JP6863803B2 - 表示装置 - Google Patents

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Description

本発明の一態様は、表示装置に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する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、入出力装置、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法、を一例として挙げることができる。
なお、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。トランジスタ、半導体回路、演算装置、記憶装置等は半導体装置の一態様である。また、撮像装置、電気光学装置、発電装置（薄膜太陽電池、有機薄膜太陽電池等を含む）、及び電子機器は半導体装置を有している場合がある。
表示装置の一つとして、液晶素子を備える液晶表示装置がある。例えば、画素電極をマトリクス状に配置し、画素電極の各々に接続するスイッチング素子としてトランジスタを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置が注目を集めている。
例えば、画素電極の各々に接続するスイッチング素子として、金属酸化物をチャネル形成領域とするトランジスタを用いるアクティブマトリクス型液晶表示装置が知られている。（特許文献１及び特許文献２）
アクティブマトリクス型液晶表示装置には大きく分けて透過型と反射型の二種類のタイプが知られている。
透過型の液晶表示装置は、冷陰極蛍光ランプやＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などのバックライトを用い、液晶の光学変調作用を利用して、バックライトからの光が液晶を透過して液晶表示装置外部に出力される状態と、出力されない状態とを選択し、明と暗の表示を行わせ、さらにそれらを組み合わせることで、画像表示を行うものである。
また、反射型の液晶表示装置は、液晶の光学変調作用を利用して、外光、即ち入射光が画素電極で反射して装置外部に出力される状態と、入射光が装置外部に出力されない状態とを選択し、明と暗の表示を行わせ、さらにそれらを組み合わせることで、画像表示を行うものである。反射型の液晶表示装置は、透過型の液晶表示装置と比較して、バックライトを使用しないため、消費電力が少ないといった長所を有する。
特開２００７−１２３８６１号公報 特開２００７−９６０５５号公報
表示装置が適用される電子機器において、その消費電力を低減することが求められている。特に、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、スマートウォッチ、ノート型パーソナルコンピュータ等の、バッテリを電源に用いる機器においては、表示装置の消費電力が大きな割合を占めるため、表示装置の低消費電力化が求められている。
また、携帯型の電子機器は、外光の強い環境下と、外光の少ない環境下の両方において、高い視認性が求められている。
また、携帯型の電子機器は、落下させてしまったときや、ズボンのポケット等に入れたときに、表示装置が割れてしまう場合がある。そのため電子機器に設けられる表示装置として、軽く割れにくいことが求められている。
本発明の一態様は、表示装置の消費電力を低減することを課題の一とする。または、表示装置の表示品位を高めることを課題の一とする。または、使用環境によらず、高い表示品位で映像を表示することを課題の一とする。または、軽く割れにくい表示装置を提供することを課題の一とする。または、曲げられる表示装置を提供することを課題の一とする。
または、生産性の高い表示装置の作製方法を提供することを課題の一とする。
本発明の一態様は、第１の表示パネルと、第２の表示パネルと、第１の接着層と、を有する表示装置である。第１の表示パネルは、第１の樹脂層と、第２の樹脂層と、第１の樹脂層と第２の樹脂層との間に位置する反射型の液晶素子及び第１のトランジスタと、を有する。第２の表示パネルは、第３の樹脂層と、第４の樹脂層と、第３の樹脂層と第４の樹脂層との間に位置する発光素子及び第２のトランジスタと、を有する。液晶素子は、第２の樹脂層側に光を反射する機能を有する。発光素子は、第３の樹脂層側に光を発する機能を有する。第１の樹脂層と、第３の樹脂層とは、第１の接着層により接着されている。第１のトランジスタと、第２のトランジスタは、酸化物半導体にチャネルが形成される。また第１の樹脂層と、第３の樹脂層は、厚さが０．１μｍ以上３μｍ以下であることを特徴とする。上記発光素子は、例えばトップエミッション型の発光素子とすることができる。
また、上記において、第１の樹脂層は、発光素子と重なる第１の開口部を有することが好ましい。また第２の樹脂層は、発光素子と重なる第２の開口部を有することが好ましい。また第３の樹脂層は、発光素子と重なる第３の開口部を有することが好ましい。このとき、発光素子は、第１の開口部、第２の開口部、及び第３開口部を介して、光を射出する機能を有することが好ましい。
また、上記において、第２の樹脂層の第２の開口部は、液晶素子と重なる部分を有し、液晶素子は、第２の開口部を介して、光を反射する機能を有することが好ましい。
また、上記において、第２の樹脂層と、第４の樹脂層は、厚さが０．１μｍ以上３μｍ以下であることが好ましい。
また、上記において、第１の基板と、第２の基板と、第２の接着層と、第３の接着層と、を有することが好ましい。このとき、第１の基板は、第４の樹脂層と、第２の接着層により接着され、第２の基板は、第２の樹脂層と、第３の接着層により接着されていることが好ましい。
また、上記において、第１の基板及び第２の基板は、樹脂を含むことが好ましい。
また、上記において、第１のトランジスタは、第１のソース電極、第１のドレイン電極、及び第１の半導体層を有することが好ましい。また第２のトランジスタは、第２のソース電極、第２のドレイン電極、及び第２の半導体層を有することが好ましい。
このとき、第１のソース電極及び第１のドレイン電極は、第１の半導体層の上面及び側端部に接して設けられ、第２のソース電極及び第２のドレイン電極は、第２の半導体層の上面及び側端部に接して設けられていることが好ましい。
または、第１の半導体層の上面の一部及び側端部を覆う第１の絶縁層を有し、第２の半導体層の上面の一部及び側端部を覆う第２の絶縁層を有していることが好ましい。さらに、第１のソース電極及び第１のドレイン電極は、第１の絶縁層上に設けられ、且つ第１の絶縁層に設けられた開口を介して第１の半導体層と電気的に接続され、第２のソース電極及び第２のドレイン電極は、第２の絶縁層上に設けられ、且つ第２の絶縁層に設けられた開口を介して第２の半導体層と電気的に接続されていることが好ましい。
または、第１のソース電極及び第１のドレイン電極は、第１の半導体層の上面及び側端部に接して設けられ、第２の半導体層の上面の一部及び側端部を覆う第２の絶縁層を有し、第２のソース電極及び第２のドレイン電極は、第２の絶縁層上に設けられ、且つ第２の絶縁層に設けられた開口を介して第２の半導体層と電気的に接続されていることが好ましい。
または、第１の半導体層の上面の一部及び側端部を覆う第１の絶縁層を有し、第１のソース電極及び第１のドレイン電極は、第１の絶縁層上に設けられ、且つ第１の絶縁層に設けられた開口を介して第１の半導体層と電気的に接続され、第２のソース電極及び第２のドレイン電極は、第２の半導体層の上面及び側端部に接して設けられていることが好ましい。
また、第１のトランジスタは、第１のゲート電極及び第２のゲート電極を有し、第１のゲート電極と、第２のゲート電極は、第１の半導体層を挟んで対向して設けられていることが好ましい。また、第２のトランジスタは、第３のゲート電極及び第４のゲート電極を有し、第３のゲート電極と、第４のゲート電極は、第２の半導体層を挟んで対向して設けられていることが好ましい。
本発明の一態様によれば、表示装置の消費電力を低減できる。または、表示装置の表示品位を高めることができる。または、使用環境によらず、高い表示品位で映像を表示する表示装置を提供できる。または、軽く割れにくい表示装置を提供できる。または、曲げられる表示装置を提供できる。または、生産性の高い表示装置の作製方法を提供できる。
実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示装置の回路図。 実施の形態に係る、表示装置の回路図及び画素の上面図。 実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示モジュールの構成例。 実施の形態に係る、電子機器。 実施例に係る、トランジスタのＩｄ−Ｖｇ特性結果。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。
なお、本明細書等における「第１」、「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではない。
トランジスタは半導体素子の一種であり、電流や電圧の増幅や、導通または非導通を制御するスイッチング動作などを実現することができる。本明細書におけるトランジスタは、ＩＧＦＥＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）や薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を含む。
（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、及びその作製方法について説明する。
本発明の一態様の表示装置は、反射型の液晶素子を有する第１の画素が設けられた第１の表示パネルと、発光素子を有する第２の画素が設けられた第２の表示パネルとが、接着層を介して貼り合わされた構成を有する。反射型の液晶素子は、反射光の光量を制御することにより階調を表現することができる。発光素子は、発する光の光量を制御することにより階調を表現することができる。
表示装置は、例えば反射光のみを利用して表示を行うこと、発光素子からの光のみを利用して表示を行うこと、及び、反射光と発光素子からの光の両方を利用して表示を行うことができる。
第１の表示パネルは視認側に設けられ、第２の表示パネルは視認側とは反対側に設けられる。第１の表示パネルは、接着層側に位置する第１の樹脂層を有する。また第２の表示パネルは、接着層側に位置する第２の樹脂層を有する。
また、第１の表示パネルの表示面側に第３の樹脂層を設け、第２の表示パネルの裏面側（表示面側とは反対側）に第４の樹脂層を設けることが好ましい。これにより、表示装置を極めて軽くすることが可能で、また表示装置を割れにくくすることが可能となる。
第１の樹脂層及び第２の樹脂層（以下、まとめて樹脂層とも表記する）は、極めて薄いことを特徴とする。より具体的には、それぞれ厚さが０．１μｍ以上３μｍ以下とすることが好ましい。そのため、２つの表示パネルを積層した構成であっても、厚さを薄くすることができる。また、第２の画素の発光素子が発する光の光路上に位置する樹脂層による光の吸収が抑制され、より高い効率で光を取り出すことができ、消費電力を小さくすることができる。
樹脂層は、例えば以下のように形成することができる。すなわち、支持基板上に低粘度の熱硬化性の樹脂材料を塗布し、熱処理により硬化させて樹脂層を形成する。そして樹脂層上に、構造物を形成する。その後、樹脂層と、支持基板との間で剥離を行うことにより、樹脂層の一方の面を露出させる。
支持基板と樹脂層とを剥離する際、これらの密着性を低下させる方法として、レーザ光を照射することが挙げられる。例えば、レーザ光に線状のレーザを用い、これを走査することにより、レーザ光を照射することが好ましい。これにより、支持基板の面積を大きくした際の工程時間を短縮することができる。レーザ光としては、波長３０８ｎｍのエキシマレーザを好適に用いることができる。
樹脂層に用いることのできる材料としては、代表的には熱硬化性のポリイミドが挙げられる。特に感光性のポリイミドを用いることが好ましい。感光性のポリイミドは、表示パネルの平坦化膜等に好適に用いられる材料であるため、形成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。
また、樹脂層に感光性の樹脂材料を用いることにより、露光及び現像処理を施すことで、樹脂層を加工することが可能となる。例えば、開口部を形成することや、不要な部分を除去することができる。さらに露光方法や露光条件を最適化することで、表面に凹凸形状を形成することも可能となる。例えば多重露光技術や、ハーフトーンマスクやグレートーンマスクを用いた露光技術などを用いればよい。
なお、樹脂層に非感光性の樹脂材料を用いてもよい。このとき、樹脂層上にレジストマスクやハードマスクを形成してエッチングすることにより、開口部や凹凸形状を形成する方法を用いることもできる。
またこのとき、発光素子からの光の経路上に位置する樹脂層を、部分的に除去することが好ましい。すなわち、第１の樹脂層及び第２の樹脂層に、発光素子と重なる開口部を設ける。これにより、発光素子からの光の一部が樹脂層に吸収されることに伴う色再現性の低下や、光取り出し効率の低下を抑制することができる。
または、樹脂層の発光素子からの光の経路上に位置する部分が、他の部分よりも薄くなるように、樹脂層に凹部が形成された構成としてもよい。すなわち、樹脂層は厚さの異なる２つの部分を有し、厚さの薄い部分が発光素子と重なる構成とすることもできる。この構成としても、樹脂層による発光素子からの光の吸収を低減できる。
また、第１の表示パネルが第３の樹脂層を有する場合、当該第３の樹脂層にも上記と同様に発光素子と重なる開口部を設けることが好ましい。これにより、さらに色再現性や光取り出し効率を向上させることができる。
また、第１の表示パネルが第３の樹脂層を有する場合、反射型の液晶素子における光の経路上に位置する第３の樹脂層の一部を除去することが好ましい。すなわち、第３の樹脂層に、反射型の液晶素子と重なる開口部を設ける。これにより、反射型の液晶素子の反射率を向上させることができる。
樹脂層に開口部を形成する方法の一つの例としては、例えば支持基板上に光吸収層を形成し、当該光吸収層上に開口部を有する樹脂層を形成し、さらに開口部を覆う透光性の層を形成する。光吸収層は、光を吸収して加熱されることで、水素または酸素などのガスを放出する層である。したがって、支持基板側から光を照射し、光吸収層からガスを放出させることで、光吸収層と支持基板の界面、または光吸収層と透光性の層との間の密着性が低下し、剥離を生じさせることができる。または、光吸収層自体が破断して、剥離させることができる。
または、以下の方法を用いることもできる。すなわち、樹脂層の開口部となる部分を、部分的に薄く形成し、上述した方法により支持基板と樹脂層とを剥離する。そして樹脂層の剥離した表面にプラズマ処理等を行うことで、樹脂層を薄膜化すると、樹脂層の薄い部分に開口を形成することができる。
また、第１の画素及び第２の画素は、それぞれトランジスタを有することが好ましい。さらに、当該トランジスタのチャネルを形成する半導体として、酸化物半導体を用いることが好ましい。酸化物半導体はトランジスタの作製工程にかかる最高温度を低温化（例えば４００℃以下、好ましくは３５０℃以下）しても、高いオン電流を実現でき、また高い信頼性を確保することができる。また、酸化物半導体を用いることで、トランジスタの被形成面側に位置する樹脂層に用いる材料に高い耐熱性が要求されないため、材料の選択の幅を広げることができる。例えば、平坦化膜として用いる樹脂材料と兼ねることもできる。
ここで、例えば低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｏｌｙ−Ｓｉｌｉｃｏｎ））を用いた場合では、高い電界効果移動度が得られるものの、レーザ結晶化工程、結晶化の前処理のベーク工程、不純物の活性化のためのベーク工程などが必要であり、トランジスタの作製工程にかかる最高温度が上記酸化物半導体を用いた場合よりも高い（例えば５００℃以上、または５５０℃以上、または６００℃以上）。そのため、トランジスタの被形成面側に位置する樹脂層には高い耐熱性が必要となる。さらに、レーザ結晶化工程において、当該樹脂層にもレーザが照射されるため、当該樹脂層は比較的厚く形成する必要がある（例えば１０μｍ以上、または２０μｍ以上）。
一方、酸化物半導体を用いた場合では、耐熱性の高い特殊な材料が不要で、且つ厚く形成する必要がないため、表示パネル全体に対する樹脂層にかかるコストの割合を小さくできる。
また、酸化物半導体は、バンドギャップが広く（例えば２．５ｅＶ以上、または３．０ｅＶ以上）、シリコンよりも光を透過しやすい性質を有する。そのため、支持基板と樹脂層の剥離工程において、レーザ光が酸化物半導体に照射されても吸収しにくいため、その電気的特性への影響を抑制できる。したがって、上述のように樹脂層を薄く形成することが可能となる。
本発明の一態様は、感光性のポリイミドに代表される低粘度な感光性樹脂材料を用いて薄く形成した樹脂層と、低温であっても電気特性に優れたトランジスタを実現できる酸化物半導体と、を組み合わせることにより、極めて生産性に優れた表示装置を実現できる。
続いて、画素の構成について説明する。第１の画素及び第２の画素は、それぞれマトリクス状に複数配置され、表示部を構成する。また、表示装置は、第１の画素を駆動する第１の駆動部と、第２の画素を駆動する第２の駆動部を有することが好ましい。第１の駆動部は第１の表示パネルに設けられ、第２の駆動部は第２の表示パネルに設けられていることが好ましい。
また、第１の画素と第２の画素は、同じ周期で表示領域内に配置されていることが好ましい。さらに、第１の画素及び第２の画素は表示装置の表示領域に混在して配置されていることが好ましい。これにより、後述するように複数の第１の画素のみで表示された画像と、複数の第２の画素のみで表示された画像、及び複数の第１の画素及び複数の第２の画素の両方で表示された画像のそれぞれは、同じ表示領域に表示することができる。
ここで、第１の画素は、例えば白色（Ｗ）を呈する１つの画素により構成されていることが好ましい。また第２の画素は、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の光をそれぞれ呈する副画素を有することが好ましい。またはこれに加えて白色（Ｗ）または黄色（Ｙ）の光を呈する副画素を有していてもよい。このような第１の画素と第２の画素が同じ周期で配列することで、第１の画素の面積を大きくし、第１の画素の開口率を高めることができる。
なお、第１の画素として、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の光をそれぞれ呈する副画素を有していてもよく、これに加えて白色（Ｗ）または黄色（Ｙ）の光を呈する副画素を有していてもよい。
本発明の一態様は、第１の画素で画像を表示する第１のモード、第２の画素で画像を表示する第２のモード、及び第１の画素及び第２の画素で画像を表示する第３のモードを切り替えることができる。
第１のモードでは、反射光のみを利用して表示を行うことができるため、光源が不要である。そのため極めて低消費電力な駆動モードである。例えば、外光の照度が十分高く、且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、例えば本や書類などの文字情報を表示することに適した表示モードである。
第２のモードでは、光源の光を利用して表示を行うことができるため、外光の照度や色度によらず、極めて鮮やかな表示を行うことができる。例えば、夜間や暗い室内など、外光の照度が極めて小さい場合などに有効である。また外光が暗い場合、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。またこれにより、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、鮮やかな画像や滑らかな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、光源の光と、反射光の両方を利用して表示を行うことができる。具体的には、第１の画素が呈する光と、第１の画素と隣接する第２の画素が呈する光を混色させることにより、１つの色を表現するように駆動する。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、外光の照度が比較的低い場合や、外光の色度が白色ではない場合などに有効である。
続いて、第１の表示パネル及び第２の表示パネルに用いることのできるトランジスタについて説明する。第１の表示パネルの第１の画素に設けられるトランジスタと、第２の表示パネルの第２の画素に設けられるトランジスタとは、同じ構成のトランジスタであってもよいし、それぞれ異なるトランジスタであってもよい。
トランジスタの構成としては、例えばボトムゲート構造のトランジスタが挙げられる。ボトムゲート構造のトランジスタは、半導体層よりも下側（被形成面側）にゲート電極を有する。また、例えばソース電極及びドレイン電極が、半導体層の上面及び側端部に接して設けられる構成とすることができる。
また、トランジスタの他の構成としては、例えばトップゲート構造のトランジスタが挙げられる。トップゲート構造のトランジスタは、半導体層よりも上側（被形成面側とは反対側）にゲート電極を有する。また、例えば第１のソース電極及び第１のドレイン電極が、半導体層の上面の一部及び側端部を覆う絶縁層上に設けられ、且つ当該絶縁層に設けられた開口を介して半導体層と電気的に接続される構成とすることができる。
また、トランジスタとして、半導体層を挟んで対向して設けられる第１のゲート電極及び第２のゲート電極を有していることが好ましい。
以下では、本発明の一態様の表示装置のより具体的な例について、図面を参照して説明する。
［構成例１］
図１に、表示装置１０の断面概略図を示す。表示装置１０は、表示パネル１００と表示パネル２００とが接着層５０によって貼り合わされた構成を有する。また、表示装置１０は、裏側（視認側とは反対側）に基板１１と、表側（視認側）に基板１２と、を有する。
表示パネル１００は、樹脂層１０１と樹脂層１０２との間に、トランジスタ１１０と、発光素子１２０と、を有する。表示パネル２００は、樹脂層２０１と樹脂層２０２との間にトランジスタ２１０と、液晶素子２２０と、を有する。樹脂層１０１は、接着層５１を介して基板１１と貼り合わされている。また樹脂層２０２は、接着層５２を介して基板１２と貼り合わされている。
〔表示パネル１００〕
樹脂層１０１には、トランジスタ１１０、発光素子１２０、絶縁層１３１、絶縁層１３２、絶縁層１３３、絶縁層１３４、絶縁層１３５等が設けられている。また、樹脂層１０２には、遮光層１５３、及び着色層１５２等が設けられている。樹脂層１０１と樹脂層１０２とは、接着層１５１により接着されている。
トランジスタ１１０は、絶縁層１３１上に設けられ、ゲート電極として機能する導電層１１１と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層１３２の一部と、半導体層１１２と、ソース電極またはドレイン電極の一方として機能する導電層１１３ａと、ソース電極またはドレイン電極の他方として機能する導電層１１３ｂと、を有する。
半導体層１１２は、酸化物半導体を含むことが好ましい。
絶縁層１３３及び絶縁層１３４は、トランジスタ１１０を覆って設けられている。絶縁層１３４は、平坦化層として機能する。
発光素子１２０は、導電層１２１と、ＥＬ層１２２と、導電層１２３と、が積層された構成を有する。導電層１２１は可視光を反射する機能を有し、導電層１２３は、可視光を透過する機能を有する。したがって、発光素子１２０は、被形成面側とは反対側に光を射出する上面射出型（トップエミッション型ともいう）の発光素子である。このとき、導電層１２１は発光素子１２０の画素電極として機能する。一方、導電層１２３は発光素子１２０の共通電極（コモン電極ともいう）として機能する。
導電層１２１は、絶縁層１３４及び絶縁層１３３に設けられた開口を介して導電層１１３ｂと電気的に接続されている。絶縁層１３５は、導電層１２１の端部を覆い、且つ導電層１２１の上面が露出するように開口が設けられている。ＥＬ層１２２及び導電層１２３は、絶縁層１３５及び導電層１２１の露出した部分を覆って、順に設けられている。
樹脂層１０２の樹脂層１０１側には、絶縁層１４１が設けられている。また絶縁層１４１の樹脂層１０１側には、遮光層１５３と、着色層１５２とが設けられている。着色層１５２は、発光素子１２０と重なる領域に設けられている。遮光層１５３は、発光素子１２０と重なる部分に開口を有する。
〔表示パネル２００〕
樹脂層２０１には、トランジスタ２１０、導電層２２１、配向膜２２４ａ、絶縁層２３１、絶縁層２３２、絶縁層２３３、絶縁層２３４等が設けられている。また、樹脂層２０２には、導電層２２３、配向膜２２４ｂ等が設けられている。また配向膜２２４ａと配向膜２２４ｂとの間に液晶２２２が挟持されている。樹脂層２０１と樹脂層２０２とは、図示しない領域で接着層により接着されている。
トランジスタ２１０は、絶縁層２３１上に設けられ、ゲート電極として機能する導電層２１１と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２３２の一部と、半導体層２１２と、ソース電極またはドレイン電極の一方として機能する導電層２１３ａと、ソース電極またはドレイン電極の他方として機能する導電層２１３ｂと、を有する。
半導体層２１２は、酸化物半導体を含むことが好ましい。
絶縁層２３３及び絶縁層２３４は、トランジスタ２１０を覆って設けられている。絶縁層２３４は、平坦化層として機能する。
液晶素子２２０は、導電層２２１と、導電層２２３と、これらの間に位置する液晶２２２と、により構成されている。導電層２２１は可視光を反射する機能を有し、導電層２２３は、可視光を透過する機能を有する。したがって、液晶素子２２０は反射型の液晶素子である。このとき、導電層２２１は液晶素子２２０の画素電極として機能する。一方、導電層２２３は液晶素子２２０の共通電極（コモン電極ともいう）として機能する。
導電層２２１は、絶縁層２３４及び絶縁層２３３に設けられた開口を介して導電層２１３ｂと電気的に接続されている。配向膜２２４ａは、導電層２２１及び絶縁層２３４の表面を覆って設けられている。
樹脂層２０２の樹脂層２０１側には、導電層２２３と配向膜２２４ｂとが積層されて設けられている。なお、樹脂層２０２と導電層２２３との間に絶縁層を有していてもよい。また、液晶素子２２０の反射光を着色するための着色層を設けてもよい。
〔表示装置１０〕
表示装置１０は、上面から見たときに、発光素子１２０が、反射型の液晶素子２２０と重ならない部分を有する。これにより、図１に示すように、発光素子１２０からは、着色層１５２によって着色された発光２１が、視認側に射出される。また、液晶素子２２０では、導電層２２１により外光が反射された反射光２２が液晶２２２を介して射出される。
なお、基板１２が偏光板、または円偏光板として機能する。または、基板１２よりも外側に、偏光板または円偏光板を設けてもよい。
ここでは、表示パネル２００が着色層を有さず、カラー表示を行わない構成としているが、樹脂層２０２側に着色層を設け、カラー表示可能な構成としてもよい。
以上が構成例についての説明である。
［作製方法例１］
以下では、図１で例示した表示装置１０の作製方法の例について、図面を参照して説明する。
なお、表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スパッタリング法、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を用いて形成することができる。ＣＶＤ法としては、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）法や、熱ＣＶＤ法でもよい。熱ＣＶＤ法の例として、有機金属化学堆積（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ ＣＶＤ）法を使ってもよい。
また、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。
また、表示装置を構成する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、例えば以下の２つの方法がある。１つは、加工したい薄膜上に感光性のレジスト材料を塗布し、フォトマスクを介して露光した後、現像することにより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である。もう１つは、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である。
フォトリソグラフィ法において、露光に用いる光は、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、またはこれらを混合させた光を用いることができる。そのほか、紫外線やＫｒＦレーザ光、またはＡｒＦレーザ光等を用いることもできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。また、露光に用いる光として、極端紫外光（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ−ｖｉｏｌｅｔ）やＸ線を用いてもよい。また、露光に用いる光に換えて、電子ビームを用いることもできる。極端紫外光、Ｘ線または電子ビームを用いると、極めて微細な加工が可能となるため好ましい。なお、電子ビームなどのビームを走査することにより露光を行う場合には、フォトマスクは不要である。
薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウエットエッチング法、サンドブラスト法などを用いることができる。
〔樹脂層の形成〕
まず、支持基板６１を準備する。支持基板６１としては、搬送が容易となる程度に剛性を有する材料であり、且つ作製工程にかかる温度に対して耐熱性を有する材料を用いることができる。例えば、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、有機樹脂、半導体、金属または合金などの材料を用いることができる。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を用いることができる。
続いて、支持基板６１上に、樹脂層１０１を形成する（図２（Ａ））。
まず、樹脂層１０１となる材料を支持基板６１上に塗布する。塗布は、スピンコート法を用いると大型の基板に均一に薄い樹脂層１０１を形成できるため好ましい。
他の塗布方法として、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を用いてもよい。
当該材料は、熱により重合が進行する熱硬化性（熱重合性ともいう）を発現する重合性モノマーを有する。さらに、当該材料は、感光性を有することが好ましい。また当該材料は、粘度を調整するための溶媒が含まれていることが好ましい。
当該材料には、重合後にポリイミド樹脂、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、フェノール樹脂となる、重合性モノマーを含むことが好ましい。特に当該材料に、イミド結合を有する重合性モノマーを用いることで、ポリイミド樹脂に代表される樹脂を樹脂層１０１に用いると、耐熱性や耐候性を向上させることができるため好ましい。
塗布に用いる当該材料の粘度は、５ｃＰ以上５００ｃＰ未満、好ましくは粘度が５ｃＰ以上１００ｃＰ未満、より好ましくは粘度が１０ｃＰ以上５０ｃＰ以下であることが好ましい。材料の粘度が低いほど、塗布が容易となる。また、材料の粘度が低いほど、気泡の混入を抑制でき、良質な膜を形成できる。また材料の粘度が低いほど、薄く均一に塗布することが可能なため、より薄い樹脂層１０１を形成することができる。
続いて、支持基板６１を加熱し、塗布した材料を重合させることで樹脂層１０１を形成する。このとき、加熱により材料中の溶媒は除去される。また加熱は、後のトランジスタ１１０の作製工程にかかる最高温度よりも高い温度で加熱することが好ましい。例えば３００℃以上６００℃以下、好ましくは３５０℃以上５５０℃以下、より好ましくは４００℃以上５００℃以下、代表的には４５０℃で加熱することが好ましい。樹脂層１０１の形成時に、表面が露出した状態でこのような温度で加熱することにより、樹脂層１０１から脱離しうるガスを除去することができるため、トランジスタ１１０の作製工程中にガスが脱離することを抑制できる。
樹脂層１０１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１μｍ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、樹脂層１０１を薄く均一に形成することが容易となる。
また、樹脂層１０１の熱膨張係数は、０．１ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下であることが好ましく、０．１ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下であることがより好ましい。樹脂層１０１の熱膨張係数が低いほど、加熱による膨張または収縮に伴う応力により、トランジスタ等が破損することを抑制できる。
また、トランジスタ１１０の半導体層１１２に酸化物半導体膜を用いる場合には、低温で形成できるため、樹脂層１０１に高い耐熱性が要求されない。樹脂層１０１等の耐熱性は、例えば加熱による重量減少率、具体的には５％重量減少温度等により評価できる。樹脂層１０１等の５％重量減少温度は、４５０℃以下、好ましくは４００℃以下、より好ましくは４００℃未満、さらに好ましくは３５０℃未満とすることができる。また、トランジスタ１１０等の形成工程にかかる最高温度を、３５０℃以下とすることが好ましい。
ここで、樹脂層１０１に感光性の材料を用いた場合、フォトリソグラフィ法により、一部を除去することが可能となる。具体的には、材料を塗布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、その後露光を行う。続いて、現像処理を施すことで、不要な部分を除去することができる。また、その後に熱処理（ポストベーク処理ともいう）を行うことが好ましい。このとき２回目の熱処理を、上記で示した温度で行えばよい。
上記方法で樹脂層１０１に開口部を設けることにより、以下のような構成を実現できる。例えば、開口部を覆うように導電層を配置することで、後述する剥離工程後に、裏面側に一部が露出した電極（裏面電極、貫通電極とも言う）を形成することができる。当該電極は、外部接続端子として用いることもできる。また、例えば２つの表示パネルを貼り合せる際に、位置合わせのために用いるマーカーが設けられる部分に樹脂層１０１を設けない構成とすることで、位置合わせ精度を高めることができる。
〔絶縁層１３１の形成〕
続いて、樹脂層１０１上に絶縁層１３１を形成する（図２（Ｂ））。
絶縁層１３１は、樹脂層１０１に含まれる不純物が、後に形成するトランジスタや発光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。そのためバリア性の高い材料を用いることが好ましい。
絶縁層１３１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材料を用いることができる。また、上述の２以上の絶縁膜を積層して用いてもよい。特に、樹脂層１０１側から窒化シリコン膜と酸化シリコン膜の積層膜を用いることが好ましい。
また、樹脂層１０１の表面に凹凸がある場合、絶縁層１３１は当該凹凸を被覆することが好ましい。また、絶縁層１３１が当該凹凸を平坦化する平坦化層としての機能を有していてもよい。例えば、絶縁層１３１として、有機絶縁材料と無機絶縁材料を積層して用いることが好ましい。有機絶縁材料としては、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）樹脂等の有機樹脂を用いることができる。
絶縁層１３１は、例えば室温以上４００℃以下、好ましくは１００℃以上３５０℃以下、より好ましくは１５０℃以上３００℃以下の温度で形成することが好ましい。
〔トランジスタの形成〕
続いて、図２（Ｃ）に示すように、絶縁層１３１上にトランジスタ１１０を形成する。ここではトランジスタ１１０の一例として、ボトムゲート構造のトランジスタを作製する場合の例を示している。
まず、絶縁層１３１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により形成できる。
続いて、絶縁層１３２を形成する。絶縁層１３２は、絶縁層１３１に用いることのできる無機絶縁膜を援用できる。
続いて、半導体層１１２を形成する。半導体層１１２は、半導体膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該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により形成できる。
半導体膜は、成膜時の基板温度を室温以上３００℃以下、好ましくは室温以上２２０℃以下、より好ましくは、室温以上２００℃以下、さらに好ましくは室温以上１７０℃以下の温度で形成する。ここで成膜時の基板温度が室温であるとは、基板を意図的に加熱しないことを指す。このとき、成膜時に基板が受けるエネルギーにより、室温よりも高い温度になる場合も含む。また、室温とは例えば１０℃以上３０℃以下の温度範囲を指し、代表的には２５℃とする。
半導体膜としては、酸化物半導体を用いることが好ましい。特にシリコンよりもバンドギャップの大きな酸化物半導体を適用することが好ましい。シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると、トランジスタのオフ状態における電流を低減できるため好ましい。
また、酸化物半導体として、バンドギャップが２．５ｅＶ以上、好ましくは２．８ｅＶ以上、より好ましくはバンドギャップが３．０ｅＶ以上の材料を用いることが好ましい。このような酸化物半導体を用いることにより、後述する剥離工程におけるレーザ光等の光の照射において、当該光が半導体膜を透過しやすいため、トランジスタの電気特性への悪影響が生じにくくなる。
特に、本発明の一態様に用いる半導体膜は、不活性ガス（例えばＡｒ）及び酸素ガスのいずれか一方または両方を含む雰囲気下にて基板を加熱した状態で、スパッタリング法によって成膜することが好ましい。
成膜時の基板温度は室温以上２００℃以下、好ましくは室温以上１７０℃以下の温度とすることが好ましい。基板の温度を高めることにより、配向性を有する結晶部がより多く形成され、電気的な安定性に優れた半導体膜を形成できる。このような半導体膜を用いることで、電気的な安定性に優れたトランジスタを実現できる。また、基板温度を低くする、または意図的に加熱しない状態で成膜することで、配向性を有する結晶部の割合が小さく、キャリア移動度の高い半導体膜を形成できる。このような半導体膜を用いることで、高い電界効果移動度を示すトランジスタを実現できる。
また、成膜時の酸素の流量比（酸素分圧）を、０％以上１００％未満、好ましくは０％以上５０％以下、より好ましくは０％以上３３％以下、さらに好ましくは０％以上１５％以下とすることが好ましい。酸素流量を低減することにより、キャリア移動度の高い半導体膜を形成でき、より高い電界効果移動度を示すトランジスタを実現できる。
成膜時の基板温度と、成膜時の酸素流量を上述の範囲とすることで、配向性を有する結晶部と、配向性を有さない結晶部とが混在した半導体膜を得ることができる。また、基板温度と酸素流量を上述の範囲内で最適化することにより、配向性を有する結晶部と配向性を有さない結晶部の存在割合を制御することが可能となる。
半導体膜の成膜に用いることの可能な酸化物ターゲットとしては、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物に限られず、例えば、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物（Ｍは、Ａｌ、Ｙ、またはＳｎ）を適用することができる。
また、複数の結晶粒を有する多結晶酸化物を含むスパッタリングターゲットを用いて、結晶部を含む半導体膜を成膜すると、多結晶酸化物を含まないスパッタリングターゲットを用いた場合に比べて、結晶性を有する半導体膜が得られやすい。
特に、膜の厚さ方向（膜面方向、膜の被形成面、または膜の表面に垂直な方向ともいう）に配向性を有する結晶部と、このような配向性を有さずに無秩序に配向する結晶部が混在した半導体膜を適用したトランジスタは、電気特性の安定性を高くできる、チャネル長を微細にすることが容易となる、などの特徴がある。一方、配向性を有さない結晶部のみで構成される半導体膜を適用したトランジスタは、電界効果移動度を高めることができる。なお、後述するように、酸化物半導体中の酸素欠損を低減することにより、高い電界効果移動度と高い電気特性の安定性を両立したトランジスタを実現することができる。
このように、酸化物半導体膜を用いることで、ＬＴＰＳで必要であった高い温度での加熱処理や、レーザ結晶化処理が不要であり、極めて低温で半導体層１１２を形成できる。そのため、樹脂層１０１を薄く形成することが可能となる。
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１１３ｂ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。
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。半導体層１１２として配向性を有する結晶部を含む酸化物半導体膜を用いると、この薄膜化を抑制できるため好ましい。
以上のようにして、トランジスタ１１０を作製できる。トランジスタ１１０は、チャネルが形成される半導体層１１２に、酸化物半導体を含むトランジスタである。またトランジスタ１１０において、導電層１１１の一部はゲートとして機能し、絶縁層１３２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、それぞれソース又はドレインのいずれか一方として機能する。
〔絶縁層１３３の形成〕
続いて、トランジスタ１１０を覆う絶縁層１３３を形成する。絶縁層１３３は、絶縁層１３２と同様の方法により形成することができる。
絶縁層１３３は例えば室温以上４００℃以下、好ましくは１００℃以上３５０℃以下、より好ましくは１５０℃以上３００℃以下の温度で形成することが好ましい。温度が高いほど緻密でバリア性の高い絶縁膜とすることができる。
また、絶縁層１３３として、酸素を含む雰囲気下で上述のような低温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。また当該酸化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜上に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して形成することが好ましい。酸素を含む雰囲気下で低温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、半導体層１１２に酸素を供給することができる。その結果、半導体層１１２中の酸素欠損、及び半導体層１１２と絶縁層１３３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半導体装置を実現できる。
以上の工程により、可撓性を有する樹脂層１０１上にトランジスタ１１０と、これを覆う絶縁層１３３を形成することができる。なお、この段階において、後述する方法を用いて樹脂層１０１と支持基板６１とを分離することで、表示素子を有さないフレキシブルデバイスを作製することもできる。例えば、トランジスタ１１０や、トランジスタ１１０に加えて容量素子、抵抗素子、及び配線などを形成することで、半導体回路を有するフレキシブルデバイスを作製することができる。
〔絶縁層１３４の形成〕
続いて、絶縁層１３３上に絶縁層１３４を形成する。絶縁層１３４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層であることが好ましい。絶縁層１３４は、絶縁層１３１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１３４は、樹脂層１０１と同様に、感光性及び熱硬化性を有する樹脂材料を用いることが好ましい。特に、絶縁層１３４と樹脂層１０１とに、同じ材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層１３４と樹脂層１０１の材料や、これらを形成するための装置を共通化することが可能となる。
また、絶縁層１３４は、樹脂層１０１と同様に、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１μｍ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、絶縁層１３４を薄く均一に形成することが容易となる。
〔発光素子１２０の形成〕
続いて、絶縁層１３４及び絶縁層１３３に、導電層１１３ｂ等に達する開口を形成する。
その後、導電層１２１を形成する。導電層１２１は、その一部が画素電極として機能する。導電層１２１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。
続いて、図２（Ｄ）に示すように、導電層１２１の端部を覆う絶縁層１３５を形成する。絶縁層１３５は、絶縁層１３１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１３５は、樹脂層１０１と同様に、感光性及び熱硬化性を有する樹脂材料を用いることが好ましい。特に、絶縁層１３５と樹脂層１０１とに、同じ材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層１３５と樹脂層１０１の材料や、これらを形成するための装置を共通化することが可能となる。
また、絶縁層１３５は、樹脂層１０１と同様に、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１μｍ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、絶縁層１３５を薄く均一に形成することが容易となる。
続いて、図２（Ｅ）に示すように、ＥＬ層１２２及び導電層１２３を形成する。
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。ここでは、メタルマスクを用いない蒸着法により形成した例を示している。
導電層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１２０を形成することができる。発光素子１２０は、一部が画素電極として機能する導電層１２１、ＥＬ層１２２、及び一部が共通電極として機能する導電層１２３が積層された構成を有する。
〔樹脂層１０２の形成〕
支持基板６２を準備する。支持基板６２は、支持基板６１の記載を援用することができる。
続いて、支持基板６２上に、樹脂層１０２を形成する（図３（Ａ））。樹脂層１０２の形成方法及び材料については、樹脂層１０１と同様の方法を用いることができる。
〔絶縁層１４１の形成〕
続いて、樹脂層１０２上に絶縁層１４１を形成する（図３（Ｂ））。絶縁層１４１は、樹脂層１０２に含まれる不純物が、後に形成するトランジスタや発光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。そのためバリア性の高い材料を用いることが好ましい。
絶縁層１４１の形成方法及び材料については、絶縁層１３１の記載を援用できる。
〔遮光層、着色層の形成〕
続いて、絶縁層１４１上に遮光層１５３及び着色層１５２を形成する（図３（Ｃ））。
遮光層１５３は、金属材料または樹脂材料を用いることができる。金属材料を用いる場合には、導電膜を成膜した後に、フォトリソグラフィ法等を用いて不要な部分を除去することにより形成できる。また金属材料、顔料または染料を含む感光性の樹脂材料を用いた場合は、フォトリソグラフィ法等により形成することができる。
また、着色層１５２は、感光性の材料を用いることで、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。
以上により、樹脂層１０２上に絶縁層１４１、遮光層１５３及び着色層１５２を形成することができる。なお、樹脂層１０１側の作製工程と、樹脂層１０２側の作製工程は、互いに独立して行うことができるため、その順序は問われない。またはこれら２つの工程を並行して行ってもよい。
〔貼り合せ〕
続いて、図３（Ｄ）に示すように、支持基板６１と支持基板６２とを、接着層１５１を用いて貼り合せる。そして、接着層１５１を硬化させる。これにより、発光素子１２０を接着層１５１で封止することができる。
接着層１５１は、硬化型の材料を用いることが好ましい。例えば光硬化性を示す樹脂、反応硬化性を示す樹脂、熱硬化性を示す樹脂等を用いることができる。特に、溶媒を含まない樹脂材料を用いることが好ましい。
以上の工程により、表示パネル１００を作製することができる。図３（Ｄ）に示す時点では、表示パネル１００は、支持基板６１及び支持基板６２に挟持された状態である。
〔樹脂層２０１の形成〕
支持基板６３を準備し、支持基板６３上に樹脂層２０１を形成する。
支持基板６３は、支持基板６１の記載を援用できる。
樹脂層２０１の形成方法及び材料については、樹脂層１０１と同様の方法を用いることができる。
〔絶縁層２３１の形成〕
続いて、樹脂層２０１上に絶縁層２３１を形成する。絶縁層２３１の形成方法及び材料については、絶縁層１３１の記載を援用できる。
〔トランジスタ２１０の形成〕
続いて、図４（Ａ）に示すように、絶縁層２３１上に、トランジスタ２１０を形成する。
トランジスタ２１０は、導電層２１１、絶縁層２３２、半導体層２１２、ならびに導電層２１３ａ及び導電層２１３ｂを、順に形成することにより形成する。各層の形成方法は、上記トランジスタ１１０の形成方法の記載を援用できる。
トランジスタ２１０は、チャネルが形成される半導体層２１２に、酸化物半導体を含むトランジスタである。またトランジスタ２１０において、導電層２１１の一部はゲートとして機能し、絶縁層２３２の一部はゲート絶縁層として機能し、導電層２１３ａ及び導電層２１３ｂは、それぞれソース又はドレインのいずれか一方として機能する。
〔導電層２２１、配向膜２２４ａの形成〕
続いて、絶縁層２３４及び絶縁層２３３に、導電層２１３ｂに達する開口を形成する。
その後、導電層２２１を形成する。導電層２２１は、その一部が画素電極として機能する。導電層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により形成できる。
続いて、図４（Ｂ）に示すように、導電層２２１及び絶縁層２３４上に配向膜２２４ａを形成する。配向膜２２４ａ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。
以上の工程により、樹脂層２０１上に、トランジスタ２１０、導電層２２１及び配向膜２２４ａ等を形成することができる。
〔樹脂層２０２の形成〕
支持基板６４を準備する。支持基板６４は、支持基板６１の記載を援用することができる。
続いて、支持基板６４上に、樹脂層２０２を形成する（図４（Ｃ））。樹脂層２０２の形成方法及び材料については、樹脂層１０１と同様の方法を用いることができる。
〔導電層２２３、配向膜２２４ｂの形成〕
続いて、樹脂層２０２上に導電層２２３を形成する。導電層２２３は、導電膜を成膜することにより形成することができる。なお、導電層２２３は、メタルマスクなどのシャドウマスクを用いたスパッタリング法等の方法により、樹脂層２０２の外周部に導電層２２３が設けられないように形成してもよい。または、導電膜を成膜した後にフォトリソグラフィ法等を用い、不要な部分をエッチングにより除去してもよい。
続いて、導電層２２３上に配向膜２２４ｂを形成する（図４（Ｄ））。配向膜２２４ｂは、配向膜２２４ａと同様の方法により形成できる。
以上により、樹脂層２０２上に導電層２２３及び配向膜２２４ｂを形成することができる。なお、樹脂層２０１側の作製工程と、樹脂層２０２側の作製工程は、互いに独立して行うことができるため、その順序は問われない。またはこれら２つの工程を並行して行ってもよい。
〔貼り合せ〕
続いて、図４（Ｅ）に示すように、支持基板６３と支持基板６４とを、液晶２２２を挟んで貼り合せる。このとき、樹脂層２０１と樹脂層２０２とを、外周部において図示しない接着層により接着する。
例えば、樹脂層２０１と樹脂層２０２のいずれか一方、または両方に、これらを接着する接着層（図示しない）を形成する。接着層は、画素が配置されている領域を囲むように形成する。接着層は、例えばスクリーン印刷法や、ディスペンス法等により形成することができる。接着層としては、熱硬化性樹脂や紫外線硬化樹脂等を用いることができる。また、紫外線により仮硬化した後に、熱を加えることにより硬化する樹脂などを用いてもよい。または、接着層として、紫外線硬化性と熱硬化性の両方を有する樹脂などを用いてもよい。
続いて、接着層に囲まれた領域にディスペンス法等により液晶２２２を滴下する。続いて、液晶２２２を挟むように支持基板６３と支持基板６４とを貼り合せ、接着層を硬化する。貼り合せは、減圧雰囲気下で行うと支持基板６３と支持基板６４との間に気泡等が混入することを防ぐことができるため好ましい。
なお、液晶２２２の滴下後に、画素が配置されている領域や、当該領域の外側に粒状のギャップスペーサを配置してもよいし、当該ギャップスペーサを含む液晶２２２を滴下してもよい。また、液晶２２２は、支持基板６３と支持基板６４を貼り合せた後に、減圧雰囲気下において、接着層に設けた隙間から注入する方法を用いてもよい。
以上の工程により、表示パネル２００を作製することができる。図４（Ｅ）に示す時点では、表示パネル１００は、支持基板６１及び支持基板６２に挟持された状態である。
〔支持基板６２の分離〕
続いて、図５（Ａ）に示すように、表示パネル１００の支持基板６２側から、支持基板６２を介して樹脂層１０２に光７０を照射する。
光７０としては、好適にはレーザ光を用いることができる。特に、線状のレーザを用いることが好ましい。
なお、レーザ光と同等のエネルギーを照射可能であれば、フラッシュランプ等を用いてもよい。
光７０は、少なくともその一部が支持基板６２を透過し、且つ樹脂層１０２に吸収される波長の光を選択して用いる。特に、光７０の波長としては、可視光線から紫外線の波長領域の光を用いることが好ましい。例えば波長が２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の光、好ましくは波長が２５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の光を用いることが好ましい。特に、波長３０８ｎｍのエキシマレーザを用いると、生産性に優れるため好ましい。エキシマレーザは、ＬＴＰＳにおけるレーザ結晶化にも用いるため、既存のＬＴＰＳ製造ラインの装置を流用することができ、新たな設備投資を必要としないため好ましい。また、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第三高調波である波長３５５ｎｍのＵＶレーザなどの固体ＵＶレーザ（半導体ＵＶレーザともいう）を用いてもよい。また、ピコ秒レーザ等のパルスレーザを用いてもよい。
光７０として、線状のレーザ光を用いる場合には、支持基板６１と光源とを相対的に移動させることで光７０を走査し、剥離したい領域に亘って光７０を照射する。この段階では、樹脂層１０２が配置される領域全域に亘って照射すると、樹脂層１０２全体が剥離可能となり、後の分離の工程で支持基板６１の外周部をスクライブ等により分断する必要がない。または、樹脂層１０２が配置される領域の外周部に光７０を照射しない領域を設けると、光７０の照射時に樹脂層１０２と支持基板６２とが分離してしまうことを抑制できるため好ましい。
光７０の照射により、樹脂層１０２の支持基板６１側の表面近傍、または樹脂層１０２の内部の一部が改質され、支持基板６１と樹脂層１０２との密着性が低下する。一方、光７０を照射していない領域は、密着性は高いままである。
続いて、支持基板６２と樹脂層１０２とを分離する（図５（Ｂ））。
分離は、支持基板６１をステージに固定した状態で、支持基板６２に垂直方向に引っ張る力をかけることにより行うことができる。例えば支持基板６２の上面の一部を吸着し、上方に引っ張ることにより、引き剥がすことができる。ステージは、支持基板６１を固定できればどのような構成でもよいが、例えば真空吸着、静電吸着などが可能な吸着機構を有していてもよいし、支持基板６１を物理的に留める機構を有していてもよい。
また、分離は表面に粘着性を有するドラム状の部材を支持基板６２の上面に押し当て、これを回転させることにより行ってもよい。このとき、剥離方向にステージを動かしてもよい。
また、樹脂層１０２の外周部に光７０を照射しない領域を設けた場合、樹脂層１０２の光を照射した部分の一部に切欠き部を形成し、剥離のきっかけとしてもよい。切欠き部は、例えば鋭利な刃物または針状の部材を用いることや、支持基板６１と樹脂層１０２を同時にスクライブにより切断すること等により形成することができる。
図５（Ｂ）では、支持基板６２側に樹脂層１０２の一部である樹脂層１０２ａが残存している例を示す。光７０の照射条件によっては、樹脂層１０２の内部で分離（破断）が生じ、このように樹脂層１０２ａが残存する場合がある。または、樹脂層１０２の表面の一部が融解する場合にも、同様に支持基板６２側に樹脂層１０２ａの一部が残存することがある。なお、支持基板６２と樹脂層１０２の界面で剥離する場合、支持基板６２側に樹脂層１０２ａが残存しないことがある。
支持基板６２側に残存する樹脂層１０２ａの厚さは、例えば、１００ｎｍ以下、具体的には４０ｎｍ以上７０ｎｍ以下程度とすることができる。残存した樹脂層１０２ａを除去することで、支持基板６２は再利用が可能である。例えば、支持基板６２にガラスを用い、樹脂層１０２にポリイミド樹脂を用いた場合は、発煙硝酸を用いて樹脂層１０２ａを除去することができる。
〔支持基板６３の分離〕
続いて、図６（Ａ）に示すように、表示パネル２００の支持基板６３側から、支持基板６３を介して樹脂層２０１に光７０を照射する。
光７０の照射方法については、上記の記載を援用できる。
続いて、支持基板６３と樹脂層２０１とを分離する（図６（Ｂ））。分離は、上記の記載を援用することができる。図６（Ｂ）では、支持基板６３側に樹脂層２０１ａが残存している例を示している。
〔表示パネル１００と表示パネル２００の貼り合せ〕
続いて、図７（Ａ）に示すように、表示パネル１００の樹脂層１０２と、表示パネル２００の樹脂層２０１とを、接着層５０によって貼り合せる。接着層５０としては、上記接着層１５１の記載を援用できる。
このとき、表示パネル１００と表示パネル２００の位置ずれが生じてしまうと、発光素子１２０からの光が、表示パネル２００の遮光性の部材に遮られてしまう場合がある。そのため、表示パネル１００と表示パネル２００には、それぞれ位置合わせ用のマーカーが形成されていることが好ましい。また、本作製方法例によれば、貼り合せの段階において、支持基板６１と支持基板６４を有しているため、可撓性を有する表示パネル同士を貼り合せる場合と比較して、位置合わせの精度を高めることが可能で、表示装置の高精細化が可能となる。例えば５００ｐｐｉを超える精細度の表示装置を実現することができる。
〔支持基板６１の分離〕
続いて、支持基板６１側から、支持基板６１を介して樹脂層１０１に光７０（図示しない）を照射する。その後、図７（Ｂ）に示すように支持基板６１と樹脂層１０１とを分離する。
光７０（図示しない）の照射方法については、上記の記載を援用できる。
分離は、支持基板６４をステージ等に固定した状態で行うことができる。分離方法については、上記の記載を援用できる。
〔基板１１の貼り合せ〕
続いて、図８（Ａ）に示すように、接着層５１を用いて樹脂層１０１と基板１１とを貼り合せる。
接着層５１は、上記接着層１５１の記載を援用できる。
基板１１及び後述する基板１２に樹脂材料を用いると、ガラス等を用いた場合に比べて、同じ厚さであっても表示装置を軽量化できる。また、可撓性を有する程度に薄い材料を用いると、より軽量化できるため好ましい。また、樹脂材料を用いることで、表示装置の耐衝撃性を向上させることができ、割れにくい表示装置を実現できる。
また、基板１１は視認側とは反対側に位置する基板であるため、可視光に対して透光性を有していなくてもよい。そのため、金属材料を用いることもできる。金属材料は熱伝導性が高く、基板全体に熱を容易に伝導できるため、表示装置の局所的な温度上昇を抑制することができる。
〔支持基板６４の分離〕
続いて、支持基板６４側から、支持基板６４を介して樹脂層２０２に光７０（図示しない）を照射する。その後、図８（Ｂ）に示すように支持基板６４と樹脂層２０２とを分離する。
光７０（図示しない）の照射方法については、上記の記載を援用できる。
分離は、基板１１をステージ等に固定した状態で行うことができる。分離方法については、上記の記載を援用できる。
〔基板１２の貼り合せ〕
続いて、接着層５２を用いて樹脂層２０２と基板１２とを貼り合せる。
接着層５２は、上記接着層１５１の記載を援用できる。
基板１２は、視認側に位置する基板であるため、可視光に対して透光性を有する材料を用いることができる。
以上の工程により、図１に示す表示装置１０を作製することができる。
［トランジスタについて］
図１で例示した表示装置１０は、トランジスタ１１０とトランジスタ２１０の両方に、ボトムゲート構造のトランジスタを適用した場合の例である。
トランジスタ１１０は、ゲート電極として機能する導電層１１１が、半導体層１１２よりも被形成面側（樹脂層１０１側）に位置する。また、絶縁層１３２が導電層１１１を覆って設けられている。また半導体層１１２は、導電層１１１を覆って設けられている。半導体層１１２の導電層１１１と重なる領域が、チャネル形成領域に相当する。また、導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂは、それぞれ半導体層１１２の上面及び側端部に接して設けられている。
なお、トランジスタ１１０は、導電層１１１よりも半導体層１１２の幅が大きい場合の例を示している。このような構成により、導電層１１１と導電層１１３ａまたは導電層１１３ｂの間に半導体層１１２が配置されるため、導電層１１１と導電層１１３ａまたは導電層１１３ｂとの間の寄生容量を小さくすることができる。
トランジスタ１１０は、チャネルエッチ型のトランジスタであり、トランジスタの占有面積を縮小することが比較的容易であるため、高精細な表示装置に好適に用いることができる。
トランジスタ２１０は、トランジスタ１１０と共通の特徴を有している。
ここで、トランジスタ１１０及びトランジスタ２１０に適用可能な、トランジスタの構成例について説明する。
図９（Ａ）に示したトランジスタ１１０ａは、トランジスタ１１０と比較して、導電層１１４及び絶縁層１３６を有する点で相違している。導電層１１４は、絶縁層１３３上に設けられ、半導体層１１２と重なる領域を有する。また絶縁層１３６は、導電層１１４及び絶縁層１３３を覆って設けられている。
導電層１１４は、半導体層１１２を挟んで導電層１１１とは反対側に位置している。導電層１１１を第１のゲート電極とした場合、導電層１１４は、第２のゲート電極として機能することができる。導電層１１１と導電層１１４に同じ電位を与えることで、トランジスタ１１０ａのオン電流を高めることができる。また導電層１１１及び導電層１１４の一方にしきい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１１０ａのしきい値電圧を制御することができる。
ここで、導電層１１４として、酸化物を含む導電性材料を用いることが好ましい。これにより、導電層１１４を構成する導電膜の成膜時に、酸素を含む雰囲気下で成膜することで、絶縁層１３３に酸素を供給することができる。好適には、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１３３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１３６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１３６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。
図９（Ｂ）に示すトランジスタ１１０ｂ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１１０ｂは、ゲート電極として機能する導電層１１１が、半導体層１１２よりも上側（被形成面側とは反対側）に設けられている。また、絶縁層１３１上に半導体層１１２が形成されている。また半導体層１１２上には、絶縁層１３２及び導電層１１１が積層して形成されている。また、絶縁層１３３は、半導体層１１２の上面及び側端部、絶縁層１３２の側面、及び導電層１１１を覆って設けられている。導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂは、絶縁層１３３上に設けられている。導電層１１３ａ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の上面と電気的に接続されている。
なお、ここでは絶縁層１３２が、導電層１１１と重ならない部分に存在しない場合の例を示しているが、絶縁層１３２が半導体層１１２の上面及び側端部を覆って設けられていてもよい。
トランジスタ１１０ｂ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９（Ｃ）に示すトランジスタ１１０ｃは、トランジスタ１１０ｂと比較して、導電層１１５及び絶縁層１３７を有している点で相違している。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。また絶縁層１３７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、上記導電層１１４と同様に第２のゲート電極として機能する。そのため、オン電流を高めることや、しきい値電圧を制御することなどが可能である。
ここで、表示装置１０において、表示パネル１００が有するトランジスタと、表示パネル２００が有するトランジスタとを、異なるトランジスタで構成してもよい。一例としては、発光素子１２０と電気的に接続するトランジスタは、比較的大きな電流を流す必要があるためトランジスタ１１０ａやトランジスタ１１０ｃを適用し、その他のトランジスタには、トランジスタの占有面積を低減するために、トランジスタ１１０を適用することができる。
一例として、図１０には、図１のトランジスタ２１０に代えてトランジスタ１１０ａを適用し、トランジスタ１１０に代えてトランジスタ１１０ｃを適用した場合の例を示している。
以上がトランジスタについての説明である。
［構成例２］
以下では、上記構成例とは一部の構成が異なる表示装置の構成例について説明する。なお以下では、上記と重複する部分については説明を省略し、相違点について説明する。
図１１に、以下に示す表示装置１０の断面概略図を示す。
図１１において、樹脂層１０２、樹脂層２０１、及び樹脂層２０２には、それぞれ開口部が設けられている。図１１に示す領域３１は、発光素子１２０と重なる領域であって、且つ樹脂層１０２の開口部、樹脂層２０１の開口部、及び樹脂層２０２の開口部と重なる領域である。
絶縁層１４１は、樹脂層１０２の開口部を覆って設けられている。また絶縁層１４１の樹脂層１０２の開口部と重なる部分は、接着層５０と接している。
また、樹脂層２０２の樹脂層２０１側には、絶縁層２０４、導電層２２３、配向膜２２４ｂ等積層されて設けられている。また、液晶素子２２０の反射光を着色するための着色層を設けてもよい。
絶縁層２３１は、樹脂層２０１の開口部を覆って設けられている。また、絶縁層２３１の樹脂層２０２の開口部と重なる部分は、接着層５０と接して設けられている。また、絶縁層２０４は、樹脂層２０２の開口部を覆って設けられている。また、絶縁層２０４の樹脂層２０２の開口部と重なる部分は、接着層５２と接して設けられている。
発光素子１２０から射出された発光２１は、樹脂層１０２の開口部、樹脂層２０１の開口部、及び樹脂層２０２の開口部を通って視認側に射出される。したがって、樹脂層１０２、樹脂層２０１、及び樹脂層２０２が可視光の一部を吸収する場合であっても、発光２１の光路上にこれら樹脂層が存在しないため、光取り出し効率や、色再現性を高いものとすることができる。
以上が構成例２についての説明である。
［作製方法例２］
以下では、構成例２で例示した表示装置の作製方法の一例について説明する。なお、以下では上記作製方法例１と重複する部分は省略し、相違点について説明する。
まず、上記作製方法例１と同様に、支持基板６１上に樹脂層１０１を形成し、当該樹脂層１０１上にトランジスタ１１０及び発光素子１２０を形成する（図１２（Ａ）〜（Ｅ））。
〔光吸収層１０３ａの形成〕
支持基板６２を準備する。支持基板６２は、支持基板６１の記載を援用することができる。
続いて、支持基板６２上に、光吸収層１０３ａを形成する（図１３（Ａ））。光吸収層１０３ａは、後の光７０の照射工程において、当該光７０を吸収し、発熱することにより、水素または酸素等を放出する層である。
光吸収層１０３ａとしては、例えば加熱により水素が放出される、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）膜を用いることができる。水素化アモルファスシリコン膜は、例えばＳｉＨ４を成膜ガスに含むプラズマＣＶＤ法により成膜することができる。また、さらに水素を多く含有させるため、成膜後に水素を含む雰囲気下で加熱処理をしてもよい。
または、光吸収層１０３ａとして、加熱により酸素が放出される酸化物膜を用いることもできる。特に、酸化物半導体膜または不純物準位を有する酸化物半導体膜（酸化物導電体膜ともいう）は、酸化シリコン膜等の絶縁膜に比べてバンドギャップが狭く、光を吸収しやすいため好ましい。酸化物半導体を用いる場合、上述した半導体層１１２の形成方法、及び後述する半導体層に用いることのできる材料を援用できる。酸化物膜は、例えば酸素を含む雰囲気下でプラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等により成膜することができる。特に酸化物半導体膜を用いる場合には、酸素を含む雰囲気下でスパッタリング法により成膜することが好ましい。また、さらに酸素を含有させるため、成膜後に酸素を含む雰囲気下で加熱処理をしてもよい。
または、光吸収層１０３ａに用いることのできる酸化物膜として、酸化物絶縁膜を用いてもよい。例えば、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いることもできる。例えば、このような酸化物絶縁膜を、酸素を含む雰囲気下にて、低温（例えば２５０℃以下、好ましくは２２０℃以下）で成膜することで、酸素を過剰に含有した酸化物絶縁膜を形成することができる。成膜は、例えばスパッタリング法またはプラズマＣＶＤ法等を用いることができる。
〔樹脂層１０２の形成〕
続いて、光吸収層１０３ａ上に、開口部を有する樹脂層１０２を形成する（図１３（Ｂ））。樹脂層１０２の形成方法及び材料については、開口部を形成する部分以外は樹脂層１０１と同様の方法を用いることができる。
樹脂層１０２の形成は、まず感光性の材料を光吸収層１０３ａ上に塗布して薄膜を形成し、プリベーク処理を行う。続いて、フォトマスクを用いて当該材料を露光し、現像処理を行うことで、開口部を有する樹脂層１０２を形成することができる。その後、ポストベーク処理を行い、材料を十分に重合させるとともに、膜中のガスを除去する。
〔絶縁層１４１の形成〕
続いて、樹脂層１０２、及び樹脂層１０２の開口部を覆って絶縁層１４１を形成する（図１３（Ｃ））。絶縁層１４１の一部は、光吸収層１０３ａと接して設けられる。
〔遮光層、着色層の形成〕
続いて、絶縁層１４１上に遮光層１５３及び着色層１５２を形成する（図１３（Ｄ））。
〔貼り合せ〕
続いて、図１３（Ｅ）に示すように、支持基板６１と支持基板６２とを、接着層１５１を用いて貼り合せる。貼り合せは、樹脂層１０２の開口部と、発光素子１２０とが重なるように行う。そして、接着層１５１を硬化させる。これにより、発光素子１２０を接着層１５１で封止することができる。
以上の工程により、表示パネル１００を作製することができる。図１３（Ｅ）に示す時点では、表示パネル１００は、支持基板６１及び支持基板６２に挟持された状態である。
〔光吸収層１０３ｂの形成〕
支持基板６３を準備し、支持基板６３上に光吸収層１０３ｂを形成する。支持基板６３は、支持基板６１の記載を援用できる。
光吸収層１０３ｂは、上記光吸収層１０３ａと同様の材料、及び方法により形成することができる。
〔樹脂層２０１の形成〕
続いて、光吸収層１０３ｂ上に、開口部を有する樹脂層２０１を形成する。樹脂層２０１の形成方法及び材料については、樹脂層１０２と同様の方法を用いることができる。
〔絶縁層２３１の形成〕
続いて、樹脂層２０１、及び樹脂層２０１の開口部を覆って絶縁層２３１を形成する（図１４（Ａ））。絶縁層２３１の形成方法及び材料については、絶縁層１３１の記載を援用できる。
〔トランジスタ２１０の形成〕
続いて、図１４（Ｂ）に示すように、絶縁層２３１上に、トランジスタ２１０を形成する。その後、図１４（Ｃ）に示すように、導電層２２１及び絶縁層２３４上に配向膜２２４ａを形成する。以上の工程により、樹脂層２０１上に、トランジスタ２１０、導電層２２１及び配向膜２２４ａ等を形成することができる。
〔光吸収層１０３ｃの形成〕
支持基板６４を準備し、支持基板６４上に光吸収層１０３ｃを形成する。
〔樹脂層２０２の形成〕
続いて、光吸収層１０３ｃ上に、開口部を有する樹脂層２０２を形成する。
〔絶縁層２０４の形成〕
続いて、樹脂層２０２、及び樹脂層２０２の開口部を覆って絶縁層２０４を形成する（図１４（Ｄ））。
〔導電層２２３、配向膜２２４ｂの形成〕
続いて、絶縁層２０４上に導電層２２３を形成し、導電層２２３上に配向膜２２４ｂを形成する（図１４（Ｅ））。
〔貼り合せ〕
続いて、図１４（Ｆ）に示すように、支持基板６３と支持基板６４とを、液晶２２２を挟んで貼り合せる。このとき、樹脂層２０１の開口部と、樹脂層２０２の開口部とが重なるように、貼り合せを行う。
〔支持基板６２の分離〕
続いて、図１５（Ａ）に示すように、表示パネル１００の支持基板６２側から、支持基板６２を介して光吸収層１０３ａに光７０を照射する。
光７０は、少なくともその一部が支持基板６２を透過し、且つ光吸収層１０３ａに吸収される波長の光を選択して用いる。また、光７０は、樹脂層１０２に吸収される波長の光を用いることが好ましい。光７０の好ましい種類や波長については、上記を援用できる。
光７０の照射により、光吸収層１０３ａが加熱され、光吸収層１０３ａから水素または酸素等が放出される。このとき放出される水素または酸素等は、ガス状となって放出される。放出されたガスは光吸収層１０３ａと樹脂層１０２の界面近傍、または光吸収層１０３ａと支持基板６２の界面近傍に留まり、これらを引き剥がす力が生じる。その結果、光吸収層１０３ａと樹脂層１０２の密着性、または光吸収層１０３ａと支持基板６２の密着性が低下し、容易に剥離可能な状態とすることができる。
また、光吸収層１０３ａから放出されるガスの一部が、光吸収層１０３ａ中に留まる場合もある。そのため、光吸収層１０３ａが脆化し、光吸収層１０３ａの内部で分離しやすい状態となる場合がある。
また、光吸収層１０３ａとして、酸素を放出する膜を用いた場合、光吸収層１０３ａから放出された酸素により、樹脂層１０２の一部が酸化され、脆化する場合がある。これにより、樹脂層１０２と光吸収層１０３ａとの界面で剥離しやすい状態とすることができる。
また、樹脂層１０２の開口部と重なる領域においても、上記と同じ理由により、光吸収層１０３ａと絶縁層１４１との界面、光吸収層１０３ｂと支持基板６２の界面の密着性が低下し、剥離しやすい状態となる。または、光吸収層１０３ｂが脆化し、分離しやすい状態となる場合もある。
一方、光７０を照射していない領域は、密着性は高いままである。
ここで、光吸収層１０３ａと、半導体層１１２とにそれぞれ酸化物半導体膜を用いた場合、光７０としては、当該酸化物半導体膜が吸収しうる波長の光を用いる。しかしながら、トランジスタ１１０の上側には、光吸収層１０３ａと樹脂層１０２とが積層されて配置されている。さらに、十分に加熱処理が施された樹脂層１０２は酸化物半導体膜よりも光を吸収しやすい傾向があり、厚さが薄くても十分に光を吸収することができる。したがって、光７０のうち光吸収層１０３ａで吸収しきれずに透過する光が存在しても、樹脂層１０２によって吸収されるため、これが半導体層１１２に到達することが抑制される。その結果、トランジスタ１１０の電気特性の変動はほとんど生じない。
続いて、支持基板６２と樹脂層１０２とを分離する（図１５（Ｂ１））。
図１５（Ｂ１）では、光吸収層１０３ａと樹脂層１０２の界面、及び光吸収層１０３ａと絶縁層１４１の界面で剥離が生じている例を示している。
また、図１５（Ｂ２）では、光吸収層１０３ａの一部である光吸収層１０３ａａが、樹脂層１０２及び絶縁層１４１の表面に接して残存している例を示している。例えば、光吸収層１０３ａの内部で分離（破断）が生じている場合に相当する。なお、光吸収層１０３ａと支持基板６２との界面で剥離が生じる場合には、光吸収層１０３ａの全部が樹脂層１０２及び絶縁層１４１に接して残存する場合がある。
このように、光吸収層１０３ａａ（または光吸収層１０３ａ）が残存した場合、これを除去することが好ましい。光吸収層１０３ａａの除去は、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が、特にドライエッチング法を用いることが好ましい。なお、光吸収層１０３ａａを除去する際に、樹脂層１０２の一部、及び絶縁層１４１の一部がエッチングにより薄くなる場合がある。
なお、光吸収層１０３ａに透光性を有する絶縁性材料を用いた場合には、残存した光吸収層１０３ａａを残したままの状態としてもよい。
〔支持基板６３の分離〕
続いて、図１６（Ａ）に示すように、表示パネル２００の支持基板６３側から、支持基板６３を介して光吸収層１０３ｂに光７０を照射する。続いて、支持基板６３と樹脂層２０１とを分離する（図１６（Ｂ））。図１６（Ｂ）では、光吸収層１０３ｂと樹脂層２０１との界面、及び光吸収層１０３ｂと絶縁層２３１の界面で分離が生じている例を示している。
〔表示パネル１００と表示パネル２００の貼り合せ〕
続いて、図１７（Ａ）に示すように、表示パネル１００の樹脂層１０２と、表示パネル２００の樹脂層２０１とを、接着層５０によって貼り合せる。表示パネル１００と表示パネル２００とは、樹脂層１０２の開口部と、樹脂層２０１の開口部と、樹脂層２０２の開口部と、発光素子１２０とがそれぞれ重なるように貼り合せることが重要である。
〔支持基板６１の分離〕
続いて、支持基板６１側から、支持基板６１を介して樹脂層１０１に光７０（図示しない）を照射する。光７０の照射により、樹脂層１０２の支持基板６１側の表面近傍、または樹脂層１０２の内部の一部が改質され、支持基板６１と樹脂層１０２との密着性が低下する。その後、図１７（Ｂ）に示すように支持基板６１と樹脂層１０１とを分離する。
図１７（Ｂ）には、支持基板６１側に樹脂層１０１の一部である樹脂層１０１ａが残存している例を示す。光７０の照射条件によっては、樹脂層１０１の内部で分離（破断）が生じ、このように樹脂層１０１ａが残存する場合がある。または、樹脂層１０１の表面の一部が融解する場合にも、同様に支持基板６１側に樹脂層１０１ａの一部が残存することがある。なお、支持基板６１と樹脂層１０１の界面で剥離する場合、支持基板６１側に樹脂層１０１ａが残存しないことがある。
支持基板６１側に残存する樹脂層１０１ａの厚さは、例えば、１００ｎｍ以下、具体的には４０ｎｍ以上７０ｎｍ以下程度とすることができる。残存した樹脂層１０１ａを除去することで、支持基板６１は再利用が可能である。例えば、支持基板６１にガラスを用い、樹脂層１０１にポリイミド樹脂を用いた場合は、発煙硝酸等を用いて樹脂層１０１ａを除去することができる。
〔基板１１の貼り合せ〕
続いて、図１８（Ａ）に示すように、接着層５１を用いて樹脂層１０１と基板１１とを貼り合せる。
〔支持基板６４の分離〕
続いて、支持基板６４側から、支持基板６４を介して光吸収層１０３ｃに光７０（図示しない）を照射する。その後、図１８（Ｂ）に示すように支持基板６４と樹脂層２０２とを分離する。図１８（Ｂ）では、光吸収層１０３ｃと樹脂層２０２の界面、及び光吸収層１０３ｃと絶縁層２０４の界面において剥離が生じている例を示している。
〔基板１２の貼り合せ〕
続いて、接着層５２を用いて樹脂層２０２と基板１２とを貼り合せる。
以上の工程により、図１１に示す表示装置１０を作製することができる。
［作製方法例２の変形例］
以下では、光吸収層を用いずに、開口部を有する樹脂層を形成する方法について説明する。
なお、ここでは、表示パネル１００の樹脂層１０２を例に挙げて説明するが、同様の方法を表示パネル２００が有する樹脂層２０１及び樹脂層２０２にも適用できる。
〔変形例１〕
まず、図１９（Ａ）に示すように凹部を有する樹脂層１０２を形成する。
まず、樹脂層１０２となる材料を支持基板６２上に塗布し、プリベーク処理を行う。続いて、フォトマスクを用いて露光を行う。このとき、樹脂層１０２を開口する条件よりも露光量を減らすことで、樹脂層１０２に凹部を形成することができる。例えば、樹脂層１０２を開口する露光条件よりも、短い露光時間で露光する、露光の強度を弱める、焦点をずらす、樹脂層１０２を厚く形成するなどの方法が挙げられる。
また、樹脂層１０２に開口部と凹部の両方を形成したい場合には、ハーフトーンマスク、またはグレートーンマスクを用いた露光技術、または２以上のフォトマスクを用いた多重露光技術を用いればよい。
このようにして露光を行った後、現像処理を施すことで凹部が形成された樹脂層１０２を形成することができる。またその後にポストベーク処理を行う。
続いて、図１９（Ｂ）に示すように、樹脂層１０２の上面及び凹部を覆って絶縁層１４１を形成する。
図１９（Ｃ）は、支持基板６１と支持基板６２とを貼り合せた後に、光７０を照射する工程における図である。光７０の照射することで樹脂層１０２と支持基板６２との密着性が低下する。
図１９（Ｄ）は、支持基板６２を剥離した後の状態における断面概略図である。
その後、樹脂層１０２の表面側の一部を、絶縁層１４１の表面が露出するようにエッチングすることで、図１９（Ｅ）に示すように、開口部を有する樹脂層１０２を形成することができる。エッチングは、例えば酸素を含む雰囲気下でのプラズマ処理（アッシング処理）を用いると、制御性が高まり、均一にエッチングできるため好ましい。
なお、樹脂層１０２をエッチングせずに、図１９（Ｄ）に示した状態のままとしてもよい。この構成でも、発光素子１２０からの光の経路上に位置する樹脂層１０２の厚さが他の部分よりも薄いため、光の吸収が抑制され、光取り出し効率を高めることができる。
〔変形例２〕
まず、図２０（Ａ）に示すように、支持基板６２に樹脂層１０２ｂと、開口を有する樹脂層１０２ｃとを、積層して形成する。
樹脂層１０２ｂは、上記樹脂層１０１と同様に形成することができる。また樹脂層１０２ｃは、上記樹脂層１０２、樹脂層２０１等と同様に形成することができる。
ここで、先に形成する樹脂層１０２ｂに対して十分に加熱処理を施し、重合させておくことが好ましい。これにより、樹脂層１０２ｂと樹脂層１０２ｃに同じ材料を用いた場合であっても、後に形成する樹脂層１０２ｃとなる材料を塗布した時に、これに含まれる溶媒に樹脂層１０２ｂが溶けてしまうことを抑制できる。
図２０（Ｂ）は支持基板６１と支持基板６２とを貼り合せた後に、光７０を照射する工程における図である。光７０を照射することで樹脂層１０２ｃと支持基板６２との密着性が低下する。
図２０（Ｃ）は、支持基板６２を剥離した後の状態における断面概略図である。
その後、樹脂層１０２ｃを、絶縁層１４１の表面が露出するようにエッチングすることで、図２０（Ｄ）に示すように、開口部を有する樹脂層１０２を形成することができる。エッチングは、例えば酸素を含む雰囲気下でのプラズマ処理（アッシング処理）を用いると、制御性が高まり、均一にエッチングできるため好ましい。
なお、樹脂層１０２ｂと樹脂層１０２ｃとに同じ材料を用いると、材料や装置を共通化できるため生産性を向上させることができる。また、これらに異なる材料を用いると、エッチング速度の選択比を大きくできるため、加工条件の自由度を広げることができる。
なお、樹脂層１０２ｂをエッチングせずに、図２０（Ｃ）に示した状態のままとしてもよい。この構成でも、発光素子１２０からの光の経路上に位置する樹脂層１０２の厚さが他の部分よりも薄いため、光の吸収が抑制され、光取り出し効率を高めることができる。
以上が作製方法例２の変形例についての説明である。
［構成例２の変形例］
以下では、図１１で示した構成例と比較して、一部の構成の異なる構成例について説明する。図２１に、以下で例示する表示装置の構成例を示す。
図１１では、発光素子１２０からの光の経路上に位置する樹脂層に、開口部を設ける構成としたが、反射型の液晶素子２２０における光の経路上に位置する樹脂層にも開口部を設けてもよい。
図２１には、領域３１に加えて領域３２を有する例を示している。領域３２は、樹脂層２０２の開口部、及び液晶素子２２０と重なる領域である。
なお、図２１では樹脂層２０２に、発光素子１２０及び液晶素子２２０の両方を包含する１つの開口部が設けられている例を示したが、発光素子１２０と重なる開口部と、液晶素子２２０と重なる開口部とが別々に設けられた構成としてもよい。
以上が構成例２の変形例についての説明である。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置のより具体的な例について説明する。以下で例示する表示装置は、反射型の液晶素子と、発光素子の両方を有し、透過モードと反射モードの両方の表示を行うことのできる、表示装置である。
［構成例］
図２２（Ａ）は、表示装置４００の構成の一例を示すブロック図である。表示装置４００は、表示部３６２にマトリクス状に配列した複数の画素４１０を有する。また表示装置４００は、回路ＧＤと、回路ＳＤを有する。また方向Ｒ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Ｇ１、複数の配線Ｇ２、複数の配線ＡＮＯ、及び複数の配線ＣＳＣＯＭを有する。また方向Ｃ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複数の配線Ｓ１及び複数の配線Ｓ２を有する。
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。画素４１０において、液晶素子と発光素子とは、互いに重なる部分を有する。
図２２（Ｂ１）は、画素４１０が有する電極３１１ｂの構成例を示す。電極３１１ｂは、画素４１０における液晶素子の反射電極として機能する。また電極３１１ｂには、開口４５１が設けられている。
図２２（Ｂ１）には、電極３１１ｂ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３１１ｂ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２２（Ｂ１）では、方向Ｒ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２２（Ｂ１）に示すように、方向Ｒに配列する複数の画素において、複数の開口４５１が一直線上に配列されないように、それぞれ電極３１１ｂ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、隣接する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。
また、図２２（Ｂ２）に示すような配列としてもよい。
非開口部の総面積に対する開口４５１の総面積の比の値が大きすぎると、液晶素子を用いた表示が暗くなってしまう。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小さすぎると、発光素子３６０を用いた表示が暗くなってしまう。
また、反射電極として機能する電極３１１ｂに設ける開口４５１の面積が小さすぎると、発光素子３６０が射出する光から取り出せる光の効率が低下してしまう。
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。
［回路構成例］
図２３は、画素４１０の構成例を示す回路図である。図２３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２３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２３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は、ゲートが配線Ｇ１と接続され、ソース又はドレインの一方が配線Ｓ１と接続され、ソース又はドレインの他方が容量素子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は、他方の電極が配線ＣＳＣＯＭと接続されている。液晶素子３４０は、他方の電極が配線ＶＣＯＭ１と接続されている。
またスイッチＳＷ２は、ゲートが配線Ｇ２と接続され、ソース又はドレインの一方が配線Ｓ２と接続され、ソース又はドレインの他方が、容量素子Ｃ２の一方の電極、トランジスタＭのゲートと接続されている。容量素子Ｃ２は、他方の電極がトランジスタＭのソース又はドレインの一方、及び配線ＡＮＯと接続されている。トランジスタＭは、ソース又はドレインの他方が発光素子３６０の一方の電極と接続されている。発光素子３６０は、他方の電極が配線ＶＣＯＭ２と接続されている。
図２３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ＣＳＣＯＭ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２３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２３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２４（Ａ）は、一つの画素４１０に一つの液晶素子３４０と４つの発光素子３６０（発光素子３６０ｒ、３６０ｇ、３６０ｂ、３６０ｗ）を有する例を示している。図２４（Ａ）に示す画素４１０は、図２３とは異なり、１つの画素でフルカラーの表示が可能な画素である。
図２４（Ａ）では図２３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２４（Ａ）に示す例では、例えば４つの発光素子３６０を、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。
また、図２４（Ｂ）には、画素４１０の構成例を示している。画素４１０は、電極３１１が有する開口部と重なる発光素子３６０ｗと、電極３１１の周囲に配置された発光素子３６０ｒ、発光素子３６０ｇ、及び発光素子３６０ｂとを有する。発光素子３６０ｒ、発光素子３６０ｇ、及び発光素子３６０ｂは、発光面積がほぼ同等であることが好ましい。
［表示装置の構成例］
図２５は、本発明の一態様の表示装置３００の斜視概略図である。表示装置３００は、基板３５１と基板３６１とが貼り合わされた構成を有する。図２５では、基板３６１を破線で明示している。
表示装置３００は、表示部３６２、回路部３６４、配線３６５、回路部３６６、配線３６７等を有する。基板３５１には、例えば回路部３６４、配線３６５、回路部３６６、配線３６７及び画素電極として機能する電極３１１ｂ等が設けられる。また図２５では基板３５１上にＩＣ３７３、ＦＰＣ３７２、ＩＣ３７５及びＦＰＣ３７４が実装されている例を示している。そのため、図２５に示す構成は、表示装置３００とＩＣ３７３、ＦＰＣ３７２、ＩＣ３７５及びＦＰＣ３７４を有する表示モジュールと言うこともできる。
回路部３６４は、例えば走査線駆動回路として機能する回路を用いることができる。
配線３６５は、表示部や回路部３６４に信号や電力を供給する機能を有する。当該信号や電力は、ＦＰＣ３７２を介して外部、またはＩＣ３７３から配線３６５に入力される。
また、図２５では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式等により、基板３５１にＩＣ３７３が設けられている例を示している。ＩＣ３７３は、例えば走査線駆動回路、または信号線駆動回路などとしての機能を有するＩＣを適用できる。なお表示装置３００が走査線駆動回路及び信号線駆動回路として機能する回路を備える場合や、走査線駆動回路や信号線駆動回路として機能する回路を外部に設け、ＦＰＣ３７２を介して表示装置３００を駆動するための信号を入力する場合などでは、ＩＣ３７３を設けない構成としてもよい。また、ＩＣ３７３を、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）方式等により、ＦＰＣ３７２に実装してもよい。
図２５には、表示部３６２の一部の拡大図を示している。表示部３６２には、複数の表示素子が有する電極３１１ｂがマトリクス状に配置されている。電極３１１ｂは、可視光を反射する機能を有し、後述する液晶素子３４０の反射電極として機能する。
また、図２５に示すように、電極３１１ｂは開口を有する。さらに電極３１１ｂよりも基板３５１側に、発光素子３６０を有する。発光素子３６０からの光は、電極３１１ｂの開口を介して基板３６１側に射出される。
［断面構成例］
図２６に、図２５で例示した表示装置の、ＦＰＣ３７２を含む領域の一部、回路部３６４を含む領域の一部、表示部３６２を含む領域の一部、回路部３６６を含む領域の一部、及びＦＰＣ３７４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２６に示す表示装置は、表示パネル１００と、表示パネル２００とが積層された構成を有する。表示パネル１００は、樹脂層１０１と樹脂層１０２を有する。表示パネル２００は、樹脂層２０１と樹脂層２０２を有する。樹脂層１０２と樹脂層２０１とは、接着層５０によって接着されている。また樹脂層１０１は、接着層５１により基板３５１と接着されている。また樹脂層２０２は、接着層５２により基板３６１と接着されている。
〔表示パネル１００〕
表示パネル１００は、樹脂層１０１、絶縁層４７８、複数のトランジスタ、容量素子４０５、配線３６５、絶縁層４１１、絶縁層４１２、絶縁層４１３、絶縁層４１４、絶縁層４１５、発光素子３６０、スペーサ４１６、接着層４１７、着色層４２５、遮光層４２６、絶縁層４７６、及び樹脂層１０２を有する。
回路部３６４はトランジスタ４０１を有する。表示部３６２は、トランジスタ４０２及びトランジスタ４０３を有する。
各トランジスタは、ゲート、絶縁層４１１、半導体層、ソース、及びドレインを有する。ゲートと半導体層は、絶縁層４１１を介して重なる。絶縁層４１１の一部は、ゲート絶縁層としての機能を有し、他の一部は、容量素子４０５の誘電体としての機能を有する。トランジスタ４０２のソース又はドレインとして機能する導電層は、容量素子４０５の一方の電極を兼ねる。
図２６では、ボトムゲート構造のトランジスタを示す。回路部３６４と表示部３６２とで、トランジスタの構造が異なっていてもよい。回路部３６４及び表示部３６２は、それぞれ、複数の種類のトランジスタを有していてもよい。
容量素子４０５は、一対の電極と、その間の誘電体とを有する。容量素子４０５は、トランジスタのゲートと同一の材料、及び同一の工程で形成した導電層と、トランジスタのソース及びドレインと同一の材料、及び同一の工程で形成した導電層と、を有する。
絶縁層４１２、絶縁層４１３、及び絶縁層４１４は、それぞれ、トランジスタ等を覆って設けられる。トランジスタ等を覆う絶縁層の数は特に限定されない。絶縁層４１４は、平坦化層としての機能を有する。絶縁層４１２、絶縁層４１３、及び絶縁層４１４のうち、少なくとも一層には、水又は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。外部から不純物がトランジスタに拡散することを効果的に抑制することが可能となり、表示装置の信頼性を高めることができる。
絶縁層４１４として有機材料を用いる場合、表示装置の端部に露出した絶縁層４１４を通って発光素子３６０等に表示装置の外部から水分等の不純物が侵入する恐れがある。不純物の侵入により、発光素子３６０が劣化すると、表示装置の劣化につながる。そのため、図２６に示すように、絶縁層４１４が、表示装置の端部に位置しないことが好ましい。図２６の構成では、有機材料を用いた絶縁層が表示装置の端部に位置しないため、発光素子３６０に不純物が侵入することを抑制できる。
発光素子３６０は、電極４２１、ＥＬ層４２２、及び電極４２３を有する。発光素子３６０は、光学調整層４２４を有していてもよい。発光素子３６０は、着色層４２５側に光を射出する、トップエミッション構造である。
トランジスタ、容量素子、及び配線等を、発光素子３６０の発光領域と重ねて配置することで、表示部３６２の開口率を高めることができる。
電極４２１及び電極４２３のうち、一方は、陽極として機能し、他方は、陰極として機能する。電極４２１及び電極４２３の間に、発光素子３６０の閾値電圧より高い電圧を印加すると、ＥＬ層４２２に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はＥＬ層４２２において再結合し、ＥＬ層４２２に含まれる発光物質が発光する。
電極４２１は、トランジスタ４０３のソース又はドレインと電気的に接続される。これらは、直接接続されてもよいし、他の導電層を介して接続されてもよい。電極４２１は、画素電極として機能し、発光素子３６０ごとに設けられている。隣り合う２つの電極４２１は、絶縁層４１５によって電気的に絶縁されている。
ＥＬ層４２２は、発光性の物質を含む層である。
電極４２３は、共通電極として機能し、複数の発光素子３６０にわたって設けられている。電極４２３には、定電位が供給される。
発光素子３６０は、接着層４１７を介して着色層４２５と重なる。スペーサ４１６は、接着層４１７を介して遮光層４２６と重なる。図２６では、電極４２３と遮光層４２６との間に隙間がある場合を示しているが、これらが接していてもよい。図２６では、スペーサ４１６を基板３５１側に設ける構成を示したが、基板３６１側（例えば遮光層４２６よりも基板３６１側）に設けてもよい。
カラーフィルタ（着色層４２５）とマイクロキャビティ構造（光学調整層４２４）との組み合わせにより、表示装置からは、色純度の高い光を取り出すことができる。光学調整層４２４の膜厚は、各画素の色に応じて変化させる。
着色層４２５は特定の波長域の光を透過する有色層である。例えば、赤色、緑色、青色、又は黄色の波長域の光を透過するカラーフィルタなどを用いることができる。
なお、本発明の一態様は、カラーフィルタ方式に限られず、塗り分け方式、色変換方式、又は量子ドット方式等を適用してもよい。
遮光層４２６は、隣接する着色層４２５の間に設けられている。遮光層４２６は隣接する発光素子３６０からの光を遮光し、隣接する発光素子３６０間における混色を抑制する。ここで、着色層４２５の端部を、遮光層４２６と重なるように設けることにより、光漏れを抑制することができる。遮光層４２６としては、発光素子３６０が発する光を遮る材料を用いることができる。なお、遮光層４２６は、回路部３６４などの表示部３６２以外の領域に設けると、導波光などによる意図しない光漏れを抑制できるため好ましい。
樹脂層１０１の一方の表面には絶縁層４７８が形成されている。また、樹脂層１０２の一方の表面には絶縁層４７６が形成されている。絶縁層４７６及び絶縁層４７８に防湿性の高い膜を用いることが好ましい。一対の防湿性の高い絶縁層の間に発光素子３６０及びトランジスタ等を配置することで、これらの素子に水等の不純物が侵入することを抑制でき、表示装置の信頼性が高くなるため好ましい。
防湿性の高い絶縁膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の窒素と珪素を含む膜、及び、窒化アルミニウム膜等の窒素とアルミニウムを含む膜等が挙げられる。また、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いてもよい。
例えば、防湿性の高い絶縁膜の水蒸気透過量は、１×１０−５［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、好ましくは１×１０−６［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、より好ましくは１×１０−７［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、さらに好ましくは１×１０−８［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下とする。
接続部４０６は、配線３６５を有する。配線３６５は、トランジスタのソース及びドレインと同一の材料、及び同一の工程で形成することができる。接続部４０６は、回路部３６４に外部からの信号や電位を伝達する外部入力端子と電気的に接続する。ここでは、外部入力端子としてＦＰＣ３７２を設ける例を示している。接続層４１９を介してＦＰＣ３７２と接続部４０６は電気的に接続する。
接続層４１９としては、様々な異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）及び異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
以上が表示パネル１００についての説明である。
〔表示パネル２００〕
表示パネル２００は、縦電界方式が適用された反射型液晶表示装置である。
表示パネル２００は、樹脂層２０１、絶縁層５７８、複数のトランジスタ、容量素子５０５、配線３６７、絶縁層５１１、絶縁層５１２、絶縁層５１３、絶縁層５１４、液晶素子５２９、配向膜５６４ａ、配向膜５６４ｂ、接着層５１７、絶縁層５７６、及び樹脂層２０２を有する。
樹脂層２０１と樹脂層２０２とは、接着層５１７によって貼り合わされている。樹脂層２０１、樹脂層２０２、及び接着層５１７に囲まれた領域に、液晶５６３が封止されている。基板３６１の外側の面には、偏光板５９９が位置する。
液晶素子５２９は、電極３１１ｂ、電極５６２、及び液晶５６３を有する。電極３１１ｂは画素電極として機能する。電極５６２は共通電極として機能する。電極３１１ｂと電極５６２との間に生じる電界により、液晶５６３の配向を制御することができる。液晶５６３と電極３１１ｂの間には配向膜５６４ａが設けられている。液晶５６３と電極５６２の間には、配向膜５６４ｂが設けられている。
樹脂層２０２には、絶縁層５７６、電極５６２、及び配向膜５６４ｂ等が設けられている。
樹脂層２０１には、電極３１１ｂ、配向膜５６４ａ、トランジスタ５０１、トランジスタ５０３、容量素子５０５、接続部５０６、及び配線３６７等が設けられている。
樹脂層２０１上には、絶縁層５１１、絶縁層５１２、絶縁層５１３、絶縁層５１４等の絶縁層が設けられている。
ここで、トランジスタ５０３のソース又はドレインのうち、電極３１１ｂと電気的に接続されていない方の導電層は、信号線の一部として機能してもよい。また、トランジスタ５０３のゲートとして機能する導電層は、走査線の一部として機能してもよい。
図２６では、表示部３６２の例として、着色層を設けない構成を示している。そのため、液晶素子５２９は、白黒の階調表示を行う素子である。
図２６では、回路部３６６の例としてトランジスタ５０１が設けられている例を示している。
各トランジスタを覆う絶縁層５１２、絶縁層５１３のうち少なくとも一方は、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。
絶縁層５１４上には、電極３１１ｂが設けられている。電極３１１ｂは、絶縁層５１４、絶縁層５１３、絶縁層５１２等に形成された開口を介して、トランジスタ５０３のソース又はドレインの一方と電気的に接続されている。また電極３１１ｂは、容量素子５０５の一方の電極と電気的に接続されている。
表示パネル２００は、反射型の液晶表示装置であるため、電極３１１ｂに可視光を反射する導電性材料を用い、電極５６２に可視光を透過する導電性材料を用いる。
可視光を透過する導電性材料としては、例えば、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）の中から選ばれた一種を含む材料を用いるとよい。具体的には、酸化インジウム、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、インジウム亜鉛酸化物、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、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛などが挙げられる。なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。
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、銀、またはこれらの金属材料を含む合金等が挙げられる。そのほか、金、白金、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、上記金属材料または合金に、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。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、アルミニウム、ニッケル、及びランタンの合金（Ａｌ−Ｎｉ−Ｌａ）等のアルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）、銀と銅の合金、銀とパラジウムと銅の合金（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、ＡＰＣとも記す）、銀とマグネシウムの合金等の銀を含む合金を用いてもよい。
ここで、偏光板５９９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。また、偏光板５９９の種類に応じて、液晶素子５２９に用いる液晶素子のセルギャップ、配向、駆動電圧等を調整することで、所望のコントラストが実現されるようにすればよい。
電極５６２は、樹脂層２０２の端部に近い部分において、樹脂層２０１側に設けられた導電層と接続体５４３により電気的に接続されている。これにより、樹脂層２０１側に配置されるＦＰＣ３７４やＩＣ等から電極５６２に電位や信号を供給することができる。
接続体５４３としては、例えば導電性の粒子を用いることができる。導電性の粒子としては、有機樹脂またはシリカなどの粒子の表面を金属材料で被覆したものを用いることができる。金属材料としてニッケルや金を用いると接触抵抗を低減できるため好ましい。またニッケルをさらに金で被覆するなど、２種類以上の金属材料を層状に被覆させた粒子を用いることが好ましい。また接続体５４３として、弾性変形、または塑性変形する材料を用いることが好ましい。このとき導電性の粒子である接続体５４３は、図２６に示すように上下方向に潰れた形状となる場合がある。こうすることで、接続体５４３と、これと電気的に接続する導電層との接触面積が増大し、接触抵抗を低減できるほか、接続不良などの不具合の発生を抑制することができる。
接続体５４３は、接着層５１７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５１７に接続体５４３を分散させておけばよい。
樹脂層２０１の端部に近い領域には、接続部５０６が設けられている。接続部５０６は、接続層５１９を介してＦＰＣ３７４と電気的に接続されている。図２６に示す構成では、配線３６７の一部と、電極３１１ｂと同一の導電膜を加工して得られた導電層を積層することで接続部５０６を構成している例を示している。
以上が表示パネル２００についての説明である。
［各構成要素について］
以下では、上記に示す各構成要素について説明する。
〔基板〕
表示パネルが有する基板には、平坦面を有する材料を用いることができる。表示素子からの光を取り出す側の基板には、該光を透過する材料を用いる。例えば、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、有機樹脂などの材料を用いることができる。
厚さの薄い基板を用いることで、表示パネルの軽量化、薄型化を図ることができる。さらに、可撓性を有する程度の厚さの基板を用いることで、可撓性を有する表示パネルを実現できる。
また、発光を取り出さない側の基板は、透光性を有していなくてもよいため、上記に挙げた基板の他に、金属基板等を用いることもできる。金属基板は熱伝導性が高く、基板全体に熱を容易に伝導できるため、表示パネルの局所的な温度上昇を抑制することができ、好ましい。可撓性や曲げ性を得るためには、金属基板の厚さは、１０μｍ以上４００μｍ以下が好ましく、２０μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。
金属基板を構成する材料としては、特に限定はないが、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル等の金属、もしくはアルミニウム合金またはステンレス等の合金などを好適に用いることができる。
また、金属基板の表面を酸化する、又は表面に絶縁膜を形成するなどにより、絶縁処理が施された基板を用いてもよい。例えば、スピンコート法やディップ法などの塗布法、電着法、蒸着法、又はスパッタリング法などを用いて絶縁膜を形成してもよいし、酸素雰囲気で放置する又は加熱するほか、陽極酸化法などによって、基板の表面に酸化膜を形成してもよい。
可撓性及び可視光に対する透過性を有する材料としては、例えば、可撓性を有する程度の厚さのガラスや、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂等が挙げられる。特に、熱膨張係数の低い材料を用いることが好ましく、例えば、熱膨張係数が３０×１０−６／Ｋ以下であるポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＥＴ等を好適に用いることができる。また、ガラス繊維に有機樹脂を含浸した基板や、無機フィラーを有機樹脂に混ぜて熱膨張係数を下げた基板を使用することもできる。このような材料を用いた基板は、重量が軽いため、該基板を用いた表示パネルも軽量にすることができる。
上記材料中に繊維体が含まれている場合、繊維体は有機化合物または無機化合物の高強度繊維を用いる。高強度繊維とは、具体的には引張弾性率またはヤング率の高い繊維のことを言い、代表例としては、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエチレン系繊維、アラミド系繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維が挙げられる。ガラス繊維としては、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、Ｑガラス等を用いたガラス繊維が挙げられる。これらは、織布または不織布の状態で用い、この繊維体に樹脂を含浸させ樹脂を硬化させた構造物を、可撓性を有する基板として用いてもよい。可撓性を有する基板として、繊維体と樹脂からなる構造物を用いると、曲げや局所的押圧による破損に対する信頼性が向上するため、好ましい。
または、可撓性を有する程度に薄いガラス、金属などを基板に用いることもできる。または、ガラスと樹脂材料とが接着層により貼り合わされた複合材料を用いてもよい。
可撓性を有する基板に、表示パネルの表面を傷などから保護するハードコート層（例えば、窒化シリコン、酸化アルミニウムなど）や、押圧を分散可能な材質の層（例えば、アラミド樹脂など）等が積層されていてもよい。また、水分等による表示素子の寿命の低下等を抑制するために、可撓性を有する基板に透水性の低い絶縁膜が積層されていてもよい。例えば、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等の無機絶縁材料を用いることができる。
基板は、複数の層を積層して用いることもできる。特に、ガラス層を有する構成とすると、水や酸素に対するバリア性を向上させ、信頼性の高い表示パネルとすることができる。
〔トランジスタ〕
トランジスタは、ゲート電極として機能する導電層と、半導体層と、ソース電極として機能する導電層と、ドレイン電極として機能する導電層と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層と、を有する。上記では、ボトムゲート構造のトランジスタを適用した場合を示している。
なお、本発明の一態様の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、トップゲート型又はボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルの上下にゲート電極が設けられていてもよい。
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、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、又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。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、トランジスタに用いる半導体材料としては、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適用できる。
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電流を低減できるため好ましい。
また、シリコンよりもバンドギャップの大きな酸化物半導体を用いたトランジスタは、その低いオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量素子に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。このようなトランジスタを画素に適用することで、各画素の階調を維持しつつ、駆動回路を停止することも可能となる。その結果、極めて消費電力の低減された表示装置を実現できる。
半導体層は、例えば少なくともインジウム、亜鉛及び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膜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、ランタノイドである、プラセオジム、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−Ａｌ−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−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｏ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物を用いることができる。
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。
また、半導体層と導電層は、上記酸化物のうち同一の金属元素を有していてもよい。半導体層と導電層を同一の金属元素とすることで、製造コストを低減させることができる。例えば、同一の金属組成の金属酸化物ターゲットを用いることで、製造コストを低減させることができる。また半導体層と導電層を加工する際のエッチングガスまたはエッチング液を共通して用いることができる。ただし、半導体層と導電層は、同一の金属元素を有していても、組成が異なる場合がある。例えば、トランジスタ及び容量素子の作製工程中に、膜中の金属元素が脱離し、異なる金属組成となる場合がある。
半導体層を構成する酸化物半導体は、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上であることが好ましい。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。
半導体層を構成する酸化物半導体がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物の場合、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、Ｚｎ≧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＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３、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等が好ましい。なお、成膜される半導体層の原子数比はそれぞれ、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。
本実施の形態で例示したボトムゲート構造のトランジスタは、作製工程を削減できるため好ましい。またこのとき酸化物半導体を用いることで、多結晶シリコンよりも低温で形成できる、半導体層よりも下層の配線や電極の材料、基板の材料として、耐熱性の低い材料を用いることが可能なため、材料の選択の幅を広げることができる。例えば、極めて大面積のガラス基板などを好適に用いることができる。
〔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。また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。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、チタン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、タングステン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、タングステン膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜または窒化チタン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛等の酸化物を用いてもよい。また、マンガンを含む銅を用いると、エッチングによる形状の制御性が高まるため好ましい。
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、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。
〔絶縁層〕
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、ポリイミド、アクリル、エポキシ、シリコーン樹脂等の他、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を用いることもできる。
また発光素子は、一対の透水性の低い絶縁膜の間に設けられていることが好ましい。これにより、発光素子に水等の不純物が侵入することを抑制でき、装置の信頼性の低下を抑制できる。
透水性の低い絶縁膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の窒素と珪素を含む膜や、窒化アルミニウム膜等の窒素とアルミニウムを含む膜等が挙げられる。また、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いてもよい。
例えば、透水性の低い絶縁膜の水蒸気透過量は、１×１０−５［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、好ましくは１×１０−６［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、より好ましくは１×１０−７［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、さらに好ましくは１×１０−８［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下とする。
〔表示素子について〕
表示面側に位置する第１の画素が有する表示素子には、外光を反射して表示する素子を用いることができる。このような素子は、光源を持たないため、表示の際の消費電力を極めて小さくすることが可能となる。第１の画素が有する表示素子には、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の画素が有する表示素子として、シャッター方式のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）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。
また、表示面側とは反対側に位置する第２の画素が有する表示素子は光源を有し、その光源からの光を利用して表示する素子を用いることができる。このような画素が射出する光は、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）、且つコントラストの高い、つまり鮮やかな表示を行うことができる。第２の画素が有する表示素子には、例えばＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−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。または、第２の画素が有する表示素子として、光源であるバックライトと、バックライトからの光の透過光の光量を制御する透過型の液晶素子とを組み合わせたものを用いてもよい。
〔液晶素子〕
液晶素子としては、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（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｕｐｅｒ Ｖｉｅｗ）モードなどを用いることができる。
また、液晶素子には、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、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）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。
なお、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。なお、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、縦方向の電界又は斜め方向の電界を含む）によって制御される。なお、液晶素子に用いる液晶としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）、、高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。これらの液晶材料は、条件により、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。
また、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。
また、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。
本発明の一態様では、特に反射型の液晶素子を用いることができる。
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。
〔発光素子〕
発光素子としては、自発光が可能な素子を用いることができ、電流又は電圧によって輝度が制御される素子をその範疇に含んでいる。例えば、ＬＥＤ、ＱＬＥＤ、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子等を用いることができる。
本発明の一態様では、特に発光素子は、トップエミッション型の発光素子を用いることが好ましい。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
ＥＬ層は少なくとも発光層を有する。ＥＬ層は、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、又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。
陰極と陽極の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、ＥＬ層に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はＥＬ層において再結合し、ＥＬ層に含まれる発光物質が発光する。
発光素子として、白色発光の発光素子を適用する場合には、ＥＬ層に２種類以上の発光物質を含む構成とすることが好ましい。例えば２以上の発光物質の各々の発光が補色の関係となるように、発光物質を選択することにより白色発光を得ることができる。例えば、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｙ（黄）、Ｏ（橙）等の発光を示す発光物質、またはＲ、Ｇ、Ｂのうち２以上の色のスペクトル成分を含む発光を示す発光物質のうち、２以上を含むことが好ましい。また、発光素子からの発光のスペクトルが、可視光領域の波長（例えば３５０ｎｍ〜７５０ｎｍ）の範囲内に２以上のピークを有する発光素子を適用することが好ましい。また、黄色の波長領域にピークを有する材料の発光スペクトルは、緑色及び赤色の波長領域にもスペクトル成分を有する材料であることが好ましい。
ＥＬ層は、一の色を発光する発光材料を含む発光層と、他の色を発光する発光材料を含む発光層とが積層された構成とすることが好ましい。例えば、ＥＬ層における複数の発光層は、互いに接して積層されていてもよいし、いずれの発光材料も含まない領域を介して積層されていてもよい。例えば、蛍光発光層と燐光発光層との間に、当該蛍光発光層または燐光発光層と同一の材料（例えばホスト材料、アシスト材料）を含み、且ついずれの発光材料も含まない領域を設ける構成としてもよい。これにより、発光素子の作製が容易になり、また、駆動電圧が低減される。
また、発光素子は、ＥＬ層を１つ有するシングル素子であってもよいし、複数のＥＬ層が電荷発生層を介して積層されたタンデム素子であってもよい。
なお、上述した、発光層、ならびに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、及び電子注入性の高い物質、バイポーラ性の物質等を含む層は、それぞれ量子ドットなどの無機化合物や、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）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、量子ドット材料としては、コロイド状量子ドット材料、合金型量子ドット材料、コア・シェル型量子ドット材料、コア型量子ドット材料などを用いることができる。また、１２族と１６族、１３族と１５族、または１４族と１６族の元素グループを含む材料を用いてもよい。または、カドミウム、セレン、亜鉛、硫黄、リン、インジウム、テルル、鉛、ガリウム、ヒ素、アルミニウム等の元素を含む量子ドット材料を用いてもよい。
可視光を透過する導電膜は、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を用いて形成することができる。また、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、もしくはチタン等の金属材料、これら金属材料を含む合金、又はこれら金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等も、透光性を有する程度に薄く形成することで用いることができる。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錫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。また、グラフェン等を用いてもよい。
可視光を反射する導電膜は、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、又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、又はゲルマニウム等が添加されていてもよい。また、チタン、ニッケル、またはネオジムと、アルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）を用いてもよい。また銅、パラジウム、またはマグネシウムと、銀を含む合金を用いてもよい。銀と銅を含む合金は、耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム膜またはアルミニウム合金膜に接して金属膜又は金属酸化物膜を積層することで、酸化を抑制することができる。このような金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタンや酸化チタンなどが挙げられる。また、上記可視光を透過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の積層膜などを用いることができる。
電極は、それぞれ、蒸着法やスパッタリング法を用いて形成すればよい。そのほか、インクジェット法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法、又はメッキ法を用いて形成することができる。
〔接着層〕
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、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。
また、上記樹脂に乾燥剤を含んでいてもよい。例えば、アルカリ土類金属の酸化物（酸化カルシウムや酸化バリウム等）のように、化学吸着によって水分を吸着する物質を用いることができる。または、ゼオライトやシリカゲル等のように、物理吸着によって水分を吸着する物質を用いてもよい。乾燥剤が含まれていると、水分などの不純物が素子に侵入することを抑制でき、表示パネルの信頼性が向上するため好ましい。
また、上記樹脂に屈折率の高いフィラーや光散乱部材を混合することにより、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、酸化チタン、酸化バリウム、ゼオライト、ジルコニウム等を用いることができる。
〔接続層〕
接続層としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
〔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。
以上が各構成要素についての説明である。
［変形例］
以下では、上記断面構成例で例示した表示装置とは一部の構成の異なる例を説明する。なお、上記と重複する部分については説明を省略し、相違点のみ説明する。
〔断面構成例の変形例１〕
図２７に示す構成は、図２６で例示した構成と比較して、樹脂層１０２、樹脂層２０１、及び樹脂層２０２の構成が異なる点で主に相違している。
樹脂層１０２は、発光素子３６０と重なる領域に開口部を有する。また樹脂層２０１は、発光素子３６０と重なる領域に開口部を有する。また樹脂層２０２には、液晶素子５２９及び発光素子３６０と重なる領域に開口部を有する。これにより、発光素子３６０の光取り出し効率、及び液晶素子５２９の反射率を向上させることができる。
〔断面構成例の変形例２〕
図２８に示す構成は、図２６で例示した構成と比較してトランジスタの構成が異なる点で相違している。図２８に示すトランジスタ４０１、トランジスタ４０３、トランジスタ５０１は、第２のゲート電極を有する。このように、回路部３６４や回路部３６６に設けるトランジスタ、及び発光素子３６０に流れる電流を制御するトランジスタに、一対のゲートを有するトランジスタを適用することが好ましい。
〔断面構成例の変形例３〕
図２９に示す構成は、図２７で例示した構成と比較してトランジスタの構成及び樹脂層２０２の構成が異なる点、ならびに着色層５６５、遮光層５６６、及び絶縁層５６７を有する点で相違している。
図２９に示すトランジスタ４０１、トランジスタ４０３、トランジスタ５０１は、第２のゲート電極を有する。このように、回路部３６４や回路部３６６に設けるトランジスタ、及び発光素子３６０に流れる電流を制御するトランジスタに、一対のゲートを有するトランジスタを適用することが好ましい。
樹脂層２０２は、液晶素子５２９と重なる開口部と、発光素子３６０と重なる開口部とが、別々に設けられている。これにより、液晶素子５２９の反射率を向上させることができる。
また、絶縁層５７６の液晶素子５２９側の面には、遮光層５６６と、着色層５６５が設けられている。着色層５６５は、液晶素子５２９と重ねて設けられている。これにより、表示パネル２００はカラー表示を行うことができる。また、遮光層５６６は、液晶素子５２９と重なる開口部と、発光素子３６０と重なる開口部を有する。これにより、隣接画素間の混色を抑制し、色再現性の高い表示装置を実現できる。
〔断面構成例の変形例４〕
図３０に示す構成は、図２６における各トランジスタにトップゲート型のトランジスタを適用した場合の例である。このように、トップゲート型のトランジスタを適用することにより、寄生容量が低減できるため、表示のフレーム周波数を高めることができる。また、例えば８インチ以上の大型の表示パネルに好適に用いることができる。
〔断面構成例の変形例５〕
図３１に示す構成は、図２７における各トランジスタにトップゲート型のトランジスタを適用した場合の例である。
〔断面構成例の変形例６〕
図３２に示す構成は、図２６における各トランジスタに第２のゲート電極を有するトップゲート型のトランジスタを適用した場合の例を示している。
表示パネル１００側の各トランジスタは、樹脂層１０１上に導電層４９１を有する。また表示パネル２００側の各トランジスタは、樹脂層２０１上に接して、導電層５９１を有する。また導電層４９１を覆って絶縁層４７９が、導電層５９１を覆って絶縁層５７８が、それぞれ設けられている。
また、表示パネル２００の接続部５０６において、樹脂層２０１の一部が開口され、当該開口を埋めるように導電層５９２が設けられている。導電層５９２は、その裏面側（表示パネル１００側）の表面が露出するように設けられている。導電層５９２は、配線３６７と電気的に接続されている。ＦＰＣ３７４は、導電層５９２の露出した表面と、接続層５１９を介して電気的に接続されている。導電層５９２は導電層５９１と同一の導電膜を加工して形成することができる。導電層５９２は、裏面電極とも呼ぶことのできる電極として機能する。
このような構成は、樹脂層２０１に感光性の有機樹脂を用いることにより実現することができる。例えば、支持基板上に樹脂層２０１を形成する際に、樹脂層２０１に開口部を形成し、当該開口を埋めるように導電層５９２を形成する。そして樹脂層２０１と支持基板とを剥離する際、導電層５９２と支持基板とも同時に剥離されることにより、図３２に示すような導電層５９２を形成することができる。例えば、レーザ光の照射により、導電層５９２の裏面が変質し、導電層５９２と支持基板との密着性が低下することにより、好適に剥離することができる。
このような構成とすることで、表示面側に位置する表示パネル２００に接続するＦＰＣ３７４を、表示面とは反対側に配置することができる。そのため、表示装置を電子機器に組み込む際に、ＦＰＣ３７４を折り曲げるためのスペースを省くことができ、より小型化した電子機器を実現できる。
〔断面構成例の変形例７〕
図３３に示す構成は、図２７における各トランジスタに第２のゲート電極を有するトップゲート型のトランジスタを適用した場合の例を示している。
また、表示パネル２００の接続部５０６において、導電層５９２は、裏面電極とも呼ぶことのできる電極として機能する。例えば、実施の形態１で例示したように、光吸収層を用いた方法や、または凹部を有する樹脂層または２層構造の樹脂層を形成した後に導電層５９２の裏面が露出するように樹脂層の一部をエッチングする方法等を用いることができる。
以上が変形例についての説明である。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様を用いて作製することができる表示モジュールについて説明する。
図３４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。
本発明の一態様を用いて作製された表示装置は、例えば、表示パネル８００６に用いることができる。
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８００６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、抵抗膜方式又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、タッチパネル８００４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。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、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３５（Ａ）、（Ｂ）に、携帯情報端末８００の一例を示す。携帯情報端末８００は、筐体８０１、筐体８０２、表示部８０３、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、図３５（Ａ）に示すように折り畳んだ状態から、図３５（Ｂ）に示すように筐体８０１と筐体８０２を開くことができる。
例えば表示部８０３及び表示部８０４に、文書情報を表示することが可能であり、電子書籍端末としても用いることができる。また、表示部８０３及び表示部８０４に静止画像や動画像を表示することもできる。
このように、携帯情報端末８００は、持ち運ぶ際には折り畳んだ状態にできるため、汎用性に優れる。
なお、筐体８０１及び筐体８０２には、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３５（Ｃ）に携帯情報端末の一例を示す。図３５（Ｃ）に示す携帯情報端末８１０は、筐体８１１、表示部８１２、操作ボタン８１３、外部接続ポート８１４、スピーカ８１５、マイク８１６、カメラ８１７等を有する。
表示部８１２に、本発明の一態様の表示装置を備える。
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を切り替えることができる。例えば、メール作成画面から、メインメニュー画面に切り替えることができる。
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ようにすることができる。また、画面表示の向きの切り替えは、表示部８１２を触れること、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３５（Ｄ）に、カメラの一例を示す。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。
表示部８２２に、本発明の一態様の表示装置を備える。
ここではカメラ８２０として、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と筐体が一体となっていてもよい。
カメラ８２０は、シャッターボタン８２４を押すことにより、静止画、または動画を撮像することができる。また、表示部８２２はタッチパネルとしての機能を有し、表示部８２２をタッチすることにより撮像することも可能である。
なお、カメラ８２０は、ストロボ装置や、ビューファインダーなどを別途装着することができる。または、これらが筐体８２１に組み込まれていてもよい。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
本実施例では、支持基板上に樹脂層及びトランジスタを形成した試料を作製し、剥離前後における電気特性を比較した結果について説明する。
樹脂層上に形成したトランジスタの構成について以下に説明する。なお、該トランジスタの構成は、図９（Ｃ）に示すトランジスタ１１０ｃと同様である。
支持基板として、厚さ約０．７ｍｍのガラス基板を用いた。樹脂層として、厚さ約１．５５μｍのポリイミド樹脂を用いた。樹脂層上に絶縁層として、厚さ約２００ｎｍの酸化窒化シリコン膜を用いた。バックゲート電極として機能する導電層として、厚さ約１００ｎｍのチタン膜を用いた。その上の絶縁層に、厚さ約４００ｎｍの窒化シリコン膜および厚さ約５０ｎｍの酸化窒化シリコン膜の積層膜を用いた。半導体層として、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３の酸化物ターゲットを用いて形成した厚さ約４０ｎｍのＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物膜を用いた。ゲート絶縁層として機能する絶縁層として、厚さ約１５０ｎｍの酸化窒化シリコン層を用いた。ゲート電極として機能する導電層として、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３の酸化物ターゲットを用いて形成した厚さ約１００ｎｍのＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物膜を用いた。その上の絶縁層として、厚さ約１００ｎｍの窒化シリコン膜および厚さ約３００ｎｍの酸化窒化シリコン膜の積層膜を用いた。ソース電極及びドレイン電極として機能する導電層として、厚さ約１０ｎｍのチタン膜および厚さ約１００ｎｍの銅膜の積層膜を用いた。その上の絶縁層としては、厚さ約１．５μｍのアクリル樹脂を用いた。
上記のトランジスタについて、Ｉｄ−Ｖｇ特性（ドレイン電流−ゲート電圧特性）を測定した。測定条件は、支持基板の剥離の前後で以下のように異なる。剥離前においては、Ｉｄ−Ｖｇ特性の測定は、ドレイン電圧を０．１Ｖまたは２０Ｖとし、バックゲート電圧およびゲート電圧を−８Ｖから８Ｖまで０．２５Ｖステップで掃引させた。剥離後においては、Ｉｄ−Ｖｇ特性の測定は、ドレイン電圧を０．１Ｖまたは１０Ｖとし、バックゲート電圧およびゲート電圧を−８Ｖから８Ｖまで０．２５Ｖステップで掃引させた。
Ｉｄ−Ｖｇ特性の測定結果を図３６に示す。図３６（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、チャネル長Ｌが２μｍ、チャネル幅Ｗが５０μｍのトランジスタの、剥離前および剥離後の測定結果である。図３６では、横軸にゲート電圧Ｖｇ［Ｖ］、左側の縦軸にドレイン電流Ｉｄ［Ａ］、右側の縦軸に電界効果移動度μＦＥ［ｃｍ２／Ｖｓ］をとる。また、図３６において、実線はドレイン電圧が１０Ｖまたは２０ＶのＩｄ−Ｖｇ特性を、一点鎖線はドレイン電圧が０．１ＶのＩｄ−Ｖｇ特性を、破線はドレイン電圧が１０Ｖまたは２０Ｖの電界効果移動度μＦＥを示している。また、剥離前および剥離後に測定されたトランジスタは、同一の樹脂層上に形成された異なるトランジスタである。
図３６に示す通り、樹脂層から支持基板を剥離する前後において、樹脂層上に形成されたトランジスタの電気特性にほとんど差がみられないことが確認できた。
また、図３６に示すように、酸化物半導体を用いることにより、チャネル長が２μｍと極めて微細なトランジスタであっても、良好なトランジスタ特性が得られていることが確認できる。そのため、可撓性を有し、且つ極めて高精細な表示装置を実現できる。また、表示装置の駆動回路の占有面積も縮小できるため、可撓性を有し、且つ狭額縁の表示装置を実現できる。
本実施例は、少なくともその一部を本明細書中に記載する実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
１０ 表示装置
１１ 基板
１２ 基板
２１ 発光
２２ 反射光
５０ 接着層
５１ 接着層
５２ 接着層
６１ 支持基板
６２ 支持基板
６３ 支持基板
６４ 支持基板
７０ 光
１００ 表示パネル
１０１ 樹脂層
１０１ａ 樹脂層
１０２ 樹脂層
１０２ａ 樹脂層
１０２ｂ 樹脂層
１０２ｃ 樹脂層
１１０ トランジスタ
１１０ａ トランジスタ
１１０ｂ トランジスタ
１１０ｃ トランジスタ
１１１ 導電層
１１２ 半導体層
１１３ａ 導電層
１１３ｂ 導電層
１１４ 導電層
１１５ 導電層
１２０ 発光素子
１２１ 導電層
１２２ ＥＬ層
１２３ 導電層
１３１ 絶縁層
１３２ 絶縁層
１３３ 絶縁層
１３４ 絶縁層
１３５ 絶縁層
１３６ 絶縁層
１３７ 絶縁層
１４１ 絶縁層
１５１ 接着層
１５２ 着色層
１５３ 遮光層
２００ 表示パネル
２０１ 樹脂層
２０１ａ 樹脂層
２０２ 樹脂層
２０４ 絶縁層
２１０ トランジスタ
２１１ 導電層
２１２ 半導体層
２１３ａ 導電層
２１３ｂ 導電層
２２０ 液晶素子
２２１ 導電層
２２２ 液晶
２２３ 導電層
２２４ａ 配向膜
２２４ｂ 配向膜
２３１ 絶縁層
２３２ 絶縁層
２３３ 絶縁層
２３４ 絶縁層
３００ 表示装置
３１１ 電極
３１１ｂ 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 回路部
３６５ 配線
３６６ 回路部
３６７ 配線
３７２ ＦＰＣ
３７３ ＩＣ
３７４ ＦＰＣ
３７５ ＩＣ
４００ 表示装置
４０１ トランジスタ
４０２ トランジスタ
４０３ トランジスタ
４０４ 発光素子
４０５ 容量素子
４０６ 接続部
４０７ 配線
４１０ 画素
４１１ 絶縁層
４１２ 絶縁層
４１３ 絶縁層
４１４ 絶縁層
４１５ 絶縁層
４１６ スペーサ
４１７ 接着層
４１９ 接続層
４２１ 電極
４２２ ＥＬ層
４２３ 電極
４２４ 光学調整層
４２５ 着色層
４２６ 遮光層
４５１ 開口
４７１ 基板
４７２ 基板
４７６ 絶縁層
４７８ 絶縁層
４７９ 絶縁層
４９１ 導電層
５０１ トランジスタ
５０３ トランジスタ
５０５ 容量素子
５０６ 接続部
５１１ 絶縁層
５１２ 絶縁層
５１３ 絶縁層
５１４ 絶縁層
５１７ 接着層
５１９ 接続層
５２９ 液晶素子
５４３ 接続体
５６２ 電極
５６３ 液晶
５６４ａ 配向膜
５６４ｂ 配向膜
５６５ 着色層
５６６ 遮光層
５６７ 絶縁層
５７２ 基板
５７６ 絶縁層
５７８ 絶縁層
５９１ 導電層
５９２ 導電層
５９９ 偏光板
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

Claims (11)

  1. 第１の表示パネルと、第２の表示パネルと、第１の接着層と、を有する表示装置であって、
    前記第１の表示パネルは、第１の樹脂層と、第２の樹脂層と、前記第１の樹脂層と前記第２の樹脂層との間に位置する反射型の液晶素子及び第１のトランジスタと、を有し、
    前記第２の表示パネルは、第３の樹脂層と、第４の樹脂層と、前記第３の樹脂層と前記第４の樹脂層との間に位置する発光素子及び第２のトランジスタと、を有し、
    前記液晶素子は、前記第２の樹脂層側に光を反射する機能を有し、
    前記発光素子は、前記第３の樹脂層側に光を発する機能を有し、
    前記第１の樹脂層と、前記第３の樹脂層とは、前記第１の接着層により接着され、
    前記第１のトランジスタと、前記第２のトランジスタは、酸化物半導体にチャネルが形成され、
    前記第１の樹脂層の厚さ及び前記第３の樹脂層の厚さは、０．１μｍ以上３μｍ以下である、
    表示装置。
  2. 請求項１において、
    前記第１の樹脂層は、前記発光素子と重なる第１の開口部を有し、
    前記第２の樹脂層は、前記発光素子と重なる第２の開口部を有し
    前記第３の樹脂層は、前記発光素子と重なる第３の開口部を有し、
    前記発光素子は、前記第１の開口部、前記第２の開口部、及び前記第３の開口部を介して、光を射出する機能を有する、
    表示装置。
  3. 請求項２において、
    前記第２の樹脂層の前記第２の開口部は、前記液晶素子と重なる部分を有し、
    前記液晶素子は、前記第２の開口部を介して、光を反射する機能を有する、
    表示装置。
  4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
    前記第２の樹脂層の厚さ及び前記第４の樹脂層の厚さは、０．１μｍ以上３μｍ以下である、
    表示装置。
  5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
    第１の基板と、第２の基板と、第２の接着層と、第３の接着層と、を有し、
    前記第１の基板は、前記第４の樹脂層と、前記第２の接着層により接着され、
    前記第２の基板は、前記第２の樹脂層と、前記第３の接着層により接着されている、
    表示装置。
  6. 請求項５において、
    前記第１の基板及び前記第２の基板は、樹脂を含む、
    表示装置。
  7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
    前記第１のトランジスタは、第１のソース電極、第１のドレイン電極、及び第１の半導体層を有し、
    前記第２のトランジスタは、第２のソース電極、第２のドレイン電極、及び第２の半導体層を有し、
    前記第１のソース電極及び前記第１のドレイン電極は、前記第１の半導体層の上面及び側端部に接して設けられ、
    前記第２のソース電極及び前記第２のドレイン電極は、前記第２の半導体層の上面及び側端部に接して設けられた、
    表示装置。
  8. 請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
    前記第１のトランジスタは、第１のソース電極、第１のドレイン電極、及び第１の半導体層を有し、
    前記第２のトランジスタは、第２のソース電極、第２のドレイン電極、及び第２の半導体層を有し、
    前記第１の半導体層の上面の一部及び側端部を覆う第１の絶縁層を有し、
    前記第２の半導体層の上面の一部及び側端部を覆う第２の絶縁層を有し、
    前記第１のソース電極及び前記第１のドレイン電極は、前記第１の絶縁層上に設けられ、且つ前記第１の絶縁層に設けられた開口を介して前記第１の半導体層と電気的に接続され、
    前記第２のソース電極及び前記第２のドレイン電極は、前記第２の絶縁層上に設けられ、且つ前記第２の絶縁層に設けられた開口を介して前記第２の半導体層と電気的に接続された、
    表示装置。
  9. 請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
    前記第１のトランジスタは、第１のソース電極、第１のドレイン電極、及び第１の半導体層を有し、
    前記第２のトランジスタは、第２のソース電極、第２のドレイン電極、及び第２の半導体層を有し、
    前記第１のソース電極及び前記第１のドレイン電極は、前記第１の半導体層の上面及び側端部に接して設けられ、
    前記第２の半導体層の上面の一部及び側端部を覆う第２の絶縁層を有し、
    前記第２のソース電極及び前記第２のドレイン電極は、前記第２の絶縁層上に設けられ、且つ前記第２の絶縁層に設けられた開口を介して前記第２の半導体層と電気的に接続された、
    表示装置。
  10. 請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
    前記第１のトランジスタは、第１のソース電極、第１のドレイン電極、及び第１の半導体層を有し、
    前記第２のトランジスタは、第２のソース電極、第２のドレイン電極、及び第２の半導体層を有し、
    前記第１の半導体層の上面の一部及び側端部を覆う第１の絶縁層を有し、
    前記第１のソース電極及び前記第１のドレイン電極は、前記第１の絶縁層上に設けられ、且つ前記第１の絶縁層に設けられた開口を介して前記第１の半導体層と電気的に接続され、
    前記第２のソース電極及び前記第２のドレイン電極は、前記第２の半導体層の上面及び側端部に接して設けられた、
    表示装置。
  11. 請求項７乃至請求項１０のいずれか一において、
    前記第１のトランジスタは、第１のゲート電極及び第２のゲート電極を有し、
    前記第１のゲート電極と、前記第２のゲート電極は、前記第１の半導体層を挟んで対向して設けられ、
    前記第２のトランジスタは、第３のゲート電極及び第４のゲート電極を有し、
    前記第３のゲート電極と、前記第４のゲート電極は、前記第２の半導体層を挟んで対向して設けられた、
    表示装置。
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