JP2022088412A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示品位が良好な表示装置を提供する。【解決手段】複数の画素を有する表示装置において、隣接する画素電極を異なる絶縁層上に設ける。これにより、平面図で見た場合に、デザインルールの制約を受けることなく隣接する画素電極同士を近づけることができる。隣接する画素の開口部（発光領域）を近づけることができるため粒状感が改善される。隣接する画素電極の段差を利用することにより、隣接する画素にまたがる領域のＥＬ層を高抵抗化して、クロストークを抑制する。【選択図】図１

Description

本明細書等で開示する発明の一態様は、物、方法、または、製造方法に関する。または、
本明細書等で開示する発明の一態様は、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。特に、表示装置および表示装置の作
製方法に関する。
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。表示装置（液晶表示装置、発光表示装置など）、投影装置、照明装置、電気
光学装置、蓄電装置、記憶装置、半導体回路、撮像装置および電子機器などは、半導体装
置と言える場合がある。もしくは、これらは半導体装置を有すると言える場合がある。
各画素に表示素子を駆動するためのトランジスタを有するアクティブマトリクス型の表示
装置が知られている。例えば、表示素子として液晶素子を用いたアクティブマトリクス型
の液晶表示装置や、表示素子として有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃ
ｅ）素子などの発光素子を用いたアクティブマトリクス型の発光表示装置などが知られて
いる。これらのアクティブマトリクス型の表示装置は、単純マトリクス型の表示装置に比
べて画面の大型化や高精細化が容易であり、消費電力の低減などの面で有利である。
特許文献１には、表示素子として有機ＥＬ素子が用いられた発光表示装置が開示されてい
る。
特開２０１４－１９７５２２号公報
近年、表示装置に対して、高精細化および高開口率化の要求が高まっている。また、表示
装置には、高い信頼性と、生産コストの低減とが求められている。
本発明の一態様は、視認性が良好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
一とする。または、表示品位が良好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。または、消費電力の少ない表示装置または電子機器などを提供することを
課題の一とする。または、生産性の良好な表示装置または電子機器などを提供することを
課題の一とする。または、信頼性が良好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。または、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。なお、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。なお、これら以外の課題
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、これら以外の課題を抽出することが可能である。
複数の画素を有する表示装置において、隣接する画素電極を異なる絶縁層上に設ける。こ
れにより、平面図で見た場合に、デザインルールの制約を受けることなく隣接する画素電
極同士を近づけることができる。隣接する画素の開口部（発光領域）を近づけることがで
きるため粒状感が改善される。隣接する画素電極の段差を利用することにより、隣接する
画素にまたがる領域のＥＬ層を高抵抗化して、クロストークを抑制する。
本発明の一態様は、第１電極と、第２電極と、第３電極と、第１絶縁層と、第２絶縁層と
、第３絶縁層と、有機層と、を有する表示装置であって、第１絶縁層は、第２絶縁層に覆
われる領域を有し、第１電極は、第１絶縁層上に設けられ、第２電極は、第２絶縁層上に
設けられ、第２絶縁層は、第１電極の端部を覆う領域を有し、第３絶縁層は、第１電極の
一部と接する領域と、第２電極の端部を覆う領域と、を有し、有機層は、第１電極と重な
る第１領域と、第２電極と重なる第２領域と、を有し、第３電極は、第１領域を介して第
１電極と重なる領域と、第２領域を介して第２電極と重なる領域と、を有し、有機層は、
可視光を発光する機能を有することを特徴とする表示装置である。
本発明の一態様は、第１トランジスタと、第２トランジスタと、第１電極と、第２電極と
、第３電極と、第１絶縁層と、第２絶縁層と、第３絶縁層と、有機層と、を有する表示装
置であって、第１トランジスタおよび第２トランジスタは、第１絶縁層に覆われ、第１絶
縁層は、第２絶縁層に覆われる領域を有し、第１電極は、第１絶縁層上に設けられ、第２
電極は、第２絶縁層上に設けられ、第２絶縁層は、第１電極の端部を覆う領域を有し、第
３絶縁層は、第１電極の一部と接する領域と、第２電極の端部を覆う領域と、を有し、有
機層は、第１電極と重なる第１領域と、第２電極と重なる第２領域と、を有し、第３電極
は、第１領域を介して第１電極と重なる領域と、第２領域を介して第２電極と重なる領域
と、第３絶縁層と重なる領域と、を有し、第１電極は第１トランジスタと電気的に接続さ
れ、第２電極は第２トランジスタと電気的に接続され、有機層は、可視光を発光する機能
を有することを特徴とする表示装置である。
第１トランジスタおよび第２トランジスタは、チャネルが形成される半導体層に酸化物半
導体が含まれるトランジスタであることが好ましい。有機層は、発光物質を含む層である
ことが好ましい。
また、本発明の一態様の表示装置は、可視光の色相を変化させる機能を有する着色層を有
することが好ましい。例えば、第１領域と互いに重なる領域に第１着色層を設けることが
好ましい。第２領域と互いに重なる領域に第２着色層を設けることが好ましい。
本発明の一態様によれば、視認性が良好な表示装置または電子機器などを提供できる。ま
たは、表示品位が良好な表示装置または電子機器などを提供できる。または、消費電力の
少ない表示装置または電子機器などを提供できる。または、生産性の良好な表示装置また
は電子機器などを提供できる。または、信頼性が良好な表示装置または電子機器などを提
供できる。または、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。なお、本発明の一
態様は、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。
表示装置を説明する図。 表示装置を説明する図。 表示装置を説明する図。 表示装置を説明する図。 表示装置を説明する図。 表示装置を説明する図。 表示装置を説明する図。 表示装置を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 多階調マスクの一例を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 表示装置を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 表示装置を説明する図。 表示装置を説明する図。 表示装置を説明する図。 表示装置の構成例を説明する図。 画素の回路構成例を説明する図。 発光素子の構成例を説明する図。 動作モードを説明する、回路図及びタイミングチャート。 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。 表示装置に用いるトランジスタの一例を示す上面図及び断面図。 表示装置に用いるトランジスタの一例を示す上面図及び断面図。 表示装置に用いるトランジスタの一例を示す上面図及び断面図。 電子機器の一例を示す図。 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、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に変
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場合がある。
また、図面などにおいて示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、発明の理解を容易と
するため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示す
る発明は、必ずしも、図面などに開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。例
えば、実際の製造工程において、エッチングなどの処理により層やレジストマスクなどが
意図せずに目減りすることがあるが、発明の理解を容易とするため、省略して示すことが
ある。
また、特に上面図（「平面図」ともいう。）や斜視図などにおいて、発明の理解を容易と
するため、一部の構成要素の記載を省略する場合がある。また、一部の隠れ線などの記載
を省略する場合がある。
本明細書等において、「第１」、「第２」などの序数詞は、構成要素の混同を避けるため
に付すものであり、工程順または積層順など、なんらかの順番や順位を示すものではない
。また、本明細書等において序数詞が付されていない用語であっても、構成要素の混同を
避けるため、特許請求の範囲において序数詞が付される場合がある。また、本明細書等に
おいて付された序数詞と、特許請求の範囲において付された序数詞が異なる場合がある。
また、本明細書等において序数詞が付されている用語であっても、特許請求の範囲などに
おいて序数詞を省略する場合がある。
また、本明細書等において「電極」や「配線」の用語は、これらの構成要素を機能的に限
定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、
その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「配
線」が一体となって設けられている場合なども含む。
なお、チャネル長とは、例えば、トランジスタの上面図において、半導体（またはトラン
ジスタがオン状態のときに半導体の中で電流の流れる部分）とゲート電極とが互いに重な
る領域、またはチャネルが形成される領域における、ソース（ソース領域またはソース電
極）とドレイン（ドレイン領域またはドレイン電極）との間の距離をいう。なお、一つの
トランジスタにおいて、チャネル長が全ての領域で同じ値をとるとは限らない。即ち、一
つのトランジスタのチャネル長は、一つの値に定まらない場合がある。そのため、本明細
書では、チャネル長は、チャネルの形成される領域における、いずれか一の値、最大値、
最小値または平均値とする。
チャネル幅とは、例えば、半導体（またはトランジスタがオン状態のときに半導体の中で
電流の流れる部分）とゲート電極とが互いに重なる領域、またはチャネルが形成される領
域における、ソースとドレインとが向かい合っている部分の長さをいう。なお、一つのト
ランジスタにおいて、チャネル幅がすべての領域で同じ値をとるとは限らない。即ち、一
つのトランジスタのチャネル幅は、一つの値に定まらない場合がある。そのため、本明細
書では、チャネル幅は、チャネルの形成される領域における、いずれか一の値、最大値、
最小値または平均値とする。
なお、トランジスタの構造によっては、実際にチャネルの形成される領域におけるチャネ
ル幅（以下、「実効的なチャネル幅」ともいう。）と、トランジスタの上面図において示
されるチャネル幅（以下、「見かけ上のチャネル幅」ともいう。）と、が異なる場合があ
る。例えば、ゲート電極が半導体層の側面を覆う場合、実効的なチャネル幅が、見かけ上
のチャネル幅よりも大きくなり、その影響が無視できなくなる場合がある。例えば、微細
かつゲート電極が半導体の側面を覆うトランジスタでは、半導体の側面に形成されるチャ
ネル形成領域の割合が大きくなる場合がある。その場合は、見かけ上のチャネル幅よりも
、実効的なチャネル幅の方が大きくなる。
このような場合、実効的なチャネル幅の、実測による見積もりが困難となる場合がある。
例えば、設計値から実効的なチャネル幅を見積もるためには、半導体の形状が既知という
仮定が必要である。したがって、半導体の形状が正確にわからない場合には、実効的なチ
ャネル幅を正確に測定することは困難である。
そこで、本明細書では、見かけ上のチャネル幅を、「囲い込みチャネル幅（ＳＣＷ：Ｓｕ
ｒｒｏｕｎｄｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｗｉｄｔｈ）」と呼ぶ場合がある。また、本明細書
では、単にチャネル幅と記載した場合には、囲い込みチャネル幅または見かけ上のチャネ
ル幅を指す場合がある。または、本明細書では、単にチャネル幅と記載した場合には、実
効的なチャネル幅を指す場合がある。なお、チャネル長、チャネル幅、実効的なチャネル
幅、見かけ上のチャネル幅、囲い込みチャネル幅などは、断面ＴＥＭ像などを解析するこ
となどによって、値を決定することができる。
なお、トランジスタの電界効果移動度や、チャネル幅当たりの電流値などを計算して求め
る場合、囲い込みチャネル幅を用いて計算する場合がある。その場合には、実効的なチャ
ネル幅を用いて計算する場合とは異なる値をとる場合がある。
また、本明細書等において、フォトリソグラフィ法によりレジストマスクを形成し、その
後にエッチング工程（除去工程）を行う場合は、特段の説明がない限り、当該レジストマ
スクは、エッチング工程終了後に除去するものとする。
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な場合がある。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な場合がある。
また、本明細書等において、トランジスタとは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む
少なくとも三つの端子を有する素子である。そして、ドレイン（ドレイン端子、ドレイン
領域またはドレイン電極）とソース（ソース端子、ソース領域またはソース電極）の間に
チャネル形成領域を有しており、チャネル形成領域を介してソースとドレインとの間に電
流を流すことができるものである。なお、本明細書等において、チャネル形成領域とは、
電流が主として流れる領域をいう。
また、本明細書等に示すトランジスタは、特に断りがない場合、エンハンスメント型（ノ
ーマリーオフ型）の電界効果トランジスタとする。また、本明細書等に示すトランジスタ
は、特に断りがない場合、ｎチャネル型のトランジスタとする。よって、そのしきい値電
圧（「Ｖｔｈ」ともいう。）は、特に断りがない場合、０Ｖよりも大きいものとする。
なお、本明細書等において、バックゲートを有するトランジスタのＶｔｈとは、特に断り
がない場合、バックゲートの電位をソースまたはゲートと同電位としたときのＶｔｈをい
う。
また、本明細書等において、特に断りがない場合、オフ電流とは、トランジスタがオフ状
態（非導通状態、遮断状態、ともいう）にあるときのドレイン電流をいう。オフ状態とは
、特に断りがない場合、ｎチャネル型トランジスタでは、ソースを基準とした時のゲート
とソースの間の電位差（以下、「Ｖｇ」ともいう。）がしきい値電圧Ｖｔｈよりも低い状
態、ｐチャネル型トランジスタでは、ゲートとソースの間の電圧Ｖｇがしきい値電圧Ｖｔ
ｈよりも高い状態をいう。例えば、ｎチャネル型のトランジスタのオフ電流とは、Ｖｇが
しきい値電圧Ｖｔｈよりも低いときのドレイン電流を言う場合がある。
トランジスタのオフ電流は、Ｖｇに依存する場合がある。従って、トランジスタのオフ電
流がＩ以下である、とは、トランジスタのオフ電流がＩ以下となるＶｇの値が存在するこ
とを言う場合がある。トランジスタのオフ電流は、所定のＶｇにおけるオフ状態、所定の
範囲内のＶｇにおけるオフ状態、または、十分に低減されたオフ電流が得られるＶｇにお
けるオフ状態、等におけるオフ電流を指す場合がある。
一例として、Ｖｔｈが０．５Ｖであり、Ｖｇが０．５Ｖにおけるドレイン電流が１×１０
－９Ａであり、Ｖｇが０．１Ｖにおけるドレイン電流が１×１０－１３Ａであり、Ｖｇが
－０．５Ｖにおけるドレイン電流が１×１０－１９Ａであり、Ｖｇが－０．８Ｖにおける
ドレイン電流が１×１０－２２Ａであるようなｎチャネル型トランジスタを想定する。当
該トランジスタのドレイン電流は、Ｖｇが－０．５Ｖにおいて、または、Ｖｇが－０．５
Ｖ乃至－０．８Ｖの範囲において、１×１０－１９Ａ以下であるから、当該トランジスタ
のオフ電流は１×１０－１９Ａ以下である、と言う場合がある。当該トランジスタのドレ
イン電流が１×１０－２２Ａ以下となるＶｇが存在するため、当該トランジスタのオフ電
流は１×１０－２２Ａ以下である、と言う場合がある。
トランジスタのオフ電流は、温度に依存する場合がある。本明細書において、オフ電流は
、特に記載がない場合、室温（ＲＴ：Ｒｏｏｍ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）、６０℃、８
５℃、９５℃、または１２５℃におけるオフ電流を表す場合がある。または、当該トラン
ジスタが含まれる半導体装置等の信頼性が保証される温度、または、当該トランジスタが
含まれる半導体装置等が使用される温度（例えば、５℃以上３５℃以下の温度）における
オフ電流、を表す場合がある。トランジスタのオフ電流がＩ以下である、とは、ＲＴ、６
０℃、８５℃、９５℃、１２５℃、当該トランジスタが含まれる半導体装置の信頼性が保
証される温度、または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等が使用される温度（例
えば、５℃以上３５℃以下の温度）、におけるトランジスタのオフ電流がＩ以下となるＶ
ｇの値が存在することを指す場合がある。
トランジスタのオフ電流は、ソースを基準とした時のドレインとソースの間の電圧（以下
、「Ｖｄ」ともいう。）に依存する場合がある。本明細書において、オフ電流は、特に記
載がない場合、Ｖｄが０．１Ｖ、０．８Ｖ、１Ｖ、１．２Ｖ、１．８Ｖ、２．５Ｖ、３Ｖ
、３．３Ｖ、１０Ｖ、１２Ｖ、１６Ｖ、または２０Ｖにおけるオフ電流を表す場合がある
。または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等の信頼性が保証されるＶｄ、または
、当該トランジスタが含まれる半導体装置等において使用されるＶｄにおけるオフ電流、
を表す場合がある。トランジスタのオフ電流がＩ以下である、とは、Ｖｄが０．１Ｖ、０
．８Ｖ、１Ｖ、１．２Ｖ、１．８Ｖ、２．５Ｖ、３Ｖ、３．３Ｖ、１０Ｖ、１２Ｖ、１６
Ｖ、２０Ｖ、当該トランジスタが含まれる半導体装置の信頼性が保証されるＶｄ、または
、当該トランジスタが含まれる半導体装置等において使用されるＶｄ、におけるトランジ
スタのオフ電流がＩ以下となるＶｇの値が存在することを指す場合がある。
上記オフ電流の説明において、ドレインをソースと読み替えてもよい。つまり、オフ電流
は、トランジスタがオフ状態にあるときのソースを流れる電流を言う場合もある。
また、本明細書等では、オフ電流と同じ意味で、リーク電流と記載する場合がある。また
、本明細書等において、オフ電流とは、例えば、トランジスタがオフ状態にあるときに、
ソースとドレインとの間に流れる電流を指す場合がある。
なお、本明細書等において「上」や「下」の用語は、構成要素の位置関係が直上または直
下で、かつ、直接接していることを限定するものではない。例えば、「絶縁層Ａ上の電極
Ｂ」の表現であれば、絶縁層Ａの上に電極Ｂが直接接して設けられている必要はなく、絶
縁層Ａと電極Ｂとの間に他の構成要素を含むものを除外しない。
また、本明細書等において、「平行」とは、明示されている場合を除き、二つの直線が－
１０°以上１０°以下の角度で配置されている状態をいう。従って、－５°以上５°以下
の場合も含まれる。また、「略平行」とは、明示されている場合を除き、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」および「直交
」とは、明示されている場合を除き、二つの直線が８０°以上１００°以下の角度で配置
されている状態をいう。従って、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。また、「略垂
直」とは、明示されている場合を除き、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。
なお、本明細書等において、計数値および計量値に関して「同一」、「同じ」、「等しい
」または「均一」（これらの同意語を含む）などと言う場合は、明示されている場合を除
き、プラスマイナス２０％の誤差を含むものとする。
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、トランジスタの活性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、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）、略してＯＳと呼ぶこと
ができる。また、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 ｏｘｉ
ｄｅ）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（ｍｅｔ
ａｌ ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）と呼称してもよい。
また、本明細書等において、ＣＡＡＣ（ｃ－ａｘｉｓ ａｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌ
）、及びＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ－Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と記載する場合が
ある。なお、ＣＡＡＣは結晶構造の一例を表し、ＣＡＣは機能、または材料の構成の一例
を表す。
また、本明細書等において、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅとは、
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 ｏｘｉｄ
ｅを、トランジスタの活性層に用いる場合、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 ｏｘｉｄ
ｅ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、本明細書等において、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 ｏｘｉ
ｄｅ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Ｃ
ＡＣ－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。
（実施の形態１）
本発明の一態様の表示装置１００について、図面を用いて説明する。
＜構成例＞
図１（Ａ）は、表示装置１００の斜視概略図である。表示装置１００は、基板１１１と基
板１２１とが貼り合わされた構成を有する。表示装置１００は、表示領域２３５、周辺回
路領域２３２、周辺回路領域２３３等を有する。図１（Ａ）では表示装置１００にＦＰＣ
１２４が実装されている例を示している。そのため、図１（Ａ）に示す構成は、表示装置
１００およびＦＰＣ１２４を有する表示モジュールということもできる。
周辺回路領域２３２および周辺回路領域２３３には、表示領域２３５に信号を供給するた
めの回路が含まれる。周辺回路領域２３２および周辺回路領域２３３に含まれる回路の総
称を、「周辺駆動回路」という場合がある。周辺駆動回路に含まれる回路としては、例え
ば、走査線駆動回路、および信号線駆動回路などがある。
周辺駆動回路の一部または全部を、ＩＣ（集積回路）で実装してもよい。例えば、周辺駆
動回路の一部または全部が含まれるＩＣを、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式
またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ）方式等により、基板１１１に設けてもよい。
また、ＩＣを、ＣＯＦ方式等により、ＦＰＣ１２４に実装してもよい。
表示領域２３５、周辺回路領域２３２、および周辺回路領域２３３に供給される信号およ
び電力は、ＦＰＣ１２４を介して外部から入力される。
図１（Ａ）には、表示領域２３５の一部の拡大図を示している。表示領域２３５には、複
数の画素２３０がマトリクス状に配置されている。画素２３０は、断面構造の違いにより
画素２３０ａと画素２３０ｂの二種類に分類される。また、画素２３０ａと画素２３０ｂ
は、互いに隣接して設けられる。なお、本明細書などにおいて、単に「画素２３０」と示
す場合は、画素２３０ａと画素２３０ｂの双方を示す。
〔断面構成例〕
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）にＡ１－Ａ２の一点鎖線で示す部位の断面図である。図１（Ｂ
）では、表示領域２３５の一部、周辺回路領域２３３の一部、およびＦＰＣ１２４を含む
領域の一部の断面を示している。
複数の画素２３０は、それぞれが表示素子として発光素子１７０を有する。本明細書など
では、画素２３０ａが有する発光素子１７０を「発光素子１７０ａ」と示し、画素２３０
ｂが有する発光素子１７０を「発光素子１７０ｂ」と示す。なお、本明細書などにおいて
、単に「発光素子１７０」と示す場合は、発光素子１７０ａと発光素子１７０ｂの双方を
示す。
また、複数の画素２３０は、それぞれが表示素子を駆動するためのトランジスタ２５１を
有する。また、周辺回路領域２３２、および周辺回路領域２３３は、複数のトランジスタ
を有する。図１（Ｂ）では、周辺回路領域２３３に含まれるトランジスタの一例として、
トランジスタ２５２を示している。
表示装置１００は、基板１１１と基板１２１の間に、トランジスタ２５１、トランジスタ
２５２、発光素子１７０、着色層１３１、遮光層１３２等を有する。基板１１１と基板１
２１は、接着層１４２を介して接着されている。
接着層１４２としては、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、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤とし
てはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、
イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂
、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透
湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート
等を用いてもよい。
基板１２１には、接着層１２２、絶縁層１２３、着色層１３１、遮光層１３２、および絶
縁層１３３などが設けられている。絶縁層１３３は、平坦化層としての機能を有していて
もよい。
基板１１１には、接着層１１２、および絶縁層１１３を介して、トランジスタ２５１、ト
ランジスタ２５２、発光素子１７０が設けられている。
図１（Ｃ）に、トランジスタ２５２の拡大図を示す。なお、トランジスタ２５１もトラン
ジスタ２５２と同様の構造とすることができる。
トランジスタ２５２は、電極２２１、半導体層２３１、電極２２４ａ、電極２２４ｂ、お
よび電極２２６を有する。電極２２１は絶縁層１１３上に設けられ、電極２２１を覆って
絶縁層２１１が設けられている。絶縁層２１１上に半導体層２３１が設けられている。絶
縁層２１１上に電極２２４ａおよび電極２２４ｂが設けられ、電極２２４ａは半導体層２
３１の一部と接する領域を有し、電極２２４ｂは半導体層２３１の他の一部と接する領域
を有する。電極２２４ａまたは電極２２４ｂの一方はソース電極として機能できる。電極
２２４ａまたは電極２２４ｂの他方はドレイン電極として機能できる。
また、電極２２４ａ、電極２２４ｂ、半導体層２３１を覆って絶縁層２１０が設けられて
いる。絶縁層２１０上に電極２２６が設けられている。電極２２６は半導体層２３１と重
なる領域を有する。電極２２６を覆って絶縁層２１３が設けられている。
図１（Ｂ）では、トランジスタ２５１、およびトランジスタ２５２としてボトムゲート型
のトランジスタを図示している。トランジスタ２５１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。
また、絶縁層２１３上に絶縁層１１５が設けられている。絶縁層１１５は、平坦化層とし
ての機能を有する。トランジスタ２５１、およびトランジスタ２５２は、絶縁層２１３お
よび絶縁層１１５に覆われている。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。
図１（Ｂ）に示す画素２３０ａにおいて、絶縁層１１５上に電極１７１ａが設けられてい
る。電極１７１ａは、絶縁層１１５に設けられた開口部で、画素２３０ａが有するトラン
ジスタ２５１のソース電極またはドレイン電極の一方と電気的に接続されている。
また、図１（Ｂ）に示す画素２３０ｂにおいて、絶縁層１１５上に絶縁層１１６が設けら
れている。絶縁層１１６は、電極１７１ａの端部と重なる領域を有する。絶縁層１１６上
に電極１７１ｂが設けられている。絶縁層１１６上に設けられた電極１７１ｂは、絶縁層
１１５および絶縁層１１６に設けられた開口部で、画素２３０ｂが有するトランジスタ２
５１のソース電極またはドレイン電極の一方と電気的に接続されている。
また、電極１７１ａおよび電極１７１ｂの端部を覆って、絶縁層１１４が設けられている
。また、絶縁層１１４は、電極１７１ａの一部と重なる領域と、電極１７１ｂの一部と重
なる領域と、を有する。図１（Ｂ）では、絶縁層１１４は、電極１７１ａの一部と接する
領域と、電極１７１ｂの一部と接する領域と、を有している。
また、電極１７１ａ、電極１７１ｂ、および絶縁層１１４上にＥＬ層１７２が設けられ、
ＥＬ層１７２上に電極１７３が設けられている。電極１７３は、ＥＬ層１７２の一部を介
して電極１７１ａと互いに重なる領域と、ＥＬ層１７２の他の一部を介して電極１７１ｂ
と互いに重なる領域と、絶縁層１１４と互いに重なる領域と、を有する。
絶縁層１１４は隔壁として機能できる。絶縁層１１４は、その側壁がテーパーまたは連続
した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。絶縁層１１４
の側壁をこのような形状とすることで、後に形成される電極１７３の被覆性を良好なもの
とすることができる。
また、図１（Ｂ）に示す表示装置１００では、配線１２５、電極２２８、および電極２２
９が設けられている。配線１２５および電極２２８は絶縁層２１１上に設けられている。
また、電極２２９は、絶縁層２１０に設けられた、電極２２８と重なる開口部において、
電極２２８と電気的に接続されている。配線１２５および電極２２８は、電極２２４ａお
よび電極２２４ｂと同じ工程で同時に形成できる。電極２２９は、電極２２６と同じ工程
で同時に形成できる。
また、ＦＰＣ１２４は、接続層１３８を介して電極２２９と電気的に接続されている。電
極２２９は周辺駆動回路と電気的に接続される。
接続層１３８としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎ
ｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）、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。
図１（Ｂ）に示す発光素子１７０は、トップエミッション型の発光素子である。発光素子
１７０ａは、絶縁層１１５側から電極１７１ａ、ＥＬ層１７２、および電極１７３の順に
積層された積層構造を有する。発光素子１７０ｂは、絶縁層１１５側から電極１７１ｂ、
ＥＬ層１７２、および電極１７３の順に積層された積層構造を有する。
電極１７１ａおよび電極１７１ｂは可視光を反射する機能を有し、電極１７３は可視光を
透過する機能を有する。電極１７３は、一部が発光素子１７０ａの共通電極として機能し
、他の一部が発光素子１７０ｂの共通電極として機能する。
ＥＬ層１７２は少なくとも発光層を有する。また、ＥＬ層１７２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）等を含む層を有していてもよい。
発光素子１７０の発光色は、ＥＬ層１７２を構成する材料によって、白、赤、緑、青、シ
アン、マゼンタ、または黄などに変化させることができる。
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、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。言い換えれば、後者の方法では画素毎にＥＬ層１７
２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。後者の方法に加えて、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さらに高めること
ができる。
ＥＬ層１７２には低分子系化合物およ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１７２を構成する層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸
着法を含む）、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することがで
きる。
ＥＬ層１７２は、量子ドットなどの無機化合物を有していてもよい。例えば、量子ドット
を発光層に用いることで、発光材料として機能させることもできる。
表示装置１００では、発光色が白色の発光素子１７０を用いる。すなわち、発光素子１７
０ａが発する光１７５ａと発光素子１７０ｂが発する光１７５ｂは、どちらも白色光であ
る。なお、本明細書などにおいて、単に「光１７５」と示す場合は、光１７５ａと光１７
５ｂの双方を示す。
発光素子１７０が発する光１７５は、着色層１３１等を介して、基板１２１側に射出され
る。着色層１３１を構成する材料によって、着色層１３１を透過した光１７５の波長域が
変化する。すなわち、着色層１３１を透過させることによって、光１７５を、赤、緑、青
、シアン、マゼンタまたは黄などの色相に変化させることができる。
画素によって制御する光の色相を変えることによって、カラー表示を実現することができ
る。カラー表示を実現するために、発光素子１７０の発光色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、マゼンタの組み合わせであってもよ
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。
［基板］
基板１１１および基板１２１に用いる材料に大きな制限はない。目的に応じて、透光性の
有無や加熱処理に耐えうる程度の耐熱性などを勘案して決定すればよい。例えばバリウム
ホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、セラミック基板、石英
基板、サファイア基板などを用いることができる。また、半導体基板、可撓性基板（フレ
キシブル基板）、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどを用いてもよい。
半導体基板としては、例えば、シリコン、もしくはゲルマニウムなどを材料とした半導体
基板、または炭化シリコン、シリコンゲルマニウム、ヒ化ガリウム、リン化インジウム、
酸化亜鉛、もしくは酸化ガリウムを材料とした化合物半導体基板などがある。また、半導
体基板は、単結晶半導体であってもよいし、多結晶半導体であってもよい。
なお、表示装置１００の可撓性を高めるため、基板１１１および基板１２１には可撓性基
板（フレキシブル基板）、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどを用いてもよい。
可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの材料としては、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、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などを用いることができる。
基板として上記材料を用いることにより、軽量な表示装置を提供することができる。また
、基板として上記材料を用いることにより、衝撃に強い表示装置を提供することができる
。また、基板として上記材料を用いることにより、破損しにくい表示装置を提供すること
ができる。
基板１１１および基板１２１に用いる可撓性基板は、線膨張率が低いほど環境による変形
が抑制されて好ましい。基板１１１および基板１２１に用いる可撓性基板は、例えば、線
膨張率が１×１０－３／Ｋ以下、５×１０－５／Ｋ以下、または１×１０－５／Ｋ以下で
ある材質を用いればよい。特に、アラミドは、線膨張率が低いため、可撓性基板として好
適である。
［導電層］
トランジスタのゲート、ソースおよびドレインのほか、表示装置を構成する各種配線およ
び電極などの導電層に用いることのできる導電性材料としては、アルミニウム、クロム、
銅、銀、金、白金、タンタル、ニッケル、チタン、モリブデン、タングステン、ハフニウ
ム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、マンガン、マグネシウム、ジルコニウ
ム、ベリリウム等から選ばれた金属元素、上述した金属元素を成分とする合金、または上
述した金属元素を組み合わせた合金などを用いることができる。また、リン等の不純物元
素を含有させた多結晶シリコンに代表される半導体、ニッケルシリサイドなどのシリサイ
ドを用いてもよい。導電性材料の形成方法は特に限定されず、蒸着法、ＣＶＤ法、スパッ
タリング法、スピンコート法などの各種形成方法を用いることができる。
また、導電層に用いることのできる導電性材料として、インジウム錫酸化物、酸化タング
ステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チ
タンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸
化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの酸素を有する導電性材料を用いる
こともできる。また、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステンなどの窒素を含む導
電性材料を用いることもできる。また、酸素を有する導電性材料、窒素を含む導電性材料
、前述した金属元素を含む材料を適宜組み合わせた積層構造とすることもできる。
導電層に用いることのできる導電性材料は、単層構造でも、二層以上の積層構造としても
よい。例えば、シリコンを含むアルミニウム層の単層構造、アルミニウム層上にチタン層
を積層する二層構造、窒化チタン層上にチタン層を積層する二層構造、窒化チタン層上に
タングステン層を積層する二層構造、窒化タンタル層上にタングステン層を積層する二層
構造、チタン層と、そのチタン層上にアルミニウム層を積層し、さらにその上にチタン層
を形成する三層構造などがある。また、導電性材料として、チタン、タンタル、タングス
テン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウムから選ばれた一または複数の元素を
含むアルミニウム合金を用いてもよい。
電極１７１ａおよび電極１７１ｂは、ＥＬ層１７２が発する光を効率よく反射する導電性
材料を用いて形成することが好ましい。なお、電極１７１ａおよび電極１７１ｂは単層に
限らず、複数層の積層構造としてもよい。例えば、電極１７１ａおよび電極１７１ｂを陽
極として用いる場合、ＥＬ層１７２と接する層を、インジウム錫酸化物などの透光性を有
する層とし、その層に接して反射率の高い層（アルミニウム、アルミニウムを含む合金、
または銀など）を設けてもよい。
可視光を反射する導電性材料としては、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、もしくはパラジウム等の金属
材料、またはこれら金属材料を含む合金を用いることができる。また、上記金属材料や合
金に、ランタン、ネオジム、またはゲルマニウム等が添加されていてもよい。また、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
金等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等の銀を含む合金を用いて形成することができる。
銀と銅を含む合金は、耐熱性が高いため好ましい。さらに、金属膜または合金膜と金属酸
化物膜を積層してもよい。例えばアルミニウム合金膜に接するように金属膜あるいは金属
酸化物膜を積層することで、アルミニウム合金膜の酸化を抑制することができる。金属膜
、金属酸化物膜の他の例としては、チタン、酸化チタンなどが挙げられる。また、上述し
たように、透光性を有する導電膜と金属材料からなる膜とを積層してもよい。例えば、銀
とインジウム錫酸化物の積層膜、銀とマグネシウムの合金とインジウム錫酸化物（ＩＴＯ
：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）の積層膜などを用いることができる。
なお、図１（Ｂ）では、トップエミッション構造の表示装置について例示しているが、表
示装置をボトムエミッション構造（下面射出構造）の表示装置とする場合においては、電
極１７１に可視光を透過する導電性材料を用い、電極１７３に可視光を反射する導電性材
料を用いればよい。または、表示装置をデュアルエミッション構造（両面射出構造）の表
示装置とする場合においては、電極１７１および電極１７３ともに、可視光を透過する導
電性材料を用いればよい。
また、透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、イン
ジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物またはグ
ラフェンを用いることができる。または、透光性を有する導電性材料としては、酸化物導
電体を適用することもできる。または、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。これ
らは、表示装置を構成する各種配線および電極などの導電層や、表示素子が有する導電層
（画素電極や共通電極として機能する導電層）にも用いることができる。
ここで、金属酸化物の一種である酸化物導電体について説明を行う。本明細書等において
、酸化物導電体をＯＣ（Ｏｘｉｄｅ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）と呼称してもよい。酸化物導
電体としては、例えば、金属酸化物に酸素欠損を形成し、該酸素欠損に水素を添加すると
、伝導帯近傍にドナー準位が形成される。この結果、金属酸化物は、導電性が高くなり導
電体化する。導電体化された金属酸化物を、酸化物導電体ということができる。一般に、
酸化物半導体はエネルギーギャップが大きいため、可視光に対して透光性を有する。一方
、酸化物導電体は、伝導帯近傍にドナー準位を有する金属酸化物である。したがって、酸
化物導電体は、ドナー準位による吸収の影響は小さく、可視光に対して酸化物半導体と同
程度の透光性を有する。
［絶縁層］
各絶縁層は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、酸化窒化ア
ルミニウム、酸化マグネシウム、窒化シリコン、酸化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化
窒化シリコン、酸化ガリウム、酸化ゲルマニウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム
、酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、アルミニウムシリケー
トなどから選ばれた材料を、単層でまたは積層して用いる。また、酸化物材料、窒化物材
料、酸化窒化物材料、窒化酸化物材料のうち、複数の材料を混合した材料を用いてもよい
。
なお、本明細書中において、窒化酸化物とは、酸素よりも窒素の含有量が多い化合物をい
う。また、酸化窒化物とは、窒素よりも酸素の含有量が多い化合物をいう。なお、各元素
の含有量は、例えば、ラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ：Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ Ｂａｃ
ｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）等を用いて測定することができる
。
特に絶縁層１１３および絶縁層２１３は、不純物が透過しにくい絶縁性材料を用いて形成
することが好ましい。例えば、ホウ素、炭素、窒素、酸素、フッ素、マグネシウム、アル
ミニウム、シリコン、リン、塩素、アルゴン、ガリウム、ゲルマニウム、イットリウム、
ジルコニウム、ランタン、ネオジム、ハフニウムまたはタンタルを含む絶縁材料を、単層
で、または積層で用いればよい。不純物が透過しにくい絶縁性材料の一例として、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、窒化酸化アルミニウム、酸化ガ
リウム、酸化ゲルマニウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化
ネオジム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、窒化シリコンなどを挙げることができる。
絶縁層１１３に不純物が透過しにくい絶縁性材料を用いることで、基板１１１側からの不
純物の拡散を抑制し、トランジスタの信頼性を高めることができる。絶縁層２１３に不純
物が透過しにくい絶縁性材料を用いることで、絶縁層１１５側からの不純物の拡散を抑制
し、トランジスタの信頼性を高めることができる。
また、平坦化層として機能できる絶縁層としては、ポリイミド、アクリル樹脂、ベンゾシ
クロブテン樹脂、ポリアミド、エポキシ樹脂等の、耐熱性を有する有機材料を用いること
ができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ－ｋ材料）、シロキサン系樹
脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等を用いることができる。な
お、これらの材料で形成される絶縁層を複数積層してもよい。
なお、シロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ－Ｏ－
Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は置換基としては有機基（例えばアル
キル基やアリール基）やフルオロ基を用いても良い。また、有機基はフルオロ基を有して
いても良い。
また、絶縁層などの表面にＣＭＰ処理を行なってもよい。ＣＭＰ処理を行うことにより、
試料表面の凹凸を低減し、この後形成される絶縁層や導電層の被覆性を高めることができ
る。
［着色層］
着色層に用いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、顔料または染料が含ま
れた樹脂材料などが挙げられる。
［遮光層］
遮光層として用いることのできる材料としては、カーボンブラック、チタンブラック、金
属、金属酸化物、複数の金属酸化物の固溶体を含む複合酸化物等が挙げられる。遮光層は
、樹脂材料を含む膜であってもよいし、金属などの無機材料の薄膜であってもよい。また
、遮光層に、着色層の材料を含む膜の積層膜を用いることもできる。例えば、ある色の光
を透過する着色層に用いる材料を含む膜と、他の色の光を透過する着色層に用いる材料を
含む膜との積層構造を用いることができる。着色層と遮光層の材料を共通化することで、
装置を共通化できるほか工程を簡略化できるため好ましい。
〔トランジスタについて〕
本発明の一態様において、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
。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。
周辺駆動回路が有するトランジスタと、画素回路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。周辺駆動回路が有するトランジスタは、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
、画素回路が有するトランジスタは、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。
なお、チャネルの上下に設けられたゲート電極の一方を、「ゲート電極」という場合、他
方を「バックゲート電極」という。また、チャネルの上下に設けられたゲート電極の一方
を、「ゲート」という場合、他方を「バックゲート」という。なお、ゲート電極のことを
「フロントゲート電極」という場合がある。同様に、ゲートのことを「フロントゲート」
という場合がある。
例えば、トランジスタ２５２が有する電極２２１はゲート電極として機能できる。また、
トランジスタ２５２が有する電極２２６はバックゲート電極として機能できる。よって、
絶縁層２１０および絶縁層２１１は、どちらもゲート絶縁層として機能できる。
ゲート電極とバックゲート電極を設けることで、トランジスタの半導体層を、ゲート電極
から生じる電界とバックゲート電極から生じる電界によって電気的に取り囲むことができ
る。ゲート電極およびバックゲート電極から生じる電界によって、チャネルが形成される
半導体層を電気的に取り囲むトランジスタの構造をＳｕｒｒｏｕｎｄｅｄ ｃｈａｎｎｅ
ｌ（Ｓ－ｃｈａｎｎｅｌ）構造と呼ぶことができる。
バックゲート電極はゲート電極と同様に機能させることができる。バックゲート電極の電
位は、ゲート電極と同電位としてもよいし、接地電位や、任意の電位としてもよい。また
、バックゲート電極の電位をゲート電極と連動させず独立して変化させることで、トラン
ジスタのしきい値電圧を変化させることができる。
ゲート電極とバックゲート電極を設けることで、更には、両者を同電位とすることで、半
導体層においてキャリアの流れる領域が膜厚方向においてより大きくなるため、キャリア
の移動量が増加する。この結果、トランジスタのオン電流が大きくなると共に、電界効果
移動度が高くなる。
したがって、トランジスタを占有面積に対して大きいオン電流を有するトランジスタとす
ることができる。すなわち、求められるオン電流に対して、トランジスタの占有面積を小
さくすることができる。よって、集積度の高い半導体装置を実現することができる。
また、表示装置にオン電流の大きなトランジスタを用いることで、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、表示品位の低下を抑制することができる。
また、ゲート電極とバックゲート電極は導電層で形成されるため、トランジスタの外部で
生じる電界が、チャネルが形成される半導体層に作用しないようにする機能（特に静電気
などに対する電界遮蔽機能）を有する。なお、平面視において、バックゲート電極を半導
体層よりも大きく形成し、バックゲート電極で半導体層を覆うことで、電界遮蔽機能を高
めることができる。
ゲート電極とバックゲート電極は、それぞれが外部からの電界を遮蔽する機能を有するた
め、トランジスタの上方および下方に生じる荷電粒子等の電荷が半導体層のチャネル形成
領域に影響しない。この結果、ストレス試験（例えば、ゲートに負の電圧を印加するＮＧ
ＢＴ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｇａｔｅ Ｂｉａｓ－Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）ストレス試験
（「ＮＢＴ」または「ＮＢＴＳ」ともいう。）の劣化が抑制される。また、ゲート電極と
バックゲート電極は、ドレイン電極から生じる電界が半導体層に作用しないように遮断す
ることができる。よって、ドレイン電圧の変動に起因する、オン電流の立ち上がり電圧の
変動を抑制することができる。なお、この効果は、ゲート電極およびバックゲート電極に
電位が供給されている場合において顕著に生じる。
また、バックゲート電極を有するトランジスタは、ゲートに正の電圧を印加するＰＧＢＴ
（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｇａｔｅ Ｂｉａｓ－Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）ストレス試験（「
ＰＢＴ」または「ＰＢＴＳ」ともいう。）前後におけるしきい値電圧の変動も、バックゲ
ート電極を有さないトランジスタより小さい。
なお、ＮＧＢＴおよびＰＧＢＴなどのＢＴストレス試験は加速試験の一種であり、長期間
の使用によって起こるトランジスタの特性変化（経年変化）を短時間で評価することがで
きる。特に、ＢＴストレス試験前後におけるトランジスタのしきい値電圧の変動量は、信
頼性を調べるための重要な指標となる。ＢＴストレス試験前後において、しきい値電圧の
変動量が少ないほど、信頼性が高いトランジスタであるといえる。
また、ゲート電極およびバックゲート電極を有し、且つ両者を同電位とすることで、しき
い値電圧の変動量が低減される。このため、複数のトランジスタ間における電気特性のば
らつきも同時に低減される。
また、バックゲート電極側から光が入射する場合に、バックゲート電極を、遮光性を有す
る導電膜で形成することで、バックゲート電極側から半導体層に光が入射することを防ぐ
ことができる。よって、半導体層の光劣化を防ぎ、トランジスタのしきい値電圧がシフト
するなどの電気特性の劣化を防ぐことができる。
［半導体材料］
トランジスタの半導体層に用いる半導体材料の結晶性について大きな制限はない。非晶質
半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、または一
部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。なお、結晶性を有する半導体を
用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
また、例えば、トランジスタの半導体層に用いる半導体材料として、シリコンや、ゲルマ
ニウム等を用いることができる。また、炭化シリコン、ガリウム砒素、金属酸化物、窒化
物半導体などの化合物半導体や、有機半導体などを用いることができる。
例えば、トランジスタに用いる半導体材料として、多結晶シリコン（ポリシリコン）や、
非晶質シリコン（アモルファスシリコン）などを用いることができる。また、トランジス
タに用いる半導体材料として、金属酸化物の一種である酸化物半導体を用いることができ
る。代表的には、インジウムを含む酸化物半導体などを用いることができる。
特に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ソースとドレインの間に流れる電流を低減できる
ため好ましい。
半導体層は、例えば少なくともインジウム、亜鉛およびＭ（アルミニウム、チタン、ガリ
ウム、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ランタン、セリウム、スズ、ネオジ
ムまたはハフニウム等の金属）を含むＩｎ－Ｍ－Ｚｎ系酸化物で表記される材料を含むこ
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、それらと共に、スタビライザーを含むことが好ましい。
スタビライザーとしては、上記Ｍで記載の金属を含め、例えば、ガリウム、スズ、ハフニ
ウム、アルミニウム、またはジルコニウム等がある。また、他のスタビライザーとしては
、ランタノイドである、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユ
ウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツ
リウム、イッテルビウム、ルテチウム等がある。
半導体層を構成する酸化物半導体として、例えば、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ－Ａ
ｌ－Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ－Ｓｎ－Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ－Ｈｆ－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－Ｚ
ｎ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－Ｇ
ａ－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。
なお、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。
金属酸化物の一種である酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、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－ａ
ｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、
多結晶酸化物半導体、ｎｃ－ＯＳ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅ
ｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、擬似非晶質酸化物半導体（ａ－ｌｉｋｅ ＯＳ：ａｍｏｒｐ
ｈｏｕｓ－ｌｉｋｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、及び非晶質酸化物半
導体などがある。
また、本発明の一態様で開示されるトランジスタの半導体層には、ＣＡＣ－ＯＳ（Ｃｌｏ
ｕｄ－Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
）を用いてもよい。
なお、本発明の一態様で開示されるトランジスタの半導体層は、上述した非単結晶酸化物
半導体またはＣＡＣ－ＯＳを用いることが好ましい。また、非単結晶酸化物半導体として
は、ｎｃ－ＯＳまたはＣＡＡＣ－ＯＳを用いることが好ましい。
図２（Ａ）は、表示領域２３５の一部を拡大した平面図である。図２（Ａ）は電極１７１
ａ、電極１７１ｂ、および絶縁層１１４の配置例を示している。図２（Ｂ）は、図２（Ａ
）にＢ１－Ｂ２の一点鎖線で示す部位に相当する断面図である。図２（Ｂ）では、基板１
１１から電極１７３までの構成を示している。
画素２３０ａと画素２３０ｂは、方向Ｒに沿って交互に配置される。また、画素２３０ａ
と画素２３０ｂは、方向Ｃに沿って交互に配置される。すなわち、電極１７１ａと電極１
７１ｂは、方向Ｒに沿って交互に配置され、かつ、方向Ｃに沿って交互に配置される。な
お、方向Ｒと方向Ｃは、平面図において互いに直交する方向である。
本発明の一態様の表示装置１００では、電極１７１ａを絶縁層１１５上に形成し、電極１
７１ｂを絶縁層１１６上に形成する。電極１７１ａと電極１７１ｂを異なる層上に設ける
ことによって、両電極の短絡を防ぐことができる。また、図２（Ｃ）に示すように、隣接
する電極１７１ａと電極１７１ｂを、絶縁層１１６を介して重ねることができる。よって
、隣接する電極１７１ａと電極１７１ｂの距離Ｇを実質的に無くすことができる。
図３（Ａ）は、絶縁層１１６を設けない場合の表示領域２３５の一部を拡大した平面図で
ある。図３（Ａ）は電極１７１ａ、および絶縁層１１４の配置例を示している。図３（Ｂ
）は、図３（Ａ）にＣ１－Ｃ２の一点鎖線で示す部位に相当する断面図である。図３（Ｂ
）では、絶縁層１１６を設けない場合の基板１１１から電極１７３までの構成を示してい
る。絶縁層１１６を設けない場合は、電極１７１ｂを設けることができない。よって、画
素２３０ｂを設けることができない。
図３（Ｂ）に示す構造では、隣接する電極１７１ａ同士の短絡や、寄生容量の増加を防ぐ
ため、距離Ｇｒを一定以上大きくする必要がある。また、距離Ｇｒの増加に伴って絶縁層
１１４の幅Ｆｒが広くなる。その一方で、絶縁層１１６を設けないことにより、製造コス
トの低減、生産性の向上などが実現できる。
また、本発明の一態様の表示装置１００では、距離Ｇを実質的に無くすことができるため
、絶縁層１１４の幅Ｆを幅Ｆｒよりも狭くすることができる（図２（Ａ）および図３（Ａ
）参照。）。また、幅Ｆを狭くすることができるため、画素２３０が占有する面積に対す
る発光素子１７０の発光面積の比（「開口率」ともいう。）を大きくすることができる。
例えば、一定の発光輝度（発光量）を得る場合、発光素子１７０の発光面積を広くするこ
とにより、単位面積当たりの発光輝度を下げることができる。すなわち、開口率を大きく
することにより、発光素子１７０の劣化が低減され、表示装置の信頼性を高めることがで
きる。また、表示装置の視認性を高めることができる。また、表示装置の表示品位性を高
めることができる。
絶縁層１１４は、隣接する電極１７１ａと電極１７１ｂ（または、隣接する電極１７１ａ
と電極１７１ａ）間の電気的短絡を防止するための隔壁として機能する。また、ＥＬ層１
７２の形成にメタルマスクを用いる場合、メタルマスクが発光素子１７０を形成する領域
に接触しないようにする機能も有する。
しかしながら、絶縁層１１４の表面に沿って形成されるＥＬ層１７２を介して、隣接する
発光素子１７０に電荷が供給され、意図しない発光（「クロストーク」ともいう。）が生
じる場合がある。クロストークは、絶縁層１１４の表面に沿って形成されるＥＬ層１７２
の距離Ｋｒが小さくなると生じ易い。よって、幅Ｆおよび幅Ｆｒが狭くなるほど生じ易い
。
本発明の一態様の表示装置１００では、絶縁層１１６を設けることにより、幅Ｆが狭くな
っても、絶縁層１１４の表面に沿って形成されるＥＬ層１７２の距離Ｋを一定以上に保つ
ことができる（図２（Ｂ）参照。）。
また、絶縁層１１６を設けることにより、絶縁層１１４の頂点から電極１７１ａの表面ま
での距離を長く（段差を大きく）することができる。また、絶縁層１１６を設けることに
より、ＥＬ層１７２の段差被覆性が悪化しやすくなる。よって、絶縁層１１４上のＥＬ層
１７２の抵抗値を高くすることができる。絶縁層１１６を設けることにより、クロストー
クが低減され、表示装置の表示品位を高めることができる。
観察者の頭部に装着して使用するヘッドマウント型の表示装置（「ヘッドマウントディス
プレイ」または「ＨＭＤ」ともいう。）が知られている。ＨＭＤは、観察者が高い没入感
を得ることができるため、ＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）用の表示装置として
使用されることも多い。
ＨＭＤの装着者はレンズにより拡大された画像を観察する。このため、解像度が高くても
幅Ｆが広い表示装置では、画素一つ一つが認識され易くなり粒状感を強く感じてしまう。
特に、表示素子として自発光素子を用いた表示装置はコントラスト比が大きいため、粒状
感が強くなり易い。
本発明の一態様によれば、表示装置の幅Ｆを狭くすることができる。よって、表示画像の
粒状感を低減することができる。本発明の一態様の表示装置を用いることにより、没入感
の高いＨＭＤを実現できる。
〔変形例１〕
表示装置１００の変形例である表示装置１００Ａの断面を図４に示す。表示装置１００Ａ
は、基板１２１と着色層１３１の間にタッチセンサ３７０を有する。本実施の形態では、
タッチセンサ３７０は導電層３７４、絶縁層３７５、導電層３７６ａ、導電層３７６ｂ、
導電層３７７、および絶縁層３７８を有する。
導電層３７６ａ、導電層３７６ｂ、および導電層３７７は、透光性を有する導電性材料で
形成することが好ましい。ただし、一般に、透光性を有する導電性材料は、透光性を有さ
ない導電性材料（遮光性を有する導電性材料）よりも抵抗率が高い。よって、タッチセン
サの大型化、高精細化を実現するため、導電層３７６ａ、導電層３７６ｂ、および導電層
３７７を抵抗率が低い金属材料で形成する場合がある。
また、導電層３７６ａ、導電層３７６ｂ、および導電層３７７を金属材料で形成する場合
、外光反射を低減することが好ましい。一般的に金属材料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反射率を小さくして、暗色にすることができる。
また、導電層３７６ａ、導電層３７６ｂ、および導電層３７７を、金属層と反射率の小さ
い層（「暗色層」ともいう。）の積層としてもよい。暗色層は抵抗率が高いため、金属層
と暗色層の積層とすることが好ましい。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、Ｃ
ｕ粒子等の金属微粒子、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、またはグラフェン等のナノ炭
素粒子、ならびに、ＰＥＤＯＴ、ポリアニリン、または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。
また、タッチセンサ３７０として、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチセンサのほか
、光電変換素子を用いた光学式のタッチセンサなどを用いてもよい。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。
なお、その他の構成については、表示装置１００と同様のため、詳細な説明を省略する。
また、基板１２１と着色層１３１の間にタッチセンサ３７０を設けずに、基板１２１の外
側にタッチセンサを設けてもよい。例えば、シート状のタッチセンサ１７６を表示領域２
３５に重ねて設けてもよい（図５参照。）。
〔変形例２〕
表示装置１００の変形例である表示装置１００Ｂの断面を図６に示す。表示装置１００Ｂ
は、基板１２１上に機能性部材１３５を有する。
機能性部材１３５としては、偏光板、位相差板、光拡散層（拡散フィルムなど）、反射防
止層（「Ａｎｔｉ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ層」または「ＡＲ層」ともいう。）、防眩層（
「Ａｎｔｉ Ｇｌａｒｅ層」または「ＡＧ層」ともいう。）および集光フィルム等の光学
部材が挙げられる。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。機能性部材１３５として、上記部材を組み合わせて用いてもよ
い。例えば、直線偏光板と位相差板を組み合わせた円偏光板を用いてもよい。
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
。機能性部材１３５としてＡＲ層を用いる場合、ＡＲ層は、基板１２１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、酸化シリコンなどの材料を用いて形成することができる。
また、ＡＲ層に代えて防眩層（「Ａｎｔｉ Ｇｌａｒｅ層」または「ＡＧ層」ともいう。
）を設けてもよい。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知られている。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、および／またはＡ
Ｇ層など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。
なお、その他の構成については、表示装置１００と同様のため、詳細な説明を省略する。
〔変形例３〕
表示装置１００の変形例である表示装置１００Ｃの断面を図７に示す。表示装置１００Ｃ
は、画素毎に発光色の異なる発光素子１７０を有する。図７では、一例として、赤色の光
１７５Ｒを発光する発光素子１７０Ｒ、緑色の光１７５Ｇを発光する発光素子１７０Ｇ、
青色の光１７５Ｂを発光する発光素子１７０Ｂ、を示している。
発光素子１７０Ｒは、電極１７１ａ、ＥＬ層１７２Ｒ、および電極１７３を有する。発光
素子１７０Ｇは、電極１７１ｂ、ＥＬ層１７２Ｇ、および電極１７３を有する。発光素子
１７０Ｂは、電極１７１ａ（発光素子１７０Ｒの電極１７１ａとは異なる電極。）、ＥＬ
層１７２Ｂ、および電極１７３を有する。
画素毎に発光色の異なるＥＬ層１７２（図７では、ＥＬ層１７２Ｒ、ＥＬ層１７２Ｇ、お
よびＥＬ層１７２Ｂ。）を設けることで、色純度の高い発光色を得ることができる。よっ
て、着色層１３１の形成を省略することができる。また、前述したように、発光素子１７
０Ｒ、発光素子１７０Ｇ、および発光素子１７０Ｂ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さらに高めることができる。
〔変形例４〕
表示装置１００の変形例である表示装置１００Ｄの断面を図８に示す。表示装置１００Ｄ
は、発光素子１７０がマイクロキャビティ構造を有する表示装置である。
発光素子１７０にマイクロキャビティ構造を付与することで、各画素に同じ発光色（例え
ば白色）のＥＬ層１７２を用いても、画素毎に異なる発光色を得ることができる。図８で
は、一例として、赤色の光１７５Ｒを発光する発光素子１７０Ｒ、緑色の光１７５Ｇを発
光する発光素子１７０Ｇ、青色の光１７５Ｂを発光する発光素子１７０Ｂ、を示している
。
発光素子１７０をマイクロキャビティ構造にする場合、電極１７３を一定割合の光を透過
して一定割合の光を反射する（半透過）導電性材料を用いて形成し、電極１７１を、反射
率の高い（可視光の反射率が、好ましくは８０％以上１００％以下、より好ましくは９０
％以上１００％以下）導電性材料と、透過率の高い（可視光の透過率が好ましくは７０％
以上１００％以下、より好ましくは９０％以上１００％以下）導電性材料の積層で形成す
る。ここでは、電極１７１を、可視光を反射する機能を有する導電性材料で形成された電
極１７１＿１と、可視光を透過する機能を有する導電性材料で形成された電極１７１＿２
の積層としている。電極１７１＿２は、ＥＬ層１７２と電極１７１＿１の間に設ける。電
極１７１＿１は反射電極として機能できる。
例えば、電極１７３として、厚さ１ｎｍ乃至３０ｎｍ、好ましくは１ｎｍ乃至１５ｎｍの
銀（Ａｇ）を含む導電性材料、またはアルミニウム（Ａｌ）を含む導電性材料などを用い
ればよい。例えば、電極１７３として厚さ１０ｎｍの銀とマグネシウムを含む導電性材料
を用いる。
また、電極１７１＿１として厚さ５０ｎｍ乃至５００ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ乃至２０
０ｎｍの銀（Ａｇ）を含む導電性材料、またはアルミニウム（Ａｌ）を含む導電性材料な
どを用いればよい。例えば、電極１７１＿１として厚さ１００ｎｍの銀を含む導電性材料
を用いる。
また、電極１７１＿２として厚さ１ｎｍ乃至２００ｎｍ、好ましくは５ｎｍ乃至１００ｎ
ｍのインジウム（Ｉｎ）を含む導電性酸化物、または亜鉛（Ｚｎ）を含む導電性酸化物な
どを用いればよい。例えば、電極１７１＿２としてインジウム錫酸化物を用いる。また、
電極１７１＿１の下に、さらに導電性酸化物を設けてもよい。
電極１７１＿２の厚さｔを変えることで、電極１７３とＥＬ層１７２の界面Ａから電極１
７１＿１と電極１７１＿２の界面Ｂまでの距離ｄを任意の値に設定することができる。言
い換えると、界面Ａから界面Ｂまでの光路長を任意の値に設定することができる。
ＥＬ層１７２で生じた光の波長をλとすると、マイクロキャビティ構造を有する発光素子
１７０では、λ／２の整数倍が光路長と等しくなる光が射出される。よって、スペクトル
幅の狭い発光を得ることができる。また、画素ごとに電極１７１＿２の厚さｔを変えるこ
とで、同じＥＬ層１７２を用いても、画素ごとに異なる波長の発光が得られる。
マイクロキャビティ構造を用いることによって、各発光色の色純度を高め、色再現性の良
好な表示装置を実現することができる。また、画素ごと（発光色ごと）に異なるＥＬ層１
７２を形成する必要がないため、表示装置の生産性を高めることができる。また、表示装
置の高精細化を容易とすることができる。
なお、距離ｄの調整方法は上記の調整方法に限定されない。例えば、ＥＬ層１７２の厚さ
を変えることで距離ｄを調整してもよい。
また、マイクロキャビティ構造の発光素子１７０と着色層１３１を組み合わせて用いても
よい。これにより、外部から入射した光（「外光」ともいう。）の映り込みを軽減するこ
とができる。
例えば、マイクロキャビティ構造によって赤色の光１７５Ｒを発する発光素子１７０と、
赤色光を透過する着色層１３１を組み合わせた場合を考える。外光が有する波長域のうち
、赤以外の波長は、赤色光を透過する着色層１３１で吸収される。また、着色層１３１を
通過して発光素子１７０内に入射した赤色の外光は、マイクロキャビティ構造の効果によ
って、大部分が消失する。
マイクロキャビティ構造の発光素子１７０と着色層１３１を組み合わせて用いることによ
り、外光の映り込みが軽減され、表示装置の視認性を高めることができる。また、表示品
位の良好な表示装置を実現することができる。また、映りこみ防止のための機能性部材を
設ける必要がないため、表示装置の生産性を高めることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態などに記載した構成と適宜組み合わせて実施することが
可能である。
（実施の形態２）
表示装置１００の作製方法の一例について、図面を用いて説明する。本実施の形態では、
表示領域２３５に着目して作製方法を説明する。
なお、表示装置を構成する絶縁層、半導体層、電極や配線を形成するための導電層などは
、スパッタリング法、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ）法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅ Ｌａｓｅｒ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、原子層成膜（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐ
ｏｓｉｔｉｏｎ）法など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）法を用いてもよい。
また、表示装置を構成する絶縁層、半導体層、電極や配線を形成するための導電層などは
、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、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してもよい。
ＰＥＣＶＤ法は、比較的低温で高品質の膜が得られる。ＭＯＣＶＤ法、ＡＬＤ法、または
熱ＣＶＤ法などの、成膜時にプラズマを用いない成膜方法を用いると、被形成面にダメー
ジが生じにくい。例えば、半導体装置に含まれる配線、電極、素子（トランジスタ、容量
素子など）などは、プラズマから電荷を受け取ることでチャージアップする場合がある。
このとき、蓄積した電荷によって、半導体装置に含まれる配線、電極、素子などが破壊さ
れる場合がある。一方、プラズマを用いない成膜方法の場合、こういったプラズマダメー
ジが生じないため、半導体装置の歩留まりを高くすることができる。また、成膜中のプラ
ズマダメージが生じないため、欠陥の少ない膜が得られる。
ＣＶＤ法およびＡＬＤ法は、ターゲットなどから放出される粒子が堆積する成膜方法とは
異なり、被処理物の表面における反応により膜が形成される成膜方法である。したがって
、被処理物の形状の影響を受けにくく、良好な段差被覆性を有する成膜方法である。特に
、ＡＬＤ法は、優れた段差被覆性と、優れた厚さの均一性を有するため、アスペクト比の
高い開口部の表面を被覆する場合などに好適である。ただし、ＡＬＤ法は、比較的成膜速
度が遅いため、成膜速度の速いＣＶＤ法などの他の成膜方法と組み合わせて用いることが
好ましい場合もある。
ＣＶＤ法およびＡＬＤ法は、原料ガスの流量比によって、得られる膜の組成を制御するこ
とができる。例えば、ＣＶＤ法およびＡＬＤ法では、原料ガスの流量比によって、任意の
組成の膜を成膜することができる。また、例えば、ＣＶＤ法およびＡＬＤ法では、成膜し
ながら原料ガスの流量比を変化させることによって、組成が連続的に変化した膜を成膜す
ることができる。原料ガスの流量比を変化させながら成膜する場合、複数の成膜室を用い
て成膜する場合と比べて、搬送や圧力調整に掛かる時間の分、成膜に掛かる時間を短くす
ることができる。したがって、半導体装置の生産性を高めることができる場合がある。
なお、ＡＬＤ法により成膜する場合は、材料ガスとして塩素を含まないガスを用いること
が好ましい。
また、スパッタリング法で酸化物半導体を形成する場合、スパッタリング装置におけるチ
ャンバーは、酸化物半導体にとって不純物となる水等を可能な限り除去すべくクライオポ
ンプのような吸着式の真空排気ポンプを用いて、高真空（５×１０－７Ｐａから１×１０
－４Ｐａ程度まで）に排気することが好ましい。特に、スパッタリング装置の待機時にお
ける、チャンバー内のＨ２Ｏに相当するガス分子（ｍ／ｚ＝１８に相当するガス分子）の
分圧を１×１０－４Ｐａ以下、好ましく５×１０－５Ｐａ以下とすることが好ましい。成
膜温度はＲＴ以上５００℃以下が好ましく、ＲＴ以上３００℃以下がより好ましく、ＲＴ
以上２００℃以下がさらに好ましい。
また、スパッタリングガスの高純度化も必要である。例えば、スパッタリングガスとして
用いる酸素ガスやアルゴンガスは、露点が－４０℃以下、好ましくは－８０℃以下、より
好ましくは－１００℃以下、より好ましくは－１２０℃以下にまで高純度化したガスを用
いることで酸化物半導体膜に水分等が取り込まれることを可能な限り防ぐことができる。
また、スパッタリング法で絶縁層、導電層、または半導体層などを形成する場合、酸素を
含むスパッタリングガスを用いることで、被形成層に酸素を供給することができる。スパ
ッタリングガスに含まれる酸素が多いほど、被形成層に供給される酸素が多くなりやすい
。
表示装置を構成する層（薄膜）を加工する際には、フォト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、島状の層を形成しても
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層を加
工してもよい。フォトリソグラフィ法としては、加工したい層（薄膜）上にレジストマス
クを形成して、レジストマスクをマスクとして用いて、当該層（薄膜）の一部を選択的に
除去し、その後レジストマスクを除去する方法と、感光性を有する層を成膜した後に、露
光、現像を行って、当該層を所望の形状に加工する方法と、がある。
フォト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３
６５ｎｍ）、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、紫外光や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。
層（薄膜）の除去（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。また、これらのエッチング方法を組み合わせ
て用いてもよい。
＜作製方法例＞
本実施の形態に示す表示装置１００は、第１素子基板１８１（図９（Ｄ）参照。）と第２
素子基板１８２（図１４参照。）を組み合わせて作製する。
〔第１素子基板１８１〕
まず、第１素子基板１８１の作製方法について説明する。
［工程Ａ１］
支持基板３３１上に剥離層３３２を形成し、剥離層３３２上に層３３３を形成する（図９
（Ａ）参照。）。支持基板３３１としては、基板１１１または基板１２１と同様の材料を
用いることができる。また、支持基板３３１は、紫外光を透過する機能を有することが好
ましい。
本実施の形態では支持基板３３１としてガラス基板を用いる。また、支持基板３３１は表
示装置１００の作製工程に耐えうる機械的強度を有することが好ましい。言い換えると、
支持基板３３１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ことが好ましい。
剥離層３３２は、後に工程Ｃ６で照射する光を吸収する機能を有することが好ましい。剥
離層３３２としては、金属層または金属酸化物層などを用いることができる。例えば、剥
離層３３２として、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酸化物などを用いることができる。
剥離層３３２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。
剥離層３３２に金属酸化物を用いる場合は、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、剥離層３３２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、金属層と
金属酸化物層との積層構造が形成される。
また、金属層を、酸素を含む雰囲気下で金属層を加熱することで酸化させてもよい。この
場合、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。
金属層を加熱する温度は、トランジスタの作製における最高温度以下が好ましい。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。
金属層を形成し、金属層の表面にラジカル処理を行って剥離層３３２としてもよい。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。
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、オゾン処理等で行うこと
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、剥離層３３２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。
また、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剥離
層３３２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。
これにより、剥離層３３２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＊）等を含ませることができる。また、
これらが、加熱処理や光照射により加熱され、Ｈ２Ｏとなる。
剥離層３３２の厚さは、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、金属層を酸化して剥
離層３３２を形成する場合、最終的に形成される剥離層３３２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。
後に行う、剥離層３３２と層３３３の分離前または分離中に、剥離層３３２と層３３３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。剥
離層３３２と当該液体との接触角が小さいほど、分離に要する力を低減させることができ
る。具体的には、剥離層３３２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。剥離層３３２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。
剥離層３３２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。
剥離層３３２は光触媒機能を有してもよい。光触媒機能を有する剥離層３３２に光を照射
することで、光触媒反応を生じさせることができる。これにより、剥離層３３２と層３３
３との結合力を弱め、容易に分離できる場合がある。剥離層３３２には、剥離層３３２を
活性化させる波長の光を適宜照射することができる。例えば、剥離層３３２に紫外光を照
射する。例えば、剥離層３３２の成膜後、他の層を介することなく、剥離層３３２に直接
、紫外光を照射してもよい。紫外光の照射には、紫外光ランプを好適に用いることができ
る。紫外光ランプとしては、水銀ランプ、水銀キセノンランプ、メタルハライドランプ等
が挙げられる。または、分離前に行うレーザ照射工程によって、剥離層３３２を活性化さ
せてもよい。
剥離層３３２として、金属元素もしくは窒素を添加した酸化チタンを用いてもよい。これ
らの元素を添加した酸化チタンを用いて剥離層３３２を形成すると、紫外光でなく、可視
光によって剥離層３３２と層３３３を分離することができる。
層３３３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。層３３
３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。層３３３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、光を用いたフォトリソグラフィ法により、層３３３の一
部を除去し、所望の形状の層３３３を形成することができる。
層３３３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。層３３３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。
そのほか、層３３３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。
層３３３は、スリットコータまたはスピンコータなど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。
層３３３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、良質な層を形成できる。
また、層３３３として、加熱により水素を放出する無機材料を用いてもよい。例えば、層
３３３として、水素を含む非晶質シリコンなどを用いてもよい。
次に、層３３３に対して加熱処理を行い、層３３３を硬化させる。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処理を行うと、層３３３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、層３３３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。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。
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 Ａｎｎｅ
ａｌｉｎｇ）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（Ｇ
ａｓ Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌ）装置、ＬＲＴＡ（Ｌａｍｐ Ｒａｐ
ｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌ）装置等のＲＴＡ装置を用いることができる。ＬＲ
ＴＡ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。
加熱処理を行う前に、層３３３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、層３３３に含まれる溶媒を除去してもよい。
層３３３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。層３３３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。
層３３３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。層３３３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。
剥離層３３２と層３３３の分離は、上記の光照射による分離方法以外に、物理的に分離す
る方法がある。
剥離層３３２と層３３３を物理的に分離する場合は、例えば、剥離層３３２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
る。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
り酸化させてもよい。
また、剥離層３３２と層３３３を物理的に分離する場合は、例えば、層３３３として、酸
化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコンなどの酸素を含む無機絶縁材料を用い
る。
例えば、剥離層３３２を形成した支持基板３３１に、垂直方向に引っ張る力を加えること
により、剥離層３３２と層３３３を分離することができる。
光照射による分離方法と同様に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。
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。
なお、光照射による分離方法を用いる場合は、剥離層３３２を形成しなくても構わない。
ただし、剥離層３３２を形成することにより、照射する光の吸収を高めることができる。
また、剥離層３３２を形成することにより、分離工程の歩留まりを高めることができる。
よって、表示装置の生産性を高めることができる。
また、層３３３に水溶性の樹脂材料を用いてもよい。層３３３に水溶性の樹脂材料を用い
ることで、例えば、支持基板３３１の分離工程を洗浄工程で兼ねることができる。よって
、光照射工程、物理的に引き剥がす工程などを削減できる。また、後に行なう層３３３の
除去工程も削減できる。
［工程Ａ２］
次に、層３３３の上に絶縁層１２９を設ける。
［工程Ａ３］
次に、絶縁層１２９の上に遮光層１３２を設ける（図９（Ｂ）参照。）。
［工程Ａ４］
次に、絶縁層１２９および遮光層１３２の上に着色層１３１を設ける（図９（Ｃ）参照。
）。
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。着色層１３１と遮光層１３２は、必要に応じて設ければよ
い。よって、着色層１３１と遮光層１３２の少なくとも一方を設けない場合もありうる。
なお、表示装置１００では、周辺回路領域２３２および周辺回路領域２３３等と重ねて遮
光層１３２を設けている。
［工程Ａ５］
次に、着色層１３１および遮光層１３２上に、絶縁層１３３を形成する（図９（Ｄ）参照
。）。
絶縁層１３３は、平坦化層として機能することが好ましい。絶縁層１３３には、アクリル
樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂材料を好適に用いることができる。絶縁層１３３として無
機絶縁層を用いてもよい。
以上のようにして、第１素子基板１８１を作製することができる。
〔第２素子基板１８２〕
続いて、第２素子基板１８２の作製方法について説明する。
［工程Ｂ１］
支持基板３３４上に剥離層３３５を形成し、剥離層３３５上に層３３６を形成し、層３３
６上に絶縁層１１３を形成する（図１０（Ａ）参照。）。支持基板３３４としては、支持
基板３３１と同様の材料を用いることができる。また、剥離層３３５は、剥離層３３２と
同様の材料および方法で形成する。また、層３３６は、層３３３と同様の材料および方法
で形成する。また、絶縁層１１３は、絶縁層１２９と同様の材料および方法で形成する。
［工程Ｂ２］
次に、絶縁層１１３上に電極２２１を形成する。電極２２１は、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（図１０（Ｂ）参照。）。
［工程Ｂ３］
次に、絶縁層１１３および電極２２１上に、絶縁層２１１を形成する（図１０（Ｃ）参照
。）。絶縁層２１１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。
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。無機絶縁膜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。
また、半導体層２３１に酸化物半導体を用いる場合は、半導体層２３１と接する領域を有
する絶縁層は、加熱により酸素が放出される絶縁層（以下、「過剰酸素を含む絶縁層」と
もいう。）であることが好ましい。よって、半導体層２３１に酸化物半導体を用いる場合
は、絶縁層２１１は過剰酸素を含む絶縁層であることが好ましい。
なお、本明細書などにおいて、加熱により層中から放出される酸素を「過剰酸素」という
。過剰酸素を含む絶縁層は、絶縁層の表面温度が１００℃以上７００℃以下、好ましくは
１００℃以上５００℃以下の加熱処理で行われるＴＤＳ分析にて、酸素原子に換算した酸
素の脱離量が、１．０×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、１．０×１０１９ａｔｏｍｓ
／ｃｍ３以上、または１．０×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上となる場合もある。
［工程Ｂ４］
次に、半導体層２３１を形成する（図１０（Ｃ）参照。）。本実施の形態では、半導体層
２３１として、酸化物半導体層を形成する。酸化物半導体層は、酸化物半導体膜を成膜し
た後、レジストマスクを形成し、当該酸化物半導体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。
酸化物半導体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。
酸化物半導体膜は、不活性ガス及び酸素ガスのいずれか一方を用いて成膜することができ
る。なお、酸化物半導体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、酸化物半導体膜
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。
酸化物半導体膜は、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。
酸化物半導体は、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酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減す
ることができる。
特に、エネルギーギャップが２．５ｅＶ以上の半導体材料は、可視光の透過率が高いため
好ましい。
酸化物半導体膜は、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、例えばＰ
ＬＤ法、ＰＥＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＡＬＤ法、真空蒸着法などを用いてもよい。
［工程Ｂ５］
続いて、電極２２４ａ、電極２２４ｂ、および配線１２５を形成する（図１０（Ｄ）参照
。）。電極２２４ａ、電極２２４ｂ、および配線１２５は、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によ
り形成できる。電極２２４ａおよび電極２２４ｂは、それぞれ、半導体層２３１と接続さ
れる。
なお、電極２２４ａおよび電極２２４ｂを形成する際に、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。
［工程Ｂ６］
次に、絶縁層２１０を形成する（図１１（Ａ）参照。）。絶縁層２１０として、酸素を含
む雰囲気下で成膜した酸化シリコン層や酸化窒化シリコン層等の酸化物絶縁層を用いるこ
とが好ましい。酸化物絶縁層を酸素を含む雰囲気下で形成することで、過剰酸素を含む絶
縁層とすることができる。
［工程Ｂ７］
次に、絶縁層２１０上に電極２２６を形成する（図１１（Ｂ）参照。）。電極２２６は半
導体層２３１と重なる領域を有する。このようにしてトランジスタ２５１を形成すること
ができる。なお、図示していないが、トランジスタ２５２も同様に形成される。
［工程Ｂ８］
次に、絶縁層２１３を形成する（図１１（Ｃ）参照。）。絶縁層２１３は、窒化シリコン
などの酸素を拡散、透過しにくい絶縁材料で形成することが好ましい。
絶縁層２１０が過剰酸素を含む絶縁層である場合、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、酸化物半導体層に酸素を効率よく供給するこ
とができる。その結果、酸化物半導体層中の酸素欠損、および酸化物半導体層と絶縁層２
１０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。これにより、極めて信頼
性の高いトランジスタを実現できる。また、表示装置に当該トランジスタを用いることで
、表示装置の信頼性を高めることができる。
［工程Ｂ９］
次に、絶縁層１１５を形成する（図１１（Ｄ）参照。）。絶縁層１１５は、後に形成する
表示素子の被形成面となる層であるため、平坦化層として機能することが好ましい。
［工程Ｂ１０］
次に、絶縁層１１５、絶縁層２１３、および絶縁層２１０に、電極２２４ａに達する開口
１６１を形成する（図１１（Ｄ）参照。）。
［工程Ｂ１１］
次に、絶縁層１１５上の、後に画素２３０ａとなる領域に、電極１７１ａを形成する（図
１２（Ａ）参照。）。電極１７１ａは、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により形成できる。ここ
で、後に画素２３０ａとなる領域のトランジスタ２５１が有する電極２２４ａと電極１７
１ａが電気的に接続する。電極１７１ａは、可視光を反射する導電材料を用いて形成する
。
［工程Ｂ１２］
次に、絶縁層１１６を形成する（図１２（Ｂ）参照。）。絶縁層１１６は、後に形成する
表示素子の被形成面となる層であるため、平坦化層として機能することが好ましい。絶縁
層１１６は、絶縁層１１５と同様の材料および方法で形成すればよい。
［工程Ｂ１３］
次に、絶縁層１１６に開口１６２を形成する（図１２（Ｂ）参照。）。開口１６２は、後
に画素２３０ｂとなる領域の開口１６１と重なるように形成する。
［工程Ｂ１４］
次に、絶縁層１１６上の、後に画素２３０ｂとなる領域に、電極１７１ｂを形成する（図
１２（Ｃ）参照。）。電極１７１ｂは、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により形成できる。ここ
で、後に画素２３０ｂとなる領域のトランジスタ２５１が有する電極２２４ａと電極１７
１ｂが電気的に接続する。電極１７１ｂは、電極１７１ａと同様の材料および方法で形成
すればよい。
［工程Ｂ１５］
次に、電極１７１ａと重なる領域の、絶縁層１１６の一部を除去し、電極１７１ａ表面を
露出させる（図１３（Ａ）参照。）。
［工程Ｂ１６］
次に、電極１７１ａおよび電極１７１ｂの端部を覆う絶縁層１１４を形成する（図１３（
Ｂ）参照。）。絶縁層１１４は、電極１７１ａと重なる開口と、電極１７１ｂと重なる開
口と、を有する。
［工程Ｂ１７］
次に、ＥＬ層１７２を形成する（図１３（Ｃ）参照。）。本実施の形態では、ＥＬ層１７
２を有機ＥＬで形成する。よって、本実施の形態におけるＥＬ層１７２は有機層である。
ＥＬ層１７２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。
なお、ＥＬ層１７２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１７２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１７２の形成後に行う各工程は、ＥＬ層１７２にかかる温度が、ＥＬ層１７２の耐
熱温度以下となるように行う。
［工程Ｂ１８］
次に、電極１７３を形成する（図１４参照。）。電極１７３は、一部が発光素子１７０ａ
の共通電極として機能し、他の一部が発光素子１７０ｂの共通電極として機能する。電極
１７３は、可視光を透過する導電材料を用いて形成する。
以上のようにして、第２素子基板１８２を作製することができる。
なお、フォトリソグラフィ工程に多階調マスクを用いることで、表示装置の生産性を高め
ることができる。ここで、図１５用いて、多階調マスクについて説明しておく。多階調マ
スクとは、露光部分、中間露光部分、及び未露光部分に３つの露光レベルを行うことが可
能なマスクであり、透過した光が複数の強度となる露光マスクである。一度の露光および
現像工程により、複数（代表的には二種類）の厚さの領域を有するレジストマスクを形成
することが可能である。このため、多階調マスクを用いることで、露光マスク（フォトマ
スク）の枚数を削減することが可能である。
多階調マスクの代表例としては、図１５（Ａ）に示すようなグレートーンマスク８０１ａ
、図１５（Ｃ）に示すようなハーフトーンマスク８０１ｂがある。
図１５（Ａ）に示すように、グレートーンマスク８０１ａは、透光性基板８０２及びその
上に形成される遮光部８０３並びに回折格子８０４で構成される。遮光部８０３において
は、光の透過率が０％である。一方、回折格子８０４はスリット、ドット、メッシュ等の
光透過部の間隔を、露光に用いる光の解像度限界以下の間隔とすることにより、光の透過
率を制御することができる。なお、回折格子８０４は、周期的なスリット、ドット、メッ
シュ、または非周期的なスリット、ドット、メッシュどちらも用いることができる。
透光性基板８０２としては、石英等の透光性基板を用いることができる。遮光部８０３及
び回折格子８０４は、クロムや酸化クロム等の光を吸収する遮光材料を用いて形成するこ
とができる。
グレートーンマスク８０１ａに露光光を照射した場合、図１５（Ｂ）に示すように、遮光
部８０３においては、光透過率８０５は０％であり、遮光部８０３も回折格子８０４も設
けられていない領域の光透過率８０５は１００％である。また、回折格子８０４において
は、１０～７０％の範囲で調整可能である。回折格子８０４における光の透過率の調整は
、回折格子のスリット、ドット、またはメッシュの間隔及びピッチの調整により可能であ
る。
図１５（Ｃ）に示すように、ハーフトーンマスク８０１ｂは、透光性基板８０２及びその
上に形成される半透過部８０７並びに遮光部８０６で構成される。半透過部８０７は、Ｍ
ｏＳｉＮ、ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＯ、ＭｏＳｉＯＮ、ＣｒＳｉなどを用いることができる。
遮光部８０６は、クロムや酸化クロム等の光を吸収する遮光材料を用いて形成することが
できる。
ハーフトーンマスク８０１ｂに露光光を照射した場合、図１５（Ｄ）に示すように、遮光
部８０６においては、光透過率８０８は０％であり、遮光部８０６も半透過部８０７も設
けられていない領域の光透過率８０８は１００％である。また、半透過部８０７において
は、１０～７０％の範囲で調整可能である。半透過部８０７に於ける光の透過率は、半透
過部８０７の材料により調整可能である。
多階調マスクを用いて形成されたレジストマスクは、厚さの異なる複数の領域（ここでは
、２つの領域）からなるレジストマスクであり、厚さの厚い領域と、薄い領域を有する。
多階調マスクを用いて形成されたレジストマスクにおいて、厚い領域をレジストマスクの
凸部と呼び、薄い領域をレジストマスクの凹部と呼ぶ場合がある。
〔表示装置１００〕
次に、第１素子基板１８１と第２素子基板１８２を用いた表示装置１００の作製方法につ
いて説明する。
［工程Ｃ１］
第１素子基板１８１と第２素子基板１８２を、着色層１３１と発光素子１７０が向かい合
うように、接着層１４２を挟んで貼り合わせる（図１６（Ａ）参照。）。この時、発光素
子１７０の発光領域が、着色層１３１と重なるように貼りあわせる。
接着層１４２としては、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。
［工程Ｃ２］
次に、支持基板３３４を剥離層３３５とともに層３３６から分離するために、支持基板３
３４側から剥離層３３５に紫外光を照射する（図１６（Ｂ）参照。）。
なお、支持基板３３４の分離方法は、光照射による分離方法、または物理的に分離する方
法がある。両方法とも、分離前に、層３３６の一部を支持基板３３４または剥離層３３５
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、支持基板３３４と層３３６
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、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。
本実施の形態では、光照射による分離方法について説明する。紫外光の照射は、線状レー
ザ装置を用いて行うことが好ましい。線状レーザ装置は、低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ（
Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｏｌｙ－Ｓｉｌｉｃｏｎ））等の製造ラインで使用
されている。よって、ＬＴＰＳ等の製造ラインの有効利用が可能である。線状レーザとは
、矩形長尺状に集光（線状レーザビームに成形）されたレーザ光である。
本実施の形態では、線状レーザ装置を用いる。具体的には、支持基板３３４と線状のレー
ザ光を、線状のレーザ光の長軸方向と垂直な方向かつ支持基板３３４の表面と平行な方向
に相対的に移動させる。レーザ光が照射された領域は、剥離層３３５と層３３６の結合力
が低下する。
照射する光の波長は、１８０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下が好ましい。特に、波長領域が３０
８ｎｍ、またはその近傍の波長を含むことが好ましい。光のエネルギー密度は、２５０ｍ
Ｊ／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。
ちなみに、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、剥離層３３５と層３３６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、支持基板を再利用で
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、支持基板３３４と層３３６の間に剥離層３３５を配置している
。剥離層３３５を用いることで、剥離層３３５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。
支持基板を介して光を照射する際、支持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、剥離層３３５と層３３６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
、水等を用いて支持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
気体を噴きつけながら光を照射してもよい。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。
［工程Ｃ３］
続いて、支持基板３３４を剥離層３３５とともに層３３６から分離する（図１７（Ａ）参
照。）。
分離前または分離中に、分離界面に水を含む液体を供給することが好ましい。分離界面に
水が存在することで、剥離層３３５と層３３６との密着性もしくは接着性をより低下させ
、分離に要する力を低減させることができる。また、分離界面に水を含む液体を供給する
ことで、剥離層３３５と層３３６の間の結合を弱めるもしくは切断する効果を奏すること
がある。液体との化学結合を利用して、剥離層３３５と層３３６の間の結合を切って分離
を進行させることができる。例えば、剥離層３３５と層３３６の間に水素結合が形成され
ている場合、水を含む液体が供給されることで、水と、剥離層３３５または層３３６との
間に水素結合が形成され、剥離層３３５と層３３６の間の水素結合が切れることが考えら
れる。
剥離層３３５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
。剥離層３３５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。剥離層３３５全体に水が広がることで、均一な分離ができる。
分離界面に水を含む液体が存在することで、分離時に生じる静電気が、第２素子基板１８
２に含まれる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。また、イオナイザなどを用いて、分離により露出した第２素子基板１８
２の表面を除電してもよい。
分離界面に液体を供給した場合は、分離により露出した第２素子基板１８２の表面を乾燥
してもよい。
［工程Ｃ４］
次に、層３３６を除去する。例えば、ドライエッチング法などを用いて層３３６を除去す
ることができる（図１７（Ｂ）参照。）。これにより、絶縁層１１３が露出する。図１７
（Ｂ）では、除去された層３３６を破線で示している。
［工程Ｃ５］
次に、接着層１１２を介して基板１１１と絶縁層１１３を貼りあわせる（図１８（Ａ）参
照。）。接着層１１２は、接着層１４２と同様の材料を用いればよい。本実施の形態では
、基板１１１としてＰＥＴフィルムを用いる。これにより表示装置の軽量化、薄型化が可
能となる。また、ＰＥＴフィルムなどのフィルム基板を用いた表示装置は、ガラスや金属
などを用いる場合に比べて、破損しにくい。また、表示装置の可撓性を高めることができ
る。
［工程Ｃ６］
次に、支持基板３３１を剥離層３３２とともに層３３３から分離するために、支持基板３
３１側から剥離層３３２に紫外光を照射する（図１８（Ｂ）参照。）。本工程は、工程Ｃ
２と同様に行なえばよい。
［工程Ｃ７］
続いて、支持基板３３１を剥離層３３２とともに層３３３から分離する（図１９（Ａ）参
照。）。本工程は、工程Ｃ３と同様に行なえばよい。
［工程Ｃ８］
次に、層３３３を除去する（図１９（Ｂ）参照。）。これにより、絶縁層１２３が露出す
る。図１９（Ｂ）では、除去された層３３３を破線で示している。本工程は、工程Ｃ４と
同様に行なえばよい。
［工程Ｃ９］
次に、接着層１２２を介して基板１２１と絶縁層１２３を貼りあわせる（図２０参照。）
。接着層１２２は、接着層１４２と同様の材料を用いればよい。また、基板１２１は、基
板１１１と同様の材料を用いればよい。
以上のようにして、表示装置１００を作製することができる。
本実施の形態は、他の実施の形態などに記載した構成と適宜組み合わせて実施することが
可能である。
（実施の形態３）
本実施の形態では表示装置１００と異なる構成を有する表示装置１５０について説明する
。なお、説明の繰り返しを軽減するため、主に表示装置１００と異なる部分について説明
する。
＜構成例＞
表示装置１５０は、表示装置１００が有するトランジスタとは異なる構成のトランジスタ
を有する。図２１（Ａ）に表示装置１５０の断面の一例を示す。図２１（Ａ）は、図１（
Ａ）にＡ１－Ａ２の一点鎖線で示す部位に相当する断面図である。表示装置１５０は、基
板１１１と基板１２１の間に、トランジスタ２５１Ｓ、トランジスタ２５２Ｓ、発光素子
１７０、着色層１３１、遮光層１３２等を有する。トランジスタ２５１Ｓはトランジスタ
２５１に相当し、トランジスタ２５２Ｓはトランジスタ２５２に相当する。
表示装置１５０が有する、トランジスタ２５１Ｓおよびトランジスタ２５２Ｓは、トップ
ゲート型のトランジスタである。図２１（Ｂ）に、トランジスタ２５２Ｓの拡大図を示す
。なお、トランジスタ２５１Ｓもトランジスタ２５２Ｓと同様の構造とすることができる
。
＜作製方法例＞
次に、表示装置１５０の作製方法例を説明する。表示装置１５０は、第１素子基板１８１
と第２素子基板１８２Ａを組み合わせて作製する。
〔第１素子基板１８１〕
表示装置１５０の作製に用いる第１素子基板１８１は、表示装置１００の作製に用いる第
１素子基板１８１と同様に作製すればよい。
〔第２素子基板１８２Ａ〕
表示装置１５０の作製に用いる第２素子基板１８２Ａの作製方法について説明する。なお
、説明の繰り返しを軽減するため、主に表示装置１００の作製に用いる第２素子基板１８
２の作製方法と異なる部分について説明する。
まず、実施の形態２に示した工程Ｂ４まで同様に行なう（図２２（Ａ）参照。）。
［工程Ｄ１］
次に、絶縁層２２５を形成する（図２２（Ｂ）参照。）。絶縁層２２５は、絶縁層２１１
と同様の材料および方法で設けることができる。絶縁層２２５は、トランジスタのゲート
絶縁層として機能できる。
［工程Ｄ２］
次に、絶縁層２２５上に、半導体層２３１と重なる領域を有する電極２２６を設ける（図
２２（Ｃ）参照。）。電極２２６は、導電膜を形成した後、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により形成できる。
［工程Ｄ３］
次に、電極２２６をマスクとして用いて、絶縁層２２５の一部を選択的に除去する（図２
２（Ｄ）参照。）。工程Ｄ３を行なうことにより、島状の絶縁層２２５が形成される。ま
た、工程Ｄ３を行なうことにより、半導体層２３１の電極２２６と重ならない領域が露出
する。
［工程Ｄ４］
次に、工程Ｄ３で半導体層２３１の露出した領域に、導電率を高めるための不純物２２７
を添加する（図２３（Ａ）参照。）。本実施の形態では、半導体層２３１に酸化物半導体
を用いるため、半導体層２３１（酸化物半導体層）中に酸素欠損を形成して導電率を高め
るための不純物を添加する。酸化物半導体層に酸素欠損を形成する不純物としては、例え
ば、リン、砒素、アンチモン、ホウ素、アルミニウム、シリコン、窒素、ヘリウム、ネオ
ン、アルゴン、クリプトン、キセノン、インジウム、フッ素、塩素、チタン、亜鉛、及び
炭素のいずれかから選択される一つ以上を用いることができる。当該不純物の添加方法と
しては、プラズマ処理法、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
オンインプランテーション法などを用いることができる。
不純物元素として、上記元素が酸化物半導体層に添加されると、酸化物半導体層中の金属
元素および酸素の結合が切断され、酸素欠損が形成される。酸化物半導体層に含まれる酸
素欠損と、酸化物半導体層中に残存または後から添加される水素の相互作用により、酸化
物半導体層の導電率を大きくすることができる。
不純物元素の添加により酸素欠損が形成された酸化物半導体に水素が入ると、酸素欠損サ
イトに水素が入り伝導帯近傍にドナー準位が形成される。その結果、酸化物半導体の導電
率を大きくすることができる。言い換えると、酸化物半導体の抵抗率を小さくすることが
できる。
半導体層２３１の不純物２２７が添加されて導電率が大きくなった領域は、トランジスタ
のソース領域またはドレイン領域として機能できる。本実施の形態では、電極２２６をマ
スクとして用いて、不純物２２７を添加する。すなわち、トランジスタのソース領域また
はドレイン領域は、自己整合（セルフアライン）で形成される。
［工程Ｄ５］
次に、絶縁層２１０を設け、絶縁層２１０上に絶縁層２１３を設ける（図２３（Ｂ）参照
。）。絶縁層２１０は、絶縁層２１１と同様の材料および方法で設けることができる。
なお、絶縁層２１０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
リコン膜等の絶縁膜を用いることが好ましい。また、絶縁層２１０は過剰酸素を含む絶縁
層であることが好ましい。
絶縁層２１３は、窒化シリコン膜などの酸素を拡散、透過しにくい絶縁層であることが好
ましい。酸素を含む雰囲気下で形成した絶縁層、および過剰酸素を含む絶縁層は、加熱に
より多くの酸素を放出しやすい。このような酸素を放出する絶縁層と、酸素を拡散、透過
しにくい絶縁層を積層した状態で、加熱処理を行うことにより、半導体層２３１のチャネ
ル形成領域に酸素を供給することができる。その結果、チャネル形成領域中の酸素欠損、
およびチャネル形成領域と絶縁層２２５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。これにより、極めて信頼性の高いトランジスタを実現できる。よって、極めて
信頼性の高い表示装置を実現できる。
［工程Ｄ６］
次に、絶縁層２１０の一部および絶縁層２１３の一部を選択的に除去し、半導体層２３１
のソース領域に達する開口、および半導体層２３１のドレイン領域に達する開口を設ける
（図２３（Ｃ）参照。）。
［工程Ｄ７］
次に、絶縁層２１３上に、電極２２４ａ、電極２２４ｂ、および配線１２５を形成する（
図２３（Ｄ）参照。）。電極２２４ａ、電極２２４ｂ、および配線１２５の形成は、実施
の形態２に示した工程Ｂ５と同様に行なえばよい。
このようにして、トップゲート型のトランジスタ２５１Ｓを作製することができる。なお
、図示していないが、トップゲート型のトランジスタ２５２Ｓも同時に作製することがで
きる。これ以降の工程を、実施の形態２に示した工程Ｂ８以降と同様に行なうことにより
、第２素子基板１８２Ａを作製することができる。
〔表示装置１５０〕
第１素子基板１８１と第２素子基板１８２Ａを、着色層１３１と発光素子１７０が向かい
合うように、接着層１４２を挟んで貼り合わせることで、表示装置１５０を作製すること
ができる。
第１素子基板１８１と第２素子基板１８２Ａを用いた表示装置１５０の作製方法は、実施
の形態２に示した工程Ｃ１以降と同様に行なえばよい。
本実施の形態は、他の実施の形態などに記載した構成と適宜組み合わせて実施することが
可能である。
（実施の形態４）
本実施の形態では表示装置１００と異なる構成を有する表示装置２００について説明する
。なお、説明の繰り返しを軽減するため、主に表示装置１００と異なる部分について説明
する。
＜構成例＞
表示装置２００は、表示領域２３５において、表示装置１００が有するトランジスタ２５
１とは異なる構成のトランジスタ２５１Ｔを有する。図２４（Ａ）に表示装置２００の断
面の一例を示す。図２４（Ａ）は、図１（Ａ）にＡ１－Ａ２の一点鎖線で示す部位に相当
する断面図である。表示装置２００は、基板１１１と基板１２１の間に、トランジスタ２
５１Ｔ、トランジスタ２５２、および発光素子１７０等を有する。図２４（Ｂ）に、トラ
ンジスタ２５２Ｔの拡大図を示す。図２４（Ｃ）に、トランジスタ２５２の拡大図を示す
。
トランジスタ２５１Ｔは、電極２２１Ｔ、電極２２６Ｔ、電極２２４ａＴ、および電極２
２４ｂＴを有する。また、電極２２１Ｔ、電極２２６Ｔ、電極２２４ａＴ、および電極２
２４ｂＴの少なくとも１つ、好ましくは全てを、可視光を透過する機能を有する導電性材
料で形成する。よって、トランジスタ２５１Ｔは、可視光を透過する機能を有する。
表示装置２００では、発光素子１７０にボトムエミッション構造の発光素子を用いる。よ
って、発光素子１７０が発する光１７５は、基板１１１側から射出される。また、前述し
た表示装置１００Ｃと同様に、画素毎に発光色の異なるＥＬ層１７２を設けることで、着
色層１３１の形成を省略することができる。
また、発光素子１７０と重なるトランジスタ２５１Ｔは可視光を透過する機能を有する。
発光素子１７０が発する光１７５は、トランジスタ２５１Ｔで遮られることなく基板１１
１側から射出することができる。図２４（Ｄ）は、発光素子１７０から発せられた光１７
５が、トランジスタ２５１Ｔを透過して射出される様子を説明する画素２３０の斜視模式
図である。
また、図示していないが、各画素に設ける容量素子の電極も可視光を透過する機能を有す
る導電性材料で形成することが好ましい。また、各画素内のトランジスタおよび容量素子
などを電気的に接続する導電層も、可視光を透過する機能を有する導電性材料で形成する
ことが好ましい。
一般に、ボトムエミッション構造の表示装置では、各画素に設けるトランジスタ、容量素
子などによって発光素子から射出される光が遮られるため、開口率を大きくしにくかった
。本発明の一態様によれば、ボトムエミッション構造の表示装置であっても、開口率の大
きな表示装置を実現できる。
なお、透光性を有する導電性材料としては、例えば、酸化インジウム、インジウム錫酸化
物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物
などを用いればよい。特に、エネルギーバンドギャップが２．５ｅＶ以上の導電性材料は
、可視光の透過率が高いため好ましい。
一方で、透光性を有する導電性材料は、銅やアルミニウムなどの遮光性を有する導電性材
料と比較して抵抗率が大きい。よって、走査線、信号線、および電源線などのバスライン
は、信号遅延を防ぐため、抵抗率が小さい遮光性を有する導電性材料（金属材料）を用い
て形成することが好ましい。ただし、表示領域２３５の大きさや、バスラインの幅、バス
ラインの厚さなどによっては、バスラインに透光性を有する導電性材料を用いてもかまわ
ない場合もある。
また、周辺回路領域２３３に設けられるトランジスタ２５２は、高速動作が要求されるた
め、抵抗率が小さい遮光性を有する導電性材料（金属材料）を用いて形成することが好ま
しい。
また、前述したように、電極１７３は、一部が発光素子１７０ａの共通電極として機能し
、他の一部が発光素子１７０ｂの共通電極として機能する。このため、電極１７３の抵抗
値は小さいほど好ましい。特に、表示装置の大型化、または高精細化などを実現するため
に、電極１７３の抵抗値は小さいほど好ましい。ボトムエミッション構造の表示装置では
、電極１７３に遮光性を有する導電性材料を用いることができるため、電極１７３を抵抗
率の小さい導電性材料で形成することができる。よって、電極１７３の抵抗値を小さくす
ることができる。
〔変形例１〕
表示装置２００の変形例である表示装置２００Ａの断面を図２５に示す。表示装置２００
Ａは、トランジスタ２５１Ｔと絶縁層１１５の間に着色層１３１を有する。また、表示装
置２００Ａでは、発光色が白色の発光素子１７０を用いる。
発光素子１７０が発する光１７５は、着色層１３１等を介して、基板１１１側に射出され
る。着色層１３１を構成する材料によって、発光素子１７０が発する光１７５を赤、緑、
青、シアン、マゼンタまたは黄などの色相に変化させることができる。
〔変形例２〕
電極１７１と配線１２５を重ねて設ける場合、配線１２５の電位変動に応じて電極１７１
の電位が意図せず変動する場合がある。例えば、配線１２５がビデオ信号を供給する配線
である場合、特定の画素２３０にビデオ信号の書き込みが終了した後に、当該画素２３０
と重なる配線１２５の電位が変動すると、当該画素２３０に書き込まれた電位が意図せず
変動する場合がある。よって、表示装置の表示品位が低下する場合がある。
表示装置２００Ａの変形例である表示装置２００Ｂの断面を図２６に示す。表示装置２０
０Ｂは、配線１２５が重なる領域の着色層１３１上に電極１２６が設けられている。また
、電極１２６は絶縁層１１５で覆われている。電極１２６には、共通電位または電源電位
などの固定電位が供給される。
電極１７１と配線１２５が重なる領域において、電極１７１と配線１２５の間に電極１２
６を設けることで、配線１２５の電位変動の影響を遮断し、電極１７１の意図しない電位
変動を防ぐことができる。
なお、本実施の形態では着色層１３１上に電極１２６を設ける例を示しているが、これに
限定されない。例えば、電極１２６を絶縁層２１３上に設けてもよいし、電極１２６を絶
縁層２１０上に設けてもよい。
電極１２６は、透光性を有する導電性材料を用いて形成してもよいし、遮光性を有する導
電性材料を用いて形成してもよい。
本実施の形態は、他の実施の形態などに記載した構成と適宜組み合わせて実施することが
可能である。
（実施の形態５）
本実施の形態では、表示装置１００のより具体的な構成例について説明する。図２７（Ａ
）は、表示装置１００を説明するブロック図である。実施の形態１で説明したように、表
示装置１００は、表示領域２３５、周辺回路領域２３２、および周辺回路領域２３３を有
する。
周辺回路領域２３２に含まれる回路は、例えば走査線駆動回路として機能する。周辺回路
領域２３２に含まれる回路は、例えば信号線駆動回路として機能する。なお、表示領域２
３５をはさんで周辺回路領域２３２と向き合う位置に、何らかの回路を設けてもよい。表
示領域２３５をはさんで周辺回路領域２３３と向き合う位置に、何らかの回路を設けても
よい。なお、前述したとおり、周辺回路領域２３２および周辺回路領域２３３に含まれる
回路の総称を、「周辺駆動回路」という場合がある。
周辺駆動回路には、シフトレジスタ、レベルシフタ、インバータ、ラッチ、アナログスイ
ッチ、論理回路等の様々な回路を用いることができる。周辺駆動回路には、トランジスタ
および容量素子等を用いることができる。周辺駆動回路が有するトランジスタは、画素２
３０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。
また、表示装置２００は、各々が略平行に配設され、且つ、周辺回路領域２３２に含まれ
る回路によって電位が制御されるｍ本の配線２３６と、各々が略平行に配設され、且つ、
周辺回路領域２３３に含まれる回路によって電位が制御されるｎ本の配線２３７と、を有
する。
表示領域２３５はマトリクス状に配設された複数の画素２３０を有する。赤色光を制御す
る画素２３０、緑色光を制御する画素２３０、および青色光を制御する画素２３０をまと
めて１つの画素２４０として機能させ、それぞれの画素２３０の発光量（発光輝度）を制
御することで、フルカラー表示を実現することができる。よって、当該３つの画素２３０
はそれぞれが副画素として機能する。すなわち、３つの副画素は、それぞれが赤色光、緑
色光、または青色光の、発光量などを制御する（図２７（Ｂ１）参照。）。なお、３つの
副画素それぞれが制御する光の色は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の組み合わせに限ら
ず、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黄（Ｙ）であってもよい（図２７（Ｂ２）参照。）
。
また、４つの副画素をまとめて１つの画素として機能させてもよい。例えば、赤色光、緑
色光、青色光をそれぞれ制御する３つの副画素に、白色光を制御する副画素を加えてもよ
い（図２７（Ｂ３）参照。）。白色光を制御する副画素を加えることで、表示領域の輝度
を高めることができる。また、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ制御する３つの副画素
に、黄色光を制御する副画素を加えてもよい（図２７（Ｂ４）参照。）。また、シアン色
光、マゼンタ色光、黄色光をそれぞれ制御する３つの副画素に、白色光を制御する副画素
を加えてもよい（図２７（Ｂ５）参照。）。
１つの画素として機能させる副画素の数を増やし、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、およ
び黄などの光を制御する副画素を適宜組み合わせて用いることにより、中間調の再現性を
高めることができる。よって、表示品位を高めることができる。
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）
規格およびＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍ
ｍｉｔｔｅｅ）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）規格およ
びＡｄｏｂｅ ＲＧＢ規格、ＨＤＴＶ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｔｅｌｅｖｉ
ｓｉｏｎ、ハイビジョンともいう）で使われるＩＴＵ－Ｒ ＢＴ．７０９（Ｉｎｔｅｒｎ
ａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ Ｒａｄｉｏｃｏｍ
ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅ（Ｔ
ｅｌｅｖｉｓｉｏｎ） ７０９）規格、デジタルシネマ映写で使われるＤＣＩ－Ｐ３（Ｄ
ｉｇｉｔａｌ Ｃｉｎｅｍａ Ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅｓ Ｐ３）規格、ＵＨＤＴＶ（Ｕｌ
ｔｒａ 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（Ｒｅｃｏｍｍ
ｅｎｄａｔｉｏｎ ２０２０））規格などの色域を再現することができる。
また、画素２４０を１９２０×１０８０のマトリクス状に配置すると、いわゆるフルハイ
ビジョン（「２Ｋ解像度」、「２Ｋ１Ｋ」、または「２Ｋ」などとも言われる。）の解像
度でフルカラー表示可能な表示装置１００を実現することができる。また、例えば、画素
２４０を３８４０×２１６０のマトリクス状に配置すると、いわゆるウルトラハイビジョ
ン（「４Ｋ解像度」、「４Ｋ２Ｋ」、または「４Ｋ」などとも言われる。）の解像度でフ
ルカラー表示可能な表示装置１００を実現することができる。また、例えば、画素２４０
を７６８０×４３２０のマトリクス状に配置すると、いわゆるスーパーハイビジョン（「
８Ｋ解像度」、「８Ｋ４Ｋ」、または「８Ｋ」などとも言われる。）の解像度でフルカラ
ー表示可能な表示装置１００を実現することができる。画素２４０を増やすことで、１６
Ｋや３２Ｋの解像度でフルカラー表示可能な表示装置１００を実現することも可能である
。
＜画素２３０の回路構成例＞
図２８（Ａ）および（Ｂ）は、画素２３０の回路構成例を示す図である。画素２３０は、
画素回路４３１および表示素子４３２を有する。
各配線２３６は、表示領域２３５においてｍ行ｎ列に配設された画素回路４３１のうち、
いずれかの行に配設されたｎ個の画素回路４３１と電気的に接続される。また、各配線２
３７は、ｍ行ｎ列に配設された画素回路４３１のうち、いずれかの列に配設されたｍ個の
画素回路４３１に電気的に接続される。ｍ、ｎは、ともに１以上の整数である。
〔発光表示装置用画素回路の一例〕
図２８（Ａ）は、表示装置１００の画素２３０に用いることができる回路構成例を示して
いる。また、図２８（Ａ）に示す画素回路４３１は、トランジスタ４３６と、容量素子４
３３と、トランジスタ２５１と、トランジスタ４３４と、を有する。また、画素回路４３
１は、表示素子４３２として機能する発光素子１７０と電気的に接続されている。
トランジスタ４３６のソース電極およびドレイン電極の一方は、データ信号（「ビデオ信
号」ともいう。）が与えられる配線（以下、信号線ＤＬ＿ｎという）に電気的に接続され
る。さらに、トランジスタ４３６のゲート電極は、ゲート信号が与えられる配線（以下、
走査線ＧＬ＿ｍという）に電気的に接続される。信号線ＤＬ＿ｎと走査線ＧＬ＿ｍはそれ
ぞれ配線２３７と配線２３６に相当する。
トランジスタ４３６は、データ信号のノード４３５への書き込みを制御する機能を有する
。
容量素子４３３の一対の電極の一方は、ノード４３５に電気的に接続され、他方は、ノー
ド４３７に電気的に接続される。また、トランジスタ４３６のソース電極およびドレイン
電極の他方は、ノード４３５に電気的に接続される。
容量素子４３３は、ノード４３５に書き込まれたデータを保持する保持容量としての機能
を有する。
トランジスタ２５１のソース電極およびドレイン電極の一方は、電位供給線ＶＬ＿ａに電
気的に接続され、他方はノード４３７に電気的に接続される。さらに、トランジスタ２５
１のゲート電極は、ノード４３５に電気的に接続される。
トランジスタ４３４のソース電極およびドレイン電極の一方は、電位供給線Ｖ０に電気的
に接続され、他方はノード４３７に電気的に接続される。さらに、トランジスタ４３４の
ゲート電極は、走査線ＧＬ＿ｍに電気的に接続される。
発光素子１７０のアノードまたはカソードの一方は、電位供給線ＶＬ＿ｂに電気的に接続
され、他方は、ノード４３７に電気的に接続される。
発光素子１７０としては、例えば有機エレクトロルミネセンス素子（有機ＥＬ素子ともい
う）などを用いることができる。ただし、発光素子１７０は、これに限定されず、例えば
無機材料からなる無機ＥＬ素子を用いても良い。
なお、電源電位としては、例えば相対的に高電位側の電位または低電位側の電位を用いる
ことができる。高電位側の電源電位を高電源電位（「ＶＤＤ」ともいう）といい、低電位
側の電源電位を低電源電位（「ＶＳＳ」ともいう）という。また、接地電位を高電源電位
または低電源電位として用いることもできる。例えば高電源電位が接地電位の場合には、
低電源電位は接地電位より低い電位であり、低電源電位が接地電位の場合には、高電源電
位は接地電位より高い電位である。
例えば、電位供給線ＶＬ＿ａまたは電位供給線ＶＬ＿ｂの一方には、高電源電位ＶＤＤが
与えられ、他方には、低電源電位ＶＳＳが与えられる。
図２８（Ａ）の画素回路４３１を有する表示装置では、周辺回路領域２３２に含まれる回
路によって各行の画素回路４３１を順次選択し、トランジスタ４３６、およびトランジス
タ４３４をオン状態にしてデータ信号をノード４３５に書き込む。
ノード４３５にデータが書き込まれた画素回路４３１は、トランジスタ４３６、およびト
ランジスタ４３４がオフ状態になることで保持状態になる。さらに、ノード４３５に書き
込まれたデータの電位に応じてトランジスタ２５１のソース電極とドレイン電極の間に流
れる電流量が制御され、発光素子１７０は、流れる電流量に応じた輝度で発光する。これ
を行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
〔液晶表示装置用画素回路の一例〕
図２８（Ｂ）に示す画素回路４３１は、トランジスタ４３６と、容量素子４３３と、を有
する。また、画素回路４３１は、表示素子４３２として機能する液晶素子１８０と電気的
に接続されている。
液晶素子１８０の一対の電極の一方の電位は、画素回路４３１の仕様に応じて適宜設定さ
れる。液晶素子１８０は、ノード４３５に書き込まれるデータにより配向状態が設定され
る。なお、複数の画素回路４３１のそれぞれが有する液晶素子１８０の一対の電極の一方
に、共通の電位（コモン電位）を与えてもよい。また、各行の画素回路４３１毎の液晶素
子１８０の一対の電極の一方に異なる電位を与えてもよい。
液晶素子１８０としては、例えば垂直配向（ＶＡ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎ
ｔ）モードが適用された液晶素子を用いることができる。垂直配向モードとしては、ＭＶ
Ａ（Ｍｕｌｔｉ－Ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶ
Ａ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（Ａ
ｄｖａｎｃｅｄ Ｓｕｐｅｒ Ｖｉｅｗ）モードなどを用いることができる。
液晶素子１８０には、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
ＶＡモードのほかに、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ－
Ｐｌａｎｅ－Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＶＡ－ＩＰＳモード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ
Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒ
ｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ－ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ
Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅ
ｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒ
ｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ゲスト－ホストモード等
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 Ｄ
ｉｓｐｅｒｓｅｄ 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。
なお、液晶素子１８０にゲスト－ホストモードで動作する液晶材料を用いることにより、
光拡散層や偏光板などの機能性部材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、偏光板などの機能性部材を設けないことにより、液晶素子
１８０の反射輝度を高めることができる。よって、表示装置の視認性を高めることができ
る。
また、円偏光板を用いる反射型の液晶表示装置のオン状態とオフ状態の切り替え（明状態
と暗状態の切り替え）は、液晶分子の長軸を基板と略垂直な方向にそろえるか、基板と略
水平な方向にそろえるか、によって行なわれる。一般に、ＩＰＳモードなどの横電界方式
で動作する液晶素子は、オン状態およびオフ状態ともに液晶分子の長軸が基板と略水平な
方向にそろうため、反射型の液晶表示装置に用いることが難しい。
ＶＡ－ＩＰＳモードで動作する液晶素子は、横電界方式で動作し、かつ、オン状態とオフ
状態の切り替えを、液晶分子の長軸を基板と略垂直な方向にそろえるか、基板と略水平な
方向にそろえるか、によって行なわれる。このため、反射型の液晶表示装置に横電界方式
で動作する液晶素子を用いる場合は、ＶＡ－ＩＰＳモードで動作する液晶素子を用いるこ
とが好ましい。
なお、後述するように、表示素子として、発光素子１７０および液晶素子１８０以外の表
示素子を適用することも可能である。
ｍ行ｎ列目の画素回路４３１において、トランジスタ４３６のソース電極およびドレイン
電極の一方は、信号線ＤＬ＿ｎに電気的に接続され、他方はノード４３５に電気的に接続
される。トランジスタ４３６のゲート電極は、走査線ＧＬ＿ｍに電気的に接続される。ト
ランジスタ４３６は、ノード４３５へのデータ信号の書き込みを制御する機能を有する。
容量素子４３３の一対の電極の一方は、特定の電位が供給される配線（以下、容量線ＣＬ
）に電気的に接続され、他方は、ノード４３５に電気的に接続される。また、液晶素子１
８０の一対の電極の他方はノード４３５に電気的に接続される。なお、容量線ＣＬの電位
の値は、画素回路４３１の仕様に応じて適宜設定される。容量素子４３３は、ノード４３
５に書き込まれたデータを保持する保持容量としての機能を有する。
例えば、図２８（Ｂ）の画素回路４３１を有する表示装置では、周辺回路領域２３２に含
まれる回路により各行の画素回路４３１を順次選択し、トランジスタ４３６をオン状態に
してノード４３５にデータ信号を書き込む。
ノード４３５にデータ信号が書き込まれた画素回路４３１は、トランジスタ４３６がオフ
状態になることで保持状態になる。これを行毎に順次行うことにより、表示領域２３５に
画像を表示できる。
〔表示素子〕
本発明の一態様の表示装置は、様々な形態を用いること、または様々な表示素子を有する
ことが出来る。表示素子は、例えば、ＬＥＤ（白色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青
色ＬＥＤなど）などを含むＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子（有機物および無機物
を含むＥＬ素子、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子）、トランジスタ（電流に応じて発光する
トランジスタ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、電子放出素子、液晶素子、電
気泳動素子、グレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）や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）素子、ＭＩＲＡＳＯＬ（登録商
標）ディスプレイ、ＩＭＯＤ（インターフェロメトリック・モジュレーション）素子、圧
電セラミックディスプレイなどの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、エレクトロウェッティング素子などが挙げられる。これらの他に
も、電気的または磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化す
る表示媒体を有していても良い。また、表示素子として量子ドットを用いてもよい。
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）また
はＳＥＤ方式平面型ディスプレイ（ＳＥＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ－ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎ－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。
量子ドットを用いた表示装置の一例としては、量子ドットディスプレイなどがある。
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。
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
（実施の形態６）
本実施の形態では、発光素子１７０に用いることができる発光素子の構成例について説明
する。なお、本実施の形態に示すＥＬ層３２０が、他の実施の形態に示したＥＬ層１７２
に相当する。
＜発光素子の構成＞
図２９（Ａ）に示す発光素子３１１は、一対の電極（電極３１８、電極３２２）間にＥＬ
層３２０が挟まれた構造を有する。電極３１８、電極３２２、ＥＬ層３２０は、それぞれ
上記実施の形態の電極１７１、電極１７３、ＥＬ層１７２に相当する。なお、以下の本実
施の形態の説明においては、例として、電極３１８を陽極として用い、電極３２２を陰極
として用いるものとする。
また、ＥＬ層３２０は、少なくとも発光層を含んで形成されていればよく、発光層以外の
機能層を含む積層構造であっても良い。発光層以外の機能層としては、正孔注入性の高い
物質、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、バイポー
ラ性（電子および正孔の輸送性の高い物質）の物質等を含む層を用いることができる。具
体的には、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等の機能層を適宜組み合わ
せて用いることができる。
図２９（Ａ）に示す発光素子３１１は、電極３１８と電極３２２との間に与えられた電位
差により電流が流れ、ＥＬ層３２０において正孔と電子とが再結合し、発光するものであ
る。つまりＥＬ層３２０に発光領域が形成されるような構成となっている。
本発明において、発光素子３１１からの発光は、電極３１８、または電極３２２側から外
部に取り出される。従って、電極３１８、または電極３２２のいずれか一方は透光性を有
する物質で成る。
なお、ＥＬ層３２０は図２９（Ｂ）に示す発光素子３１２のように、電極３１８と電極３
２２との間に複数積層されていても良い。ｎ層（ｎは２以上の自然数）の積層構造を有す
る場合には、ｍ番目（ｍは、１≦ｍ＜ｎを満たす自然数）のＥＬ層３２０と、（ｍ＋１）
番目のＥＬ層３２０との間には、それぞれ電荷発生層３２０ａを設けることが好ましい。
電極３１８と電極３２２を除く構成が上記実施の形態のＥＬ層１７２に相当する。
電荷発生層３２０ａは、有機化合物と金属酸化物の複合材料を用いて形成することができ
る。金属酸化物としては、例えば、酸化バナジウムや酸化モリブデンや酸化タングステン
等が挙げられる。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香
族炭化水素、または、それらを基本骨格とするオリゴマー、デンドリマー、ポリマーなど
、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔輸送性有機化合
物として正孔移動度が１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい。
但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。
なお、電荷発生層３２０ａに用いるこれらの材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に
優れているため、発光素子３１２の低電流駆動、および低電圧駆動を実現することができ
る。上記複合材料以外にも、上記複合材料にアルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ
金属化合物、アルカリ土類金属化合物などを加えた材料を電荷発生層３２０ａに用いるこ
とができる。
なお、電荷発生層３２０ａは、有機化合物と金属酸化物の複合材料と他の材料とを組み合
わせて形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供
与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わ
せて形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電膜
とを組み合わせて形成してもよい。
このような構成を有する発光素子３１２は、隣接するＥＬ層３２０同士でのエネルギーの
移動が起こり難く、高い発光効率と長い寿命とを併せ持つ発光素子とすることが容易であ
る。また、一方の発光層で燐光発光、他方で蛍光発光を得ることも容易である。
なお、電荷発生層３２０ａとは、電極３１８と電極３２２に電圧を印加したときに、電荷
発生層３２０ａに接して形成される一方のＥＬ層３２０に対して正孔を注入する機能を有
し、他方のＥＬ層３２０に電子を注入する機能を有する。
図２９（Ｂ）に示す発光素子３１２は、ＥＬ層３２０に用いる発光物質の種類を変えるこ
とにより様々な発光色を得ることができる。また、発光物質として発光色の異なる複数の
発光物質を用いることにより、ブロードなスペクトルの発光や白色光を得ることもできる
。
図２９（Ｂ）に示す発光素子３１２を用いて、白色光を得る場合、複数のＥＬ層の組み合
わせとしては、赤、青および緑色の光を含んで白色に発光する構成であればよく、例えば
、青色の蛍光材料を発光物質として含むＥＬ層と、緑色と赤色の燐光材料を発光物質とし
て含むＥＬ層を有する構成が挙げられる。また、赤色の発光を示すＥＬ層と、緑色の発光
を示すＥＬ層と、青色の発光を示すＥＬ層とを有する構成とすることもできる。または、
補色の関係にある光を発するＥＬ層を有する構成であっても白色光が得られる。ＥＬ層が
２層積層された積層型素子において、これらのＥＬ層からの発光色を補色の関係にする場
合、補色の関係としては、青色と黄色、あるいは青緑色と赤色などの組合せが挙げられる
。
なお、上述した積層型素子の構成において、積層される発光層の間に電荷発生層を配置す
ることにより、電流密度を低く保ったまま高輝度発光が得られ、また、長寿命の素子を実
現することができる。
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
（実施の形態７）
本実施の形態では、表示装置１００で行うことができる動作モードについて、図３０を用
いて説明する。
なお、本実施の形態では、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３０（Ａ１）、図３０（Ａ２）、図３０（Ｂ）、および図３０（Ｃ）は、画素回路、お
よ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
３０（Ａ１）では、表示素子５０１と、表示素子５０１に電気的に接続される画素回路４
３１と、を示している。表示素子５０１として、例えば液晶素子１８０を用いる。また、
図３０（Ａ１）に示す画素回路４３１では、信号線ＳＬと、ゲート線ＧＬと、信号線ＳＬ
およびゲート線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。なお、表示素子５０１の一方の電極、トランジスタＭ１
のソースまたはドレインの一方、および容量素子ＣｓＬＣが接続されたノードをノードＮ
Ｄ１とする。
また、図３０（Ａ２）では、表示素子５０２と、表示素子５０２に電気的に接続される画
素回路４３１と、を示している。表示素子５０２として、例えば発光素子１７０（ＥＬ素
子）を用いる。また、図３０（Ａ２）に示す画素回路４３１では、信号線ＳＬと、ゲート
線ＧＬと、信号線ＳＬおよびゲート線ＧＬに接続されたトランジスタＭ１と、トランジス
タＭ１および表示素子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、およびに表示素子５０２に接続される容量素子ＣｓＥＬと、を示している
。
データＤ１は信号線ＳＬから供給される。また、データＤ１は、トランジスタＭ１を介し
てノードＮＤ１に供給される。トランジスタＭ１をオフ状態にすることでノードＮＤ１に
データＤ１が保持される。よって、トランジスタＭ１は、信号線ＳＬからノードＮＤ１に
供給されたデータＤ１のリークパスと成り得る。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、および
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（ｏｘｉ
ｄｅ 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、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４３１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。
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４
３１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３０（Ａ２）に示す回路図において、表示素子５０２として用いる液晶素子はデ
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形成領域には、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。
また、図３０（Ｂ）は、通常駆動モードでの信号線ＳＬおよびゲート線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。図３０（Ｂ）に期間Ｔ１からＴ３までを表す。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３０（Ｃ）は、ＩＤＳ駆動モードでの信号線ＳＬおよびゲート線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。
本実施の形態は、他の実施の形態などに記載した構成と適宜組み合わせて実施することが
可能である。
（実施の形態８）
本実施の形態では、タッチセンサの駆動方法の一例について、図面を参照して説明する。
〔センサの検知方法の例〕
図３１（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３１（
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３１（
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３１（Ａ
）は、電極５２１および電極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５
５３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および電流検出回路５５２のいずれか一方、または両方
を、第１素子基板１８１または第２素子基板１８２上に形成してもよい。例えば、画素回
路や周辺駆動回路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および電流検出回路５５２のいずれか一方、または両方を、ＩＣに実装してもよ
い。
特に、第２素子基板１８２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や、酸化物半導体などを
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。
次いで図３１（Ｂ）には、図３１（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３１（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３１（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－Ｙ
６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３１（Ａ）ではタッチセンサとして配線の交差部に容量５５３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、タッチセンサはトランジスタと容
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であってもよい。図３２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５５３と、トランジスタ５６１と、トランジスタ５６２と、トランジス
タ５６３とを有する。トランジスタ５６３はゲートに信号Ｓ２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５５３の一方の電極およびトランジ
スタ５６１のゲートと電気的に接続する。トランジスタ５６１はソース又はドレインの一
方がトランジスタ５６２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ＶＳ
Ｓが与えられる。トランジスタ５６２はゲートに信号Ｓ１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５５３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Ｓ２としてトランジスタ５６３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５６１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Ｓ２としてトランジスタ５
６３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５５３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Ｓ１にトランジスタ５６２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５６１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５６１、トランジスタ５６２、トランジスタ５６３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５６３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３３（Ａ）は、表示装置の構成例を示すブロック図である。図３３（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ｐ
ｉｘを有する表示部を示している。なお図３３（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３３（Ｂ）は、図３３（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３３（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３３（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５
ｐＦ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３４（Ａ）乃至（Ｄ）は、一例として図３１（Ａ）、（Ｂ）で説明したタッチセンサと
、図３３（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３４（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３４（Ａ）に示
すように、表示部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。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３４（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１
６．７ｍｓ（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１６．７ｍ
ｓよりも長い期間とすることができる。そのため、図３４（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３４（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３４（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３５（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３５（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の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３５（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３５（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３５（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３５（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およびソース駆動回路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およびソース駆動回路
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。
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、他の実施の形態などに記載した構成と適宜組み合わせて実施することが
可能である。
（実施の形態９）
本実施の形態では、図３６乃至図３８を用いて、本発明の一態様に係る表示装置に用いる
ことができるトランジスタの構成例について説明を行う。
＜トランジスタの構成例１＞
まず、トランジスタの構造の一例として、トランジスタ３２００ａについて、図３６（Ａ
）（Ｂ）（Ｃ）を用いて説明する。図３６（Ａ）はトランジスタ３２００ａの上面図であ
る。図３６（Ｂ）は、図３６（Ａ）に示す一点鎖線Ｘ１－Ｘ２間における切断面の断面図
に相当し、図３６（Ｃ）は、図３６（Ａ）に示す一点鎖線Ｙ１－Ｙ２間における切断面の
断面図に相当する。なお、図３６（Ａ）において、煩雑になることを避けるため、トラン
ジスタ３２００ａの構成要素の一部（ゲート絶縁層としての機能を有する絶縁層等）を省
略して図示している。なお、以下において、一点鎖線Ｘ１－Ｘ２方向をチャネル長方向、
一点鎖線Ｙ１－Ｙ２方向をチャネル幅方向と呼称する場合がある。なお、トランジスタの
上面図においては、以降の図面においても図３６と同様に、構成要素の一部を省略して図
示する場合がある。
トランジスタ３２００ａは、絶縁層３２２４上の導電層３２２１と、絶縁層３２２４及び
導電層３２２１上の絶縁層３２１１と、絶縁層３２１１上の金属酸化物層３２３１と、金
属酸化物層３２３１上の導電層３２２２ａと、金属酸化物層３２３１上の導電層３２２２
ｂと、金属酸化物層３２３１、導電層３２２２ａ、及び導電層３２２２ｂ上の絶縁層３２
１２と、絶縁層３２１２上の導電層３２２３と、絶縁層３２１２及び導電層３２２３上の
絶縁層３２１３と、を有する。
また、絶縁層３２１１及び絶縁層３２１２は、開口部３２３５を有する。導電層３２２３
は、開口部３２３５を介して、導電層３２２１と電気的に接続される。
ここで、絶縁層３２１１は、トランジスタ３２００ａの第１のゲート絶縁層としての機能
を有し、絶縁層３２１２は、トランジスタ３２００ａの第２のゲート絶縁層としての機能
を有し、絶縁層３２１３は、トランジスタ３２００ａの保護絶縁層としての機能を有する
。また、トランジスタ３２００ａにおいて、導電層３２２１は、第１のゲートとしての機
能を有し、導電層３２２２ａは、ソースまたはドレインの一方としての機能を有し、導電
層３２２２ｂは、ソースまたはドレインの他方としての機能を有する。また、トランジス
タ３２００ａにおいて、導電層３２２３は、第２のゲートとしての機能を有する。
なお、トランジスタ３２００ａは、所謂チャネルエッチ型のトランジスタであり、デュア
ルゲート構造である。
また、トランジスタ３２００ａは、導電層３２２３を設けない構成にすることもできる。
この場合、トランジスタ３２００ａは、所謂チャネルエッチ型のトランジスタであり、ボ
トムゲート構造である。
図３６（Ｂ）（Ｃ）に示すように、金属酸化物層３２３１は、導電層３２２１、及び導電
層３２２３と対向するように位置し、２つのゲートの機能を有する導電層に挟まれている
。導電層３２２３のチャネル長方向の長さ、及び導電層３２２３のチャネル幅方向の長さ
は、金属酸化物層３２３１のチャネル長方向の長さ、及び金属酸化物層３２３１のチャネ
ル幅方向の長さよりもそれぞれ長く、金属酸化物層３２３１の全体は、絶縁層３２１２を
介して導電層３２２３に覆われている。
別言すると、導電層３２２１及び導電層３２２３は、絶縁層３２１１及び絶縁層３２１２
に設けられる開口部３２３５において接続され、且つ金属酸化物層３２３１の側端部より
も外側に位置する領域を有する。
このような構成を有することで、トランジスタ３２００ａに含まれる金属酸化物層３２３
１を、導電層３２２１及び導電層３２２３の電界によって電気的に囲むことができる。ト
ランジスタ３２００ａのように、第１のゲート及び第２のゲートの電界によって、チャネ
ル形成領域が形成される金属酸化物層を、電気的に囲むトランジスタのデバイス構造をＳ
ｕｒｒｏｕｎｄｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ（Ｓ－ｃｈａｎｎｅｌ）構造と呼ぶことができる。
トランジスタ３２００ａは、Ｓ－ｃｈａｎｎｅｌ構造を有するため、第１のゲートの機能
を有する導電層３２２１によってチャネルを誘起させるための電界を効果的に金属酸化物
層３２３１に印加することができるため、トランジスタ３２００ａの電流駆動能力が向上
し、高いオン電流特性を得ることが可能となる。また、オン電流を高くすることが可能で
あるため、トランジスタ３２００ａを微細化することが可能となる。また、トランジスタ
３２００ａは、金属酸化物層３２３１が、第１のゲートの機能を有する導電層３２２１及
び第２のゲートの機能を有する導電層３２２３によって囲まれた構造を有するため、トラ
ンジスタ３２００ａの機械的強度を高めることができる。
例えば、金属酸化物層３２３１は、Ｉｎと、Ｍ（Ｍは、ガリウム、アルミニウム、シリコ
ン、ホウ素、イットリウム、スズ、銅、バナジウム、ベリリウム、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）と、Ｚｎと、を有すると好ましい。
また、金属酸化物層３２３１は、Ｉｎの原子数比がＭの原子数比より多い領域を有すると
好ましい。一例としては、金属酸化物層３２３１のＩｎ、Ｍ、及びＺｎの原子数の比を、
Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３近傍とすると好ましい。ここで、近傍とは、Ｉｎが４の場合
、Ｍが１．５以上２．５以下であり、且つＺｎが２以上４以下を含む。または、金属酸化
物層３２３１のＩｎ、Ｍ、及びＺｎの原子数の比を、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６近傍と
すると好ましい。
また、金属酸化物層３２３１は、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅで
あると好適である。金属酸化物層３２３１が、Ｉｎの原子数比がＭの原子数比より多い領
域を有し、且つＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅであることで、トラ
ンジスタ３２００ａの電界効果移動度を高くすることができる。
また、ｓ－ｃｈａｎｎｅｌ構造であるトランジスタ３２００ａは電界効果移動度が高く、
且つ駆動能力が高いので、トランジスタ３２００ａを駆動回路、代表的にはゲート信号を
生成するゲートドライバに用いることで、額縁幅の狭い（狭額縁ともいう）表示装置を提
供することができる。また、トランジスタ３２００ａを、表示装置が有する信号線への信
号の供給を行うソースドライバ（とくに、ソースドライバが有するシフトレジスタの出力
端子に接続されるデマルチプレクサ）に用いることで、表示装置に接続される配線数が少
ない表示装置を提供することができる。
また、トランジスタ３２００ａはそれぞれチャネルエッチ構造のトランジスタであるため
、低温ポリシリコンを用いたトランジスタと比較して、作製工程数が少ない。また、トラ
ンジスタ３２００ａは、金属酸化物層をチャネルに用いているため、低温ポリシリコンを
用いたトランジスタのように、レーザ結晶化工程が不要である。これらのため、大面積基
板を用いた表示装置であっても、製造コストを低減することが可能である。さらに、ウル
トラハイビジョン（「４Ｋ解像度」、「４Ｋ２Ｋ」、「４Ｋ」）、スーパーハイビジョン
（「８Ｋ解像度」、「８Ｋ４Ｋ」、「８Ｋ」）のように高解像度であり、且つ大型の表示
装置において、トランジスタ３２００ａのように電界効果移動度が高いトランジスタを駆
動回路及び表示部に用いることで、短時間での書き込みが可能であり、表示不良を低減す
ることが可能であり好ましい。
また、金属酸化物層３２３１と接する絶縁層３２１１及び絶縁層３２１２は、酸化物絶縁
膜であることが好ましく、化学量論的組成よりも過剰に酸素を含有する領域（過剰酸素領
域）を有することがより好ましい。別言すると、絶縁層３２１１及び絶縁層３２１２は、
酸素を放出することが可能な絶縁膜である。なお、絶縁層３２１１及び絶縁層３２１２に
過剰酸素領域を設けるには、例えば、酸素雰囲気下にて絶縁層３２１１及び絶縁層３２１
２を形成する、もしくは成膜後の絶縁層３２１１及び絶縁層３２１２を酸素雰囲気下で熱
処理すればよい。
金属酸化物層３２３１としては、金属酸化物の一種である酸化物半導体を用いることがで
きる。
金属酸化物層３２３１がＩｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化物の場合、Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化物を成膜する
ために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ＞Ｍを満たすこと
が好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、Ｉｎ：
Ｍ：Ｚｎ＝２：１：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１
、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１
：８、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝６：１：６、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：２：５等が挙げられる。
また、金属酸化物層３２３１が、Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化物で形成される場合、スパッタリン
グターゲットとしては、多結晶のＩｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化物を含むターゲットを用いると好ま
しい。多結晶のＩｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化物を含むターゲットを用いることで、結晶性を有する
金属酸化物層３２３１を形成しやすくなる。なお、成膜される金属酸化物層３２３１の原
子数比は、上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイ
ナス４０％の変動を含む。例えば、金属酸化物層３２３１に用いるスパッタリングターゲ
ットの組成がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：４．１［原子数比］の場合、成膜される金属酸
化物層３２３１の組成は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３［原子数比］の近傍となる場合
がある。
また、金属酸化物層３２３１は、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅ
Ｖ以上である。このように、エネルギーギャップの広い酸化物半導体を用いることで、ト
ランジスタのオフ電流を低減することができる。
また、金属酸化物層３２３１は、非単結晶構造であると好ましい。非単結晶構造は、例え
ば、ＣＡＡＣ（Ｃ Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、多結晶構造
、微結晶構造、または非晶質構造を含む。非単結晶構造において、非晶質構造は最も欠陥
準位密度が高く、ＣＡＡＣは最も欠陥準位密度が低い。
金属酸化物層３２３１としては、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低い金属酸化物膜を
用いることで、優れた電気特性を有するトランジスタを作製することができ好ましい。こ
こでは、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低い（酸素欠損の少ない）ことを高純度真性
または実質的に高純度真性とよぶ。なお、金属酸化物膜中の不純物としては、代表的には
水、水素などが挙げられる。本明細書等において、金属酸化物膜中から水及び水素を低減
または除去することを、脱水化、脱水素化と表す場合がある。また、金属酸化物膜、また
は酸化物絶縁膜中に酸素を添加することを、加酸素化と表す場合があり、加酸素化され且
つ化学量論的組成よりも過剰の酸素を有する状態を過酸素化状態と表す場合がある。
高純度真性または実質的に高純度真性である金属酸化物膜は、キャリア発生源が少ないた
め、キャリア密度を低くすることができる。従って、該金属酸化物膜にチャネル形成領域
が形成されるトランジスタは、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である金
属酸化物膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度も低くなる場合がある。また
、高純度真性または実質的に高純度真性である金属酸化物膜は、オフ電流が著しく小さく
、チャネル幅が１×１０６μｍでチャネル長が１０μｍの素子であっても、ソース電極と
ドレイン電極間の電圧（ドレイン電圧）が１Ｖから１０Ｖの範囲において、オフ電流が、
半導体パラメータアナライザの測定限界以下、すなわち１×１０－１３Ａ以下という特性
を得ることができる。
絶縁層３２１３は、水素及び窒素のいずれか一方または双方を有する。または、絶縁層３
２１３は、窒素及びシリコンを有する。また、絶縁層３２１３は、酸素、水素、水、アル
カリ金属、アルカリ土類金属等のブロッキングできる機能を有する。絶縁層３２１３を設
けることで、金属酸化物層３２３１からの酸素の外部への拡散と、絶縁層３２１２に含ま
れる酸素の外部への拡散と、外部から金属酸化物層３２３１への水素、水等の入り込みを
防ぐことができる。
絶縁層３２１３としては、例えば、窒化物絶縁膜を用いることができる。該窒化物絶縁膜
としては、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム
等がある。
＜トランジスタの構成例２＞
次に、トランジスタの構造の一例として、トランジスタ３２００ｂについて、図３７（Ａ
）（Ｂ）（Ｃ）を用いて説明する。図３７（Ａ）はトランジスタ３２００ｂの上面図であ
る。図３７（Ｂ）は、図３７（Ａ）に示す一点鎖線Ｘ１－Ｘ２間における切断面の断面図
に相当し、図３７（Ｃ）は、図３７（Ａ）に示す一点鎖線Ｙ１－Ｙ２間における切断面の
断面図に相当する。
トランジスタ３２００ｂは、金属酸化物層３２３１、導電層３２２２ａ、導電層３２２２
ｂ、および絶縁層３２１２が積層構造である点において、トランジスタ３２００ａと異な
る。
絶縁層３２１２は、金属酸化物層３２３１、導電層３２２２ａ及び導電層３２２２ｂの上
の絶縁層３２１２ａと、絶縁層３２１２ａの上の絶縁層３２１２ｂを有する。絶縁層３２
１２は、金属酸化物層３２３１に酸素を供給する機能を有する。すなわち、絶縁層３２１
２は、酸素を有する。また、絶縁層３２１２ａは、酸素を透過することのできる絶縁層で
ある。なお、絶縁層３２１２ａは、後に形成する絶縁層３２１２ｂを形成する際の、金属
酸化物層３２３１へのダメージ緩和膜としても機能する。
絶縁層３２１２ａとしては、厚さが５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上５
０ｎｍ以下の酸化シリコン、酸化窒化シリコン等を用いることができる。
また、絶縁層３２１２ａは、欠陥量が少ないことが好ましく、代表的には、ＥＳＲ測定に
より、シリコンのダングリングボンドに由来するｇ＝２．００１に現れる信号のスピン密
度が３×１０１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以下であることが好ましい。これは、絶縁層３２１
２ａに含まれる欠陥密度が多いと、該欠陥に酸素が結合してしまい、絶縁層３２１２ａに
おける酸素の透過性が減少してしまう。
なお、絶縁層３２１２ａにおいては、外部から絶縁層３２１２ａに入った酸素が全て絶縁
層３２１２ａの外部に移動せず、絶縁層３２１２ａにとどまる酸素もある。また、絶縁層
３２１２ａに酸素が入ると共に、絶縁層３２１２ａに含まれる酸素が絶縁層３２１２ａの
外部へ移動することで、絶縁層３２１２ａにおいて酸素の移動が生じる場合もある。絶縁
層３２１２ａとして酸素を透過することができる酸化物絶縁層を形成すると、絶縁層３２
１２ａ上に設けられる、絶縁層３２１２ｂから脱離する酸素を、絶縁層３２１２ａを介し
て金属酸化物層３２３１に移動させることができる。
また、絶縁層３２１２ａは、窒素酸化物に起因する準位密度が低い酸化物絶縁層を用いて
形成することができる。なお、当該窒素酸化物に起因する準位密度は、金属酸化物膜の価
電子帯の上端のエネルギー（Ｅｖ＿ｏｓ）と金属酸化物膜の伝導帯の下端のエネルギー（
Ｅｃ＿ｏｓ）の間に形成され得る場合がある。上記酸化物絶縁層として、窒素酸化物の放
出量が少ない酸化窒化シリコン膜、または窒素酸化物の放出量が少ない酸化窒化アルミニ
ウム膜等を用いることができる。
なお、窒素酸化物の放出量の少ない酸化窒化シリコン膜は、昇温脱離ガス分析法（ＴＤＳ
：Ｔｈｅｒｍａｌ Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）において、窒素
酸化物の放出量よりアンモニアの放出量が多い膜であり、代表的にはアンモニアの放出量
が１×１０１８／ｃｍ３以上５×１０１９／ｃｍ３以下である。なお、アンモニアの放出
量は、膜の表面温度が５０℃以上６５０℃以下、好ましくは５０℃以上５５０℃以下の加
熱処理による放出量とする。
窒素酸化物（ＮＯｘ、ｘは０よりも大きく２以下、好ましくは１以上２以下）、代表的に
はＮＯ２またはＮＯは、絶縁層３２１２ａなどに準位を形成する。当該準位は、金属酸化
物層３２３１のエネルギーギャップ内に位置する。そのため、窒素酸化物が、絶縁層３２
１２ａ及び金属酸化物層３２３１の界面に拡散すると、当該準位が絶縁層３２１２ａ側に
おいて電子をトラップする場合がある。この結果、トラップされた電子が、絶縁層３２１
２ａ及び金属酸化物層３２３１界面近傍に留まるため、トランジスタのしきい値電圧をプ
ラス方向にシフトさせてしまう。
また、窒素酸化物は、加熱処理においてアンモニア及び酸素と反応する。絶縁層３２１２
ａに含まれる窒素酸化物は、加熱処理において、絶縁層３２１２ｂに含まれるアンモニア
と反応するため、絶縁層３２１２ａに含まれる窒素酸化物が低減される。このため、絶縁
層３２１２ａ及び金属酸化物層３２３１の界面において、電子がトラップされにくい。
絶縁層３２１２ａとして、上記酸化物絶縁層を用いることで、トランジスタのしきい値電
圧のシフトを低減することが可能であり、トランジスタの電気特性の変動を低減すること
ができる。
また、上記酸化物絶縁層は、ＳＩＭＳで測定される窒素濃度が６×１０２０ａｔｏｍｓ／
ｃｍ３以下である。
基板温度が２２０℃以上３５０℃以下であり、シラン及び一酸化二窒素を用いたＰＥＣＶ
Ｄ法を用いて、上記酸化物絶縁層を形成することで、緻密であり、且つ硬度の高い膜を形
成することができる。
絶縁層３２１２ｂは、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁層
である。上記の酸化物絶縁層は、加熱により酸素の一部が脱離する。なお、ＴＤＳにおい
て、上記の酸化物絶縁層は、酸素の放出量が１．０×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、
好ましくは３．０×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の領域を有する。また、上記の酸素
の放出量は、ＴＤＳにおける加熱処理の温度が５０℃以上６５０℃以下、または５０℃以
上５５０℃以下の範囲での総量である。また、上記の酸素の放出量は、ＴＤＳにおける酸
素原子に換算しての総量である。
絶縁層３２１２ｂとしては、厚さが３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以
上４００ｎｍ以下の、酸化シリコン、酸化窒化シリコン等を用いることができる。
また、絶縁層３２１２ｂは、欠陥量が少ないことが好ましく、代表的には、ＥＳＲ測定に
より、シリコンのダングリングボンドに由来するｇ＝２．００１に現れる信号のスピン密
度が１．５×１０１８ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３未満、さらには１×１０１８ｓｐｉｎｓ／ｃｍ
３以下であることが好ましい。なお、絶縁層３２１２ｂは、絶縁層３２１２ａと比較して
金属酸化物層３２３１から離れているため、絶縁層３２１２ａより、欠陥密度が多くとも
よい。
また、絶縁層３２１２は、同種の材料の絶縁層を用いることができるため、絶縁層３２１
２ａと絶縁層３２１２ｂの界面が明確に確認できない場合がある。したがって、本実施の
形態においては、絶縁層３２１２ａと絶縁層３２１２ｂの界面は、破線で図示している。
なお、本実施の形態においては、絶縁層３２１２ａと絶縁層３２１２ｂの２層構造につい
て説明したが、これに限定されず、例えば、絶縁層３２１２ａの単層構造、あるいは３層
以上の積層構造としてもよい。
トランジスタ３２００ｂにおいて、金属酸化物層３２３１は、絶縁層３２１１上の金属酸
化物層３２３１＿１と、金属酸化物層３２３１＿１上の金属酸化物層３２３１＿２と、を
有する。なお、金属酸化物層３２３１＿１及び金属酸化物層３２３１＿２は、それぞれ同
じ元素を有する。例えば、金属酸化物層３２３１＿１及び金属酸化物層３２３１＿２は、
上述の金属酸化物層３２３１が有する元素を、それぞれ独立に有することが好ましい。
また、金属酸化物層３２３１＿１及び金属酸化物層３２３１＿２は、それぞれ独立に、Ｉ
ｎの原子数比がＭの原子数比より多い領域を有すると好ましい。一例としては、金属酸化
物層３２３１＿１及び金属酸化物層３２３１＿２のＩｎ、Ｍ、及びＺｎの原子数の比を、
Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３近傍とすると好ましい。ここで、近傍とは、Ｉｎが４の場合
、Ｍが１．５以上２．５以下であり、且つＺｎが２以上４以下を含む。または、金属酸化
物層３２３１＿１及び金属酸化物層３２３１＿２のＩｎ、Ｍ、及びＺｎの原子数の比を、
Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６近傍とすると好ましい。このように、金属酸化物層３２３１
＿１及び金属酸化物層３２３１＿２を概略同じ組成とすることで、同じスパッタリングタ
ーゲットを用いて形成できるため、製造コストを抑制することが可能である。また、同じ
スパッタリングターゲットを用いる場合、同一チャンバーにて真空中で連続して金属酸化
物層３２３１＿１及び金属酸化物層３２３１＿２を成膜することができるため、金属酸化
物層３２３１＿１と金属酸化物層３２３１＿２との界面に不純物が取り込まれるのを抑制
することができる。
ここで、金属酸化物層３２３１＿１は、金属酸化物層３２３１＿２よりも結晶性が低い領
域を有していてもよい。なお、金属酸化物層３２３１＿１及び金属酸化物層３２３１＿２
の結晶性としては、例えば、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ－Ｒａｙ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）
を用いて分析する、あるいは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて分析することで解析できる。
金属酸化物層３２３１＿１の結晶性が低い領域が過剰酸素の拡散経路となり、金属酸化物
層３２３１＿１よりも結晶性の高い金属酸化物層３２３１＿２にも過剰酸素を拡散させる
ことができる。このように、結晶構造が異なる金属酸化物層の積層構造とし、結晶性の低
い領域を過剰酸素の拡散経路とすることで、信頼性の高いトランジスタを提供することが
できる。
また、金属酸化物層３２３１＿２が、金属酸化物層３２３１＿１より結晶性が高い領域を
有することにより、金属酸化物層３２３１に混入しうる不純物を抑制することができる。
特に、金属酸化物層３２３１＿２の結晶性を高めることで、導電層３２２２ａ及び導電層
３２２２ｂを加工する際のダメージを抑制することができる。金属酸化物層３２３１の表
面、すなわち金属酸化物層３２３１＿２の表面は、導電層３２２２ａ及び導電層３２２２
ｂの加工の際のエッチャントまたはエッチングガスに曝される。しかしながら、金属酸化
物層３２３１＿２は、結晶性が高い領域を有する場合、結晶性が低い金属酸化物層３２３
１＿１と比較してエッチング耐性に優れる。したがって、金属酸化物層３２３１＿２は、
エッチングストッパとして機能する。
また、金属酸化物層３２３１＿１は、金属酸化物層３２３１＿２よりも結晶性が低い領域
を有することで、キャリア密度が高くなる場合がある。
また、金属酸化物層３２３１＿１のキャリア密度が高くなると、金属酸化物層３２３１＿
１の伝導帯に対してフェルミ準位が相対的に高くなる場合がある。これにより、金属酸化
物層３２３１＿１の伝導帯の下端が低くなり、金属酸化物層３２３１＿１の伝導帯下端と
、ゲート絶縁膜（ここでは、絶縁層３２１１）中に形成されうるトラップ準位とのエネル
ギー差が大きくなる場合がある。該エネルギー差が大きくなることにより、ゲート絶縁膜
中にトラップされる電荷が少なくなり、トランジスタのしきい値電圧の変動を小さくでき
る場合がある。また、金属酸化物層３２３１＿１のキャリア密度が高くなると、金属酸化
物層３２３１の電界効果移動度を高めることができる。
なお、トランジスタ３２００ｂにおいては、金属酸化物層３２３１を２層の積層構造にす
る例を示したが、これに限定されず、３層以上積層する構成にしてもよい。
トランジスタ３２００ｂが有する導電層３２２２ａは、導電層３２２２ａ＿１と、導電層
３２２２ａ＿１上の導電層３２２２ａ＿２と、導電層３２２２ａ＿２上の導電層３２２２
ａ＿３と、を有する。また、トランジスタ３２００ｂが有する導電層３２２２ｂは、導電
層３２２２ｂ＿１と、導電層３２２２ｂ＿１上の導電層３２２２ｂ＿２と、導電層３２２
２ｂ＿２上の導電層３２２２ｂ＿３と、を有する。
例えば、導電層３２２２ａ＿１、導電層３２２２ｂ＿１、導電層３２２２ａ＿３、及び導
電層３２２２ｂ＿３としては、チタン、タングステン、タンタル、モリブデン、インジウ
ム、ガリウム、錫、及び亜鉛の中から選ばれるいずれか一つまたは複数を有すると好適で
ある。また、導電層３２２２ａ＿２及び導電層３２２２ｂ＿２としては、銅、アルミニウ
ム、及び銀の中から選ばれるいずれか一つまたは複数を有すると好適である。
より具体的には、導電層３２２２ａ＿１、導電層３２２２ｂ＿１、導電層３２２２ａ＿３
、及び導電層３２２２ｂ＿３にＩｎ－Ｓｎ酸化物またはＩｎ－Ｚｎ酸化物を用い、導電層
３２２２ａ＿２及び導電層３２２２ｂ＿２に銅を用いることができる。
また、導電層３２２２ａ＿１の端部は、導電層３２２２ａ＿２の端部よりも外側に位置す
る領域を有し、導電層３２２２ａ＿３は、導電層３２２２ａ＿２の上面及び側面を覆い、
且つ導電層３２２２ａ＿１と接する領域を有する。また、導電層３２２２ｂ＿１の端部は
、導電層３２２２ｂ＿２の端部よりも外側に位置する領域を有し、導電層３２２２ｂ＿３
は、導電層３２２２ｂ＿２の上面及び側面を覆い、且つ導電層３２２２ｂ＿１と接する領
域を有する。
上記構成とすることで、導電層３２２２ａ及び導電層３２２２ｂの配線抵抗を低くし、且
つ金属酸化物層３２３１への銅の拡散を抑制できるため好適である。
＜トランジスタの構成例３＞
次に、トランジスタの構造の一例として、トランジスタ３２００ｃについて、図３８（Ａ
）（Ｂ）（Ｃ）を用いて説明する。図３８（Ａ）はトランジスタ３２００ｃの上面図であ
る。図３８（Ｂ）は、図３８（Ａ）に示す一点鎖線Ｘ１－Ｘ２間における切断面の断面図
に相当し、図３８（Ｃ）は、図３８（Ａ）に示す一点鎖線Ｙ１－Ｙ２間における切断面の
断面図に相当する。
図３８（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すトランジスタ３２００ｃは、絶縁層３２２４上の導電層
３２２１と、導電層３２２１上の絶縁層３２１１と、絶縁層３２１１上の金属酸化物層３
２３１と、金属酸化物層３２３１上の絶縁層３２１２と、絶縁層３２１２上の導電層３２
２３と、絶縁層３２１１、金属酸化物層３２３１、及び導電層３２２３上の絶縁層３２１
３と、を有する。なお、金属酸化物層３２３１は、導電層３２２３と重なるチャネル形成
領域３２３１ｉと、絶縁層３２１３と接するソース領域３２３１ｓと、絶縁層３２１３と
接するドレイン領域３２３１ｄと、を有する。
また、絶縁層３２１３は、窒素または水素を有する。絶縁層３２１３と、ソース領域３２
３１ｓ及びドレイン領域３２３１ｄと、が接することで、絶縁層３２１３中の窒素または
水素がソース領域３２３１ｓ及びドレイン領域３２３１ｄ中に添加される。ソース領域３
２３１ｓ及びドレイン領域３２３１ｄは、窒素または水素が添加されることで、キャリア
密度が高くなる。
また、トランジスタ３２００ｃは、絶縁層３２１３上の絶縁層３２１５と、絶縁層３２１
３及び絶縁層３２１５に設けられた開口部３２３６ａを介して、ソース領域３２３１ｓに
電気的に接続される導電層３２２２ａと、絶縁層３２１３及び絶縁層３２１５に設けられ
た開口部３２３６ｂを介して、ドレイン領域３２３１ｄに電気的に接続される導電層３２
２２ｂと、を有していてもよい。
絶縁層３２１５としては、酸化物絶縁膜を用いることができる。また、絶縁層３２１５と
しては、酸化物絶縁膜と、窒化物絶縁膜との積層膜を用いることができる。絶縁層３２１
５として、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、酸化アルミニウ
ム、酸化ハフニウム、酸化ガリウムまたはＧａ－Ｚｎ酸化物などを用いればよい。また、
絶縁層３２１５としては、外部からの水素、水等のバリア膜として機能する膜であること
が好ましい。
絶縁層３２１１は、第１のゲート絶縁膜としての機能を有し、絶縁層３２１２は、第２の
ゲート絶縁膜としての機能を有する。また、絶縁層３２１３及び絶縁層３２１５は保護絶
縁膜としての機能を有する。
また、絶縁層３２１２は、過剰酸素領域を有する。絶縁層３２１２が過剰酸素領域を有す
ることで、金属酸化物層３２３１が有するチャネル形成領域３２３１ｉ中に過剰酸素を供
給することができる。よって、チャネル形成領域３２３１ｉに形成されうる酸素欠損を過
剰酸素により補填することができるため、信頼性の高い半導体装置を提供することができ
る。
なお、金属酸化物層３２３１中に過剰酸素を供給させるためには、金属酸化物層３２３１
の下方に形成される絶縁層３２１１に過剰酸素を供給してもよい。この場合、絶縁層３２
１１中に含まれる過剰酸素は、金属酸化物層３２３１が有するソース領域３２３１ｓ、及
びドレイン領域３２３１ｄにも供給されうる。ソース領域３２３１ｓ、及びドレイン領域
３２３１ｄ中に過剰酸素が供給されると、ソース領域３２３１ｓ、及びドレイン領域３２
３１ｄの抵抗が高くなる場合がある。
一方で、金属酸化物層３２３１の上方に形成される絶縁層３２１２に過剰酸素を有する構
成とすることで、チャネル形成領域３２３１ｉにのみ選択的に過剰酸素を供給させること
が可能となる。あるいは、チャネル形成領域３２３１ｉ、ソース領域３２３１ｓ、及びド
レイン領域３２３１ｄに過剰酸素を供給させたのち、ソース領域３２３１ｓ及びドレイン
領域３２３１ｄのキャリア密度を選択的に高めることで、ソース領域３２３１ｓ、及びド
レイン領域３２３１ｄの抵抗が高くなることを抑制することができる。
また、金属酸化物層３２３１が有するソース領域３２３１ｓ及びドレイン領域３２３１ｄ
は、それぞれ、酸素欠損を形成する元素、または酸素欠損と結合する元素を有すると好ま
しい。当該酸素欠損を形成する元素、または酸素欠損と結合する元素としては、代表的に
は水素、ホウ素、炭素、窒素、フッ素、リン、硫黄、塩素、チタン、希ガス等が挙げられ
る。また、希ガス元素の代表例としては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、及
びキセノン等がある。上記酸素欠損を形成する元素が、絶縁層３２１３中に１または複数
含まれる場合、当該元素が絶縁層３２１３からソース領域３２３１ｓ、及びドレイン領域
３２３１ｄに拡散する。また、酸素欠損を形成する元素を不純物添加処理によりソース領
域３２３１ｓ、及びドレイン領域３２３１ｄ中に添加してもよい。
不純物元素が酸化物半導体膜に添加されると、酸化物半導体膜中の金属元素と酸素の結合
が切断され、酸素欠損が形成される。または、不純物元素が酸化物半導体膜に添加される
と、酸化物半導体膜中の金属元素と結合していた酸素が不純物元素と結合し、金属元素か
ら酸素が脱離され、酸素欠損が形成される。これらの結果、酸化物半導体膜においてキャ
リア密度が増加し、導電性が高くなる。
また、導電層３２２１は、第１のゲート電極としての機能を有し、導電層３２２３は、第
２のゲート電極としての機能を有し、導電層３２２２ａは、ソース電極としての機能を有
し、導電層３２２２ｂは、ドレイン電極としての機能を有する。
また、図３８（Ｃ）に示すように、絶縁層３２１１及び絶縁層３２１２には開口部３２３
７が設けられる。また、導電層３２２１は、開口部３２３７を介して、導電層３２２３と
、電気的に接続される。よって、導電層３２２１と導電層３２２３には、同じ電位が与え
られる。なお、開口部３２３７を設けずに、導電層３２２１と、導電層３２２３と、に異
なる電位を与えてもよい。または、開口部３２３７を設けずに、導電層３２２１を遮光膜
として用いてもよい。例えば、導電層３２２１を遮光性の材料により形成することで、チ
ャネル形成領域３２３１ｉに照射される下方からの光を抑制することができる。
また、図３８（Ｂ）（Ｃ）に示すように、金属酸化物層３２３１は、第１のゲート電極と
して機能する導電層３２２１と、第２のゲート電極として機能する導電層３２２３のそれ
ぞれと対向するように位置し、２つのゲート電極として機能する導電膜に挟まれている。
また、トランジスタ３２００ｃもトランジスタ３２００ａ及びトランジスタ３２００ｂと
同様にＳ－ｃｈａｎｎｅｌ構造をとる。このような構成を有することで、トランジスタ３
２００ｃに含まれる金属酸化物層３２３１を、第１のゲート電極として機能する導電層３
２２１及び第２のゲート電極として機能する導電層３２２３の電界によって電気的に取り
囲むことができる。
トランジスタ３２００ｃは、Ｓ－ｃｈａｎｎｅｌ構造を有するため、導電層３２２１また
は導電層３２２３によってチャネルを誘起させるための電界を効果的に金属酸化物層３２
３１に印加することができるため、トランジスタ３２００ｃの電流駆動能力が向上し、高
いオン電流特性を得ることが可能となる。また、オン電流を高くすることが可能であるた
め、トランジスタ３２００ｃを微細化することが可能となる。また、トランジスタ３２０
０ｃは、金属酸化物層３２３１が、導電層３２２１、及び導電層３２２３によって取り囲
まれた構造を有するため、トランジスタ３２００ｃの機械的強度を高めることができる。
なお、トランジスタ３２００ｃを、導電層３２２３の金属酸化物層３２３１に対する位置
、または導電層３２２３の形成方法から、ＴＧＳＡ（Ｔｏｐ Ｇａｔｅ Ｓｅｌｆ Ａｌ
ｉｇｎ）型のＦＥＴと呼称してもよい。
なお、トランジスタ３２００ｃにおいても、トランジスタ３２００ｂと同様に金属酸化物
層３２３１を２層以上積層する構成にしてもよい。
また、トランジスタ３２００ｃにおいて、絶縁層３２１２が導電層３２２３と重なる部分
にのみ設けられているが、これに限られることなく、絶縁層３２１２が金属酸化物層３２
３１を覆う構成にすることもできる。また、導電層３２２１を設けない構成にすることも
できる。
本実施の形態は、他の実施の形態などに記載した構成と適宜組み合わせて実施することが
可能である。
（実施の形態１０）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を適用可能な電子機器について説明する。
本発明の一態様の表示装置を、電子機器の表示部に適用することができる。したがって、
表示品位の高い電子機器を実現できる。または、極めて高精細な電子機器を実現できる。
または、信頼性の高い電子機器を実現できる。
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。
本発明の一態様の電子機器は、家屋もしくはビルの内壁もしくは外壁、または、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ができる。
本発明の一態様の電子機器は、二次電池を有していてもよく、非接触電力伝送を用いて、
二次電池を充電することができると好ましい。
二次電池としては、例えば、ゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池（リチウムイオ
ンポリマー電池）等のリチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラ
ジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛電池などが挙げられる
。
本発明の一態様の電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信する
ことで、表示部で映像や情報等の表示を行うことができる。また、電子機器がアンテナ及
び二次電池を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。
本発明の一態様の電子機器は、センサ（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）を有
していてもよい。
本発明の一態様の電子機器は、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）を実行す
る機能、無線通信機能、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す機
能等を有することができる。
さらに、複数の表示部を有する電子機器においては、一つの表示部を主として画像情報を
表示し、別の一つの表示部を主として文字情報を表示する機能、または複数の表示部に視
差を考慮した画像を表示することで立体的な画像を表示する機能等を有することができる
。さらに、受像部を有する電子機器においては、静止画または動画を撮影する機能、撮影
した画像を自動または手動で補正する機能、撮影した画像を記録媒体（外部または電子機
器に内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能等を有することができ
る。なお、本発明の一態様の電子機器が有する機能はこれらに限定されず、様々な機能を
有することができる。
本発明の一態様の表示装置は、極めて高精細な画像を表示することができる。そのため、
特に携帯型の電子機器、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。また、ＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）機器やＡ
Ｒ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）機器などにも好適に用いることができる。
図３９（Ａ）に、ファインダー８５０を取り付けた状態の、カメラ８４０の外観を示す。
カメラ８４０は、筐体８４１、表示部８４２、操作ボタン８４３、シャッターボタン８４
４等を有する。またカメラ８４０には、着脱可能なレンズ８４６が取り付けられている。
ここではカメラ８４０として、レンズ８４６を筐体８４１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８４６と筐体が一体となっていてもよい。
カメラ８４０は、シャッターボタン８４４を押すことにより、撮像することができる。ま
た、表示部８４２はタッチパネルとしての機能を有し、表示部８４２をタッチすることに
より撮像することも可能である。
カメラ８４０の筐体８４１は、電極を有するマウントを有し、ファインダー８５０のほか
、ストロボ装置等を接続することができる。
ファインダー８５０は、筐体８５１、表示部８５２、ボタン８５３等を有する。
筐体８５１は、カメラ８４０のマウントと係合するマウントを有しており、ファインダー
８５０をカメラ８４０に取り付けることができる。また当該マウントには電極を有し、当
該電極を介してカメラ８４０から受信した映像等を表示部８５２に表示させることができ
る。
ボタン８５３は、電源ボタンとしての機能を有する。ボタン８５３により、表示部８５２
の表示のオン・オフを切り替えることができる。
カメラ８４０の表示部８４２、及びファインダー８５０の表示部８５２に、本発明の一態
様の表示装置を適用することができる。
なお、図３９（Ａ）では、カメラ８４０とファインダー８５０とを別の電子機器とし、こ
れらを脱着可能な構成としたが、カメラ８４０の筐体８４１に、本発明の一態様の表示装
置を備えるファインダーが内蔵されていてもよい。
図３９（Ｂ）には、ヘッドマウントディスプレイ８６０の外観を示している。
ヘッドマウントディスプレイ８６０は、装着部８６１、レンズ８６２、本体８６３、表示
部８６４、ケーブル８６５等を有している。また装着部８６１には、バッテリ８６６が内
蔵されている。
ケーブル８６５は、バッテリ８６６から本体８６３に電力を供給する。本体８６３は無線
受信機等を備え、受信した画像データ等の映像情報を表示部８６４に表示させることがで
きる。また、本体８６３に設けられたカメラで使用者の眼球やまぶたの動きを捉え、その
情報をもとに使用者の視点の座標を算出することにより、使用者の視点を入力手段として
用いることができる。
また、装着部８６１には、使用者に触れる位置に複数の電極が設けられていてもよい。本
体８６３は使用者の眼球の動きに伴って電極に流れる電流を検知することにより、使用者
の視点を認識する機能を有していてもよい。また、当該電極に流れる電流を検知すること
により、使用者の脈拍をモニタする機能を有していてもよい。また、装着部８６１には、
温度センサ、圧力センサ、加速度センサ等の各種センサを有していてもよく、使用者の生
体情報を表示部８６４に表示する機能を有していてもよい。また、使用者の頭部の動きな
どを検出し、表示部８６４に表示する映像をその動きに合わせて変化させてもよい。
表示部８６４に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図３９（Ｃ）、（Ｄ）には、ヘッドマウントディスプレイ８７０の外観を示している。
ヘッドマウントディスプレイ８７０は、筐体８７１、２つの表示部８７２、操作ボタン８
７３、及びバンド状の固定具８７４を有する。
ヘッドマウントディスプレイ８７０は、上記ヘッドマウントディスプレイ８６０が有する
機能に加え、２つの表示部を備える。
２つの表示部８７２を有することで、使用者は片方の目につき１つの表示部を見ることが
できる。これにより、視差を用いた３次元表示等を行う際であっても、高い解像度の映像
を表示することができる。また、表示部８７２は使用者の目を概略中心とした円弧状に湾
曲している。これにより、使用者の目から表示部の表示面までの距離が一定となるため、
使用者はより自然な映像を見ることができる。また、表示部からの光の輝度や色度が見る
角度によって変化してしまうような場合であっても、表示部の表示面の法線方向に使用者
の目が位置するため、実質的にその影響を無視することができるため、より現実感のある
映像を表示することができる。
操作ボタン８７３は、電源ボタンなどの機能を有する。また操作ボタン８７３の他にボタ
ンを有していてもよい。
また、図３９（Ｅ）に示すように、表示部８７２と使用者の目の位置との間に、レンズ８
７５を有していてもよい。レンズ８７５により、使用者は表示部８７２を拡大してみるこ
とができるため、より臨場感が高まる。このとき、図３９（Ｅ）に示すように、視度調節
のためにレンズの位置を変化させるダイヤル８７６を有していてもよい。
表示部８７２に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。本発明の一態様の
表示装置は、極めて精細度が高いため、図３９（Ｅ）のようにレンズ８７５を用いて拡大
したとしても、使用者に画素が視認されることなく、より現実感の高い映像を表示するこ
とができる。
図４０（Ａ）、（Ｂ）には、１枚の表示部８７２を有する場合の例を示している。このよ
うな構成とすることで、部品点数を削減することができる。
表示部８７２は、左右２つの領域にそれぞれ右目用の画像と、左目用の画像の２つの画像
を並べて表示することができる。これにより、両眼視差を用いた立体映像を表示すること
ができる。
また、表示部８７２の全域に亘って、両方の目で視認可能な一つの画像を表示してもよい
。これにより、視野の両端に亘ってパノラマ映像を表示することが可能となるため、現実
感が高まる。
また、上述したレンズ８７５設けてもよい。表示部８７２には、２つの画像を並べて表示
させてもよいし、表示部８７２に一つの画像を表示させ、レンズ８７５を介して両目で同
じ画像を見ることのできる構成としてもよい。
また、表示部８７２は湾曲していなくてもよく、表示面が平面であってもよい。例えば、
図４０（Ｃ）、（Ｄ）には、曲面を有さない１枚の表示部８７２を有する場合の例を示し
ている。
本実施の形態は、他の実施の形態などに記載した構成と適宜組み合わせて実施することが
可能である。
（実施の形態１１）
本実施の形態では、本明細書等に開示した表示装置などを用いた電子機器の一例について
説明する。
本発明の一態様に係る表示装置などを用いた電子機器として、テレビ、モニタ等の表示装
置、照明装置、デスクトップ型或いはノート型のパーソナルコンピュータ、ワードプロセ
ッサ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などの記録媒体に記憶
された静止画又は動画を再生する画像再生装置、ポータブルＣＤプレーヤ、ラジオ、テー
プレコーダ、ヘッドホンステレオ、ステレオ、置き時計、壁掛け時計、コードレス電話子
機、トランシーバ、自動車電話、携帯電話、携帯情報端末、タブレット型端末、携帯型ゲ
ーム機、パチンコ機などの固定式ゲーム機、電卓、電子手帳、電子書籍端末、電子翻訳機
、音声入力機器、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電気シェーバ、電子レンジ等の
高周波加熱装置、電気炊飯器、電気洗濯機、電気掃除機、温水器、扇風機、毛髪乾燥機、
エアコンディショナー、加湿器、除湿器などの空調設備、食器洗い器、食器乾燥器、衣類
乾燥器、布団乾燥器、電気冷蔵庫、電気冷凍庫、電気冷凍冷蔵庫、ＤＮＡ保存用冷凍庫、
懐中電灯、チェーンソー等の工具、煙感知器、透析装置等の医療機器などが挙げられる。
さらに、誘導灯、信号機、ベルトコンベア、エレベータ、エスカレータ、産業用ロボット
、電力貯蔵システム、電力の平準化やスマートグリッドのための蓄電装置等の産業機器が
挙げられる。また、燃料を用いたエンジンや、蓄電体からの電力を用いた電動機により推
進する移動体なども、電子機器の範疇に含まれる場合がある。上記移動体として、例えば
、電気自動車（ＥＶ）、内燃機関と電動機を併せ持ったハイブリッド車（ＨＥＶ）、プラ
グインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）、これらのタイヤ車輪を無限軌道に変えた装軌車両、
電動アシスト自転車を含む原動機付自転車、自動二輪車、電動車椅子、ゴルフ用カート、
小型又は大型船舶、潜水艦、ヘリコプター、航空機、ロケット、人工衛星、宇宙探査機や
惑星探査機、宇宙船などが挙げられる。
図４１（Ａ）に示す情報端末２９１０は、筐体２９１１、表示部２９１２、マイク２９１
７、スピーカ部２９１４、カメラ２９１３、外部接続部２９１６、および操作スイッチ２
９１５等を有する。表示部２９１２には、可撓性基板が用いられた表示パネルおよびタッ
チスクリーンを備える。また、情報端末２９１０は、筐体２９１１の内側にアンテナ、バ
ッテリなどを備える。情報端末２９１０は、例えば、スマートフォン、携帯電話、タブレ
ット型情報端末、タブレット型パーソナルコンピュータ、電子書籍端末等として用いるこ
とができる。
図４１（Ｂ）に示すノート型パーソナルコンピュータ２９２０は、筐体２９２１、表示部
２９２２、キーボード２９２３、およびポインティングデバイス２９２４等を有する。ま
た、ノート型パーソナルコンピュータ２９２０は、筐体２９２１の内側にアンテナ、バッ
テリなどを備える。
図４１（Ｃ）に示すビデオカメラ２９４０は、筐体２９４１、筐体２９４２、表示部２９
４３、操作スイッチ２９４４、レンズ２９４５、および接続部２９４６等を有する。操作
スイッチ２９４４およびレンズ２９４５は筐体２９４１に設けられており、表示部２９４
３は筐体２９４２に設けられている。また、ビデオカメラ２９４０は、筐体２９４１の内
側にアンテナ、バッテリなどを備える。そして、筐体２９４１と筐体２９４２は、接続部
２９４６により接続されており、筐体２９４１と筐体２９４２の間の角度は、接続部２９
４６により変えることが可能な構造となっている。筐体２９４１に対する筐体２９４２の
角度によって、表示部２９４３に表示される画像の向きの変更や、画像の表示／非表示の
切り換えを行うことができる。
図４１（Ｄ）にバングル型の情報端末の一例を示す。情報端末２９５０は、筐体２９５１
、および表示部２９５２等を有する。また、情報端末２９５０は、筐体２９５１の内側に
アンテナ、バッテリなどを備える。表示部２９５２は、曲面を有する筐体２９５１に支持
されている。表示部２９５２には、可撓性基板を用いた表示パネルを備えているため、フ
レキシブルかつ軽くて使い勝手の良い情報端末２９５０を提供することができる。
図４１（Ｅ）に腕時計型の情報端末の一例を示す。情報端末２９６０は、筐体２９６１、
表示部２９６２、バンド２９６３、バックル２９６４、操作スイッチ２９６５、入出力端
子２９６６などを備える。また、情報端末２９６０は、筐体２９６１の内側にアンテナ、
バッテリなどを備える。情報端末２９６０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２９６２の表示面は湾曲しており、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２９６２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２９６２に表示されたアイコン２９６７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。操作スイッチ２９６５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
、情報端末２９６０に組み込まれたオペレーティングシステムにより、操作スイッチ２９
６５の機能を設定することもできる。
また、情報端末２９６０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、情報端末２９６０は入出力端子２９６６を備え、他の情報端末
と入出力端子２９６６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２９６６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２９６６を介
さずに無線給電により行ってもよい。
図４１（Ｆ）はタブレット型のパーソナルコンピュータ５３００であり、筐体５３０１、
筐体５３０２、表示部５３０３、光センサ５３０４、光センサ５３０５、スイッチ５３０
６等を有する。表示部５３０３は、筐体５３０１および筐体５３０２によって支持されて
いる。そして、表示部５３０３は可撓性を有する基板を用いて形成されているため形状を
フレキシブルに曲げることができる機能を有する。筐体５３０１と筐体５３０２の間の角
度をヒンジ５３０７および５３０８において変更することで、筐体５３０１と筐体５３０
２が重なるように、表示部５３０３を折りたたむことができる。図示してはいないが、開
閉センサを内蔵させ、上記角度の変化を表示部５３０３において使用条件の情報として用
いても良い。
図４１（Ｇ）は、テレビジョン装置９１００を示す斜視図である。テレビジョン装置９１
００は、筐体９０００、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源ス
イッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（距離、光、温
度などを測定する機能を含むもの）、などを有する。テレビジョン装置９１００は、表示
部９００１に、例えば、５０インチ以上、または１００インチ以上の表示装置を組み込む
ことが可能である。
本実施の形態に示す電子機器の表示部には、本発明の一態様の表示装置が搭載されている
。電子機器の表示部に本発明の一態様に係る表示装置および駆動方法を用いることで、視
認性が良好な電子機器を実現できる。
本実施の形態は、他の実施の形態などに記載した構成と適宜組み合わせて実施することが
可能である。
１００ 表示装置
１１１ 基板
１１２ 接着層
１１３ 絶縁層
１１４ 絶縁層
１１５ 絶縁層
１１６ 絶縁層
１２１ 基板
１２２ 接着層
１２３ 絶縁層
１２４ ＦＰＣ
１２５ 配線
１２９ 絶縁層
１３１ 着色層
１３２ 遮光層
１３３ 絶縁層
１３５ 機能性部材
１３８ 接続層
１４２ 接着層
１５０ 表示装置
１６１ 開口
１６２ 開口
１７０ 発光素子
１７１ 電極
１７２ ＥＬ層
１７３ 電極
１７５ 光
１７６ タッチセンサ
１８０ 液晶素子
１８１ 素子基板
１８２ 素子基板
２００ 表示装置
２１０ 絶縁層
２１１ 絶縁層
２１３ 絶縁層
２２１ 電極
２２５ 絶縁層
２２６ 電極
２２７ 不純物
２２８ 電極
２２９ 電極
２３０ 画素
２３１ 半導体層
２３２ 周辺回路領域
２３３ 周辺回路領域
２３５ 表示領域
２３６ 配線
２３７ 配線
２４０ 画素
２５１ トランジスタ
２５２ トランジスタ

Claims (6)

  1. 第１電極と、第２電極と、第３電極と、第１絶縁層と、第２絶縁層と、第３絶縁層と、有機層と、を有する表示装置であって、
    前記第１絶縁層は、前記第２絶縁層に覆われる領域を有し、
    前記第１電極は、前記第１絶縁層上に設けられ、
    前記第２電極は、前記第２絶縁層上に設けられ、
    前記第２絶縁層は、前記第１電極の端部を覆う領域を有し、
    前記第３絶縁層は、前記第１電極の一部と接する領域と、前記第２電極の端部を覆う領域と、を有し、
    前記有機層は、前記第１電極と重なる第１領域と、前記第２電極と重なる第２領域と、を有し、
    前記第３電極は、前記第１領域を介して前記第１電極と重なる領域と、前記第２領域を介して前記第２電極と重なる領域と、を有し、
    前記有機層は、可視光を発光する機能を有し、
    前記第１及び第２電極は、前記可視光を反射する機能を有し、
    前記第１及び第２領域において、前記可視光は、前記第３電極を介して射出される表示装置。
  2. 第１トランジスタと、第２トランジスタと、第１電極と、第２電極と、第３電極と、第１絶縁層と、第２絶縁層と、第３絶縁層と、有機層と、を有する表示装置であって、
    前記第１トランジスタおよび前記第２トランジスタは、前記第１絶縁層に覆われ、
    前記第１絶縁層は、前記第２絶縁層に覆われる領域を有し、
    前記第１電極は、前記第１絶縁層上に設けられ、
    前記第２電極は、前記第２絶縁層上に設けられ、
    前記第２絶縁層は、前記第１電極の端部を覆う領域を有し、
    前記第３絶縁層は、前記第１電極の一部と接する領域と、前記第２電極の端部を覆う領域と、を有し、
    前記有機層は、前記第１電極と重なる第１領域と、前記第２電極と重なる第２領域と、を有し、
    前記第３電極は、前記第１領域を介して前記第１電極と重なる領域と、前記第２領域を介して前記第２電極と重なる領域と、前記第３絶縁層と重なる領域と、を有し、
    前記第１電極は前記第１トランジスタと電気的に接続され、
    前記第２電極は前記第２トランジスタと電気的に接続され、
    前記有機層は、可視光を発光する機能を有し、
    前記第１及び第２電極は、前記可視光を反射する機能を有し、
    前記第１及び第２領域において、前記可視光は、前記第３電極を介して射出される表示装置。
  3. 請求項２において、
    前記第１トランジスタおよび前記第２トランジスタは、
    チャネルが形成される半導体層に酸化物半導体が含まれる表示装置。
  4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
    前記有機層は、発光物質を含む表示装置。
  5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
    第１着色層と、第２着色層と、を有し、
    前記第１着色層は、前記第１領域と互いに重なる領域を有し、
    前記第２着色層は、前記第２領域と互いに重なる領域を有し、
    前記第１及び第２着色層は、前記可視光の色相を変化させる機能を有する表示装置。
  6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
    前記第１電極と前記第２電極は、
    前記第２絶縁層を介して互いに重なる領域を有する表示装置。
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