JP2018067515A - 表示装置の作製方法 - Google Patents

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【課題】周囲の明るさによらず、視認性の高い表示装置を、低コストで量産性高く作製する。【解決手段】第１の基板と第２の基板の間に、第１の画素電極を有する第１の表示素子と、可視光を発する機能を有する第２の表示素子と、を有する表示装置を作製する。第１の基板上に第１の共通電極を形成する工程と、作製基板上に第１の層を形成する工程と、第１の層上に第２の層を形成する工程と、第２の層上に第２の画素電極を形成する工程と、第２の画素電極上に絶縁層を形成する工程と、絶縁層上に第１の画素電極を形成する工程と、第１の共通電極と第１の画素電極との間に液晶層を配置した状態で、第１の基板と作製基板とを貼り合わせて第１の表示素子を形成する工程と、光を照射することで第１の層と第２の層とを分離する工程と、第２の表示素子を形成する工程と、第２の基板を用いて第２の表示素子を封止する工程と、を行う。【選択図】図３

Description

本発明の一態様は、表示装置の作製方法に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本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、電子機器、照明装置、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。
なお、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。トランジスタ、半導体回路、表示装置、発光装置、演算装置、記憶装置等は半導体装置の一態様である。また、撮像装置、電気光学装置、発電装置（薄膜太陽電池、有機薄膜太陽電池等を含む）、及び電子機器は半導体装置を有している場合がある。
近年、表示装置は様々な用途への応用が期待されている。表示装置としては、例えば、発光素子を有する発光装置、液晶素子を有する液晶表示装置等が開発されている。
例えば、特許文献１に、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子が適用された可撓性を有する発光装置が開示されている。
特許文献２には、可視光を反射する領域と可視光を透過する領域とを有し、十分な外光が得られる環境下では反射型液晶表示装置として利用することができ、十分な外光が得られない環境下では透過型液晶表示装置として利用することができる、半透過型の液晶表示装置が開示されている。
特開２０１４−１９７５２２号公報 特開２０１１−１９１７５０号公報
本発明の一態様は、低コストで量産性の高い表示装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、大判基板を用いて表示装置を作製することを課題の一つとする。本発明の一態様は、表示装置を低温で作製することを課題の一つとする。本発明の一態様は、新規な表示装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。
本発明の一態様は、消費電力の低い表示装置を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、周囲の明るさによらず、視認性の高い表示装置を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、表示品位が良好な表示装置を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、利便性の高い表示装置を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、信頼性の高い表示装置を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、表示装置の薄型化または軽量化を課題の一つとする。本発明の一態様は、可撓性を有する、または曲面を有する表示装置を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、破損しにくい表示装置を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、新規な表示装置または電子機器などを提供することを課題の一つとする。
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、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。明細書、図面、請求項の記載から、これら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、第１の基板と第２の基板の間に、可視光を反射する機能を有する第１の画素電極を有する第１の表示素子と、可視光を発する機能を有する第２の表示素子と、を有する表示装置の作製方法である。
（１）本発明の一態様の表示装置の作製方法は、第１の基板上に、可視光を透過する機能を有する第１の共通電極を形成する工程と、作製基板上に第１の層を形成する工程と、第１の層上に第２の層を形成する工程と、第２の層上に第２の画素電極を形成する工程と、第２の画素電極上に絶縁層を形成する工程と、絶縁層上に第１の画素電極を形成する工程と、第１の共通電極と第１の画素電極との間に液晶層を配置した状態で、第１の基板と作製基板とを貼り合わせることで、第１の表示素子を形成する工程と、光を照射することで、第１の層と第２の層とを分離する工程と、第２の画素電極と重ねて発光層及び第２の共通電極を形成することで、第２の表示素子を形成する工程と、第２の基板を用いて、第２の表示素子を封止する工程と、を有する。
上記（１）において、第１の共通電極を形成する工程の前に、第１の基板上に機能層を形成する工程を有してもよい。機能層は、検知素子及び着色層のうち一方または双方を有するように形成される。
上記（１）において、第１の層と第２の層とを分離する工程の後に、第２の層を除去する工程を有してもよい。第２の層が除去されることで、第２の画素電極が露出する。第２の層を除去する工程では、例えば、アッシングが行われる。
上記（１）において、第２の層は、開口を有するように形成されてもよい。このとき、第２の画素電極は、開口を覆うように形成される。第１の層と第２の層とが分離することで、第２の画素電極が露出することができる。
（２）本発明の一態様の表示装置の作製方法は、第１の作製基板上に第１の剥離層を形成する工程と、第１の剥離層上に、可視光を透過する機能を有する第１の共通電極を形成する工程と、第２の作製基板上に第２の剥離層を形成する工程と、第２の剥離層上に第２の画素電極を形成する工程と、第２の画素電極上に絶縁層を形成する工程と、絶縁層上に第１の画素電極を形成する工程と、第１の共通電極と第１の画素電極との間に液晶層を配置した状態で、第１の作製基板と第２の作製基板とを貼り合わせることで、第１の表示素子を形成する工程と、第２の剥離層を用いて、第１の作製基板と第２の作製基板とを分離する工程と、第２の画素電極と重ねて発光層及び第２の共通電極を形成することで、第２の表示素子を形成する工程と、第２の基板を用いて、第２の表示素子を封止する工程と、第１の剥離層を用いて、第１の作製基板と第２の基板とを分離する工程と、第１の基板と第２の基板との間に第１の表示素子を配置した状態で、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせる工程と、を有する。第１の剥離層及び第２の剥離層のうち一方または双方は、第１の層と、第１の層上の第２の層を有するように形成される。第１の作製基板と第２の作製基板とを分離する工程、及び、第１の作製基板と第２の基板とを分離する工程のうち一方または双方では、光が照射されることで、第１の層と第２の層とが分離する。
上記（２）において、第１の共通電極を形成する工程の前に、第１の剥離層上に第１の機能層を形成する工程を有してもよい。第１の機能層は、検知素子及び着色層のうち一方または双方を有するように形成される。第１の基板は、第２の機能層が設けられている面を有してもよい。第１の基板と第２の基板とを貼り合わせる工程は、第１の基板と第２の基板との間に第２の機能層を配置した状態で行われる。第２の機能層は、光拡散層及び偏光板のうち一方または双方を有するように形成される。
または、上記（２）において、第３の作製基板上に第３の剥離層を形成する工程と、第３の剥離層上に機能層を形成する工程と、を有し、さらに、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせる工程の前に、第３の作製基板と第１の基板との間に第３の剥離層を配置した状態で、第３の作製基板と第１の基板とを貼り合わせる工程と、第３の剥離層を用いて、第３の作製基板と第１の基板とを分離する工程と、を有してもよい。第１の基板と第２の基板とを貼り合わせる工程は、第１の基板と第２の基板との間に機能層を配置した状態で行われる。機能層は、検知素子、光拡散層、及び偏光板のうち一つまたは複数を有するように形成される。
上記（２）において、第１の基板に、厚さ０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ未満のガラス基板を用いることが好ましい。または、上記（２）において、第１の基板に、厚さ１μｍ以上２００μｍ以下の樹脂基板を用いることが好ましい。
上記の各作製方法において、第１の基板の、第２の基板側の面とは逆側の面に、反射防止部材が設けられることが好ましい。反射防止部材は、凸部を有するように設けられてもよい。
上記の各作製方法において、液晶層は、二色性色素を有するように設けられることが好ましい。
上記の各作製方法において、第１の画素電極を形成する工程の前に、絶縁層上に、チャネル形成領域に金属酸化物を有するトランジスタを形成する工程を有することが好ましい。
上記の各作製方法において、第２の層は、厚さが０．１μｍ以上５μｍ以下の領域を有するように形成されることが好ましい。
上記の各作製方法において、光として、レーザ光を用い、レーザ光が、第１の層と第２の層との界面またはその近傍に照射されることにより、第１の層と第２の層とが分離することが好ましい。
上記の各作製方法において、第１の層は、チタン、モリブデン、アルミニウム、タングステン、シリコン、インジウム、亜鉛、ガリウム、タンタル、及び錫のうち一つまたは複数を有するように形成されることが好ましい。第１の層は、チタン及び酸化チタンのうち一方または双方を有するように形成されることが好ましい。第１の層は、チタンと酸化チタンとの積層構造を有するように形成されることが好ましい。
上記の各作製方法において、第２の層は、構造式（１００）で表される化合物の残基を有するように形成されることが好ましい。
上記の各作製方法において、光は、波長領域が１８０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下を有するように照射されることが好ましい。光は、波長領域が３０８ｎｍまたはその近傍を有するように照射されることが好ましい。光は、レーザ装置を用いて照射されることが好ましい。光は、線状レーザ装置を用いて照射されることが好ましい。光は、２５０ｍＪ／ｃｍ２以上３６０ｍＪ／ｃｍ２以下のエネルギー密度で照射されることが好ましい。
本発明の一態様により、低コストで量産性の高い表示装置の作製方法を提供できる。本発明の一態様により、大判基板を用いて表示装置を作製できる。本発明の一態様により、表示装置を低温で作製できる。本発明の一態様により、新規な表示装置の作製方法を提供できる。
本発明の一態様により、消費電力の低い表示装置を提供できる。本発明の一態様により、周囲の明るさによらず、視認性の高い表示装置を提供できる。本発明の一態様により、表示品位が良好な表示装置を提供できる。本発明の一態様により、利便性の高い表示装置を提供できる。本発明の一態様により、信頼性の高い表示装置を提供できる。本発明の一態様により、表示装置の薄型化または軽量化が可能である。本発明の一態様により、可撓性を有する、または曲面を有する表示装置を提供できる。本発明の一態様により、破損しにくい表示装置を提供できる。本発明の一態様により、新規な表示装置または電子機器などを提供できる。
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。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。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
表示装置の一例を示す斜視図。 表示装置の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示すフロー図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の一例を示す断面図。 表示装置の一例を示す断面図。 表示装置の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示すフロー図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示すフロー図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の一例を示す断面図。 レーザ照射ユニットの一例を示す図。 画素ユニットの一例を示す図。 画素ユニットの一例を示す図。 動作モードの一例を示す図。 表示装置の一例及び画素の一例を示す図。 表示装置の画素回路の一例を示す回路図。 表示装置の画素回路の一例を示す回路図及び画素の一例を示す図。 タッチセンサのブロック図及びタイミングチャート図。 表示装置のブロック図及びタイミングチャート図。 表示装置及びタッチセンサの動作を説明する図。 表示装置及びタッチセンサの動作を説明する図。 電子機器の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分また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。
また、図面において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、または、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能である。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能である。
本明細書等において、金属酸化物（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ）とは、広い表現での金属の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体（透明酸化物導電体を含む）、酸化物半導体（Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒまたは単にＯＳともいう）などに分類される。例えば、トランジスタの半導体層に金属酸化物を用いた場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、ＯＳ ＦＥＴと記載する場合においては、金属酸化物または酸化物半導体を有するトランジスタと換言することができる。
また、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物も金属酸化物（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ）と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物を、金属酸窒化物（ｍｅｔａｌ ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）と呼称してもよい。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置とその作製方法について図１〜図３１を用いて説明する。
≪表示装置とその作製方法の概要≫
本発明の一態様は、第１の基板と第２の基板の間に第１の表示素子及び第２の表示素子を有する表示装置の作製方法である。
本実施の形態の表示装置は、可視光を反射する第１の表示素子と、可視光を発する第２の表示素子とを有する。
本実施の形態の表示装置は、第１の表示素子が反射する光と、第２の表示素子が発する光のうち、いずれか一方または両方により、画像を表示する機能を有する。
第１の表示素子には、外光を反射して表示する素子を用いることができる。このような素子は光源を持たないため、表示の際の消費電力を極めて小さくすることが可能となる。
第１の表示素子には、代表的には反射型の液晶素子を用いることができる。または、第１の表示素子として、シャッター方式のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）素子、光干渉方式のＭＥＭＳ素子の他、マイクロカプセル方式、電気泳動方式、エレクトロウェッティング方式、電子粉流体（登録商標）方式等を適用した素子などを用いることができる。
第２の表示素子には、発光素子を用いることが好ましい。発光素子が射出する光は、その輝度や色度が外光に左右されることがないため、色再現性が高く（色域が広く）、コントラストの高い、鮮やかな表示を行うことができる。
第２の表示素子には、例えばＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、半導体レーザなどの自発光性の発光素子を用いることができる。
本実施の形態の表示装置は、第１の表示素子のみを用いて画像を表示する第１のモード、第２の表示素子のみを用いて画像を表示する第２のモード、並びに、第１の表示素子及び第２の表示素子を用いて画像を表示する第３のモードを有し、これらのモードを自動または手動で切り替えて使用することができる。
第１のモードでは、第１の表示素子と外光を用いて画像を表示する。第１のモードは光源が不要であるため、極めて低消費電力なモードである。例えば、表示装置に外光が十分に入射されるとき（明るい環境下など）は、第１の表示素子が反射した光を用いて表示を行うことができる。例えば、外光が十分に強く、かつ外光が白色光またはその近傍の光である場合に有効である。第１のモードは、文字を表示することに適したモードである。また、第１のモードは、外光を反射した光を用いるため、目に優しい表示を行うことができ、目が疲れにくいという効果を奏する。
第２のモードでは、第２の表示素子による発光を利用して画像を表示する。そのため、照度や外光の色度によらず、極めて鮮やかな（コントラストが高く、且つ色再現性の高い）表示を行うことができる。例えば、夜間や暗い室内など、照度が極めて低い場合などに有効である。また周囲が暗い場合、明るい表示を行うと使用者が眩しく感じてしまう場合がある。これを防ぐために、第２のモードでは輝度を抑えた表示を行うことが好ましい。これにより、眩しさを抑えることに加え、消費電力も低減することができる。第２のモードは、鮮やかな画像（静止画及び動画）などを表示することに適したモードである。
第３のモードでは、第１の表示素子による反射光と、第２の表示素子による発光の両方を利用して表示を行う。第１のモードよりも鮮やかな表示をしつつ、第２のモードよりも消費電力を抑えることができる。例えば、室内照明下や、朝方や夕方の時間帯など、照度が比較的低い場合、外光の色度が白色ではない場合などに有効である。
このような構成とすることで、周囲の明るさによらず視認性が高く、利便性の高い表示装置を実現できる。具体的には、外光下でも室内でも視認性が高く、利便性の高い表示装置を実現できる。
本実施の形態では、第１の表示素子として、反射型の液晶素子を作製し、第２の表示素子として発光素子（具体的にはＥＬ素子）を作製する例を示す。
本実施の形態の表示装置の作製方法は、第１の基板上に、可視光を透過する機能を有する第１の共通電極を形成する工程と、作製基板上に第１の層を形成する工程と、第１の層上に第２の層を形成する工程と、第２の層上に第２の画素電極を形成する工程と、第２の画素電極上に絶縁層を形成する工程と、絶縁層上に第１の画素電極を形成する工程と、第１の共通電極と第１の画素電極との間に液晶層を配置した状態で、第１の基板と作製基板とを貼り合わせることで、第１の表示素子を形成する工程と、光を照射することで、第１の層と第２の層とを分離する工程と、第２の画素電極と重ねて発光層及び第２の共通電極を形成することで、第２の表示素子を形成する工程と、第２の基板を用いて、第２の表示素子を封止する工程と、を有する。
ここで、第１の表示素子を有する表示パネルと、第２の表示素子を有する表示パネルとを単に貼り合わせる構成では、第１の表示素子と第２の表示素子との間に、ガラスや樹脂などの厚い層（主に基板として用いられる層）が存在するため、第１の表示素子と第２の表示素子との間の距離を狭くすることが困難である。
一方、本実施の形態の表示装置の作製方法では、まず、作製基板と第１の基板との間に第１の表示素子を形成し、その後、作製基板を剥離する。そして、作製基板を剥離した面側に第２の表示素子を形成し、第２の基板を用いて第２の表示素子を封止する。これにより、一対の基板間に第１の表示素子と第２の表示素子とを配置することができる。第１の表示素子と第２の表示素子との間に厚い基板などが存在せず、第１の表示素子と第２の表示素子との距離を近づけることができる。例えば、第１の表示素子が反射型の液晶素子であり、第２の表示素子が発光素子である場合、液晶素子と発光素子との厚さ方向の距離を３０μｍ未満、好ましくは１０μｍ未満、さらに好ましくは５μｍ未満とすることができる。なお、上記厚さ方向の距離とは、例えば、液晶素子が有する反射電極と、発光素子が有する画素電極との間の最短距離である。
液晶素子の画素電極と発光素子の距離を近づけることができるため、表示装置における高い視野角特性と、液晶素子の高い開口率を両立することができる。また、液晶素子と発光素子の合算開口率を高めることができる。また、表示装置の薄型化が可能となる。
第１の表示素子は、第１の基板側に反射光を射出する。第２の表示素子は、第１の基板側に光を発する。第１の表示素子と第２の表示素子との距離が近いと、第１の基板と第２の表示素子との距離も近くなり、第２の表示素子の輝度を高めることができる。また、第２の表示素子が発した光の減衰及び消光を抑制できる。これにより、表示装置の光取り出し効率を高めることができる。または、第１の表示素子及び第２の表示素子を同時に用いて表示する場合、あるいは交互に用いて表示する場合において、第１の表示素子を用いた表示と第２の表示素子を用いた表示との間に生じる視差を少なくすることができる。
ここで、例えば、第２の表示素子としてＥＬ素子を形成する場合、当該ＥＬ素子が有するＥＬ層の耐熱性は低いことがある。そのため、第１の表示素子を形成する前に、ＥＬ層を形成すると、高温をかけて第１の表示素子を形成することが困難となる。具体的には、十分に高い温度をかけて配向膜を形成することが難しくなる。
一方、本実施の形態の表示装置の作製方法では、第２の表示素子よりも先に第１の表示素子を形成するため、第２の表示素子の耐熱性の影響を受けずに、十分に高い温度をかけて配向膜を形成することができる。これにより第１の表示素子で良好な表示を行うことができる。
または、本実施の形態の表示装置の作製方法は、第１の作製基板上に第１の剥離層を形成する工程と、第１の剥離層上に、可視光を透過する機能を有する第１の共通電極を形成する工程と、第２の作製基板上に第２の剥離層を形成する工程と、第２の剥離層上に第２の画素電極を形成する工程と、第２の画素電極上に絶縁層を形成する工程と、絶縁層上に第１の画素電極を形成する工程と、第１の共通電極と第１の画素電極との間に液晶層を配置した状態で、第１の作製基板と第２の作製基板とを貼り合わせることで、第１の表示素子を形成する工程と、第２の剥離層を用いて、第１の作製基板と第２の作製基板とを分離する工程と、第２の画素電極と重ねて発光層及び第２の共通電極を形成することで、第２の表示素子を形成する工程と、第２の基板を用いて、第２の表示素子を封止する工程と、第１の剥離層を用いて、第１の作製基板と第２の基板とを分離する工程と、第１の基板と第２の基板との間に第１の表示素子を配置した状態で、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせる工程と、を有する。第１の剥離層及び第２の剥離層のうち一方または双方は、第１の層と、第１の層上の第２の層を有するように形成される。第１の作製基板と第２の作製基板とを分離する工程、及び、第１の作製基板と第２の基板とを分離する工程のうち一方または双方では、光が照射されることで、第１の層と第２の層とが分離する。
表示面側の基板である第１の基板の厚さは十分に薄いことが好ましい。第１の基板には、例えば、厚さ０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ未満、好ましくは０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下のガラス基板、厚さ１μｍ以上２００μｍ以下の樹脂基板などを適用することが好ましい。これにより、画像のボケを低減し、画像を鮮明に表示することができる。
一方、第１の基板の厚さが薄いと、表示装置の作製工程中に製造装置間または製造装置内の搬送が困難となり、表示装置の作製の歩留まりが低下する恐れがある。
本実施の形態の表示装置の作製方法では、第１の作製基板と第２の基板との間に第１の表示素子と第２の表示素子とを配置した後、第１の作製基板を第２の基板から剥離し、第２の基板と第１の基板とを貼り合わせる。第１の作製基板上に、第１の表示素子の共通電極、さらには、検出素子、着色層等を形成し、あとから第１の基板に転置する。第１の作製基板は表示装置の構成要素ではないため、耐熱性や厚さなど、製造工程に合った耐熱性、及び製造装置に合った厚さの材料を選択することができる。そのため、表示装置の作製工程において、基板の搬送が容易であり、また、十分に高い温度で良質な膜を形成することができる。また、厚さの薄い第１の基板を用いることができ、表示装置の表示品位を高めることができる。
＜光学部材＞
第１の基板の、第２の基板側の面とは逆側の面（外側の面）には、光学部材として、偏光板、位相差板、光拡散層、反射防止部材、集光フィルムなどのうち一つまたは複数を設けることができる。また、光学部材以外の機能性部材としては、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜などが挙げられる。
光拡散層は、液晶素子の反射電極で反射した光を拡散する機能を有する。当該機能により、反射型の液晶素子でも自然な発色を行うことができる。また、白紙に近い白色を表示させることができる。
晴天時の屋外などの強光下では、表示面における外光反射が強く、表示装置の内部から放たれる光（表示）の視認性が低下する。反射防止部材を設けることで、強光下において、表示面の外光反射を十分に抑えることができ、さらに視認性を向上させることができる。
反射防止部材としては、反射防止層（ＡＲ（Ａｎｔｉ‐Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）層ともいう）、低反射層（ＬＲ（Ｌｏｗ‐Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）層ともいう）、及び防眩層（ＡＧ（Ａｎｔｉ‐Ｇｌａｒｅ）層、ノングレア層ともいう）等が挙げられる。
ＡＲ層は、光の干渉作用を利用して、外光の正反射（鏡面反射）を低減する機能を有する。
ＡＲ層は、第１の基板の屈折率と異なる屈折率を有する材料で形成される。ＡＲ層は、例えば、酸化ジルコニウム、フッ化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化シリコンなどを用いて単層または積層で形成することができる。
ＡＧ層は、入射した外光を拡散させることにより、正反射（鏡面反射）を低減する機能を有する。
ＡＧ層の形成方法としては、表面に微細な凹凸を設ける方法、屈折率の異なる材料を混合する方法、または、双方を組み合わせる方法などが挙げられる。例えば、透光性を有する樹脂に、セルロース繊維などのナノファイバ、酸化シリコンなどの無機ビーズ、または樹脂ビーズなどを混合して、ＡＧ層を形成することができる。
また、ＡＲ層に重ねてＡＧ層を設けてもよい。ＡＲ層とＡＧ層を積層して設けることで、外光の反射や映り込みを防ぐ機能をより高めることができる。ＡＲ層及びＡＧ層のうち一方又は双方を用いることにより、表示装置の表面の外光反射率を１％未満、好ましくは０．３％未満とするとよい。
＜トランジスタのチャネル形成領域＞
本実施の形態の表示装置は、トランジスタのチャネル形成領域に、金属酸化物を有することが好ましい。金属酸化物は、酸化物半導体として機能することができる。
トランジスタのチャネル形成領域に低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｏｌｙ−Ｓｉｌｉｃｏｎ））を用いる場合、５００℃から５５０℃程度の温度をかける必要があるため、樹脂層に耐熱性が求められる。また、レーザ結晶化の工程でのダメージを緩和するため、樹脂層の厚膜化が必要となることがある。
一方、チャネル形成領域に金属酸化物を用いたトランジスタは、３５０℃以下、さらには３００℃以下で形成することができる。そのため、樹脂層に高い耐熱性は求められない。したがって、樹脂層の耐熱温度を低くすることができ、材料の選択の幅が広がる。
また、チャネル形成領域に金属酸化物を用いたトランジスタは、レーザ結晶化の工程が不要である。ＬＴＰＳを用いる場合に比べて、工程が簡略化でき好ましい。
ただし、本発明の一態様の表示装置は、トランジスタのチャネル形成領域に、金属酸化物を有する構成に限定されない。例えば、本実施の形態の表示装置は、トランジスタのチャネル形成領域に、シリコンを用いることができる。シリコンとしては、アモルファスシリコンまたは結晶性シリコンを用いることができる。結晶性シリコンとしては、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコン等が挙げられる。
チャネル形成領域にシリコンを用いる場合、ＬＴＰＳを用いることが好ましい。ＬＴＰＳなどの多結晶シリコンは、単結晶シリコンに比べて低温で形成でき、か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。
≪分離方法の概要≫
本実施の形態の表示装置の作製方法は、光の照射を用いた分離工程を有する。当該工程における分離方法について説明する。なお、本発明の一態様の表示装置の作製方法は、他の分離方法を用いた分離工程を有してもよい。例えば、分離工程が複数回行われる場合、光の照射を用いた分離工程は、１回以上行われる。すべての分離工程を、同じ分離方法で行うことで、材料や製造装置等を同一にでき、コストが削減できることがある。また、分離工程によって分離方法を変えることで、分離に要する力に差をつけることができる場合がある。これにより、所望のタイミングで所望の界面で分離が生じるよう制御できることがある。
本実施の形態では、まず、作製基板上に第１の材料、ここでは金属酸化物層を形成する。次に、金属酸化物層上に、第２の材料、ここでは樹脂層を形成する。そして、光を照射することで、金属酸化物層と樹脂層とを分離する。
金属酸化物層と樹脂層とを分離する際に、光を用いると好ましい。光は、金属酸化物層と樹脂層との界面またはその近傍（界面または界面近傍とも記す）に照射されることが好ましい。また、光は、金属酸化物層中に照射されてもよい。また、光は、樹脂層中に照射されてもよい。なお、本明細書等において、「ＡとＢとの界面またはその近傍」、「ＡとＢとの界面または界面近傍」とは、少なくともＡとＢとの界面を含み、ＡとＢとの界面から、ＡまたはＢのいずれか一方の厚さの２０％以内の範囲を含むものとする。
光を照射することで、金属酸化物層と樹脂層との界面（さらには金属酸化物層中及び樹脂層中）を加熱し、金属酸化物層と樹脂層との密着性（接着性）を低くすることができる。さらには金属酸化物層と樹脂層とを分離することができる。
＜光の照射＞
次に、光の照射について説明する。
ランプ、レーザ装置等を用いて光を照射することができる。
線状レーザ装置を用いてレーザ光を照射することが好ましい。低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｏｌｙ−Ｓｉｌｉｃｏｎ））等の製造ラインのレーザ装置を使用することができるため、これらの装置の有効利用が可能である。線状レーザは、矩形長尺状に集光（線状レーザビームに成形）して、金属酸化物層と樹脂層との界面に光を照射する。
光は、波長領域が１８０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下を有するように照射されることが好ましい。光は、波長領域が３０８ｎｍまたはその近傍を有するように照射されることがより好ましい。
光のエネルギー密度は、２５０ｍＪ／ｃｍ２以上４００ｍＪ／ｃｍ２以下が好ましく、２５０ｍＪ／ｃｍ２以上３６０ｍＪ／ｃｍ２以下がより好ましい。
レーザ装置を用いて光を照射する場合、同一箇所に照射されるレーザ光のショット数は、１ショット以上５０ショット以下とすることができ、１ショットより多く１０ショット以下が好ましく、１ショットより多く５ショット以下がより好ましい。
ビームの短軸方向の両端には、光の強度が低い部分が存在する。そのため、当該光の強度が低い部分の幅以上、一つのショットと次のショットの間にオーバーラップする部分を設けることが好ましい。そのため、レーザ光のショット数は、１．１ショット以上とすることが好ましく、１．２５ショット以上とすることがより好ましい。
なお、本明細書中、レーザ光のショット数とは、ある点（領域）に照射されるレーザ光の照射回数を指し、ビーム幅、スキャン速度、周波数、またはオーバーラップ率などで決定される。また、線状のビームをあるスキャン方向に移動させているパルスとパルスの間、即ち、一つのショットと次のショットの間にオーバーラップする部分があり、その重なる比率がオーバーラップ率である。なお、オーバーラップ率が１００％に近ければ近いほどショット数は多く、離れれば離れるほどショット数は少なくなり、スキャン速度が速ければ速いほどショット数は少なくなる。
上記のレーザ光のショット数が１．１ショットとは、連続する２つのショットの間にビームの１０分の１程度の幅のオーバーラップを有することを示し、オーバーラップ率１０％といえる。同様に、１．２５ショットとは、連続する２つのショットの間にビームの４分の１程度の幅のオーバーラップを有することを示し、オーバーラップ率２５％といえる。
ここで、ＬＴＰＳのレーザ結晶化の工程で照射する光のエネルギー密度は高く、例えば３５０ｍＪ／ｃｍ２以上４００ｍＪ／ｃｍ２以下が挙げられる。また、レーザのショット数も多く必要であり、例えば１０ショット以上１００ショット以下が挙げられる。
一方、本実施の形態において、金属酸化物層と樹脂層とを分離するために行う光の照射は、レーザ結晶化の工程で用いる条件よりも低いエネルギー密度、または少ないショット数で行うことができる。そのため、レーザ装置での処理可能な基板枚数を増やすことができる。また、レーザ装置のメンテナンスの頻度の低減など、レーザ装置のランニングコストの低減が可能となる。したがって、表示装置などの作製コストを低減することができる。
また、光の照射が、レーザ結晶化の工程で用いる条件よりも低いエネルギー密度、または少ないショット数で行われることから、基板がレーザ光の照射による受けるダメージを低減できる。そのため、基板を一度使用しても、強度が低下しにくく、基板を再利用できる。したがって、コストを抑えることが可能となる。
また、本実施の形態では、作製基板と樹脂層との間に金属酸化物層を配置する。金属酸化物層を用いることで、金属酸化物層を用いない場合に比べて、光の照射を、低いエネルギー密度、または少ないショット数で行うことができることがある。
作製基板を介して光を照射する際、作製基板の光照射面にゴミなどの異物が付着していると、光の照射ムラが生じ、剥離性が低い部分が形成され、金属酸化物層と樹脂層とを分離する工程の歩留まりが低下することがある。そのため、光を照射する前、または光を照射している間に、光照射面を洗浄することが好ましい。例えば、アセトンなどの有機溶剤、水等を用いて作製基板の光照射面を洗浄することができる。また、エアナイフを用いて気体を噴きつけてもよい。これにより、光の照射ムラを低減し、分離の歩留まりを向上させることができる。
＜樹脂層＞
樹脂層を薄く形成することで、低コストで表示装置を作製できる。また、表示装置の軽量化及び薄型化が可能となる。また、表示装置の可撓性を高めることができる。例えば、樹脂層の厚さは、０．１μｍ以上５μｍ以下としてもよい。
樹脂層の可視光の透過性は特に限定されない。例えば、有色の層であってもよく、透明の層であってもよい。ここで、表示装置の表示面側に樹脂層が位置する場合、樹脂層が着色している（有色である）と、光取り出し効率が低下する、取り出される光の色味が変わる、表示品位が低下する等の不具合が生じることがある。樹脂層の厚さが薄いと、樹脂層の可視光の透過性を高めることができ好ましい。
また、樹脂層は、ウエットエッチング装置、ドライエッチング装置、アッシング装置等を用いて除去することができる。特に、酸素プラズマを用いたアッシングを行って樹脂層を除去することが好適である。樹脂層の厚さが薄いと、樹脂層を除去する工程にかかる時間を短縮でき好ましい。
本実施の形態では、作製基板と樹脂層との間に金属酸化物層を有する。金属酸化物層が光を吸収する機能を有するため、樹脂層の光の吸収率が低くても、光照射による効果が得られる。したがって、可視光の透過率が高い樹脂層を用いることができる。そのため、表示装置の表示面側に樹脂層が位置していても、高い表示品位を実現できる。また、表示品位を高めるために、着色している（有色の）樹脂層を除去する工程を削減できる。また、樹脂層の材料の選択の幅が広がる。
樹脂層の波長４５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲の光の透過率の平均値は、７０％以上１００％以下が好ましく、８０％以上１００％以下が好ましく、９０％以上１００％以下がより好ましい。
本実施の形態では、樹脂層の耐熱温度以下の温度で、トランジスタ等を形成する。樹脂層の耐熱性は、例えば、加熱による重量減少率、具体的には５％重量減少温度等で評価できる。本実施の形態の剥離方法及び表示装置の作製方法では、工程中の最高温度を低くすることができる。例えば、本実施の形態では、樹脂層の５％重量減少温度を、２００℃以上６５０℃以下、２００℃以上５００℃以下、２００℃以上４００℃以下、または２００℃以上３５０℃以下とすることができる。そのため、材料の選択の幅が広がる。なお、樹脂層の５％重量減少温度は、６５０℃より高くてもよい。
≪表示装置の構成例１≫
以下では、図１及び図２を用いて表示装置３００Ａについて説明する。
図１は、表示装置３００Ａの斜視概略図である。表示装置３００Ａは、基板３５１と基板３６１とが貼り合わされた構成を有する。図１では、基板３６１を破線で明示している。
表示装置３００Ａは、表示部３６２、回路３６４、配線３６５等を有する。図１では表示装置３００ＡにＩＣ（集積回路）３７３及びＦＰＣ３７２が実装されている例を示している。そのため、図１に示す構成は、表示装置３００Ａ、ＩＣ、及びＦＰＣを有する表示モジュールということもできる。
回路３６４としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。
配線３６５は、表示部３６２及び回路３６４に信号及び電力を供給する機能を有する。当該信号及び電力は、ＦＰＣ３７２を介して外部から、またはＩＣ３７３から配線３６５に入力される。
図１では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ）方式等により、基板３５１にＩＣ３７３が設けられている例を示す。ＩＣ３７３は、例えば走査線駆動回路または信号線駆動回路などを有するＩＣを適用できる。なお、表示装置１００及び表示モジュールは、ＩＣを設けない構成としてもよい。また、ＩＣを、ＣＯＦ方式等により、ＦＰＣに実装してもよい。
図１には、表示部３６２の一部の拡大図を示している。表示部３６２には、複数の表示素子が有する電極３１１ｂがマトリクス状に配置されている。電極３１１ｂは、可視光を反射する機能を有し、液晶素子１８０の反射電極として機能する。
また、図１に示すように、電極３１１ｂは開口４５１を有する。さらに表示部３６２は、電極３１１ｂよりも基板３５１側に、発光素子１７０を有する。発光素子１７０からの光は、電極３１１ｂの開口４５１を介して基板３６１側に射出される。発光素子１７０の発光領域の面積と開口４５１の面積とは等しくてもよい。発光素子１７０の発光領域の面積と開口４５１の面積のうち一方が他方よりも大きいと、位置ずれに対するマージンが大きくなるため好ましい。特に、開口４５１の面積は、発光素子１７０の発光領域の面積に比べて大きいことが好ましい。開口４５１を十分に大きくすることで、発光素子１７０からの光が電極３１１ｂによって遮られることを抑制し、発光素子１７０の発光が無駄になることを抑制できる。
図２に、図１で示した表示装置３００Ａの、ＦＰＣ３７２を含む領域の一部、回路３６４を含む領域の一部、及び表示部３６２を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。
図２に示す表示装置３００Ａは、基板３５１と基板３６１の間に、トランジスタ２０１、トランジスタ２０３、トランジスタ２０５、トランジスタ２０６、液晶素子１８０、発光素子１７０、絶縁層２２０、着色層１３１、着色層１３４等を有する。基板３６１と絶縁層２１４は接着層１４１を介して接着されている。基板３５１と絶縁層２２０は接着層１４２を介して接着されている。
基板３６１には、着色層１３１、遮光層１３２、絶縁層１２１、及び液晶素子１８０の共通電極として機能する電極１１３、配向膜１３３ｂ、絶縁層１１７等が設けられている。基板３６１の外側の面には、偏光板１３５を有する。絶縁層１２１は、平坦化層としての機能を有していてもよい。絶縁層１２１により、電極１１３の表面を概略平坦にできるため、液晶層１１２の配向状態を均一にできる。絶縁層１１７は、液晶素子１８０のセルギャップを保持するためのスペーサとして機能する。絶縁層１１７が可視光を透過する場合は、絶縁層１１７を液晶素子１８０の表示領域と重ねて配置してもよい。
液晶素子１８０は反射型の液晶素子である。液晶素子１８０は、画素電極として機能する電極３１１ａ及び電極３１１ｂと、液晶層１１２と、電極１１３とが積層された積層構造を有する。電極３１１ｂの基板３５１側に接して、可視光を反射する電極３１１ａが設けられている。電極３１１ａは開口４５１を有する。電極３１１ｂ及び電極１１３は可視光を透過する。液晶層１１２と電極３１１ｂの間に配向膜１３３ａが設けられている。液晶層１１２と電極１１３の間に配向膜１３３ｂが設けられている。
液晶素子１８０において、電極３１１ａは可視光を反射する機能を有し、電極１１３は可視光を透過する機能を有する。基板３６１側から入射した光は、偏光板１３５により偏光され、電極１１３、液晶層１１２を透過し、電極３１１ａで反射する。そして液晶層１１２及び電極１１３を再度透過して、偏光板１３５に達する。このとき、電極３１１ａと電極１１３の間に与える電圧によって液晶の配向を制御し、光の光学変調を制御することができる。すなわち、偏光板１３５を介して射出される光の強度を制御することができる。また光は着色層１３１によって特定の波長領域以外の光が吸収されることにより、取り出される光は、例えば赤色を呈する光となる。
図２に示すように、開口４５１には可視光を透過する電極３１１ｂが設けられていることが好ましい。これにより、開口４５１と重なる領域においてもそれ以外の領域と同様に液晶層１１２が配向するため、これらの領域の境界部で液晶の配向不良が生じ、意図しない光が漏れてしまうことを抑制できる。
電極３１１ａは、トランジスタ２０６が有する導電層２２２ａと電気的に接続されている。トランジスタ２０６は、液晶素子１８０の駆動を制御する機能を有する。
接着層１４１が設けられる一部の領域には、接続部２５２が設けられている。接続部２５２において、電極３１１ｂと同一の導電膜を加工して得られた電極３１１ｆと、電極１１３の一部が、接続体２４３により電気的に接続されている。したがって、基板３６１側に形成された電極１１３に、基板３５１側に接続されたＦＰＣ３７２から入力される信号または電位を、接続部２５２を介して供給することができる。
発光素子１７０は、ボトムエミッション型の発光素子である。発光素子１７０は、絶縁層２２０側から画素電極として機能する電極１９１、ＥＬ層１９２、及び共通電極として機能する電極１９３の順に積層された積層構造を有する。
接続部２０７において、電極１９１は、導電層２２１ｂを介して、トランジスタ２０５が有する導電層２２２ａと電気的に接続されている。トランジスタ２０５は、発光素子１７０の駆動を制御する機能を有する。電極１９３は可視光を反射する材料を含み、電極１９１は可視光を透過する材料を含む。電極１９３を覆って絶縁層１９４が設けられている。発光素子１７０が発する光は、絶縁層２２０、着色層１３４、絶縁層２１４、開口４５１、電極３１１ｂ等を介して、基板３６１側に射出される。
液晶素子１８０及び発光素子１７０は、画素によって着色層の色を変えることで、様々な色を呈することができる。表示装置３００Ａは、液晶素子１８０及び着色層を用いて、カラー表示を行うことができる。表示装置３００Ａは、発光素子１７０及び着色層を用いて、カラー表示を行うことができる。
カラー表示を実現するために、発光素子１７０及び液晶素子１８０と組み合わせる着色層の色は、赤、緑、青の組み合わせだけでなく、黄、シアン、マゼンダの組み合わせであってもよい。例えば、発光素子１７０と組み合わせる着色層の色を赤、緑、青とし、液晶素子１８０と組み合わせる着色層の色をシアン、マゼンダ、黄としてもよい。組み合わせる着色層の色は、目的または用途などに応じて適宜設定すればよい。発光素子１７０と組み合わせる着色層と液晶素子１８０と組み合わせる着色層とがそれぞれ異なる色である場合、着色層１３１と発光素子１７０の発光領域が重ならないよう、着色層１３１に開口を設けることが好ましい。また、液晶素子１８０を用いて白黒表示またはグレースケールでの表示を行う場合、着色層１３１を形成しなくてもよい。
トランジスタ２０１、トランジスタ２０３、トランジスタ２０５、及びトランジスタ２０６は、いずれも絶縁層２２０の基板３６１側の面上に形成されている。これらのトランジスタは、同一の工程を用いて作製することができる。
液晶素子１８０と電気的に接続される回路は、発光素子１７０と電気的に接続される回路と同一面上に形成されることが好ましい。これにより、２つの回路を別々の面上に形成する場合に比べて、表示装置の厚さを薄くすることができる。また、２つのトランジスタを同一の工程で作製できるため、２つのトランジスタを別々の面上に形成する場合に比べて、作製工程を簡略化することができる。
液晶素子１８０の画素電極は、トランジスタが有するゲート絶縁層を挟んで、発光素子１７０の画素電極とは反対に位置する。
ここで、チャネル形成領域に金属酸化物を有し、オフ電流が極めて低いトランジスタ２０６を適用した場合や、トランジスタ２０６と電気的に接続される記憶素子を適用した場合などでは、液晶素子１８０を用いて静止画を表示する際に画素への書き込み動作を停止しても、階調を維持させることが可能となる。すなわち、フレームレートを極めて小さくしても表示を保つことができる。本発明の一態様では、フレームレートを極めて小さくでき、消費電力の低い駆動を行うことができる。
トランジスタ２０３は、画素の選択、非選択状態を制御するトランジスタ（スイッチングトランジスタまたは選択トランジスタともいう）である。トランジスタ２０５は、発光素子１７０に流れる電流を制御するトランジスタ（駆動トランジスタともいう）である。
絶縁層２２０の基板３６１側には、絶縁層２１１、絶縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１４等の絶縁層が設けられている。絶縁層２１１は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１２は、トランジスタ２０６等を覆って設けられる。絶縁層２１３は、トランジスタ２０５等を覆って設けられている。絶縁層２１４は、平坦化層としての機能を有する。なお、トランジスタを覆う絶縁層の数は限定されず、単層であっても２層以上であってもよい。
各トランジスタを覆う絶縁層の少なくとも一層に、水や水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層をバリア膜として機能させることができる。このような構成とすることで、トランジスタに対して外部から不純物が拡散することを効果的に抑制することが可能となり、信頼性の高い表示装置を実現できる。
トランジスタ２０１、トランジスタ２０３、トランジスタ２０５、及びトランジスタ２０６は、ゲートとして機能する導電層２２１ａ、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１、ソース及びドレインとして機能する導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂ、並びに、半導体層２３１を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。
トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５は、トランジスタ２０３及びトランジスタ２０６の構成に加えて、ゲートとして機能する導電層２２３を有する。
トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５には、チャネルが形成される半導体層を２つのゲートで挟持する構成が適用されている。このような構成とすることで、トランジスタの閾値電圧を制御することができる。２つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジスタを駆動してもよい。このようなトランジスタは他のトランジスタと比較して電界効果移動度を高めることが可能であり、オン電流を増大させることができる。その結果、高速駆動が可能な回路を作製することができる。さらには、回路部の占有面積を縮小することが可能となる。オン電流の大きなトランジスタを適用することで、表示装置を大型化、または高精細化したときに配線数が増大したとしても、各配線における信号遅延を低減することが可能であり、表示ムラを抑制することができる。
または、２つのゲートのうち、一方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御することができる。
表示装置が有するトランジスタの構造に限定はない。回路３６４が有するトランジスタと、表示部３６２が有するトランジスタは、同じ構造であってもよく、異なる構造であってもよい。回路３６４が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、２種類以上の構造が組み合わせて用いられていてもよい。同様に、表示部３６２が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、２種類以上の構造が組み合わせて用いられていてもよい。
導電層２２３には、酸化物を含む導電性材料を用いることが好ましい。導電層２２３を構成する導電膜の成膜時に、酸素を含む雰囲気下で成膜することで、絶縁層２１２に酸素を供給することができる。成膜ガス中の酸素ガスの割合を９０％以上１００％以下の範囲とすることが好ましい。絶縁層２１２に供給された酸素は、後の熱処理により半導体層２３１に供給され、半導体層２３１中の酸素欠損の低減を図ることができる。
特に、導電層２２３には、低抵抗化された金属酸化物を用いることが好ましい。このとき、絶縁層２１３に水素を放出する絶縁膜、例えば窒化シリコン膜等を用いることが好ましい。絶縁層２１３の成膜中、またはその後の熱処理によって導電層２２３中に水素が供給され、導電層２２３の電気抵抗を効果的に低減することができる。
絶縁層２１３に接して着色層１３４が設けられている。着色層１３４は、絶縁層２１４に覆われている。
基板３５１の基板３６１と重ならない領域には、接続部２０４が設けられている。接続部２０４では、配線３６５が接続層２４２を介してＦＰＣ３７２と電気的に接続されている。接続部２０４は接続部２０７と同様の構成を有している。接続部２０４の上面は、電極３１１ｂと同一の導電膜を加工して得られた電極３１１ｄが露出している。これにより、接続部２０４とＦＰＣ３７２とを接続層２４２を介して電気的に接続することができる。
接続層２４２としては、様々な異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）及び異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）等を用いることができる。
液晶素子１８０は反射型の液晶素子である。よって、偏光板１３５として円偏光板を用いる。円偏光板としては、例えば直線偏光板と１／４波長位相差板を積層したものを用いることができる。また、偏光板の種類に応じて、液晶素子１８０に用いる液晶素子のセルギャップ、配向、駆動電圧等を調整することで、所望のコントラストが実現されるようにすれる。また、目的、用途、素子構成などによっては、円偏光板に代えて直線偏光板を用いてもよい。
基板３５１及び基板３６１には、それぞれ、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、有機樹脂などを用いることができる。基板３５１及び基板３６１に可撓性を有する材料を用いると、表示装置の可撓性を高めることができる。
表示装置を構成する基板の厚さは、それぞれ、十分に薄いことが好ましい。基板には、例えば、厚さ０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ未満、好ましくは０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下のガラス基板、厚さ１μｍ以上２００μｍ以下の樹脂基板などを適用することが好ましい。基板の厚さを薄くすることで、表示装置の薄型化及び軽量化が可能となる。また、表示面側の基板の厚さを薄くすることで、画像のボケを低減し、画像を鮮明に表示することができる。
液晶素子１８０は、例えば、ゲスト・ホスト液晶モードを用いて駆動することが好ましい。ゲスト・ホスト液晶モードを用いる場合、偏光板を用いなくてよい。偏光板による光の吸収を低減できるため、光取り出し効率を高め、表示装置の表示を明るくすることができる。
液晶材料は、二色性色素を有することが好ましい。なお、二色性色素を含む液晶材料をゲスト・ホスト液晶という。ゲスト・ホスト液晶は、具体的には、分子の長軸方向に大きな吸光度を有し、長軸方向と直交する短軸方向に小さな吸光度を有する材料を、二色性色素に用いることができる。好ましくは、１０以上の二色性比を有する材料を二色性色素に用いることができ、より好ましくは、２０以上の二色性比を有する材料を二色性色素に用いることができる。
例えば、アゾ系色素、アントラキノン系色素、ジオキサジン系色素等を、二色性色素に用いることができる。または、ホモジニアス配向した二色性色素を含む二層の液晶層を、配向方向が互いに直交するように重ねた構造を、液晶材料を含む層に用いることができる。これにより、全方位について光を吸収しやすくすることができる。または、コントラストを高めることができる。
また、相転移型ゲスト・ホスト液晶や、ゲスト・ホスト液晶を含む液滴を高分子に分散した構造を、液晶材料に用いてもよい。
液晶素子１８０は、ゲスト・ホスト液晶モードに限定されず、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、垂直配向（ＶＡ）モードなどの駆動方法を用いて駆動してもよい。
垂直配向モードとしては、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｕｐｅｒ Ｖｉｅｗ）モードなどを用いることができる。
液晶素子１８０には、その他、様々なモードが適用された液晶素子を用いることができる。例えばＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＶＡ−ＩＰＳモード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＴＢＡ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｂｅｎｄ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード等が適用された液晶素子を用いることができる。
液晶素子は、液晶の光学的変調作用によって光の透過または非透過を制御する素子である。液晶の光学的変調作用は、液晶にかかる電界（横方向の電界、縦方向の電界または斜め方向の電界を含む）によって制御される。液晶素子に用いる液晶としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）、高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。これらの液晶材料は、条件により、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。
液晶材料としては、ポジ型の液晶またはネガ型の液晶のいずれを用いてもよく、適用するモードや設計に応じて最適な液晶材料を用いればよい。
液晶の配向を制御するため、配向膜を設けることができる。なお、横電界方式を採用する場合、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために数重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を液晶に用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が短く、光学的等方性である。また、ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となるため、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる。
偏光板１３５よりも外側に、フロントライトを設けてもよい。フロントライトとしては、エッジライト型のフロントライトを用いることが好ましい。ＬＥＤを備えるフロントライトを用いると、消費電力を低減できるため好ましい。
ここでは、発光素子１７０として、ボトムエミッション型の発光素子を作製する例を示したが、本発明の一態様はこれに限られない。
発光素子１７０は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型のいずれであってもよい。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
ＥＬ層１９２は少なくとも発光層を有する。ＥＬ層１９２は、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、またはバイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）等を含む層をさらに有していてもよい。また、ＥＬ層１９２は、量子ドットなどの無機化合物を有していてもよい。
カラー表示を実現する方法としては、発光色が白色の発光素子１７０と着色層を組み合わせて行う方法と、副画素毎に発光色の異なる発光素子１７０を設ける方法がある。前者の方法は後者の方法よりも生産性が高い。一方、後者の方法では副画素毎にＥＬ層１９２を作り分ける必要があるため、前者の方法よりも生産性が劣る。ただし、後者の方法では、前者の方法よりも色純度の高い発光色を得ることができる。また、発光素子１７０にマイクロキャビティ構造を付与することにより色純度を高めることができる。
≪表示装置の作製方法例１≫
以下では、図３〜図１１を用いて、表示装置３００Ａの作製方法について説明する。
なお、表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スパッタリング法、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真空蒸着法、パルスレーザ堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、原子層成膜（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を用いて形成することができる。ＣＶＤ法としては、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）法や、熱ＣＶＤ法でもよい。熱ＣＶＤ法の例として、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ ＣＶＤ）法を使ってもよい。
表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等の方法により形成することができる。
表示装置を構成する薄膜を加工する際には、リソグラフィ法等を用いて加工することができる。または、遮蔽マスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を形成してもよい。または、ナノインプリント法、サンドブラスト法、リフトオフ法などにより薄膜を加工してもよい。フォトリソグラフィ法としては、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、エッチング等により当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法と、感光性を有する薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法と、がある。
リソグラフィ法において光を用いる場合、露光に用いる光は、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、またはこれらを混合させた光を用いることができる。そのほか、紫外線やＫｒＦレーザ光、またはＡｒＦレーザ光等を用いることもできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。また、露光に用いる光として、極端紫外光（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ−ｖｉｏｌｅｔ）やＸ線を用いてもよい。また、露光に用いる光に換えて、電子ビームを用いることもできる。極端紫外光、Ｘ線または電子ビームを用いると、極めて微細な加工が可能となるため好ましい。なお、電子ビームなどのビームを走査することにより露光を行う場合には、フォトマスクは不要である。
薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウエットエッチング法、サンドブラスト法などを用いることができる。
［ステップＳ１：作製基板１４を準備する］
まず、作製基板１４を準備する（図３及び図４（Ａ））。
作製基板１４は、搬送が容易となる程度に剛性を有し、かつ作製工程にかかる温度に対して耐熱性を有する。作製基板１４に用いることができる材料としては、例えば、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、樹脂、半導体、金属または合金などが挙げられる。ガラスとしては、例えば、無アルカリガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等が挙げられる。
作製基板１４の厚さは、例えば、０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、具体的には０．５ｍｍや０．７ｍｍが挙げられる。
［ステップＳ２：金属酸化物層２０を形成する］
次に、作製基板１４上に、金属酸化物層２０を形成する（図３及び図４（Ｂ１））。または、作製基板１４上に、金属層１９と金属酸化物層２０とを積層する（図４（Ｂ２））。
金属層１９には、各種金属や合金等を用いることができる。
金属酸化物層２０には、各種金属の酸化物を用いることができる。金属酸化物としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯｘ）、酸化モリブデン、酸化アルミニウム、酸化タングステン、シリコンを含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、インジウム亜鉛酸化物、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物等が挙げられる。
そのほか、金属酸化物としては、酸化インジウム、チタンを含むインジウム酸化物、タングステンを含むインジウム酸化物、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、チタンを含むＩＴＯ、タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ガリウムを含むＺｎＯ、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ガリウム、酸化タンタル、酸化マグネシウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化ネオジム、酸化スズ、酸化ビスマス、チタン酸塩、タンタル酸塩、ニオブ酸塩等が挙げられる。
金属酸化物層２０の形成方法に特に限定は無い。例えば、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、蒸着法、ゾルゲル法、電気泳動法、スプレー法等を用いて形成することができる。
金属層を成膜した後に、当該金属層に酸素を導入することで、金属酸化物層２０を形成することができる。このとき、金属層の表面のみ、または金属層全体を酸化させる。前者の場合、金属層に酸素を導入することで、金属層１９と金属酸化物層２０との積層構造が形成される（図４（Ｂ２））。
例えば、酸素を含む雰囲気下で金属層を加熱することで、金属層を酸化させることができる。酸素を含むガスを流しながら金属層を加熱することが好ましい。金属層を加熱する温度は、１００℃以上５００℃以下が好ましく、１００℃以上４５０℃以下がより好ましく、１００℃以上４００℃以下がより好ましく、１００℃以上３５０℃以下がさらに好ましい。
金属層は、トランジスタの作製における最高温度以下で加熱されることが好ましい。これにより、表示装置の作製における最高温度が高くなることを防止できる。トランジスタの作製における最高温度以下とすることで、トランジスタの作製工程における製造装置などを流用することが可能となるため、追加の設備投資などを抑制することができる。したがって、生産コストが抑制された表示装置とすることができる。例えば、トランジスタの作製温度が３５０℃までである場合、加熱処理の温度は３５０℃以下とすることが好ましい。
または、金属層の表面にラジカル処理を行うことで金属層を酸化させることができる。ラジカル処理では、酸素ラジカル及びヒドロキシラジカルのうち少なくとも一方を含む雰囲気に、金属層の表面を曝すことが好ましい。例えば、酸素または水蒸気（Ｈ２Ｏ）のうち一方または双方を含む雰囲気でプラズマ処理を行うことが好ましい。
金属酸化物層２０の表面または内部に、水素、酸素、水素ラジカル（Ｈ＊）、酸素ラジカル（Ｏ＊）、ヒドロキシラジカル（ＯＨ＊）等を含ませることで、金属酸化物層２０と樹脂層２３との分離に要する力を低減できる。このことからも、金属酸化物層２０の形成に、ラジカル処理もしくはプラズマ処理を行うことは好適である。
金属層の表面にラジカル処理もしくはプラズマ処理を行うことで金属層を酸化させる場合、金属層を高温で加熱する工程が不要となる。そのため、表示装置の作製における最高温度が高くなることを防止できる。
または、酸素雰囲気下で、金属酸化物層２０を形成することができる。例えば、酸素を含むガスを流しながら、スパッタリング法を用いて金属酸化物膜を成膜することで、金属酸化物層２０を形成できる。この場合も、金属酸化物層２０の表面にラジカル処理を行うことが好ましい。ラジカル処理では、酸素ラジカル、水素ラジカル、及びヒドロキシラジカルのうち少なくとも１種を含む雰囲気に、金属酸化物層２０の表面を曝すことが好ましい。例えば、酸素、水素、または水蒸気（Ｈ２Ｏ）のうち一つまたは複数を含む雰囲気でプラズマ処理を行うことが好ましい。
ラジカル処理は、プラズマ発生装置またはオゾン発生装置を用いて行うことができる。
例えば、酸素プラズマ処理、水素プラズマ処理、水プラズマ処理、オゾン処理等を行うことができる。酸素プラズマ処理は、酸素を含む雰囲気下でプラズマを生成して行うことができる。水素プラズマ処理は、水素を含む雰囲気下でプラズマを生成して行うことができる。水プラズマ処理は、水蒸気（Ｈ２Ｏ）を含む雰囲気下でプラズマを生成して行うことができる。特に水プラズマ処理を行うことで、金属酸化物層２０の表面または内部に水分を多く含ませることができ好ましい。
酸素、水素、水（水蒸気）、及び不活性ガス（代表的にはアルゴン）のうち２種以上を含む雰囲気下でのプラズマ処理を行ってもよい。当該プラズマ処理としては、例えば、酸素と水素とを含む雰囲気下でのプラズマ処理、酸素と水とを含む雰囲気下でのプラズマ処理、水とアルゴンとを含む雰囲気下でのプラズマ処理、酸素とアルゴンとを含む雰囲気下でのプラズマ処理、または酸素と水とアルゴンとを含む雰囲気下でのプラズマ処理などが挙げられる。プラズマ処理のガスの一つとして、アルゴンガスを用いることで金属層または金属酸化物層２０にダメージを与えながら、プラズマ処理を行うことが可能となるため好適である。
２種以上のプラズマ処理を大気に暴露することなく連続で行ってもよい。例えば、アルゴンプラズマ処理を行った後に、水プラズマ処理を行ってもよい。
そのほか、酸素、水素、水等の導入方法としては、イオン注入法、イオンドーピング法、プラズマイマージョンイオン注入法等を用いることができる。
金属層１９の厚さは、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましく、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下がより好ましく、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下がより好ましい。
金属酸化物層２０の厚さは、例えば、１ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下がより好ましく、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下がより好ましい。なお、金属層を用いて金属酸化物層２０を形成する場合、最終的に形成される金属酸化物層２０の厚さは、成膜した金属層の厚さよりも厚くなることがある。
分離前または分離中に、金属酸化物層２０と樹脂層２３との界面に水を含む液体を供給することで、分離に要する力を低減させることができる。
金属酸化物層２０は、表面張力が小さく、水を含む液体に対する濡れ性が高いことが好ましい。金属酸化物層２０の表面全体に水を含む液体を行き渡らせ、分離界面に水を含む液体を容易に供給できる。金属酸化物層２０全体に水が広がることで、均一な剥離ができる。
金属酸化物層２０と当該液体との接触角が小さいほど、液体供給による効果を高めることができる。具体的には、金属酸化物層２０の水を含む液体との接触角は、０°より大きく６０°以下が好ましく、０°より大きく５０°以下がより好ましい。なお、水を含む液体に対する濡れ性が極めて高い場合（例えば接触角が約２０°以下の場合）には、接触角の正確な値の取得が困難なことがある。金属酸化物層２０は、水を含む液体に対する濡れ性が高いほど好適であるため、上記接触角の正確な値が取得できないほど、水を含む液体に対する濡れ性が高くてもよい。
金属酸化物層２０には、酸化チタン、酸化タングステン等が好適である。酸化チタンを用いると、酸化タングステンよりもコストを低減でき、好ましい。
［ステップＳ３：樹脂層２３を形成する］
次に、金属酸化物層２０上に、第１の層２４を形成する（図４（Ｃ））。そして、第１の層２４に対して加熱処理を行うことで、樹脂層２３を形成する（図３及び図４（Ｄ））。
第１の層２４は、各種樹脂材料（樹脂前駆体を含む）を用いて形成することができる。
第１の層２４は、熱硬化性を有する材料を用いて形成することが好ましい。
第１の層２４は、感光性を有する材料を用いて形成してもよく、感光性を有さない材料（非感光性の材料ともいう）を用いて形成してもよい。
感光性を有する材料を用いると、フォトリソグラフィ法により、第１の層２４の一部を除去し、所望の形状の樹脂層２３を形成することができる。具体的には、第１の層２４を成膜した後、溶媒を除去するための熱処理（プリベーク処理）を行い、その後フォトマスクを用いて露光を行う。続いて、現像処理を施すことで、不要な部分を除去することができる。
また、第１の層２４または樹脂層２３上にレジストマスク、ハードマスク等のマスクを形成し、エッチングすることで、所望の形状の樹脂層２３を形成することができる。この方法は、非感光性の材料を用いる場合に特に好適である。
例えば、樹脂層２３上に無機膜を形成し、無機膜上にレジストマスクを形成する。レジストマスクを用いて、無機膜をエッチングした後、無機膜をハードマスクに用いて、樹脂層２３をエッチングすることができる。
ハードマスクとして用いることができる無機膜としては、各種無機絶縁膜や、導電層に用いることができる金属膜及び合金膜などが挙げられる。
マスクを極めて薄い厚さで形成し、エッチングと同時にマスクを除去することができると、マスクを除去する工程を削減でき、好ましい。
第１の層２４は、ポリイミド樹脂またはポリイミド樹脂前駆体を含む材料を用いて形成されることが好ましい。第１の層２４は、例えば、ポリイミド樹脂と溶媒を含む材料、またはポリアミック酸と溶媒を含む材料等を用いて形成できる。ポリイミドは、表示装置の平坦化膜等に好適に用いられる材料であるため、成膜装置や材料を共有することができる。そのため本発明の一態様の構成を実現するために新たな装置や材料を必要としない。
具体的には、樹脂層２３は、構造式（１００）で表される化合物（オキシジフタル酸）の残基を有することが好ましい。
樹脂層２３には、オキシジフタル酸またはオキシジフタル酸誘導体を含む酸成分と、芳香族アミンまたは芳香族アミン誘導体を含むアミン成分と、を用いて得られるポリイミド樹脂が好適である。オキシジフタル酸誘導体としては、例えば、オキシジフタル酸無水物が挙げられる。
そのほか、第１の層２４の形成に用いることができる樹脂材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等が挙げられる。
第１の層２４は、スピンコータを用いて形成することが好ましい。スピンコート法を用いることで、大判基板に薄い膜を均一に形成することができる。
第１の層２４は、粘度が５ｃＰ以上５００ｃＰ未満、好ましくは５ｃＰ以上１００ｃＰ未満、より好ましくは１０ｃＰ以上５０ｃＰ以下の溶液を用いて形成することが好ましい。溶液の粘度が低いほど、塗布が容易となる。また、溶液の粘度が低いほど、気泡の混入を抑制でき、良質な膜を形成できる。
そのほか、第１の層２４の形成方法としては、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等が挙げられる。
加熱処理は、例えば、加熱装置のチャンバーの内部に、酸素、窒素、及び希ガス（アルゴンなど）のうち一つまたは複数を含むガスを流しながら行うことができる。または、加熱処理は、大気雰囲気下で加熱装置のチャンバー、ホットプレート等を用いて行うことができる。
大気雰囲気下や酸素を含むガスを流しながら加熱を行うと、樹脂層２３が酸化により着色し、可視光に対する透過性が低下することがある。
そのため、窒素ガスを流しながら、加熱を行うことが好ましい。これにより、樹脂層２３の可視光に対する透過性を高めることができる。
加熱処理により、樹脂層２３中の脱ガス成分（例えば、水素、水等）を低減することができる。特に、樹脂層２３上に形成する各層の作製温度以上の温度で加熱することが好ましい。これにより、トランジスタの作製工程における、樹脂層２３からの脱ガスを大幅に抑制することができる。
例えば、トランジスタの作製温度が３５０℃までである場合、樹脂層２３となる膜を３５０℃以上４５０℃以下で加熱することが好ましく、４００℃以下がより好ましく、３７５℃以下がさらに好ましい。これにより、トランジスタの作製工程における、樹脂層２３からの脱ガスを大幅に抑制することができる。
加熱処理の温度は、トランジスタの作製における最高温度以下とすることが好ましい。トランジスタの作製における最高温度以下とすることで、トランジスタの作製工程における製造装置などを流用することが可能となるため、追加の設備投資などを抑制することができる。したがって、生産コストが抑制された表示装置とすることができる。例えば、トランジスタの作製温度が３５０℃までである場合、加熱処理の温度は３５０℃以下とすることが好ましい。
トランジスタの作製における最高温度と、加熱処理の温度を等しくすると、加熱処理を行うことで表示装置の作製における最高温度が高くなることを防止でき、かつ樹脂層２３の脱ガス成分を低減できるため、好ましい。
処理時間を長くすることで、加熱温度が比較的低い場合であっても、加熱温度がより高い条件の場合と同等の剥離性を実現できる場合がある。そのため、加熱装置の構成により加熱温度を高められない場合には、処理時間を長くすることが好ましい。
加熱処理の時間は、例えば、５分以上２４時間以下が好ましく、３０分以上１２時間以下がより好ましく、１時間以上６時間以下がさらに好ましい。なお、加熱処理の時間はこれに限定されない。例えば、加熱処理を、ＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）法を用いて行う場合などは、５分未満としてもよい。
加熱装置としては、電気炉や、抵抗発熱体などの発熱体からの熱伝導または熱輻射によって被処理物を加熱する装置等、様々な装置を用いることができる。例えば、ＧＲＴＡ（Ｇａｓ Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌ）装置、ＬＲＴＡ（Ｌａｍｐ Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌ）装置等のＲＴＡ装置を用いることができる。ＬＲＴＡ装置は、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウムランプ、高圧水銀ランプなどのランプから発する光（電磁波）の輻射により、被処理物を加熱する装置である。ＧＲＴＡ装置は、高温のガスを用いて加熱処理を行う装置である。ＲＴＡ装置を用いることによって、処理時間が短縮することができるので、量産する上で好ましい。また、加熱処理はインライン型の加熱装置を用いて行ってもよい。
なお、加熱処理により、樹脂層２３の厚さは、第１の層２４の厚さから変化する場合がある。例えば、第１の層２４に含まれていた溶媒が除去されることや、硬化が進行し密度が増大することにより、体積が減少し、第１の層２４よりも樹脂層２３が薄くなる場合がある。
加熱処理を行う前に、第１の層２４に含まれる溶媒を除去するための熱処理（プリベーク処理ともいう）を行ってもよい。プリベーク処理の温度は用いる材料に応じて適宜決定することができる。例えば、５０℃以上１８０℃以下、８０℃以上１５０℃以下、または９０℃以上１２０℃以下で行うことができる。または、加熱処理がプリベーク処理を兼ねてもよく、加熱処理によって、第１の層２４に含まれる溶媒を除去してもよい。
樹脂層２３は、可撓性を有する。作製基板１４は、樹脂層２３よりも可撓性が低い。
樹脂層２３の厚さは、０．０１μｍ以上１０μｍ未満であることが好ましく、０．１μｍ以上５μｍ以下であることがより好ましく、０．５μｍ以上３μｍ以下であることがさらに好ましい。樹脂層を薄く形成することで、低コストで表示装置を作製できる。また、表示装置の軽量化及び薄型化が可能となる。また、表示装置の可撓性を高めることができる。低粘度の溶液を用いることで、樹脂層２３を薄く形成することが容易となる。ただし、これに限定されず、樹脂層２３の厚さは、１０μｍ以上としてもよい。例えば、樹脂層２３の厚さを１０μｍ以上２００μｍ以下としてもよい。樹脂層２３の厚さを１０μｍ以上とすることで、表示装置の剛性を高めることができるため好適である。
樹脂層２３の熱膨張係数は、０．１ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ／℃以下であることが好ましく、０．１ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下であることがより好ましく、０．１ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下であることがさらに好ましい。樹脂層２３の熱膨張係数が低いほど、加熱により、トランジスタ等を構成する層にクラックが生じることや、トランジスタ等が破損することを抑制できる。
［ステップＳ４：トランジスタを形成する］
次に、樹脂層２３上に、トランジスタを含む被剥離層を形成する。
被剥離層として、例えば、絶縁層、機能素子（トランジスタ、表示素子など）を設けることができる。
被剥離層は、樹脂層２３の耐熱温度以下で形成する。上記加熱処理の温度より低い温度で形成することが好ましい。
樹脂層２３上に絶縁層３１を形成することが好ましい（図４（Ｅ））。
絶縁層３１は、樹脂層２３に含まれる不純物が、後に形成するトランジスタや表示素子に拡散することを防ぐバリア層として用いることができる。例えば、絶縁層３１は、樹脂層２３を加熱した際に、樹脂層２３に含まれる水分等がトランジスタや表示素子に拡散することを防ぐことが好ましい。そのため、絶縁層３１は、バリア性が高いことが好ましい。
絶縁層３１としては、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、及び窒化酸化絶縁膜などを用いることができる。絶縁層３１は、単層または積層で形成することができる。酸化絶縁膜としては、酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化ゲルマニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ランタン膜、酸化ネオジム膜、酸化ハフニウム膜、及び酸化タンタル膜などが挙げられる。窒化絶縁膜としては、窒化シリコン膜、及び窒化アルミニウムなどが挙げられる。酸化窒化絶縁膜としては、酸化窒化シリコン膜などが挙げられる。窒化酸化絶縁膜としては、窒化酸化シリコン膜などが挙げられる。特に、樹脂層２３上に窒化シリコン膜を形成し、窒化シリコン膜上に酸化シリコン膜を形成することが好ましい。
なお、本明細書等において「酸化窒化シリコン」とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多いものをいう。また、本明細書等において、「窒化酸化シリコン」とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多いものをいう。
無機絶縁膜は、成膜温度が高いほど緻密でバリア性の高い膜となるため、高温で形成することが好ましい。絶縁層３１の成膜時の基板温度は、室温（２５℃）以上３５０℃以下が好ましく、１００℃以上３００℃以下がさらに好ましい。
絶縁層３１を設けず、樹脂層２３上に直接、機能素子を形成してもよい。
次に、絶縁層３１上に電極１９１を形成する（図５（Ａ））。電極１９１は、可視光を透過する導電材料を用いて形成する。
表示装置が有する電極及び導電層は、それぞれ、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することで形成できる。
表示装置が有する電極及び導電層には、それぞれ、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、もしくはタングステン等の金属、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。または、酸化インジウム、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、タングステンを含むインジウム酸化物、タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、チタンを含むインジウム酸化物、チタンを含むＩＴＯ、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ガリウムを含むＺｎＯ、またはシリコンを含むＩＴＯ等の透光性を有する導電性材料を用いてもよい。また、不純物元素を含有させる等して低抵抗化させた、多結晶シリコンもしくは酸化物半導体等の半導体、またはニッケルシリサイド等のシリサイドを用いてもよい。また、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。また、不純物元素を含有させた酸化物半導体等の半導体を用いてもよい。または、銀、カーボン、もしくは銅等の導電性ペースト、またはポリチオフェン等の導電性ポリマーを用いて形成してもよい。導電性ペーストは、安価であり、好ましい。導電性ポリマーは、塗布しやすく、好ましい。
次に、絶縁層２２０を形成する（図５（Ａ））。そして、絶縁層２２０に電極１９１に達する開口を設ける。
絶縁層２２０としては、絶縁層３１に用いることができる無機絶縁膜を用いることができる。また、アクリル、エポキシなどの樹脂を用いてもよい。
次に、絶縁層２２０上に、トランジスタ２０１、トランジスタ２０３、トランジスタ２０５、及びトランジスタ２０６を形成する（図３及び図５（Ａ））。また、絶縁層２２０上には接続部２０７も形成する（図５（Ａ））。
表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート構造またはボトムゲート構造のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルの上下にゲート電極が設けられていてもよい。
トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されず、例えば、第１４族の元素、化合物半導体または酸化物半導体を半導体層に用いることができる。代表的には、シリコンを含む半導体、ガリウムヒ素を含む半導体、またはインジウムを含む酸化物半導体等を適用できる。
ここでは、半導体層２３１として金属酸化物層を有する、ボトムゲート構造のトランジスタを作製する場合を示す。金属酸化物は、酸化物半導体として機能することができる。
本実施の形態において、トランジスタの半導体には、酸化物半導体を用いる。シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい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。
トランジスタ２０３及びトランジスタ２０６において、導電層２２１ａの一部はゲートとして機能し、絶縁層２１１の一部はゲート絶縁層として機能し、導電層２２２ａの一部は、ソースまたはドレインの一方として機能し、導電層２２２ｂの一部は、ソースまたはドレインの他方として機能する。トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５は、トランジスタ２０３及びトランジスタ２０６の構成に導電層２２３及び絶縁層２１２を追加した構成であり、２つのゲートを有する。トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５において、導電層２２１ａの一部及び導電層２２３の一部はゲートとして機能し、絶縁層２１１の一部及び絶縁層２１２の一部はゲート絶縁層として機能する。
各トランジスタ及び接続部２０７の作製方法を具体的に説明する。
まず、絶縁層２２０上に、導電層２２１ａ及び導電層２２１ｂを形成する。ここで、接続部２０７において、絶縁層２２０の開口を介して、導電層２２１ｂと電極１９１が接続する。
続いて、絶縁層２１１を形成する。絶縁層２１１としては、絶縁層３１に用いることができる無機絶縁膜を用いることができる。
続いて、半導体層２３１を形成する。本実施の形態では、半導体層２３１として、金属酸化物層を形成する。金属酸化物層は、金属酸化物膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該金属酸化物膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することで形成できる。
金属酸化物膜の成膜時の基板温度は、３５０℃以下が好ましく、室温以上２００℃以下がより好ましく、室温以上１３０℃以下がさらに好ましい。
金属酸化物膜は、不活性ガス及び酸素ガスのいずれか一方または双方を用いて成膜することができる。なお、金属酸化物膜の成膜時における酸素の流量比（酸素分圧）に、特に限定はない。ただし、電界効果移動度が高いトランジスタを得る場合においては、金属酸化物膜の成膜時における酸素の流量比（酸素分圧）は、０％以上３０％以下が好ましく、５％以上３０％以下がより好ましく、７％以上１５％以下がさらに好ましい。
金属酸化物膜は、少なくともインジウムまたは亜鉛を含むことが好ましい。特にインジウム及び亜鉛を含むことが好ましい。
金属酸化物は、エネルギーギャップが２ｅＶ以上であることが好ましく、２．５ｅＶ以上であることがより好ましく。３ｅＶ以上であることがさらに好ましい。このように、エネルギーギャップの広い金属酸化物を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。
金属酸化物膜は、スパッタリング法により形成することができる。そのほか、ＰＬＤ法、ＰＥＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＡＬＤ法、真空蒸着法などを用いてもよい。
続いて、導電層２２２ａ、導電層２２２ｂ、及び配線３６５を形成する。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、それぞれ、半導体層２３１と接続される。
なお、導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂの加工の際に、レジストマスクに覆われていない半導体層２３１の一部がエッチングにより薄膜化する場合がある。
以上のようにして、トランジスタ２０３、トランジスタ２０６、及び接続部２０４を作製できる。
次に、トランジスタ２０６等を覆う絶縁層２１２を形成し、絶縁層２１２上に導電層２２３を形成する。
絶縁層２１２は、絶縁層２１１と同様の方法により形成することができる。
以上のようにして、トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５を作製できる。
次に、絶縁層２１３を形成する。絶縁層２１３は、絶縁層２１１と同様の方法により形成することができる。
また、絶縁層２１２として、酸素を含む雰囲気下で成膜した酸化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜等の酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。さらに、当該酸化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜上に、絶縁層２１３として、窒化シリコン膜などの酸素を拡散、透過しにくい絶縁膜を積層することが好ましい。酸素を含む雰囲気下で形成した酸化物絶縁膜は、加熱により多くの酸素を放出しやすい絶縁膜とすることができる。このような酸素を放出する酸化絶縁膜と、酸素を拡散、透過しにくい絶縁膜を積層した状態で、加熱処理を行うことにより、金属酸化物層に酸素を供給することができる。その結果、金属酸化物層中の酸素欠損、及び金属酸化物層と絶縁層２１２の界面の欠陥を修復し、欠陥準位を低減することができる。絶縁層２１３が酸素を拡散、透過しにくいと、放出された酸素が発光素子１７０に入り込みにくく、発光素子１７０の信頼性も高めることができる。これにより、極めて信頼性の高い表示装置を実現できる。
次に、絶縁層２１３上に、着色層１３４を形成し、その後、絶縁層２１４を形成する（図５（Ｂ））。着色層１３４は、電極１９１と重なるように配置する。
着色層１３４は、感光性の材料を用いて形成することで、フォトリソグラフィ法等により島状に加工することができる。後に形成するＥＬ層１９２を副画素毎に作り分ける場合など、着色層１３４が不要なときは、着色層１３４を設けなくてよい。
絶縁層２１４は、後に形成する表示素子の被形成面を有する層であるため、平坦化層として機能することが好ましい。絶縁層２１４は、絶縁層２２０に用いることのできる樹脂または無機絶縁膜を援用できる。
次に、絶縁層２１２、絶縁層２１３、及び絶縁層２１４に、トランジスタ２０６が有する導電層２２２ａに達する開口と、配線３６５に達する開口と、を形成する。
［ステップＳ５：液晶素子１８０を形成する］
次に、液晶素子１８０を形成する（図３、図５（Ｂ）、図６、及び図７）。液晶素子１８０は、共通電極と画素電極との間に液晶層を配置した状態で、作製基板１４と基板３６１とを貼り合わせることで形成される。
まず、図５（Ｂ）を用いて作製基板１４上に画素電極等を形成する工程について説明する。
絶縁層２１４上に、電極３１１ａ、電極３１１ｃ、及び電極３１１ｅを形成する（図５（Ｂ））。そして、電極３１１ａ上に電極３１１ｂを、電極３１１ｃ上に電極３１１ｄを、電極３１１ｅ上に電極３１１ｆを形成する。電極３１１ａは、着色層１３４及び電極１９１と重なる位置に開口４５１を有する。電極３１１ｂは、開口４５１を覆うように形成される。電極３１１ａは、可視光を反射する導電材料を用いて形成する。電極３１１ｂは、可視光を透過する導電材料を用いて形成する。電極３１１ａ及び電極３１１ｂは、液晶素子１８０の画素電極として機能する。
ここで、トランジスタ２０６が有する導電層２２２ａは、電極３１１ａと電気的に接続される。また、接続部２０４では、配線３６５が、電極３１１ｃと電気的に接続される。
次に、電極３１１ｂと重ねて、配向膜１３３ａを形成する。配向膜１３３ａは、後に液晶層と接する層である。配向膜１３３ａは、樹脂等の薄膜を形成した後に、ラビング処理を行うことで形成できる。
次に、図６を用いて基板３６１上に共通電極等を形成する工程について説明する。
まず、基板３６１上に、着色層１３１及び遮光層１３２を形成する。表示部３６２には、着色層１３１は、感光性の材料を用いて形成することで、フォトリソグラフィ法等により島状に加工することができる。遮光層１３２は、金属または樹脂等を用いて形成することができる。なお、基板３６１上にバリア性の高い絶縁層を形成した後、当該絶縁層上に着色層１３１及び遮光層１３２を形成してもよい。
基板３６１は表示面側に位置する基板である。そのため、基板３６１には、可視光を透過する材料を用いる。例えば、上述した作製基板１４に用いることができる材料のうち、可視光を透過する材料を適用することができる。また、後述する基板３５１に用いることができる材料のうち、可視光を透過する材料を適用することができる。
次に、着色層１３１及び遮光層１３２上に、絶縁層１２１を形成する。
絶縁層１２１は、平坦化層として機能することが好ましい。絶縁層１２１には、アクリル、エポキシなどの樹脂を好適に用いることができる。
絶縁層１２１には、無機絶縁膜を適用してもよい。絶縁層１２１としては、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用いることができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜、及び酸化ネオジム膜等を用いてもよい。また、上述の絶縁膜を２以上積層して用いてもよい。
次に、電極１１３を形成する。電極１１３は、可視光を透過する導電材料を用いて形成する。
次に、電極１１３上に、絶縁層１１７を形成する。絶縁層１１７には、有機絶縁膜を用いることが好ましい。
次に、電極１１３及び絶縁層１１７上に、配向膜１３３ｂを形成する。配向膜１３３ｂは、樹脂等の薄膜を形成した後に、ラビング処理を行うことで形成できる。
以上の工程が完了した作製基板１４及び基板３６１を、接着層１４１を用いて貼り合わせる（図７）。作製基板１４及び基板３６１は、配向膜１３３ａと配向膜１３３ｂの間に液晶層１１２を挟んだ状態で貼り合わせる。
接着層１４１には、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤等の各種硬化型接着剤を用いることができる。また、接着シート等を用いてもよい。
図７に示す液晶素子１８０は、一部が画素電極として機能する電極３１１ａ及び電極３１１ｂと、液晶層１１２と、一部が共通電極として機能する電極１１３とが積層された構成を有する。液晶素子１８０は、着色層１３１と重なるように作製される。
接続部２５２では、接続体２４３を介して、電極１１３と電極３１１ｆとが電気的に接続される。
接続体２４３としては、例えば導電性の粒子を用いることができる。導電性の粒子としては、有機樹脂またはシリカなどの粒子の表面を金属材料で被覆したものを用いることができる。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。また接続体２４３として、弾性変形、または塑性変形する材料を用いることが好ましい。このとき導電性の粒子である接続体２４３は、図１１等に示すように上下方向に潰れた形状となる場合がある。こうすることで、接続体２４３と、これと電気的に接続する導電層との接触面積が増大し、接触抵抗を低減できるほか、接続不良などの不具合の発生を抑制することができる。
接続体２４３は、接着層１４１に覆われるように配置することが好ましい。例えば硬化前の接着層１４１に、接続体２４３を分散させておけばよい。
［ステップＳ６：光を照射する・分離する］
次に、金属酸化物層２０と樹脂層２３とを分離する（図３、図８、及び図９）。これにより、作製基板１４上に作製したトランジスタ等を、基板３６１に転置することができる。
図８では、レーザ光５５を照射する例を示す。レーザ光５５は、例えば、図８においては、左側から右側に走査される線状レーザビームで、その長軸は、その走査方向及びその入射方向（上から下）に垂直である。レーザ装置において、作製基板１４が上側にくるように積層体を配置する。積層体には、積層体（作製基板１４）の上側からレーザ光５５が照射される。
レーザ光５５は、作製基板１４を介して金属酸化物層２０と樹脂層２３との界面またはその近傍に照射されることが好ましい。また、レーザ光５５は、金属酸化物層２０中に照射されてもよく、樹脂層２３中に照射されてもよい。
金属酸化物層２０は、レーザ光５５を吸収する。樹脂層２３は、レーザ光５５を吸収してもよい。
作製基板１４と金属酸化物層２０の積層構造におけるレーザ光５５の吸収率は、５０％以上１００％以下が好ましく、７５％以上１００％以下がより好ましく、８０％以上１００％以下がさらに好ましい。当該積層構造が、レーザ光５５の大半を吸収することで、金属酸化物層２０と樹脂層２３との界面で確実に剥離することが可能となる。また、樹脂層２３が光から受けるダメージを低減できる。
レーザ光５５の照射により、金属酸化物層２０と樹脂層２３の密着性もしくは接着性が低下する。レーザ光５５の照射により、樹脂層２３が脆弱化されることがある。
レーザ光５５としては、少なくともその一部が作製基板１４を透過し、かつ金属酸化物層２０に吸収される波長の光を選択して用いる。レーザ光５５は、可視光線から紫外線の波長領域の光であることが好ましい。例えば波長が１８０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の光、好ましくは２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の光、より好ましくは波長が２５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の光を用いることができる。
レーザ光５５は、金属酸化物層２０のエネルギーギャップよりも高いエネルギーを有することが好ましい。例えば、酸化チタンのエネルギーギャップは、約３．２ｅＶである。したがって、金属酸化物層２０に酸化チタンを用いる場合、光は、３．２ｅＶより高いエネルギーを有することが好ましい。
特に、波長３０８ｎｍのエキシマレーザを用いると、生産性に優れるため好ましい。エキシマレーザは、ＬＴＰＳにおけるレーザ結晶化にも用いるため、既存のＬＴＰＳ製造ラインの装置を流用することができ、新たな設備投資を必要としないため好ましい。波長３０８ｎｍの光のエネルギーは、約４．０ｅＶである。つまり、金属酸化物層２０に酸化チタンを用いる場合、波長３０８ｎｍのエキシマレーザは好適である。また、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第三高調波である波長３５５ｎｍのＵＶレーザなどの固体ＵＶレーザ（半導体ＵＶレーザともいう）を用いてもよい。固体レーザはガスを用いないため、エキシマレーザに比べて、ランニングコストを低減でき、好ましい。また、ピコ秒レーザ等のパルスレーザを用いてもよい。
レーザ光５５として、線状のレーザ光を用いる場合には、作製基板１４と光源とを相対的に移動させることでレーザ光５５を走査し、剥離したい領域に亘ってレーザ光５５を照射する。
図９では、金属酸化物層２０と樹脂層２３との界面で分離が生じる例を示す。金属酸化物層２０と樹脂層２３との密着性もしくは接着性が低下することで、金属酸化物層２０と樹脂層２３との界面で分離が生じる。また、脆弱化された樹脂層２３中で分離が生じる場合もある。
ここで、分離時に、分離界面に水や水溶液など、水を含む液体を添加し、該液体が分離界面に浸透するように分離を行うことで、分離を容易に行うことができる。また、分離時に生じる静電気が、トランジスタなどの機能素子に悪影響を及ぼすこと（半導体素子が静電気により破壊されるなど）を抑制できる。
供給する液体としては、水（好ましくは純水）、中性、アルカリ性、もしくは酸性の水溶液や、塩が溶けている水溶液が挙げられる。また、エタノール、アセトン等が挙げられる。また、各種有機溶剤を用いてもよい。
分離界面に液体を供給した場合は、分離により露出した被剥離層の表面を乾燥してもよい。
分離前に、樹脂層２３の一部を作製基板１４から分離することで、分離の起点を形成してもよい。例えば、作製基板１４と樹脂層２３との間に、刃物などの鋭利な形状の器具を差し込むことで分離の起点を形成してもよい。または、基板３６１側から鋭利な形状の器具で樹脂層２３を切り込み、分離の起点を形成してもよい。または、レーザアブレーション法等のレーザを用いた方法で、分離の起点を形成してもよい。
なお、液晶素子１８０において、電極と液晶層の密着性が低いことがある。そのため、作製基板１４を、人間の手、治具、ローラ等を用いて引き剥がそうとすると、液晶素子１８０中で膜剥がれが生じ、液晶素子１８０が破壊される恐れがある。本実施の形態では、光照射を行うことで、金属酸化物層２０と樹脂層２３とを分離することができる。作製基板１４を強い力で引き剥がす必要がないため、液晶素子１８０中の膜剥がれを抑制し、分離の歩留まりを高めることができる。
［ステップＳ７−１：樹脂層２３を除去するか判断する］
分離後、樹脂層２３を除去する場合は、ステップＳ７−２に進む。樹脂層２３を除去しない場合は、ステップ８に進む。
本作製方法例１では、樹脂層２３を除去する場合を説明する。電極１９１を露出する必要がある場合などに、樹脂層２３を除去する。分離によって電極１９１が露出される場合、樹脂層２３を除去しなくてもよい。
［ステップＳ７−２：樹脂層２３を除去する］
次に樹脂層２３を除去する（図３及び図１０（Ａ））。さらに、絶縁層３１を除去してもよい（図１０（Ａ））。
樹脂層２３及び絶縁層３１を除去することで、表示装置の薄型化及び軽量化が可能となる。
例えば、図１０（Ｂ）に示すように、電極１９１が露出するように、絶縁層３１の一部を除去してもよい。
［ステップＳ８：発光素子１７０を形成する］
次に、発光素子１７０を形成する（図３及び図１１）。発光素子１７０は、一部が画素電極として機能する電極１９１、ＥＬ層１９２、及び一部が共通電極として機能する電極１９３が積層された構成を有する。
図１１に示すように、電極１９１上にＥＬ層１９２を形成し、ＥＬ層１９２上に電極１９３を形成する。電極１９３は、可視光を反射する導電材料を用いて形成する。
ＥＬ層１９２は、蒸着法、塗布法、印刷法、吐出法などの方法で形成することができる。ＥＬ層１９２を画素毎に作り分ける場合、メタルマスクなどのシャドウマスクを用いた蒸着法、またはインクジェット法等により形成することができる。ＥＬ層１９２を画素毎に作り分けない場合には、メタルマスクを用いない蒸着法を用いることができる。
ＥＬ層１９２には、低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。
ＥＬ層１９２の形成後に行う各工程は、ＥＬ層１９２にかかる温度が、ＥＬ層１９２の耐熱温度以下となるように行う。電極１９３は、蒸着法やスパッタリング法等を用いて形成することができる。
以上のようにして、発光素子１７０を形成することができる（図３及び図１１）。発光素子１７０は、発光領域が着色層１３４及び電極３１１ａの開口４５１と重なるように作製する。
次に、電極１９３を覆って絶縁層１９４を形成する（図１１）。絶縁層１９４は、発光素子１７０に水などの不純物が拡散することを抑制する保護層として機能する。発光素子１７０は、絶縁層１９４によって封止される。電極１９３を形成した後、大気に曝すことなく、絶縁層１９４を形成することが好ましい。
絶縁層１９４は、絶縁層３１に用いることのできる無機絶縁膜を適用することができる。
絶縁層１９４の成膜時の基板温度は、ＥＬ層１９２の耐熱温度以下の温度であることが好ましい。絶縁層１９４は、ＡＬＤ法やスパッタリング法等を用いて形成することができる。ＡＬＤ法及びスパッタリング法は低温成膜が可能であるため好ましい。ＡＬＤ法を用いると絶縁層１９４のカバレッジが良好となり好ましい。
次に、発光素子１７０を封止する（図１１）。具体的には、絶縁層１９４の表面に、接着層１４２を用いて基板３５１を貼り合わせる。
接着層１４２は、接着層１４１に用いることのできる材料を援用できる。
基板３５１には、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、アクリル樹脂、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（ナイロン、アラミド等）、ポリシロキサン樹脂、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、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ＡＢＳ樹脂、セルロースナノファイバー等を用いることができる。基板３５１には、ガラス、石英、樹脂、金属、合金、半導体等の各種材料を用いてもよい。基板３５１には、可撓性を有する程度の厚さのガラス、石英、樹脂、金属、合金、半導体等の各種材料を用いてもよい。
［ステップＳ９：実装する］
その後、ＦＰＣ３７２やＩＣなどを電気的に接続させることができる。また、基板３６１の表示面に偏光板１３５等を配置することができる。
以上により、図２に示す表示装置３００Ａを作製することができる。
≪表示装置の構成例２≫
以下では、図１２〜図１４を用いて、表示装置３００Ａとは異なる構成の表示装置について説明する。なお、表示装置３００Ａと同様の部分について詳細な説明は省略する。
図１２に、表示装置３００Ｂの断面図を示す。表示装置３００Ｂは、基板３６１及び偏光板１３５を有さず、絶縁層９１、接着層３９２、基板３９０、及び反射防止部材３９６を有する。それ以外の構成は、表示装置３００Ａと同様である。表示装置３００Ｂは、液晶素子１８０にゲスト・ホスト液晶モードで動作する液晶材料を用いる場合の構成例である。
図１３に、表示装置３００Ｃの断面図を示す。表示装置３００Ｃは、基板３６１を有さず、絶縁層９１、接着層３９２、光拡散層１３６、基板３９０、及び反射防止部材３９６を有する。また、表示装置３００Ｃは、偏光板１３５の位置が表示装置３００Ａと異なる。それ以外の構成は、表示装置３００Ａと同様である。表示装置３００Ｃは、液晶素子１８０にＴＮモードで動作する液晶材料を用いる場合の構成例である。
表示面側の基板である基板（ここでは基板３９０）の厚さは十分に薄いことが好ましい。基板３９０には、例えば、厚さ０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ未満、好ましくは０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下のガラス基板、厚さ１μｍ以上２００μｍ以下の樹脂基板などを適用することが好ましい。これにより、画像のボケを低減し、画像を鮮明に表示することができる。
表示装置３００Ｂ及び表示装置３００Ｃは、作製基板上で着色層１３１、電極１１３等を形成することで作製される。図３に示すステップＳ５では、当該作製基板と、作製基板１４との間に液晶素子１８０を形成する。そして、図３に示すステップＳ８の後に、当該作製基板を剥離し、接着層３９２を用いて基板３５１に基板３９０を貼り合わせる。このような作製方法を用いると、基板３９０に作製工程に耐えうる高い耐熱性や高い剛性が求められない。また、基板を薄くする工程、代表的には研磨工程を削減することができる。研磨工程を削減することで、表示装置の作製の歩留まりを高めることができる。
なお、上述の表示装置３００Ａは、基板３６１上に直接、着色層１３１、電極１１３等を形成することで作製される構成である。このような構成の場合は、基板３５１と基板３６１とを貼り合わせた後に、基板３６１の厚さを研磨等により薄くすることが好ましい。
液晶素子１８０にゲスト・ホスト液晶モードで動作する液晶材料を用いることにより、光拡散層１３６及び偏光板１３５を省略することができる。よって、表示装置の生産性を高めることができる。また、光拡散層１３６及び偏光板１３５を設けないことにより、表示装置の表示を明るくすることができる。よって、表示装置の視認性を高めることができる。
図１４に、表示装置３００Ｄの断面図を示す。表示装置３００Ｄは、基板３６１及び偏光板１３５を有さず、タッチセンサ、接着層３９２、基板３９０、及び反射防止部材３９６を有する。それ以外の構成は、表示装置３００Ａと同様である。なお、図１４ではトランジスタ２０３の図示を省略している。また、液晶素子１８０の動作モードによっては、偏光板及び光拡散層のうち一方又は双方を設ける。
本発明の一態様では、タッチセンサが搭載された表示装置（入出力装置、タッチパネルともいう）を作製することができる。
表示装置が有するタッチセンサを入力装置の一例ということもできる。入力装置は表示部と重ねて設けられ、ユーザーが表示部をタッチする動作を電気信号に変換して出力する機能を有する。
本発明の一態様の表示装置が有する検知素子（センサ素子ともいう）に限定は無い。指またはスタイラス等の被検知体の近接または接触を検知することのできる様々なセンサを、検知素子として適用することができる。
例えばセンサの方式としては、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、光学方式、感圧方式等様々な方式を用いることができる。
本実施の形態では、静電容量方式の検知素子を有する表示装置を例に挙げて説明する。
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。また、投影型静電容量方式としては、自己容量方式、相互容量方式等がある。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。
本発明の一態様の表示装置は、別々に作製された表示パネルと検知素子とを貼り合わせる構成、表示パネルが有する一対の基板の一方または双方に検知素子を構成する電極等を設ける構成等、様々な構成を適用することができる。
検知素子の配線及び電極として、可視光を透過する導電層を用いることができる。また、当該配線及び当該電極として、より抵抗が低く大型の表示装置にも適用可能なメタルメッシュを用いることが好ましい。なお、一般的に金属は反射率が大きい材料であるが、酸化処理などを施すことにより暗色にすることができる。したがって、基板３９０側から視認した場合においても、外光の反射による視認性の低下を抑えることができる。
また、当該配線及び当該電極を、金属層と反射率の小さい層（「暗色層」ともいう。）の積層で形成してもよい。暗色層の一例としては、酸化銅を含む層、塩化銅または塩化テルルを含む層などがある。また、暗色層を、Ａｇ粒子、Ａｇファイバー、Ｃｕ粒子等の金属微粒子、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、グラフェン等のナノ炭素粒子、並びに、ＰＥＤＯＴ、ポリアニリン、ポリピロールなどの導電性高分子などを用いて形成してもよい。
入力装置は、トランジスタ、液晶素子１８０、及び発光素子１７０のうち少なくとも一つの製造工程とは別工程で作製することができるため、それぞれの要素の歩留りを向上させることができる。
図１４に示す表示装置３００Ｄは、導電層３３１、絶縁層３３２、導電層３３３、導電層３３４、電極１１３ａ、電極３１１ｇ、電極３１１ｈ等を有する。
導電層３３４を挟んで設けられた２つの導電層３３３は、導電層３３１を介して電気的に接続される。導電層３３１と導電層３３４は、絶縁層３３２によって互いに電気的に絶縁されている。
導電層３３３は、電極１１３ａと電気的に接続されている。電極１１３ａは、電極１１３と同一の導電膜、同一の工程で形成することができる。接続部２５３において、電極１１３ａは、接続体２４３を介して、電極３１１ｈと電気的に接続されている。これにより、基板３９０側に設けられたタッチセンサに、基板３５１側に接続されたＦＰＣ（ＦＰＣ３７２またはそれとは異なるＦＰＣ）から入力される信号または電位を、接続部２５３を介して供給することができる。
≪表示装置の作製方法例２≫
表示装置の作製方法例１で説明したステップＳ１からステップＳ９までの工程に加え、図１５（Ａ）に示すステップＳ１１からステップＳ１４までの工程と、図１５（Ｂ）に示すステップＳ１６からステップＳ１８までの工程と、を行うことで、表示装置３００Ｂ、表示装置３００Ｃ、及び表示装置３００Ｄを作製することができる。図１５（Ａ）に示すステップＳ１１からステップＳ１４までの工程は、ステップＳ５の前までに行う。ステップＳ１１からステップＳ１４までの工程は、図３に示すステップＳ１からステップＳ４までの工程とは独立して行うことができる。図１５（Ｂ）に示すステップＳ１６からステップＳ１８までの工程は、ステップＳ８の後、ステップＳ９の前に行う。以下では、図３及び図１５〜図１９を用いて、表示装置３００Ｄの作製方法について説明する。なお、表示装置３００Ａの作製方法と同様の部分について詳細な説明は省略する。
［ステップＳ１１：作製基板９４ａを準備する］
まず、ステップＳ１（図３及び図４（Ａ））と同様に、作製基板９４ａを準備する（図１５（Ａ））。
［ステップＳ１２：金属酸化物層９０ａを形成する］
次に、ステップＳ２（図３及び図４（Ｂ１））と同様に、作製基板９４ａ上に、金属酸化物層９０ａを形成する（図１５（Ａ））。
［ステップＳ１３：樹脂層９３ａを形成する］
次に、ステップＳ３（図３、図４（Ｃ）、及び図４（Ｄ））と同様に、金属酸化物層９０ａ上に第１の層を形成し、加熱処理を行うことで、樹脂層９３ａを形成する（図１５（Ａ））。
［ステップＳ１４：機能層を形成する］
次に、樹脂層９３ａ上に第１の機能層を形成する（図１５（Ａ）及び図１６（Ａ））。なお、表示装置３００Ｂまたは表示装置３００Ｃを作製する場合の断面図を図１６（Ｂ）に示す。図１６（Ｂ）は、第１の機能層が検知素子を有さない場合の断面図ともいえる。
まず、図１６（Ａ）に示すように、樹脂層９３ａ上に、導電層３３１を形成する。なお、樹脂層９３ａ上にバリア性の高い絶縁層を形成した後、当該絶縁層上に導電層３３１を形成してもよい。
そして、導電層３３１を覆う絶縁層３３２を形成する。次に、絶縁層３３２に導電層３３１に達する開口を形成する。そして、絶縁層３３２上に、導電層３３３及び導電層３３４を形成する。導電層３３３は、絶縁層３３２の開口を介して導電層３３１と電気的に接続される。
ここでは、検知素子の配線及び電極にメタルメッシュを用いる例を示すため、検知素子を液晶素子１８０及び発光素子１７０を用いた表示領域以外の部分に形成する。なお、検知素子の配線及び電極を、可視光を透過する導電材料を用いて形成する場合、当該配線及び当該電極を表示領域に配置してもよい。
次に、導電層３３３及び導電層３３４を覆う絶縁層３３５を形成する。絶縁層３３２及び絶縁層３３５としては、それぞれ、無機絶縁膜及び樹脂等を用いることができる。
次に、絶縁層３３５上に着色層１３１及び遮光層１３２を形成する。なお、図１６（Ｂ）に示すように、機能層に検知素子を設けない場合は、樹脂層９３ａ上に絶縁層９１ａを形成し、絶縁層９１ａ上に、着色層１３１及び遮光層１３２を形成する。絶縁層９１ａはバリア性の高い無機絶縁膜を有するように形成されることが好ましい。
次に、着色層１３１及び遮光層１３２上に、絶縁層１２１を形成する。次に、絶縁層１２１及び絶縁層３３５に導電層３３３に達する開口を形成する。
次に、電極１１３及び電極１１３ａを形成する。電極１１３ａは、絶縁層１２１及び絶縁層３３５の開口を介して、導電層３３３と電気的に接続される。
次に、電極１１３上に、絶縁層１１７を形成する。
次に、電極１１３及び絶縁層１１７上に、配向膜１３３ｂを形成する。配向膜１３３ｂは、樹脂等の薄膜を形成した後に、ラビング処理を行うことで形成できる。
［ステップＳ５：液晶素子１８０を形成する］
以上の工程が完了した作製基板９４ａと、ステップＳ４までの工程が完了した作製基板１４を、接着層１４１を用いて貼り合わせる（図３）。作製基板９４ａ及び作製基板１４は、配向膜１３３ａと配向膜１３３ｂの間に液晶層１１２を挟んだ状態で貼り合わせる。
接続部２５３では、接続体２４３を介して、電極１１３ａと電極３１１ｈとが電気的に接続される。
［ステップＳ６：光を照射する・分離する］
次に、金属酸化物層２０と樹脂層２３とを分離する（図３）。これにより、作製基板１４上に作製したトランジスタ等を、作製基板９４ａに転置することができる。
［ステップＳ７−１：樹脂層２３を除去するか判断する］
分離後、樹脂層２３を除去する場合は、ステップＳ７−２に進む。樹脂層２３を除去しない場合は、ステップ８に進む。樹脂層２３を除去しない場合、工程を削減でき好ましい。本作製方法例２では、樹脂層２３を除去する場合を説明する。
［ステップＳ７−２：樹脂層２３を除去する］
次に、樹脂層２３を除去する（図３）。
［ステップＳ８：発光素子１７０を形成する］
次に、発光素子１７０を形成する（図３）。
図１７に、ステップＳ８が完了した段階の表示装置３００Ｄの断面概略図を示す。
［ステップＳ１６：光を照射する・分離する］
次に、ステップＳ６（図３、図８、及び図９）と同様に、金属酸化物層９０ａと樹脂層９３ａとを分離する（図１５（Ｂ）及び図１８）。これにより、作製基板９４ａ上に作製した検知素子、着色層１３１等を、基板３５１に転置することができる。
［ステップＳ１７−１：樹脂層９３ａを除去するか判断する］
分離後、樹脂層９３ａを除去する場合は、ステップＳ１７−２に進む。樹脂層９３ａを除去しない場合は、ステップ１８に進む。樹脂層９３ａは、表示素子よりも表示面側に位置する層であるため、樹脂層９３ａを除去することで、表示装置の表示品位を向上できることがある。樹脂層９３ａの透光性の程度、厚さの程度によっては、樹脂層９３ａを除去しなくてもよい。
また、第１の機能層の形成工程において、樹脂層９３ａと検知素子等の間にバリア性の高い絶縁層を設けた場合、当該絶縁層を残存させることで、トランジスタ及び表示素子に不純物が入り込むことを抑制でき、表示装置の信頼性を高めることができる。バリア性の高い絶縁層の厚さは、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましく、１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下がより好ましい。
本作製方法例２では、樹脂層９３ａを除去する場合を説明する。
［ステップＳ１７−２：樹脂層９３ａを除去する］
ステップＳ７−２（図３及び図１０（Ａ））と同様の方法で、樹脂層９３ａを除去することができる（図１５（Ｂ））。
［ステップＳ１８：基板３９０を貼り合わせる］
次に、接着層３９２を用いて、基板３５１と基板３９０とを貼り合わせる（図１５（Ｂ）及び図１９）。反射防止部材３９６が設けられた基板３９０を基板３５１と貼り合わせることができる。または、基板３５１と基板３９０とを貼り合わせた後に、基板３９０上に反射防止部材３９６を設けてもよい。
以上のように、図１５（Ｂ）のステップＳ１６からステップＳ１８を行う。
その後、ステップＳ１０（図３）において、ＦＰＣ３７２やＩＣなどを電気的に接続させることができる。
以上により、図１４に示す表示装置３００Ｄを作製することができる。
≪表示装置の構成例３≫
以下では、図２０を用いて、表示装置３００Ａとは異なる構成の表示装置について説明する。なお、表示装置３００Ａと同様の部分について詳細な説明は省略する。
図２０に、表示装置３００Ｅの断面図を示す。表示装置３００Ｅは、基板３６１及び偏光板１３５を有さず、絶縁層９１ａ、接着層９７、絶縁層９１ｂ、タッチセンサ、基板３９０、及び反射防止部材３９６を有する。また、表示装置３００Ｅは、ＦＰＣ及び接続体を少なくとも２つずつ有する（ＦＰＣ３７２ａ、ＦＰＣ３７２ｂ、接続層２４２ａ、及び接続層２４２ｂ）。それ以外の構成は、表示装置３００Ａと同様である。なお、液晶素子１８０の動作モードによっては、偏光板及び光拡散層のうち一方又は双方を設ける。
表示装置３００Ｅは、導電層３３１、絶縁層３３２、導電層３３３、導電層３３４、導電層３３６等を有する。
導電層３３４を挟んで設けられた２つの導電層３３３は、導電層３３１を介して電気的に接続される。導電層３３１と導電層３３４は、絶縁層３３２によって互いに電気的に絶縁されている。
導電層３３３は、導電層３３６と電気的に接続されている。導電層３３６は、導電層３３１と同一の導電膜、同一の工程で形成することができる。導電層３３６は、接続層２４２ｂを介して、ＦＰＣ３７２ｂと電気的に接続されている。
≪表示装置の作製方法例３≫
以下では、図２１〜図２６を用いて、表示装置３００Ｅの作製方法について説明する。なお、表示装置３００Ａの作製方法と同様の部分について詳細な説明は省略する。
表示装置の作製方法例１、２で説明したステップに加え、図２１に示すステップＳ２１からステップＳ２８までの工程を行うことで、表示装置３００Ｅを作製することができる。ステップＳ２１からステップＳ２７までの工程は、他の工程とは独立して行うことができる。ステップＳ２８は、ステップＳ１７−１、２の後、ステップＳ９の前に行うことができる。ステップＳ２８は、図１５に示すステップＳ１８を兼ねることができる。
図２２に、ステップＳ１７−２が完了した段階の表示装置３００Ｅの断面概略図を示す。
［ステップＳ２１：作製基板９４ｂを準備する］
まず、ステップＳ１（図３及び図４（Ａ））と同様に、作製基板９４ｂを準備する（図２１）。
［ステップＳ２２：金属酸化物層９０ｂを形成する］
次に、ステップＳ２（図３及び図４（Ｂ１））と同様に、作製基板９４ｂ上に、金属酸化物層９０ｂを形成する（図２１）。
［ステップＳ２３：樹脂層９３ｂを形成する］
次に、ステップＳ３（図３、図４（Ｃ）、及び図４（Ｄ））と同様に、金属酸化物層９０ｂ上に第１の層を形成し、加熱処理を行うことで、樹脂層９３ｂを形成する（図２１）。
［ステップＳ２４：第２の機能層を形成する］
次に、樹脂層９３ｂ上に第２の機能層を形成する（図２１及び図２３（Ａ））。
まず、樹脂層９３ｂ上に、絶縁層９１ｂを形成することが好ましい。絶縁層９１ｂはバリア性の高い無機絶縁膜を有するように形成されることが好ましい。
次に、絶縁層９１ｂ上に、導電層３３１及び導電層３３６を形成する。そして、導電層３３１及び導電層３３６を覆う絶縁層３３２を形成する。次に、絶縁層３３２に導電層３３１及び導電層３３６に達する開口を形成する。そして、絶縁層３３２上に、導電層３３３及び導電層３３４を形成する。導電層３３３は、絶縁層３３２の開口を介して導電層３３１と電気的に接続される。また、導電層３３３は、絶縁層３３２の開口を介して導電層３３６と電気的に接続される。
また、表示装置に偏光板及び光拡散層のうち一方または双方を設ける場合、図２３（Ｂ）に示すように、絶縁層３３２、導電層３３１、及び導電層３３６上に、光拡散層１３６を設け、光拡散層１３６上に偏光板１３５を設けることができる。
［ステップＳ２５：基板３９０を貼り合わせる］
次に、接着層３９２を用いて、作製基板９４ｂと基板３９０とを貼り合わせる（図２１及び図２４（Ａ））。ここでは、反射防止部材３９６が設けられた基板３９０を用いる。
［ステップＳ２６：光を照射する・分離する］
次に、ステップＳ６（図３、図８、及び図９）と同様に、金属酸化物層９０ｂと樹脂層９３ｂとを分離する（図２１、図２４（Ｂ）、及び図２５（Ａ））。
［ステップＳ２７−１：樹脂層９３ｂを除去するか判断する］
分離後、樹脂層９３ｂを除去する場合は、ステップＳ２７−２に進む。樹脂層９３ｂを除去しない場合は、ステップ２８に進む。樹脂層９３ｂは、表示素子よりも表示面側に位置する層であるため、樹脂層９３ｂを除去することで、表示装置の表示品位を向上できることがある。樹脂層９３ｂの透光性の程度、厚さの程度によっては、樹脂層９３ｂを除去しなくてもよい。
本作製方法例３では、樹脂層９３ｂを除去する場合を説明する。
［ステップＳ２７−２：樹脂層９３ｂを除去する］
ステップＳ７−２（図３及び図１０）と同様の方法で、樹脂層９３ｂを除去することができる（図２５（Ｂ））。
以上のように、ステップＳ２１からステップＳ２７を行うことで、作製基板９４ｂ上に作製した検知素子を、基板３９０に転置することができる。
［ステップＳ２８：第１の機能層と第２の機能層を貼り合わせる］
ステップＳ１７までが完了した基板３５１（図２２参照）と、ステップＳ２７までが完了した基板３９０（図２５（Ｂ）参照）を、接着層１４１を用いて貼り合わせる（図２１及び図２６）。
その後、ステップＳ９（図３）において、ＦＰＣ３７２ａ、ＦＰＣ３７２ｂ、及びＩＣなどを電気的に接続させることができる。
以上により、図２０に示す表示装置３００Ｅを作製することができる。
≪表示装置の構成例４≫
以下では、図２７を用いて、表示装置３００Ａとは異なる構成の表示装置について説明する。なお、表示装置３００Ａと同様の部分について詳細な説明は省略する。
図２７に、表示装置３００Ｆの断面図を示す。表示装置３００Ｆは、樹脂層２３及び絶縁層３１を有する。電極１９１は、樹脂層２３及び絶縁層３１に設けられた開口を介して、ＥＬ層１９２と接している。それ以外の構成は、表示装置３００Ａと同様である。なお、液晶素子１８０の動作モードによっては、偏光板及び光拡散層のうち一方又は双方を設ける。
≪表示装置の作製方法例４≫
以下では、図３及び図２８及び図２９を用いて、表示装置３００Ｆの作製方法について説明する。なお、表示装置３００Ａの作製方法と同様の部分について詳細な説明は省略する。
［ステップＳ１：作製基板１４を準備する］
まず、作製基板１４を準備する（図３）。
［ステップＳ２：金属酸化物層２０を形成する］
次に、作製基板１４上に、金属酸化物層２０を形成する（図３）。
［ステップＳ３：樹脂層２３を形成する］
次に、金属酸化物層２０上に、第１の層を形成する。そして、第１の層に対して加熱処理を行うことで、樹脂層２３を形成する（図３及び図２８（Ａ））。
ここでは、樹脂層２３に金属酸化物層２０に達する開口を設ける。
後述の通り、樹脂層２３に開口を設けた部分では、金属酸化物層２０と導電層との界面で分離が生じる。樹脂層２３の１つの開口の大きさが小さいほど、金属酸化物層２０と導電層との界面での分離が容易となり、歩留まりを高めることができる。例えば、樹脂層２３に設けられる１つの開口の面積は、１０μｍ四方よりも小さいことが好ましく、５μｍ四方以下がより好ましく、３μｍ四方以下がさらに好ましい。また、樹脂層２３に複数の開口を設ける場合、隣接する２つの開口の最短距離が長いほど、金属酸化物層２０と導電層との界面での分離が容易となり、歩留まりを高めることができる。例えば、隣接する２つの開口の最短距離は、１μｍ以上が好ましく、５μｍ以上がより好ましく、１０μｍ以上がより好ましく、５０μｍ以上がより好ましく、２００μｍ以上がさらに好ましい。
図３３（Ａ）では、樹脂層２３に開口部を１つ図示したが、当該開口部に小さな開口が複数設けられていてもよい。複数の開口はマトリクス状など規則的に配置されていても、不規則に配置されていてもよい。
感光性を有する材料を用いる場合、例えば、フォトリソグラフィ法を用いて、所望の形状の樹脂層２３を形成することができる。
非感光性の材料を用いる場合、例えば、マスクを用いてエッチングすることで、所望の形状の樹脂層２３を形成することができる。
［ステップＳ４：トランジスタを形成する］
次に、樹脂層２３上に、トランジスタを含む被剥離層を形成する。
樹脂層２３上に絶縁層３１を形成することが好ましい（図２８（Ｂ））。
図２８（Ｂ）に示すように、絶縁層３１には、金属酸化物層２０に達する開口を形成する。
次に、絶縁層３１上に電極１９１を形成する（図２８（Ｂ））。
電極１９１は、樹脂層２３及び絶縁層３１に設けられた開口を介して、金属酸化物層２０と接する。
その後、絶縁層２２０から配向膜１３３ａまでを形成する。これらの工程の詳細は、作製方法例１を参照できる。
［ステップＳ５：液晶素子１８０を形成する］
次に、液晶素子１８０を形成する（図３）。
［ステップＳ６：光を照射する・分離する］
次に、金属酸化物層２０と樹脂層２３とを分離する（図３及び図２９）。樹脂層２３の開口部では、金属酸化物層２０と電極１９１の界面で、分離が生じる。これにより、作製基板１４上に作製したトランジスタ等を、基板３６１に転置することができる。
［ステップＳ７−１：樹脂層２３を除去するか判断する］
樹脂層２３に開口を設けることで、分離と同時に電極１９１を露出することができる。そのため、樹脂層２３を除去しなくてもよい。
［ステップＳ８：発光素子１７０を形成する］
次に、発光素子１７０を形成する（図３）。
［ステップＳ９：実装する］
その後、ＦＰＣ３７２やＩＣなどを電気的に接続させることができる。また、基板３６１の表示面に偏光板１３５等を配置することができる。
以上により、図２７に示す表示装置３００Ｆを作製することができる。
≪表示装置の構成例５≫
以下では、図３０を用いて、表示装置３００Ａとは異なる構成の表示装置について説明する。なお、表示装置３００Ａと同様の部分について詳細な説明は省略する。
図３０に表示装置３００Ｇの断面図を示す。表示装置３００Ｇは、トランジスタの構造が表示装置３００Ａと異なる。また、表示装置３００Ｇでは、ＥＬ層１９２が副画素ごとに塗り分けられている例を示す。表示装置３００Ｇは、着色層１３４を有さない。それ以外の構成は、表示装置３００Ａと同様である。
表示装置３００Ａが有するトランジスタ２０３及びトランジスタ２０６は、ＢＧＴＣ（Ｂｏｔｔｏｍ Ｇａｔｅ Ｔｏｐ Ｃｏｎｔａｃｔ）型である。一方、表示装置３００Ｇが有するトランジスタ２０３及びトランジスタ２０６は、（Ｔｏｐ Ｇａｔｅ Ｓｅｌｆ Ａｌｉｇｎ）型である。
具体的には、表示装置３００Ｇが有するトランジスタ２０３及びトランジスタ２０６は、ゲートとして機能する導電層２２３、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１ｂ、ソース及びドレインとして機能する導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂ、並びに、半導体層２３１を有する。
表示装置３００Ｇが有するトランジスタ２０１及びトランジスタ２０５は、トランジスタ２０３及びトランジスタ２０６の構成に加えて、ゲートとして機能する導電層２２１ａと、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１ａを有する。
＜レーザ照射ユニット＞
次に、図３１（Ａ）、（Ｂ）を用いて、レーザ照射ユニットの一例を説明する。
図３１（Ａ）、（Ｂ）に示す積層体５６は、例えば被剥離体５６ａと支持体５６ｂが積層された構成を有する。積層体５６は、被剥離体５６ａと支持体５６ｂとの間で剥離が生じる。被剥離体５６ａは例えば樹脂層を有し、支持体５６ｂは例えば作製基板を有する。
搬送ローラ６４４は、積層体５６を搬送することができる。積層体５６を搬送する搬送機構は、搬送ローラに限られず、ベルトコンベア、または搬送ロボット等を用いてもよい。また、搬送機構上のステージに、積層体５６を配置してもよい。
レーザ照射ユニット６１０は、積層体５６にレーザを照射するユニットである。レーザとしては、例えば波長３０８ｎｍの紫外光を出力するエキシマレーザなどを用いることができる。また、高圧水銀ランプやＵＶ−ＬＥＤなどを用いてもよい。
図３１（Ａ）に示すように、積層体５６は、上側に支持体５６ｂが位置する状態で、レーザ照射ユニット６１０に搬送される。
エキシマレーザは高出力のパルスレーザであり、光学系にてビームを線状に整形することができる。線状ビームのレーザ光の照射位置において基板を移動させることで基板全体または必要箇所にレーザ光を照射することができる。なお、線状ビームは、用いる基板の一辺と同等以上の長さとすれば、基板を一方向に移動するのみで基板全体にレーザ光を照射することができる。パルスレーザの発振周波数は、１Ｈｚ以上３００Ｈｚ以下が好ましく、６０Ｈｚ近傍がより好ましい。
エキシマレーザ装置には、レーザ発振器を一つ搭載した装置の他、二つ以上のレーザ発振器を搭載する装置を用いることもできる。複数のレーザ発振器を搭載する装置においては、それぞれのレーザ発振器から同期されて出力されたレーザ光を光学系にて合成する（重ね合わす）ことで高エネルギー密度のレーザ光を得ることができる。したがって、本実施の形態の用途においては、第３．５世代（６００ｍｍ×７２０ｍｍ）以上、第６世代ガラス基板（１５００ｍｍ×１８５０ｍｍ）以上、第７世代（１８７０ｍｍ×２２００ｍｍ）以上、または第８世代ガラス基板（２１６０ｍｍ×２４６０ｍｍ）以上のサイズの処理を行うこともできる。また、複数のレーザ発振器を搭載する装置では、それぞれのレーザ発振器から出力されるレーザ光が互いに出力ばらつきを補完するため、１パルス毎の強度ばらつきが少なくなり、歩留りの高い処理を行うことができる。なお、複数の発振器に替えて、複数のエキシマレーザ装置を用いてもよい。
図３１（Ａ）にエキシマレーザを用いたレーザ照射ユニット６１０の一例を示す。二つのレーザ発振器を有するエキシマレーザ装置６６０から出力されたレーザ光６１０ａ、６１０ｂは光学系６３５にて合成される。さらに光学系６３５にて横長に伸張されたレーザ光６１０ｃは、ミラー６５０を介してレンズ６８０に入射する。レンズ６８０を透過したレーザ光６１０ｄはレーザ光６１０ｃに比べて縮小される。このとき、レーザ光６１０ｄが、積層体５６が有する加工領域６４０に支持体５６ｂ（例えばガラス基板）を介して照射されるようにする。以下では、レーザ光６１０ｄのうち、加工領域６４０に照射される部分を、線状ビーム６１０ｅと記す。
なお、ここでは二つのレーザ発振器を有する例を示したが、一つのレーザ発振器を有する構成としてもよく、これにより、装置を簡略化できる。また、三つ以上のレーザ発振器を有する構成としてもよく、これにより線状ビーム６１０ｅの強度を高めることができる。
そして、搬送ローラ６４４により図中の矢印方向に積層体５６を移動させることで、加工領域６４０に線状ビーム６１０ｅを照射することができる。
図３１（Ａ）に示すように、積層体５６を搬送ローラ６４４により一定の速度で搬送しながら線状ビーム６１０ｅを照射することにより、プロセス時間を短縮することが可能となる。なお、積層体５６を少なくとも一方向に移動可能なステージに配置し、ステージを動かしながら線状ビーム６１０ｅを照射してもよい。なお、ステージを用いる場合には、進行方向に対して横方向、及び高さ方向に移動可能なステージを用い、線状ビーム６１０ｅの焦点の位置や深さを調整できる構成とすることが好ましい。なお、図３１（Ａ）では、積層体５６を移動させることで、線状ビーム６１０ｅを照射する構成について例示したがこれに限定されない。例えば、積層体５６を固定し、エキシマレーザ装置６６０などを移動させて、積層体５６に線状ビーム６１０ｅを照射してもよい。
図３１（Ａ）では、線状ビーム６１０ｅが照射される加工領域６４０が、積層体５６の端部よりも内側に位置する例を示している。これにより、加工領域６４０の外側の領域は密着性が高い状態を維持するため、搬送時に剥離が生じてしまうことを抑制できる。なお、線状ビーム６１０ｅの幅が積層体５６の幅と等しい、または積層体５６の幅よりも大きくてもよい。その場合、積層体５６全体に線状ビーム６１０ｅが照射することができる。
図３１（Ｂ）に、線状ビーム６１０ｅが積層体５６の加工領域６４０に照射される様子を示す。積層体５６は、作製基板５８と、第１の層５７ａと、第２の層５７ｂとを有する。ここで、作製基板５８と第２の層５７ｂを含む部分が支持体５６ｂに相当し、第１の層５７ａを含む部分が被剥離体５６ａに相当する。
例えば、第１の層５７ａが上記樹脂層２３に相当し、第２の層５７ｂが上記金属酸化物層２０に相当する。
レーザ光６１０ｄは、作製基板５８を透過し、線状ビーム６１０ｅは、第１の層５７ａと第２の層５７ｂの界面、またはその近傍に照射されることが好ましい。特に、線状ビーム６１０ｅは、第１の層５７ａと第２の層５７ｂの界面、またはその近傍に焦点が位置することが好ましい。
また、第１の層５７ａと第２の層５７ｂとの界面に線状ビーム６１０ｅの焦点が位置することで、第１の層５７ａと第２の層５７ｂとの界面に存在しうる水が気化し、水の体積が急激に膨張する場合がある。この場合、水の体積の膨張に伴い、第１の層５７ａと第２の層５７ｂとの界面、またはその近傍で剥離現象が生じると推定される。
なお、アモルファスシリコン膜にレーザ光を照射して、アモルファスシリコン膜を結晶化させる技術がある。当該技術の場合、アモルファスシリコン膜の内部にレーザ光の焦点を合わせる。しかしながら、本発明の一態様においては、図３１（Ｂ）に示すように、レーザ光（ここでは、線状ビーム６１０ｅ）の焦点は、第１の層５７ａと、第２の層５７ｂとの界面またはその近傍である。このように本発明の一態様は、レーザ光の焦点位置がアモルファスシリコン膜を結晶化させる技術と相違している。
また、線状ビーム６１０ｅの焦点深度が十分に大きい（深い）場合、第１の層５７ａと第２の層５７ｂの界面またはその近傍だけでなく、第１の層５７ａの厚さ方向全体、第２の層５７ｂの厚さ方向全体、または第１の層５７ａと第２の層５７ｂの両方の厚さ方向全体に亘って、線状ビーム６１０ｅの焦点が位置する場合がある。
なお、エキシマレーザとしては、波長３０８ｎｍまたはそれよりも波長が長いものを用いることが好ましい。波長３０８ｎｍ以上であれば、支持体５６ｂにガラス基板を用いた場合においても加工に必要なレーザ光を十分に透過させることができる。
＜その他の分離方法について＞
本実施の形態の表示装置の作製方法で用いることができるその他の分離方法について説明する。
例えば、光の照射を用いた分離方法を用いる場合、金属酸化物層を設けず、作製基板に直接樹脂層を形成してもよい。
また、物理的に分離する方法を用いてもよい。このとき、例えば、作製基板上に剥離層を形成し、剥離層上に被剥離層を形成することが好ましい。剥離層としては、例えば、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の積層構造を用いることができる。例えば、高融点金属材料を含む金属層を形成し、該金属層の表面を酸素プラズマ処理などにより酸化させることで当該積層構造を形成できる。
被剥離層のうち、剥離層に接する層として、無機絶縁膜を形成することが好ましい。そして無機絶縁膜上に機能素子を形成することが好ましい。剥離層及び無機絶縁膜を形成した支持基板に、垂直方向に引っ張る力を加えることで、剥離層と無機絶縁膜とを分離することができる。
物理的に分離する方法においても、分離時に、分離界面に水や水溶液など、水を含む液体を添加し、該液体が分離界面に浸透するように分離を行うことで、分離を容易に行うことができる。また、分離時に生じる静電気が、トランジスタなどの機能素子に悪影響を及ぼすこと（半導体素子が静電気により破壊されるなど）を抑制できる。
以上のように、本実施の形態の表示装置の作製方法を用いて、周囲の明るさによらず視認性が高く、利便性の高い表示装置を作製することができる。本実施の形態の表示装置の作製方法では、作製基板上に、金属酸化物層と樹脂層とを積層し、光を照射することによって樹脂層の金属酸化物層に対する剥離性を制御する。したがって、高い歩留まりで表示装置を作製できる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、１つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について図３２〜図３４を用いて説明する。
＜表示装置の概念＞
本発明の一態様を適用して作製できる表示装置としては、例えば、ハイブリッドディスプレイが挙げられる。ハイブリッドディスプレイは、ハイブリッド表示を行うことができる。
ハイブリッド表示とは、１つのパネルにおいて、反射光と自発光とを併用して、色調または光強度を互いに補完して、文字または画像を表示する方法である。または、ハイブリッド表示とは、同一画素または同一副画素において、複数の表示素子からそれぞれの光を用いて、文字及び／または画像を表示する方法である。ただし、ハイブリッド表示を行っているハイブリッドディスプレイを局所的にみると、複数の表示素子のいずれか一を用いて表示される画素または副画素と、複数の表示素子の二以上を用いて表示される画素または副画素と、を有する場合がある。
なお、本明細書等において、上記構成のいずれか１つまたは複数の表現を満たすものを、ハイブリッド表示という。
また、ハイブリッドディスプレイは、同一画素または同一副画素に複数の表示素子を有する。なお、複数の表示素子としては、例えば、光を反射する反射型素子と、光を射出する自発光素子とが挙げられる。なお、反射型素子と、自発光素子とは、それぞれ独立に制御することができる。ハイブリッドディスプレイは、表示部において、反射光、及び自発光のいずれか一方または双方を用いて、文字及び／または画像を表示する機能を有する。
＜表示装置の構成例＞
本実施の形態の表示装置は、第１の表示素子を有する第１の画素と、第２の表示素子を有する第２の画素とをそれぞれ複数有する。第１の画素と第２の画素は、それぞれ、マトリクス状に配置されることが好ましい。
第１の画素と第２の画素は、同数且つ同ピッチで、表示領域内に配置されていることが好ましい。このとき、隣接する第１の画素と第２の画素を合わせて、画素ユニットと呼ぶことができる。これにより、後述するように複数の第１の画素のみで表示された画像と、複数の第２の画素のみで表示された画像、並びに複数の第１の画素及び複数の第２の画素の両方で表示された画像のそれぞれは、同じ表示領域に表示することができる。なお、第１の画素と第２の画素は、数及びピッチの一方または双方が異なってもよい。
第１の画素及び第２の画素は、それぞれ、１つ以上の副画素を有する構成とすることができる。例えば、画素には、副画素を１つ有する構成（白色（Ｗ）など）、副画素を３つ有する構成（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の３色、または、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の３色など）、または、副画素を４つ有する構成（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、白色（Ｗ）の４色、または、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、黄色（Ｙ）の４色など）を適用できる。
本実施の形態の表示装置は、第１の画素と第２の画素のどちらでも、フルカラー表示を行う構成とすることができる。または、本実施の形態の表示装置は、第１の画素では白黒表示またはグレースケールでの表示を行い、第２の画素ではフルカラー表示を行う構成とすることができる。第１の画素を用いた白黒表示またはグレースケールでの表示は、文書情報など、カラー表示を必要としない情報を表示することに適している。
また、本発明の一態様の表示装置は、さまざまな規格の色域を再現することができる。例えば、テレビ放送で使われるＰＡＬ（Ｐｈａｓｅ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｌｉｎｅ）規格及びＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）規格、パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、プリンタなどの電子機器に用いる表示装置で広く使われているｓＲＧＢ（ｓｔａｎｄａｒｄ ＲＧＢ）規格及びＡｄｏｂｅ ＲＧＢ規格、ＨＤＴＶ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ、ハイビジョンともいう）で使われるＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．７０９（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ Ｒａｄｉｏｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅ（Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ） ７０９）規格、デジタルシネマ映写で使われるＤＣＩ−Ｐ３（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｉｎｅｍａ Ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅｓ Ｐ３）規格、ＵＨＤＴＶ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ、スーパーハイビジョンともいう）で使われるＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．２０２０（ＲＥＣ．２０２０（Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ ２０２０））規格などの色域を再現することができる。
図３２は、本発明の一態様の表示装置が有する画素アレイ４０を説明する図である。画素アレイ４０は、マトリクス状に配置された複数の画素ユニット４５を有する。画素ユニット４５は、画素４６と、画素４７を有する。
図３２では、画素４６及び画素４７が、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色に対応する表示素子を有する場合の例を示している。
画素４６は、赤色（Ｒ）に対応する表示素子４６Ｒ、緑色（Ｇ）に対応する表示素子４６Ｇ、青色（Ｂ）に対応する表示素子４６Ｂを有する。表示素子４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂはそれぞれ、外光の反射を利用した第１の表示素子である。
画素４７は、赤色（Ｒ）に対応する表示素子４７Ｒ、緑色（Ｇ）に対応する表示素子４７Ｇ、青色（Ｂ）に対応する表示素子４７Ｂを有する。表示素子４７Ｒ、４７Ｇ、４７Ｂはそれぞれ、光源の光を利用した第２の表示素子である。
＜画素ユニットの構成例＞
続いて、図３３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を用いて画素ユニット４５について説明する。図３３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、画素ユニット４５の構成例を示す模式図である。
画素４６は、表示素子４６Ｒ、表示素子４６Ｇ、表示素子４６Ｂを有する。表示素子４６Ｒは、外光を反射し、画素４６に入力される第１の階調値に含まれる赤色に対応する階調値に応じた輝度の赤色の光Ｒ１を、表示面側に射出する。表示素子４６Ｇ、表示素子４６Ｂも同様に、それぞれ緑色の光Ｇ１または青色の光Ｂ１を、表示面側に射出する。
画素４７は、表示素子４７Ｒ、表示素子４７Ｇ、表示素子４７Ｂを有する。表示素子４７Ｒは、光源を有し、画素４７に入力される第２の階調値に含まれる赤色に対応する階調値に応じた輝度の赤色の光Ｒ２を、表示面側に射出する。表示素子４７Ｇ、表示素子４７Ｂも同様に、それぞれ緑色の光Ｇ２または青色の光Ｂ２を、表示面側に射出する。
［第１のモード］
図３３（Ａ）は、外光を反射する表示素子４６Ｒ、表示素子４６Ｇ、表示素子４６Ｂを駆動して画像を表示する動作モードの例を示している。図３３（Ａ）に示すように、画素ユニット４５は、例えば外光の照度が十分に高い場合などでは、画素４７を駆動させずに、画素４６からの光（光Ｒ１、光Ｇ１、及び光Ｂ１）のみを混色させることにより、所定の色の光５４を表示面側に射出することもできる。これにより、極めて低消費電力な駆動を行うことができる。
［第２のモード］
図３３（Ｂ）は、表示素子４７Ｒ、表示素子４７Ｇ、表示素子４７Ｂを駆動して画像を表示する動作モードの例を示している。図３３（Ｂ）に示すように、画素ユニット４５は、例えば外光の照度が極めて小さい場合などでは、画素４６を駆動させずに、画素４７からの光（光Ｒ２、光Ｇ２、及び光Ｂ２）のみを混色させることにより、所定の色の光５４を表示面側に射出することもできる。これにより鮮やかな表示を行うことができる。また外光の照度が小さい場合に輝度を低くすることで、使用者が感じる眩しさを抑えると共に消費電力を低減できる。
［第３のモード］
図３３（Ｃ）は、外光を反射する表示素子４６Ｒ、表示素子４６Ｇ、表示素子４６Ｂと、光を発する表示素子４７Ｒ、表示素子４７Ｇ、表示素子４７Ｂの両方を駆動して画像を表示する動作モードの例を示している。図３３（Ｃ）に示すように、画素ユニット４５は、光Ｒ１、光Ｇ１、光Ｂ１、光Ｒ２、光Ｇ２、及び光Ｂ２の６つの光を混色させることにより、所定の色の光５４を表示面側に射出することができる。
＜表示装置の動作モード＞
次に、第１の表示素子及び第２の表示素子で行うことができる動作モードについて、図３４を用いて説明を行う。
なお、以下では、通常のフレーム周波数（代表的には６０Ｈｚ以上２４０Ｈｚ以下）で動作する通常動作モード（Ｎｏｒｍａｌ ｍｏｄｅ）と、低速のフレーム周波数で動作するアイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードと、を例示して説明する。
なお、ＩＤＳ駆動モードとは、画像データの書き込み処理を実行した後、画像データの書き換えを停止する駆動方法のことをいう。一旦画像データの書き込みをして、その後、次の画像データの書き込みまでの間隔を延ばすことで、その間の画像データの書き込みに要する分の消費電力を削減することができる。ＩＤＳ駆動モードは、例えば、通常動作モードの１／１００乃至１／１０程度のフレーム周波数とすることができる。静止画は、連続するフレーム間でビデオ信号が同じである。よって、ＩＤＳ駆動モードは、静止画を表示する場合に特に有効である。ＩＤＳ駆動を用いて画像を表示させることで、消費電力が低減されるとともに、画面のちらつき（フリッカー）が抑制され、眼精疲労も低減できる。
図３４（Ａ１）、図３４（Ａ２）、図３４（Ｂ）、図３４（Ｃ）は、画素回路、及び、通常駆動モードとＩＤＳ駆動モードを説明するタイミングチャートである。なお、図３４（Ａ１）では、第１の表示素子５０１（ここでは反射型の液晶素子）と、第１の表示素子５０１に電気的に接続される画素回路５０６と、を示している。また、図３４（Ａ）に示す画素回路５０６では、信号線ＳＬと、ゲート線ＧＬと、信号線ＳＬ及びゲート線ＧＬに接続されたトランジスタＭ１と、トランジスタＭ１に接続される容量素子ＣｓＬＣとを示している。
また、図３４（Ａ２）では、第２の表示素子５０２（発光素子、例えばＥＬ素子）と、第２の表示素子５０２に電気的に接続される画素回路５０７と、を示している。また、図３４（Ａ２）に示す画素回路５０７では、信号線ＳＬと、ゲート線ＧＬと、信号線ＳＬ及びゲート線ＧＬに接続されたトランジスタＭ１と、トランジスタＭ１及び第２の表示素子５０２に接続されたトランジスタＭ２と、トランジスタＭ１、トランジスタＭ２、及び第２の表示素子５０２接続される容量素子ＣｓＥＬと、を示している。
トランジスタＭ１は、データＤ１のリークパスと成り得る。よって、トランジスタＭ１のオフ電流は小さいほど好ましい。トランジスタＭ１としては、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物を有するトランジスタを用いることが好ましい。金属酸化物が増幅作用、整流作用、及びスイッチング作用の少なくとも１つを有する場合、当該金属酸化物を、金属酸化物半導体（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）または酸化物半導体（ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、略してＯＳと呼ぶことができる。以下、トランジスタの代表例として、チャネルが形成される半導体層に酸化物半導体を用いたトランジスタ（「ＯＳトランジスタ」ともいう。）を用いて説明する。ＯＳトランジスタは、多結晶シリコンなどを用いたトランジスタよりも非導通状態時のリーク電流（オフ電流）が極めて低い特徴を有する。トランジスタＭ１にＯＳトランジスタを用いることでノードＮＤ１に供給された電荷を長期間保持することができる。
特に、第２の表示素子５０２として用いるＥＬ素子は、液晶素子と比較して応答速度が速く、ノードＮＤ１の電圧変動に敏感である。よって、画素回路５０７のトランジスタＭ１にＯＳトランジスタを用いることで、ノードＮＤ１の電荷の変動を原因とするフリッカーを低減することが可能であり、好ましい。なお、第３の表示モードで一部の第２の表示素子５０２をＩＤＳ駆動する際に、当該効果が顕著である。
また、トランジスタＭ２に用いるトランジスタも、オフ電流が小さいほど好ましい。トランジスタＭ２にオフ電流が小さいトランジスタを用いることで、黒表示時にわずかに発光してしまう現象（「黒浮き」ともいう。）を低減することができる。よって、画素回路５０７のトランジスタＭ２にＯＳトランジスタを用いることが好ましい。
なお、図３４（Ａ１）に示す回路図において、液晶素子ＬＣはデータＤ１のリークパスとなる。したがって、適切にＩＤＳ駆動を行うには、液晶素子ＬＣの抵抗率を１．０×１０１４Ω・ｃｍ以上とすることが好ましい。
なお、上記ＯＳトランジスタのチャネル領域には、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物などを好適に用いることができる。また、上記Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物としては、代表的には、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：４．１［原子数比］近傍の組成を用いることができる。
図３４（Ｂ）は、通常駆動モードでの信号線ＳＬ及びゲート線ＧＬにそれぞれ与える信号の波形を示すタイミングチャートである。通常駆動モードでは通常のフレーム周波数（例えば６０Ｈｚ）で動作する。１フレーム期間を期間Ｔ１からＴ３までで表すと、各フレーム期間でゲート線ＧＬに走査信号を与え、信号線ＳＬからデータＤ１をノードＮＤ１に書き込む動作を行う。この動作は、期間Ｔ１からＴ３までで同じデータＤ１を書き込む場合、または異なるデータを書き込む場合でも同じである。
一方、図３４（Ｃ）は、ＩＤＳ駆動モードでの信号線ＳＬ及びゲート線ＧＬに、それぞれ与える信号の波形を示すタイミングチャートである。ＩＤＳ駆動では低速のフレーム周波数（例えば１Ｈｚ）で動作する。１フレーム期間を期間Ｔ１で表し、その中でデータの書き込み期間を期間ＴＷ、データの保持期間を期間ＴＲＥＴで表す。ＩＤＳ駆動モードは、期間ＴＷでゲート線ＧＬに走査信号を与え、信号線ＳＬのデータＤ１を書き込み、期間ＴＲＥＴでゲート線ＧＬをローレベルの電圧に固定し、トランジスタＭ１を非導通状態として一旦書き込んだデータＤ１を保持させる動作を行う。なお、低速のフレーム周波数としては、例えば、０．１Ｈｚ以上６０Ｈｚ未満とすればよい。
ＩＤＳ駆動モードは、上述した第１のモード、第２のモード、または第３のモードと組み合わせることで、さらなる低消費電力化を図ることができるため有効である。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の、より具体的な構成例について図３５〜図３７を用いて説明する。
図３５（Ａ）は、表示装置４００のブロック図である。表示装置４００は、表示部３６２、回路ＧＤ、及び回路ＳＤを有する。表示部３６２は、マトリクス状に配列した複数の画素４１０を有する。
表示装置４００は、複数の配線Ｇ１１、複数の配線Ｇ１２、複数の配線ＡＮＯ、複数の配線ＣＳＣＯＭ、複数の配線Ｓ１、及び複数の配線Ｓ２を有する。複数の配線Ｇ１１、複数の配線Ｇ１２、複数の配線ＡＮＯ、及び複数の配線ＣＳＣＯＭは、それぞれ、矢印Ｒで示す方向に配列した複数の画素４１０及び回路ＧＤと電気的に接続する。複数の配線Ｓ１及び複数の配線Ｓ２は、それぞれ、矢印Ｃで示す方向に配列した複数の画素４１０及び回路ＳＤと電気的に接続する。
なお、ここでは簡単のために回路ＧＤと回路ＳＤを１つずつ有する構成を示したが、液晶素子を駆動する回路ＧＤ及び回路ＳＤと、発光素子を駆動する回路ＧＤ及び回路ＳＤとを、別々に設けてもよい。
画素４１０は、反射型の液晶素子と、発光素子を有する。
図３５（Ｂ１）〜（Ｂ４）に、画素４１０が有する電極３１１の構成例を示す。電極３１１は、液晶素子の反射電極として機能する。図３５（Ｂ１）、（Ｂ２）の電極３１１には、開口４５１が設けられている。
図３５（Ｂ１）、（Ｂ２）には、電極３１１と重なる領域に位置する発光素子３６０を破線で示している。発光素子３６０は、電極３１１が有する開口４５１と重ねて配置されている。これにより、発光素子３６０が発する光は、開口４５１を介して表示面側に射出される。
図３５（Ｂ１）では、矢印Ｒで示す方向に隣接する画素４１０が異なる色に対応する画素である。このとき、図３５（Ｂ１）に示すように、矢印Ｒで示す方向に隣接する２つの画素において、開口４５１が一列に配列されないように、電極３１１の異なる位置に設けられていることが好ましい。これにより、２つの発光素子３６０を離すことが可能で、発光素子３６０が発する光が隣接する画素４１０が有する着色層に入射してしまう現象（クロストークともいう）を抑制することができる。また、隣接する２つの発光素子３６０を離して配置することができるため、発光素子３６０のＥＬ層をシャドウマスク等により作り分ける場合であっても、高い精細度の表示装置を実現できる。
図３５（Ｂ２）では、矢印Ｃで示す方向に隣接する画素４１０が異なる色に対応する画素である。図３５（Ｂ２）においても同様に、矢印Ｃで示す方向に隣接する２つの画素において、開口４５１が一列に配列されないように、電極３１１の異なる位置に設けられていることが好ましい。
非開口部の総面積に対する開口４５１の総面積の比の値が小さいほど、液晶素子を用いた表示を明るくすることができる。また、非開口部の総面積に対する開口４５１の総面積の比の値が大きいほど、発光素子３６０を用いた表示を明るくすることができる。
開口４５１の形状は、例えば多角形、四角形、楕円形、円形または十字等の形状とすることができる。また、細長い筋状、スリット状、市松模様状の形状としてもよい。また、開口４５１を隣接する画素に寄せて配置してもよい。好ましくは、開口４５１を同じ色を表示する他の画素に寄せて配置する。これにより、クロストークを抑制できる。
また、図３５（Ｂ３）、（Ｂ４）に示すように、電極３１１が設けられていない部分に、発光素子３６０の発光領域が位置していてもよい。これにより、発光素子３６０が発する光は、表示面側に射出される。
図３５（Ｂ３）では、矢印Ｒで示す方向に隣接する２つの画素４１０において、発光素子３６０が一列に配列されていない。図３５（Ｂ４）では、矢印Ｒで示す方向に隣接する２つの画素において、発光素子３６０が一列に配列されている。
図３５（Ｂ３）の構成は、隣接する２つの画素４１０が有する発光素子３６０どうしを離すことができるため、上述の通り、クロストークの抑制、及び、高精細化が可能となる。また、図３５（Ｂ４）の構成では、発光素子３６０の矢印Ｃに平行な辺側に、電極３１１が位置しないため、発光素子３６０の光が電極３１１に遮られることを抑制でき、高い視野角特性を実現できる。
回路ＧＤには、シフトレジスタ等の様々な順序回路等を用いることができる。回路ＧＤには、トランジスタ及び容量素子等を用いることができる。回路ＧＤが有するトランジスタは、画素４１０に含まれるトランジスタと同じ工程で形成することができる。
回路ＳＤは、配線Ｓ１と電気的に接続される。回路ＳＤには、例えば、集積回路を用いることができる。具体的には、回路ＳＤには、シリコン基板上に形成された集積回路を用いることができる。
例えば、ＣＯＧ方式またはＣＯＦ方式等を用いて、画素４１０と電気的に接続されるパッドに回路ＳＤを実装することができる。具体的には、異方性導電膜を用いて、パッドに集積回路を実装できる。
図３６は、画素４１０の回路図の一例である。図３６では、隣接する２つの画素４１０を示している。
画素４１０は、スイッチＳＷ１、容量素子Ｃ１、液晶素子３４０、スイッチＳＷ２、トランジスタＭ、容量素子Ｃ２、及び発光素子３６０等を有する。また、画素４１０には、配線Ｇ１１、配線Ｇ１２、配線ＡＮＯ、配線ＣＳＣＯＭ、配線Ｓ１、及び配線Ｓ２が電気的に接続されている。また、図３６では、液晶素子３４０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ１、及び発光素子３６０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ２を示している。
図３６では、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２にトランジスタを用いた場合の例を示している。
スイッチＳＷ１のゲートは、配線Ｇ１１と接続されている。スイッチＳＷ１のソース及びドレインのうち一方は、配線Ｓ１と接続され、他方は、容量素子Ｃ１の一方の電極、及び液晶素子３４０の一方の電極と接続されている。容量素子Ｃ１の他方の電極は、配線ＣＳＣＯＭと接続されている。液晶素子３４０の他方の電極が配線ＶＣＯＭ１と接続されている。
スイッチＳＷ２のゲートは、配線Ｇ１２と接続されている。スイッチＳＷ２のソース及びドレインのうち一方は、配線Ｓ２と接続され、他方は、容量素子Ｃ２の一方の電極、及びトランジスタＭのゲートと接続されている。容量素子Ｃ２の他方の電極は、トランジスタＭのソースまたはドレインの一方、及び配線ＡＮＯと接続されている。トランジスタＭのソースまたはドレインの他方は、発光素子３６０の一方の電極と接続されている。発光素子３６０の他方の電極は、配線ＶＣＯＭ２と接続されている。
図３６では、トランジスタＭが半導体を挟む２つのゲートを有し、これらが接続されている例を示している。これにより、トランジスタＭが流すことのできる電流を増大させることができる。
配線Ｇ１１には、スイッチＳＷ１を導通状態または非導通状態に制御する信号を与えることができる。配線ＶＣＯＭ１には、所定の電位を与えることができる。配線Ｓ１には、液晶素子３４０が有する液晶の配向状態を制御する信号を与えることができる。配線ＣＳＣＯＭには、所定の電位を与えることができる。
配線Ｇ１２には、スイッチＳＷ２を導通状態または非導通状態に制御する信号を与えることができる。配線ＶＣＯＭ２及び配線ＡＮＯには、発光素子３６０が発光する電位差が生じる電位をそれぞれ与えることができる。配線Ｓ２には、トランジスタＭの導通状態を制御する信号を与えることができる。
図３６に示す画素４１０は、例えば反射モードの表示を行う場合には、配線Ｇ１１及び配線Ｓ１に与える信号により駆動し、液晶素子３４０による光学変調を利用して表示することができる。また、透過モードで表示を行う場合には、配線Ｇ１２及び配線Ｓ２に与える信号により駆動し、発光素子３６０を発光させて表示することができる。また両方のモードで駆動する場合には、配線Ｇ１１、配線Ｇ１２、配線Ｓ１及び配線Ｓ２のそれぞれに与える信号により駆動することができる。
なお、図３６では一つの画素４１０に、一つの液晶素子３４０と一つの発光素子３６０とを有する例を示したが、これに限られない。図３７（Ａ）は、一つの画素４１０に一つの液晶素子３４０と４つの発光素子３６０（発光素子３６０ｒ、３６０ｇ、３６０ｂ、３６０ｗ）を有する例を示している。図３７（Ａ）に示す画素４１０は、図３６とは異なり、１つの画素で発光素子を用いたフルカラーの表示が可能である。
図３７（Ａ）では図３６の例に加えて、画素４１０に配線Ｇ１３及び配線Ｓ３が接続されている。
図３７（Ａ）に示す例では、例えば４つの発光素子３６０に、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、及び白色（Ｗ）を呈する発光素子を用いることができる。また液晶素子３４０として、白色を呈する反射型の液晶素子を用いることができる。これにより、反射モードの表示を行う場合には、反射率の高い白色の表示を行うことができる。また透過モードで表示を行う場合には、演色性の高い表示を低い電力で行うことができる。
図３７（Ｂ）に、図３７（Ａ）に対応した画素４１０の構成例を示す。画素４１０は、電極３１１が有する開口部と重なる発光素子３６０ｗと、電極３１１の周囲に配置された発光素子３６０ｒ、発光素子３６０ｇ、及び発光素子３６０ｂとを有する。発光素子３６０ｒ、発光素子３６０ｇ、及び発光素子３６０ｂは、発光面積がほぼ同等であることが好ましい。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、タッチセンサ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３８（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３８（Ａ）では、パルス電圧出力回路５５１、電流検出回路５５２を示している。なお図３８（Ａ）では、パルス電圧が与えられる電極５２１、電流の変化を検知する電極５２２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３８（Ａ）は、電極５２１及び電極５２２が重畳することで形成される容量５５３を図示している。なお、電極５２１と電極５２２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５５１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５５３を形成する電極５２１と電極５２２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５５３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５５２は、容量５５３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、パルス電圧出力回路５５１及び電流検出回路５５２の一方または両方を、図１等に示す基板３５１上または基板３６１上に形成してもよい。例えば、表示部３６２や回路３６４などと同時に形成すると、工程を簡略化できることに加え、タッチセンサの駆動に用いる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５５１及び電流検出回路５５２の一方または両方を、ＩＣ３７３に実装してもよい。
特に、基板３５１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５５１や電流検出回路５５２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。
図３８（Ｂ）には、図３８（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３８（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３８（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。
＜表示装置の駆動方法例＞
図３９（Ａ）は、表示装置の構成例を示すブロック図である。図３９（Ａ）ではゲート駆動回路ＧＤ（走査線駆動回路）、ソース駆動回路ＳＤ（信号線駆動回路）、複数の画素ｐｉｘを有する表示部を示している。なお図３９（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。
図３９（Ｂ）は、図３９（Ａ）で示す表示装置におけるゲート線及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３９（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３９（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ｐｉｘ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ｐｉｘ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など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。
＜表示部とタッチセンサの駆動方法の例＞
図４０（Ａ）乃至（Ｄ）は、一例として図３８（Ａ）、（Ｂ）で説明したタッチセンサと、図３９（Ａ）、（Ｂ）で説明した表示部を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４０（Ａ）では、表示部の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。
本発明の一態様の表示装置は、表示部の動作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を設けることができる。そのため図４０（Ａ）に示すように、表示部及びタッチセンサの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。また、タッチセンサと表示部のフレーム周波数を異ならせてもよい。例えば図４０（Ｂ）に示すように、表示部の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、表示部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。
また表示部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低減することができる。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。
また本発明の一態様の表示装置は、表示部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、表示部の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４０（Ｃ）に示すように、表示部の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。
なお、表示部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構成については、先に説明のＩＤＳ駆動モードを参照することができる。なお、ＩＤＳ駆動モードについては、表示部におけるデータ信号の書き換えを特定の領域だけ行う、部分ＩＤＳ駆動モードとしてもよい。部分ＩＤＳ駆動モードとは、表示部におけるデータ信号の書き換えを特定の領域だけ行い、それ以外の領域においては、前の期間に書き換えたデータ信号を保持する構成である。
また、本実施の形態に開示するタッチセンサの駆動方法によれば、図４０（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４０（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、表示部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部のデータ信号の書き換え動作を行うと、データ信号の書き換え時に生じる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、表示部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４１（Ａ）では、表示部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４１（Ｂ）では、表示部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、画素ｐｉｘに適用されるトランジスタに、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日以下などとすることができる。
図４１（Ｃ）では、５秒間に１度の頻度で表示部のデータ信号の書き換えを行う例を示している。図４１（Ｃ）では、表示部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、書き換え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４１（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、表示部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４１（Ｄ）に示すように、表示部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、表示部のデータ信号の書き換え動作を行わない休止期間では、表示部へのデータ信号の供給を停止するだけでなく、ゲート駆動回路ＧＤ及びソース駆動回路ＳＤの一方または双方の動作を停止してもよい。さらに、ゲート駆動回路ＧＤ及びソース駆動回路ＳＤの一方または双方への電力供給を停止してもよい。このようにすることで、ノイズをより低減し、タッチセンサの感度をさらに良好なものとすることができる。また、表示装置の消費電力をさらに低減することができる。
また、表示装置として、先に説明のハイブリッドディスプレイを用いる場合、上述のＩＤＳ駆動モード、または部分ＩＤＳ駆動モードと、上述のタッチセンサの駆動方法と、を組み合わせることができる。また、ハイブリッドディスプレイを用いる場合、複数の表示素子は、それぞれ独立してＩＤＳ駆動モードまたは部分ＩＤＳ駆動モードを行うことができる。ハイブリッドディスプレイを用いる場合、以下のような駆動方法を実現できる。
例えば、上記ハイブリッドディスプレイが反射型素子と、自発光素子とを有する場合、反射型素子にて白黒の画像を表示させる。その後、反射型素子をＩＤＳ駆動モードにし、ゲート駆動回路ＧＤ及びソース駆動回路ＳＤの一方または双方への電力供給を停止する。その後、タッチセンサのセンシングを行い、当該センシングが行われていない領域の反射型素子を部分ＩＤＳ駆動モードへと移行させる。その後、部分ＩＤＳ駆動モードが行われていない領域の自発光素子を発光させる。その後、当該自発光素子を駆動させている、ゲート駆動回路ＧＤ及びソース駆動回路ＳＤの一方または双方への電力供給を停止させて、自発光素子を部分ＩＤＳ駆動モードへと移行する。
上記のような駆動方法を行うことで、消費電力を低減させ、且つタッチセンサの検出感度が高められた優れた表示装置を実現することができる。
本発明の一態様の表示装置は、２つの基板で表示部とタッチセンサが挟持された構成を有する。よって、表示部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、表示部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。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、タッチセンサを有する表示装置を実現できる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様で開示されるトランジスタに用いることができる金属酸化物について説明する。以下では特に、金属酸化物とＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）の詳細について説明する。
ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。なお、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅを、トランジスタのチャネル形成領域に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子（またはホール）を流す機能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能である。導電性の機能と、絶縁性の機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅに付与することができる。ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。
また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、導電性領域、及び絶縁性領域を有する。導電性領域は、上述の導電性の機能を有し、絶縁性領域は、上述の絶縁性の機能を有する。また、材料中において、導電性領域と、絶縁性領域とは、ナノ粒子レベルで分離している場合がある。また、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ材料中に偏在する場合がある。また、導電性領域は、周辺がぼけてクラウド状に連結して観察される場合がある。
また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅにおいて、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下のサイズで材料中に分散している場合がある。
また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、異なるバンドギャップを有する成分により構成される。例えば、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、絶縁性領域に起因するワイドギャップを有する成分と、導電性領域に起因するナローギャップを有する成分と、により構成される。当該構成の場合、キャリアを流す際に、ナローギャップを有する成分において、主にキャリアが流れる。また、ナローギャップを有する成分が、ワイドギャップを有する成分に相補的に作用し、ナローギャップを有する成分に連動してワイドギャップを有する成分にもキャリアが流れる。このため、上記ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅをトランジスタのチャネル形成領域に用いる場合、トランジスタのオン状態において高い電流駆動力、つまり大きなオン電流、及び高い電界効果移動度を得ることができる。
すなわち、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、マトリックス複合材（ｍａｔｒｉｘ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）または金属マトリックス複合材（ｍｅｔａｌ ｍａｔｒｉｘ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と呼称することもできる。
ＣＡＣ−ＯＳは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、金属酸化物において、一つあるいはそれ以上の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状またはパッチ状ともいう。
なお、金属酸化物は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウム及び亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種または複数種が含まれていてもよい。
例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳ（ＣＡＣ−ＯＳの中でもＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を、特にＣＡＣ−ＩＧＺＯと呼称してもよい。）とは、インジウム酸化物（以下、ＩｎＯＸ１（Ｘ１は０よりも大きい実数）とする。）、またはインジウム亜鉛酸化物（以下、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２（Ｘ２、Ｙ２、及びＺ２は０よりも大きい実数）とする。）と、ガリウム酸化物（以下、ＧａＯＸ３（Ｘ３は０よりも大きい実数）とする。）、またはガリウム亜鉛酸化物（以下、ＧａＸ４ＺｎＹ４ＯＺ４（Ｘ４、Ｙ４、及びＺ４は０よりも大きい実数）とする。）などと、に材料が分離することでモザイク状となり、モザイク状のＩｎＯＸ１、またはＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２が、膜中に均一に分布した構成（以下、クラウド状ともいう。）である。
つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物である。なお、本明細書において、例えば、第１の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比が、第２の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比よりも大きいことを、第１の領域は、第２の領域と比較して、Ｉｎの濃度が高いとする。
なお、ＩＧＺＯは通称であり、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、及びＯによる１つの化合物をいう場合がある。代表例として、ＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ１（ｍ１は自然数）、またはＩｎ（１＋ｘ０）Ｇａ（１−ｘ０）Ｏ３（ＺｎＯ）ｍ０（−１≦ｘ０≦１、ｍ０は任意数）で表される結晶性の化合物が挙げられる。
上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、またはＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ ａｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌ）構造を有する。なお、ＣＡＡＣ構造とは、複数のＩＧＺＯのナノ結晶がｃ軸配向を有し、かつａ−ｂ面においては配向せずに連結した結晶構造である。
一方、ＣＡＣ−ＯＳは、金属酸化物の材料構成に関する。ＣＡＣ−ＯＳとは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、及びＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。従って、ＣＡＣ−ＯＳにおいて、結晶構造は副次的な要素である。
なお、ＣＡＣ−ＯＳは、組成の異なる二種類以上の膜の積層構造は含まないものとする。例えば、Ｉｎを主成分とする膜と、Ｇａを主成分とする膜との２層からなる構造は、含まない。
なお、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。
なお、ガリウムの代わりに、アルミニウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれている場合、ＣＡＣ−ＯＳは、一部に該金属元素を主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。
ＣＡＣ−ＯＳは、例えば基板を意図的に加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、ＣＡＣ−ＯＳをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス（代表的にはアルゴン）、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば酸素ガスの流量比を０％以上３０％未満、好ましくは０％以上１０％以下とすることが好ましい。
ＣＡＣ−ＯＳは、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）測定法のひとつであるＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法によるθ／２θスキャンを用いて測定したときに、明確なピークが観察されないという特徴を有する。すなわち、Ｘ線回折から、測定領域のａ−ｂ面方向、及びｃ軸方向の配向は見られないことが分かる。
またＣＡＣ−ＯＳは、プローブ径が１ｎｍの電子線（ナノビーム電子線ともいう。）を照射することで得られる電子線回折パターンにおいて、リング状に輝度の高い領域と、該リング領域に複数の輝点が観測される。従って、電子線回折パターンから、ＣＡＣ−ＯＳの結晶構造が、平面方向、及び断面方向において、配向性を有さないｎｃ（ｎａｎｏ−ｃｒｙｓｔａｌ）構造を有することがわかる。
また例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳでは、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて取得したＥＤＸマッピングにより、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域とが、偏在し、混合している構造を有することが確認できる。
ＣＡＣ−ＯＳは、金属元素が均一に分布したＩＧＺＯ化合物とは異なる構造であり、ＩＧＺＯ化合物と異なる性質を有する。つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、ＧａＯＸ３などが主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域と、に互いに相分離し、各元素を主成分とする領域がモザイク状である構造を有する。
ここで、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域は、ＧａＯＸ３などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、酸化物半導体としての導電性が発現する。従って、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域が、酸化物半導体中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度（μ）が実現できる。
一方、ＧａＯＸ３などが主成分である領域は、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、ＧａＯＸ３などが主成分である領域が、酸化物半導体中に分布することで、リーク電流を抑制し、良好なスイッチング動作を実現できる。
従って、ＣＡＣ−ＯＳを半導体素子に用いた場合、ＧａＯＸ３などに起因する絶縁性と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１に起因する導電性とが、相補的に作用することにより、高いオン電流（Ｉｏｎ）、及び高い電界効果移動度（μ）を実現することができる。
また、ＣＡＣ−ＯＳを用いた半導体素子は、信頼性が高い。従って、ＣＡＣ−ＯＳは、ディスプレイをはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について説明する。
本発明の一態様により、平面を有し、信頼性の高い電子機器を作製できる。また、本発明の一態様により、曲面を有し、信頼性の高い電子機器を作製できる。また、本発明の一態様により、可撓性を有し、信頼性の高い電子機器を作製できる。
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、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、本発明の一態様の表示装置は、外光の強さによらず、高い視認性を実現することができる。そのため、携帯型の電子機器、装着型の電子機器（ウェアラブル機器）、及び電子書籍端末などに好適に用いることができる。
図４２（Ａ）、（Ｂ）に示す携帯情報端末８００は、筐体８０１、筐体８０２、表示部８０３、及びヒンジ部８０５等を有する。
筐体８０１と筐体８０２は、ヒンジ部８０５で連結されている。携帯情報端末８００は、折り畳んだ状態（図４２（Ａ））から、図４２（Ｂ）に示すように展開させることができる。これにより、持ち運ぶ際には可搬性に優れ、使用するときには大きな表示領域により、視認性に優れる。
携帯情報端末８００には、ヒンジ部８０５により連結された筐体８０１と筐体８０２に亘って、フレキシブルな表示部８０３が設けられている。
本発明の一態様を用いて作製された表示装置を、表示部８０３に用いることができる。これにより、高い歩留まりで携帯情報端末を作製することができる。
表示部８０３は、文書情報、静止画像、及び動画像等のうち少なくとも一つを表示することができる。表示部に文書情報を表示させる場合、携帯情報端末８００を電子書籍端末として用いることができる。
携帯情報端末８００を展開すると、表示部８０３が大きく湾曲した形態で保持される。例えば、曲率半径１ｍｍ以上５０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以上３０ｍｍ以下に湾曲した部分を含んで、表示部８０３が保持される。表示部８０３の一部は、筐体８０１から筐体８０２にかけて、連続的に画素が配置され、曲面状の表示を行うことができる。
表示部８０３は、タッチパネルとして機能し、指やスタイラスなどにより操作することができる。
表示部８０３は、一つのフレキシブルディスプレイで構成されていることが好ましい。これにより、筐体８０１と筐体８０２の間で途切れることのない連続した表示を行うことができる。なお、筐体８０１と筐体８０２のそれぞれに、ディスプレイが設けられる構成としてもよい。
ヒンジ部８０５は、携帯情報端末８００を展開したときに、筐体８０１と筐体８０２との角度が所定の角度よりも大きい角度にならないように、ロック機構を有することが好ましい。例えば、ロックがかかる（それ以上に開かない）角度は、９０度以上１８０度未満であることが好ましく、代表的には、９０度、１２０度、１３５度、１５０度、または１７５度などとすることができる。これにより、携帯情報端末８００の利便性、安全性、及び信頼性を高めることができる。
ヒンジ部８０５がロック機構を有すると、表示部８０３に無理な力がかかることなく、表示部８０３が破損することを防ぐことができる。そのため、信頼性の高い携帯情報端末を実現できる。
筐体８０１及び筐体８０２は、電源ボタン、操作ボタン、外部接続ポート、スピーカ、マイク等を有していてもよい。
筐体８０１または筐体８０２のいずれか一方には、無線通信モジュールが設けられ、インターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｗｉ−Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ：登録商標）などのコンピュータネットワークを介して、データを送受信することが可能である。
図４２（Ｃ）に示す携帯情報端末８１０は、筐体８１１、表示部８１２、操作ボタン８１３、外部接続ポート８１４、スピーカ８１５、マイク８１６、カメラ８１７等を有する。
本発明の一態様を用いて作製された表示装置を、表示部８１２に用いることができる。これにより、高い歩留まりで携帯情報端末を作製することができる。
携帯情報端末８１０は、表示部８１２にタッチセンサを備える。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、指やスタイラスなどで表示部８１２に触れることで行うことができる。
また、操作ボタン８１３の操作により、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や、表示部８１２に表示される画像の種類の切り替えを行うことができる。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。
また、携帯情報端末８１０の内部に、ジャイロセンサまたは加速度センサ等の検出装置を設けることで、携帯情報端末８１０の向き（縦か横か）を判断して、表示部８１２の画面表示の向きを自動的に切り替えることができる。また、画面表示の向きの切り替えは、表示部８１２に触れること、操作ボタン８１３の操作、またはマイク８１６を用いた音声入力等により行うこともできる。
携帯情報端末８１０は、例えば、電話機、手帳または情報閲覧装置等から選ばれた一つまた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用いることができる。携帯情報端末８１０は、例えば、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、動画再生、インターネット通信、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。
図４２（Ｄ）に示すカメラ８２０は、筐体８２１、表示部８２２、操作ボタン８２３、シャッターボタン８２４等を有する。またカメラ８２０には、着脱可能なレンズ８２６が取り付けられている。
本発明の一態様を用いて作製された表示装置を、表示部８２２に用いることができる。これにより、高い歩留まりでカメラを作製することができる。
ここではカメラ８２０を、レンズ８２６を筐体８２１から取り外して交換することが可能な構成としたが、レンズ８２６と筐体８２１とが一体となっていてもよい。
カメラ８２０は、シャッターボタン８２４を押すことにより、静止画または動画を撮像することができる。また、表示部８２２はタッチパネルとしての機能を有し、表示部８２２をタッチすることにより撮像することも可能である。
なお、カメラ８２０は、ストロボ装置や、ビューファインダーなどを別途装着することができる。または、これらが筐体８２１に組み込まれていてもよい。
図４３（Ａ）〜（Ｅ）は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐体９０００、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチまたは操作スイッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９００８等を有する。
本発明の一態様を用いて作製された表示装置を、表示部９００１に好適に用いることができる。これにより、高い歩留まりで電子機器を作製することができる。
図４３（Ａ）〜（Ｅ）に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信または受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図４３（Ａ）〜（Ｅ）に示す電子機器が有する機能はこれらに限定されず、その他の機能を有していてもよい。
図４３（Ａ）は腕時計型の携帯情報端末９２００を、図４３（Ｂ）は腕時計型の携帯情報端末９２０１を、それぞれ示す斜視図である。
図４３（Ａ）に示す携帯情報端末９２００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。また、表示部９００１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、携帯情報端末９２００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９２００は、接続端子９００６を有し、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。また接続端子９００６を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は接続端子９００６を介さずに無線給電により行ってもよい。
図４３（Ｂ）に示す携帯情報端末９２０１は、図４３（Ａ）に示す携帯情報端末と異なり、表示部９００１の表示面が湾曲していない。また、携帯情報端末９２０１の表示部の外形が非矩形状（図４３（Ｂ）においては円形状）である。
図４３（Ｃ）〜（Ｅ）は、折り畳み可能な携帯情報端末９２０２を示す斜視図である。なお、図４３（Ｃ）が携帯情報端末９２０２を展開した状態の斜視図であり、図４３（Ｄ）が携帯情報端末９２０２を展開した状態または折り畳んだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の斜視図であり、図４３（Ｅ）が携帯情報端末９２０２を折り畳んだ状態の斜視図である。
携帯情報端末９２０２は、折り畳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。携帯情報端末９２０２が有する表示部９００１は、ヒンジ９０５５によって連結された３つの筐体９０００に支持されている。ヒンジ９０５５を介して２つの筐体９０００間を屈曲させることにより、携帯情報端末９２０２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。例えば、携帯情報端末９２０２は、曲率半径１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲げることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
１４ 作製基板
１９ 金属層
２０ 金属酸化物層
２３ 樹脂層
２４ 第１の層
３１ 絶縁層
４０ 画素アレイ
４５ 画素ユニット
４６ 画素
４６Ｂ 表示素子
４６Ｇ 表示素子
４６Ｒ 表示素子
４７ 画素
４７Ｂ 表示素子
４７Ｇ 表示素子
４７Ｒ 表示素子
５４ 光
５５ レーザ光
５６ 積層体
５６ａ 被剥離体
５６ｂ 支持体
５７ａ 第１の層
５７ｂ 第２の層
５８ 作製基板
９０ａ 金属酸化物層
９０ｂ 金属酸化物層
９１ 絶縁層
９１ａ 絶縁層
９１ｂ 絶縁層
９３ａ 樹脂層
９３ｂ 樹脂層
９４ａ 作製基板
９４ｂ 作製基板
９７ 接着層
１００ 表示装置
１１２ 液晶層
１１３ 電極
１１３ａ 電極
１１７ 絶縁層
１２１ 絶縁層
１３１ 着色層
１３２ 遮光層
１３３ａ 配向膜
１３３ｂ 配向膜
１３４ 着色層
１３５ 偏光板
１３６ 光拡散層
１４１ 接着層
１４２ 接着層
１７０ 発光素子
１８０ 液晶素子
１９１ 電極
１９２ ＥＬ層
１９３ 電極
１９４ 絶縁層
２０１ トランジスタ
２０３ トランジスタ
２０４ 接続部
２０５ トランジスタ
２０６ トランジスタ
２０７ 接続部
２１１ 絶縁層
２１１ａ 絶縁層
２１１ｂ 絶縁層
２１２ 絶縁層
２１３ 絶縁層
２１４ 絶縁層
２２０ 絶縁層
２２１ａ 導電層
２２１ｂ 導電層
２２２ａ 導電層
２２２ｂ 導電層
２２３ 導電層
２３１ 半導体層
２４２ 接続層
２４２ａ 接続層
２４２ｂ 接続層
２４３ 接続体
２５２ 接続部
２５３ 接続部
３００Ａ 表示装置
３００Ｂ 表示装置
３００Ｃ 表示装置
３００Ｄ 表示装置
３００Ｅ 表示装置
３００Ｆ 表示装置
３００Ｇ 表示装置
３１１ 電極
３１１ａ 電極
３１１ｂ 電極
３１１ｃ 電極
３１１ｄ 電極
３１１ｅ 電極
３１１ｆ 電極
３１１ｇ 電極
３１１ｈ 電極
３３１ 導電層
３３２ 絶縁層
３３３ 導電層
３３４ 導電層
３３５ 絶縁層
３３６ 導電層
３４０ 液晶素子
３５１ 基板
３６０ 発光素子
３６０ｂ 発光素子
３６０ｇ 発光素子
３６０ｒ 発光素子
３６０ｗ 発光素子
３６１ 基板
３６２ 表示部
３６４ 回路
３６５ 配線
３７２ ＦＰＣ
３７２ａ ＦＰＣ
３７２ｂ ＦＰＣ
３７３ ＩＣ
３９０ 基板
３９２ 接着層
３９６ 反射防止部材
４００ 表示装置
４１０ 画素
４５１ 開口
５０１ 表示素子
５０２ 表示素子
５０６ 画素回路
５０７ 画素回路
５２１ 電極
５２２ 電極
５５１ パルス電圧出力回路
５５２ 電流検出回路
５５３ 容量
６１０ レーザ照射ユニット
６１０ａ レーザ光
６１０ｂ レーザ光
６１０ｃ レーザ光
６１０ｄ レーザ光
６１０ｅ 線状ビーム
６３５ 光学系
６４０ 加工領域
６４４ 搬送ローラ
６５０ ミラー
６６０ エキシマレーザ装置
６８０ レンズ
８００ 携帯情報端末
８０１ 筐体
８０２ 筐体
８０３ 表示部
８０５ ヒンジ部
８１０ 携帯情報端末
８１１ 筐体
８１２ 表示部
８１３ 操作ボタン
８１４ 外部接続ポート
８１５ スピーカ
８１６ マイク
８１７ カメラ
８２０ カメラ
８２１ 筐体
８２２ 表示部
８２３ 操作ボタン
８２４ シャッターボタン
８２６ レンズ
９０００ 筐体
９００１ 表示部
９００３ スピーカ
９００５ 操作キー
９００６ 接続端子
９００７ センサ
９００８ マイクロフォン
９０５５ ヒンジ
９２００ 携帯情報端末
９２０１ 携帯情報端末
９２０２ 携帯情報端末

Claims (19)

  1. 第１の基板と第２の基板の間に、可視光を反射する機能を有する第１の画素電極を有する第１の表示素子と、可視光を発する機能を有する第２の表示素子と、を有する表示装置の作製方法であり、
    前記第１の基板上に、可視光を透過する機能を有する第１の共通電極を形成する工程と、
    作製基板上に、第１の層を形成する工程と、
    前記第１の層上に、第２の層を形成する工程と、
    前記第２の層上に、第２の画素電極を形成する工程と、
    前記第２の画素電極上に、絶縁層を形成する工程と、
    前記絶縁層上に、前記第１の画素電極を形成する工程と、
    前記第１の共通電極と前記第１の画素電極との間に液晶層を配置した状態で、前記第１の基板と前記作製基板とを貼り合わせることで、前記第１の表示素子を形成する工程と、
    光を照射することで、前記第１の層と前記第２の層とを分離する工程と、
    前記第２の画素電極と重ねて発光層及び第２の共通電極を形成することで、前記第２の表示素子を形成する工程と、
    前記第２の基板を用いて、前記第２の表示素子を封止する工程と、を有する、表示装置の作製方法。
  2. 請求項１において、
    前記第１の共通電極を形成する工程の前に、前記第１の基板上に機能層を形成する工程を有し、
    前記機能層は、検知素子及び着色層のうち一方または双方を有するように形成される、表示装置の作製方法。
  3. 請求項１または２において、
    前記第１の層と前記第２の層とを分離する工程の後に、前記第２の層を除去する工程を有し、
    前記第２の層が除去されることで、前記第２の画素電極が露出する、表示装置の作製方法。
  4. 請求項３において、
    前記第２の層を除去する工程では、アッシングが行われる、表示装置の作製方法。
  5. 請求項１乃至４のいずれか一において、
    前記第２の層は、開口を有するように形成され、
    前記開口を覆うように、前記第２の画素電極が形成され、
    前記第１の層と前記第２の層とが分離することで、前記第２の画素電極が露出する、表示装置の作製方法。
  6. 第１の基板と第２の基板の間に、可視光を反射する機能を有する第１の画素電極を有する第１の表示素子と、可視光を発する機能を有する第２の表示素子と、を有する表示装置の作製方法であり、
    第１の作製基板上に、第１の剥離層を形成する工程と、
    前記第１の剥離層上に、可視光を透過する機能を有する第１の共通電極を形成する工程と、
    第２の作製基板上に、第２の剥離層を形成する工程と、
    前記第２の剥離層上に、第２の画素電極を形成する工程と、
    前記第２の画素電極上に、絶縁層を形成する工程と、
    前記絶縁層上に、前記第１の画素電極を形成する工程と、
    前記第１の共通電極と前記第１の画素電極との間に液晶層を配置した状態で、前記第１の作製基板と前記第２の作製基板とを貼り合わせることで、前記第１の表示素子を形成する工程と、
    前記第２の剥離層を用いて、前記第１の作製基板と前記第２の作製基板とを分離する工程と、
    前記第２の画素電極上と重ねて発光層及び第２の共通電極を形成することで、前記第２の表示素子を形成する工程と、
    前記第２の基板を用いて、前記第２の表示素子を封止する工程と、
    前記第１の剥離層を用いて、前記第１の作製基板と前記第２の基板とを分離する工程と、
    前記第１の基板と前記第２の基板との間に前記第１の表示素子を配置した状態で、前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせる工程と、を有し、
    前記第１の剥離層及び前記第２の剥離層のうち一方または双方は、第１の層と、前記第１の層上の第２の層を有するように形成され、
    前記第１の作製基板と前記第２の作製基板とを分離する工程、及び、前記第１の作製基板と前記第２の基板とを分離する工程のうち一方または双方では、光が照射されることで、前記第１の層と前記第２の層とが分離する、表示装置の作製方法。
  7. 請求項６において、
    前記第１の共通電極を形成する工程の前に、前記第１の剥離層上に第１の機能層を形成する工程を有し、
    前記第１の機能層は、検知素子及び着色層のうち一方または双方を有するように形成される、表示装置の作製方法。
  8. 請求項６または７において、
    前記第１の基板は、第２の機能層が設けられている面を有し、
    前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせる工程は、前記第１の基板と前記第２の基板との間に前記第２の機能層を配置した状態で行われ、
    前記第２の機能層は、光拡散層及び前記偏光板のうち一方または双方を有するように形成される、表示装置の作製方法。
  9. 請求項６において、
    第３の作製基板上に、第３の剥離層を形成する工程と、
    前記第３の剥離層上に、機能層を形成する工程と、を有し、さらに、
    前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせる工程の前に、前記第３の作製基板と前記第１の基板との間に前記第３の剥離層を配置した状態で、前記第３の作製基板と前記第１の基板とを貼り合わせる工程と、前記第３の剥離層を用いて、前記第３の作製基板と前記第１の基板とを分離する工程と、を有し、
    前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせる工程は、前記第１の基板と前記第２の基板との間に前記機能層を配置した状態で行われ、
    前記機能層は、検知素子、光拡散層、及び偏光板のうち一つまたは複数を有するように形成される、表示装置の作製方法。
  10. 請求項６乃至９のいずれか一において、
    前記第１の基板に、厚さ０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ未満のガラス基板を用いる、表示装置の作製方法。
  11. 請求項６乃至１０のいずれか一において、
    前記第１の基板に、厚さ１μｍ以上２００μｍ以下の樹脂基板を用いる、表示装置の作製方法。
  12. 請求項１乃至１１のいずれか一において、
    前記第１の基板の、前記第２の基板側の面とは逆側の面に、反射防止部材が設けられる、表示装置の作製方法。
  13. 請求項１２において、
    前記反射防止部材は、凸部を有するように設けられる、表示装置の作製方法。
  14. 請求項１乃至１３のいずれか一において、
    前記液晶層は、二色性色素を有するように設けられる、表示装置の作製方法。
  15. 請求項１乃至１４のいずれか一において、
    前記第１の画素電極を形成する工程の前に、前記絶縁層上に、チャネル形成領域に金属酸化物を有するトランジスタを形成する工程を有する、表示装置の作製方法。
  16. 請求項１乃至１５のいずれか一において、
    前記第２の層は、厚さが０．１μｍ以上５μｍ以下の領域を有するように形成される、表示装置の作製方法。
  17. 請求項１乃至１６のいずれか一において、
    前記光として、レーザ光を用い、
    前記レーザ光が、前記第１の層と前記第２の層との界面またはその近傍に照射されることにより、前記第１の層と前記第２の層とが分離する、表示装置の作製方法。
  18. 請求項１乃至１７のいずれか一において、
    前記第１の層は、チタン及び酸化チタンのうち一方または双方を有するように形成される、表示装置の作製方法。
  19. 請求項１乃至１８のいずれか一において、
    前記第２の層は、構造式（１００）で表される化合物の残基を有するように形成される、表示装置の作製方法。
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