于CAAC-OS的被形成面或顶面的方式排列。
在图8B中，CAAC-OS具有特有的原子排列。图8C是以辅助线示出特有的原子排列的图。由图8B和图8C可知，一个颗粒的尺寸为1nm以上且3nm以下左右，由颗粒与颗粒之间的倾斜产生的空隙的尺寸为0.8nm左右。因此，也可以将颗粒称为纳米晶（nc：nanocrystal）。
在此，根据Cs校正高分辨率TEM图像，将衬底5120上的CAAC-OS的颗粒5100的配置示意性地表示为堆积砖块或块体的结构（参照图8D）。在图8C中观察到的在颗粒与颗粒之间产生倾斜的部分相当于图8D所示的区域5161。
例如，图9A示出从大致垂直于样品面的方向观察所得到的CAAC-OS的平面的Cs校正高分辨率TEM图像。图9B、图9C和图9D分别示出将图9A中的区域（1）、区域（2）和区域（3）放大的Cs校正高分辨率TEM图像。由图9B、图9C和图9D可知在颗粒中金属原子排列为三角形状、四角形状或六角形状。但是，在不同的颗粒之间金属原子的排列没有规律性。
例如，当使用X射线衍射（XRD：X-Ray Diffraction）装置并利用out-of-plane法分析包含InGaZnO4结晶的CAAC-OS的结构时，如图10A所示，在衍射角（2θ）为31°附近时常出现峰值。由于该峰值来源于InGaZnO4结晶的（009）面，由此可知CAAC-OS中的结晶具有c轴取向性，并且c轴朝向大致垂直于被形成面或顶面的方向。
注意，当利用out-of-plane法分析包含InGaZnO4结晶的CAAC-OS的结构时，除了2θ为31°附近的峰值以外，有时在2θ为36°附近时也出现峰值。2θ为36°附近的峰值表示CAAC-OS中的一部分包含不具有c轴取向性的结晶。优选的是，在CAAC-OS中在2θ为31°附近时出现峰值而在2θ为36°附近时不出现峰值。
另一方面，当利用从大致垂直于c轴的方向使X射线入射到样品的in-plane法分析CAAC-OS的结构时，在2θ为56°附近时出现峰值。该峰值来源于InGaZnO4结晶的（110）面。在CAAC-OS中，即使将2θ固定为56°附近并在以样品面的法线向量为轴（φ轴）旋转样品的条件下进行分析（φ扫描），也如图10B所示的那样观察不到明确的峰值。相比之下，在InGaZnO4的单晶氧化物半导体中，在将2θ固定为56°附近来进行φ扫描时，如图10C所示的那样观察到来源于相等于（110）面的结晶面的六个峰值。因此，由使用XRD的结构分析可以确认到CAAC-OS中的a轴和b轴的取向没有规律性。
接着，图11A示出对作为CAAC-OS的In-Ga-Zn氧化物从平行于样品面的方向入射束径为300nm的电子束时的衍射图案（也称为选区透射电子衍射图案）。由图11A例如观察到起因于InGaZnO4结晶的（009）面的斑点。因此，由电子衍射也可知CAAC-OS所包含的颗粒具有c轴取向性，并且c轴朝向大致垂直于被形成面或顶面的方向。另一方面，图11B示出对相同的样品从垂直于样品面的方向入射束径为300nm的电子束时的衍射图案。由图11B观察到环状的衍射图案。因此，由电子衍射也可知CAAC-OS所包含的颗粒的a轴和b轴不具有取向性。可以认为图11B中的第一环起因于InGaZnO4结晶的（010）面和（100）面等。另外，可以认为图11B中的第二环起因于（110）面等。
如此，由于每一个颗粒（纳米晶）的c轴都朝向大致垂直于被形成面或顶面的方向，所以也可以将CAAC-OS称为包含CANC（C-Axis Aligned nanocrystals：c轴取向纳米晶）的氧化物半导体。
CAAC-OS是杂质浓度低的氧化物半导体。杂质是指氢、碳、硅和过渡金属元素等氧化物半导体的主要成分以外的元素。尤其是，与氧的键合力比构成氧化物半导体的金属元素强的硅等元素会夺取氧化物半导体中的氧，由此打乱氧化物半导体的原子排列，导致结晶性下降。另外，由于铁或镍等的重金属、氩、二氧化碳等的原子半径（或分子半径）大，所以如果包含在氧化物半导体内，也会打乱氧化物半导体的原子排列，导致结晶性下降。此外，氧化物半导体所包含的杂质有时会成为载流子陷阱或载流子发生源。
CAAC-OS是缺陷态密度低的氧化物半导体。氧化物半导体中的氧缺陷有时会因成为载流子陷阱或因俘获氢而成为载流子发生源。
在使用CAAC-OS的晶体管中，起因于可见光或紫外部光的照射的电特性的变动小。
接着，对微晶氧化物半导体进行说明。
在微晶氧化物半导体的高分辨率TEM图像中有能够观察到结晶部的区域和观察不到明确的结晶部的区域。微晶氧化物半导体所包含的结晶部的尺寸大多为1nm以上且100nm以下或1nm以上且10nm以下。尤其是，将包含尺寸为1nm以上且10nm以下或1nm以上且3nm以下的微晶的纳米晶的氧化物半导体称为nc-OS（nanocrystalline Oxide Semiconductor：纳米晶氧化物半导体）。例如，在nc-OS的高分辨率TEM图像中，有时无法明确地观察到晶界。注意，纳米晶的来源有可能与CAAC-OS中的颗粒相同。因此，下面有时将nc-OS的结晶部称为颗粒。
在nc-OS中，微小的区域（例如1nm以上且10nm以下的区域，特别是1nm以上且3nm以下的区域）中的原子排列具有周期性。另外，nc-OS在不同的颗粒之间观察不到结晶取向的规律性。因此，在膜整体中观察不到取向性。所以，有时nc-OS在某些分析方法中与非晶氧化物半导体没有差别。例如，当利用使用其束径比颗粒大的X射线的XRD装置通过out-of-plane法对nc-OS进行结构分析时，检测不到表示结晶面的峰值。在使用其束径比颗粒大（例如，50nm以上）的电子射线对nc-OS进行电子衍射（选区电子衍射）时，观察到类似光晕图案的衍射图案。另一方面，在使用其束径近于颗粒或者比颗粒小的电子射线对nc-OS进行纳米束电子衍射时，观察到斑点。另外，在nc-OS的纳米束电子衍射图案中，有时观察到如圆圈那样的（环状的）亮度高的区域。而且，在nc-OS的纳米束电子衍射图案中，有时还观察到环状的区域内的多个斑点。
如此，由于每一个颗粒（纳米晶）的结晶取向都没有规律性，所以也可以将nc-OS称为包含NANC（Non-Aligned nanocrystals：无取向纳米晶）的氧化物半导体。
nc-OS是规律性比非晶氧化物半导体高的氧化物半导体。因此，nc-OS的缺陷态密度比非晶氧化物半导体低。但是，在nc-OS中的不同的颗粒之间观察不到晶体取向的规律性。所以，nc-OS的缺陷态密度比CAAC-OS高。
接着，对非晶氧化物半导体进行说明。
非晶氧化物半导体是膜中的原子排列没有规律且不具有结晶部的氧化物半导体。其一个例子为具有如石英那样的无定形状态的氧化物半导体。
在非晶氧化物半导体的高分辨率TEM图像中无法发现结晶部。
在使用XRD装置通过out-of-plane法对非晶氧化物半导体进行结构分析时，检测不到表示结晶面的峰值。在对非晶氧化物半导体进行电子衍射时，观察到光晕图案。在对非晶氧化物半导体进行纳米束电子衍射时，观察不到斑点而观察到光晕图案。
关于非晶结构有各种见解。例如，有时将原子排列完全没有规律性的结构称为完全的非晶结构（completely amorphous structure）。也有时将到最接近原子间距或到第二接近原子间距具有规律性，并且不是长程有序的结构称为非晶结构。因此，根据最严格的定义，即使是略微具有原子排列的规律性的氧化物半导体也不能被称为非晶氧化物半导体。至少不能将长程有序的氧化物半导体称为非晶氧化物半导体。因此，由于具有结晶部，例如不能将CAAC-OS和nc-OS称为非晶氧化物半导体或完全的非晶氧化物半导体。
注意，氧化物半导体有时具有示出nc-OS与非晶氧化物半导体之间的物理性质的结构。将具有这样的结构的氧化物半导体特别称为amorphous-like氧化物半导体（a-likeOS：amorphous-like Oxide Semiconductor）。
在a-like OS的高分辨率TEM图像中有时观察到空洞（void）。另外，在高分辨率TEM图像中，有能够明确地观察到结晶部的区域和不能观察到结晶部的区域。
下面，对氧化物半导体的结构所导致的电子照射的影响的不同进行说明。
准备a-like OS、nc-OS和CAAC-OS。每个样品都是In-Ga-Zn氧化物。
首先，取得各样品的高分辨率截面TEM图像。由高分辨率截面TEM图像可知，每个样品都具有结晶部。
然后，测量各样品的结晶部的尺寸。图12示出调查了各样品的结晶部（22个部分至45个部分）的平均尺寸的变化的例子。由图12可知，在a-like OS中，结晶部根据电子的累积照射量逐渐变大。具体而言，如图12中的（1）所示，可知在利用TEM的观察初期尺寸为1.2nm左右的结晶部（也称为初始晶核）在累积照射量为4.2×108e-/nm2时生长到2.6nm左右。另一方面，可知nc-OS和CAAC-OS在开始电子照射时到电子的累积照射量为4.2×108e-/nm2的范围内，无论电子的累积照射量如何结晶部的尺寸都没有变化。具体而言，如图12中的（2）所示，可知无论利用TEM的观察的经过如何，结晶部的尺寸都为1.4nm左右。另外，如图12中的（3）所示，可知无论利用TEM的观察的经过如何，结晶部的尺寸都为2.1nm左右。
如此，有时TEM观察中的微量的电子照射引起a-like OS的结晶化，因此发生结晶部的成长。另一方面，可知若是优质的nc-OS和CAAC-OS，则几乎没有TEM观察中的微量的电子照射所引起的结晶化。
注意，可以使用高分辨率TEM图像测量a-like OS和nc-OS的结晶部的尺寸。例如，InGaZnO4结晶具有层状结构，其中在In-O层之间具有两个Ga-Zn-O层。InGaZnO4结晶的单位晶格具有包括三个In-O层和六个Ga-Zn-O层的9个层在c轴方向上以层状层叠的结构。因此，这些彼此靠近的层的间隔与（009）面的晶格表面间隔（也称为d值）是几乎相等的，由结晶结构分析求出其值为0.29nm。由此，重点观察高分辨率TEM图像中的晶格条纹，在晶格条纹的间隔为0.28nm以上且0.30nm以下的部分中，每一个晶格条纹对应于InGaZnO4结晶的a-b面。
另外，有时氧化物半导体的密度因结构而不同。例如，当已知某个氧化物半导体的组成时，通过以与该组成相同的组成中的单晶氧化物半导体的密度与其进行比较，可以估计该氧化物半导体的结构。例如，相对于单晶氧化物半导体的密度，a-like OS的密度为78.6%以上且小于92.3%。例如，相对于单晶氧化物半导体的密度，nc-OS的密度和CAAC-OS的密度都为92.3%以上且小于100%。注意，难以沉积其密度相对于单晶氧化物半导体的密度小于78%的氧化物半导体。
使用具体例子对上述内容进行说明。例如，在原子个数比满足In:Ga:Zn=1:1:1的氧化物半导体中，具有菱方晶系结构的单晶InGaZnO4的密度为6.357g/cm3。因此，例如，在原子个数比满足In:Ga:Zn=1:1:1的氧化物半导体中，a-like OS的密度为5.0g/cm3以上且小于5.9g/cm3。另外，例如，在原子个数比满足In:Ga:Zn=1:1:1的氧化物半导体中，nc-OS的密度和CAAC-OS的密度为5.9g/cm3以上且小于6.3g/cm3。
注意，有时不存在相同组成的单晶氧化物半导体。此时，通过以任意比例组合组成不同的单晶氧化物半导体，可以算出相当于所希望的组成的单晶氧化物半导体的密度。根据组成不同的单晶氧化物半导体的组合比例使用加权平均计算所希望的组成的单晶氧化物半导体的密度即可。注意，优选尽可能减少所组合的单晶氧化物半导体的种类来计算密度。
注意，氧化物半导体例如可以是包括非晶氧化物半导体、a-like OS、微晶氧化物半导体和CAAC-OS中的两种以上的叠层膜。
杂质浓度低且缺陷态密度低（氧缺陷少）的氧化物半导体可以具有低载流子密度。因此，将这样的氧化物半导体称为高纯度本征或实质上高纯度本征的氧化物半导体。CAAC-OS和nc-OS的杂质浓度和缺陷态密度比a-like OS和非晶氧化物半导体低。也就是说，CAAC-OS和nc-OS容易成为高纯度本征或实质上高纯度本征的氧化物半导体。因此，使用CAAC-OS或nc-OS的晶体管很少具有负阈值电压的电特性（很少成为常开启）。高纯度本征或实质上高纯度本征的氧化物半导体的载流子陷阱少。因此，使用CAAC-OS或nc-OS的晶体管电特性变动小且可靠性高。被氧化物半导体的载流子陷阱俘获的电荷需要很长时间才能被释放，并且有时像固定电荷那样动作。因此，使用杂质浓度高且缺陷态密度高的氧化物半导体的晶体管有时电特性不稳定。
<沉积模型>
下面对CAAC-OS和nc-OS的沉积模型的一个例子进行说明。
图13A是示出利用溅射法形成CAAC-OS的状况的沉积室内的示意图。
靶材5130被粘合到垫板上。在隔着垫板与靶材5130相对的位置配置多个磁铁。由该多个磁铁产生磁场。利用磁铁的磁场提高沉积速度的溅射法被称为磁控溅射法。
靶材5130具有多晶结构，其中至少一个晶粒包括劈开面。
作为一个例子，对包含In-Ga-Zn氧化物的靶材5130的劈开面进行说明。图14A示出靶材5130所包含的InGaZnO4结晶的结构。注意，图14A示出使c轴朝上并从平行于b轴的方向观察InGaZnO4结晶时的结构。
由图14A可知，在靠近的两个Ga-Zn-O层中，每个层中的氧原子彼此配置得很近。并且，通过氧原子具有负电荷，靠近的两个Ga-Zn-O层相互排斥。其结果，InGaZnO4结晶在靠近的两个Ga-Zn-O层之间具有劈开面。
衬底5120以与靶材5130相对的方式配置，其距离d（也称为靶材与衬底之间的距离（T-S间距离））为0.01m以上且1m以下，优选为0.02m以上且0.5m以下。沉积室内几乎被沉积气体（例如，氧、氩或包含5vol%以上的氧的混合气体）充满，并且沉积室内的压力被控制为0.01Pa以上且100Pa以下，优选为0.1Pa以上且10Pa以下。在此，通过对靶材5130施加一定程度以上的电压，开始放电且观察到等离子体。由磁场在靶材5130附近形成高密度等离子体区域。在高密度等离子体区域中，因沉积气体的离子化而产生离子5101。离子5101例如是氧的阳离子（O+）或氩的阳离子（Ar+）等。
离子5101由电场向靶材5130一侧被加速而碰撞到靶材5130。此时，平板状或颗粒状的溅射粒子的颗粒5100a和颗粒5100b从劈开面剥离而溅出。注意，颗粒5100a和颗粒5100b的结构有时会因离子5101碰撞的冲击而产生畸变。
颗粒5100a是具有三角形（例如正三角形）的平面的平板状或颗粒状的溅射粒子。颗粒5100b是具有六角形（例如正六角形）的平面的平板状或颗粒状的溅射粒子。注意，将颗粒5100a和颗粒5100b等平板状或颗粒状的溅射粒子总称为颗粒5100。颗粒5100的平面的形状不局限于三角形或六角形。例如，有时为组合两个以上三角形的形状。例如，还有时为组合两个三角形（例如正三角形）的四角形（例如菱形）。
根据沉积气体的种类等决定颗粒5100的厚度。颗粒5100的厚度优选为均匀的，其理由在后面说明。另外，与厚度大的色子状相比，溅射粒子优选为厚度小的颗粒状。例如，颗粒5100的厚度为0.4nm以上且1nm以下，优选为0.6nm以上且0.8nm以下。另外，例如，颗粒5100的宽度为1nm以上且3nm以下，优选为1.2nm以上且2.5nm以下。颗粒5100相当于在上述图12中的（1）所说明的初始晶核。例如，在使离子5101碰撞包含In-Ga-Zn氧化物的靶材5130的情况下，如图14B所示，包含Ga-Zn-O层、In-O层和Ga-Zn-O层的三个层的颗粒5100溅出来。注意，图14C示出从平行于c轴的方向观察颗粒5100时的结构。因此，可以将颗粒5100的结构称为包含两个Ga-Zn-O层（面包片）和In-O层（馅）的纳米尺寸的三明治结构。
有时颗粒5100在穿过等离子体时接收电荷，因此其侧面带负电或带正电。颗粒5100在其侧面具有氧原子，该氧原子有可能带负电。如此，因侧面带相同极性的电荷而电荷相互排斥，从而可以维持平板形状。当CAAC-OS是In-Ga-Zn氧化物时，与铟原子键合的氧原子有可能带负电。或者，与铟原子、镓原子或锌原子键合的氧原子有可能带负电。另外，有时颗粒5100在穿过等离子体时与铟原子、镓原子、锌原子和氧原子等键合而生长。上述图12中的（2）和（1）的尺寸的差异相当于等离子体中的生长程度。在此，当衬底5120的温度为室温左右时，颗粒5100不再继续生长，因此成为nc-OS（参照图13B）。由于能够进行沉积的温度为室温左右，即使衬底5120的面积大也能够形成nc-OS。注意，为了使颗粒5100在等离子体中生长，提高溅射法中的沉积功率是有效的。通过提高沉积功率，可以使颗粒5100的结构稳定。
如图38A和图38B所示，例如颗粒5100像风筝那样在等离子体中飞着，并轻飘飘地飞到衬底5120上。由于颗粒5100带有电荷，所以在它靠近其他颗粒5100已沉积的区域时产生斥力。在此，在衬底5120的顶面产生平行于衬底5120顶面的磁场（也称为水平磁场）。另外，由于在衬底5120与靶材5130之间有电位差，所以电流从衬底5120向靶材5130流过。因此，颗粒5100在衬底5120顶面受到由磁场和电流的作用引起的力量（洛伦兹力）。这可以由弗莱明左手定则得到解释。
颗粒5100的质量比一个原子大。因此，为了在衬底5120顶面移动，重要的是从外部施加某些力量。该力量之一有可能是由磁场和电流的作用产生的力量。为了增大施加到颗粒5100的力量，优选在衬底5120顶面设置平行于衬底5120顶面的磁场为10G以上，优选为20G以上，更优选为30G以上，进一步优选为50G以上的区域。或者，优选在衬底5120顶面设置平行于衬底5120顶面的磁场为垂直于衬底5120顶面的磁场的1.5倍以上，优选为2倍以上，更优选为3倍以上，进一步优选为5倍以上的区域。
此时，通过磁铁与衬底5120相对地移动或旋转，衬底5120顶面的水平磁场的方向不断地变化。因此，在衬底5120顶面，颗粒5100受到各种方向的力量而可以向各种方向移动。
另外，如图38A所示，当衬底5120被加热时，颗粒5100与衬底5120之间的由摩擦等引起的电阻小。其结果，颗粒5100在衬底5120顶面滑翔。颗粒5100的移动发生在使其平板面朝向衬底5120的状态下。然后，当颗粒5100到达已沉积的其他颗粒5100的侧面时，它们的侧面彼此键合。此时，颗粒5100的侧面的氧原子脱离。CAAC-OS中的氧缺陷有时被所脱离的氧原子填补，因此形成缺陷态密度低的CAAC-OS。注意，衬底5120的顶面温度例如为100℃以上且低于500℃、150℃以上且低于450℃或170℃以上且低于400℃即可。也就是说，即使衬底5120的面积大也能够沉积CAAC-OS。
另外，通过在衬底5120上加热颗粒5100，原子重新排列，从而离子5101的碰撞所引起的结构畸变得到缓和。畸变得到缓和的颗粒5100几乎成为单晶。由于颗粒5100几乎成为单晶，即使颗粒5100在彼此键合之后被加热也几乎不会发生颗粒5100本身的伸缩。因此，不会发生颗粒5100之间的空隙扩大导致晶界等缺陷的形成而成为裂缝（crevasse）的情况。
CAAC-OS不是如一张平板的单晶氧化物半导体，而是具有如砖块或块体堆积起来那样的颗粒5100（纳米晶）的集合体的排列的结构。另外，它们之间没有晶界。因此，即使因沉积时的加热、沉积后的加热或弯曲等而发生CAAC-OS的收缩等变形，也能够缓和局部应力或解除畸变。因此，这是适合具有柔性的半导体装置的结构。注意，nc-OS具有颗粒5100（纳米晶）无序地堆积起来那样的排列。
当使离子碰撞靶材时，有时不仅是颗粒，氧化锌等也溅出来。氧化锌比颗粒轻，因此先到达衬底5120的顶面。并且形成0.1nm以上且10nm以下、0.2nm以上且5nm以下或0.5nm以上且2nm以下的氧化锌层5102。图15A至图15D示出截面示意图。
如图15A所示，在氧化锌层5102上沉积颗粒5105a和颗粒5105b。在此，颗粒5105a和颗粒5105b的侧面彼此接触。另外，颗粒5105c在沉积到颗粒5105b上后，在颗粒5105b上滑动。此外，在颗粒5105a的其他侧面上，与氧化锌一起从靶材溅出来的多个粒子5103因对衬底5120的加热而晶化，由此形成区域5105a1。注意，多个粒子5103有可能包含氧、锌、铟和镓等。
然后，如图15B所示，区域5105a1与颗粒5105a变为一体而成为颗粒5105a2。另外，颗粒5105c的侧面与颗粒5105b的其他侧面接触。
接着，如图15C所示，颗粒5105d在沉积到颗粒5105a2上和颗粒5105b上后，在颗粒5105a2上和颗粒5105b上滑动。另外，颗粒5105e在氧化锌层5102上向颗粒5105c的其他侧面滑动。
然后，如图15D所示，颗粒5105d的侧面与颗粒5105a2的侧面接触。另外，颗粒5105e的侧面与颗粒5105c的其他侧面接触。此外，在颗粒5105d的其他侧面上，与氧化锌一起从靶材溅出来的多个粒子5103因衬底5120的加热而晶化，由此形成区域5105d1。
如上所述，通过所沉积的颗粒彼此接触，并且在颗粒的侧面发生生长，在衬底5120上形成CAAC-OS。因此，CAAC-OS的颗粒的每一个都比nc-OS的颗粒大。上述图12中的（3）和（2）的尺寸的差异相当于沉积之后的生长程度。
当颗粒5100之间的空隙极小时，有时形成有一个大颗粒。大颗粒具有单晶结构。例如，从顶面看来大颗粒的尺寸有时为10nm以上且200nm以下、15nm以上且100nm以下或20nm以上且50nm以下。因此，当晶体管的沟道形成区域比大颗粒小时，可以将具有单晶结构的区域用作沟道形成区域。另外，当颗粒变大时，有时可以将具有单晶结构的区域用作晶体管的沟道形成区域、源区域和漏区域。
如此，通过晶体管的沟道形成区域等形成在具有单晶结构的区域中，有时可以提高晶体管的频率特性。
如上述模型那样，可以认为颗粒5100沉积到衬底5120上。因此，可知即使被形成面不具有结晶结构，也能够形成CAAC-OS，这是与外延生长不同的。例如，即使衬底5120的顶面（被形成面）结构为非晶结构（例如非晶氧化硅），也能够形成CAAC-OS。
另外，可知即使作为被形成面的衬底5120顶面具有凹凸，在CAAC-OS中颗粒5100也根据衬底5120顶面的形状排列。例如，当衬底5120的顶面在原子级别上平坦时，颗粒5100以使其平行于ab面的平板面朝下的方式排列。当颗粒5100的厚度均匀时，形成厚度均匀、平坦且结晶性高的层。并且，通过层叠n个（n是自然数）该层，可以得到CAAC-OS。
另一方面，在衬底5120的顶面具有凹凸的情况下，CAAC-OS也具有颗粒5100沿凹凸排列的层层叠为n个（n是自然数）层的结构。由于衬底5120具有凹凸，在CAAC-OS中有时容易在颗粒5100之间产生空隙。注意，由于在颗粒5100之间产生分子间力，所以即使有凹凸，颗粒也以尽可能地减小它们之间的空隙的方式排列。因此，即使有凹凸也可以得到结晶性高的CAAC-OS。
因此，CAAC-OS不需要激光晶化，并且在大面积的玻璃衬底等上也能够均匀地进行成膜。
因为根据这样的模型形成CAAC-OS，所以溅射粒子优选为厚度小的颗粒状。注意，当溅射粒子为厚度大的色子状时，朝向衬底5120上的面不固定，所以有时不能使厚度或结晶的取向均匀。
根据上述沉积模型，即使在具有非晶结构的被形成面上也可以形成结晶性高的CAAC-OS。
实施方式5
在本实施方式中，参照图16A至图16D说明能够应用本发明的一个方式的显示装置的电子设备的一个例子。
作为应用显示装置的电子设备，例如可以举出电视装置(也称为电视或电视接收机)、用于计算机等的显示器、数码相机、数码摄像机、数码相框、移动电话机(也称为移动电话、移动电话装置)、便携式游戏机、便携式信息终端、音频再现装置、弹珠机等的大型游戏机等。图16A至图16D示出这些电子设备的具体例子。
图16A示出一种便携式游戏机，该便携式游戏机包括框体7101、框体7102、显示部7103、显示部7104、麦克风7105、扬声器7106、操作键7107以及触屏笔7108等。根据本发明的一个方式的显示装置可用于显示部7103或显示部7104。通过对显示部7103或显示部7104使用根据本发明的一个方式的显示装置，可以提供一种用户友好且不容易发生品质降低的便携式游戏机。注意，虽然图16A所示的便携式游戏机包括两个显示部即显示部7103和显示部7104，但是便携式游戏机所包括的显示部的数量不限于两个。
图16B示出一种智能手表，包括框体7302、显示部7304、操作按钮7311、7312、连接端子7313、腕带7321、表带扣7322等。根据本发明的一个方式的显示装置可用于显示部7304。
图16C示出一种便携式信息终端，包括安装于框体7501中的显示部7502、操作按钮7503、外部连接端口7504、扬声器7505、麦克风7506等。根据本发明的一个方式的显示装置可用于显示部7502。
图16D示出一种摄像机，包括第一框体7701、第二框体7702、显示部7703、操作键7704、透镜7705、连接部7706等。操作键7704及透镜7705被设置在第一框体7701中，显示部7703被设置在第二框体7702中。并且，第一框体7701和第二框体7702由连接部7706连接，第一框体7701和第二框体7702之间的角度可以由连接部7706改变。显示部7703所显示的图像也可以根据连接部7706所形成的第一框体7701和第二框体7702之间的角度切换。根据本发明的一个方式的显示装置可用于图像显示部7703。
注意，本实施方式可以与本说明书所示的其他实施方式适当地组合。
附图标记说明
100：显示面板；101：衬底；102：元件区域；103：显示元件；105：粘合层；107：显示元件；109：衬底；110：显示区域；113：元件层；117：元件层；120：晶体管；121：晶体管层；122：绝缘膜；123：绝缘膜；125：平坦化绝缘膜；126：导电膜；127：平坦化绝缘膜；131：下部电极；131B：下部电极；131G：下部电极；131R：下部电极；133：EL层；135：上部电极；141：绝缘膜；142：间隔物；143：绝缘膜；145：电容元件；146：晶体管；160：晶体管；171：电极层；173：高分子分散型液晶层；174：透射状态；175：电极层；180：晶体管；181：着色层；183：遮光层；186：连接电极；187：导电膜；188：各向异性导电膜；189：触摸传感器；190：绝缘膜；191：晶体管层；192：绝缘膜；193：遮光膜；194：导电膜；195：导电膜；196：导电膜；197：平坦化绝缘膜；198：平坦化绝缘膜；199：平坦化绝缘膜；200：显示装置；203：驱动装置；205：光传感器；409a：FPC；409b：FPC；500P：显示面板；500TP：输入/输出装置；502：像素；509：FPC；510：基材；511：遮光层；610：基材；700：检测面板；710：基材；711：绝缘膜；770：保护层；830：发光元件；5100：颗粒；5100a：颗粒；5100b：颗粒；5101：离子；5102：氧化锌层；5103：粒子；5105a：颗粒；5105a1：区域；5105a2：颗粒；5105b：颗粒；5105c：颗粒；5105d：颗粒；5105d1：区域；5105e：颗粒；5120：衬底；5130：靶材；5161：区域；7101：框体；7102：框体；7103：显示部；7104：显示部；7105：麦克风；7106：扬声器；7107：操作键；7108：触屏笔；7302：框体；7304：显示部；7311：操作按钮；7312：操作按钮；7313：连接端子；7321：腕带；7322：表带扣；7501：框体；7502：显示部；7503：操作按钮；7504：外部连接端口；7505：扬声器；7506：麦克风；7701：框体；7702：框体；7703：显示部；7704：操作键；7705：透镜；7706：连接部
本申请基于2014年8月8日提交到日本专利局的日本专利申请No. 2014-162359，通过引用将其完整内容并入在此。
Claims (20)
1. 一种显示装置，包括：
第一显示元件；以及
第二显示元件，
其中，所述第一显示元件能够发射光，
所述第二显示元件具有能够使光透射的第一状态或能够使光散射的第二状态；
并且，所述第二显示元件在所述第一显示元件的发射光的一侧与所述第一显示元件重叠。
2.根据权利要求1所述的显示装置，还包括驱动装置，
其中在所述显示装置被使用的情形的照度小于预定的照度时，将第一图像信号从所述驱动装置供应到所述第一显示元件，
并且在所述显示装置被使用的情形的照度为所述预定的照度以上时，将第二图像信号从所述驱动装置供应到所述第二显示元件。
3.根据权利要求1所述的显示装置，还包括着色层，
其中所述第二显示元件在所述着色层与所述第一显示元件之间。
4.根据权利要求1所述的显示装置，
其中所述第一显示元件包括包含发光性有机化合物的层，
并且所述第二显示元件包括包含高分子分散型液晶的层。
5. 根据权利要求1所述的显示装置，还包括：
第一晶体管，与所述第一显示元件电连接；以及
第二晶体管，与所述第二显示元件电连接，
其中所述第一晶体管和所述第二晶体管都包括包含铟、镓及锌的氧化物半导体层。
6.根据权利要求1所述的显示装置，
其中所述第一显示元件与所述第二显示元件通过粘合层互相贴合。
7. 一种显示装置，包括：
多个第一显示元件；以及
多个第二显示元件，
其中，所述多个第一显示元件能够发射光，
所述多个第二显示元件中的每一个分别具有能够使光透射的第一状态或能够使光散射的第二状态；
所述多个第二显示元件中的一个在所述多个第一显示元件中的一个的发射光的一侧与所述多个第一显示元件中的所述一个重叠，
并且，所述多个第一显示元件及所述多个第二显示元件都在显示区域中被配置为矩阵。
8.根据权利要求7所述的显示装置，还包括驱动装置，
其中在所述显示装置被使用的情形的照度小于预定的照度时，将第一图像信号从所述驱动装置供应到所述多个第一显示元件中的所述一个，
并且在所述显示装置被使用的情形的照度为所述预定的照度以上时，将第二图像信号从所述驱动装置供应到所述多个第二显示元件中的所述一个。
9.根据权利要求7所述的显示装置，还包括着色层，
其中所述多个第二显示元件中的所述一个在所述着色层与所述多个第一显示元件中的所述一个之间。
10.根据权利要求7所述的显示装置，
其中所述多个第一显示元件中的所述一个包括包含发光性有机化合物的层，
并且所述多个第二显示元件中的所述一个包括包含高分子分散型液晶的层。
11. 根据权利要求7所述的显示装置，还包括：
第一晶体管，与所述多个第一显示元件中的所述一个电连接；以及
第二晶体管，与所述多个第二显示元件中的所述一个电连接，
其中所述第一晶体管和所述第二晶体管都包括包含铟、镓及锌的氧化物半导体层。
12.根据权利要求7所述的显示装置，
其中所述多个第一显示元件与所述多个第二显示元件通过粘合层互相贴合。
13.一种显示装置，包括：
光传感器；
驱动装置；
第一显示元件；以及
第二显示元件，
其中，所述第一显示元件能够发射光，
所述光传感器能够感测所述显示装置的使用环境的照度，
所述驱动装置能够在所述光传感器所感测出的所述照度小于预定的照度时将第一图像信号供应到所述第一显示元件并将信号供应到所述第二显示元件以使光透射，
所述驱动装置能够在所述光传感器所感测出的所述照度为所述预定的照度以上时将第二图像信号供应到所述第二显示元件，
所述第二显示元件具有能够使光透射的第一状态或能够使光散射的第二状态，
并且，所述第二显示元件在所述第一显示元件的发射光的一侧与所述第一显示元件重叠。
14.根据权利要求13所述的显示装置，还包括着色层，
其中所述第二显示元件在所述着色层与所述第一显示元件之间。
15.根据权利要求13所述的显示装置，
其中所述第一显示元件包括包含发光性有机化合物的层，
并且所述第二显示元件包括包含高分子分散型液晶的层。
16. 根据权利要求13所述的显示装置，还包括：
第一晶体管，与所述第一显示元件电连接；以及
第二晶体管，与所述第二显示元件电连接，
其中所述第一晶体管和所述第二晶体管都包括包含铟、镓及锌的氧化物半导体层。
17.根据权利要求13所述的显示装置，
其中所述第一显示元件与所述第二显示元件通过粘合层互相贴合。
18.一种显示装置的驱动方法，包括：
获取照度数据的第一步骤；
将第一图像信号供应到第一显示元件并将信号供应到第二显示元件以使光透射的第二步骤；以及
使所述第一显示元件关闭并将第二图像信号供应到所述第二显示元件的第三步骤，
其中，当在所述第一步骤中所述照度数据包含小于预定照度的照度数据时，在进行所述第一步骤后进行所述第二步骤，
并且，当在所述第一步骤中所述照度数据包含所述预定照度以上的照度数据时，在进行所述第一步骤后进行所述第三步骤。
19.根据权利要求18所述的驱动方法，
其中所述第二显示元件具有能够使光透射的第一状态或能够使光散射的第二状态，
并且所述第二显示元件在所述第一显示元件的发射光的一侧与所述第一显示元件重叠。
20.根据权利要求18所述的驱动方法，
其中所述第一显示元件包括包含发光性有机化合物的层，
并且所述第二显示元件包括包含高分子分散型液晶的层。
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