JP2022095653A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】周囲の明るさによらず、視認性の高い表示装置を提供する。【解決手段】第１の表示素子、第２の表示素子、第１のトランジスタ、及び第２のトランジスタを有する表示装置である。第１の表示素子は、可視光を反射する機能を有する。第２の表示素子は、可視光を射出する機能を有する。第１のトランジスタは、第１の表示素子の駆動を制御する機能を有する。第２のトランジスタは、第２の表示素子の駆動を制御する機能を有する。第１のトランジスタは、第１の表示素子よりも表示装置の表示面側に位置する。第１の表示素子は、第２の表示素子及び第２のトランジスタよりも表示装置の表示面側に位置する。【選択図】図１

Description

本発明の一態様は、表示装置、表示モジュール、電子機器、及び表示装置の作製方法に関
する。

なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本発明の一態様の技術分野と
しては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、
入力装置（例えば、タッチセンサなど）、入出力装置（例えば、タッチパネルなど）、そ
れらの駆動方法、またはそれらの製造方法を一例として挙げることができる。

近年、表示装置は様々な用途への応用が期待されている。表示装置としては、例えば、発
光素子を有する発光装置、液晶素子を有する液晶表示装置等が開発されている。

例えば、特許文献１に、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子が適
用された可撓性を有する発光装置が開示されている。

特許文献２には、可視光を反射する領域と可視光を透過する領域とを有し、十分な外光が
得られる環境下では反射型液晶表示装置として利用することができ、十分な外光が得られ
ない環境下では透過型液晶表示装置として利用することができる、半透過型の液晶表示装
置が開示されている。

特開２０１４－１９７５２２号公報 特開２０１１－１９１７５０号公報

本発明の一態様は、消費電力の低い表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の
一態様は、周囲の明るさによらず、視認性の高い表示装置を提供することを課題の一とす
る。本発明の一態様は、全天候型の表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の
一態様は、利便性の高い表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、
表示装置の薄型化または軽量化を課題の一とする。本発明の一態様は、新規な表示装置、
入出力装置、または電子機器などを提供することを課題の一とする。

なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は
、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。明細書、図面、請求
項の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。

本発明の一態様は、第１の表示素子、第２の表示素子、第１のトランジスタ、及び第２の
トランジスタを有する表示装置である。第１の表示素子は、可視光を反射する機能を有す
る。第２の表示素子は、可視光を射出する機能を有する。第１のトランジスタは、第１の
表示素子の駆動を制御する機能を有する。第２のトランジスタは、第２の表示素子の駆動
を制御する機能を有する。第１のトランジスタは、第１の表示素子よりも表示装置の表示
面側に位置する。第１の表示素子は、第２の表示素子及び第２のトランジスタよりも表示
面側に位置する。第１の表示素子は、可視光を反射する機能を有する反射層を有すること
が好ましい。反射層は、開口部を有する。第２の表示素子は、開口部と重なる部分を有す
る。第２の表示素子は、開口部に向けて可視光を射出する機能を有する。

本発明の一態様の表示装置は、第１の表示素子が反射する光、及び第２の表示素子が発す
る光のうち一方または双方により、画像を表示する機能を有することが好ましい。

第１の表示素子は、反射型の液晶素子であることが好ましい。

第２の表示素子は、電界発光素子であることが好ましい。

第１のトランジスタ及び第２のトランジスタのうち一方または双方は、チャネル形成領域
に酸化物半導体を有することが好ましい。

第１の表示素子は、第１の電極、液晶層、及び第２の電極を有することが好ましい。液晶
層は、第１の電極と第２の電極との間に位置する。第１の電極は、第２の電極よりも表示
面側に位置する。第１の電極は、第１の電極よりも表示面側に位置する第１のトランジス
タのソースまたはドレインと電気的に接続される。第２の電極は、液晶層よりも表示面側
に位置する導電層と電気的に接続される。このとき、表示装置は、第２の電極と接する絶
縁層を有することが好ましい。第２の電極は、絶縁層よりも表示面側に位置する。第２の
電極は、絶縁層よりも表示面と対向する面側に位置する各導電層とは電気的に絶縁される
。

本発明の一態様の表示装置は、さらに光学部材を有することが好ましい。光学部材から第
１のトランジスタまでの最短距離よりも、光学部材から第２のトランジスタまでの最短距
離の方が長い。光学部材から第１の表示素子までの最短距離よりも、光学部材から第２の
表示素子までの最短距離の方が長い。第１のトランジスタは、光学部材と第１の表示素子
の間に位置する。第１の表示素子は、光学部材と第２のトランジスタの間に位置する。第
１の表示素子は、光学部材と第２の表示素子の間に位置する。光学部材は、偏光板、光拡
散層、及び反射防止層のうち少なくとも一つを有することが好ましい。

本発明の一態様は、上記構成のうちいずれかの表示装置と、フレキシブルプリント基板（
ＦＰＣ）等の回路基板と、を有する表示モジュールである。

本発明の一態様は、上記の表示モジュールと、アンテナ、バッテリ、筐体、カメラ、スピ
ーカ、マイク、または操作ボタンの少なくともいずれか一と、を有する、電子機器である
。

本発明の一態様は、第１の表示素子と、第２の表示素子と、第１の表示素子の駆動を制御
する機能を有する第１のトランジスタと、第２の表示素子の駆動を制御する機能を有する
第２のトランジスタと、を有する表示装置の作製方法である。具体的には、第１の基板上
に、第１のトランジスタと、第１のトランジスタのソースまたはドレインと電気的に接続
される第１の電極と、を形成する。また、第１の基板上での工程とは独立して、作製基板
上に剥離層を形成し、剥離層上に第２の電極を形成し、第２の電極上に第２の絶縁層を形
成し、第２の絶縁層上に、第２のトランジスタと、第２の表示素子と、を形成する。そし
て、作製基板と第２の基板とを接着剤を用いて貼り合わせる。次に、作製基板と第２の電
極とを分離する。次に、第１の電極と露出した第２の電極との間に液晶層を配置し、接着
剤を用いて、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせることで、第１の表示素子を形成す
る。可視光を反射する機能を有する第２の電極を形成し、第２の電極に開口を設けること
が好ましく、開口と重なる位置に、第２の表示素子を形成することが好ましい。

第１の基板と第２の基板とを貼り合わせる際に用いる接着剤は導電性粒子を有することが
好ましい。同一の導電膜を加工して、第１の電極と導電層を形成し、第１の基板と第２の
基板とを貼り合わせることで、第２の電極と導電層とを、導電性粒子により電気的に接続
させることが好ましい。

本発明の一態様により、消費電力の低い表示装置を提供することができる。本発明の一態
様により、周囲の明るさによらず、視認性の高い表示装置を提供することができる。本発
明の一態様により、全天候型の表示装置を提供することができる。本発明の一態様により
、利便性の高い表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、表示装置の薄
型化または軽量化が可能となる。本発明の一態様により、新規な表示装置、入出力装置、
または電子機器などを提供することができる。

なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は
、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。明細書、図面、請求項の記載から
、これら以外の効果を抽出することが可能である。

表示装置の一例を示す断面図。 表示装置の一例を示すブロック図。 画素ユニットの一例を示す図。 画素ユニットの一例を示す図。 画素ユニットの一例を示す図。 表示装置の一例を示す斜視図。 表示装置の一例を示す断面図。 表示装置の一例を示す断面図。 表示装置の一例を示す断面図。 トランジスタの一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の一例及び画素の一例を示す図。 表示装置の画素回路の一例を示す回路図。 表示装置の画素回路の一例を示す回路図及び画素の一例を示す図。 表示モジュールの一例を示す図。 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、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し
得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の
記載内容に限定して解釈されるものではない。

なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同
一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の
機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。

また、図面において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際
の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ず
しも、図面に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。

なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、又は、状況に応じ
て、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」
という用語に変更することが可能である。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「
絶縁層」という用語に変更することが可能である。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について図１～図１４を用いて説明する。

本実施の形態の表示装置は、第１の表示素子、第２の表示素子、第１のトランジスタ、及
び第２のトランジスタを有する。第１の表示素子は、可視光を反射する機能を有する。第
２の表示素子は、可視光を射出する機能を有する。第１のトランジスタは、第１の表示素
子の駆動を制御する機能を有する。第２のトランジスタは、第２の表示素子の駆動を制御
する機能を有する。第１のトランジスタは、第１の表示素子よりも表示装置の表示面側に
位置する。第１の表示素子は、第２の表示素子及び第２のトランジスタよりも表示装置の
表示面側に位置する。

本実施の形態の表示装置は、第１の表示素子が反射する光と、第２の表示素子が発する光
のうち、いずれか一方、または両方により、画像を表示する機能を有する。

具体的には、本実施の形態の表示装置は、第１の表示素子のみを用いて画像を表示する第
１のモード、第２の表示素子のみを用いて画像を表示する第２のモード、並びに、第１の
表示素子及び第２の表示素子を用いて画像を表示する第３のモードを有し、これらのモー
ドを自動または手動で切り替えて使用することができる。

第１のモードでは、第１の表示素子と外光を用いて画像を表示する。第１のモードは光源
が不要であるため、極めて低消費電力なモードである。例えば、表示装置に外光が十分に
入射されるとき（明るい環境下など）は、第１の表示素子が反射した光を用いて表示を行
うことができる。例えば、外光が十分に強く、かつ外光が白色光またはその近傍の光であ
る場合に有効である。第１のモードは、文字情報を表示することに適したモードである。
また、第１のモードは、外光を反射した光を用いるため、目に優しい表示を行うことがで
き、目が疲れにくいという効果を奏する。

第２のモードでは、第２の表示素子による発光を利用して画像を表示する。そのため、照
度や外光の色度によらず、極めて鮮やかな（コントラストが高く、且つ色再現性の高い）
表示を行うことができる。例えば、夜間や暗い室内など、照度が極めて低い場合などに有
効である。また周囲が暗い場合、明るい表示を行うと使用者が眩しく感じてしまう場合が
ある。これを防ぐために、第２のモードでは輝度を抑えた表示を行うことが好ましい。こ
れにより、眩しさを抑えることに加え、消費電力も低減することができる。第２のモード
は、鮮やかな画像（静止画及び動画）などを表示することに適したモードである。

第３のモードでは、第１の表示素子による反射光と、第２の表示素子による発光の両方を
利用して表示を行う。第１のモードよりも鮮やかな表示をしつつ、第２のモードよりも消
費電力を抑えることができる。例えば、室内照明下や、朝方や夕方の時間帯など、照度が
比較的低い場合、外光の色度が白色ではない場合などに有効である。また、反射光と発光
とを混合させた光を用いることで、まるで絵画を見ているかのように感じさせる画像を表
示することが可能となる。

このような構成とすることで、周囲の明るさによらず、視認性が高く利便性の高い表示装
置または全天候型の表示装置を実現できる。

第１の表示素子には、外光を反射して表示する素子を用いることができる。このような素
子は光源を持たない（人工光源を使用しない）ため、表示の際の消費電力を極めて小さく
することが可能となる。

第１の表示素子には、代表的には反射型の液晶素子を用いることができる。または、第１
の表示素子として、シャッター方式のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈ
ａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）素子、光干渉方式のＭＥＭＳ素子の他、マイクロカプセル
方式、電気泳動方式、エレクトロウェッティング方式、電子粉流体（登録商標）方式等を
適用した素子などを用いることができる。

第２の表示素子には、発光素子を用いることが好ましい。このような表示素子が射出する
光は、その輝度や色度が外光に左右されることがないため、色再現性が高く（色域が広く
）、コントラストの高い、鮮やかな表示を行うことができる。

第２の表示素子には、例えばＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ
Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＱＬＥＤ（Ｑ
ｕａｎｔｕｍ－ｄｏｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの自発光性の
発光素子を用いることができる。

図１に、表示装置１０の断面図を示す。表示装置１０は、第１の表示素子として液晶素子
３１を有し、第２の表示素子として発光素子３２を有する。

図１に示す表示装置１０は、一対の基板（基板１１及び基板１２）間に、液晶素子３１、
発光素子３２、トランジスタ４１、及びトランジスタ４２等を有する。

トランジスタ４１は、液晶素子３１よりも表示装置１０の表示面側（基板１２側）に位置
する。液晶素子３１は、発光素子３２及びトランジスタ４２よりも表示装置１０の表示面
側（基板１２側）に位置する。

液晶素子３１は、可視光を反射する機能を有する電極２２１、液晶層２２２、及び、可視
光を透過する機能を有する電極２２３を有する。液晶層２２２は、電極２２１と電極２２
３との間に位置する。

液晶素子３１は、可視光を反射する機能を有する。液晶素子３１は基板１２側に反射光２
２を射出する。

電極２２３は、絶縁層１３６に設けられた開口を介して、トランジスタ４１が有するソー
スまたはドレインと電気的に接続される。つまり、電極２２３は、画素電極としての機能
を有する。電極２２１は、導電性粒子２３６を介して、導電層２３５と電気的に接続され
る。電極２２３と導電層２３５は、同一の導電膜を加工して得ることができる。電極２２
１とトランジスタ４２の間、及び電極２２１と発光素子３２の間には、絶縁層２３４が設
けられている。つまり、電極２２１とトランジスタ４２が有する電極は、絶縁層２３４に
よって電気的に絶縁されている。同様に、電極２２１と発光素子３２が有する電極は、絶
縁層２３４によって電気的に絶縁されている。

発光素子３２は、電極１２１、ＥＬ層１２２、及び電極１２３を有する。ＥＬ層１２２は
、電極１２１と電極１２３との間に位置する。ＥＬ層１２２は、少なくとも発光性の物質
を含む。電極１２１は可視光を透過する機能を有する。電極１２３は可視光を反射する機
能を有することが好ましい。

発光素子３２は、可視光を発する機能を有する。具体的には、発光素子３２は、電極１２
１と電極１２３との間に電圧を印加することで、基板１２側に光を射出する電界発光素子
である（発光２１参照）。

電極１２１は、絶縁層１３４に設けられた開口を介して、トランジスタ４２が有するソー
スまたはドレインと電気的に接続される。電極１２１の端部は、絶縁層１３７によって覆
われている。

発光素子３２は、絶縁層１２５に覆われていることが好ましい。図１では、絶縁層１２５
が、電極１２３に接して設けられている。絶縁層１２５を設けることで、発光素子３２に
不純物が入り込むことを抑制し、発光素子３２の信頼性を高めることができる。絶縁層１
２５には、接着層５１によって、基板１１が貼り合わされている。

ここで、チャネル形成領域に酸化物半導体を有し、オフ電流が極めて低いトランジスタ４
１を適用した場合や、トランジスタ４１と電気的に接続される記憶素子を適用した場合な
どでは、液晶素子３１を用いて静止画を表示する際に画素への書き込み動作を停止しても
、階調を維持させることが可能となる。すなわち、フレームレートを極めて小さくしても
表示を保つことができる。本発明の一態様では、フレームレートを極めて小さくでき、消
費電力の低い駆動を行うことができる。

本実施の形態の表示装置は、第１の表示素子を駆動するトランジスタと第２の表示素子を
駆動するトランジスタとを、異なる基板上で形成するため、それぞれの表示素子を駆動す
るために適した構造、材料を用いて形成することが容易である。

図２に、表示装置１０のブロック図を示す。表示装置１０は、表示部１４を有する。

表示部１４は、マトリクス状に配置された複数の画素ユニット３０を有する。画素ユニッ
ト３０は、第１の画素３１ｐと、第２の画素３２ｐを有する。

図２では、第１の画素３１ｐ及び第２の画素３２ｐが、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）
、青色（Ｂ）の３色に対応する表示素子を有する場合の例を示している。

第１の画素３１ｐが有する表示素子は、それぞれ、外光の反射を利用した表示素子である
。第１の画素３１ｐは、赤色（Ｒ）に対応する第１の表示素子３１Ｒ、緑色（Ｇ）に対応
する第１の表示素子３１Ｇ、青色（Ｂ）に対応する第１の表示素子３１Ｂを有する。

第２の画素３２ｐが有する表示素子は、それぞれ、発光素子である。第２の画素３２ｐは
、赤色（Ｒ）に対応する第２の表示素子３２Ｒ、緑色（Ｇ）に対応する第２の表示素子３
２Ｇ、青色（Ｂ）に対応する第２の表示素子３２Ｂを有する。

図３（Ａ）～（Ｃ）は、画素ユニット３０の構成例を示す模式図である。

第１の画素３１ｐは、第１の表示素子３１Ｒ、第１の表示素子３１Ｇ、第１の表示素子３
１Ｂを有する。第１の表示素子３１Ｒは、外光を反射し、赤色の光Ｒｒを表示面側に射出
する。第１の表示素子３１Ｇ、第１の表示素子３１Ｂも同様に、それぞれ緑色の光Ｇｒま
たは青色の光Ｂｒを、表示面側に射出する。

第２の画素３２ｐは、第２の表示素子３２Ｒ、第２の表示素子３２Ｇ、第２の表示素子３
２Ｂを有する。第２の表示素子３２Ｒは赤色の光Ｒｔを、表示面側に射出する。第２の表
示素子３２Ｇ、第２の表示素子３２Ｂも同様に、それぞれ緑色の光Ｇｔまたは青色の光Ｂ
ｔを、表示面側に射出する。

図３（Ａ）は、第１の画素３１ｐと第２の画素３２ｐの両方を駆動させることで表示を行
うモード（第３のモード）に対応する。画素ユニット３０は、反射光（光Ｒｒ、光Ｇｒ、
光Ｂｒ）と透過光（光Ｒｔ、光Ｇｔ、光Ｂｔ）とを用いて、所定の色の光３５ｔｒを表示
面側に射出することができる。

図３（Ｂ）は、第１の画素３１ｐのみを駆動させることにより、反射光を用いて表示を行
うモード（第１のモード）に対応する。画素ユニット３０は、例えば外光が十分に強い場
合などでは、第２の画素３２ｐを駆動させずに、第１の画素３１ｐからの光（光Ｒｒ、光
Ｇｒ、及び光Ｂｒ）のみを用いて、光３５ｒを表示面側に射出することができる。これに
より、極めて低消費電力な駆動を行うことができる。

図３（Ｃ）は、第２の画素３２ｐのみを駆動させることにより、発光（透過光）を用いて
表示を行うモード（第２のモード）に対応する。画素ユニット３０は、例えば外光が極め
て弱い場合などでは、第１の画素３１ｐを駆動させずに、第２の画素３２ｐからの光（光
Ｒｔ、光Ｇｔ、及び光Ｂｔ）のみを用いて、光３５ｔを表示面側に射出することができる
。これにより鮮やかな表示を行うことができる。また周囲が暗い場合に輝度を低くするこ
とで、使用者が感じる眩しさを抑えると共に消費電力を低減できる。

第１の画素３１ｐと第２の画素３２ｐとが有する表示素子の色、数は、それぞれ限定され
ない。

図４（Ａ）～（Ｃ）、図５（Ａ）～（Ｃ）に、それぞれ画素ユニット３０の構成例を示す
。なおここでは、第１の画素３１ｐと第２の画素３２ｐの両方を駆動させることで表示を
行うモード（第３のモード）に対応した模式図を示しているが、上記と同様に、第１の画
素３１ｐまたは第２の画素３２ｐのみを駆動させるモード（第１のモード及び第２のモー
ド）でも表示を行うことができる。

図４（Ａ）、（Ｃ）、図５（Ｂ）に示す第２の画素３２ｐは、第２の表示素子３２Ｒ、第
２の表示素子３２Ｇ、第２の表示素子３２Ｂに加えて、白色（Ｗ）を呈する第２の表示素
子３２Ｗを有する。

図４（Ｂ）、図５（Ｃ）に示す第２の画素３２ｐは、第２の表示素子３２Ｒ、第２の表示
素子３２Ｇ、第２の表示素子３２Ｂに加えて、黄色（Ｙ）を呈する第２の表示素子３２Ｙ
を有する。

図４（Ａ）～（Ｃ）、図５（Ｂ）、（Ｃ）に示す構成は、第２の表示素子３２Ｗ及び第２
の表示素子３２Ｙを有さない構成に比べて、第２の画素３２ｐを用いた表示モード（第２
のモード及び第３のモード）における消費電力を低減することができる。

図４（Ｃ）に示す第１の画素３１ｐは、第１の表示素子３１Ｒ、第１の表示素子３１Ｇ、
第１の表示素子３１Ｂに加えて、白色（Ｗ）を呈する第１の表示素子３１Ｗを有する。

図４（Ｃ）に示す構成は、図３（Ａ）に示す構成に比べて、第１の画素３１ｐを用いた表
示モード（第１のモード及び第３のモード）における消費電力を低減することができる。

図５（Ａ）～（Ｃ）に示す第１の画素３１ｐは、白色を呈する第１の表示素子３１Ｗのみ
を有する。このとき、第１の画素３１ｐのみを用いた表示モード（第１のモード）では、
白黒表示またはグレースケールでの表示を行うことができ、第２の画素３２ｐを用いた表
示モード（第２のモード及び第３のモード）では、カラー表示を行うことができる。

このような構成とすることで、第１の画素３１ｐの開口率を高めることができるため、第
１の画素３１ｐの反射率を向上させ、より明るい表示を行うことができる。

第１のモードは、例えば、文書情報などのカラー表示を必要としない情報を表示すること
に適している。

次に、図６～図９を用いて、本実施の形態の表示装置の構成例について説明する。

＜構成例１＞
図６は、表示装置１００の斜視概略図である。表示装置１００は、基板３５１と基板３６
１とが貼り合わされた構成を有する。図６では、基板３６１を破線で明示している。

表示装置１００は、表示部３６２、回路３６４、配線３６５、配線３６７等を有する。図
６では表示装置１００にＩＣ（集積回路）３７３、ＦＰＣ３７２、ＩＣ３７５、及びＦＰ
Ｃ３７４が実装されている例を示している。そのため、図６に示す構成は、表示装置１０
０、ＩＣ、及びＦＰＣを有する表示モジュールということもできる。

回路３６４としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。

配線３６５は、表示部３６２及び回路３６４に信号及び電力を供給する機能を有する。当
該信号及び電力は、ＦＰＣ３７２を介して外部から、またはＩＣ３７３から配線３６５に
入力される。配線３６７は、表示部３６２及び回路３６４に信号及び電力を供給する機能
を有する。当該信号及び電力は、ＦＰＣ３７４を介して外部から、またはＩＣ３７５から
配線３６７に入力される。

ＩＣ３７３及びＩＣ３７５は、例えば走査線駆動回路または信号線駆動回路などを有する
ＩＣを適用できる。なお表示装置１００及び表示モジュールは、ＩＣを設けない構成とし
てもよい。また、ＩＣを、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ）方式等により、ＦＰＣに
実装してもよい。

図６には、表示部３６２の一部の拡大図を示している。表示部３６２には、複数の表示素
子が有する電極２２１ｂがマトリクス状に配置されている。電極２２１ｂは、可視光を反
射する機能を有し、液晶素子３１の反射電極として機能する。

また、図６に示すように、電極２２１ｂは開口４５１を有する。さらに表示部３６２は、
電極２２１ｂよりも基板３５１側に、発光素子３２を有する。発光素子３２からの光は、
電極２２１ｂの開口４５１を介して基板３６１側に射出される。

図７に、図６で示した表示装置１００の、ＦＰＣ３７２を含む領域の一部、ＦＰＣ３７４
を含む領域の一部、回路３６４を含む領域の一部、及び表示部３６２を含む領域の一部を
それぞれ切断したときの断面の一例を示す。

図７に示す表示装置１００は、基板３５１と基板３６１の間に、トランジスタ２０１ａ、
トランジスタ２０１ｂ、液晶素子３１、発光素子３２、トランジスタ１１０ａ、トランジ
スタ１１０ｂ、トランジスタ１１０ｃ、絶縁層２２０、着色層２３１、着色層２３２等を
有する。基板３６１と絶縁層２２０は接着層１４１を介して接着されている。基板３５１
と絶縁層２２０は接着層５１を介して接着されている。

基板３６１の基板３５１側には、トランジスタ１１０ａ及びトランジスタ２０１ｂが設け
られている。

表示装置が有するトランジスタの構造に限定はない。回路３６４が有するトランジスタと
、表示部３６２が有するトランジスタは、同じ構造であってもよく、異なる構造であって
もよい。回路３６４が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、２種
類以上の構造が組み合わせて用いられていてもよい。同様に、表示部３６２が有する複数
のトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、２種類以上の構造が組み合わせて用い
られていてもよい。

トランジスタ１１０ａは、ゲートとして機能する導電層１１１、ゲート絶縁層として機能
する絶縁層２９１、半導体層１１２、ソース及びドレインとして機能する導電層１１３ａ
及び導電層１１３ｂを有する。

トランジスタ２０１ｂは、トランジスタ１１０ａの構成に加えて、ゲートとして機能する
導電層１１４を有する。

トランジスタ２０１ｂには、チャネルが形成される半導体層を２つのゲートで挟持する構
成が適用されている。このような構成とすることで、トランジスタの閾値電圧を制御する
ことができる。２つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトラン
ジスタを駆動してもよい。このようなトランジスタは他のトランジスタと比較して電界効
果移動度を高めることが可能であり、オン電流を増大させることができる。その結果、高
速駆動が可能な回路を作製することができる。さらには、回路部の占有面積を縮小するこ
とが可能となる。オン電流の大きなトランジスタを適用することで、表示装置を大型化、
または高精細化したときに配線数が増大したとしても、各配線における信号遅延を低減す
ることが可能であり、表示ムラを抑制することができる。

または、２つのゲートのうち、一方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動
のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御することができる。

半導体層１１２、導電層１１３ａ、及び導電層１１３ｂは、絶縁層２９２に覆われている
。絶縁層２９２に接して導電層１１４が設けられている。絶縁層２９２及び導電層１１４
に接して絶縁層２９３が設けられている。

導電層１１４には、酸化物を含む導電材料を用いることが好ましい。導電層１１４を構成
する導電膜を、酸素を含む雰囲気下で成膜することで、絶縁層２９２に酸素を供給するこ
とができる。成膜ガス中の酸素ガスの割合を９０％以上１００％以下の範囲とすることが
好ましい。絶縁層２９２に供給された酸素は、後の熱処理により半導体層１１２に供給さ
れ、半導体層１１２中の酸素欠損の低減を図ることができる。

特に、導電層１１４には、低抵抗化された酸化物半導体を用いることが好ましい。このと
き、絶縁層２９３に水素を放出する絶縁膜、例えば窒化シリコン膜等を用いることが好ま
しい。絶縁層２９３の成膜中、またはその後の熱処理によって導電層１１４中に水素が供
給され、導電層１１４の電気抵抗を効果的に低減することができる。

絶縁層２９３に接して着色層２３１が設けられている。着色層２３１は、絶縁層２９４に
覆われている。

導電層２９６ａは、絶縁層２９２、絶縁層２９３、及び絶縁層２９４に設けられた開口を
介して、トランジスタ１１０ａが有する導電層１１３ａと接続されている。導電層２９６
ａは、絶縁層２９５に覆われている。電極２２３ａは、絶縁層２９５に設けられた開口を
介して、導電層２９６ａと接続されている。これにより、液晶素子３１の画素電極として
機能する電極２２３ａと、トランジスタ１１０ａのソース又はドレインとして機能する導
電層１１３ａとが、電気的に接続される。

絶縁層２９４及び絶縁層２９５は平坦化層としての機能を有する。絶縁層２９５により、
電極２２３ａの表面を概略平坦にできるため、液晶層２２２の配向状態を均一にできる。
絶縁層２９４及び導電層２９６ａは不要であれば設けなくてもよい。つまり、電極２２３
ａと、導電層１１３ａとが、直接接続する構成としてもよい。

電極２２３ａに接して絶縁層１１７が設けられている。電極２２３ａ及び絶縁層１１７は
、配向膜１３３ｂに覆われている。絶縁層１１７は、液晶素子３１のセルギャップを保持
するためのスペーサとして機能する。

液晶素子３１は反射型の液晶素子である。液晶素子３１は、電極２２１ａ、液晶層２２２
、電極２２３ａが積層された積層構造を有する。電極２２１ａの基板３５１側に接して、
可視光を反射する電極２２１ｂが設けられている。電極２２１ｂは開口４５１を有する。
電極２２１ａ及び電極２２３ａは可視光を透過する。液晶層２２２と電極２２１ａの間に
配向膜１３３ａが設けられ、液晶層２２２と電極２２３ａの間に配向膜１３３ｂが設けら
れている。基板３６１の外側の面には、偏光板１３５が設けられている。

ここで、図７に示すように、開口４５１には可視光を透過する電極２２１ａが設けられて
いることが好ましい。これにより、開口４５１と重なる領域においてもそれ以外の領域と
同様に液晶層２２２が配向するため、これらの領域の境界部で液晶の配向不良が生じ、意
図しない光が漏れてしまうことを抑制できる。

電極２２１ａは、液晶素子３１の共通電極として機能する。接着層１４１が設けられる一
部の領域には、接続部２５２が設けられている。接続部２５２において、電極２２３ａと
同一の導電膜を加工して得られた導電層２２３ｂと、電極２２１ａの一部が、導電性粒子
２３６により電気的に接続されている。したがって、ＦＰＣ３７４から電極２２１ａに電
位を供給することができる。なお、電極２２１ａ及び電極２２１ｂが、液晶素子３１の共
通電極として機能するということもできる。

導電性粒子２３６には、有機樹脂またはシリカなどの粒子の表面を金属材料で被覆したも
のを用いることができる。金属材料としてニッケルや金を用いると接触抵抗を低減できる
ため好ましい。ニッケルをさらに金で被覆するなど、２種類以上の金属材料を層状に被覆
させた粒子を用いることが好ましい。また導電性粒子２３６に、弾性変形、または塑性変
形する材料を用いることが好ましい。このとき導電性粒子２３６は、図７に示すように上
下方向に潰れた形状となる場合がある。こうすることで、導電性粒子２３６と電極２２１
ａとの接触面積、及び導電性粒子２３６と導電層２２３ｂとの接触面積が増大し、接触抵
抗を低減できるほか、接続不良などの不具合の発生を抑制することができる。

導電性粒子２３６は、接着層１４１に覆われるように配置することが好ましい。例えば硬
化前の接着層１４１に、導電性粒子２３６を分散させておけばよい。

液晶素子３１において、電極２２１ｂは可視光を反射する機能を有し、電極２２３ａは可
視光を透過する機能を有する。基板３６１側から入射した光は、偏光板１３５により偏光
され、電極２２３ａ、液晶層２２２を透過し、電極２２１ｂで反射する。そして液晶層２
２２及び電極２２３ａを再度透過して、偏光板１３５に達する（反射光２２参照）。この
とき、電極２２１ｂと電極２２３ａの間に与える電圧によって液晶の配向を制御し、光の
光学変調を制御することができる。すなわち、偏光板１３５を介して射出される光の強度
を制御することができる。着色層２３１によって特定の波長領域以外の光が吸収されるこ
とにより、取り出される光は、例えば赤色を呈する光となる。

基板３６１の外側の面に配置する偏光板１３５として直線偏光板を用いてもよいが、円偏
光板を用いることもできる。円偏光板としては、例えば直線偏光板と１／４波長位相差板
を積層したものを用いることができる。これにより、外光反射を抑制することができる。
本実施の形態の表示装置１００は、表示面側にトランジスタ１１０ａ等の複数のトランジ
スタを有する。円偏光板を設けることで、配線及びこれらトランジスタの電極等による外
光反射を抑制することができる。また、偏光板の種類に応じて、液晶素子３１に用いる液
晶素子のセルギャップ、配向、駆動電圧等を調整することで、所望のコントラストを実現
することができる。

なお、基板３６１の外側には各種光学部材を配置することができる。光学部材としては、
偏光板、位相差板、光拡散層（拡散フィルムなど）、反射防止層、及び集光フィルム等が
挙げられる。また、基板３６１の外側には、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等を配置して
もよい。

絶縁層２２０の基板３５１側には、トランジスタ２０１ａ、トランジスタ１１０ｂ、及び
トランジスタ１１０ｃが設けられている。トランジスタ１１０ｂ及びトランジスタ２０１
ａは、トランジスタ２０１ｂと同様の構成を有する。トランジスタ１１０ｃは、トランジ
スタ１１０ａと同様の構成を有する。

絶縁層２１１は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１
２は、トランジスタ１１０ｃを覆っている。トランジスタ１１０ｂ及びトランジスタ２０
１ａは、絶縁層２１２と絶縁層２１３との間に一対のゲートの一方を有する。絶縁層２１
４は各トランジスタを覆って設けられている。また絶縁層２１４を覆って絶縁層２１５が
設けられている。絶縁層２１４及び絶縁層２１５は、平坦化層としての機能を有する。な
お、トランジスタ等を覆う絶縁層の数に限定はない。

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。

導電層２２４ａは、絶縁層２１２、絶縁層２１３、及び絶縁層２１４に設けられた開口を
介して、トランジスタ１１０ｂのソースまたはドレインと接続されている。電極１２１ａ
は、絶縁層２１５に設けられた開口を介して、導電層２２４ａと接続されている。これに
より、発光素子３２の画素電極として機能する電極１２１ａと、トランジスタ１１０ｂの
ソース又はドレインとが、電気的に接続される。また、絶縁層２１４及び導電層２２４ａ
は、不要であれば設けなくてもよい。つまり、電極１２１ａと、トランジスタ１１０ｂの
ソース又はドレインとが、直接接続する構成としてもよい。

発光素子３２は、ボトムエミッション型の発光素子である。発光素子３２は、絶縁層２２
０側から電極１２１ａ、ＥＬ層１２２、及び電極１２３の順に積層された積層構造を有す
る。絶縁層２１６が電極１２１ａの端部を覆っている。電極１２３は可視光を反射する材
料を含み、電極１２１ａは可視光を透過する材料を含む。電極１２３を覆って絶縁層１２
５が設けられている。発光素子３２が発する光は、着色層２３２、絶縁層２２０、開口４
５１、電極２２１ａ等を介して、基板３６１側に射出される。

液晶素子３１及び発光素子３２は、画素によって着色層の色を変えることで、様々な色を
呈することができる。表示装置１００は、液晶素子３１を用いて、カラー表示を行うこと
ができる。表示装置１００は、発光素子３２を用いて、カラー表示を行うことができる。

基板３６１と基板３５１とが重ならない領域には、接続部２０４ａ及び接続部２０４ｂが
設けられている。

接続部２０４ａでは、配線３６５が、導電層２２４ｂ、導電層１２１ｂ、及び接続層２４
２を介してＦＰＣ３７２と電気的に接続されている。電極１２１ａと導電層１２１ｂは、
同一の導電膜を加工して得ることができる。導電層２２４ａと導電層２２４ｂは、同一の
導電膜を加工して得ることができる。導電層１２１ｂは、接続層２４２を介して、ＦＰＣ
３７２と電気的に接続される。

同様に、接続部２０４ｂでは、配線３６７が、導電層２９６ｂ、導電層２２３ｃ、及び接
続層２７４を介してＦＰＣ３７４と電気的に接続されている。導電層２９６ａと導電層２
９６ｂは、同一の導電膜を加工して得ることができる。電極２２３ａ、導電層２２３ｂ、
及び導電層２２３ｃは、同一の導電膜を加工して得ることができる。導電層２２３ｃは、
接続層２７４を介して、ＦＰＣ３７４と電気的に接続される。

基板３５１及び基板３６１には、それぞれ、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、有
機樹脂などを用いることができる。基板３５１及び基板３６１に可撓性を有する材料を用
いると、表示装置の可撓性を高めることができる。

液晶素子３１としては、例えば垂直配向（ＶＡ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ
）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、ＭＶＡ
（Ｍｕｌｔｉ－Ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ
（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（Ａｄ
ｖａｎｃｅｄ Ｓｕｐｅｒ Ｖｉｅｗ）モードなどを用いることができる。

液晶素子３１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Ｖ
Ａモードのほかに、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ－Ｐ
ｌａｎｅ－Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔ
ｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ
Ｍｉｃｒｏ－ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ
Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑ
ｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌ
ｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）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層に用いる。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。

反射型の液晶素子を用いる場合には、表示面側に偏光板１３５を設ける。またこれとは別
に、表示面側に光拡散板を配置すると、視認性を向上させられるため好ましい。

偏光板１３５よりも外側に、フロントライトを設けてもよい。フロントライトとしては、
エッジライト型のフロントライトを用いることが好ましい。ＬＥＤを備えるフロントライ
トを用いると、消費電力を低減できるため好ましい。

接着層としては、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、ＥＶ
Ａ（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。

接続層２４２及び接続層２７４としては、それぞれ、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎ
ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ 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。

発光素子３２は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション
型などがある。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光
を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。

ＥＬ層１２２は少なくとも発光層を有する。ＥＬ層１２２は、発光層以外の層として、正
孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質
、電子注入性の高い物質、またはバイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い
物質）等を含む層をさらに有していてもよい。

ＥＬ層１２２には低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機
化合物を含んでいてもよい。ＥＬ層１２２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１２２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。

なお、カラーフィルタ（着色層）とマイクロキャビティ構造（光学調整層）との組み合わ
せを適用することで、表示装置から色純度の高い光を取り出すことができる。光学調整層
の膜厚は、各画素の色に応じて変化させる。

トランジスタのゲート、ソース及びドレインのほか、表示装置を構成する各種配線及び電
極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニ
ッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、またはタングス
テンなどの金属、またはこれを主成分とする合金などが挙げられる。これらの材料を含む
膜を単層で、または積層構造として用いることができる。

また、透光性を有する導電材料としては、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、ガリウムを含む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、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及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。

各絶縁層に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル、エポキシなどの樹
脂、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニ
ウムなどの無機絶縁材料が挙げられる。

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。

＜構成例２＞
図８（Ａ）に表示装置１００Ａの表示部の断面図を示す。

表示装置１００Ａは、着色層２３１を有していない点で、表示装置１００と異なる。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。

液晶素子３１は、白色を呈する。着色層２３１を有していないため、表示装置１００Ａは
、液晶素子３１を用いて、白黒またはグレースケールでの表示を行うことができる。

＜構成例３＞
図８（Ｂ）に表示装置１００Ｂの表示部の断面図を示す。

表示装置１００Ｂは、絶縁層２３９を有し、かつ着色層２３２を有さない点で、表示装置
１００と異なる。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。

絶縁層２９３と着色層２３１との間に、絶縁層２３９が設けられている。絶縁層２３９は
、液晶素子３１を用いた表示領域（以下、反射領域と記す）と重ねて設けられ、発光素子
３２の発光領域（以下、透過領域と記す）とは重ならない。このことから、着色層２３１
の厚さは、反射領域と透過領域とで異なる。

反射領域では、着色層２３１中を光が往復して通る（反射光２２参照）が、透過領域では
、光は一度のみ着色層２３１中を通る（発光２１参照）。そのため、反射領域と透過領域
とで、着色層２３１の厚さが同一であると、表示の色調に差が生じる場合がある。

絶縁層２３９を設けることで、着色層２３１の厚さを、反射領域と透過領域とで変えるこ
とができる。これにより、液晶素子３１を用いた表示と、発光素子３２を用いた表示と、
の双方で、色調の良好な表示を行うことができる。

反射領域における着色層２３１の厚さは、透過領域における着色層２３１の厚さの４０％
以上６０％以下であることが好ましい。

なお、着色層２３１の厚さを変える方法は、絶縁層２３９を部分的に設ける方法に限定さ
れない。例えば、着色層２３１を２層以上の積層構造としてもよく、透過領域が、反射領
域よりも着色層２３１を構成する層数が多い構成としてもよい。または、多階調マスクを
用いて互いに厚さの異なる２つの領域を有する着色層を形成してもよい。

図７に示すように、着色層を複数（着色層２３１及び着色層２３２）設けてもよい。発光
２１は、着色層２３１及び着色層２３２の双方を通る。反射光２２は、着色層２３１のみ
を通る。このような構成であっても、液晶素子３１を用いた表示と、発光素子３２を用い
た表示と、の双方で、色調の良好な表示を行うことができる。

絶縁層２３９には、有機材料及び無機材料のどちらを用いてもよい。

＜構成例４＞
図９（Ａ）に示す表示装置１００Ｃは、ＥＬ層１２２が塗り分けられており、かつ着色層
２３２を有さない点で、表示装置１００と異なる。その他の構成については、表示装置１
００と同様のため、詳細な説明を省略する。

塗り分け方式が適用された発光素子３２は、ＥＬ層１２２を構成する層のうち少なくとも
一層（代表的には発光層）が塗り分けられており、ＥＬ層を構成する層の全てが塗り分け
られていてもよい。

＜構成例５＞
図９（Ｂ）に示す表示装置１００Ｄは、基板３５１及び基板３６１を有さず、可撓性を有
する基板３８１、可撓性を有する基板３８２、接着層３８３、及び絶縁層３８４を有する
点で、表示装置１００Ｃと異なる。その他の構成については、表示装置１００Ｃと同様の
ため、詳細な説明を省略する。

表示装置１００Ｄを作製する際は、例えば、まず、作製基板上に、剥離層を介して、絶縁
層３８４を形成し、絶縁層３８４上に、トランジスタ１１０ａ及び電極２２３ａ等を形成
する。その後、作製基板と絶縁層３８４とを分離し、露出した絶縁層３８４に、接着層３
８３を用いて可撓性を有する基板３８２を貼り合わせる。これにより、作製基板から可撓
性を有する基板３８２に、トランジスタ１１０ａ及び電極２２３ａ等を転置することがで
きる。したがって、表示装置の軽量化及び薄型化を図ることができる。また、表示装置の
可撓性を高めることができる。なお、可撓性を有する基板の耐熱性及び被剥離層の形成温
度によっては、可撓性を有する基板３８２上に、直接、トランジスタ１１０ａ及び電極２
２３ａ等を作製することもできる。これにより、図７に示す表示装置１００の軽量化及び
薄型化を図ることができる。また、表示装置の可撓性を高めることができる。

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
し、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート構造またはボトムゲー
ト構造のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルの上下にゲート電極
が設けられていてもよい。

図１０（Ａ）～（Ｃ）に、トランジスタ１１０ａ等とは異なる構造のトランジスタの例を
示す。

図１０（Ａ）に示すトランジスタ１１０ｄは、トップゲート構造のトランジスタである。

トランジスタ１１０ｄは、導電層１１１、絶縁層１３２、半導体層１１２、絶縁層１３３
、導電層１１３ａ、及び導電層１１３ｂを有する。導電層１１１は、絶縁層１３１上に設
けられている。導電層１１１は絶縁層１３２を介して半導体層１１２と重なる。導電層１
１３ａ及び導電層１１３ｂは、絶縁層１３３に設けられた開口を介して、半導体層１１２
と電気的に接続される。トランジスタ１１０ｄ上には絶縁層１３４が設けられている。絶
縁層１３４に設けられた開口を介して、導電層１１３ｂと表示素子の画素電極とを電気的
に接続させることができる。

導電層１１１は、ゲートとして機能する。絶縁層１３２は、ゲート絶縁層として機能する
。導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂのうち、一方はソースとして機能し、他方はドレイ
ンとして機能する。

トランジスタ１１０ｄは、導電層１１１と導電層１１３ａまたは導電層１１３ｂとの物理
的な距離を離すことが容易なため、これらの間の寄生容量を低減することが可能である。

図１０（Ｂ）に示すトランジスタ１１０ｅは、トランジスタ１１０ｄの構成に加えて、導
電層１１５及び絶縁層１３８を有する。導電層１１５は絶縁層１３１上に設けられ、半導
体層１１２と重なる領域を有する。絶縁層１３８は、導電層１１５及び絶縁層１３１を覆
って設けられている。

導電層１１５は、上述の導電層１１４と同様に一対のゲートの一方として機能する。その
ため、トランジスタのオン電流を高めることや、閾値電圧を制御することなどが可能であ
る。

図１０（Ｃ）に、トランジスタ１１０ｆとトランジスタ１１０ｇとを積層した構成を示す
。トランジスタ１１０ｆは、１つのゲートを有する。トランジスタ１１０ｇは、２つのゲ
ートを有する。

トランジスタ１１０ｆは、ゲートとして機能する導電層１１１、半導体層１１２、ソース
及びドレインとして機能する導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂを有する。絶縁層１３２
の一部は、トランジスタ１１０ｆのゲート絶縁層として機能する。導電層１１３ｂの一部
は、トランジスタ１１０ｆのソースまたはドレインとして機能する。

トランジスタ１１０ｇは、ゲートとして機能する導電層１１３ｂ、ゲートとして機能する
導電層１１４ａ、半導体層１１２ａ、ソース及びドレインとして機能する導電層１１３ｃ
及び導電層１１３ｄを有する。絶縁層１３３の一部は、トランジスタ１１０ｇのゲート絶
縁層として機能する。導電層１１３ｂの一部は、トランジスタ１１０ｇのゲートとして機
能する。絶縁層１３９の一部は、トランジスタ１１０ｇのゲート絶縁層として機能する。

トランジスタ１１０ｆ及びトランジスタ１１０ｇは、発光素子３２の画素回路に適用され
ることが好ましい。例えば、トランジスタ１１０ｆを、画素の選択、非選択状態を制御す
るトランジスタ（スイッチングトランジスタ、または選択トランジスタともいう）に用い
、トランジスタ１１０ｇを発光素子３２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）に用いることが好ましい。

導電層１１４ｂは、絶縁層１３９に設けられた開口を介して導電層１１３ｃと電気的に接
続されている。絶縁層１３４に設けられた開口を介して、導電層１１３ｃと表示素子の画
素電極とを電気的に接続させることができる。

以下では、図１１～図１４を用いて、本実施の形態の表示装置の作製方法について、具体
的に説明する。

なお、表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スパッタリング法、
化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真
空蒸着法、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉ
ｏｎ）法、原子層成膜（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法
等を用いて形成することができる。ＣＶＤ法としては、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶ
Ｄ：Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ）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（Ｍ
ＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ ＣＶＤ）法を使ってもよい。

表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スピンコート、ディップ、
スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドク
ターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等の方法に
より形成することができる。

表示装置を構成する薄膜を加工する際には、リソグラフィ法等を用いて加工することがで
きる。または、遮蔽マスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を形成してもよい。また
は、ナノインプリント法、サンドブラスト法、リフトオフ法などにより薄膜を加工しても
よい。フォトリソグラフィ法としては、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、
エッチング等により当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法と、感光性を有す
る薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法と、
がある。

リソグラフィ法において光を用いる場合、露光に用いる光は、例えばｉ線（波長３６５ｎ
ｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、またはこれらを混合させた光
を用いることができる。そのほか、紫外線やＫｒＦレーザ光、またはＡｒＦレーザ光等を
用いることもできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。また、露光に用い
る光として、極端紫外光（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ－ｖｉｏｌｅｔ）やＸ線
を用いてもよい。また、露光に用いる光に換えて、電子ビームを用いることもできる。極
端紫外光、Ｘ線または電子ビームを用いると、極めて微細な加工が可能となるため好まし
い。なお、電子ビームなどのビームを走査することにより露光を行う場合には、フォトマ
スクは不要である。

薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウエットエッチング法、サンドブラスト法
などを用いることができる。

＜作製方法例＞
以下では、図７に示す表示装置１００の作製方法の一例について説明する。

まず、基板３６１上に、トランジスタ１１０ａを形成する（図１１（Ａ））。

トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されず、例えば、第１４族の元素、化合物半
導体または酸化物半導体を半導体層に用いることができる。代表的には、シリコンを含む
半導体、ガリウムヒ素を含む半導体、またはインジウムを含む酸化物半導体等を適用でき
る。

ここでは半導体層１１２として酸化物半導体層を有する、ボトムゲート構造のトランジス
タを作製する場合を示す。

トランジスタの半導体には、酸化物半導体を用いることが好ましい。シリコンよりもバン
ドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると、トランジスタのオ
フ状態における電流を低減できる。

具体的には、まず、基板３６１上に、導電層１１１を形成する。導電層１１１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。

続いて、絶縁層２９１を形成する。

絶縁層２９１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。

続いて、半導体層１１２を形成する。本実施の形態では、半導体層１１２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又は双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。

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。

なお、実施の形態３にて酸化物半導体の一例について説明する。

続いて、導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂを形成する。導電層１１３ａ及び導電層１１
３ｂ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。導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂ
は、それぞれ、半導体層１１２と接続される。

なお、導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂの加工の際に、レジストマスクに覆われていな
い半導体層１１２の一部がエッチングにより薄膜化する場合がある。

以上のようにして、トランジスタ１１０ａを作製できる（図１１（Ａ））。トランジスタ
１１０ａにおいて、導電層１１１の一部はゲートとして機能し、絶縁層２９１の一部はゲ
ート絶縁層として機能し、導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂは、それぞれソースまたは
ドレインのいずれか一方として機能する。

次に、トランジスタ１１０ａを覆う絶縁層２９２を形成し、絶縁層２９２上に絶縁層２９
３を形成する（図１１（Ａ））。絶縁層２９２及び絶縁層２９３は、それぞれ、絶縁層２
９１と同様の方法により形成することができる。

また、絶縁層２９２として、酸素を含む雰囲気下で成膜した酸化シリコン膜や酸化窒化シ
リコン膜等の酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。さらに、当該酸化シリコン膜や酸化
窒化シリコン膜上に、絶縁層２９３として、窒化シリコン膜などの酸素を拡散、透過しに
くい絶縁膜を積層することが好ましい。酸素を含む雰囲気下で形成した酸化物絶縁膜は、
加熱により多くの酸素を放出しやすい絶縁膜とすることができる。このような酸素を放出
する酸化物絶縁膜と、酸素を拡散、透過しにくい絶縁膜を積層した状態で、加熱処理を行
うことにより、酸化物半導体層に酸素を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、及び酸化物半導体層と絶縁層２９２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表示装置を実現できる。

次に、絶縁層２９３上に着色層２３１を形成する。着色層２３１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。

次に、着色層２３１及び絶縁層２９３上に、絶縁層２９４を形成する。

絶縁層２９４は、平坦化層として機能することが好ましい。絶縁層２９４には、アクリル
、エポキシなどの樹脂を好適に用いることができる。絶縁層２９４には、絶縁層２９１に
用いることのできる無機絶縁膜を適用してもよい。

次に、絶縁層２９２、絶縁層２９３、及び絶縁層２９４に、トランジスタ１１０ａが有す
る導電層１１３ａに達する開口を形成する。

次に、導電層２９６ａを形成する。導電層２９６ａ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、トランジスタ１１０ａが有する導電層１１３ａと導電層２９６ａとが
接続する。

次に、絶縁層２９４及び導電層２９６ａ上に、絶縁層２９５を形成する。絶縁層２９５は
、平坦化層として機能することが好ましい。絶縁層２９５は、絶縁層２９４に用いること
のできる有機絶縁膜または無機絶縁膜を援用できる。

次に、絶縁層２９５に、導電層２９６ａに達する開口を形成する。

次に、電極２２３ａを形成する。電極２２３ａ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、導電層２９６ａと電極２２３ａとが接続する。これにより、トランジスタ
１１０ａが有する導電層１１３ａと電極２２３ａとを電気的に接続させることができる。
電極２２３ａは、可視光を透過する導電材料を用いて形成する。

次に、電極２２３ａ上に、絶縁層１１７を形成する。絶縁層１１７には、有機絶縁膜を用
いることが好ましい。

次に、電極２２３ａ及び絶縁層１１７上に、配向膜１３３ｂを形成する（図１１（Ａ））
。配向膜１３３ｂは、樹脂等の薄膜を形成した後に、ラビング処理を行うことで形成でき
る。

また、図１１（Ａ）を用いて説明した工程とは独立して、図１１（Ｂ）から図１４（Ａ）
までに示す工程を行う。

まず、作製基板６１上に剥離層６２を形成する（図１１（Ｂ））。

作製基板６１は、搬送が容易となる程度に剛性を有し、かつ作製工程にかかる温度に対し
て耐熱性を有する。作製基板６１に用いることができる材料としては、例えば、ガラス、
石英、セラミック、サファイヤ、樹脂、半導体、金属または合金などが挙げられる。ガラ
スとしては、例えば、無アルカリガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ
酸ガラス等が挙げられる。

剥離層６２は、有機材料または無機材料を用いて形成することができる。

剥離層６２を、有機材料を用いて形成する場合、感光性を有する材料が好ましく、感光性
及び熱硬化性を有する材料を用いることが好ましい。

感光性を有する材料を用いることで、光を用いたリソグラフィ法により、一部を除去する
ことができる。具体的には、材料を成膜した後に溶媒を除去するための熱処理（プリベー
ク処理ともいう）を行い、その後フォトマスクを用いて露光を行う。続いて、現像処理を
施すことで、不要な部分を除去する。その後、熱処理（ポストベーク処理ともいう）を行
う。ポストベーク処理では、剥離層６２上に形成する各層の作製温度以上の温度で加熱す
ることが好ましい。加熱温度は、例えば、３５０℃以上４５０℃以下が好ましく、３５０
℃以上４００℃以下がより好ましく、３５０℃以上３７５℃以下がさらに好ましい。これ
により、トランジスタの作製工程における、剥離層６２からの脱ガスを大幅に抑制するこ
とができる。

剥離層６２は、感光性のポリイミド樹脂（ｐｈｏｔｏ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｐｏｌｙｉ
ｍｉｄｅ、ＰＳＰＩともいう）を用いて形成されることが好ましい。

そのほか、剥離層６２に用いることができる有機材料としては、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、フェノール樹脂等が挙げられる。

剥離層６２は、スピンコータを用いて形成することが好ましい。スピンコート法を用いる
ことで、大判基板に薄い膜を均一に形成することができる。

剥離層６２は、粘度が５ｃＰ以上５００ｃＰ未満、好ましくは５ｃＰ以上１００ｃＰ未満
、より好ましくは１０ｃＰ以上５０ｃＰ以下の溶液を用いて形成することが好ましい。溶
液の粘度が低いほど、塗布が容易となる。また、溶液の粘度が低いほど、気泡の混入を抑
制でき、良質な膜を形成できる。

有機材料を用いる場合、剥離層６２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３μｍ以下であることがより好ましく、０．５μｍ以上１μ
ｍ以下であることがさらに好ましい。低粘度の溶液を用いることで、剥離層６２を薄く形
成することが容易となる。剥離層６２の厚さを上記範囲とすることで、作製のコストを低
減することができる。ただし、これに限定されず、剥離層６２の厚さは、１０μｍ以上、
例えば、１０μｍ以上２００μｍ以下としてもよい。

そのほか、剥離層６２の形成方法としては、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、
ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ、スリットコート、ロ
ールコート、カーテンコート、ナイフコート等が挙げられる。

剥離層６２に用いることができる無機材料としては、タングステン、モリブデン、チタン
、タンタル、ニオブ、ニッケル、コバルト、ジルコニウム、亜鉛、ルテニウム、ロジウム
、パラジウム、オスミウム、イリジウム、シリコンから選択された元素を含む金属、該元
素を含む合金、または該元素を含む化合物等が挙げられる。シリコンを含む層の結晶構造
は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれでもよい。

無機材料を用いる場合、剥離層６２の厚さは、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、好ましくは
１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。

無機材料を用いる場合、剥離層６２は、例えばスパッタリング法、ＣＶＤ法、ＡＬＤ法、
蒸着法等により形成できる。

剥離層６２としては、絶縁層２２０（図７等参照）及び電極２２１ａと、剥離層６２との
界面で剥離が生じる材料を適宜選択することができる。または、作製基板６１と剥離層６
２との界面、もしくは、剥離層６２中で剥離が生じる構成としてもよい。例えば、剥離層
６２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、さらに、窒化シリコンや酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等を複数積層
した層を積層してもよい。剥離層６２に高融点金属材料を用いると、これよりも後に形成
する層の形成温度を高めることが可能で、不純物の濃度が低減され、信頼性の高い表示装
置を実現できる。なお、作製基板６１と剥離層６２との界面、もしくは、剥離層６２中で
剥離が生じる構成とした場合は、剥離後に、表示装置にとって不要な剥離層６２を除去す
る工程を有していてもよい。または、剥離層６２を除去せず、表示装置の構成要素として
もよい。

次に、剥離層６２上に電極２２１ａを形成し、電極２２１ａ上に電極２２１ｂを形成する
（図１１（Ｃ））。電極２２１ｂは、電極２２１ａ上に開口４５１を有する。電極２２１
ａ及び電極２２１ｂは、それぞれ、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該
導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。電極２２
１ａは、可視光を透過する導電材料を用いて形成する。電極２２１ｂは、可視光を反射す
る導電材料を用いて形成する。

次に、絶縁層２２０を形成する（図１２（Ａ））。

絶縁層２２０は、剥離層６２に含まれる不純物が、後に形成するトランジスタや表示素子
に拡散することを防ぐバリア層として用いることができる。剥離層６２に有機材料を用い
る場合、絶縁層２２０は、剥離層６２を加熱した際に、剥離層６２に含まれる水分等がト
ランジスタや表示素子に拡散することを防ぐことが好ましい。そのため、絶縁層２２０は
、バリア性が高いことが好ましい。

絶縁層２２０としては、絶縁層２９１に用いることができる無機絶縁膜、及びアクリル、
エポキシなどの樹脂等を用いることができる。

次に、絶縁層２２０上に、トランジスタ１１０ｂ及びトランジスタ１１０ｃを形成する。
本工程は、トランジスタ１１０ａの作製工程を援用することができる。また、トランジス
タ１１０ｃを覆う絶縁層２１２を形成する。絶縁層２１２は、トランジスタ１１０ｂ及び
トランジスタ１１０ｃがそれぞれ有する半導体層、ソースとして機能する導電層、及びド
レインとして機能する導電層を覆うように形成される。次に、トランジスタ１１０ｂの導
電層１１４を、絶縁層２１２上に形成する。次に、トランジスタ１１０ｂ及びトランジス
タ１１０ｃを覆う絶縁層２１３を形成する。さらに、絶縁層２１３上に着色層２３２を形
成し、その後、絶縁層２１４を形成する。

絶縁層２１１は、絶縁層２９１と同様の方法により形成することができる。絶縁層２１２
は、絶縁層２９２と同様の方法により形成することができる。

トランジスタ１１０ｂが有する導電層１１４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。

絶縁層２１３は、絶縁層２９３と同様の方法により形成することができる。着色層２３２
は、着色層２３１と同様の方法により形成することができる。絶縁層２１４は、絶縁層２
９４と同様の方法により形成することができる。

次に、絶縁層２１２、絶縁層２１３、及び絶縁層２１４に、トランジスタ１１０ｂが有す
るソースまたはドレインに達する開口を形成する。

次に、導電層２２４ａを形成する（図１２（Ｂ））。導電層２２４ａ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、トランジスタ１１０ｂが有するソースまたはドレイ
ンと導電層２２４ａとが接続する。

次に、絶縁層２１４及び導電層２２４ａ上に、絶縁層２１５を形成する。絶縁層２１５は
、後に形成する表示素子の被形成面を有する層であるため、平坦化層として機能すること
が好ましい。絶縁層２１５は、絶縁層２９４に用いることのできる有機絶縁膜または無機
絶縁膜を援用できる。

次に、絶縁層２１５に、導電層２２４ａに達する開口を形成する。

次に、電極１２１ａを形成する（図１２（Ｃ））。電極１２１ａ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、導電層２２４ａと電極１２１ａとが接続する。これによ
り、トランジスタ１１０ｂが有するソースまたはドレインと電極１２１ａとを電気的に接
続させることができる。電極１２１ａは、可視光を透過する導電材料を用いて形成する。

次に、電極１２１ａの端部を覆う絶縁層２１６を形成する。絶縁層２１６は、絶縁層２９
４に用いることのできる有機絶縁膜または無機絶縁膜を援用できる。絶縁層２１６は、電
極１２１ａと重なる部分に開口を有する。

次に、ＥＬ層１２２及び電極１２３を形成する。電極１２３は、その一部が発光素子３２
の共通電極として機能する。電極１２３は、可視光を反射する導電材料を用いて形成する
。

ＥＬ層１２２は、蒸着法、塗布法、印刷法、吐出法などの方法で形成することができる。
ＥＬ層１２２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１２２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１２２には、低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無
機化合物を含んでいてもよい。

ＥＬ層１２２の形成後に行う各工程は、ＥＬ層１２２にかかる温度が、ＥＬ層１２２の耐
熱温度以下となるように行う。電極１２３は、蒸着法やスパッタリング法等を用いて形成
することができる。

以上のようにして、発光素子３２を形成することができる（図１２（Ｃ））。発光素子３
２は、一部が画素電極として機能する電極１２１ａ、ＥＬ層１２２、一部が共通電極とし
て機能する電極１２３が積層された構成を有する。

ここでは、発光素子３２として、ボトムエミッション型の発光素子を作製する例を示した
が、本発明の一態様はこれに限られない。

発光素子は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型の
いずれであってもよい。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。
また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい
。

次に、電極１２３を覆って絶縁層１２５を形成する。絶縁層１２５は、発光素子３２に水
などの不純物が拡散することを抑制する保護層として機能する。発光素子３２は、絶縁層
１２５によって封止される。電極１２３を形成した後、大気に曝すことなく、絶縁層１２
５を形成することが好ましい。

絶縁層１２５は、例えば、上述した絶縁層２９１に用いることのできるバリア性の高い無
機絶縁膜が含まれる構成とすることが好ましい。また、無機絶縁膜と有機絶縁膜を積層し
て用いてもよい。

絶縁層１２５の成膜時の基板温度は、ＥＬ層１２２の耐熱温度以下の温度であることが好
ましい。絶縁層１２５は、ＡＬＤ法やスパッタリング法等を用いて形成することができる
。ＡＬＤ法及びスパッタリング法は低温成膜が可能であるため好ましい。ＡＬＤ法を用い
ると絶縁層１２５のカバレッジが良好となり好ましい。

次に、絶縁層１２５の表面に、接着層５１を用いて基板３５１を貼り合わせる（図１３（
Ａ））。

接着層５１には、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤
、嫌気型接着剤等の各種硬化型接着剤を用いることができる。また、接着シート等を用い
てもよい。

基板３５１には、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタ
レート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポ
リイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエ
ーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリアミド樹脂（ナイロン、アラミド等）、ポリシロキ
サン樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレ
タン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテ
トラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ＡＢＳ樹脂、セルロースナノファイバー等を用
いることができる。基板３５１には、ガラス、石英、樹脂、金属、合金、半導体等の各種
材料を用いてもよい。基板３５１には、可撓性を有する程度の厚さのガラス、石英、樹脂
、金属、合金、半導体等の各種材料を用いてもよい。

次に、作製基板６１を剥離する（図１３（Ｂ））。

分離面は、剥離層６２及び作製基板６１等の材料及び形成方法等によって、様々な位置と
なり得る。

図１３（Ｂ）では、剥離層６２と電極２２１ａとの界面で分離が生じる例を示す。分離に
より、電極２２１ａが露出する。

分離を行う前に、剥離層６２に分離の起点を形成してもよい。例えば、レーザ光を照射す
ることで、剥離層６２を脆弱化させる、または剥離層６２と電極２２１ａ（または作製基
板６１）との密着性を低下させることができる。

例えば、剥離層６２に垂直方向に引っ張る力をかけることにより、作製基板６１を剥離す
ることができる。具体的には、基板３５１の上面の一部を吸着し、上方に引っ張ることに
より、作製基板６１を引き剥がすことができる。

剥離層６２と作製基板６１との間に、刃物などの鋭利な形状の器具を差し込むことで分離
の起点を形成してもよい。または、基板３５１側から鋭利な形状の器具で剥離層６２を切
り込み、分離の起点を形成してもよい。

剥離層６２と作製基板６１の界面、または剥離層６２中で分離が生じた場合、作製基板６
１を剥離した後に、電極２２１ａ側に残存する剥離層６２を除去してもよい。剥離層６２
が残存したままでもよい場合は、剥離層６２を除去しなくてもよい。

次に、露出した電極２２１ａの表面に、配向膜１３３ａを形成する（図１４（Ａ））。配
向膜１３３ａは、樹脂等の薄膜を成膜した後に、ラビング処理を行うことにより形成でき
る。

そして、図１１（Ａ）を用いて説明した工程が完了した基板３６１と、図１４（Ａ）まで
の工程が完了した基板３５１とを、液晶層２２２を挟んで貼り合わせる（図１４（Ｂ））
。図１４（Ｂ）では示さないが、図７等に示すように、基板３５１と基板３６１とは接着
層１４１で貼り合わされる。接着層１４１は、接着層５１に用いることのできる材料を援
用できる。

以上により、表示装置１００を作製することができる。

以上のように、本実施の形態の表示装置は、２種類の表示素子を有し、複数の表示モード
を切り替えて使用することができるため、周囲の明るさによらず、視認性が高く、利便性
が高い。

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。また、本明細書にお
いて、１つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わ
せることが可能である。

（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した表示装置の、より具体的な構成例について図
１５～図１７を用いて説明する。

本実施の形態で説明する表示装置は、反射型の液晶素子と発光素子を有し、透過モードと
反射モードの両方の表示を行うことができる。

図１５（Ａ）は、表示装置４００のブロック図である。表示装置４００は、表示部３６２
、回路ＧＤ、及び回路ＳＤを有する。表示部３６２は、マトリクス状に配列した複数の画
素４１０を有する。

表示装置４００は、複数の配線Ｇ１、複数の配線Ｇ２、複数の配線ＡＮＯ、複数の配線Ｃ
ＳＣＯＭ、複数の配線Ｓ１、及び複数の配線Ｓ２を有する。複数の配線Ｇ１、複数の配線
Ｇ２、複数の配線ＡＮＯ、及び複数の配線ＣＳＣＯＭは、それぞれ、矢印Ｒで示す方向に
配列した複数の画素４１０及び回路ＧＤと電気的に接続する。複数の配線Ｓ１及び複数の
配線Ｓ２は、それぞれ、矢印Ｃで示す方向に配列した複数の画素４１０及び回路ＳＤと電
気的に接続する。

なお、ここでは簡単のために回路ＧＤと回路ＳＤを１つずつ有する構成を示したが、液晶
素子を駆動する回路ＧＤ及び回路ＳＤと、発光素子を駆動する回路ＧＤ及び回路ＳＤとを
、別々に設けてもよい。

画素４１０は、反射型の液晶素子と、発光素子を有する。

図１５（Ｂ１）～（Ｂ３）に、画素４１０が有する電極３１１の構成例を示す。電極３１
１は、液晶素子の反射電極として機能する。図１５（Ｂ１）、（Ｂ２）の電極３１１には
、開口４５１が設けられている。

図１５（Ｂ１）、（Ｂ２）には、電極３１１と重なる領域に位置する発光素子３６０を破
線で示している。発光素子３６０は、電極３１１が有する開口４５１と重ねて配置されて
いる。これにより、発光素子３６０が発する光は、開口４５１を介して表示面側に射出さ
れる。

図１５（Ｂ１）では、矢印Ｒで示す方向に隣接する画素４１０が異なる色に対応する画素
である。このとき、図１５（Ｂ１）に示すように、矢印Ｒで示す方向に隣接する２つの画
素において、開口４５１が一列に配列されないように、電極３１１の異なる位置に設けら
れていることが好ましい。これにより、２つの発光素子３６０を離すことが可能で、発光
素子３６０が発する光が隣接する画素４１０が有する着色層に入射してしまう現象（クロ
ストークともいう）を抑制することができる。また、隣接する２つの発光素子３６０を離
して配置することができるため、発光素子３６０のＥＬ層をシャドウマスク等により作り
分ける場合であっても、高い精細度の表示装置を実現できる。

図１５（Ｂ２）では、矢印Ｃで示す方向に隣接する画素４１０が異なる色に対応する画素
である。図１５（Ｂ２）においても同様に、矢印Ｃで示す方向に隣接する２つの画素にお
いて、開口４５１が一列に配列されないように、電極３１１の異なる位置に設けられてい
ることが好ましい。

非開口部の総面積に対する開口４５１の総面積の比の値が小さいほど、液晶素子を用いた
表示を明るくすることができる。また、非開口部の総面積に対する開口４５１の総面積の
比の値が大きいほど、発光素子３６０を用いた表示を明るくすることができる。

開口４５１の形状は、例えば多角形、四角形、楕円形、円形または十字等の形状とするこ
とができる。また、細長い筋状、スリット状、市松模様状の形状としてもよい。また、開
口４５１を隣接する画素に寄せて配置してもよい。好ましくは、開口４５１を同じ色を表
示する他の画素に寄せて配置する。これにより、クロストークを抑制できる。

また、図１５（Ｂ３）に示すように、電極３１１が設けられていない部分に、発光素子３
６０の発光領域が位置していてもよい。これにより、発光素子３６０が発する光は、表示
面側に射出される。

回路ＧＤには、シフトレジスタ等の様々な順序回路等を用いることができる。回路ＧＤに
は、トランジスタ及び容量素子等を用いることができる。回路ＧＤが有するトランジスタ
は、画素４１０に含まれるトランジスタと同じ工程で形成することができる。

回路ＳＤは、配線Ｓ１と電気的に接続される。回路ＳＤには、例えば、集積回路を用いる
ことができる。具体的には、回路ＳＤには、シリコン基板上に形成された集積回路を用い
ることができる。

例えば、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ）方式またはＣＯＦ方式等を用いて、画素
４１０と電気的に接続されるパッドに回路ＳＤを実装することができる。具体的には、異
方性導電膜を用いて、パッドに集積回路を実装できる。

図１６は、画素４１０の回路図の一例である。図１６では、隣接する２つの画素４１０を
示している。

画素４１０は、スイッチＳＷ１、容量素子Ｃ１、液晶素子３４０、スイッチＳＷ２、トラ
ンジスタＭ、容量素子Ｃ２、及び発光素子３６０等を有する。また、画素４１０には、配
線Ｇ１、配線Ｇ２、配線ＡＮＯ、配線ＣＳＣＯＭ、配線Ｓ１、及び配線Ｓ２が電気的に接
続されている。また、図１６では、液晶素子３４０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ１、
及び発光素子３６０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ２を示している。

図１６では、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２にトランジスタを用いた場合の例を示し
ている。

スイッチＳＷ１のゲートは、配線Ｇ１と接続されている。スイッチＳＷ１のソース及びド
レインのうち一方は、配線Ｓ１と接続され、他方は、容量素子Ｃ１の一方の電極、及び液
晶素子３４０の一方の電極と接続されている。容量素子Ｃ１の他方の電極は、配線ＣＳＣ
ＯＭと接続されている。液晶素子３４０の他方の電極が配線ＶＣＯＭ１と接続されている
。

スイッチＳＷ２のゲートは、配線Ｇ２と接続されている。スイッチＳＷ２のソース及びド
レインのうち一方は、配線Ｓ２と接続され、他方は、容量素子Ｃ２の一方の電極、及びト
ランジスタＭのゲートと接続されている。容量素子Ｃ２の他方の電極は、トランジスタＭ
のソースまたはドレインの一方、及び配線ＡＮＯと接続されている。トランジスタＭのソ
ースまたはドレインの他方は、発光素子３６０の一方の電極と接続されている。発光素子
３６０の他方の電極は、配線ＶＣＯＭ２と接続されている。

図１６では、トランジスタＭが半導体を挟む２つのゲートを有し、これらが接続されてい
る例を示している。これにより、トランジスタＭが流すことのできる電流を増大させるこ
とができる。

配線Ｇ１には、スイッチＳＷ１を導通状態または非導通状態に制御する信号を与えること
ができる。配線ＶＣＯＭ１には、所定の電位を与えることができる。配線Ｓ１には、液晶
素子３４０が有する液晶の配向状態を制御する信号を与えることができる。配線ＣＳＣＯ
Ｍには、所定の電位を与えることができる。

配線Ｇ２には、スイッチＳＷ２を導通状態または非導通状態に制御する信号を与えること
ができる。配線ＶＣＯＭ２及び配線ＡＮＯには、発光素子３６０が発光する電位差が生じ
る電位をそれぞれ与えることができる。配線Ｓ２には、トランジスタＭの導通状態を制御
する信号を与えることができる。

図１６に示す画素４１０は、例えば反射モードの表示を行う場合には、配線Ｇ１及び配線
Ｓ１に与える信号により駆動し、液晶素子３４０による光学変調を利用して表示すること
ができる。また、透過モードで表示を行う場合には、配線Ｇ２及び配線Ｓ２に与える信号
により駆動し、発光素子３６０を発光させて表示することができる。また両方のモードで
駆動する場合には、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線Ｓ１及び配線Ｓ２のそれぞれに与える信号
により駆動することができる。

なお、図１６では一つの画素４１０に、一つの液晶素子３４０と一つの発光素子３６０と
を有する例を示したが、これに限られない。図１７（Ａ）は、一つの画素４１０に一つの
液晶素子３４０と４つの発光素子３６０（発光素子３６０ｒ、３６０ｇ、３６０ｂ、３６
０ｗ）を有する例を示している。図１７（Ａ）に示す画素４１０は、図１６とは異なり、
１つの画素で発光素子を用いたフルカラーの表示が可能である。

図１７（Ａ）では図１６の例に加えて、画素４１０に配線Ｇ３及び配線Ｓ３が接続されて
いる。

図１７（Ａ）に示す例では、例えば４つの発光素子３６０に、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色
（Ｇ）、青色（Ｂ）、及び白色（Ｗ）を呈する発光素子を用いることができる。また液晶
素子３４０として、白色を呈する反射型の液晶素子を用いることができる。これにより、
反射モードの表示を行う場合には、反射率の高い白色の表示を行うことができる。また透
過モードで表示を行う場合には、演色性の高い表示を低い電力で行うことができる。

図１７（Ｂ）に、図１７（Ａ）に対応した画素４１０の構成例を示す。画素４１０は、電
極３１１が有する開口部と重なる発光素子３６０ｗと、電極３１１の周囲に配置された発
光素子３６０ｒ、発光素子３６０ｇ、及び発光素子３６０ｂとを有する。発光素子３６０
ｒ、発光素子３６０ｇ、及び発光素子３６０ｂは、発光面積がほぼ同等であることが好ま
しい。

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様で開示されるトランジスタに用いることができるＣＡ
Ｃ（Ｃｌｏｕｄ－Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）－ＯＳの構成について説明する
。

ＣＡＣ－ＯＳとは、例えば、酸化物半導体を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以
下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構
成である。なお、以下では、酸化物半導体において、一つあるいはそれ以上の金属元素が
偏在し、該金属元素を有する領域が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ
以上２ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状
ともいう。

なお、酸化物半導体は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウムお
よび亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イッ
トリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲ
ルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、
タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含
まれていてもよい。

例えば、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ－ＯＳ（ＣＡＣ－ＯＳの中でもＩｎ－Ｇ
ａ－Ｚｎ酸化物を、特にＣＡＣ－ＩＧＺＯと呼称してもよい。）とは、インジウム酸化物
（以下、ＩｎＯ_Ｘ１（Ｘ１は０よりも大きい実数）とする。）、またはインジウム亜鉛酸
化物（以下、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２（Ｘ２、Ｙ２、およびＺ２は０よりも大きい実数）
とする。）と、ガリウム酸化物（以下、ＧａＯ_Ｘ３（Ｘ３は０よりも大きい実数）とする
。）、またはガリウム亜鉛酸化物（以下、Ｇａ_Ｘ４Ｚｎ_Ｙ４Ｏ_Ｚ４（Ｘ４、Ｙ４、および
Ｚ４は０よりも大きい実数）とする。）などと、に材料が分離することでモザイク状とな
り、モザイク状のＩｎＯ_Ｘ１、またはＩｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２が、膜中に均一に分布した
構成（以下、クラウド状ともいう。）である。

つまり、ＣＡＣ－ＯＳは、ＧａＯ_Ｘ３が主成分である領域と、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、
またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合酸化物半導体
である。なお、本明細書において、例えば、第１の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比
が、第２の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比よりも大きいことを、第１の領域は、第
２の領域と比較して、Ｉｎの濃度が高いとする。

なお、ＩＧＺＯは通称であり、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、およびＯによる１つの化合物をいう場
合がある。代表例として、ＩｎＧａＯ_３（ＺｎＯ）_ｍ１（ｍ１は自然数）、またはＩｎ_{（
１＋ｘ０）}Ｇａ_{（１－ｘ０）}Ｏ_３（ＺｎＯ）_ｍ０（－１≦ｘ０≦１、ｍ０は任意数）で表
される結晶性の化合物が挙げられる。

上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、またはＣＡＡＣ（Ｃ Ａｘｉｓ Ａｌ
ｉｇｎｅｄ－Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）構造を有する。なお、ＣＡＡＣ構造とは、複数の
ＩＧＺＯのナノ結晶がｃ軸配向を有し、かつａ－ｂ面においては配向せずに連結した結晶
構造である。

一方、ＣＡＣ－ＯＳは、酸化物半導体の材料構成に関する。ＣＡＣ－ＯＳとは、Ｉｎ、Ｇ
ａ、Ｚｎ、およびＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とするナノ粒子状に観
察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれ
モザイク状にランダムに分散している構成をいう。従って、ＣＡＣ－ＯＳにおいて、結晶
構造は副次的な要素である。

なお、ＣＡＣ－ＯＳは、組成の異なる二種類以上の膜の積層構造は含まないものとする。
例えば、Ｉｎを主成分とする膜と、Ｇａを主成分とする膜との２層からなる構造は、含ま
ない。

なお、ＧａＯ_Ｘ３が主成分である領域と、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が
主成分である領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。

なお、ガリウムの代わりに、アルミニウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム
、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン
、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネ
シウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれている場合、ＣＡＣ－ＯＳは、一部
に該金属元素を主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とする
ナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成を
いう。

ＣＡＣ－ＯＳは、例えば基板を意図的に加熱しない条件で、スパッタリング法により形成
することができる。また、ＣＡＣ－ＯＳをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスと
して、不活性ガス（代表的にはアルゴン）、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたい
ずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガ
スの流量比は低いほど好ましく、例えば酸素ガスの流量比を０％以上３０％未満、好まし
くは０％以上１０％以下とすることが好ましい。

ＣＡＣ－ＯＳは、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ－ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）測定法のひ
とつであるＯｕｔ－ｏｆ－ｐｌａｎｅ法によるθ／２θスキャンを用いて測定したときに
、明確なピークが観察されないという特徴を有する。すなわち、Ｘ線回折から、測定領域
のａ－ｂ面方向、およびｃ軸方向の配向は見られないことが分かる。

またＣＡＣ－ＯＳは、プローブ径が１ｎｍの電子線（ナノビーム電子線ともいう。）を照
射することで得られる電子線回折パターンにおいて、リング状に輝度の高い領域と、該リ
ング領域に複数の輝点が観測される。従って、電子線回折パターンから、ＣＡＣ－ＯＳの
結晶構造が、平面方向、および断面方向において、配向性を有さないｎｃ（ｎａｎｏ－ｃ
ｒｙｓｔａｌ）構造を有することがわかる。

また例えば、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ－ＯＳでは、エネルギー分散型Ｘ線
分光法（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ－ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｓ
ｃｏｐｙ）を用いて取得したＥＤＸマッピングにより、ＧａＯ_Ｘ３が主成分である領域と
、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域とが、偏在し、混合し
ている構造を有することが確認できる。

ＣＡＣ－ＯＳは、金属元素が均一に分布したＩＧＺＯ化合物とは異なる構造であり、ＩＧ
ＺＯ化合物と異なる性質を有する。つまり、ＣＡＣ－ＯＳは、ＧａＯ_Ｘ３などが主成分で
ある領域と、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域と、に互い
に相分離し、各元素を主成分とする領域がモザイク状である構造を有する。

ここで、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域は、ＧａＯ_Ｘ３
などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ
２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、酸化
物半導体としての導電性が発現する。従って、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ
１が主成分である領域が、酸化物半導体中にクラウド状に分布することで、高い電界効果
移動度（μ）が実現できる。

一方、ＧａＯ_Ｘ３などが主成分である領域は、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ
１が主成分である領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、ＧａＯ_Ｘ３などが
主成分である領域が、酸化物半導体中に分布することで、リーク電流を抑制し、良好なス
イッチング動作を実現できる。

従って、ＣＡＣ－ＯＳを半導体素子に用いた場合、ＧａＯ_Ｘ３などに起因する絶縁性と、
Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１に起因する導電性とが、相補的に作用するこ
とにより、高いオン電流（Ｉ_ｏｎ）、および高い電界効果移動度（μ）を実現することが
できる。

また、ＣＡＣ－ＯＳを用いた半導体素子は、信頼性が高い。従って、ＣＡＣ－ＯＳは、デ
ィスプレイをはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示モジュール及び電子機器について説明する。

図１８に示す表示モジュール８０００は、上部カバー８００１と下部カバー８００２との
間に、ＦＰＣ８００３に接続されたタッチパネル８００４、ＦＰＣ８００５に接続された
表示パネル８００６、フレーム８００９、プリント基板８０１０、及びバッテリ８０１１
を有する。

本発明の一態様の表示装置は、例えば、表示パネル８００６に用いることができる。これ
により、周囲の明るさによらず、視認性の高い表示モジュールを作製することができる。
また、消費電力の低い表示モジュールを作製することができる。

上部カバー８００１及び下部カバー８００２は、タッチパネル８００４及び表示パネル８
００６のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。

タッチパネル８００４としては、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルを表示パ
ネル８００６に重畳して用いることができる。また、タッチパネル８００４を設けず、表
示パネル８００６に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。

フレーム８００９は、表示パネル８００６の保護機能の他、プリント基板８０１０の動作
により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレー
ム８００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。

プリント基板８０１０は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号
処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても
良いし、別途設けたバッテリ８０１１による電源であってもよい。バッテリ８０１１は、
商用電源を用いる場合には、省略可能である。

また、表示モジュール８０００は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加
して設けてもよい。

本発明の一態様の表示装置は、外光の強さによらず、高い視認性を実現することができる
。そのため、携帯型の電子機器、装着型の電子機器（ウェアラブル機器）、及び電子書籍
端末などに好適に用いることができる。

図１９（Ａ）、（Ｂ）に示す携帯情報端末８００は、筐体８０１、筐体８０２、表示部８
０３、表示部８０４、及びヒンジ部８０５等を有する。

筐体８０１と筐体８０２は、ヒンジ部８０５で連結されている。携帯情報端末８００は、
折り畳んだ状態（図１９（Ａ））から、図１９（Ｂ）に示すように展開させることができ
る。

本発明の一態様の表示装置は、表示部８０３及び表示部８０４のうち少なくとも一方に用
いることができる。これにより、周囲の明るさによらず、視認性の高い携帯情報端末を作
製することができる。また、消費電力の低い携帯情報端末を作製することができる。

表示部８０３及び表示部８０４は、それぞれ、文書情報、静止画像、及び動画像等のうち
少なくとも一つを表示することができる。表示部に文書情報を表示させる場合、携帯情報
端末８００を電子書籍端末として用いることができる。

携帯情報端末８００は折り畳むことができるため、可搬性が高く、汎用性に優れる。

筐体８０１及び筐体８０２は、電源ボタン、操作ボタン、外部接続ポート、スピーカ、マ
イク等を有していてもよい。

図１９（Ｃ）に示す携帯情報端末８１０は、筐体８１１、表示部８１２、操作ボタン８１
３、外部接続ポート８１４、スピーカ８１５、マイク８１６、カメラ８１７等を有する。

本発明の一態様の表示装置は、表示部８１２に用いることができる。これにより、周囲の
明るさによらず、視認性の高い携帯情報端末を作製することができる。また、消費電力の
低い携帯情報端末を作製することができる。

携帯情報端末８１０は、表示部８１２にタッチセンサを備える。電話を掛ける、或いは文
字を入力するなどのあらゆる操作は、指やスタイラスなどで表示部８１２に触れることで
行うことができる。

また、操作ボタン８１３の操作により、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や、表示部８１２に表示
される画像の種類の切り替えを行うことができる。例えば、メール作成画面から、メイン
メニュー画面に切り替えることができる。

また、携帯情報端末８１０の内部に、ジャイロセンサまたは加速度センサ等の検出装置を
設けることで、携帯情報端末８１０の向き（縦か横か）を判断して、表示部８１２の画面
表示の向きを自動的に切り替えることができる。また、画面表示の向きの切り替えは、表
示部８１２に触れること、操作ボタン８１３の操作、またはマイク８１６を用いた音声入
力等により行うこともできる。

携帯情報端末８１０は、例えば、電話機、手帳または情報閲覧装置等から選ばれた一つま
たは複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとして用いることができる。携帯
情報端末８１０は、例えば、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、動画
再生、インターネット通信、ゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができ
る。

図１９（Ｄ）に示すカメラ８２０は、筐体８２１、表示部８２２、操作ボタン８２３、シ
ャッターボタン８２４等を有する。またカメラ８２０には、着脱可能なレンズ８２６が取
り付けられている。

本発明の一態様の表示装置は、表示部８２２に用いることができる。周囲の明るさによら
ず、視認性の高い表示部を有することで、カメラの利便性を高めることができる。また、
消費電力の低いカメラを作製することができる。

ここではカメラ８２０を、レンズ８２６を筐体８２１から取り外して交換することが可能
な構成としたが、レンズ８２６と筐体８２１とが一体となっていてもよい。

カメラ８２０は、シャッターボタン８２４を押すことにより、静止画、または動画を撮像
することができる。また、表示部８２２はタッチパネルとしての機能を有し、表示部８２
２をタッチすることにより撮像することも可能である。

なお、カメラ８２０は、ストロボ装置や、ビューファインダーなどを別途装着することが
できる。または、これらが筐体８２１に組み込まれていてもよい。

図２０（Ａ）～（Ｅ）は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐体９０００
、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、または操作ス
イッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（力、変位、位置、速度、加速度、
角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流
、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を
含むもの）、マイクロフォン９００８等を有する。

本発明の一態様の表示装置は、表示部９００１に好適に用いることができる。これにより
、周囲の明るさによらず、視認性の高い表示部を有する電子機器を作製することができる
。また、消費電力の低い電子機器を作製することができる。

図２０（Ａ）～（Ｅ）に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様
々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機
能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム
）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュー
タネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信または受信を
行う機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表示部に表示
する機能、等を有することができる。なお、図２０（Ａ）～（Ｅ）に示す電子機器が有す
る機能はこれらに限定されず、その他の機能を有していてもよい。

図２０（Ａ）は腕時計型の携帯情報端末９２００を、図２０（Ｂ）は腕時計型の携帯情報
端末９２０１を、それぞれ示す斜視図である。

図２０（Ａ）に示す携帯情報端末９２００は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成
、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを
実行することができる。また、表示部９００１はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲し
た表示面に沿って表示を行うことができる。また、携帯情報端末９２００は、通信規格さ
れた近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと
相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末
９２００は、接続端子９００６を有し、他の情報端末とコネクターを介して直接データの
やりとりを行うことができる。また接続端子９００６を介して充電を行うこともできる。
なお、充電動作は接続端子９００６を介さずに無線給電により行ってもよい。

図２０（Ｂ）に示す携帯情報端末９２０１は、図２０（Ａ）に示す携帯情報端末９２００
と異なり、表示部９００１の表示面が湾曲していない。また、携帯情報端末９２０１の表
示部の外形が非矩形状（図２０（Ｂ）においては円形状）である。

図２０（Ｃ）～（Ｅ）は、折り畳み可能な携帯情報端末９２０２を示す斜視図である。な
お、図２０（Ｃ）が携帯情報端末９２０２を展開した状態の斜視図であり、図２０（Ｄ）
が携帯情報端末９２０２を展開した状態または折り畳んだ状態の一方から他方に変化する
途中の状態の斜視図であり、図２０（Ｅ）が携帯情報端末９２０２を折り畳んだ状態の斜
視図である。

携帯情報端末９２０２は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目
のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末９２０２が有する表示部
９００１は、ヒンジ９０５５によって連結された３つの筐体９０００に支持されている。
ヒンジ９０５５を介して２つの筐体９０００間を屈曲させることにより、携帯情報端末９
２０２を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。例えば
、携帯情報端末９２０２は、曲率半径１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲げることができる。

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。

ＡＮＯ 配線
Ｃ１ 容量素子
Ｃ２ 容量素子
ＣＳＣＯＭ 配線
Ｇ１ 配線
Ｇ２ 配線
Ｇ３ 配線
ＧＤ 回路
Ｓ１ 配線
Ｓ２ 配線
Ｓ３ 配線
ＳＤ 回路
ＳＷ１ スイッチ
ＳＷ２ スイッチ
ＶＣＯＭ１ 配線
ＶＣＯＭ２ 配線
１０ 表示装置
１１ 基板
１２ 基板
１４ 表示部
２１ 発光
２２ 反射光
３０ 画素ユニット
３１ 液晶素子
３１Ｂ 第１の表示素子
３１Ｇ 第１の表示素子
３１ｐ 画素
３１Ｒ 第１の表示素子
３１Ｗ 第１の表示素子
３２ 発光素子
３２Ｂ 第２の表示素子
３２Ｇ 第２の表示素子
３２ｐ 画素
３２Ｒ 第２の表示素子
３２Ｗ 第２の表示素子
３２Ｙ 第２の表示素子
３５ｒ 光
３５ｔ 光
３５ｔｒ 光
４１ トランジスタ
４２ トランジスタ
５１ 接着層
６１ 作製基板
６２ 剥離層
１００ 表示装置
１００Ａ 表示装置
１００Ｂ 表示装置
１００Ｃ 表示装置
１００Ｄ 表示装置
１１０ａ トランジスタ
１１０ｂ トランジスタ
１１０ｃ トランジスタ
１１０ｄ トランジスタ
１１０ｅ トランジスタ
１１０ｆ トランジスタ
１１０ｇ トランジスタ
１１１ 導電層
１１２ 半導体層
１１２ａ 半導体層
１１３ａ 導電層
１１３ｂ 導電層
１１３ｃ 導電層
１１３ｄ 導電層
１１４ 導電層
１１４ａ 導電層
１１４ｂ 導電層
１１５ 導電層
１１７ 絶縁層
１２１ 電極
１２１ａ 電極
１２１ｂ 導電層
１２２ ＥＬ層
１２３ 電極
１２５ 絶縁層
１３１ 絶縁層
１３２ 絶縁層
１３３ 絶縁層
１３３ａ 配向膜
１３３ｂ 配向膜
１３４ 絶縁層
１３５ 偏光板
１３６ 絶縁層
１３７ 絶縁層
１３８ 絶縁層
１３９ 絶縁層
１４１ 接着層
２０１ａ トランジスタ
２０１ｂ トランジスタ
２０４ａ 接続部
２０４ｂ 接続部
２１１ 絶縁層
２１２ 絶縁層
２１３ 絶縁層
２１４ 絶縁層
２１５ 絶縁層
２１６ 絶縁層
２２０ 絶縁層
２２１ 電極
２２１ａ 電極
２２１ｂ 電極
２２２ 液晶層
２２３ 電極
２２３ａ 電極
２２３ｂ 導電層
２２３ｃ 導電層
２２４ａ 導電層
２２４ｂ 導電層
２３１ 着色層
２３２ 着色層
２３４ 絶縁層
２３５ 導電層
２３６ 導電性粒子
２３９ 絶縁層
２４２ 接続層
２５２ 接続部
２７４ 接続層
２９１ 絶縁層
２９２ 絶縁層
２９３ 絶縁層
２９４ 絶縁層
２９５ 絶縁層
２９６ａ 導電層
２９６ｂ 導電層
３１１ 電極
３４０ 液晶素子
３５１ 基板
３６０ 発光素子
３６０ｂ 発光素子
３６０ｇ 発光素子
３６０ｒ 発光素子
３６０ｗ 発光素子
３６１ 基板
３６２ 表示部
３６４ 回路
３６５ 配線
３６７ 配線
３７２ ＦＰＣ
３７３ ＩＣ
３７４ ＦＰＣ
３７５ ＩＣ
３８１ 基板
３８２ 基板
３８３ 接着層
３８４ 絶縁層
４００ 表示装置
４１０ 画素
４５１ 開口
８００ 携帯情報端末
８０１ 筐体
８０２ 筐体
８０３ 表示部
８０４ 表示部
８０５ ヒンジ部
８１０ 携帯情報端末
８１１ 筐体
８１２ 表示部
８１３ 操作ボタン
８１４ 外部接続ポート
８１５ スピーカ
８１６ マイク
８１７ カメラ
８２０ カメラ
８２１ 筐体
８２２ 表示部
８２３ 操作ボタン
８２４ シャッターボタン
８２６ レンズ
８０００ 表示モジュール
８００１ 上部カバー
８００２ 下部カバー
８００３ ＦＰＣ
８００４ タッチパネル
８００５ ＦＰＣ
８００６ 表示パネル
８００９ フレーム
８０１０ プリント基板
８０１１ バッテリ
９０００ 筐体
９００１ 表示部
９００３ スピーカ
９００５ 操作キー
９００６ 接続端子
９００７ センサ
９００８ マイクロフォン
９０５５ ヒンジ
９２００ 携帯情報端末
９２０１ 携帯情報端末
９２０２ 携帯情報端末

Claims (1)

1. 液晶素子と、前記液晶素子の駆動を制御する第１のトランジスタと、発光素子と、前記発光素子の駆動を制御する第２のトランジスタと、を有する表示装置であって、
   前記発光素子からの光は、前記液晶素子を介して取り出される表示装置。

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