JP2015127951A - タッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】可撓性を有するタッチパネルを提供すること。または、タッチパネルの薄型化と、高い検出感度を両立すること。
【解決手段】可撓性を有する第１の基板と、第１の基板上に第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に、トランジスタおよび発光素子と、発光素子上にカラーフィルタと、カラーフィルタ上に一対のセンサ電極と、センサ電極上に、第２の絶縁層と、第２の絶縁層上に、可撓性を有する第２の基板と、第２の基板上に、保護層と、を備えるタッチパネルとする。また発光素子とカラーフィルタとの間に第１の接着層を有し、第１の基板および第２の基板の厚さが１μｍ以上２００μｍ以下であり、第１の接着層の厚さが、５０ｎｍ以上１０μｍ以下の領域を有する。
【選択図】図２

Description

本発明の一態様は、表示装置に関する。特に、可撓性を有し、湾曲させることのできる表示装置に関する。また、本発明の一態様は、タッチパネルに関する。特に、可撓性を有し、湾曲させることのできるタッチパネルに関する。

なお本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、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）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。

近年、表示装置は様々な用途への応用が期待されており、多様化が求められている。例えば、携帯情報端末としてタッチパネルを備えるスマートフォンやタブレット端末の薄型化や高性能化、多機能化が進んでいる。

また、特許文献１には、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方式の発光装置が開示されている。

特開２００３−１７４１５３号公報

可撓性を有するほどに薄型化された表示装置に、ユーザインターフェースとして画面に指等で触れることで入力する機能を付加したタッチパネルが望まれている。

本発明の一態様は、可撓性を有するタッチパネルを提供することを課題の一とする。または、タッチパネルの薄型化と、高い検出感度を両立することを課題の一とする。

または、新規な表示装置を提供することを課題の一とする。または、新規なタッチセンサを提供することを課題の一とする。または、新規なタッチパネルを提供することを課題の一とする。

なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。また、上記以外の課題は、明細書等の記載から自ずと明らかになるものであり、明細書等の記載から上記以外の課題を抽出することが可能である。

本発明の一態様は、可撓性を有する第１の基板と、第１の基板上に第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に、トランジスタおよび発光素子と、発光素子上にカラーフィルタと、カラーフィルタ上に一対のセンサ電極と、センサ電極上に、第２の絶縁層と、第２の絶縁層上に、可撓性を有する第２の基板と、第２の基板上に、保護層と、を備えるタッチパネルである。また発光素子とカラーフィルタとの間に第１の接着層を有し、第１の基板および第２の基板の厚さが１μｍ以上２００μｍ以下であり、第１の接着層の厚さが、５０ｎｍ以上１０μｍ以下の領域を有する。

また、上記第１の絶縁層上に第１の導電膜が設けられ、センサ電極のいずれか一方と、第１の導電膜とが、導電性の接続体を介して電気的に接続されることが好ましい。

また、本発明の他の一態様は、可撓性を有する第１の基板と、第１の基板上に一対のセンサ電極と、センサ電極上に、第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に、トランジスタおよび発光素子と、発光素子よりも下に、カラーフィルタと、発光素子上に、第２の絶縁層と、第２の絶縁層上に、可撓性を有する第２の基板と、第１の基板よりも下に、保護層と、を備えるタッチパネルである。また発光素子と第２の絶縁層との間に第１の接着層を有し、第１の基板および第２の基板の厚さが１μｍ以上２００μｍ以下であり、第１の接着層の厚さが、５０ｎｍ以上１０μｍ以下の領域を有する。

また、上記トランジスタのチャネルが形成される半導体層に、酸化物半導体を有することが好ましい。

また、上記トランジスタのチャネルが形成される半導体層に、多結晶シリコンを有していてもよい。

また、上記保護層は、酸化アルミニウム、または酸化イットリウムを含むことが好ましい。

また、上記第１の絶縁層と第１の基板との間に第２の接着層を有し、第２の接着層の厚さが、５０ｎｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。

また、上記第２の絶縁層と第２の基板との間に第３の接着層を有し、第３の接着層の厚さが、５０ｎｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。

本発明の一態様によれば、可撓性を有するタッチパネルを提供できる。または、タッチパネルの薄型化と、高い検出感度を両立することができる。

または、新規な表示装置、タッチセンサ、またはタッチパネルを提供できる。なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。

タッチパネルの構成例を示す図。 タッチパネルの構成例を示す図。 タッチパネルの構成例を示す図。 タッチパネルの構成例を示す図。 タッチパネルの構成例を示す図。 タッチパネルの構成例を示す図。 タッチパネルの構成例を示す図。 タッチセンサのブロック図及びタイミングチャート図。 タッチセンサの回路図。 表示装置のブロック図及びタイミングチャート図。 表示装置およびタッチセンサの動作を説明する図。 表示装置およびタッチセンサの動作を説明する図。 タッチパネルのブロック図。 画素の回路図。 表示装置の動作を説明するタイミングチャート図。 装置の断面図およびノズルの斜視図。 電子機器の構成例。 電子機器の構成例。 ＣＡＡＣ−ＯＳの断面におけるＣｓ補正高分解能ＴＥＭ像、およびＣＡＡＣ−ＯＳの断面模式図。 ＣＡＡＣ−ＯＳの平面におけるＣｓ補正高分解能ＴＥＭ像。 ＣＡＡＣ−ＯＳおよび単結晶酸化物半導体のＸＲＤによる構造解析を説明する図。 ＣＡＡＣ−ＯＳの電子回折パターンを示す図。 Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物の電子照射による結晶部の変化を示す図。

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。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。

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

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

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様のタッチパネルの構成例について、図面を参照して説明する。

［タッチパネルの構成例］
図１（Ａ）は、以下で例示するタッチパネル１００の斜視概略図である。

タッチパネル１００は、可撓性を有する基板１０１と可撓性を有する基板１０２の間に、少なくとも表示装置１１０とタッチセンサ１２０と、を備える。

図１（Ｂ）は、図１（Ａ）中のタッチセンサ１２０を示す斜視概略図であり、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）中の表示装置１１０、配線１３１、配線１３２、配線１４４を含む構成を示す斜視概略図である。

タッチセンサ１２０としては、例えば静電容量方式のタッチセンサを適用できる。静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。投影型静電容量方式としては、主に駆動方式の違いから、自己容量方式、相互容量方式などがある。相互容量方式を用いると同時多点検出が可能となるため好ましい。

以下では投影型静電容量方式のタッチセンサを適用する場合について説明する。

なお、指等の検知対象の近接または接触を検知することができる様々なセンサ（例えば光電変換素子を用いた光学式センサ、感圧素子を用いた感圧センサ）などを適用することもできる。

タッチセンサ１２０は、複数の電極１２１と複数の電極１２２を有する。電極１２１は、複数の配線１３１のいずれかと電気的に接続し、電極１２２は複数の配線１３２のいずれかと電気的に接続する。配線１３１にはＦＰＣ１４２が電気的に接続される。また配線１３２にはＦＰＣ１４３が電気的に接続される。

電極１２１は一方向に延伸した形状を有する。また、電極１２２は、電極１２１と交差する向きに延伸した形状を有する。また電極１２１と電極１２２との間には誘電層を有し、これらの交差部に容量が形成される。タッチセンサ１２０はこのような複数の電極１２１と複数の電極１２２と、その間の誘電層により、複数の容量素子がマトリクス状に配置された構成を有する。

また、電極１２１および電極１２２は、透光性を有することが好ましい。ここで、図１（Ｂ）に示すように、電極１２１と電極１２２は、これらの間にできるだけ隙間が生じないような形状として配置することが好ましい。またこれらの隙間に電極１２１または電極１２２と同一の導電膜を含むダミー電極を設けてもよい。このように、電極１２１と電極１２２との間の隙間をできるだけ少なくすることで、透過率のムラを低減できる。その結果、タッチセンサ１２０を透過する光の輝度ムラを低減することができる。

表示装置１１０は、少なくとも複数の画素を含む表示部１１１と、表示部１１１に信号や電力を供給するための配線１４４を備える。表示部１１１が有する画素は、トランジスタおよび表示素子を備えることが好ましい。表示素子としては、代表的には有機ＥＬ素子を用いることができる。

また、図１では、表示装置１１０は表示部１１１だけでなく駆動回路１１２を備える構成を示している。駆動回路１１２としては、例えば走査線駆動回路、信号線駆動回路などとして機能する回路を適用できる。

配線１４４にはＦＰＣ１４１が電気的に接続されている。ＦＰＣ１４１から配線１４４を介して、表示装置１１０を駆動するための信号や電力を供給することができる。

また、図１では、ＦＰＣ１４１上にはＣＯＦ方式により実装されたＩＣ１１４が設けられている例を示している。ＩＣ１１４は、例えば走査線駆動回路または信号線駆動回路などとして機能するＩＣを適用できる。なお、表示装置１１０が走査線駆動回路および信号線駆動回路として機能する回路を備える場合や、走査線駆動回路や信号線駆動回路として機能する回路を外部に設け、ＦＰＣ１４１を介して表示装置１１０を駆動するための信号を入力する場合などには、ＩＣ１１４を設けない構成としてもよい。

図１では、第１の基板１０１側に、表示装置１１０と、配線１３１と、配線１３２が設けられ、第２の基板１０２側に、タッチセンサ１２０が設けられている例を示している。

［断面構成例］
図２（Ａ）には、図１（Ａ）中に示した切断線Ａ１−Ａ２、Ｂ１−Ｂ２、Ｃ１−Ｃ２、およびＤ１−Ｄ２における断面構成の一例を示している。図２（Ａ）では、表示部１１１の例として、表示部１１１に含まれる１画素分の断面を示している。

第１の基板１０１と第２の基板１０２は、第１の接着層１５１によって接着されている。第１の接着層１５１は、発光素子１８０とカラーフィルタ１８４の間にも設けられていてもよい。

可撓性を有する第１の基板１０１および第２の基板１０２は、その厚さが例えば１μｍ以上２００μｍ以下、好ましくは３μｍ以上１００μｍ以下、より好ましくは５μｍ以上５０μｍ以下とすることが好ましく、代表的には２０μｍ程度とすればよい。厚さが１μｍ未満であると、タッチパネル１００の機械的強度が不十分であることから、破損の要因となってしまう。また、厚さが２００μｍよりも大きいと、可撓性に乏しくなることに加え、湾曲させたときに発生する曲げ応力が大きくなり、基板自体または基板上に設けられる配線や素子などが破損してしまう恐れがある。

また、第１の基板１０１と第２の基板１０２は、その厚さが等しいまたは概略等しいことが好ましい。第１の基板１０１と第２の基板１０２の厚さを揃えることで、これらに装置される表示装置１１０およびタッチセンサ１２０をタッチパネルの中央部に配置することができる。その結果、タッチパネルを湾曲させたときに発生する曲げ応力の影響が表示装置１１０やタッチセンサ１２０に及ぶことが抑制されるため、湾曲に伴う破損などの不具合を抑制し、信頼性の高いタッチパネル１００を実現できる。例えば、第１の基板１０１の厚さと第２の基板１０２の厚さのうち、小さい方の厚さが、大きい方の厚さの８０％以上、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上とすればよい。

また、第１の基板１０１と第２の基板１０２は、その線熱膨張係数が等しいまたは概略等しい材料を用いることが好ましい。これらの線熱膨張係数を揃えることで、作製工程にかかる熱や、使用時の温度が変化した際であっても、タッチパネル１００が意図せずに湾曲してしまうことを抑制できる。またタッチパネルの安定した動作が保証される温度の範囲を広げることができる。第１の基板１０１に用いる材料の線熱膨張係数に対する第２の基板１０２に用いる材料の線熱膨張係数の差が、例えば０℃から２００℃の範囲において１０ｐｐｍ／Ｋ以下、好ましくは５ｐｐｍ／Ｋ以下、より好ましくは２ｐｐｍ／Ｋ以下であることが好ましい。

図２（Ａ）では、駆動回路１１２に含まれるトランジスタ１６１およびトランジスタ１６２、ならびに表示部１１１の画素に含まれるトランジスタ１６３およびトランジスタ１６４を示している。各々のトランジスタは、第１の絶縁層１７１上に設けられている。

図１および図２（Ａ）では、表示部１１１が形成される第１の絶縁層１７１上に駆動回路１１２が形成された、ドライバ一体型の表示装置の構成を示すが、表示部１１１が形成される絶縁表面とは別に走査線駆動回路または信号線駆動回路として機能する回路の一方または両方を設ける構成としてもよい。例えば、ＣＯＧ方式により駆動回路用ＩＣを実装してもよいし、またはＣＯＦ方式により駆動回路用ＩＣが実装されたＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を実装してもよい。

図２（Ａ）では、駆動回路１１２および表示部１１１に設けるトランジスタの例として、ボトムゲート型のトランジスタを示している。

ここで、表示装置１１０に設けられる表示部１１１が備える画素や、駆動回路１１２等に用いられるトランジスタとして、チャネルが形成される半導体層に酸化物半導体を適用することが好ましい。特にシリコンよりもバンドギャップの大きな酸化物半導体を適用することが好ましい。シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると、トランジスタのオフ状態における電流を低減できるため好ましい。

例えば、上記酸化物半導体として、少なくともインジウム（Ｉｎ）もしくは亜鉛（Ｚｎ）を含むことが好ましい。また、上記酸化物半導体として、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、ＣｅまたはＨｆ等の金属）で表記される酸化物を含むことがより好ましい。

特に、半導体層として、複数の結晶部を有し、当該結晶部はｃ軸が半導体層の被形成面、または半導体層の上面に対し垂直に配向し、且つ隣接する結晶部間には粒界を有さない酸化物半導体膜を用いることが好ましい。

このような酸化物半導体は、結晶粒界を有さないために表示パネルを湾曲させたときの応力によって酸化物半導体膜にクラックが生じてしまうことが抑制される。したがって、可撓性を有し、湾曲させて用いる表示パネルなどに、このような酸化物半導体を好適に用いることができる。

半導体層としてこのような材料を用いることで、電気特性の変動が抑制され、信頼性の高いトランジスタを実現できる。

また、半導体層に酸化物半導体を用いたトランジスタは、オフ状態でのソースとドレイン間のリーク電流（オフ電流）が低いため、トランジスタを介して容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。このようなトランジスタを画素に適用することで、各表示領域に表示した画像の階調を維持しつつ、駆動回路を停止することも可能となる。その結果、極めて消費電力の低減された電子機器を実現できる。

なお、半導体層に適用可能な酸化物半導体の好ましい形態とその形成方法については、後の実施の形態で詳細に説明する。

また、タッチセンサ１２０の動作を、画素の駆動を休止している期間に行うことが好ましい。このような動作を行うことで、画素の駆動の際に生じるノイズの影響をなくすことができ、タッチセンサ１２０の検出感度を高めることが可能となる。また、このようなノイズの影響をなくすことができるため、タッチセンサと表示部１１１または駆動回路１１２との距離を極めて小さくすることが可能となる。具体的には、発光素子１８０とカラーフィルタ１８４とが重なる領域において、接着層１５１の厚さが５０ｎｍ以上１０μｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以上５μｍ以下、より好ましくは１００ｎｍ以上３μｍ以下の領域を有する程度に、第１の基板１０１と第２の基板１０２とを近づけることができる。

なお、タッチセンサ１２０および表示装置１１０の駆動方法の例については、後の実施の形態で説明する。

あるいは、表示装置１１０に設けられる各表示領域が備える画素や、各駆動回路に用いられるトランジスタとして、チャネルが形成される半導体層にシリコンを用いてもよい。シリコンとしてアモルファスシリコンを用いてもよいが、特に結晶性を有するシリコンを用いることが好ましい。例えば、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンなどを用いることが好ましい。特に、多結晶シリコンは、単結晶シリコンに比べて低温で形成でき、且つアモルファスシリコンに比べて高い電界効果移動度と高い信頼性を備える。このような多結晶半導体を画素に適用することで画素の開口率を向上させることができる。また極めて高精細に画素を有する場合であっても、ゲート駆動回路とソース駆動回路を画素と同一基板上に形成することが可能となり、電子機器を構成する部品数を低減することができる。

また、トランジスタ１６１およびトランジスタ１６２は、図２（Ａ）に示すように第２のゲートを有していてもよい。例えばトランジスタ１６１の第２のゲートはトランジスタ１６１のゲートと電気的に接続されていてもよいし、これらに異なる電位が与えられていてもよい。また、必要であれば、トランジスタ１６３やトランジスタ１６４にも第２のゲートを設けてもよい。また、不要であればトランジスタ１６１およびトランジスタ１６２は第２のゲートを有さない構成としてもよい。

トランジスタのゲート、ソースおよびドレインのほか、タッチパネルを構成する各種配線および電極としては、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として用いることができる。他には、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等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛を含む透明導電材料を用いてもよい。また、マンガンを含む銅を用いると、エッチングによる形状の制御性が高まるため好ましい。

表示部１１１内の一つの画素は、スイッチング用のトランジスタ１６３と、電流制御用のトランジスタ１６４と、トランジスタ１６４の一方の電極（ソース電極またはドレイン電極）に電気的に接続され、絶縁層１７６上に設けられた第１の電極１８１を含む。また第１の電極１８１の端部を覆う絶縁層１７５が設けられている。

ここで、表示部１１１、駆動回路１１２等が備えるトランジスタの構造は、上記に限られない。例えば、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。

図３では、トランジスタ１６１、トランジスタ１６２、トランジスタ１６３、トランジスタ１６４として、チャネル保護型のボトムゲート構造のトランジスタを設ける場合を示している。トランジスタの半導体層の上面を覆って保護層が設けられ、保護層に設けられた開口を介して半導体層とソース電極またはドレイン電極とが電気的に接続されている。このような構成とすることで、ソース電極及びドレイン電極を加工する際のエッチングによって半導体層が薄膜化することを抑制できる。

また、図４では、トランジスタ１６１、トランジスタ１６２、トランジスタ１６３、トランジスタ１６４として、トップゲート構造のトランジスタを用いた例を示している。

トランジスタの半導体層に酸化物半導体を用いる場合には、ボトムゲート構造を用いることが好ましい。アモルファスシリコンよりも高い移動度を有する酸化物半導体は、低温で形成できるため、半導体層の下に位置するゲート電極の耐熱性は問わず、ゲート電極の材料の選択肢の幅を大きくすることができる。またボトムゲート構造を用いることで、トップゲート構造と比較して作製工程を簡略化でき、作製コストを低減できる。

特に、酸化物半導体として後述するＣＡＡＣ−ＯＳを用いることで、ソース電極及びドレイン電極の加工の際のエッチングに対する酸化物半導体の耐性を高めることが可能となる。したがって特にＣＡＡＣ−ＯＳを半導体層に用いる場合には好適にチャネルエッチ構造を適用することができ、作製工程をより簡略化できるため好ましい。

また、トランジスタの半導体層として多結晶シリコンや絶縁層上に転写して形成された単結晶シリコンを用いる場合には、トップゲート構造を用いることが好ましい。トップゲート構造のトランジスタを適用することで、半導体層よりも上層の配線や電極の材料として、耐熱性の低い材料を用いることが可能なため、材料の選択の幅を広げることができる。なお、ゲート電極に耐熱性の高い材料を用いる場合や、多結晶シリコンを極めて低温（例えば４５０度未満）の温度で形成する場合には、上述のボトムゲート構造を用いると、作製工程を削減できるため好ましい。

発光素子１８０は、第１の電極１８１と、第２の電極１８３と、これらに挟持されたＥＬ層１８２を有する。以下、発光素子１８０について説明する。

発光素子１８０において、光射出側に設ける電極には、ＥＬ層１８２からの発光に対して透光性を有する材料を用いる。

透光性を有する材料としては、上述の導電性酸化物、グラフェンのほか、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、またはチタンなどの金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）などを用いてもよい。なお、金属材料、合金材料（またはそれらの窒化物）を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすればよい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。

このような電極は、蒸着法や、スパッタリング法などにより形成する。そのほか、インクジェット法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法、またはメッキ法を用いて形成することができる。

なお、透光性を有する上述の導電性酸化物をスパッタリング法によって形成する場合、当該導電性酸化物を、アルゴン及び酸素を含む雰囲気下で成膜すると、透光性を向上させることができる。

また導電性酸化物膜をＥＬ層１８２上に形成する場合、酸素濃度が低減されたアルゴンを含む雰囲気下で成膜した第１の導電性酸化物膜と、アルゴン及び酸素を含む雰囲気下で成膜した第２の導電性酸化物膜の積層膜とすると、ＥＬ層１８２への成膜ダメージを低減させることができるため好ましい。ここで特に第１の導電性酸化物膜を成膜する際に用いるアルゴンガスの純度が高いことが好ましく、例えば露点が−７０℃以下、好ましくは−１００℃以下のアルゴンガスを用いることが好ましい。

光射出側とは反対側に設ける電極には、該発光に対して反射性を有する材料を用いる。

光反射性を有する材料としては、例えばアルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、又はパラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。また、このような金属材料または合金材料にランタンやネオジム、ゲルマニウムなどを添加してもよい。合金材料の例としては、アルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金などのアルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）や、銀と銅の合金、銀とパラジウムと銅の合金、銀とマグネシウムの合金などの銀を含む合金などが挙げられる。銀と銅を含む合金は耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウムを含む膜に接して金属膜、または金属酸化物膜を積層することで、アルミニウムを含む膜の酸化を抑制することができる。アルミニウムを含む膜に接して設ける金属材料、または金属酸化物材料としては、チタン、酸化チタンなどが挙げられる。また、上記透光性を有する材料からなる膜と金属材料からなる膜とを積層してもよい。例えば、銀とインジウムスズ酸化物の積層膜、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いることができる。

このような電極は、蒸着法や、スパッタリング法などにより形成する。そのほか、インクジェット法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法、またはメッキ法を用いて形成することができる。

ＥＬ層１８２は、少なくとも発光性の有機化合物を含む層（以下、発光層ともいう）を含めばよく、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されていてもよい。複数の層が積層された構成としては、陽極側から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、並びに電子注入層が積層された構成を例に挙げることができる。なお、発光層を除くこれらの層はＥＬ層１８２中に必ずしも全て設ける必要はない。また、これらの層は重複して設けることもできる。具体的にはＥＬ層１８２中に複数の発光層を重ねて設けてもよい。また、電荷発生領域など他の構成を適宜加えることができる。また、例えば、異なる発光色を呈する発光層を複数積層する構成としてもよい。例えば補色の関係にある２以上の発光層を積層することにより白色発光を得ることができる。

ＥＬ層１８２は、真空蒸着法、またはインクジェット法やディスペンス法などの吐出法、スピンコート法などの塗布法、または印刷法などを用いて形成できる。

本実施の形態では、第１の電極１８１として反射性を有する材料を用い、第２の電極１８３として透光性を有する材料を用いる。したがって、発光素子１８０は上面射出型（トップエミッション型）の発光素子であり、第２の基板１０２側に光を射出する。

以上が発光素子１８０についての説明である。

タッチセンサ１２０を構成する第２の電極１２２は、第２の絶縁層１７２に接して形成されている。また、第２の絶縁層１７２を覆って誘電層１２３が設けられ、誘電層１２３を介して第２の電極１２２と交差する第１の電極１２１が設けられている。

第１の電極１２１および第２の電極１２２としては、上述した透光性の導電性材料を用いることができる。

透光性を有する導電性材料を絶縁層１７２上にスパッタリング法により成膜した後、フォトリソグラフィ法等の様々なパターニング技術により、不要な部分を除去して、第１の電極１２１および第２の電極１２２を形成することができる。グラフェンはＣＶＤ法のほか、酸化グラフェンを分散した溶液を塗布した後にこれを還元して形成してもよい。

誘電層１２３に用いる材料としては、例えば、アクリル、エポキシなどの樹脂、シロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることもできる。

またタッチセンサ１２０を構成する第１の電極１２１、誘電層１２３および第２の電極１２２を覆って、絶縁層１２５が設けられている。絶縁層１２５はタッチセンサ１２０の段差を被覆し、カラーフィルタ１８４の厚さを均一にするための平坦化層としての機能を有する。

また、絶縁層１２５は、タッチセンサ１２０を構成する配線や電極と、表示装置１１０に含まれる配線や電極との間に形成されてしまう寄生容量を緩和する機能も有する。絶縁層１２５としては、比誘電率の低い有機材料を用いることが好ましい。また絶縁層１２５の厚さを例えば１μｍ以上２０μｍ以下、好ましくは１μｍ以上１０μｍ以下の厚さとすると、タッチパネル１００の薄型化と寄生容量の緩和を同時に実現できるため好ましい。

絶縁層１２５上の発光素子１８０と重なる領域には、カラーフィルタ１８４が形成されている。

カラーフィルタ１８４は、画素からの発光を調色し、色純度を高める目的で設けられている。例えば、発光素子１８０として白色発光の発光素子を設ける場合には、異なる色のカラーフィルタを設けた複数の画素を用いることで、フルカラーの表示を行うことができる。この場合、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色のカラーフィルタを用いてもよいし、これに黄色（Ｙ）を加えた４色とすることもできる。また、Ｒ、Ｇ、Ｂ（及びＹ）に加えて白色（Ｗ）の画素を用い、４色（又は５色）としてもよい。

また、隣接するカラーフィルタの１８４の間に、ブラックマトリクス１８５が設けられている。ブラックマトリクス１８５は隣接する画素から回り込む光を遮光し、隣接画素間における混色を抑制する。ブラックマトリクス１８５は異なる発光色の隣接画素間にのみ配置し、同色画素間には設けない構成としてもよい。ここで、カラーフィルタ１８４の端部を、ブラックマトリクス１８５と重なるように設けることにより、光漏れを抑制することができる。ブラックマトリクス１８５は、光を遮光する材料を用いることができ、金属材料や顔料を含む樹脂材料などを用いて形成することができる。なお、図２（Ａ）に示すようにブラックマトリクス１８５は駆動回路１１２などの表示部１１１以外の領域に設けると、導波光などによる意図しない光漏れを抑制できるため好ましい。

図２（Ａ）に示すように、第２の基板１０２側にタッチセンサ１２０を構成する第１の電極１２１および第２の電極１２２を配置し、発光素子１８０に近い側にカラーフィルタ１８４を配置する構成とすることが好ましい。そうすることで、タッチセンサ１２０とタッチ面との距離を近づけることができタッチセンサ１２０の感度が向上する。さらにカラーフィルタ１８４と発光素子１８０との距離を近づけることにより、発光素子１８０からの発光が隣接する画素のカラーフィルタ１８４に回り込んでしまうことを抑制できる。

絶縁層１７１と絶縁層１７２は、外部からの不純物の拡散を抑制する材料を用いることが好ましい。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、窒化シリコンなどの半導体の酸化物、窒化物または酸窒化物や、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウムなどの、金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物などの無機絶縁材料を用いることが好ましい。または、このような無機絶縁材料の積層膜、または無機絶縁材料と有機絶縁材料の積層膜を用いてもよい。

絶縁層１７１上には、配線１３２が設けられている。配線１３２上には絶縁層１７６と導電層１６６が設けられている。導電層１６６は絶縁層１７６に設けられた開口部を介して、配線１３２と電気的に接続されている。ここで、図２（Ａ）では配線１３２はトランジスタのソース電極及びドレイン電極と同一の導電膜を加工して形成され、導電層１６６は発光素子１８０の第１の電極１８１と同一の導電膜を加工して形成されている例を示している。また、図１における配線１３１も、配線１３２と同様の構成とすることが好ましい。

また、第２の基板１０２側において、タッチセンサ１２０の電極１２１が上記導電層１６６と重畳する領域にまで延在して設けられ、その上面（導電層１６６と対向する面）は、接着層以外の構造物が設けられていない部分を含む。また図示しないが、電極１２２についても同様である。

タッチセンサ１２０の電極１２１と導電層１６６とは、導電性粒子１６５によって電気的に接続されている。導電性粒子１６５は、接着層１５１に分散するように設けられている。したがって、電極１２１と配線１３２とは導電性粒子１６５および導電層１６６によって電気的に接続されている。また、図１における電極１２２と配線１３１も同様に、導電性粒子１６５によって電気的に接続されている。

導電性粒子１６５は、有機樹脂またはシリカなどの粒子の表面を金属材料や合金材料などの導電性材料で被覆したものを用いることが好ましい。金属材料としてニッケルや金を用いると接触抵抗を低減できるため好ましい。またニッケルをさらに金で被覆するなど、２種類以上の金属材料を層状に被覆させた粒子を用いることが好ましい。または、導電性粒子１６５として、導電性材料の粒子を用いてもよい。

電極１２１と導電層１６６とに挟持された導電性粒子１６５は、上下方向にかかる圧力によって潰れた形状に変形していることが好ましい。このような構成とすることで、導電性粒子１６５と電極１２１（または電極１２２）若しくは導電層１６６との接触面積が増大するため、これらの接続における電気抵抗を低減することができる。なお図２（Ａ）に示す断面概略図では、便宜上、導電性粒子１６５の断面形状として、基板と垂直な向きに長軸を有する楕円形状に図示しているが、実際に多くの場合では、その断面形状が円形、または基板と平行な向きに長軸成分を有する楕円形状となる。図２（Ｂ）に、導電性粒子１６５の断面が基板と平行な向きに長軸成分を有する楕円形状である一例を示す。

基板１０１の外周部において、配線１３２の一部は接続端子１５６を構成している。図２（Ａ）では、接続端子１５６として、配線１３２の一部と、トランジスタのゲート電極と同一の導電膜を加工して得られる導電層の積層構造とする場合を示している。このように、接続端子１５６として複数の層の積層構造とすることで、ＦＰＣ１４３を圧着する際の機械的強度を高めることができる。接続端子１５６とＦＰＣ１４３とは、接続層１５７を介して電気的に接続されている。接続層１５７としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。

また、表示部１１１または駆動回路１１２と電気的に接続する配線１４４が、基板１０１の他の外周部にまで引き回されている。また基板１０１の外周部において配線１４４の一部が、接続端子１５５の一部を構成している。接続端子１５５は、上述した接続端子１５６と同様の構成を用いることができる。接続端子１５５は、接続層１５８を介してＦＰＣ１４１と電気的に接続されている。

ここで、第１の基板１０１と絶縁層１７１とは接着層１５２によって接着されている。また、第２の基板１０２と絶縁層１７２とは接着層１５３によって接着されている。

接着層１５２および接着層１５３は、接着層１５１と同様の材料を用いることができる。各接着層としては、熱硬化樹脂や光硬化樹脂、２液混合型の硬化性樹脂などの硬化性樹脂を用いることができる。例えば、アクリル、ウレタン、エポキシ、またはシロキサン結合を有する樹脂などの樹脂を用いることができる。

ここで、接着層１５１、接着層１５２、接着層１５３のうち少なくとも２つ、好ましくは全てに、同一の材料を用いることが好ましい。これらの接着層に同一の材料を用いることで、線熱膨張係数を等しくすることが可能となり、作製工程にかかる熱や、使用時の温度が変化した際であっても、タッチパネル１００が意図せずに湾曲してしまうことを抑制できる。またタッチパネルの安定した動作が保証される温度の範囲を広げることができる。

また、接着層１５１、接着層１５２、接着層１５３のうち少なくとも２つ、好ましくは全部の厚さが概略等しいことが好ましい。例えば上記のうち２つの接着層の厚さのうち、小さい方の厚さが、大きい方の厚さの５０％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上とすればよい。

接着層１５２、接着層１５３は、接着層１５１と同様に、その厚さが５０ｎｍ以上１０μｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以上５μｍ以下、より好ましくは１００ｎｍ以上３μｍ以下の領域を有する程度に薄いことが好ましい。これら３つの接着層の厚さを薄くすることで、タッチパネル１００の厚さを薄くし、可撓性に優れたタッチパネルを実現できる。

ここで、接着層１５２および接着層１５３のいずれか一方または両方を設けない構成としてもよい。図５には、接着層１５２および接着層１５３の両方を設けない場合を示している。図５では、可撓性を有する第１の基板１０１の上面に接して絶縁層１７１が設けられ、第２の基板１０２の上面に接して絶縁層１７２が設けられている。なお、ここでは図２（Ａ）に示した構成に対して接着層１５２および接着層１５３を有さない構成を示したが、図２（Ａ）、図３、図４等に示す構成に対して接着層１５２または接着層１５３のいずれか一方または両方設けない構成としてもよい。

基板１０２の表面には、保護層１７８が設けられていることが好ましい。保護層１７８は、セラミックコートとも呼ぶことができ、指やスタイラスなどでタッチパネル１００を操作する際に、基板１０２の表面を保護する機能を有する。保護層１７８としては、例えば酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）などの無機絶縁材料を用いることができる。保護層１７８はスパッタリング法やゾルゲル法等で形成することができる。特に後述するエアロゾルデポジション法を用いて保護層１７８を形成すると、緻密性の高い膜を形成でき、機械的強度を高めることができるため好ましい。

ここで、可撓性を有するタッチパネルを形成する方法について説明する。

ここでは便宜上、画素や駆動回路を含む構成、カラーフィルタ等の光学部材を含む構成またはタッチセンサを含む構成を素子層と呼ぶこととする。素子層は例えば表示素子を含み、表示素子の他に表示素子と電気的に接続する配線、画素や回路に用いるトランジスタなどの素子を備えていてもよい。

またここでは、素子層が形成される絶縁表面を備える支持体のことを、基材と呼ぶこととする。

可撓性を有する絶縁表面を備える基材上に素子層を形成する方法としては、基材上に直接素子層を形成する方法と、基材とは異なる剛性を有する支持基材上に素子層を形成した後、素子層と支持基材とを剥離して素子層を基材に転置する方法と、がある。

基材を構成する材料が、素子層の形成工程にかかる熱に対して耐熱性を有する場合には、基材上に直接素子層を形成すると、工程が簡略化されるため好ましい。このとき、基材を支持基材に固定した状態で素子層を形成すると、装置内、及び装置間における搬送が容易になるため好ましい。

また、素子層を支持基材上に形成した後に、基材に転置する方法を用いる場合、まず支持基材上に剥離層と絶縁層を積層し、当該絶縁層上に素子層を形成する。続いて、支持基材と素子層を剥離し、基材に転置する。このとき、支持基材と剥離層の界面、剥離層と絶縁層の界面、または剥離層中で剥離が生じるような材料を選択すればよい。

例えば剥離層としてタングステンなどの高融点金属材料を含む層と当該金属材料の酸化物を含む層を積層して用い、剥離層上に絶縁層として窒化シリコン層や酸窒化シリコン層を複数積層した層を用いることが好ましい。高融点金属材料を用いると、素子層の形成工程の自由度が高まるためこのましい。

剥離は、機械的な力を加えることや、剥離層をエッチングすること、または剥離界面の一部に液体を滴下して剥離界面全体に浸透させることなどにより剥離を行ってもよい。または、熱膨張の違いを利用して剥離界面に熱を加えることにより剥離を行ってもよい。

また、支持基材と絶縁層の界面で剥離が可能な場合には、剥離層を設けなくてもよい。例えば、支持基材としてガラスを用い、絶縁層としてポリイミドなどの有機樹脂を用いて、有機樹脂の一部をレーザ光等を用いて局所的に加熱することにより剥離の起点を形成し、ガラスと絶縁層の界面で剥離を行ってもよい。または、支持基材と有機樹脂からなる絶縁層の間に金属層を設け、当該金属層に電流を流して当該金属層を加熱することにより、当該金属層と絶縁層の界面で剥離を行ってもよい。このとき、有機樹脂からなる絶縁層は基材として用いることができる。

可撓性を有する基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリアミド樹脂、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等が挙げられる。特に、線熱膨張係数の低い材料を用いることが好ましく、例えば、線熱膨張係数が３０ｐｐｍ／Ｋ以下であるポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＥＴ等を好適に用いることができる。また、繊維体に樹脂を含浸した基板（プリプレグとも記す）や、無機フィラーを有機樹脂に混ぜて線熱膨張係数を下げた基板を使用することもできる。

上記材料中に繊維体が含まれている場合、繊維体は有機化合物または無機化合物の高強度繊維を用いる。高強度繊維とは、具体的には引張弾性率またはヤング率の高い繊維のことを言い、代表例としては、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエチレン系繊維、アラミド系繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維が挙げられる。ガラス繊維としては、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、Ｑガラス等を用いたガラス繊維が挙げられる。これらは、織布または不織布の状態で用い、この繊維体に樹脂を含浸させ樹脂を硬化させた構造物を可撓性を有する基板として用いても良い。可撓性を有する基板として、繊維体と樹脂からなる構造物を用いると、曲げや局所的押圧による破損に対する信頼性が向上するため、好ましい。

本発明の一態様のタッチパネル１００は、可撓性を有する一対の基板の間に表示装置１１０とタッチセンサ１２０を備える構成を有する。したがって、表示装置１１０とタッチセンサ１２０をタッチパネル１００の厚さ方向における中央部に配置することが可能となる。その結果、タッチパネル１００を湾曲させたときに発生する曲げ応力の影響が表示装置１１０やタッチセンサ１２０に及ぶことが抑制されるため、湾曲に伴う破損などの不具合を抑制し、信頼性の高いタッチパネル１００を実現できる。

さらに、本発明の一態様のタッチパネル１００は、タッチセンサ１２０の配線とＦＰＣとを接続する端子を、表示装置１１０が設けられている基板側に配置する構成を有する。さらに当該端子をタッチパネルの外周部の表示装置１１０の駆動回路が設けられている領域とは異なる領域に配置することで、ＦＰＣを配置する位置の自由度を高めることができる。

なお、ＦＰＣ１４１、ＦＰＣ１４２およびＦＰＣ１４３の位置は図１に示した構成に限られず、タッチパネル１００を組み込む電子機器等の筐体の形状や仕様に合わせて適宜変更すればよい。例えば、図６（Ａ）に示すように、配線１３１と電気的に接続するＦＰＣ１４２を、ＦＰＣ１４３が設けられる側に配置する構成としてもよい。また、図６（Ａ）ではＦＰＣ１４２とＦＰＣ１４３を個別に設ける構成としたが、例えば図６（Ｂ）に示すように、これらを一つのＦＰＣ１４０で共通化してもよい。また、図示しないが、ＦＰＣ１４２およびＦＰＣ１４３を、第１の基板１０１のＦＰＣ１４１が設けられる側に配置してもよい。

なお、本発明の一態様の表示装置は、画素に能動素子を有するアクティブマトリクス方式、または、画素に能動素子を有しないパッシブマトリクス方式を用いることができる。

アクティブマトリクス方式では、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）として、トランジスタだけでなく、さまざまな能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いることができる。例えば、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）、又はＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）などを用いることも可能である。これらの素子は、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。または、これらの素子は、素子のサイズが小さいため、開口率を向上させることができ、低消費電力化や高輝度化をはかることができる。

アクティブマトリクス方式以外のものとして、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないパッシブマトリクス型を用いることも可能である。能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないため、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。または、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないため、開口率を向上させることができ、低消費電力化、又は高輝度化などを図ることができる。

［変形例］
以下では、上記とは一部の構成が異なるタッチパネルの構成について説明する。なお、上記と重複する部分については説明を省略し、主な相違点についてのみ説明する。

図７（Ａ）に、以下で例示するタッチパネルの断面概略図を示す。

図７（Ａ）に示す構成は、ボトムエミッション型の発光素子を備える点、およびタッチセンサの位置が異なる点で、図２（Ａ）で例示した構成と主に相違している。

第１の基板１０１上には、接着層１９２を介して絶縁層１７２が設けられ、絶縁層１７２の上部にタッチセンサ１２０を構成する電極１２１、電極１２２および誘電層１２３等が設けられている。また、電極１２１、電極１２２および誘電層１２３等は接着層１９１を介して絶縁層１７１の下方に設けられている。換言すると、図７（Ａ）に示すタッチパネルは、タッチセンサ１２０が表示装置１１０と第１の基板１０１の間に設けられた構成を有している。

また、図７（Ａ）における発光素子１８０は、ボトムエミッション型の発光素子が適用される。すなわち、発光素子１８０からの発光は、第１の基板１０１側に取り出される。カラーフィルタ１８４は発光素子１８０よりも第１の基板１０１側に配置される。図７（Ａ）では、トランジスタを覆う無機絶縁層と絶縁層１７６との間に配置された例を示している。なお、トランジスタや配線を覆ってブラックマトリクスを設けてもよい。

第１の基板１０１には、タッチセンサ１２０の電極１２１とＦＰＣ１４３（または電極１２２とＦＰＣ１４２）との接続端子１５６が設けられている。接続端子１５６が設けられる領域では、接着層１９１および接着層１９１よりも上部の構造物を有さず、少なくとも接続端子１５６の上面の一部が露出する。図７（Ａ）に示すように第１の基板１０１は、少なくとも接続端子１５６が設けられる方向に対して第２の基板１０２よりも外側に延伸していることが好ましい。

また、第２の基板１０２の下面（発光素子１８０側の面）には、絶縁層１７３を設けることが好ましい。絶縁層１７３としては、絶縁層１７１や絶縁層１７２と同様の無機絶縁材料を用いることが好ましい。

第１の基板１０１側が表示面および操作面となるため、第１の基板１０１の表面には保護層１７８を設けることが好ましい。

また、図７（Ｂ）に示すように、第１の基板１０１と絶縁層１７２との間の接着層１９２を設けない構成とし、第１の基板１０１の上面に絶縁層１７２を直接形成する構成としてもよい。

接着層１９１および接着層１９２は、上述の接着層１５２または接着層１５３と同様の構成とすればよい。

なお、トランジスタやその周辺の構成は、図７に示した構成に限られず、図２乃至図４に示したトランジスタの構成など、上記に記載したトランジスタの構造やその周辺の絶縁層等の積層構造を援用できる。

以上が変形例についての説明である。

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

（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様のタッチパネルの駆動方法の例について、図面を参照して説明する。

［センサの検知方法の例］
図８（Ａ）は、相互容量方式のタッチセンサの構成を示すブロック図である。図８（Ａ）では、パルス電圧出力回路５０１、電流検出回路５０２を示している。なお図８（Ａ）では、パルス電圧が与えられる電極１２１、電流の変化を検知する電極１２２をそれぞれ、Ｘ１−Ｘ６、Ｙ１−Ｙ６のそれぞれ６本の配線として示している。また図８（Ａ）は、電極１２１および電極１２２が重畳することで形成される容量５０３を図示している。なお、電極１２１と電極１２２とはその機能を互いに置き換えてもよい。

パルス電圧出力回路５０１は、Ｘ１−Ｘ６の配線に順にパルス電圧を印加するための回路である。Ｘ１−Ｘ６の配線にパルス電圧が印加されることで、容量５０３を形成する電極１２１と電極１２２の間に電界が生じる。この電極間に生じる電界が遮蔽等により容量５０３の相互容量に変化を生じさせることを利用して、被検知体の近接、または接触を検出することができる。

電流検出回路５０２は、容量５０３での相互容量の変化による、Ｙ１乃至Ｙ６の配線での電流の変化を検出するための回路である。Ｙ１乃至Ｙ６の配線では、被検知体の近接、または接触がないと検出される電流値に変化はないが、検出する被検知体の近接、または接触により相互容量が減少する場合には電流値が減少する変化を検出する。なお電流の検出は、積分回路等を用いて行えばよい。

なお、上記実施の形態１において、パルス電圧出力回路５０１および電流検出回路５０２のいずれか一方、または両方を、第１の基板１０１上に形成してもよい。例えば、表示部１１１や駆動回路１１２と同時に形成すると、工程を簡略化できることに加え、タッチパネル１００を適用する電子機器の部品数を削減することができるため好ましい。また、パルス電圧出力回路５０１および電流検出回路５０２のいずれか一方、または両方を、タッチセンサ１２０と電気的に接続するＦＰＣ（ＦＰＣ１４２、ＦＰＣ１４３（またはＦＰＣ１４０））にＣＯＦ方式により実装してもよい。

特に、第１の基板１０１上に形成されるトランジスタとして、チャネルが形成される半導体層に多結晶シリコンや単結晶シリコンなどの結晶性シリコンを用いると、パルス電圧出力回路５０１や電流検出回路５０２等の回路の駆動能力が向上し、タッチセンサの感度を向上させることができる。

次いで図８（Ｂ）には、図８（Ａ）で示す相互容量方式のタッチセンサにおける入出力波形のタイミングチャートを示す。図８（Ｂ）では、１フレーム期間で各行列での被検知体の検出を行うものとする。また図８（Ｂ）では、被検知体を検出しない場合（非タッチ）と被検知体を検出する場合（タッチ）との２つの場合について示している。なおＹ１−Ｙ６の配線については、検出される電流値に対応する電圧値とした波形を示している。

Ｘ１−Ｘ６の配線には、順にパルス電圧が与えられ、該パルス電圧にしたがってＹ１−Ｙ６の配線での波形が変化する。被検知体の近接または接触がない場合には、Ｘ１−Ｘ６の配線の電圧の変化に応じてＹ１−Ｙ６の波形が一様に変化する。一方、被検知体が近接または接触する箇所では、電流値が減少するため、これに対応する電圧値の波形も変化する。

このように、相互容量の変化を検出することにより、被検知体の近接または接触を検知することができる。

また、図８（Ａ）ではタッチセンサとして配線の交差部に容量５０３のみを設けるパッシブマトリクス方式のタッチセンサの構成を示したが、トランジスタと容量とを備えたアクティブマトリクス方式のタッチセンサとしてもよい。図９にアクティブマトリクス方式のタッチセンサに含まれる一つのセンサ回路の例を示している。

センサ回路は容量５０３と、トランジスタ５１１と、トランジスタ５１２と、トランジスタ５１３とを有する。トランジスタ５１３はゲートに信号Ｇ２が与えられ、ソース又はドレインの一方に電圧ＶＲＥＳが与えられ、他方が容量５０３の一方の電極およびトランジスタ５１１のゲートと電気的に接続する。トランジスタ５１１はソース又はドレインの一方がトランジスタ５１２のソース又はドレインの一方と電気的に接続し、他方に電圧ＶＳＳが与えられる。トランジスタ５１２はゲートに信号Ｇ１が与えられ、ソース又はドレインの他方が配線ＭＬと電気的に接続する。容量５０３の他方の電極には電圧ＶＳＳが与えられる。

続いて、センサ回路の動作について説明する。まず信号Ｇ２としてトランジスタ５１３をオン状態とする電位が与えられることで、トランジスタ５１１のゲートが接続されるノードｎに電圧ＶＲＥＳに対応した電位が与えられる。次いで信号Ｇ２としてトランジスタ５１３をオフ状態とする電位が与えられることで、ノードｎの電位が保持される。

続いて、指等の被検知体の近接または接触により、容量５０３の相互容量が変化することに伴い、ノードｎの電位がＶＲＥＳから変化する。

読み出し動作は、信号Ｇ１にトランジスタ５１２をオン状態とする電位を与える。ノードｎの電位に応じてトランジスタ５１１に流れる電流、すなわち配線ＭＬに流れる電流が変化する。この電流を検出することにより、被検知体の近接または接触を検出することができる。

トランジスタ５１１、トランジスタ５１２、トランジスタ５１３としては、チャネルが形成される半導体層に酸化物半導体を適用したトランジスタを用いることが好ましい。特にトランジスタ５１３のチャネルを形成する半導体層に酸化物半導体を適用することにより、ノードｎの電位を長期間に亘って保持することが可能となり、ノードｎにＶＲＥＳを供給しなおす動作（リフレッシュ動作）の頻度を減らすことができる。

［表示装置の駆動方法例］
図１０（Ａ）は、一例として表示装置の構成を示すブロック図である。図１０（Ａ）ではゲート駆動回路ＧＤ、ソース駆動回路ＳＤ、画素ｐｉｘを示している。なお図１０（Ａ）では、ゲート駆動回路ＧＤに電気的に接続されるゲート線ｘ＿１乃至ｘ＿ｍ（ｍは自然数）、ソース駆動回路ＳＤに電気的に接続されるソース線ｙ＿１乃至ｙ＿ｎ（ｎは自然数）に対応して、画素ｐｉｘではそれぞれに（１，１）乃至（ｎ，ｍ）の符号を付している。

次いで図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）で示す表示装置におけるゲート線およびソース線に与える信号のタイミングチャート図である。図１０（Ｂ）では、１フレーム期間ごとにデータ信号を書き換える場合と、データ信号を書き換えない場合と、に分けて示している。なお図１０（Ｂ）では、帰線期間等の期間を考慮していない。

１フレーム期間ごとにデータ信号を書き換える場合、ｘ＿１乃至ｘ＿ｍのゲート線には、順に走査信号が与えられる。走査信号がＨレベルの期間である水平走査期間１Ｈでは、各列のソース線ｙ＿１乃至ｙ＿ｎにデータ信号Ｄが与えられる。

１フレーム期間ごとにデータ信号を書き換えない場合、ゲート線ｘ＿１乃至ｘ＿ｍに与える走査信号を停止する。また水平走査期間１Ｈでは、各列のソース線ｙ＿１乃至ｙ＿ｎに与えるデータ信号を停止する。

１フレーム期間ごとにデータ信号を書き換えない駆動方法は特に、画素が有するトランジスタとしてチャネルが形成される半導体層に酸化物半導体を適用する場合に有効である。酸化物半導体が適用されたトランジスタはシリコン等の半導体が適用されたトランジスタに比べて極めてオフ電流を小さくすることが可能である。そのため、１フレーム期間ごとにデータ信号の書き換えを行わずに前の期間に書き込んだデータ信号を保持させることができ、例えば１秒以上、好ましくは５秒以上に亘って画素の階調を保持することもできる。

また、画素が有するトランジスタとしてチャネルが形成される半導体層に多結晶シリコンを適用する場合には、画素が有する保持容量の大きさをあらかじめ大きくしておくことが好ましい。保持容量が大きいほど、画素の階調を長時間に亘って保持することができる。保持容量の大きさは、保持容量に電気的に接続するトランジスタや表示素子のリーク電流に応じて設定すればよいが、例えば、１画素あたりの保持容量を５ｆＦ以上５ｐＦ以下、好ましくは１０ｆＦ以上５ｐＦ以下、より好ましくは２０ｆＦ以上１ｐＦ以下とすると、１フレーム期間ごとにデータ信号の書き換えを行わずに前の期間に書き込んだデータ信号を保持させることができ、例えば数フレームまたは数１０フレームの期間に亘って画素の階調を保持することが可能となる。

［表示装置とタッチセンサの駆動方法の例］
図１１（Ａ）乃至（Ｄ）は、一例として図８（Ａ）、（Ｂ）で説明したタッチセンサと、図１０（Ａ）、（Ｂ）で説明した表示装置とを１ｓｅｃ．（１秒間）駆動する場合に、連続するフレーム期間の動作について説明する図である。なお図１１（Ａ）では、表示装置の１フレーム期間を１６．７ｍｓ（フレーム周波数：６０Ｈｚ）、タッチセンサの１フレーム期間を１６．７ｍｓ（フレーム周波数：６０Ｈｚ）とした場合について示している。

本実施の形態におけるタッチパネルは、表示装置とタッチセンサの動作は互いに独立しており、表示期間と平行してタッチ検知期間とすることができる。そのため図１１（Ａ）に示すように、表示装置およびタッチセンサの１フレーム期間を共に１６．７ｍｓ（フレーム周波数：６０Ｈｚ）と設定することができる。タッチセンサと表示装置のフレーム周波数を異ならせてもよい。例えば図１１（Ｂ）に示すように、表示装置の１フレーム期間を８．３ｍｓ（フレーム周波数：１２０Ｈｚ）と設定し、タッチセンサの１フレーム期間を１６．７ｍｓ（フレーム周波数：６０Ｈｚ）とすることもできる。また、図示しないが、表示装置のフレーム周波数を３３．３ｍｓ（フレーム周波数：３０Ｈｚ）としてもよい。

また表示装置のフレーム周波数を切り替え可能な構成とし、動画像の表示の際にはフレーム周波数を大きく（例えば６０Ｈｚ以上または１２０Ｈｚ以上）し、静止画像の表示の際にはフレーム周波数を小さく（例えば６０Ｈｚ以下、３０Ｈｚ以下、または１Ｈｚ以下）することで、表示装置の消費電力を抑えることができる。またタッチセンサのフレーム周波数を切り替え可能な構成とし、待機時と、タッチを感知した時とでフレーム周波数を異ならせてもよい。

また本実施の形態におけるタッチパネルは、表示装置におけるデータ信号の書き換えを行わずに、前の期間に書き換えたデータ信号を保持することで、表示装置の１フレーム期間を１６．７ｍｓよりも長い期間とすることができる。そのため、図１１（Ｃ）に示すように、表示装置の１フレーム期間を１ｓｅｃ．（フレーム周波数：１Ｈｚ）と設定し、タッチセンサの１フレーム期間を１６．７ｍｓ（フレーム周波数：６０Ｈｚ）とすることもできる。

また、本実施の形態におけるタッチパネルは、図１１（Ｃ）に示す駆動を行う場合、継続してタッチセンサの駆動を行うことができる。そのため、図１１（Ｄ）に示すようにタッチセンサにおける被検知体の近接または接触を検知したタイミングで、表示装置のデータ信号を書き換えることもできる。

ここで、タッチセンサのセンシング期間に表示装置のデータ信号の書き換え動作を行うと、表示装置を駆動させるときのノイズがタッチセンサに伝わることで、タッチセンサの感度を低下させてしまう恐れがある。したがって特に、表示装置のデータ信号の書き換え期間と、タッチセンサのセンシング期間とをずらすように駆動することが好ましい。

図１２（Ａ）では、表示装置のデータ信号の書き換えと、タッチセンサのセンシングとを交互に行う例を示している。また、図１２（Ｂ）では、表示装置のデータ信号の書き換え動作を２回行うごとに、タッチセンサのセンシングを１回行う例を示している。なお、これに限られず３回以上の書き換え動作を行うごとにタッチセンサのセンシングを１回行う構成としてもよい。

また、表示装置の画素に適用されるトランジスタが、チャネルが形成される半導体層に酸化物半導体を用いる場合、オフ電流を極めて低減することが可能なため、データ信号の書き換えの頻度を十分に低減することができる。具体的には、データ信号の書き換えを行った後、次にデータ信号を書き換えるまでの間に、十分に長い休止期間を設けることが可能となる。休止期間は、例えば０．５秒以上、１秒以上、または５秒以上とすることができる。休止期間の上限は、トランジスタに接続される容量や表示素子等のリーク電流によって制限されるが、例えば１分以下、１０分以下、１時間以下、または１日以下程度とすることができる。

図１２（Ｃ）では、５秒間に１度の頻度で表示装置のデータ信号の書き換えを行う例を示している。図１２（Ｃ）では表示装置はデータ信号を書き換えたのち、次のデータ信号の書き換え動作までの期間は動作を停止する休止期間が設けられている。休止期間では、タッチセンサがフレーム周波数ｉＨｚ（ｉは表示装置のフレーム周波数以上、ここでは０．２Ｈｚ以上）で駆動することができる。また図１２（Ｃ）に示すように、タッチセンサのセンシングを休止期間に行い、表示装置のデータ信号の書き換え期間には行わないようにすると、タッチセンサの感度を向上させることができ好ましい。また、図１２（Ｄ）に示すように、表示装置のデータ信号の書き換えとタッチセンサのセンシングを同時に行うと、駆動のための信号を簡略化することができる。

また、表示装置のデータ信号の書き換え動作を行わない休止期間では、駆動回路への信号のみの供給を停止してもよいし、これに加えて電源電位の供給も停止することで、より消費電力を低減することができる。

実施の形態１で示したように、本発明の一態様のタッチパネルは、可撓性を有する２つの基板に表示装置とタッチセンサが挟持された構成を有し、表示装置とタッチセンサの距離を極めて近づけることができる。このとき、表示装置の駆動時のノイズがタッチセンサに伝搬しやすくなり、タッチセンサの感度が低下してしまう恐れがあるが、本実施の形態で例示した駆動方法を適用することで、薄型化と高い検出感度を両立したタッチパネルを実現できる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様のタッチパネルの構成と、駆動方法の一例について、図面を参照して説明する。

［タッチパネルの構成］
図１３は、以下で例示するタッチパネルの構成例を示すブロック図である。図１３に示すように、タッチパネル８０は表示装置８００、制御回路８１０、カウンタ回路８２０、タッチセンサ８５０を有する。

タッチパネル８０には、デジタルデータである画像信号（Ｖｉｄｅｏ）、および表示装置８００の画面の書き換えを制御するための同期信号（ＳＹＮＣ）が入力される。同期信号としては、例えば水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）、および基準クロック信号（ＣＬＫ）等がある。

表示装置８００は、表示部８０１、ゲートドライバ８０２、およびソースドライバ８０３を有する。表示部８０１は、複数の画素ＰＩＸを有する。同じ行の画素ＰＩＸは、共通のゲート線Ｌ＿Ｘによりゲートドライバ８０２に接続され、同じ列の画素ＰＩＸは共通のソース線Ｌ＿Ｙによりソースドライバ８０３に接続されている。

表示装置８００には、ハイレベル電位（ＶＨ）、ローレベル電位（ＶＬ）、並びに電源電位として高電源電位（ＶＤＤ）および低電源電位（ＶＳＳ）が供給される。ハイレベル電位（ＶＨ）は、配線Ｌ＿Ｈを介して、表示部８０１の各画素ＰＩＸに供給される。また、ローレベル電位（ＶＬ）は、配線Ｌ＿Ｌを介して、表示部８０１の各画素ＰＩＸに供給される。

ソースドライバ８０３は、入力された画像信号を処理し、データ信号を生成し、ソース線Ｌ＿Ｙにデータ信号を出力する。ゲートドライバ８０２は、データ信号が書き込まれる画素ＰＩＸを選択する走査信号をゲート線Ｌ＿Ｘに出力する。

画素ＰＩＸは、走査信号により、ソース線Ｌ＿Ｙとの電気的接続が制御されるスイッチング素子を有する。スイッチング素子がオンとなると、ソース線Ｌ＿Ｙから画素ＰＩＸにデータ信号が書き込まれる。

制御回路８１０は、タッチパネル８０全体を制御する回路であり、タッチパネル８０を構成する回路の制御信号を生成する回路を備える。

制御回路８１０は、同期信号（ＳＹＮＣ）から、ゲートドライバ８０２およびソースドライバ８０３の制御信号を生成する制御信号生成回路を有する。ゲートドライバ８０２の制御信号として、スタートパルス（ＧＳＰ）、クロック信号（ＧＣＬＫ）等があり、ソースドライバ８０３の制御信号として、スタートパルス（ＳＳＰ）、クロック信号（ＳＣＬＫ）等がある。例えば、制御回路８１０は、クロック信号（ＧＣＬＫ、ＳＣＬＫ）として、周期が同じで位相がシフトされた複数のクロック信号を生成する。

また、制御回路８１０は、タッチパネル８０外部から入力される画像信号（Ｖｉｄｅｏ）のソースドライバ８０３への出力を制御する。

また、制御回路８１０は、タッチセンサ８５０から入力されるセンサ信号（Ｓ＿ｔｏｕｃｈ）が入力され、該センサ信号に応じた画像信号への補正を行う。画像信号の補正は、センサ信号に応じて異なるが、タッチに応じた画像処理を施すことになる。

ソースドライバ８０３は、デジタル／アナログ変換回路８０４（以下、Ｄ−Ａ変換回路８０４と呼ぶ。）を有する。Ｄ−Ａ変換回路８０４は、画像信号をアナログ変換し、データ信号を生成する。

なお、タッチパネル８０に入力される画像信号がアナログ信号である場合は、制御回路８１０でデジタル信号に変換し、表示装置８００へ出力する。

画像信号は、フレーム毎の画像データでなる。制御回路８１０は、画像データを画像処理し、その処理で得られた情報を元に、ソースドライバ８０３への画像信号の出力を制御する機能を有する。そのため、制御回路８１０は、画像データを画像処理して、フレーム毎の画像データから動きを検出する動き検出部８１１を備える。またセンサ信号が入力される場合は、センサ信号に従って画像データを元にした画像信号の補正を行うことになる。

動き検出部８１１において、動きがあると判定されると、制御回路８１０はソースドライバ８０３への画像信号の出力を継続する。逆に、動きが無いと判定されると、制御回路８１０はソースドライバ８０３への画像信号の出力を停止する。また再度、動きが有ると判定すると画像信号の出力を再開する。

制御回路８１０は、動き検出部８１１の判定によって、動きのある画像の表示（動画表示）を行うための第１のモードと、動きのない画像の表示（静止画表示）を行うための第２のモードを切り替えて、表示部８０１の表示を制御することができる。第１のモードは、例えば垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）が６０Ｈｚとすると、フレーム周波数を６０Ｈｚ以上とするモードである。また第２のモードは、例えば垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）が６０Ｈｚとすると、フレーム周波数を６０Ｈｚ未満とするモードである。

第２のモードにおいて、設定するフレーム周波数は、画素の電圧保持特性に応じて予め設定することが好ましい。例えば、動き検出部８１１において一定期間動きが無いと判定され、ソースドライバ８０３への画像信号の出力を停止する場合、画素ＰＩＸに書き込んだ画像信号の階調に対応する電圧が低下することになる。そのため、同一画像の画像信号の階調に対応する電圧を、フレーム周波数の周期毎に書き込みを行う（リフレッシュするともいう）ことが望ましい。このリフレッシュするタイミング（リフレッシュレートともいう）は、例えばカウンタ回路８２０において垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）のＨレベルをカウントして得られる信号をもとに、一定期間毎に行う構成とすればよい。

カウンタ回路８２０でリフレッシュレートを１秒間に１回の頻度とする場合、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）の周波数が６０Ｈｚであるとすると、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）のＨレベルを６０回カウントして得られるカウント信号（Ｃｏｕｎｔ）をもとに、リフレッシュを行えばよい。リフレッシュレートを５秒間に１回の頻度とする場合、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）の周波数が６０Ｈｚであるとすると、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）のＨレベルを３００回カウントして得られるカウント信号（Ｃｏｕｎｔ）をもとに、リフレッシュを行えばよい。またカウンタ回路８２０は、タッチセンサ８５０から入力されるセンサ信号が入力される場合、該センサ信号に応じて強制的に第２のモードから第１のモードに切り換える構成としてもよい。

なお、動き検出部８１１で行う動き検出のための画像処理としては、特段の制約は無い。例えば、動き検出方法としては、例えば、連続する２つフレーム間の画像データから差分データを得る方法がある。得られた差分データから動きの有無を判断することができる。また、動きベクトルを検出する方法等もある。

タッチセンサ８５０は、上記実施の形態で説明した動作及び構造を適用することができる。

本実施の形態における表示装置の動作と、タッチセンサ８５０の動作は互いに独立して行うことができるため、表示期間と平行してタッチ感知期間と設けることができる。そのため、制御回路８１０で第１のモード又は第２のモードを切り換える構成であっても、タッチセンサの動作を独立して制御可能である。また、表示装置８００とタッチセンサ８５０の動作を同期させ、表示装置８００のデータ信号の書き換え動作とタッチセンサ８５０のセンシング動作を異なる期間に行うことでセンシングの感度を高めることができる。

［画素の構成例］
図１４（Ａ）は、画素ＰＩＸの構成例を示す回路図である。画素ＰＩＸはトランジスタＴＲ１、トランジスタＴＲ２、発光素子ＥＬ、容量素子ＣＡＰを有する。

トランジスタＴＲ１はソース線Ｌ＿ＹとトランジスタＴＲ２のゲートとの電気的な接続を制御するスイッチング素子として機能し、トランジスタＴＲ１のゲートに入力される走査信号によりオン、オフが制御される。トランジスタＴＲ２は、発光素子ＥＬに流す電流を制御するためのスイッチング素子として機能する。

なお、トランジスタＴＲ１、トランジスタＴＲ２には、チャネルが形成される半導体層に酸化物半導体、または多結晶シリコンを適用することが好ましい。

発光素子ＥＬは、２つの電極間に発光性の有機化合物を含むＥＬ層を挟持する。これら２つの電極間に流れる電流により、発光素子から発する発光の輝度が変化する。発光素子の一方の電極は配線Ｌ＿Ｌからローレベル電位が与えられ、他方の電極にはトランジスタＴＲ２を介して配線Ｌ＿Ｈからハイレベル電位が与えられる。

容量素子ＣＡＰは、トランジスタＴＲ２のゲートの電位を保持する機能を有する。

図１４（Ｂ）は、液晶素子を備える画素ＰＩＸの例である。画素ＰＩＸは、トランジスタＴＲ、液晶素子ＬＣ、容量素子ＣＡＰを有する。

トランジスタＴＲは、液晶素子ＬＣの一方の電極とソース線Ｌ＿Ｙとの電気的接続を制御するスイッチング素子であり、そのゲートから入力される走査信号によりオン、オフが制御される。

なお、トランジスタＴＲには、チャネルが形成される半導体層に酸化物半導体、または多結晶シリコンを適用することが好ましい。

液晶素子ＬＣは、２つの電極と液晶を有する。液晶は、これら２つの電極間の電界の作用により配向が変化する。液晶素子ＬＣの２つの電極のうち、トランジスタＴＲを介してソース線Ｌ＿Ｙに接続されている一方の電極が画素電極に相当し、Ｖｃｏｍが印加されるコモン線Ｌ＿ｃｏｍに接続されている他方の電極がコモン電極に相当する。

容量素子ＣＡＰは、液晶素子ＬＣと並列に接続される。この場合、容量素子の一方の電極はトランジスタＴＲのソース又はドレインと接続され、容量素子の他方の電極は容量線電圧が印加される容量線Ｌ＿ｃａｐと接続されている。

なお、ここでは、表示素子として、液晶素子ＬＣや、発光素子ＥＬを用いた場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。

例えば、本明細書等において、表示素子、表示素子を有する装置である表示装置、発光素子、及び発光素子を有する装置である発光装置は、様々な形態を用いること、又は様々な素子を有することが出来る。表示素子、表示装置、発光素子又は発光装置の一例としては、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子（有機物及び無機物を含むＥＬ素子、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子）、ＬＥＤ（白色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤなど）、トランジスタ（電流に応じて発光するトランジスタ）、電子放出素子、液晶素子、電子インク、電気泳動素子、グレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、ＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）を用いた表示素子、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）、ＭＩＲＡＳＯＬ（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、シャッター方式のＭＥＭＳ表示素子、光干渉方式のＭＥＭＳ表示素子、エレクトロウェッティング素子、圧電セラミックディスプレイ、カーボンナノチューブ、など、電気磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化する表示媒体を有するものがある。ＥＬ素子を用いた表示装置の一例としては、ＥＬディスプレイなどがある。電子放出素子を用いた表示装置の一例としては、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）又はＳＥＤ方式平面型ディスプレイ（ＳＥＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｅｒ Ｄｉｓｐｌａｙ）などがある。液晶素子を用いた表示装置の一例としては、液晶ディスプレイ（透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディスプレイ、直視型液晶ディスプレイ、投射型液晶ディスプレイ）などがある。電子インク又は電気泳動素子を用いた表示装置の一例としては、電子ペーパーなどがある。なお、半透過型液晶ディスプレイや反射型液晶ディスプレイを実現する場合には、画素電極の一部、または、全部が、反射電極としての機能を有するようにすればよい。例えば、画素電極の一部、または、全部が、アルミニウム、銀、などを有するようにすればよい。さらに、その場合、反射電極の下に、ＳＲＡＭなどの記憶回路を設けることも可能である。これにより、さらに、消費電力を低減することができる。

［タッチパネルの駆動方法例］
以下、図１５に示すタイミングチャートを用いて、動画表示を行う第１のモードと、静止画表示を行う第２のモードによる表示を行うタッチパネル８０の動作を説明する。図１５には、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）、およびソースドライバ８０３からソース線Ｌ＿Ｙに出力されるデータ信号（Ｖｄａｔａ）の信号波形を示す。

図１５は一例として、動画表示、次いで静止画表示、そして再度動画表示を行う場合のタッチパネル８０のタイミングチャートである。ここでは、１フレーム目からｋフレーム目までの画像データには動きがあるとする。次いで（ｋ＋１）フレーム目から（ｋ＋３）フレーム目まで画像データには動きが無いとする。次いで（ｋ＋４）フレーム目以降の画像データには動きがあるとする。なお、ｋは２以上の整数である。

最初の動画表示期間では、動き検出部８１１において、各フレームの画像データに動きがあると判定される。従ってタッチパネル８０は、第１のモードで動作する。制御回路８１０では、フレーム周波数を垂直同期信号の周波数以上、ここではフレーム周波数ｆ_１として、画像信号（Ｖｉｄｅｏ）をソースドライバ８０３に出力する。そしてソースドライバ８０３は、データ信号（Ｖｄａｔａ）のソース線Ｌ＿Ｙへの出力を連続的に行うものとする。なお動画表示期間での１フレーム期間の長さは、１／ｆ_１（秒）で表される。

次いで静止画表示期間では、動き検出部８１１において、動き検出のための画像処理を行い、第ｋ＋１フレーム目の画像データに動きが無いと判定する。従ってタッチパネル８０は、第２のモードで動作する。制御回路８１０では、フレーム周波数を垂直同期信号の周波数未満、ここではフレーム周波数ｆ_２として、ソースドライバ８０３に出力する。そしてソースドライバ８０３は、データ信号（Ｖｄａｔａ）のソース線Ｌ＿Ｙへの出力を間欠的に行うものとする。なお静止画表示期間での１フレーム期間の長さは、１／ｆ_２（秒）で表される。

ソースドライバ８０３がデータ信号（Ｖｄａｔａ）の出力を間欠的に行うことができるため、ゲートドライバ８０２およびソースドライバ８０３への制御信号（スタートパルス信号、クロック信号等）の供給も併せて間欠的に行えばよく、定期的にゲートドライバ８０２およびソースドライバ８０３を停止することができる。

第２のモードにおける間欠的なソース線Ｌ＿Ｙへのデータ信号（Ｖｄａｔａ）の出力について、具体的に説明する。一例としては、図１５に示すように、第（ｋ＋１）フレーム目になると、制御回路８１０は、ゲートドライバ８０２およびソースドライバ８０３へ制御信号を出力し、フレーム周波数をｆ_２としてソースドライバ８０３へ画像信号Ｖｉｄｅｏを出力する。ソースドライバ８０３は、前の期間に書き込んだデータ信号、すなわち第ｋフレーム目においてソース線Ｌ＿Ｙに出力されたデータ信号（ｋ＿ｄａｔａ）をソース線Ｌ＿Ｙに出力する。このようにして静止画表示期間では、前の期間に書き込んだデータ信号（ｋ＿ｄａｔａ）が、期間１／ｆ_２（秒）毎に、ソース線Ｌ＿Ｙに繰り返し書き込まれる。そのため、同一画像の画像信号の階調に対応する電圧をリフレッシュすることができる。定期的にリフレッシュをすることで、電圧が低下して起こる階調のずれに起因するちらつき（フリッカー）を低減でき、表示品位の向上したタッチパネルとすることができる。

そして制御回路８１０では、動き検出部８１１で、画像データに動きがあるとの判定結果、又はセンサ信号の入力が得られるまで、第２のモードで動作する。

そして、動き検出部８１１において、第（ｋ＋４）フレーム目以降の画像データに動きがあると判定すると、タッチパネル８０は再び第１のモードで動作する。制御回路８１０では、フレーム周波数を垂直同期信号の周波数以上、ここではフレーム周波数ｆ_１として、画像信号（Ｖｉｄｅｏ）をソースドライバ８０３に出力する。そしてソースドライバ８０３は、データ信号（Ｖｄａｔａ）のソース線Ｌ＿Ｙへの出力を連続的に行うものとする。

実施の形態１で示したように、本発明の一態様のタッチパネルは、可撓性を有する２つの基板に表示装置とタッチセンサが挟持された構成を有し、表示装置とタッチセンサの距離を極めて近づけることができる。このとき、表示装置の駆動時のノイズがタッチセンサに伝搬しやすくなり、タッチセンサの感度が低下してしまう恐れがあるが、本実施の形態で例示した駆動方法を適用することで、薄型化と高い検出感度を両立したタッチパネルを実現できる。

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

（実施の形態４）
本実施の形態では、上述したタッチパネル等の部材表面に保護膜などをエアロゾルデポジション法により成膜する例を以下に示す。

エアロゾルデポジション（ＡＤ）法は、基板を加熱することなく成膜を行う方法である。エアロゾルとは、ガス中に分散している微粒子を指している。

図１６（Ａ）にエアロゾルによる成膜を行うための成膜装置の断面構造の一例を示す。

成膜装置は、チャンバー５３と、チャンバー５３内に設置された、被成膜物（例えば基板６０など）を保持するステージ５９と、チャンバー５３内を真空排気させるポンプ（メカニカルブースターポンプ、ロータリポンプなど）などの排気装置５５と、吹き付け手段（ノズル５６など）と、吹き付け手段と供給ラインを介して接続される原料容器６３と、キャリアガスを導入するためのガスラインと、ガスタンク５１とを少なくとも有している。

まず、原料容器６３内の原料粉末に対して、振動機６２によって振動（超音波など）を加えて加熱することで原料容器６３内の水分を除去し、その水分は、排気ラインを介して排気装置５４によって排気する。

次に原料容器６３内にガスラインを介してキャリアガスを導入して原料粉末をエアロゾル化させる。キャリアガスとしては乾燥空気、酸素、不活性ガス（窒素、ヘリウムガス、アルゴンガスなど）を用い、キャリアガスの流量は、流量計５２によって調節することができる。

排気装置５５によって減圧されたチャンバー５３内で無機材料の微粒子（５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下）を含むエアロゾルをノズル５６から噴出させ、基板６０に吹き付けて微粒子を衝突させることによりエアロゾルを固化させて、基板６０の表面に無機材料層を形成することができる成膜方法をＡＤ法と呼ぶ。ノズル５６から噴出させるエアロゾルが所定の入射角θ（θ＝０°以上９０°以下）を持って被成膜物（例えば基板６０など）に衝突されるように、被成膜物（例えば基板６０など）とノズル５６の位置は、適宜設置される。入射角は、大きくなると、微粒子が基板６０の表面へ衝突する場合の衝撃力は大きくなる傾向にある。一方、入射角が小さくなると、微粒子の基板６０の表面に対する衝撃力を含めた力学的作用が小さくなる。用いる微粒子の材料によっても被成膜物（例えば基板６０など）に対するエアロゾルの噴出させる最適な入射角θは異なる場合もあるため、この入射角θを適宜設定することは重要である。

図１６（Ａ）の装置では、入射角θを角度調節手段６１によって固定する例を示しているが特に限定されない。ノズルを固定し、ステージ５９の角度を適宜変更できるような装置構成としてもよい。

また、ノズル５６の先端部分の拡大した斜視図を図１６（Ｂ）に示す。ここでは幅の広いノズル口５７を図示しているが、特に限定されず、複数のノズル口を有しているノズルを用いてもよい。

また、ノズル５６と基板６０の間に開口を有するマスクを設置して選択的に成膜することも可能である。また、ステージ５９をＸ方向またはＹ方向に移動させる駆動装置５８によって、基板６０をＸ方向またはＹ方向に移動させて広い面積に成膜を行うこともできる。

ＡＤ法で用いる微粒子の材料としては、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、窒化アルミニウム、炭化シリコン、窒化シリコン、酸化チタンなどの無機材料が挙げられる。

エアロゾルデポジション（ＡＤ）法を用いることによって樹脂基板や、有機材料層の表面に室温などの低温で成膜ができる。エアロゾルデポジション（ＡＤ）法では、微粒子が基板表面に衝突した後、微粒子は塑性変形し、場合によっては破砕されて基板上に押し付けられて微粒子が付着し、この現象が繰りかえされることで膜が成長する。

本実施の形態では、例えばエアロゾルデポジション法によって形成された膜をタッチパネル１００におけるタッチセンサ側の基板の表面に適用される保護層１７８等に用いることができる。例えば、アラミドフィルム上にエアロゾルデポジション法によって膜厚１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下の酸化アルミニウム膜を形成し、保護層１７８とする。エアロゾルデポジション法によって得られる膜は緻密であり、成膜と同時にフィルム表面に微細な凹凸を与え、密着力の強い保護膜を実現することができる。

（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様のタッチパネルを適用して作製できる電子機器について、図１７及び図１８を用いて説明する。

電子機器としては、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、本発明の一態様の装置は可撓性を有するため、家屋やビルの内壁もしくは外壁、又は、自動車の内装もしくは外装の曲面に沿って組み込むことも可能である。

図１７（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のほか、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、本発明の一態様を適用して作製された表示装置を表示部７４０２に用いることにより作製される。本発明の一態様により、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い携帯電話機を歩留まりよく提供できる。

図１７（Ａ）に示す携帯電話機７４００は、指などで表示部７４０２に触れることで、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、指などで表示部７４０２に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動作や、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。

図１７（Ｂ）は、腕時計型の携帯情報端末の一例を示している。携帯情報端末７１００は、筐体７１０１、表示部７１０２、バンド７１０３、バックル７１０４、操作ボタン７１０５、入出力端子７１０６などを備える。

携帯情報端末７１００は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。

表示部７１０２はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、表示部７１０２はタッチセンサを備え、指やスタイラスなどで画面に触れることで操作することができる。例えば、表示部７１０２に表示されたアイコン７１０７に触れることで、アプリケーションを起動することができる。

操作ボタン７１０５は、時刻設定のほか、電源のオン、オフ動作、無線通信のオン、オフ動作、マナーモードの実行及び解除、省電力モードの実行及び解除など、様々な機能を持たせることができる。例えば、携帯情報端末７１００に組み込まれたオペレーションシステムにより、操作ボタン７１０５の機能を自由に設定することもできる。

また、携帯情報端末７１００は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。

また、携帯情報端末７１００は入出力端子７１０６を備え、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うことができる。また入出力端子７１０６を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は入出力端子７１０６を介さずに無線給電により行ってもよい。

携帯情報端末７１００の表示部７１０２には、本発明の一態様を適用して作製された発光装置が組み込まれている。本発明の一態様により、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い携帯情報端末を歩留まりよく提供できる。

図１７（Ｃ）には、携帯型の表示装置の一例を示している。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。

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にはバッテリをそなえる。また、制御部７３０５にコネクターを接続する端子部を備え、映像信号や電力を有線により外部から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１７（Ｄ）には、表示部７３０２を引き出し部材７３０４により引き出した状態の表示装置７３００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。また、図１７（Ｃ）のように操作ボタン７３０３を筐体７３０１の中央でなく片側に寄せて配置することで、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の表示面が平面状となるように固定するため、表示部７３０２の側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。

図１８（Ａ）乃至（Ｃ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末３１０を示す。図１８（Ａ）に展開した状態の携帯情報端末３１０を示す。図１８（Ｂ）に展開した状態又は折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の携帯情報端末３１０を示す。図１８（Ｃ）に折りたたんだ状態の携帯情報端末３１０を示す。携帯情報端末３１０は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。

表示パネル３１２はヒンジ３１３によって連結された３つの筐体３１５に支持されている。ヒンジ３１３を介して２つの筐体３１５間を屈曲させることにより、携帯情報端末３１０を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。本発明の一態様を適用して作製された表示装置を表示パネル３１２に用いることができる。例えば、曲率半径１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲げることができる表示装置を適用できる。

図１８（Ｄ）、（Ｅ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末３２０を示す。図１８（Ｄ）に表示部３２２が外側になるように折りたたんだ状態の携帯情報端末３２０を示す。図１８（Ｅ）に、表示部３２２が内側になるように折りたたんだ状態の携帯情報端末３２０を示す。携帯情報端末３２０を使用しない際に、非表示部３２５を外側に折りたたむことで、表示部３２２の汚れや傷つきを抑制できる。本発明の一態様を適用して作製された表示装置を表示部３２２に用いることができる。

図１８（Ｆ）は携帯情報端末３３０の外形を説明する斜視図である。図１８（Ｇ）は、携帯情報端末３３０の上面図である。図１８（Ｈ）は携帯情報端末３４０の外形を説明する斜視図である。

携帯情報端末３３０、３４０は、例えば電話機、手帳又は情報閲覧装置等から選ばれた一つ又は複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとしてそれぞれ用いることができる。

携帯情報端末３３０、３４０は、文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。例えば、３つの操作ボタン３３９を一の面に表示することができる（図１８（Ｆ）、（Ｈ））。また、破線の矩形で示す情報３３７を他の面に表示することができる（図１８（Ｇ）、（Ｈ））。なお、情報３３７の例としては、電子メールやＳＮＳ（ソーシャル・ネットワーキング・サービス）や電話などの着信を知らせる表示、電子メールやＳＮＳなどの題名、電子メールやＳＮＳなどの送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報３３７が表示されている位置に、情報３３７の代わりに、操作ボタン３３９、アイコンなどを表示してもよい。なお、図１８（Ｆ）、（Ｇ）では、上側に情報３３７が表示される例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。例えば、図１８（Ｈ）に示す携帯情報端末３４０のように、横側に表示されていてもよい。

例えば、携帯情報端末３３０の使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末３３０を収納した状態で、その表示（ここでは情報３３７）を確認することができる。

具体的には、着信した電話の発信者の電話番号又は氏名等を、携帯情報端末３３０の上方から観察できる位置に表示する。使用者は、携帯情報端末３３０をポケットから取り出すことなく、表示を確認し、電話を受けるか否かを判断できる。

携帯情報端末３３０の筐体３３５、携帯情報端末３４０の筐体３３６がそれぞれ有する表示部３３３には、本発明の一態様を適用して作製された表示装置を用いることができる。本発明の一態様により、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い表示装置を歩留まりよく提供できる。

また、図１８（Ｉ）に示す携帯情報端末３４５のように、３面以上に情報を表示してもよい。ここでは、情報３５５、情報３５６、情報３５７がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。

携帯情報端末３４５の筐体３５１が有する表示部３５８には、本発明の一態様を適用して作製された表示装置を用いることができる。本発明の一態様により、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い表示装置を歩留まりよく提供できる。

上記で示した電子機器における表示部に、本発明の一態様のタッチパネルを適用できる。したがって、電子機器の薄型化や軽量化、多機能化が実現されるとともに、高い検出感度が実現された電子機器とすることができる。

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

（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示パネルに適用可能な半導体装置の半導体層に好適に用いることのできる酸化物半導体について説明する。

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、酸化物半導体を適切な条件で加工し、そのキャリア密度を十分に低減して得られた酸化物半導体膜が適用されたトランジスタにおいては、オフ電流を従来のシリコンを用いたトランジスタと比較して極めて低いものとすることができる。

適用可能な酸化物半導体としては、少なくともインジウム（Ｉｎ）あるいは亜鉛（Ｚｎ）を含むことが好ましい。特にＩｎとＺｎを含むことが好ましい。また、該酸化物半導体を用いたトランジスタの電気特性のばらつきを減らすためのスタビライザとして、それらに加えてガリウム（Ｇａ）、スズ（Ｓｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタノイド（例えば、セリウム（Ｃｅ）、ネオジム（Ｎｄ）、ガドリニウム（Ｇｄ））から選ばれた一種、または複数種が含まれていることが好ましい。

例えば、酸化物半導体として、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、Ｉｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｚｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｓｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｇａ系酸化物、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物（ＩＧＺＯとも表記する）、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｚｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｉ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｃ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｇｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｏ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物を用いることができる。

ここで、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物とは、ＩｎとＧａとＺｎを主成分として有する酸化物という意味であり、ＩｎとＧａとＺｎの比率は問わない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の金属元素が入っていてもよい。

また、酸化物半導体として、ＩｎＭＯ_３（ＺｎＯ）_ｍ（ｍ＞０、且つ、ｍは整数でない）で表記される材料を用いてもよい。なお、Ｍは、Ｇａ、Ｆｅ、Ｍｎ及びＣｏから選ばれた一の金属元素または複数の金属元素、若しくは上記のスタビライザとしての元素を示す。また、酸化物半導体として、Ｉｎ_２ＳｎＯ_５（ＺｎＯ）_ｎ（ｎ＞０、且つ、ｎは整数）で表記される材料を用いてもよい。

例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：２、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：４、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：６、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝３：１：２あるいはＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：１：３の原子数比のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物やその組成の近傍の酸化物を用いるとよい。

酸化物半導体膜に水素が多量に含まれると、酸化物半導体と結合することによって、水素の一部がドナーとなり、キャリアである電子を生じてしまう。これにより、トランジスタのしきい値電圧がマイナス方向にシフトしてしまう。そのため、酸化物半導体膜の形成後において、脱水化処理（脱水素化処理）を行い酸化物半導体膜から、水素、又は水分を除去して不純物が極力含まれないように高純度化することが好ましい。

なお、酸化物半導体膜への脱水化処理（脱水素化処理）によって、酸化物半導体膜から酸素も同時に減少してしまうことがある。よって、酸化物半導体膜への脱水化処理（脱水素化処理）によって増加した酸素欠損を補填するために酸素を酸化物半導体膜に加える処理を行うことが好ましい。本明細書等において、酸化物半導体膜に酸素を供給する場合を、加酸素化処理と記す場合がある。または酸化物半導体膜に含まれる酸素を化学量論的組成よりも多くする場合を過酸素化処理と記す場合がある。

このように、酸化物半導体膜は、脱水化処理（脱水素化処理）により、水素または水分が除去され、加酸素化処理により酸素欠損を補填することによって、ｉ型（真性）化またはｉ型に限りなく近く実質的にｉ型（真性）である酸化物半導体膜とすることができる。なお、実質的に真性とは、酸化物半導体層のキャリア密度が、１×１０^１７／ｃｍ^３未満であること、好ましくは１×１０^１５／ｃｍ^３未満であること、さらに好ましくは１×１０^１３／ｃｍ^３未満、さらに好ましくは８×１０^１１／ｃｍ^３未満、さらに好ましくは１×１０^１１／ｃｍ^３未満、さらに好ましくは１×１０^１０／ｃｍ^３未満であり、１×１０^−９／ｃｍ^３以上であることを指す。

またこのように、ｉ型又は実質的にｉ型である酸化物半導体膜を備えるトランジスタは、極めて優れたオフ電流特性を実現できる。例えば、酸化物半導体膜を用いたトランジスタがオフ状態のときのドレイン電流を、室温（２５℃程度）にて１×１０^−１８Ａ以下、好ましくは１×１０^−２１Ａ以下、さらに好ましくは１×１０^−２４Ａ以下、または８５℃にて１×１０^−１５Ａ以下、好ましくは１×１０^−１８Ａ以下、さらに好ましくは１×１０^−２１Ａ以下とすることができる。なお、トランジスタがオフ状態とは、ｎチャネル型のトランジスタの場合、ゲート電圧がしきい値電圧よりも十分小さい状態をいう。具体的には、ゲート電圧がしきい値電圧よりも１Ｖ以上、２Ｖ以上または３Ｖ以上小さければ、トランジスタはオフ状態となる。

以下では、酸化物半導体膜の構造について説明する。

なお、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。したがって、−５°以上５°以下の場合も含まれる。また、「略平行」とは、二つの直線が−３０°以上３０°以下の角度で配置されている状態をいう。また、「垂直」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。したがって、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。また、「略垂直」とは、二つの直線が６０°以上１２０°以下の角度で配置されている状態をいう。

また、本明細書において、結晶が三方晶または菱面体晶である場合、六方晶系として表す。

酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体とに分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶酸化物半導体、微結晶酸化物半導体、非晶質酸化物半導体などがある。

また別の観点では、酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体と、それ以外の結晶性酸化物半導体とに分けられる。結晶性酸化物半導体としては、単結晶酸化物半導体、ＣＡＡＣ−ＯＳ、多結晶酸化物半導体、微結晶酸化物半導体などがある。

まずは、ＣＡＡＣ−ＯＳについて説明する。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳを、ＣＡＮＣ（Ｃ−Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ）を有する酸化物半導体と呼ぶこともできる。

ＣＡＡＣ−ＯＳは、ｃ軸配向した複数の結晶部（ペレットともいう。）を有する酸化物半導体の一つである。

透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）によって、ＣＡＡＣ−ＯＳの明視野像と回折パターンとの複合解析像（高分解能ＴＥＭ像ともいう。）を観察すると、複数のペレットを確認することができる。一方、高分解能ＴＥＭ像ではペレット同士の境界、即ち結晶粒界（グレインバウンダリーともいう。）を明確に確認することができない。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳは、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。

以下では、ＴＥＭによって観察したＣＡＡＣ−ＯＳについて説明する。図１９（Ａ）に、試料面と略平行な方向から観察したＣＡＡＣ−ＯＳの断面の高分解能ＴＥＭ像を示す。高分解能ＴＥＭ像の観察には、球面収差補正（Ｓｐｈｅｒｉｃａｌ Ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ Ｃｏｒｒｅｃｔｏｒ）機能を用いた。球面収差補正機能を用いた高分解能ＴＥＭ像を、特にＣｓ補正高分解能ＴＥＭ像と呼ぶ。Ｃｓ補正高分解能ＴＥＭ像の取得は、例えば、日本電子株式会社製原子分解能分析電子顕微鏡ＪＥＭ−ＡＲＭ２００Ｆなどによって行うことができる。

図１９（Ａ）の領域（１）を拡大したＣｓ補正高分解能ＴＥＭ像を図１９（Ｂ）に示す。図１９（Ｂ）より、ペレットにおいて、金属原子が層状に配列していることを確認できる。金属原子の各層の配列は、ＣＡＡＣ−ＯＳの膜を形成する面（被形成面ともいう。）または上面の凹凸を反映しており、ＣＡＡＣ−ＯＳの被形成面または上面と平行となる。

図１９（Ｂ）に示すように、ＣＡＡＣ−ＯＳは特徴的な原子配列を有する。図１９（Ｃ）は、特徴的な原子配列を、補助線で示したものである。図１９（Ｂ）および図１９（Ｃ）より、ペレット一つの大きさは１ｎｍ以上３ｎｍ以下程度であり、ペレットとペレットとの傾きにより生じる隙間の大きさは０．８ｎｍ程度であることがわかる。したがって、ペレットを、ナノ結晶（ｎｃ：ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌ）と呼ぶこともできる。

ここで、Ｃｓ補正高分解能ＴＥＭ像をもとに、基板５１２０上のＣＡＡＣ−ＯＳのペレット５１００の配置を模式的に示すと、レンガまたはブロックが積み重なったような構造となる（図１９（Ｄ）参照。）。図１９（Ｃ）で観察されたペレットとペレットとの間で傾きが生じている箇所は、図１９（Ｄ）に示す領域５１６１に相当する。

また、図２０（Ａ）に、試料面と略垂直な方向から観察したＣＡＡＣ−ＯＳの平面のＣｓ補正高分解能ＴＥＭ像を示す。図２０（Ａ）の領域（１）、領域（２）および領域（３）を拡大したＣｓ補正高分解能ＴＥＭ像を、それぞれ図２０（Ｂ）、図２０（Ｃ）および図２０（Ｄ）に示す。図２０（Ｂ）、図２０（Ｃ）および図２０（Ｄ）より、ペレットは、金属原子が三角形状、四角形状または六角形状に配列していることを確認できる。しかしながら、異なるペレット間で、金属原子の配列に規則性は見られない。

次に、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）によって解析したＣＡＡＣ−ＯＳについて説明する。例えば、ＩｎＧａＺｎＯ_４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳに対し、ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による構造解析を行うと、図２１（Ａ）に示すように回折角（２θ）が３１°近傍にピークが現れる場合がある。このピークは、ＩｎＧａＺｎＯ_４の結晶の（００９）面に帰属されることから、ＣＡＡＣ−ＯＳの結晶がｃ軸配向性を有し、ｃ軸が被形成面または上面に略垂直な方向を向いていることが確認できる。

なお、ＣＡＡＣ−ＯＳのｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による構造解析では、２θが３１°近傍のピークの他に、２θが３６°近傍にもピークが現れる場合がある。２θが３６°近傍のピークは、ＣＡＡＣ−ＯＳ中の一部に、ｃ軸配向性を有さない結晶が含まれることを示している。より好ましいＣＡＡＣ−ＯＳは、ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による構造解析では、２θが３１°近傍にピークを示し、２θが３６°近傍にピークを示さない。

一方、ＣＡＡＣ−ＯＳに対し、ｃ軸に略垂直な方向からＸ線を入射させるｉｎ−ｐｌａｎｅ法による構造解析を行うと、２θが５６°近傍にピークが現れる。このピークは、ＩｎＧａＺｎＯ_４の結晶の（１１０）面に帰属される。ＣＡＡＣ−ＯＳの場合は、２θを５６°近傍に固定し、試料面の法線ベクトルを軸（φ軸）として試料を回転させながら分析（φスキャン）を行っても、図２１（Ｂ）に示すように明瞭なピークは現れない。これに対し、ＩｎＧａＺｎＯ_４の単結晶酸化物半導体であれば、２θを５６°近傍に固定してφスキャンした場合、図２１（Ｃ）に示すように（１１０）面と等価な結晶面に帰属されるピークが６本観察される。したがって、ＸＲＤを用いた構造解析から、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ａ軸およびｂ軸の配向が不規則であることが確認できる。

次に、電子回折によって解析したＣＡＡＣ−ＯＳについて説明する。例えば、ＩｎＧａＺｎＯ_４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳに対し、試料面に平行にプローブ径が３００ｎｍの電子線を入射させると、図２２（Ａ）に示すような回折パターン（制限視野透過電子回折パターンともいう。）が現れる場合がある。この回折パターンには、ＩｎＧａＺｎＯ_４の結晶の（００９）面に起因するスポットが含まれる。したがって、電子回折によっても、ＣＡＡＣ−ＯＳに含まれるペレットがｃ軸配向性を有し、ｃ軸が被形成面または上面に略垂直な方向を向いていることがわかる。一方、同じ試料に対し、試料面に垂直にプローブ径が３００ｎｍの電子線を入射させたときの回折パターンを図２２（Ｂ）に示す。図２２（Ｂ）より、リング状の回折パターンが確認される。したがって、電子回折によっても、ＣＡＡＣ−ＯＳに含まれるペレットのａ軸およびｂ軸は配向性を有さないことがわかる。なお、図２２（Ｂ）における第１リングは、ＩｎＧａＺｎＯ_４の結晶の（０１０）面および（１００）面などに起因すると考えられる。また、図２２（Ｂ）における第２リングは（１１０）面などに起因すると考えられる。

また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、欠陥準位密度の低い酸化物半導体である。酸化物半導体の欠陥としては、例えば、不純物に起因する欠陥や、酸素欠損などがある。したがって、ＣＡＡＣ−ＯＳは、不純物濃度の低い酸化物半導体ということもできる。また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、酸素欠損の少ない酸化物半導体ということもできる。

酸化物半導体に含まれる不純物は、キャリアトラップとなる場合や、キャリア発生源となる場合がある。また、酸化物半導体中の酸素欠損は、キャリアトラップとなる場合や、水素を捕獲することによってキャリア発生源となる場合がある。

なお、不純物は、酸化物半導体の主成分以外の元素で、水素、炭素、シリコン、遷移金属元素などがある。例えば、シリコンなどの、酸化物半導体を構成する金属元素よりも酸素との結合力の強い元素は、酸化物半導体から酸素を奪うことで酸化物半導体の原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。また、鉄やニッケルなどの重金属、アルゴン、二酸化炭素などは、原子半径（または分子半径）が大きいため、酸化物半導体の原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。

また、欠陥準位密度の低い（酸素欠損が少ない）酸化物半導体は、キャリア密度を低くすることができる。そのような酸化物半導体を、高純度真性または実質的に高純度真性な酸化物半導体と呼ぶ。ＣＡＡＣ−ＯＳは、不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低い。即ち、高純度真性または実質的に高純度真性な酸化物半導体となりやすい。したがって、ＣＡＡＣ−ＯＳを用いたトランジスタは、しきい値電圧がマイナスとなる電気特性（ノーマリーオンともいう。）になることが少ない。また、高純度真性または実質的に高純度真性な酸化物半導体は、キャリアトラップが少ない。酸化物半導体のキャリアトラップに捕獲された電荷は、放出するまでに要する時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、不純物濃度が高く、欠陥準位密度が高い酸化物半導体を用いたトランジスタは、電気特性が不安定となる場合がある。一方、ＣＡＡＣ−ＯＳを用いたトランジスタは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとなる。

また、ＣＡＡＣ−ＯＳは欠陥準位密度が低いため、光の照射などによって生成されたキャリアが、欠陥準位に捕獲されることが少ない。したがって、ＣＡＡＣ−ＯＳを用いたトランジスタは、可視光や紫外光の照射による電気特性の変動が小さい。

次に、微結晶酸化物半導体について説明する。

微結晶酸化物半導体は、高分解能ＴＥＭ像において、結晶部を確認することのできる領域と、明確な結晶部を確認することのできない領域と、を有する。微結晶酸化物半導体に含まれる結晶部は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、または１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の大きさであることが多い。特に、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、または１ｎｍ以上３ｎｍ以下の微結晶であるナノ結晶を有する酸化物半導体を、ｎｃ−ＯＳ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）と呼ぶ。ｎｃ−ＯＳは、例えば、高分解能ＴＥＭ像では、結晶粒界を明確に確認できない場合がある。なお、ナノ結晶は、ＣＡＡＣ−ＯＳにおけるペレットと起源を同じくする可能性がある。そのため、以下ではｎｃ−ＯＳの結晶部をペレットと呼ぶ場合がある。

ｎｃ−ＯＳは、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。また、ｎｃ−ＯＳは、異なるペレット間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。したがって、ｎｃ−ＯＳは、分析方法によっては、非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。例えば、ｎｃ−ＯＳに対し、ペレットよりも大きい径のＸ線を用いるＸＲＤ装置を用いて構造解析を行うと、ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、結晶面を示すピークが検出されない。また、ｎｃ−ＯＳに対し、ペレットよりも大きいプローブ径（例えば５０ｎｍ以上）の電子線を用いる電子回折（制限視野電子回折ともいう。）を行うと、ハローパターンのような回折パターンが観測される。一方、ｎｃ−ＯＳに対し、ペレットの大きさと近いかペレットより小さいプローブ径の電子線を用いるナノビーム電子回折を行うと、スポットが観測される。また、ｎｃ−ＯＳに対しナノビーム電子回折を行うと、円を描くように（リング状に）輝度の高い領域が観測される場合がある。さらに、リング状の領域内に複数のスポットが観測される場合がある。

このように、ペレット（ナノ結晶）間では結晶方位が規則性を有さないことから、ｎｃ−ＯＳを、ＲＡＮＣ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｌｉｇｎｅｄ ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ）を有する酸化物半導体、またはＮＡＮＣ（Ｎｏｎ−Ａｌｉｇｎｅｄ ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ）を有する酸化物半導体と呼ぶこともできる。

ｎｃ−ＯＳは、非晶質酸化物半導体よりも規則性の高い酸化物半導体である。そのため、ｎｃ−ＯＳは、非晶質酸化物半導体よりも欠陥準位密度が低くなる。ただし、ｎｃ−ＯＳは、異なるペレット間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、ｎｃ−ＯＳは、ＣＡＡＣ−ＯＳと比べて欠陥準位密度が高くなる。

次に、非晶質酸化物半導体について説明する。

非晶質酸化物半導体は、膜中における原子配列が不規則であり、結晶部を有さない酸化物半導体である。石英のような無定形状態を有する酸化物半導体が一例である。

非晶質酸化物半導体は、高分解能ＴＥＭ像において結晶部を確認することができない。

非晶質酸化物半導体に対し、ＸＲＤ装置を用いた構造解析を行うと、ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、結晶面を示すピークが検出されない。また、非晶質酸化物半導体に対し、電子回折を行うと、ハローパターンが観測される。また、非晶質酸化物半導体に対し、ナノビーム電子回折を行うと、スポットが観測されず、ハローパターンのみが観測される。

非晶質構造については、様々な見解が示されている。例えば、原子配列に全く秩序性を有さない構造を完全な非晶質構造（ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）と呼ぶ場合がある。また、最近接原子間距離または第２近接原子間距離まで秩序性を有し、かつ長距離秩序性を有さない構造を非晶質構造と呼ぶ場合もある。したがって、最も厳格な定義によれば、僅かでも原子配列に秩序性を有する酸化物半導体を非晶質酸化物半導体と呼ぶことはできない。また、少なくとも、長距離秩序性を有する酸化物半導体を非晶質酸化物半導体と呼ぶことはできない。よって、結晶部を有することから、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳおよびｎｃ−ＯＳを、非晶質酸化物半導体または完全な非晶質酸化物半導体と呼ぶことはできない。

なお、酸化物半導体は、ｎｃ−ＯＳと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する場合がある。そのような構造を有する酸化物半導体を、特に非晶質ライク酸化物半導体（ａ−ｌｉｋｅ ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）と呼ぶ。

ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、高分解能ＴＥＭ像において鬆（ボイドともいう。）が観察される場合がある。また、高分解能ＴＥＭ像において、明確に結晶部を確認することのできる領域と、結晶部を確認することのできない領域と、を有する。

鬆を有するため、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、不安定な構造である。以下では、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳが、ＣＡＡＣ−ＯＳおよびｎｃ−ＯＳと比べて不安定な構造であることを示すため、電子照射による構造の変化を示す。

電子照射を行う試料として、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳ（試料Ａと表記する。）、ｎｃ−ＯＳ（試料Ｂと表記する。）およびＣＡＡＣ−ＯＳ（試料Ｃと表記する。）を準備する。いずれの試料もＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物である。

まず、各試料の高分解能断面ＴＥＭ像を取得する。高分解能断面ＴＥＭ像により、各試料は、いずれも結晶部を有することがわかる。

なお、どの部分を一つの結晶部と見なすかの判定は、以下のように行えばよい。例えば、ＩｎＧａＺｎＯ_４の結晶の単位格子は、Ｉｎ−Ｏ層を３層有し、またＧａ−Ｚｎ−Ｏ層を６層有する、計９層がｃ軸方向に層状に重なった構造を有することが知られている。これらの近接する層同士の間隔は、（００９）面の格子面間隔（ｄ値ともいう。）と同程度であり、結晶構造解析からその値は０．２９ｎｍと求められている。したがって、格子縞の間隔が０．２８ｎｍ以上０．３０ｎｍ以下である箇所を、ＩｎＧａＺｎＯ_４の結晶部と見なすことができる。なお、格子縞は、ＩｎＧａＺｎＯ_４の結晶のａ−ｂ面に対応する。

図２３は、各試料の結晶部（２２箇所から４５箇所）の平均の大きさを調査した例である。ただし、上述した格子縞の長さを結晶部の大きさとしている。図２３より、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、電子の累積照射量に応じて結晶部が大きくなっていくことがわかる。具体的には、図２３中に（１）で示すように、ＴＥＭによる観察初期においては１．２ｎｍ程度の大きさだった結晶部（初期核ともいう。）が、累積照射量が４．２×１０^８ｅ⁻／ｎｍ^２においては２．６ｎｍ程度の大きさまで成長していることがわかる。一方、ｎｃ−ＯＳおよびＣＡＡＣ−ＯＳは、電子照射開始時から電子の累積照射量が４．２×１０^８ｅ⁻／ｎｍ^２までの範囲で、結晶部の大きさに変化が見られないことがわかる。具体的には、図２３中の（２）および（３）で示すように、電子の累積照射量によらず、ｎｃ−ＯＳおよびＣＡＡＣ−ＯＳの結晶部の大きさは、それぞれ１．４ｎｍ程度および２．１ｎｍ程度であることがわかる。

このように、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、電子照射によって結晶部の成長が見られる場合がある。一方、ｎｃ−ＯＳおよびＣＡＡＣ−ＯＳは、電子照射による結晶部の成長がほとんど見られないことがわかる。即ち、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ−ＯＳおよびＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、不安定な構造であることがわかる。

また、鬆を有するため、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ−ＯＳおよびＣＡＡＣ−ＯＳと比べて密度の低い構造である。具体的には、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳの密度は、同じ組成の単結晶の密度の７８．６％以上９２．３％未満となる。また、ｎｃ−ＯＳの密度およびＣＡＡＣ−ＯＳの密度は、同じ組成の単結晶の密度の９２．３％以上１００％未満となる。単結晶の密度の７８％未満となる酸化物半導体は、成膜すること自体が困難である。

例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１［原子数比］を満たす酸化物半導体において、菱面体晶構造を有する単結晶ＩｎＧａＺｎＯ_４の密度は６．３５７ｇ／ｃｍ^３となる。よって、例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１［原子数比］を満たす酸化物半導体において、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳの密度は５．０ｇ／ｃｍ^３以上５．９ｇ／ｃｍ^３未満となる。また、例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１［原子数比］を満たす酸化物半導体において、ｎｃ−ＯＳの密度およびＣＡＡＣ−ＯＳの密度は５．９ｇ／ｃｍ^３以上６．３ｇ／ｃｍ^３未満となる。

なお、同じ組成の単結晶が存在しない場合がある。その場合、任意の割合で組成の異なる単結晶を組み合わせることにより、所望の組成における単結晶に相当する密度を見積もることができる。所望の組成の単結晶に相当する密度は、組成の異なる単結晶を組み合わせる割合に対して、加重平均を用いて見積もればよい。ただし、密度は、可能な限り少ない種類の単結晶を組み合わせて見積もることが好ましい。

以上のように、酸化物半導体は、様々な構造をとり、それぞれが様々な特性を有する。なお、酸化物半導体は、例えば、非晶質酸化物半導体、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳ、微結晶酸化物半導体、ＣＡＡＣ−ＯＳのうち、二種以上を有する積層膜であってもよい。

ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、例えば以下の方法により形成することができる。

ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、例えば、多結晶である酸化物半導体スパッタリング用ターゲットを用い、スパッタリング法によって成膜する。

成膜時の基板温度を高めることで、基板到達後にスパッタリング粒子のマイグレーションが起こる。具体的には、基板温度を１００℃以上７４０℃以下、好ましくは２００℃以上５００℃以下として成膜する。成膜時の基板温度を高めることで、スパッタリング粒子が基板に到達した場合、基板上でマイグレーションが起こり、スパッタリング粒子の平らな面が基板に付着する。このとき、スパッタリング粒子が正に帯電することで、スパッタリング粒子同士が反発しながら基板に付着するため、スパッタリング粒子が偏って不均一に重なることがなく、厚さの均一なＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜することができる。

成膜時の不純物混入を低減することで、不純物によって結晶状態が崩れることを抑制できる。例えば、成膜室内に存在する不純物濃度（水素、水、二酸化炭素及び窒素など）を低減すればよい。また、成膜ガス中の不純物濃度を低減すればよい。具体的には、露点が−８０℃以下、好ましくは−１００℃以下である成膜ガスを用いる。

また、成膜ガス中の酸素割合を高め、電力を最適化することで成膜時のプラズマダメージを軽減すると好ましい。成膜ガス中の酸素割合は、３０体積％以上、好ましくは１００体積％とする。

または、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、以下の方法により形成する。

まず、第１の酸化物半導体膜を１ｎｍ以上１０ｎｍ未満の厚さで成膜する。第１の酸化物半導体膜はスパッタリング法を用いて成膜する。具体的には、基板温度を１００℃以上５００℃以下、好ましくは１５０℃以上４５０℃以下とし、成膜ガス中の酸素割合を３０体積％以上、好ましくは１００体積％として成膜する。

次に、加熱処理を行い、第１の酸化物半導体膜を結晶性の高い第１のＣＡＡＣ−ＯＳ膜とする。加熱処理の温度は、３５０℃以上７４０℃以下、好ましくは４５０℃以上６５０℃以下とする。また、加熱処理の時間は１分以上２４時間以下、好ましくは６分以上４時間以下とする。また、加熱処理は、不活性雰囲気または酸化性雰囲気で行えばよい。好ましくは、不活性雰囲気で加熱処理を行った後、酸化性雰囲気で加熱処理を行う。不活性雰囲気での加熱処理により、第１の酸化物半導体膜の不純物濃度を短時間で低減することができる。一方、不活性雰囲気での加熱処理により第１の酸化物半導体膜に酸素欠損が生成されることがある。その場合、酸化性雰囲気での加熱処理によって該酸素欠損を低減することができる。なお、加熱処理は１０００Ｐａ以下、１００Ｐａ以下、１０Ｐａ以下または１Ｐａ以下の減圧下で行ってもよい。減圧下では、第１の酸化物半導体膜の不純物濃度をさらに短時間で低減することができる。

第１の酸化物半導体膜は、厚さが１ｎｍ以上１０ｎｍ未満であることにより、厚さが１０ｎｍ以上である場合と比べ、加熱処理によって容易に結晶化させることができる。

次に、第１の酸化物半導体膜と同じ組成である第２の酸化物半導体膜を１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の厚さで成膜する。第２の酸化物半導体膜はスパッタリング法を用いて成膜する。具体的には、基板温度を１００℃以上５００℃以下、好ましくは１５０℃以上４５０℃以下とし、成膜ガス中の酸素割合を３０体積％以上、好ましくは１００体積％として成膜する。

次に、加熱処理を行い、第２の酸化物半導体膜を第１のＣＡＡＣ−ＯＳ膜から固相成長させることで、結晶性の高い第２のＣＡＡＣ−ＯＳ膜とする。加熱処理の温度は、３５０℃以上７４０℃以下、好ましくは４５０℃以上６５０℃以下とする。また、加熱処理の時間は１分以上２４時間以下、好ましくは６分以上４時間以下とする。また、加熱処理は、不活性雰囲気または酸化性雰囲気で行えばよい。好ましくは、不活性雰囲気で加熱処理を行った後、酸化性雰囲気で加熱処理を行う。不活性雰囲気での加熱処理により、第２の酸化物半導体膜の不純物濃度を短時間で低減することができる。一方、不活性雰囲気での加熱処理により第２の酸化物半導体膜に酸素欠損が生成されることがある。その場合、酸化性雰囲気での加熱処理によって該酸素欠損を低減することができる。なお、加熱処理は１０００Ｐａ以下、１００Ｐａ以下、１０Ｐａ以下または１Ｐａ以下の減圧下で行ってもよい。減圧下では、第２の酸化物半導体膜の不純物濃度をさらに短時間で低減することができる。

以上のようにして、合計の厚さが１０ｎｍ以上であるＣＡＡＣ−ＯＳ膜を形成することができる。

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

５１ ガスタンク
５２ 流量計
５３ チャンバー
５４ 排気装置
５５ 排気装置
５６ ノズル
５７ ノズル口
５８ 駆動装置
５９ ステージ
６０ 基板
６１ 角度調節手段
６２ 振動機
６３ 原料容器
８０ タッチパネル
１００ タッチパネル
１０１ 基板
１０２ 基板
１１０ 表示装置
１１１ 表示部
１１２ 駆動回路
１１４ ＩＣ
１２０ タッチセンサ
１２１ 電極
１２２ 電極
１２３ 誘電層
１２５ 絶縁層
１３１ 配線
１３２ 配線
１４０ ＦＰＣ
１４１ ＦＰＣ
１４２ ＦＰＣ
１４３ ＦＰＣ
１４４ 配線
１５１ 接着層
１５２ 接着層
１５３ 接着層
１５５ 接続端子
１５６ 接続端子
１５７ 接続層
１５８ 接続層
１６１ トランジスタ
１６２ トランジスタ
１６３ トランジスタ
１６４ トランジスタ
１６５ 導電性粒子
１６６ 導電層
１７１ 絶縁層
１７２ 絶縁層
１７３ 絶縁層
１７５ 絶縁層
１７６ 絶縁層
１７８ 保護層
１８０ 発光素子
１８１ 電極
１８２ ＥＬ層
１８３ 電極
１８４ カラーフィルタ
１８５ ブラックマトリクス
１９１ 接着層
１９２ 接着層
３１０ 携帯情報端末
３１２ 表示パネル
３１３ ヒンジ
３１５ 筐体
３２０ 携帯情報端末
３２２ 表示部
３２５ 非表示部
３３０ 携帯情報端末
３３３ 表示部
３３５ 筐体
３３６ 筐体
３３７ 情報
３３９ 操作ボタン
３４０ 携帯情報端末
３４５ 携帯情報端末
３５１ 筐体
３５５ 情報
３５６ 情報
３５７ 情報
３５８ 表示部
５０１ パルス電圧出力回路
５０２ 電流検出回路
５０３ 容量
５１１ トランジスタ
５１２ トランジスタ
５１３ トランジスタ
８００ 表示装置
８０１ 表示部
８０２ ゲートドライバ
８０３ ソースドライバ
８０４ Ｄ−Ａ変換回路
８１０ 制御回路
８１１ 検出部
８２０ カウンタ回路
８５０ タッチセンサ
５１００ ペレット
５１２０ 基板
５１６１ 領域
７１００ 携帯情報端末
７１０１ 筐体
７１０２ 表示部
７１０３ バンド
７１０４ バックル
７１０５ 操作ボタン
７１０６ 入出力端子
７１０７ アイコン
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

Claims (8)

1. 可撓性を有する第１の基板と、
   前記第１の基板上に第１の絶縁層と、
   前記第１の絶縁層上に、トランジスタおよび発光素子と、
   前記発光素子上にカラーフィルタと、
   前記カラーフィルタ上に一対のセンサ電極と、
   前記センサ電極上に、第２の絶縁層と、
   前記第２の絶縁層上に、可撓性を有する第２の基板と、
   前記第２の基板上に、保護層と、を備え、
   前記発光素子と前記カラーフィルタとの間に第１の接着層を有し、
   前記第１の基板および前記第２の基板の厚さが１μｍ以上２００μｍ以下であり、
   前記第１の接着層の厚さが、５０ｎｍ以上１０μｍ以下の領域を有する、
   タッチパネル。
2. 前記第１の絶縁層上に第１の導電膜が設けられ、
   前記センサ電極のいずれか一方と、前記第１の導電膜とが、導電性の接続体を介して電気的に接続される、
   請求項１に記載の、タッチパネル。
3. 可撓性を有する第１の基板と、
   前記第１の基板上に一対のセンサ電極と、
   前記センサ電極上に、第１の絶縁層と、
   前記第１の絶縁層上に、トランジスタおよび発光素子と、
   前記発光素子よりも下に、カラーフィルタと、
   前記発光素子上に、第２の絶縁層と、
   前記第２の絶縁層上に、可撓性を有する第２の基板と、
   前記第１の基板よりも下に、保護層と、を備え、
   前記発光素子と前記第２の絶縁層との間に第１の接着層を有し、
   前記第１の基板および前記第２の基板の厚さが１μｍ以上２００μｍ以下であり、
   前記第１の接着層の厚さが、５０ｎｍ以上１０μｍ以下の領域を有する、
   タッチパネル。
4. 前記トランジスタのチャネルが形成される半導体層に、酸化物半導体を有する、
   請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の、タッチパネル。
5. 前記トランジスタのチャネルが形成される半導体層に、多結晶シリコンを有する、
   請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の、タッチパネル。
6. 前記保護層は、酸化アルミニウム、または酸化イットリウムを含む、
   請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の、タッチパネル。
7. 前記第１の絶縁層と前記第１の基板との間に第２の接着層を有し、
   前記第２の接着層の厚さが、５０ｎｍ以上１０μｍ以下である、
   請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載の、タッチパネル。
8. 前記第２の絶縁層と前記第２の基板との間に第３の接着層を有し、
   前記第３の接着層の厚さが、５０ｎｍ以上１０μｍ以下である、
   請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載の、タッチパネル。