JP6884537B2 - 表示装置 - Google Patents

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。

有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子や、液晶素子が適用された表示装置が知られている。また、そのほかにも、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子を備える発光装置、電気泳動方式などにより表示を行う電子ペーパなども、表示装置の一例として挙げることができる。

有機ＥＬ素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層を挟持したものである。この素子に電圧を印加することにより、発光性の有機化合物から発光を得ることができる。このような有機ＥＬ素子が適用された表示装置は、薄型、軽量、高コントラストで且つ低消費電力な表示装置を実現できる。

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。

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）。

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、使用環境に応じて最適な輝度で画像を表示することが求められている。特に、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、設置型の機器と異なり、使用環境が変化することが多い。特に、外光の明るい場所などでは、高い輝度で表示することが求められている。

本発明の一態様は、輝度を高め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、信頼性の高い表示装置を提供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、表示装置の消費電力を低減することを課題の一とする。

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

本発明の一態様は、第１の表示素子と、第２の表示素子と、着色層と、を有する表示装置である。第１の表示素子は、表示面側に可視光を反射する機能を有し、第２の表示素子は、表示面側に可視光を発する機能を有する。

上記において、着色層は、第１の表示素子が反射する第１の光の光路上に位置し、且つ、赤色、緑色、青色のうち、いずれか二つの光を透過することが好ましい。

または、上記において、着色層は、第１の表示素子が反射する第１の光の光路上に位置し、且つ、シアン、マゼンダ、イエローのうち、いずれか一の光を透過することが好ましい。

または、上記において、着色層は、第１の表示素子が反射する第１の光の光路上に位置し、且つ、シアン、マゼンダ、イエローのうち、いずれか一の光を透過することが好ましい。さらに第２の表示素子は、赤色、緑色、青色のうち、いずれか一の光を発することが好ましい。

また、本発明の他の一態様は、第１の表示素子と、第２の表示素子と、第１の着色層と、第２の着色層と、を有する表示装置である。第１の表示素子は、表示面側に可視光を反射する機能を有し、第２の表示素子は、表示面側に可視光を発する機能を有する。第１の着色層は、第１の表示素子が反射する第１の光の光路上に位置する。第２の着色層は、第２の表示素子が発する第２の光の光路上に位置する。第１の着色層は、シアン、マゼンダ、イエローのうち、いずれか一の光を透過し、第２の着色層は、赤色、緑色、青色のうち、いずれか一の光を透過する。

また、上記において、シアンの光は、波長４５０ｎｍの光と、波長５５０ｎｍの光を含み、マゼンダの光は、波長４５０ｎｍの光と、波長７００ｎｍの光を含み、イエローの光は、波長５５０ｎｍの光と、波長７００ｎｍの光を含むことが好ましい。

また、上記において、赤色の光は、波長７００ｎｍの光を含み、緑色の光は、波長５５０ｎｍの光を含み、青色の光は、波長４５０ｎｍの光を含むことが好ましい。

また、上記において、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、を有することが好ましい。このとき、第１の表示素子は、第１のトランジスタと電気的に接続し、且つ、可視光を反射する第１の導電層を有することが好ましい。また第２の表示素子は、第２のトランジスタと電気的に接続し、且つ、可視光を透過する第２の導電層を有することが好ましい。また第１の表示素子は、第１のトランジスタ及び第２のトランジスタよりも表示面側に位置し、第２の表示素子は、第１のトランジスタ及び第２のトランジスタを挟んで、第１の表示素子とは反対側に位置することが好ましい。

また、上記第１のトランジスタと、上記第２のトランジスタとは、同一面上に設けられることが好ましい。また、上記第１のトランジスタ及び上記第２のトランジスタは、チャネルが形成される半導体に金属酸化物を含むことが好ましい。

本発明の一態様によれば、輝度を高められる表示装置を提供できる。または、信頼性の高い表示装置を提供できる。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ことができる。または、表示装置の消費電力を低減することができる。

表示装置の構成例を説明する図。 表示装置の構成例を説明する図。 表示装置の構成例を説明する図。 表示装置の構成例を説明する図。 表示装置の構成例を説明する図。 表示装置の構成例を説明する図。 表示装置の構成例を説明する、模式図及び状態遷移図。 表示装置の構成例を説明する、回路図及びタイミングチャート。 表示装置の一例を示す斜視図。 表示装置の構成例を説明する図。 表示装置の回路図。 表示装置の構成例を説明する図。 表示装置の構成例を説明する図。 表示装置の構成例を説明する図。 入出力パネルの構成例を説明する図。 入出力パネルの構成例を説明する図。 表示モジュールの構成例を説明する図。 電子機器の構成例を説明する図。 電子機器の構成例を説明する図。 電子機器の構成例を説明する図。 試料のＸＲＤスペクトルの測定結果を説明する図。 試料のＴＥＭ像、および電子線回折パターンを説明する図。 試料のＥＤＸマッピングを説明する図。

実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

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

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

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

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。

なお、以下では「上」、「下」などの向きを示す表現は、基本的には図面の向きと合わせて用いるものとする。しかしながら、説明を容易にするためなどの目的で、明細書中の「上」または「下」が意味する向きが、図面とは一致しない場合がある。一例としては、積層体等の積層順（または形成順）などを説明する場合に、図面において当該積層体が設けられる側の面（被形成面、支持面、接着面、平坦面など）が当該積層体よりも上側に位置していても、その向きを下、これとは反対の向きを上、などと表現する場合がある。

（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説明する。

本発明の一態様の表示装置は、可視光を反射する第１の表示素子と、可視光を発する第２の表示素子とが混在した表示装置である。

表示装置は、第１の表示素子が表示面側に反射する第１の光と、第２の表示素子が表示面側に発する第２の光のうち、いずれか一方、または両方により、表示面に画像を表示する機能を有する。または、表示装置は、第１の表示素子が反射する第１の光の光量と、第２の表示素子が発する第２の光の光量と、をそれぞれ制御することにより、階調を表現する機能を有する。

また、表示装置は、第１の表示素子が表示面側に反射する第１の光の光量を制御することにより階調を表現する第１の画素と、第２の表示素子が表示面側に発する第２の光の光量を制御することにより階調を表現する第２の画素を有する構成とすることが好ましい。第１の画素及び第２の画素は、例えば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。

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。

第１の画素が有する第１の表示素子には、外光を反射して表示する素子を用いることができる。このような素子は、光源を持たないため、表示の際の消費電力を極めて小さくすることが可能となる。

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

また、第２の画素が有する第２の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。特に、電界を印加することにより発光性の物質から発光を取り出すことのできる、電界発光素子を用いることが好ましい。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。

例えば第１の画素が有する第１の表示素子の光路上には、第１の着色層を有する。第１の着色層は、シアン、マゼンダ、及びイエローの光うち、いずれか一を透過する。例えば、第１の画素は３つの副画素を有し、それぞれの副画素が有する第１の表示素子の光路上に、シアンの光を透過する着色層、マゼンダの光を透過する着色層、またはイエローの光を透過する着色層が設けられる構成とすることで、カラー表示を行うことができる。

第１の着色層は、補色系のカラーフィルタとも言うことができる。シアン、マゼンダ、及びイエローは、原色である赤色、緑色、青色の補色であることに由来する。このような第１の着色層は、赤色、緑色、または青色の光のうち、いずれか一を吸収する。言い換えると、赤色、緑色、または青色の光のうち、いずれか二つを透過する。一方、赤色、緑色、または青色を透過する、いわゆる原色系のカラーフィルタは、赤色、緑色、または青色の光のうち、いずれか二つを吸収する。そのため、可視光を反射する第１の表示素子に補色系のカラーフィルタを用いることで、原色系のカラーフィルタを用いた場合に比べて、反射光の輝度を増大させることが可能となる。

一方、可視光を発する第２の表示素子は、赤色、緑色、または青色の光のうち、いずれか一を発する構成とする。これにより、鮮やかな表示を行うことができる。

例えば、第２の画素は、赤色の光を発する発光素子と、緑色の光を発する発光素子と、青色の光を発する発光素子を有する構成とすることができる。または、白色の光を発する３つの発光素子のそれぞれの光路上に、赤色の光を透過する着色層、緑色の光を透過する着色層、及び青色の光を透過する着色層ののうち、いずれか一を配置する構成とすることができる。これにより、鮮やかなカラー表示を行うことができる。

ここで、本明細書等において、赤色の光は波長５８０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲に含まれる光をいい、代表的には波長７００ｎｍの光を含む光を指す。また、緑色の光は波長４９０ｎｍ以上５８０ｎｍ未満の範囲に含まれる光をいい、代表的には波長５５０ｎｍの光を含む光を指す。また、青色の光は波長４００ｎｍ以上４９０ｎｍ未満の範囲に含まれる光をいい、代表的には波長４５０ｎｍの光を含む光を指す。

また、本明細書等において、シアンの光は上記青色の光と、上記緑色の光の両方を含む光を指す。また、マゼンダの光は上記赤色の光と、上記青色の光の両方を含む光を指す。また、イエローは、上記赤色の光と、上記緑色の光の両方を含む光を指す。なお、着色層を透過することにより得られる光でない場合、例えば、発光素子からの発光を指す場合等にはこの限りでなく、シアン、マゼンダ、及びイエローの光は、それぞれスペクトルに単一ピークを有する単色光であってもよい。このとき、マゼンダは赤色よりも長波長の光に相当する。

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のモードは、第１の表示素子による反射光を用いて画像を表示するモードである。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。また、反射光を用いるため、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。なお、第１のモードを、反射した光を用いて表示を行うため、反射型の表示モード（Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅ）と呼称してもよい。

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モードである。そのため、外光の照度や色度によらず、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、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。なお、第２のモードは、発光を用いて表示を行うため、発光型の表示モード（Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｍｏｄｅ）と呼称してもよい。

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モードである。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。

なお、本明細書等において、第１の表示素子と、第２の表示素子とを組み合わせた表示、すなわち、第３のモードをハイブリッド表示モード（ＨＢ表示モード）と呼称することができる。または、第３のモードを、発光型の表示モードと、反射型の表示モードとを組み合わせた表示モード（ＥＲ−Ｈｙｂｒｉｄ ｍｏｄｅ）と呼称してもよい。

ここで、表示装置の構成として、第１の画素及び第２の画素を有する表示パネルと、制御部と、を有する構成とすることができる。制御部は、外部から入力される画像情報に基づき、第１の画素に出力する第１の階調値、及び第２の画素に出力する第２の階調値を生成し、出力する。ここで画像情報は、各画素ユニットに対応する階調値を含む情報であり、例えばビデオ信号などの映像信号が挙げられる。

なお、制御部は、外光の照度等に基づいて、上述した表示モードを選択する機能を有していてもよい。

また、表示装置は、第１の画素は、第１の表示素子と電気的に接続される第１のトランジスタを有し、第２の画素は、第２の表示素子と電気的に接続される第２のトランジスタを有することが好ましい。

このとき、第１のトランジスタと第２のトランジスタとは、それぞれ同一面上に形成されることが好ましい。このとき、第１の表示素子及び第２の表示素子のいずれか一方は、絶縁層に設けられた開口を介して、第１のトランジスタまたは第２のトランジスタと電気的に接続されることが好ましい。これにより、第１のトランジスタと第２のトランジスタとを、同一の工程により作製することができるため、工程を簡略化できる。

また、一対の基板間に第１の表示素子と、第２の表示素子と、各トランジスタとを挟持した構成とすることで、厚さが薄く、軽量な表示装置を実現できる。

以下では、より具体的な構成例について、図面を参照して説明する。

［構成例］
図１（Ａ）に、表示装置１０の断面構成の一例を示す。

表示装置１０は、基板３１と基板２１との間に、機能層４１、絶縁層８１、絶縁層８３、表示素子９０、表示素子４０等を有する。基板３１の外側に位置する表面が、表示面に相当する。

表示素子４０は、導電層２３ｔ、導電層２５及びこれらに挟持された液晶２４を有する。また導電層２３ｔと絶縁層８３の間に開口を有する導電層２３ｒが設けられている。導電層２３ｒは可視光を反射し、導電層２３ｔと導電層２５は可視光を透過する。したがって、表示素子４０は基板３１側（表示面側）に反射光を射出する反射型の液晶素子である。ここで、導電層２３ｔは画素毎（副画素毎）に配置され、画素電極として機能する。導電層２５は、複数の画素にわたって配置されている。導電層２５は、図示しない領域で定電位が供給される配線と接続され、共通電極として機能する。

表示素子９０は、導電層９１、導電層９３、及びこれらに挟持されたＥＬ層９２を有する。ＥＬ層９２は、少なくとも発光性の物質を含む層である。導電層９１は可視光を透過し、導電層９３は可視光を反射する。したがって、表示素子９０は、導電層９１と導電層９３との間に電圧を印加することで、基板３１側に光を射出する電界発光素子である。導電層９１は、画素毎（副画素毎）に配置され、画素電極として機能する。導電層９３は、複数の画素にわたって配置されている。導電層９３は、図示しない領域で定電位が供給される配線と接続され、共通電極として機能する。

機能層４１は、表示素子４０を駆動する回路と、表示素子９０を駆動する回路と、を含む層である。例えば機能層４１は、トランジスタ、容量素子、配線、電極等により、画素回路が構成されている。

機能層４１と導電層２３ｒとの間には、絶縁層８３が設けられている。絶縁層８３に設けられた開口を介して、導電層２３ｒと機能層４１とが電気的に接続され、導電層２３ｒと導電層２３ｔとは接している。これにより、機能層４１と表示素子４０とが電気的に接続されている。

また機能層４１と導電層９１との間には、絶縁層８１が設けられている。絶縁層８１に設けられた開口を介して、導電層９１と機能層４１とが電気的に接続されている。これにより、機能層４１と表示素子９０とが電気的に接続されている。

また導電層９１の端部を覆って絶縁層８４が設けられ、絶縁層８４の一部と導電層９１の一部を覆ってＥＬ層９２が設けられている。またＥＬ層９２を覆って導電層９３が設けられている。

基板２１と導電層９３との間には接着層８９を有する。接着層８９により、基板２１と基板３１とが貼り合わされているともいえる。接着層８９は、表示素子９０を封止する封止層としても機能する。

このように、２種類の表示素子（表示素子４０と表示素子９０）をそれぞれ駆動する機能層４１を、表示素子４０と表示素子９０との間に配置することで、構成を簡略化できる。また、トランジスタ等の作製工程を共通化できるため、作製コストを低減できる。

導電層２５と基板３１との間には、導電層２３ｒと重なる位置に、着色層ＣＦＭ、着色層ＣＦＹ、及び着色層ＣＦＣがそれぞれ設けられている。また着色層ＣＦＭ、着色層ＣＦＹ、及び着色層ＣＦＣを覆って、絶縁層８５と導電層２５とが積層して設けられている。

着色層ＣＦＭは、マゼンダの光を透過するカラーフィルタとして機能する。着色層ＣＦＹは、イエローの光を透過するカラーフィルタとして機能する。着色層ＣＦＣは、シアンの色を透過するカラーフィルタとして機能する。

表示装置１０に入射される外光の一部は、着色層ＣＦＭを透過し、表示素子４０により反射され、再度着色層ＣＦＭを透過し、マゼンダの光２０ｒＭとして外部に射出される。同様に、着色層ＣＦＹが設けられる表示素子４０からはイエローの光２０ｒＹが射出され、着色層ＣＦＣが設けられる表示素子４０からはシアンの光２０ｒＣが射出される。

また、機能層４１と絶縁層８１との間に、それぞれ導電層９１と重なる着色層ＣＦＲ、着色層ＣＦＧ、及び着色層ＣＦＢが設けられている。着色層ＣＦＲは赤色の光を透過するカラーフィルタとして機能し、着色層ＣＦＧは緑色の光を透過するカラーフィルタとして機能し、着色層ＣＦＢは青色の光を透過するカラーフィルタとして機能する。

図１（Ａ）では、ＥＬ層９２が複数の表示素子９０に亘って一様に設けられている。ここで、各表示素子９０は、白色光を発する発光素子である。したがって、着色層ＣＦＲが設けられた表示素子９０が発した光は着色層ＣＦＲを透過し、赤色の光２０ｅＲとして表示面側に射出される。同様に、着色層ＣＦＧが設けられた表示素子９０からは緑色の光２０ｅＧが射出され、着色層ＣＦＢが設けられた表示素子９０からは青色の光２０ｅＢが射出される。

着色層ＣＦＭ、着色層ＣＦＹ、及び着色層ＣＦＣはそれぞれ開口を有し、着色層ＣＦＲ、着色層ＣＦＧ、着色層ＣＦＢは、それぞれ当該開口と重なるように設けられている。これにより、表示素子４０の光路上に、着色層ＣＦＲ、着色層ＣＦＧ、着色層ＣＦＢが設けられないため、表示素子４０の反射率を高めることができ、明るい表示を行うことができる。

ここで、図１（Ａ）に示すように、着色層ＣＦＭが設けられ、マゼンダの光を反射する表示素子４０と、着色層ＣＦＲが設けられ、赤色の光を発する表示素子９０とが重ねて設けられている。赤色の光は、マゼンダの光を透過する着色層ＣＦＭを透過することができるため、表示素子９０から射出される光の一部が、着色層ＣＦＭに到達してもこれを透過することができる。そのため、表示素子９０と、着色層ＣＦＭとが重なるような位置ずれが生じた場合であっても、表示素子９０が射出する光の取り出し効率の低下を抑制することができる。

このように、表示素子９０と表示素子４０とを重ねる場合、表示素子９０が着色層を介して発する光が、表示素子４０側の着色層を透過しうる組み合わせとすることが好ましい。例えば、赤色に対応する表示素子９０には、マゼンダまたはイエローに対応する表示素子４０を重ねることができる。また、緑色に対応する表示素子９０には、シアンまたはイエローに対応する表示素子４０を重ねることができる。また、青色に対応する表示素子９０には、マゼンダまたはシアンに対応する表示素子９０を重ねることができる。

ここで、機能層４１の画素回路に、金属酸化物が適用され、オフ電流が極めて低いトランジスタを適用した場合や、当該画素回路に記憶素子を適用した場合などでは、表示素子４０または表示素子９０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。そのため、表示品位を維持したまま、フレームレートを極めて小さくでき、低消費電力な駆動を行うことができる。

また、ここでは図示しないが、基板３１の外側に、偏光板を設けることが好ましい。特に円偏光板を用いることが好ましい。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。偏光板は、基板３１よりも外側の面に配置することができ、このとき、表示面は偏光板よりも外側に位置する。

なお、基板３１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、上記偏光板、位相差板のほか、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３１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。

また、基板３１よりも外側にタッチセンサを設けてもよい。これにより、表示装置１０と当該タッチセンサを含む構成を、タッチパネルとして機能させることができる。

［表示装置の色再現性について］
図１（Ｂ）は、表示素子９０及び表示素子４０が発する光をプロットしたｘｙ色度図である。

表示素子９０から射出される３つの光（光２０ｅＲ、光２０ｅＧ、光２０ｅＢ）に対応する３つの色度座標を結ぶ三角形の内側が、表示素子９０により表現可能な色域Ｃｅを示す。また、表示素子４０から射出される３つの光（光２０ｒＭ、光２０ｒＹ、光２０ｒＣ）に対応する３つの色度座標を結ぶ三角形の内側が、表示素子４０により表現可能な色域Ｃｒを示す。また、図１（Ｂ）には、規格により定められた白色の座標に対応する点Ｄ６５を示している。

ここで、色域Ｃｒは表示装置１０に入射される外光（環境光ともいう）の色度に応じて、その形状が変化する。

図１（Ｂ）では、色域Ｃｒを規定する３つの色度座標が、色域Ｃｅよりも外側に位置している例を示している。すなわち、色域Ｃｒは、色域Ｃｅよりも外側に突出した部分を有する。このとき、６つの光に対応する色度座標を結ぶ六角形（破線で示す領域）の内側が、表示装置１０で表現可能な色域に相当する。環境光として理想的な白色光に近い連続スペクトルを有する光が入射された場合には、図１（Ｂ）に示すように、表示装置１０が表現可能な色域を広げることができ、より鮮やかな表示を行うことが可能となる。

［着色層について］
図１（Ｃ１）は、着色層ＣＦＲ、着色層ＣＦＧ、及び着色層ＣＦＢのそれぞれについて、理想的な透過スペクトルを示している。また図１（Ｃ２）には、着色層ＣＦＭ、着色層ＣＦＹ、及び着色層ＣＦＣのそれぞれについて、理想的な透過スペクトルを示している。

図１（Ｃ１）、（Ｃ２）において、横軸は波長であり、縦軸は透過率を示している。なお、ここでは明瞭化のため、図中に示すスペクトルを縦軸方向に少しだけずらして示している。

また図１（Ｃ１）において、着色層ＣＦＲを実線で、着色層ＣＦＧを破線で、着色層ＣＦＢを一点鎖線で、それぞれ示している。また、図１（Ｃ２）において、着色層ＣＦＣを実線で、着色層ＣＦＭを破線で、着色層ＣＦＹを一点鎖線で、それぞれ示している。

着色層ＣＦＲは、赤色の光（代表的には波長７００ｎｍの光を含む光）を透過し、それ以外の波長の光をカットする。着色層ＣＦＧは、緑色の光（代表的には波長５５０ｎｍの光を含む光）を透過し、それ以外の波長をカットする。着色層ＣＦＢは、青色の光（代表的には波長４５０ｎｍの光を含む光）を透過し、それ以外の波長をカットする。

着色層ＣＦＣは、青色の光（代表的には波長４５０ｎｍの光を含む光）と緑色の光（代表的には波長５５０ｎｍの光を含む光）の２つを透過し、赤色の光（代表的には波長７００ｎｍの光を含む光）をカットする。着色層ＣＦＭは、赤色の光（代表的には波長７００ｎｍの光を含む光）と青色の光（代表的には波長４５０ｎｍの光を含む光）の２つを透過し、緑色の光（代表的には波長５５０ｎｍの光を含む光）をカットする。着色層ＣＦＹは、緑色の光（代表的には波長５５０ｎｍの光を含む光）と赤色の光（代表的には波長７００ｎｍの光を含む光）の２つを透過し、青色の光（代表的には波長４５０ｎｍの光を含む光）をカットする。

したがって、原色系のカラーフィルタとして機能する着色層ＣＦＲ、着色層ＣＦＧ、及び着色層ＣＦＢは、それぞれ可視光の約３分の２をカットすることとなる。一方、補色系のカラーフィルタとして機能する着色層ＣＦＭ、着色層ＣＦＹ、及び着色層ＣＦＣは、それぞれ可視光の約３分の２を透過する。そのため、補色系のカラーフィルタを透過した光は、原色系のカラーフィルタを透過した光に比べて、輝度を高めることが容易である。

このように、反射型の表示素子４０には補色系のカラーフィルタを用いることで、明るい表示を行うことが可能となる。一方で、発光を利用した表示素子９０には原色系のカラーフィルタを用いることで、鮮やかな表現を行うことが可能となる。また、これらを組み合わせることで、いずれか一方のみを用いた表示装置に比べて、高い色再現性を実現することが可能となる。

［変形例１］
以下では、上記断面構成例で例示した構成とは一部が異なる変形例について説明する。

〔変形例１−１〕
図２（Ａ）は、以下で例示する構成の断面概略図である。図２（Ａ）では、着色層ＣＦＲ、着色層ＣＦＧ、及び着色層ＣＦＢの位置が異なる点で、図１（Ａ）と主に相違している。

着色層ＣＦＲ、着色層ＣＦＧ、着色層ＣＦＢは、それぞれ基板３１の基板２１側に設けられている。また、着色層ＣＦＲ、着色層ＣＦＧ、着色層ＣＦＢを覆って絶縁層８６が設けられ、当該絶縁層８６の基板２１側に、着色層ＣＦＭ、着色層ＣＦＹ、及び着色層ＣＦＣが設けられている。

このような構成とすることで、各着色層を基板３１側に集約できるため、作製コストを低減できる。

なお、着色層ＣＦＭ、着色層ＣＦＹ、及び着色層ＣＦＣを、着色層ＣＦＲ、着色層ＣＦＧ、及び着色層ＣＦＢよりも表示面側（基板３１側）に配置してもよい。

〔変形例１−２〕
図２（Ｂ）では、着色層ＣＦＲ、着色層ＣＦＧ、着色層ＣＦＢと、着色層ＣＦＭ、着色層ＣＦＹ、及び着色層ＣＦＣとが同一面上に形成されている。

また、図２（Ｂ）に示すように、着色層ＣＦＲと着色層ＣＦＭのように、同じ光を透過しうる２つの着色層の一部を重畳して設けてもよい。これにより、着色されない光が外部に射出されることを防ぐことができ、コントラストを向上させることができる。

〔変形例１−３〕
図３（Ａ）では、図２（Ａ）で示した構成において、着色層ＣＦＲと着色層ＣＦＭのように、同じ光を透過しうる２つの着色層を重ねて配置している例を示している。

このように、表示素子９０の光路上に２つの着色層を重ねて配置することで、色純度をさらに高めることができ、より鮮やかな表示を行うことが可能となる。

なお、原色系の着色層ＣＦＲ等と、補色系の着色層ＣＦＭ等とを重ねて配置する場合には、着色層ＣＦＭ等の厚さや材料は反射型の表示素子４０に対して最適化する。一方、着色層ＣＦＲ等は、着色層ＣＦＭ等と重ねたときに最適な透過スペクトルとなるように、厚さや材料を最適化することが重要である。

〔変形例１−４〕
図３（Ｂ）では、着色層ＣＦＲ等と着色層ＣＦＭ等の間に絶縁層８６を設けずに、積層して形成した場合の例を示している。このような構成とすることで、作製工程を簡略化することができる。

以上が変形例１についての説明である。

［変形例２］
上記では、白色光を発することのできる表示素子９０と、着色層ＣＦＲ、着色層ＣＦＧ、または着色層ＣＦＢとを組み合わせて、表示素子９０によりカラー表示を行う構成を示したが、以下では、赤色、緑色、青色等の光を発することのできる発光素子を用いた場合について説明する。

〔変形例２−１〕
図４（Ａ）は、図１（Ａ）における表示素子９０に代えて、赤色の光２０ｅＲを発する表示素子９０Ｒ、緑色の光２０ｅＧを発する表示素子９０Ｇ、及び青色の光２０ｅＢを発する表示素子９０Ｂを有する例を示している。また、図１（Ａ）に示した着色層ＣＦＲ、着色層ＣＦＧ、及び着色層ＣＦＢを設けていない。

表示素子９０Ｒ、表示素子９０Ｇ、及び表示素子９０Ｂは、それぞれＥＬ層９２Ｒ、ＥＬ層９２Ｇ、ＥＬ層９２Ｂを有する。また、ＥＬ層９２Ｒ、ＥＬ層９２Ｇ、及びＥＬ層９２Ｂを覆って、導電層９３が設けられている。

このような構成とすることで、表示素子９０Ｒ、表示素子９０Ｇ、及び表示素子９０Ｂそれぞれの光取り出し効率を高めることができ、消費電力を低減できる。

〔変形例２−２〕
図４（Ｂ）に示す構成は、図４（Ａ）に対して、着色層ＣＦＭ、着色層ＣＦＹ、及び着色層ＣＦＣが開口を有していない点で主に相違している。

着色層ＣＦＭ、着色層ＣＦＹ、及び着色層ＣＦＣは、それぞれ表示素子９０Ｒ、表示素子９０Ｇ、及び表示素子９０Ｂの光路上に位置している。このような構成とすることで、表示素子９０Ｒ等から射出される光２０ｅＲ等の色純度を高めることができる。

また、着色層ＣＦＭ、着色層ＣＦＹ、及び着色層ＣＦＣに開口を設ける必要がないため、着色層ＣＦＭ等と、表示素子９０Ｒ等との位置合わせが、図４（Ａ）で示した構成と比較して容易となるため、より高精細な表示装置を実現できる。

以上が変形例２についての説明である。

［画素の配置方法について］
以下では、反射型の表示素子と、光を発する表示素子とを有する画素の配置例について説明する。

図５（Ａ）には、１つの画素３０の上面概略図を示している。画素３０は、表示領域ＲＭ、表示領域ＲＹ、表示領域ＲＣ、表示領域ＥＲ、表示領域ＥＧ、及び表示領域ＥＢの、６つの表示領域を有する。

表示領域ＲＭ、表示領域ＲＹ、表示領域ＲＣはそれぞれ、反射型の表示素子４０における表示領域である。表示領域ＲＭ、表示領域ＲＹ、表示領域ＲＣは、それぞれ図１（Ａ）等で例示した、反射電極として機能する導電層２３ｒのパターンに対応する。例えば、表示領域ＲＭはマゼンダの光を反射する領域であり、表示領域ＲＹはイエローの光を反射する領域であり、表示領域ＲＣはシアンの光を反射する領域である。

表示領域ＥＲ、表示領域ＥＧ、表示領域ＥＢはそれぞれ、光を発する表示素子９０、若しくは表示素子９０Ｒ、表示素子９０Ｇ、または表示素子９０Ｂ（以降、まとめて表示素子９０等と表記する）における表示領域である。表示領域ＥＲ、表示領域ＥＧ、及び表示領域ＥＢは、それぞれ図１（Ａ）等において、画素電極として機能する導電層９１と重なり、且つ絶縁層８４に覆われていない領域のパターンに対応する。例えば、表示領域ＥＲは赤色の光が射出される領域であり、表示領域ＥＧは緑色の光が射出される領域であり、表示領域ＥＢは青色の光が射出される領域である。

図５（Ａ）では、表示領域ＲＭ、表示領域ＲＹ、表示領域ＲＣのそれぞれが開口を有し、当該開口の内側の領域に、表示領域ＥＲ、表示領域ＥＧ、または表示領域ＥＢが配置されている例を示している。

また、図５（Ｂ）に示すように、表示領域ＲＭ、表示領域ＲＹ、表示領域ＲＣのそれぞれが複数の開口を有し、それぞれの開口の内側に、複数の表示領域ＥＲ、表示領域ＥＧ、または表示領域ＥＢを配置してもよい。

図５（Ｃ）では、表示領域ＥＲ、表示領域ＥＧ、表示領域ＥＢが、横方向にジグザグに配置されている。これにより、異なる色の２つの表示領域間の距離を広げることができる。このような構成は、図４（Ａ）、（Ｂ）で示したように、ＥＬ層を作り分ける場合に好適に用いることができ、これにより高精細な表示装置を実現できる。

図６（Ａ）では、上記６つの表示領域に加えて、表示領域ＲＷと表示領域ＥＷを有する例を示している。

表示領域ＲＷは、反射型の表示素子４０における表示領域である。例えば、表示領域ＲＷは白色光を反射する領域である。表示領域ＲＷは、反射電極として機能する導電層と重なる着色層を設けない構成とすることができる。

また、表示領域ＥＷは、光を発する表示素子９０等における表示領域である。例えば、表示領域ＥＷは白色光が射出される領域である。表示素子９０が白色光を発する場合には、領域ＲＷには着色層を設けない構成とすることができる。また、ＥＬ層を表示素子ごとに作り分ける構成では、表示領域ＥＷには、白色光を発する表示素子が配置される。

図６（Ｂ）では、表示領域ＥＲ、表示領域ＥＧ、表示領域ＥＢ、及び表示領域ＥＷを有する画素３０Ｅと、表示領域ＲＭ、表示領域ＲＹ、表示領域ＲＣ及び表示領域ＲＷを有する画素３０Ｒの２つの画素を含む例を示している。画素３０Ｒには、４つの画素３０Ｅが配置されている。すなわち、画素３０Ｅは、画素３０Ｒの２倍の精細度で配置されている。

このような構成により、反射電極の面積を大きくできるため、反射光を利用した表示ではより明るい表示を行うことができる。また、発光を利用した表示では、より高精細で鮮やかな表示を行うことができる。

図６（Ｃ）は、図６（Ｂ）の変形例である。図６（Ｃ）では、４つの画素３０Ｅ間で、表示領域ＥＲ、表示領域ＥＧ、表示領域ＥＢ、及び表示領域ＥＷの配置方法が異なっている。具体的には、同じ色の４つの表示領域が隣接するように配置されている。

このような構成とすることで、隣接する４つの同じ色の表示領域間で、着色層を分断することなく、一つの島状の着色層を設けることができる。また、ＥＬ層を表示素子ごとに作り分ける構成では、４つの同じ色の表示領域間で、ＥＬ層を分断することなく、一つの島状の着色層を設けることができる。これにより、隣接画素間の距離を縮小することが可能で、開口率を向上させることや、精細度を高めることができる。

以上が、画素の配置方法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例として、反射型の液晶素子と、発光素子の両方を有し、発光モード、反射モード、及びこれらを同時に行うハイブリッドモードの表示を行うことのできる、表示装置（表示パネル）の例を説明する。このような表示パネルを、ＥＲ−Ｈｙｂｒｉｄ Ｄｉｓｐｌａｙ（Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｄｉｓｐｌａｙ、または、Ｅｍｉｓｓｉｏｎ／Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｄｉｓｐｌａｙ）とも呼ぶことができる。

このような表示装置の一例としては、可視光を反射する電極を備える液晶素子と、発光素子とを積層して配置した構成が挙げられる。このとき、可視光を反射する電極が開口を有し、当該開口と発光素子とが重ねて配置されていることが好ましい。これにより、発光モードでは当該開口を介して発光素子からの光が射出されるように駆動することができる。また、平面視において、液晶素子と発光素子を並べて配置した場合と比べて、これらを積層して配置することで、液晶素子と発光素子の両方を有する画素の大きさを小さくすることができるため、より高精細な表示装置を実現できる。

さらに、液晶素子を駆動するトランジスタと、発光素子を構成するトランジスタとをそれぞれ個別に有することが好ましい。これにより、液晶素子と発光素子とを、それぞれ独立して駆動することができる。

ここで、液晶素子を駆動する画素回路に、酸化物半導体が適用され、オフ電流が極めて低いトランジスタを適用することが好ましい。または、当該画素回路に記憶素子を適用してもよい。これにより、液晶素子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。これにより、極めて低消費電力な表示を行うことができる。

本発明の一態様は、反射型の素子で画像を表示する第１のモード、発光素子で画像を表示する第２のモード、及び反射型の素子及び発光素子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。特に第３のモードは、ハイブリッドモードとも呼ぶことができる。

［第１乃至第３のモードの具体例］
ここで、上述した第１乃至第３のモードを用いる場合の具体例について、図７及び図８を用いて説明する。

なお、以下では、第１乃至第３のモードが照度に応じて自動に切り替わる場合について説明する。なお、照度に応じて自動で切り替わる場合、例えば、表示装置に照度センサ等を設け、当該照度センサからの情報をもとに表示モードを切り替えることができる。

図７（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、本実施の形態の表示装置が取り得る表示モードを説明するための画素の模式図である。

図７（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）では、第１の表示素子６０１、第２の表示素子６０２、開口部６０３、第１の表示素子６０１から反射される反射光６０４、及び第２の表示素子６０２から開口部６０３を通って射出される透過光６０５が明示されている。なお、図７（Ａ）が第１のモード（ｍｏｄｅ１）を説明する図であり、図７（Ｂ）が第２のモード（ｍｏｄｅ２）を説明する図であり、図７（Ｃ）が第３のモード（ｍｏｄｅ３）を説明する図である。

なお、図７（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）では、第１の表示素子６０１として、反射型の液晶素子を用い、第２の表示素子６０２として、自発光型のＯＬＥＤを用いる場合とする。

図７（Ａ）に示す第１のモードでは、第１の表示素子６０１である、反射型の液晶素子を駆動して反射光の強度を調節して階調表示を行うことができる。例えば、図７（Ａ）に示すように、第１の表示素子６０１である、反射型の液晶素子が有する反射電極で、反射光６０４の強度を液晶層で調節することで階調表示を行うことができる。

図７（Ｂ）に示す第２のモードでは、第２の表示素子６０２である、自発光型のＯＬＥＤの発光強度を調節して階調表示を行うことができる。なお、第２の表示素子６０２から射出される光は、開口部６０３を通過し、透過光６０５として外部に取り出される。

図７（Ｃ）に示す第３のモードは、上述した第１のモードと、第２のモードとを組み合わせた表示モードである。例えば、第１の表示素子６０１である、反射型の液晶素子が有する反射電極で、反射光６０４の強度を液晶層で調節し階調表示を行う。また、第１の表示素子６０１の駆動する期間と、同じ期間内に、第２の表示素子６０２である、自発光型のＯＬＥＤの発光強度、ここでは透過光６０５の強度を調整し階調表示を行う。

［第１乃至第３のモードの状態遷移］
次に、第１乃至第３のモードの状態遷移について、図７（Ｄ）を用いて説明を行う。図７（Ｄ）は、第１のモード、第２のモード、及び第３のモードの状態遷移図である。図７（Ｄ）に示す、状態Ｃ１は第１のモードに相当し、状態Ｃ２は第２のモードに相当し、状態Ｃ３は第３のモードに相当する。

図７（Ｄ）に図示するように、状態Ｃ１から状態Ｃ３までは照度に応じていずれかの状態の表示モードを取り得る。例えば、屋外のように照度が大きい場合には、状態Ｃ１を取り得る。また、屋外から屋内に移動するような照度が小さくなる場合には、状態Ｃ１から状態Ｃ２に遷移する。また、屋外であっても照度が低く、反射光による階調表示が十分でない場合には、状態Ｃ２から状態Ｃ３に遷移する。もちろん、状態Ｃ３から状態Ｃ１への遷移、状態Ｃ１から状態Ｃ３への遷移、状態Ｃ３から状態Ｃ２への遷移、または状態Ｃ２から状態Ｃ１への遷移も生じる。

なお、図１（Ｄ）では、第１のモードのイメージとして太陽のシンボルを、第２のモードのイメージとして、月のシンボルを、第３のモードのイメージとして、雲のシンボルを、それぞれ図示してある。

なお、図７（Ｄ）に図示するように、状態Ｃ１乃至状態Ｃ３において、照度の変化がない、または照度の変化が少ない場合には、他の状態に遷移せずに、続けて元の状態を維持すればよい。

以上のように照度に応じて表示モードを切り替える構成とすることで、消費電力が比較的大きい発光素子の光の強度による階調表示の頻度を減らすことができる。そのため、表示装置の消費電力を低減することができる。また、表示装置は、バッテリの残容量、表示するコンテンツ、または周辺環境の照度に応じて、さらに動作モードを切り替えることができる。なお、上記の説明においては、照度に応じて表示モードが自動で切り替わる場合について例示したがこれに限定されず、使用者が手動で表示モードを切り替えてもよい。

［動作モード］
次に、第１の表示素子で行うことができる動作モードについて、図８を用いて説明を行う。

なお、以下では、通常のフレーム周波数（代表的には６０ＭＨｚ以上２４０ＭＨｚ以下）で動作する通常動作モード（Ｎｏｒｍａｌ ｍｏｄｅ）と、低速のフレーム周波数で動作するアイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードと、を例示して説明する。

なお、アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードとは、画像データの書き込み処理を実行した後、画像データの書き換えを停止する駆動方法のことをいう。一旦画像データの書き込みをして、その後、次の画像データの書き込みまでの間隔を延ばすことで、その間の画像データの書き込みに要する分の消費電力を削減することができる。アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードは、例えば、通常動作モードの１／１００乃至１／１０程度のフレーム周波数とすることができる。

図８（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、通常駆動モードとアイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードを説明する回路図及びタイミングチャートである。なお、図８（Ａ）では、第１の表示素子６０１（ここでは液晶素子）と、第１の表示素子６０１に電気的に接続される画素回路６０６と、を明示している。また、図８（Ａ）に示す画素回路６０６では、信号線ＳＬと、ゲート線ＧＬと、信号線ＳＬ及びゲート線ＧＬに接続されたトランジスタＭ１と、トランジスタＭ１に接続される容量素子Ｃｓ_ＬＣとを図示している。

トランジスタＭ１としては、半導体層に金属酸化物を有するトランジスタを用いることが好ましい。金属酸化物が増幅作用、整流作用、及びスイッチング作用の少なくとも１つを有する場合、当該金属酸化物を、金属酸化物半導体（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）または酸化物半導体（ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、略してＯＳと呼ぶことができる。以下、トランジスタの代表例として、酸化物半導体を有するトランジスタ（ＯＳトランジスタ）を用いて説明する。ＯＳトランジスタは、非導通状態時のリーク電流（オフ電流）が極めて低いため、ＯＳトランジスタを非導通状態とすることで液晶素子の画素電極に電荷の保持をすることができる。

なお、図５（Ａ）に示す回路図において、液晶素子ＬＣはデータＤ_１のリークパスとなる。したがって、適切にアイドリング・ストップ駆動を行うには、液晶素子ＬＣの抵抗率を１．０×１０^１４Ω・ｃｍ以上とすることが好ましい。

なお、上記ＯＳトランジスタのチャネル領域には、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物などを好適に用いることができる。また、上記Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物としては、代表的には、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：４．１［原子数比］近傍の組成を用いることができる。

また、図８（Ｂ）は、通常駆動モードでの信号線ＳＬおよびゲート線ＧＬにそれぞれ与える信号の波形を示すタイミングチャートである。通常駆動モードでは通常のフレーム周波数（例えば６０Ｈｚ）で動作する。１フレーム期間を期間Ｔ_１からＴ_３までで表すと、各フレーム期間でゲート線ＧＬに走査信号を与え、信号線ＳＬからデータＤ_１を書き込む動作を行う。この動作は、期間Ｔ_１からＴ_３までで同じデータＤ_１を書き込む場合、または異なるデータを書き込む場合でも同じである。

一方、図８（Ｃ）は、アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードでの信号線ＳＬおよびゲート線ＧＬに、それぞれ与える信号の波形を示すタイミングチャートである。アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動では低速のフレーム周波数（例えば１Ｈｚ）で動作する。１フレーム期間を期間Ｔ_１で表し、その中でデータの書き込み期間を期間Ｔ_Ｗ、データの保持期間を期間Ｔ_ＲＥＴで表す。アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードは、期間Ｔ_Ｗでゲート線ＧＬに走査信号を与え、信号線ＳＬのデータＤ_１を書き込み、期間Ｔ_ＲＥＴでゲート線ＧＬをローレベルの電圧に固定し、トランジスタＭ１を非導通状態として一旦書き込んだデータＤ_１を保持させる動作を行う。なお、低速のフレーム周波数としては、例えば、０．１Ｈｚ以上６０Ｈｚ未満とすればよい。

アイドリング・ストップ（ＩＤＳ）駆動モードは、上述した第１のモード、または第３のモードと組み合わせることで、さらなる低消費電力化を図ることができるため有効である。

以上のように、本実施の形態の表示装置は、第１のモード乃至第３のモードを切り替えて表示を行うことができる。したがって、周囲の明るさによらず、視認性が高く利便性の高い表示装置または全天候型の表示装置を実現できる。

また、本実施の形態の表示装置は、第１の表示素子を有する第１の画素と、第２の表示素子を有する第２の画素とをそれぞれ複数有すると好ましい。また、第１の画素と第２の画素とは、それぞれ、マトリクス状に配置されることが好ましい。

第１の画素及び第２の画素は、それぞれ、１つ以上の副画素を有する構成とすることができる。例えば、第１の画素には、副画素を１つ有する構成（白色（Ｗ）など）、副画素を３つ有する構成（シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３色など）、あるいは、副画素を４つ有する構成（シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、白色（Ｗ）の４色、または、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、緑色（Ｇ）の４色など）を適用できる。また、第２の画素には、副画素を１つ有する構成（白色（Ｗ）など）、副画素を３つ有する構成（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の３色など）、あるいは、副画素を４つ有する構成（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、白色（Ｗ）の４色、または、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、黄色（Ｙ）の４色など）を適用できる。なお、第１の画素及び第２の画素が有する色要素は、上記に限定されず、必要に応じて他の色を組み合わせてもよい。

本実施の形態の表示装置は、第１の画素及び第２の画素は、双方とも、フルカラー表示を行う構成とすることができる。

＜表示装置の斜視概略図＞
次に、本実施の形態の表示装置について、図９を用いて説明を行う。図９は、表示装置６１０の斜視概略図である。

表示装置６１０は、基板６１１と基板６１２とが貼り合わされた構成を有する。図９では、基板６１２を破線で明示している。

表示装置６１０は、表示部６１４、回路６１６、配線６１８等を有する。図９では表示装置６１０にＩＣ６２０及びＦＰＣ６２２が実装されている例を示している。そのため、図９に示す構成は、表示装置６１０、ＩＣ６２０、及びＦＰＣ６２２を有する表示モジュールということもできる。

回路６１６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６１８は、表示部６１４及び回路６１６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、ＦＰＣ６２２を介して外部から、またはＩＣ６２０から配線６１８に入力される。

図９では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ）方式等により、基板６１１にＩＣ６２０が設けられている例を示す。ＩＣ６２０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６１０には、ＩＣ６２０を設けない構成としてもよい。また、ＩＣ６２０を、ＣＯＦ方式等により、ＦＰＣに実装してもよい。

図９には、表示部６１４の一部の拡大図を示している。表示部６１４には、複数の表示素子が有する電極６２４がマトリクス状に配置されている。電極６２４は、可視光を反射する機能を有し、液晶素子６５０の反射電極として機能する。

また、図９に示すように、電極６２４は開口部６２６を有する。さらに表示部６１４は、電極６２４よりも基板６１１側に、発光素子６７０を有する。発光素子６７０からの光は、電極６２４の開口部６２６を介して基板６１２側に射出される。発光素子６７０の発光領域の面積と開口部６２６の面積とは等しくてもよい。発光素子６７０の発光領域の面積と開口部６２６の面積のうち一方が他方よりも大きいと、位置ずれに対するマージンが大きくなるため好ましい。

［構成例］
図１０（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１０（Ｂ１）は、画素４１０が有する導電層３１１ｂの構成例を示す。導電層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。また導電層３１１ｂには、開口４５１が設けられている。

図１０（Ｂ１）には、導電層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、導電層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１０（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１０（Ｂ１）に示すように、方向Ｒに配列する複数の画素において、開口４５１が一直線上に配列されないように、それぞれ導電層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１０（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導電層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１１は、画素４１０の構成例を示す回路図である。図１１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１１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１１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１１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１１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、発光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。

（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の断面構成の例について説明する。

［断面構成例１］
図１２に、ＦＰＣ３７２を含む領域の一部、回路３６４を含む領域の一部、および表示部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。

表示パネルは、基板３５１と基板３６１の間に、絶縁層２２０を有する。また基板３５１と絶縁層２２０の間に、発光素子３６０、トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、トランジスタ２０６、着色層１３４等を有する。また絶縁層２２０と基板３６１の間に、液晶素子３４０、着色層１３５等を有する。また基板３６１と絶縁層２２０は接着層１６１を介して接着され、基板３５１と絶縁層２２０は接着層１６２を介して接着されている。

着色層１３４には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、または青色（Ｂ）等を透過する、原色系のカラーフィルタを用いることができる。一方、着色層１３５には、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）等を透過する、補色系のカラーフィルタを用いることができる。

トランジスタ２０６は、液晶素子３４０と電気的に接続し、トランジスタ２０５は、発光素子３６０と電気的に接続する。トランジスタ２０５とトランジスタ２０６は、いずれも絶縁層２２０の基板３５１側の面上に形成されているため、これらを同一の工程を用いて作製することができる。

基板３６１には、着色層１３５、遮光層１３６、絶縁層２１８、および液晶素子３４０の共通電極として機能する導電層３１３、配向膜１３３ｂ、絶縁層１１７等が設けられている。絶縁層１１７は、液晶素子３４０のセルギャップを保持するためのスペーサとして機能する。

絶縁層２２０の基板３５１側には、絶縁層２１１、絶縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１４、絶縁層２１５等の絶縁層が設けられている。絶縁層２１１は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１２、絶縁層２１３、および絶縁層２１４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および絶縁層２１５は、平坦化層としての機能を有する。なお、ここではトランジスタ等を覆う絶縁層として、絶縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１４の３層を有する場合について示しているが、これに限られず４層以上であってもよいし、単層、または２層であってもよい。また平坦化層として機能する絶縁層２１４は、不要であれば設けなくてもよい。

また、トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、およびトランジスタ２０６は、一部がゲートとして機能する導電層２２１、一部がソースまたはドレインとして機能する導電層２２２、半導体層２３１を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。

液晶素子３４０は反射型の液晶素子である。液晶素子３４０は、導電層３１１ａ、液晶３１２、導電層３１３が積層された積層構造を有する。また、導電層３１１ａの基板３５１側に接して、可視光を反射性する導電層３１１ｂが設けられている。導電層３１１ｂは開口２５１を有する。また、導電層３１１ａおよび導電層３１３は可視光を透過する材料を含む。また、液晶３１２と導電層３１１ａの間に配向膜１３３ａが設けられ、液晶３１２と導電層３１３の間に配向膜１３３ｂが設けられている。また、基板３６１の外側の面には、偏光板１３０を有する。

液晶素子３４０において、導電層３１１ｂは可視光を反射する機能を有し、導電層３１３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１３０により偏光され、導電層３１３、液晶３１２を透過し、導電層３１１ｂで反射する。そして、液晶３１２および導電層３１３を再度透過して、偏光板１３０に達する。このとき、導電層３１１ｂと導電層３１３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１３０を介して射出される光の強度を制御することができる。また光は着色層１３５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。

発光素子３６０は、ボトムエミッション型の発光素子である。発光素子３６０は、絶縁層２２０側から導電層１９１、ＥＬ層１９２、および導電層１９３ｂの順に積層された積層構造を有する。また導電層１９３ｂを覆って導電層１９３ａが設けられている。導電層１９３ｂは可視光を反射する材料を含み、導電層１９１および導電層１９３ａは可視光を透過する材料を含む。発光素子３６０が発する光は、着色層１３４、絶縁層２２０、開口２５１、導電層３１３等を介して、基板３６１側に射出される。

ここで、図１２に示すように、開口２５１には可視光を透過する導電層３１１ａが設けられていることが好ましい。これにより、開口２５１と重なる領域においてもそれ以外の領域と同様に液晶３１２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。

ここで、基板３６１の外側の面に配置する偏光板１３０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、外光反射を抑制するために光拡散版を設けてもよい。また、偏光板の種類に応じて、液晶素子３４０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。

導電層１９１の端部を覆う絶縁層２１６上には、絶縁層２１７が設けられている。絶縁層２１７は、絶縁層２２０と基板３５１が必要以上に接近することを抑制するスペーサとしての機能を有する。またＥＬ層１９２や導電層１９３ａを遮蔽マスク（メタルマスク）を用いて形成する場合には、当該遮蔽マスクが被形成面に接触することを抑制するためのマスクギャッパとしての機能を有していてもよい。なお、絶縁層２１７は不要であれば設けなくてもよい。

トランジスタ２０５のソースまたはドレインの一方は、導電層２２４を介して発光素子３６０の導電層１９１と電気的に接続されている。

トランジスタ２０６のソースまたはドレインの一方は、接続部２０７を介して導電層３１１ｂと電気的に接続されている。導電層３１１ｂと導電層３１１ａは接して設けられ、これらは電気的に接続されている。ここで、接続部２０７は、絶縁層２２０に設けられた開口を介して、絶縁層２２０の両面に設けられる導電層同士を接続する部分である。

基板３５１の基板３６１と重ならない領域には、接続部２０４が設けられている。接続部２０４は、接続層２４２を介してＦＰＣ３７２と電気的に接続されている。接続部２０４は接続部２０７と同様の構成を有している。接続部２０４の上面は、導電層３１１ａと同一の導電膜を加工して得られた導電層が露出している。これにより、接続部２０４とＦＰＣ３７２とを接続層２４２を介して電気的に接続することができる。

接着層１６１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、導電層３１１ａと同一の導電膜を加工して得られた導電層と、導電層３１３の一部が、接続体２４３により電気的に接続されている。したがって、基板３６１側に形成された導電層３１３に、基板３５１側に接続されたＦＰＣ３７２から入力される信号または電位を、接続部２５２を介して供給することができる。

接続体２４３としては、例えば導電性の粒子を用いることができる。導電性の粒子としては、有機樹脂またはシリカなどの粒子の表面を金属材料で被覆したものを用いることができる。金属材料としてニッケルや金を用いると接触抵抗を低減できるため好ましい。またニッケルをさらに金で被覆するなど、２種類以上の金属材料を層状に被覆させた粒子を用いることが好ましい。また接続体２４３として、弾性変形、または塑性変形する材料を用いることが好ましい。このとき導電性の粒子である接続体２４３は、図１２に示すように上下方向に潰れた形状となる場合がある。こうすることで、接続体２４３と、これと電気的に接続する導電層との接触面積が増大し、接触抵抗を低減できるほか、接続不良などの不具合の発生を抑制することができる。

接続体２４３は、接着層１６１に覆われるように配置することが好ましい。例えば接着層１６１となるペースト等を塗布した後に、接続体２４３を散布すればよい。

図１２では、回路３６４の例としてトランジスタ２０１が設けられている例を示している。

図１２では、トランジスタ２０１およびトランジスタ２０５の例として、チャネルが形成される半導体層２３１を２つのゲートで挟持する構成が適用されている。一方のゲートは導電層２２１により、他方のゲートは絶縁層２１２を介して半導体層２３１と重なる導電層２２３により構成されている。このような構成とすることで、トランジスタのしきい値電圧を制御することができる。このとき、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、表示パネルを大型化、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。

なお、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い。また回路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いし、異なる構造のトランジスタを組み合わせて用いてもよい。また、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いし、異なる構造のトランジスタを組み合わせて用いてもよい。

各トランジスタを覆う絶縁層２１２、絶縁層２１３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。すなわち、絶縁層２１２または絶縁層２１３は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、信頼性の高い表示パネルを実現できる。

基板３６１側において、着色層１３５、遮光層１３６を覆って絶縁層２１８が設けられている。絶縁層２１８は、平坦化層としての機能を有していていもよい。絶縁層２１８により、導電層３１３の表面を概略平坦にできるため、液晶３１２の配向状態を均一にできる。

［断面構成例２］
また、本発明の一態様の表示パネルは、図１３に示すように、画素に設けられる第１のトランジスタと、第２のトランジスタが重なる領域を有する構成であってもよい。このような構成とすることで、一画素あたりの面積を小さくすることができ、高精細な画像が表示できる画素密度の高い表示パネルを形成することができる。

例えば、発光素子３６０を駆動するためのトランジスタであるトランジスタ２０５と、トランジスタ２０８が重なる領域を有するように構成とすることができる。または、液晶素子３４０を駆動するためのトランジスタ２０６と、トランジスタ２０５およびトランジスタ２０８の一方が重なる領域を有するように構成であってもよい。

［断面構成例３］
また、本発明の一態様の表示パネルは、図１４に示すように、表示パネル３００ａと表示パネル３００ｂが接着層５０を介して貼り合わされた構成であってもよい。表示パネル３００ａは、表示部３６２ａに液晶素子３４０およびトランジスタ２０６を有し、表示部３６２を駆動する回路３６４ａにトランジスタ２０１ａを有する。表示パネル３００ｂは、表示部３６２ｂに発光素子３６０およびトランジスタ２０５、２０８を有し、表示部３６２ｂを駆動する回路３６４ｂにトランジスタ２０１ｂを有する。

このような構成とすることで、表示パネル３００ａおよび表示パネル３００ｂのそれぞれに適した作製工程を用いることができ、製品歩留りを向上させることができる。

［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２００μｍ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、また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、また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または加熱するほか、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。

可撓性を有し、可視光に対する透過性を有する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、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、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。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、または一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。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、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以上である金属酸化物を用いることができる。代表的には、インジウムを含む金属酸化物などであり、例えば、後述するＣＡＣ−ＯＳなどを用いることができる。

シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい金属酸化物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。

半導体層は、例えばインジウム、亜鉛およびＭ（アルミニウム、チタン、ガリウム、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ランタン、セリウム、スズ、ネオジムまたはハフニウム等の金属）を含むＩｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物で表記される膜とすることができる。

半導体層を構成する金属酸化物が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。またこのとき金属酸化物を用いることで、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は電極の材料、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。

半導体層としては、キャリア密度の低い金属酸化物膜を用いる。例えば、半導体層は、キャリア密度が１×１０^１７／ｃｍ^３以下、好ましくは１×１０^１５／ｃｍ^３以下、さらに好ましくは１×１０^１３／ｃｍ^３以下、より好ましくは１×１０^１１／ｃｍ^３以下、さらに好ましくは１×１０^１０／ｃｍ^３未満であり、１×１０^−９／ｃｍ^３以上のキャリア密度の金属酸化物を用いることができる。そのような金属酸化物を、高純度真性または実質的に高純度真性な金属酸化物と呼ぶ。これにより不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低いため、安定な特性を有する金属酸化物であるといえる。

なお、これらに限られず、必要とするトランジスタの半導体特性および電気特性（電界効果移動度、しきい値電圧等）に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とするトランジスタの半導体特性を得るために、半導体層のキャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。

半導体層を構成する金属酸化物において、第１４族元素の一つであるシリコンや炭素が含まれると、半導体層において酸素欠損が増加し、ｎ型化してしまう。このため、半導体層におけるシリコンや炭素の濃度（二次イオン質量分析法により得られる濃度）を、２×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは２×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下とする。

また、アルカリ金属およびアルカリ土類金属は、金属酸化物と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジスタのオフ電流が増大してしまうことがある。このため半導体層における二次イオン質量分析法により得られるアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは２×１０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下にする。

また、半導体層を構成する金属酸化物に窒素が含まれていると、キャリアである電子が生じ、キャリア密度が増加し、ｎ型化しやすい。この結果、窒素が含まれている金属酸化物を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため半導体層における二次イオン質量分析法により得られる窒素濃度は、５×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下にすることが好ましい。

また、半導体層は、例えば非単結晶構造でもよい。非単結晶構造は、例えば、ｃ軸に配向した結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ−Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、または、Ｃ−Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ ａｎｄ Ａ−Ｂ−ｐｌａｎｅ Ａｎｃｈｏｒｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶構造、微結晶構造、または非晶質構造を含む。非単結晶構造において、非晶質構造は最も欠陥準位密度が高く、ＣＡＡＣ−ＯＳは最も欠陥準位密度が低い。

非晶質構造の金属酸化物膜は、例えば、原子配列が無秩序であり、結晶成分を有さない。または、非晶質構造の酸化物膜は、例えば、完全な非晶質構造であり、結晶部を有さない。

なお、半導体層が、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、多結晶構造の領域、ＣＡＡＣ−ＯＳの領域、単結晶構造の領域のうち、二種以上を有する混合膜であってもよい。混合膜は、例えば上述した領域のうち、いずれか二種以上の領域を含む単層構造、または積層構造を有する場合がある。

＜ＣＡＣ−ＯＳの構成＞
以下では、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ＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）−ＯＳの構成について説明する。

本明細書等において、金属酸化物（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ）とは、広い表現での金属の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体（透明酸化物導電体を含む）、酸化物半導体（Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒまたは単にＯＳともいう）などに分類される。例えば、トランジスタの活性層に金属酸化物を用いた場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、ＯＳ ＦＥＴと記載する場合においては、金属酸化物または酸化物半導体を有するトランジスタと換言することができる。

本明細書において、金属酸化物が、導電体の機能を有する領域と、誘電体の機能を有する領域とが混合し、金属酸化物全体では半導体として機能する場合、ＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）−ＯＳ（Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、またはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅと定義する。

つまり、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、０．５ｎｍ以上３ｎｍ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元素が偏在し、該元素を有する領域が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、０．５ｎｍ以上３ｎｍ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。

特定の元素が偏在した領域は、該元素が有する性質により、物理特性が決定する。例えば、金属酸化物を構成する元素の中でも比較的、絶縁体となる傾向がある元素が偏在した領域は、誘電体領域となる。一方、金属酸化物を構成する元素の中でも比較的、導体となる傾向がある元素が偏在した領域は、導電体領域となる。また、導電体領域、および誘電体領域がモザイク状に混合することで、材料としては、半導体として機能する。

つまり、本発明の一態様における金属酸化物は、物理特性が異なる材料が混合した、マトリックス複合材（ｍａｔｒｉｘ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、または金属マトリックス複合材（ｍｅｔａｌ ｍａｔｒｉｘ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）の一種である。

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、元素Ｍ（Ｍは、ガリウム、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種）が含まれていてもよい。

例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳ（ＣＡＣ−ＯＳの中でもＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を、特にＣＡＣ−ＩＧＺＯと呼称してもよい。）とは、インジウム酸化物（以下、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、Ｇａ、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領域が観察され、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状領域が観察され、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、シリコン、ホウ素、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウム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、一部に該元素を主成分とするナノ粒子状領域が観察され、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状領域が観察され、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の解析＞
続いて、各種測定方法を用い、基板上に成膜した酸化物半導体について測定を行った結果について説明する。

≪試料の構成と作製方法≫
以下では、本発明の一態様に係る９個の試料について説明する。各試料は、それぞれ、酸化物半導体を成膜する際の基板温度、および酸素ガス流量比を異なる条件で作製する。なお、試料は、基板と、基板上の酸化物半導体と、を有する構造である。

各試料の作製方法について、説明する。

まず、基板として、ガラス基板を用いる。続いて、スパッタリング装置を用いて、ガラス基板上に酸化物半導体として、厚さ１００ｎｍのＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を形成する。成膜条件は、チャンバー内の圧力を０．６Ｐａとし、ターゲットには、酸化物ターゲット（Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：４．１［原子数比］）を用いる。また、スパッタリング装置内に設置された酸化物ターゲットに２５００ＷのＡＣ電力を供給する。

なお、酸化物を成膜する際の条件として、基板温度を、意図的に加熱しない温度（以下、室温またはＲ．Ｔ．ともいう。）、１３０℃、または１７０℃とした。また、Ａｒと酸素の混合ガスに対する酸素ガスの流量比（以下、酸素ガス流量比ともいう。）を、１０％、３０％、または１００％とすることで、９個の試料を作製する。

≪Ｘ線回折による解析≫
本項目では、９個の試料に対し、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）測定を行った結果について説明する。なお、ＸＲＤ装置として、Ｂｒｕｋｅｒ社製Ｄ８ ＡＤＶＡＮＣＥを用いた。また、条件は、Ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法によるθ／２θスキャンにて、走査範囲を１５ｄｅｇ．乃至５０ｄｅｇ．、ステップ幅を０．０２ｄｅｇ．、走査速度を３．０ｄｅｇ．／分とした。

図２１にＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法を用いてＸＲＤスペクトルを測定した結果を示す。なお、図２１において、上段には成膜時の基板温度条件が１７０℃の試料における測定結果、中段には成膜時の基板温度条件が１３０℃の試料における測定結果、下段には成膜時の基板温度条件がＲ．Ｔ．の試料における測定結果を示す。また、左側の列には酸素ガス流量比の条件が１０％の試料における測定結果、中央の列には酸素ガス流量比の条件が３０％の試料における測定結果、右側の列には酸素ガス流量比の条件が１００％の試料における測定結果、を示す。

図２１に示すＸＲＤスペクトルは、成膜時の基板温度を高くする、または、成膜時の酸素ガス流量比の割合を大きくすることで、２θ＝３１°付近のピーク強度が高くなる。なお、２θ＝３１°付近のピークは、被形成面または上面に略垂直方向に対してｃ軸に配向した結晶性ＩＧＺＯ化合物（ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ ａｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）−ＩＧＺＯともいう。）であることに由来することが分かっている。

また、図２１に示すＸＲＤスペクトルは、成膜時の基板温度が低い、または、酸素ガス流量比が小さいほど、明確なピークが現れなかった。従って、成膜時の基板温度が低い、または、酸素ガス流量比が小さい試料は、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。

≪電子顕微鏡による解析≫
本項目では、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、および酸素ガス流量比１０％で作製した試料を、ＨＡＡＤＦ（Ｈｉｇｈ−Ａｎｇｌｅ Ａｎｎｕｌａｒ Ｄａｒｋ Ｆｉｅｌｄ）−ＳＴＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）によって観察、および解析した結果について説明する（以下、ＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭによって取得した像は、ＴＥＭ像ともいう。）。

ＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭによって取得した平面像（以下、平面ＴＥＭ像ともいう。）、および断面像（以下、断面ＴＥＭ像ともいう。）の画像解析を行った結果について説明する。なお、ＴＥＭ像は、球面収差補正機能を用いて観察した。なお、ＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像の撮影には、日本電子株式会社製原子分解能分析電子顕微鏡ＪＥＭ−ＡＲＭ２００Ｆを用いて、加速電圧２００ｋＶ、ビーム径約０．１ｎｍφの電子線を照射して行った。

図２２（Ａ）は、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、および酸素ガス流量比１０％で作製した試料の平面ＴＥＭ像である。図２２（Ｂ）は、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、および酸素ガス流量比１０％で作製した試料の断面ＴＥＭ像である。

≪電子線回折パターンの解析≫
本項目では、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、および酸素ガス流量比１０％で作製した試料に、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、電子線回折パターンを取得した結果について説明する。

図２２（Ａ）に示す、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、および酸素ガス流量比１０％で作製した試料の平面ＴＥＭ像において、黒点ａ１、黒点ａ２、黒点ａ３、黒点ａ４、および黒点ａ５で示す電子線回折パターンを観察する。なお、電子線回折パターンの観察は、電子線を照射しながら０秒の位置から３５秒の位置まで一定の速度で移動させながら行う。黒点ａ１の結果を図２２（Ｃ）、黒点ａ２の結果を図２２（Ｄ）、黒点ａ３の結果を図２２（Ｅ）、黒点ａ４の結果を図２２（Ｆ）、および黒点ａ５の結果を図２２（Ｇ）に示す。

図２２（Ｃ）、図２２（Ｄ）、図２２（Ｅ）、図２２（Ｆ）、および図２２（Ｇ）より、円を描くように（リング状に）輝度の高い領域が観測できる。また、リング状の領域に複数のスポットが観測できる。

また、図２２（Ｂ）に示す、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、および酸素ガス流量比１０％で作製した試料の断面ＴＥＭ像において、黒点ｂ１、黒点ｂ２、黒点ｂ３、黒点ｂ４、および黒点ｂ５で示す電子線回折パターンを観察する。黒点ｂ１の結果を図２２（Ｈ）、黒点ｂ２の結果を図２２（Ｉ）、黒点ｂ３の結果を図２２（Ｊ）、黒点ｂ４の結果を図２２（Ｋ）、および黒点ｂ５の結果を図２２（Ｌ）に示す。

図２２（Ｈ）、図２２（Ｉ）、図２２（Ｊ）、図２２（Ｋ）、および図２２（Ｌ）より、リング状に輝度の高い領域が観測できる。また、リング状の領域に複数のスポットが観測できる。

ここで、例えば、ＩｎＧａＺｎＯ_４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳに対し、試料面に平行にプローブ径が３００ｎｍの電子線を入射させると、ＩｎＧａＺｎＯ_４の結晶の（００９）面に起因するスポットが含まれる回折パターンが見られる。つまり、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ｃ軸配向性を有し、ｃ軸が被形成面または上面に略垂直な方向を向いていることがわかる。一方、同じ試料に対し、試料面に垂直にプローブ径が３００ｎｍの電子線を入射させると、リング状の回折パターンが確認される。つまり、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ａ軸およびｂ軸は配向性を有さないことがわかる。

また、微結晶を有する酸化物半導体（ｎａｎｏ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ。以下、ｎｃ−ＯＳという。）に対し、大きいプローブ径（例えば５０ｎｍ以上）の電子線を用いる電子線回折を行うと、ハローパターンのような回折パターンが観測される。また、ｎｃ−ＯＳに対し、小さいプローブ径の電子線（例えば５０ｎｍ未満）を用いるナノビーム電子線回折を行うと、輝点（スポット）が観測される。また、ｎｃ−ＯＳに対しナノビーム電子線回折を行うと、円を描くように（リング状に）輝度の高い領域が観測される場合がある。さらに、リング状の領域に複数の輝点が観測される場合がある。

成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、および酸素ガス流量比１０％で作製した試料の電子線回折パターンは、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を有する。従って、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、および酸素ガス流量比１０％で作製した試料は、電子線回折パターンが、ｎｃ−ＯＳになり、平面方向、および断面方向において、配向性は有さない。

以上より、成膜時の基板温度が低い、または、酸素ガス流量比が小さい酸化物半導体は、アモルファス構造の酸化物半導体膜とも、単結晶構造の酸化物半導体膜とも明確に異なる性質を有すると推定できる。

≪元素分析≫
本項目では、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用い、ＥＤＸマッピングを取得し、評価することによって、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、および酸素ガス流量比１０％で作製した試料の元素分析を行った結果について説明する。なお、ＥＤＸ測定には、元素分析装置として日本電子株式会社製エネルギー分散型Ｘ線分析装置ＪＥＤ−２３００Ｔを用いる。なお、試料から放出されたＸ線の検出にはＳｉドリフト検出器を用いる。

ＥＤＸ測定では、試料の分析対象領域の各点に電子線照射を行い、これにより発生する試料の特性Ｘ線のエネルギーと発生回数を測定し、各点に対応するＥＤＸスペクトルを得る。本実施の形態では、各点のＥＤＸスペクトルのピークを、Ｉｎ原子のＬ殻への電子遷移、Ｇａ原子のＫ殻への電子遷移、Ｚｎ原子のＫ殻への電子遷移及びＯ原子のＫ殻への電子遷移に帰属させ、各点におけるそれぞれの原子の比率を算出する。これを試料の分析対象領域について行うことにより、各原子の比率の分布が示されたＥＤＸマッピングを得ることができる。

図２３には、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、および酸素ガス流量比１０％で作製した試料の断面におけるＥＤＸマッピングを示す。図２３（Ａ）は、Ｇａ原子のＥＤＸマッピング（全原子に対するＧａ原子の比率は１．１８乃至１８．６４［ａｔｏｍｉｃ％］の範囲とする。）である。図２３（Ｂ）は、Ｉｎ原子のＥＤＸマッピング（全原子に対するＩｎ原子の比率は９．２８乃至３３．７４［ａｔｏｍｉｃ％］の範囲とする。）である。図２３（Ｃ）は、Ｚｎ原子のＥＤＸマッピング（全原子に対するＺｎ原子の比率は６．６９乃至２４．９９［ａｔｏｍｉｃ％］の範囲とする。）である。また、図２３（Ａ）、図２３（Ｂ）、および図２３（Ｃ）は、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、および酸素ガス流量比１０％で作製した試料の断面において、同範囲の領域を示している。なお、ＥＤＸマッピングは、範囲における、測定元素が多いほど明るくなり、測定元素が少ないほど暗くなるように、明暗で元素の割合を示している。また、図２３に示すＥＤＸマッピングの倍率は７２０万倍である。

図２３（Ａ）、図２３（Ｂ）、および図２３（Ｃ）に示すＥＤＸマッピングでは、画像に相対的な明暗の分布が見られ、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、および酸素ガス流量比１０％で作製した試料において、各原子が分布を持って存在している様子が確認できる。ここで、図２３（Ａ）、図２３（Ｂ）、および図２３（Ｃ）に示す実線で囲む範囲と破線で囲む範囲に注目する。

図２３（Ａ）では、実線で囲む範囲は、相対的に暗い領域を多く含み、破線で囲む範囲は、相対的に明るい領域を多く含む。また、図２３（Ｂ）では実線で囲む範囲は、相対的に明るい領域を多く含み、破線で囲む範囲は、相対的に暗い領域を多く含む。

つまり、実線で囲む範囲はＩｎ原子が相対的に多い領域であり、破線で囲む範囲はＩｎ原子が相対的に少ない領域である。ここで、図２３（Ｃ）では、実線で囲む範囲において、右側は相対的に明るい領域であり、左側は相対的に暗い領域である。従って、実線で囲む範囲は、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１などが主成分である領域である。

また、実線で囲む範囲はＧａ原子が相対的に少ない領域であり、破線で囲む範囲はＧａ原子が相対的に多い領域である。図２３（Ｃ）では、破線で囲む範囲において、左上の領域は、相対的に明るい領域であり、右下側の領域は、相対的に暗い領域である。従って、破線で囲む範囲は、ＧａＯ_Ｘ３、またはＧａ_Ｘ４Ｚｎ_Ｙ４Ｏ_Ｚ４などが主成分である領域である。

また、図２３（Ａ）、図２３（Ｂ）、および図２３（Ｃ）より、Ｉｎ原子の分布は、Ｇａ原子よりも、比較的、均一に分布しており、ＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域は、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２が主成分となる領域を介して、互いに繋がって形成されているように見える。このように、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域は、クラウド状に広がって形成されている。

このように、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が、偏在し、混合している構造を有するＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を、ＣＡＣ−ＯＳと呼称することができる。

また、ＣＡＣ−ＯＳにおける結晶構造は、ｎｃ構造を有する。ＣＡＣ−ＯＳが有するｎｃ構造は、電子線回折像において、単結晶、多結晶、またはＣＡＡＣ構造を含むＩＧＺＯに起因する輝点（スポット）以外にも、数か所以上の輝点（スポット）を有する。または、数か所以上の輝点（スポット）に加え、リング状に輝度の高い領域が現れるとして結晶構造が定義される。

また、図２３（Ａ）、図２３（Ｂ）、および図２３（Ｃ）より、ＧａＯ_Ｘ３などが主成分である領域、及びＩｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域のサイズは、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、または１ｎｍ以上３ｎｍ以下で観察される。なお、好ましくは、ＥＤＸマッピングにおいて、各元素が主成分である領域の径は、１ｎｍ以上２ｎｍ以下とする。

以上より、ＣＡＣ−ＯＳは、金属元素が均一に分布したＩＧＺＯ化合物とは異なる構造であり、ＩＧＺＯ化合物と異なる性質を有する。つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、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_Ｙ２Ｏ_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_Ｘ１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_Ｘ１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。

また、半導体層にＣＡＣ−ＯＳを有するトランジスタは電界効果移動度が高く、且つ駆動能力が高いので、該トランジスタを、駆動回路、代表的にはゲート信号を生成する走査線駆動回路に用いることで、額縁幅の狭い（狭額縁ともいう）表示装置を提供することができる。また、該トランジスタを、表示装置が有する信号線からの信号の供給を行う信号線駆動回路（とくに、信号線駆動回路が有するシフトレジスタの出力端子に接続されるデマルチプレクサ）に用いることで、表示装置に接続される配線数が少ない表示装置を提供することができる。

また、半導体層にＣＡＣ−ＯＳを有するトランジスタは低温ポリシコンを用いたトランジスタのように、レーザ結晶化工程が不要である。これのため、大面積基板を用いた表示装置であっても、製造コストを低減することが可能である。さらに、ウルトラハイビジョン（「４Ｋ解像度」、「４Ｋ２Ｋ」、「４Ｋ」）、スーパーハイビジョン（「８Ｋ解像度」、「８Ｋ４Ｋ」、「８Ｋ」）のよう高解像度であり、且つ大型の表示装置において、半導体層にＣＡＣ−ＯＳを有するトランジスタを駆動回路及び表示部に用いることで、短時間での書き込みが可能であり、表示不良を低減することが可能であり好ましい。

または、トランジスタのチャネルが形成される半導体にシリコンを用いてもよい。シリコンとしてアモルファスシリコンを用いてもよいが、特に結晶性を有するシリコンを用いることが好ましい。例えば、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンなどを用いることが好ましい。特に、多結晶シリコンは、単結晶シリコンに比べて低温で形成でき、且つアモルファスシリコンに比べて高い電界効果移動度と高い信頼性を備える。

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。またこのときアモルファスシリコンを用いることで、多結晶シリコンよりも低温で形成できるため、半導体層よりも下層の配線は電極の材料、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。一方、トップゲート型のトランジスタは、自己整合的に不純物領域を形成しやすいため、特性のばらつきなどを低減することできるため好ましい。このとき特に、多結晶シリコンや単結晶シリコンなどを用いる場合に適している。

〔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、アクリル、エポキシなどの樹脂、シロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、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／（ｍ^２・ｄａｙ）］以下、好ましくは１×１０^−６［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）］以下、より好ましくは１×１０^−７［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）］以下、さらに好ましくは１×１０^−８［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）］以下とする。

〔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、縦方向の電界また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。

また、液晶素子として、透過型の液晶素子、反射型の液晶素子、または半透過型の液晶素子などを用いることができる。

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。

透過型または半透過型の液晶素子を用いる場合、一対の基板を挟むように、２つの偏光板を設ける。また偏光板よりも外側に、バックライトを設ける。バックライトとしては、直下型のバックライトであってもよいし、エッジライト型のバックライトであってもよい。ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を備える直下型のバックライトを用いると、ローカルディミングが容易となり、コントラストを高めることができるため好ましい。また、エッジライト型のバックライトを用いると、バックライトを含めたモジュールの厚さを低減できるため好ましい。
め好ましい。

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。

また、反射型、または半透過型の液晶素子を用いる場合、偏光板よりも外側に、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（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）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。

〔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、電流また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、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子等を用いることができる。

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、またはバイポーラ性の物質（電子輸送性およ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および高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。ＥＬ層を構成する層は、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乃至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、緑色およ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。

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、また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、またはこれら金属材料を含む合金を用いることができる。また、上記金属材料や合金に、ランタン、ネオジム、またはゲルマニウム等が添加されていてもよい。また、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、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また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、またはメッキ法を用いて形成することができる。

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、およ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。

〔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。

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）
本発明の一態様の入出力パネルの構成について、図１５および図１６を参照しながら説明する。

図１５は、本発明の一態様の入出力パネルの構成を説明する図である。図１５は入出力パネルが備える画素の断面図である。

図１６は、本発明の一態様の入出力パネルの構成を説明する図である。図１６（Ａ）は図１５に示す入出力パネルの機能膜の構成を説明する断面図であり、図１６（Ｂ）は入力ユニットの構成を説明する断面図であり、図１６（Ｃ）は第２のユニットの構成を説明する断面図であり、図１６（Ｄ）は第１のユニットの構成を説明する断面図である。

なお、本明細書において、１以上の整数を値にとる変数を符号に用いる場合がある。例えば、１以上の整数の値をとる変数ｐを含む（ｐ）を、最大ｐ個の構成要素のいずれかを特定する符号の一部に用いる場合がある。また、例えば、１以上の整数の値をとる変数ｍおよび変数ｎを含む（ｍ，ｎ）を、最大ｍ×ｎ個の構成要素のいずれかを特定する符号の一部に用いる場合がある。

本構成例で説明する入出力パネル７００ＴＰ３は、画素７０２（ｉ，ｊ）を有する（図１５参照）。また、入出力パネル７００ＴＰ３は、第１のユニット５０１と、第２のユニット５０２と、入力ユニット５０３と、機能膜７７０Ｐと、を有する（図１６参照）。第１のユニット５０１は機能層５２０を含み、第２のユニット５０２は機能層７２０を含む。

《画素７０２（ｉ，ｊ）》
画素７０２（ｉ，ｊ）は、機能層５２０の一部と、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）と、第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）と、を有する（図１５参照）。

機能層５２０は、第１の導電膜、第２の導電膜、絶縁膜５０１Ｃおよび画素回路５３０（ｉ，ｊ）を含む。なお、図示しない画素回路５３０（ｉ，ｊ）は、例えば、トランジスタＭを含む。また、機能層５２０は、光学素子５６０、被覆膜５６５およびレンズ５８０を含む。また、機能層５２０は、絶縁膜５２８および絶縁膜５２１を備える。絶縁膜５２１Ａおよび絶縁膜５２１Ｂを積層した材料を、絶縁膜５２１に用いることができる。

例えば、屈折率１．５５近傍の材料を絶縁膜５２１Ａまたは絶縁膜５２１Ｂに用いることができる。または、屈折率１．６近傍の材料を絶縁膜５２１Ａまたは絶縁膜５２１Ｂに用いることができる。または、アクリル樹脂またはポリイミドを絶縁膜５２１Ａまたは絶縁膜５２１Ｂに用いることができる。

絶縁膜５０１Ｃは、第１の導電膜および第２の導電膜の間に挟まれる領域を備え、絶縁膜５０１Ｃは開口部５９１Ａを備える。

第１の導電膜は、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。具体的には、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）の電極７５１（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。なお、電極７５１（ｉ，ｊ）を、第１の導電膜に用いることができる。

第２の導電膜は、第１の導電膜と重なる領域を備える。第２の導電膜は、開口部５９１Ａにおいて、第１の導電膜と電気的に接続される。例えば、導電膜５１２Ｂを第２の導電膜に用いることができる。第２の導電膜は、画素回路５３０（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。例えば、画素回路５３０（ｉ，ｊ）のスイッチＳＷ１に用いるトランジスタのソース電極またはドレイン電極として機能する導電膜を第２の導電膜に用いることができる。ところで、絶縁膜５０１Ｃに設けられた開口部５９１Ａにおいて第２の導電膜と電気的に接続される第１の導電膜を、貫通電極ということができる。

第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）は、画素回路５３０（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）は、機能層５２０に向けて光を射出する機能を備える。また、第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）は、例えば、レンズ５８０または光学素子５６０に向けて光を射出する機能を備える。

第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）は、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）を視認できる範囲の一部において視認できるように配設される。例えば、第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）が射出する光を遮らない領域７５１Ｈを備える形状を第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）の電極７５１（ｉ，ｊ）に用いる。なお、外光を反射する強度を制御して画像情報を表示する第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）に外光が入射し反射する方向を、破線の矢印を用いて図中に示す。また、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）を視認できる範囲の一部に第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）が光を射出する方向を、実線の矢印を用いて図中に示す。

これにより、第１の表示素子を用いた表示を視認することができる領域の一部において、第２の表示素子を用いた表示を視認することができる。または、入出力パネルの姿勢等を変えることなく使用者は表示を視認することができる。または、第１の表示素子が反射する光が表現する物体色と、第２の表示素子が射出する光が表現する光源色とを掛け合わせることができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な入出力パネルを提供することができる。

例えば、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）は、電極７５１（ｉ，ｊ）と、電極７５２と、液晶材料を含む層７５３と、を備える。また、配向膜ＡＦ１と、配向膜ＡＦ２とを備える。具体的には、反射型の液晶素子を第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）に用いることができる。

例えば、屈折率２．０近傍の透明導電膜を電極７５２または電極７５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。具体的には、インジウムとスズとシリコンを含む酸化物を電極７５２または電極７５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。または、屈折率１．６近傍の材料を配向膜に用いることができる。

例えば、第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）は、電極５５１（ｉ，ｊ）と、電極５５２と、発光性の材料を含む層５５３（ｊ）と、を備える。電極５５２は、電極５５１（ｉ，ｊ）と重なる領域を備える。発光性の材料を含む層５５３（ｊ）は、電極５５１（ｉ，ｊ）および電極５５２の間に挟まれる領域を備える。電極５５１（ｉ，ｊ）は、接続部５２２において、画素回路５３０（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。具体的には、有機ＥＬ素子を第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）に用いることができる。

例えば、屈折率２．０近傍の透明導電膜を電極５５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。具体的には、インジウムとスズとシリコンを含む酸化物を電極５５１（ｉ，ｊ）に用いることができる。または、屈折率１．８近傍の材料を発光性の材料を含む層５５３（ｊ）に用いることができる。

光学素子５６０は透光性を備え、光学素子５６０は第１の領域、第２の領域および第３の領域を備える。

第１の領域は第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）から可視光を供給される領域を含み、第２の領域は被覆膜５６５と接する領域を含み、第３の領域は可視光の一部を射出する機能を備える。また、第３の領域は第１の領域の可視光を供給される領域の面積以下の面積を備える。

被覆膜５６５は可視光に対する反射性を備え、被覆膜５６５は可視光の一部を反射して、第３の領域に供給する機能を備える。

例えば、金属を被覆膜５６５に用いることができる。具体的には、銀を含む材料を被覆膜５６５に用いることができる。例えば、銀およびパラジウム等を含む材料または銀および銅等を含む材料を被覆膜５６５に用いることができる。

《レンズ５８０》
可視光を透過する材料をレンズ５８０に用いることができる。または、１．３以上２．５以下の屈折率を備える材料をレンズ５８０に用いることができる。例えば、無機材料または有機材料をレンズ５８０に用いることができる。

例えば、酸化物または硫化物を含む材料をレンズ５８０に用いることができる。

具体的には、酸化セリウム、酸化ハフニウム、酸化ランタン、酸化マグネシウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化亜鉛、インジウムとスズを含む酸化物またはインジウムとガリウムと亜鉛を含む酸化物などを、レンズ５８０に用いることができる。または、硫化亜鉛などを、レンズ５８０に用いることができる。

例えば、樹脂を含む材料をレンズ５８０に用いることができる。具体的には、塩素、臭素またはヨウ素が導入された樹脂、重金属原子が導入された樹脂、芳香環が導入された樹脂、硫黄が導入された樹脂などをレンズ５８０に用いることができる。または、樹脂と樹脂より屈折率の高い材料のナノ粒子を含む樹脂をレンズ５８０に用いることができる。酸化チタンまたは酸化ジルコニウムなどをナノ粒子に用いることができる。

《機能層７２０》
機能層７２０は、基板７７０および絶縁膜５０１Ｃの間に挟まれる領域を備える。機能層７２０は、絶縁膜７７１と、着色膜ＣＦ１と、を有する。

着色膜ＣＦ１は、基板７７０および第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）の間に挟まれる領域を備える。

絶縁膜７７１は、着色膜ＣＦ１と液晶材料を含む層７５３の間に挟まれる領域を備える。これにより、着色膜ＣＦ１の厚さに基づく凹凸を平坦にすることができる。または、着色膜ＣＦ１等から液晶材料を含む層７５３への不純物の拡散を、抑制することができる。

例えば、屈折率１．５５近傍のアクリル樹脂を、絶縁膜７７１に用いることができる。

《基板５７０、基板７７０》
また、本実施の形態で説明する入出力パネルは、基板５７０と、基板７７０と、を有する。

基板７７０は、基板５７０と重なる領域を備える。基板７７０は、基板５７０との間に機能層５２０を挟む領域を備える。

基板７７０は、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）と重なる領域を備える。例えば、複屈折が抑制された材料を当該領域に用いることができる。

例えば、屈折率１．５近傍の樹脂材料を基板７７０に用いることができる。

《接合層５０５》
また、本実施の形態で説明する入出力パネルは、接合層５０５を有する。

接合層５０５は、機能層５２０および基板５７０の間に挟まれる領域を備え、機能層５２０および基板５７０を貼り合せる機能を備える。

《構造体ＫＢ１、構造体ＫＢ２》
また、本実施の形態で説明する入出力パネルは、構造体ＫＢ１と、構造体ＫＢ２とを有する。

構造体ＫＢ１は、機能層５２０および基板７７０の間に所定の間隙を設ける機能を備える。構造体ＫＢ１は領域７５１Ｈと重なる領域を備え、構造体ＫＢ１は透光性を備える。これにより、第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）によって射出される光を一方の面に供給され、他方の面から射出することができる。

また、構造体ＫＢ１は光学素子５６０と重なる領域を備え、例えば、光学素子５６０に用いる材料の屈折率との差が０．２以下になるように選択された材料を構造体ＫＢ１に用いる。これにより、第２の表示素子が射出する光を効率よく利用することができる。または、第２の表示素子の面積を広くすることができる。または、有機ＥＬ素子に流す電流の密度を下げることができる。

構造体ＫＢ２は、偏光層７７０ＰＢの厚さを所定の厚さに制御する機能を備える。構造体ＫＢ２は第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）と重なる領域を備え、構造体ＫＢ２は透光性を備える。

または、所定の色の光を透過する材料を構造体ＫＢ１または構造体ＫＢ２に用いることができる。これにより、構造体ＫＢ１または構造体ＫＢ２を例えばカラーフィルターに用いることができる。例えば、青色、緑色または赤色の光を透過する材料を構造体ＫＢ１または構造体ＫＢ２に用いることができる。また、黄色の光または白色の光等を透過する材料を構造体ＫＢ１または構造体ＫＢ２に用いることができる。

具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリシロキサン若しくはアクリル樹脂等またはこれらから選択された複数の樹脂の複合材料などを構造体ＫＢ１または構造体ＫＢ２に用いることができる。また、感光性を有する材料を用いて形成してもよい。

例えば、屈折率１．５近傍のアクリル樹脂を構造体ＫＢ１に用いることができる。また、屈折率１．５５近傍のアクリル樹脂を構造体ＫＢ２に用いることができる。

《入力ユニット５０３》
入力ユニット５０３は検知素子を備える。検知素子は、画素７０２（ｉ，ｊ）と重なる領域に近接するものを検知する機能を備える。これにより、表示部に近接させる指などをポインタに用いて、位置情報を入力することができる。

例えば、静電容量型の近接センサ、電磁誘導型の近接センサ、光学方式の近接センサ、抵抗膜方式の近接センサまたは表面弾性波方式の近接センサなどを、入力ユニット５０３に用いることができる。具体的には、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式または赤外線検知型の近接センサを用いることができる。

例えば、静電容量方式の近接センサを備える屈折率１．６近傍のタッチセンサを入力ユニット５０３に用いることができる。

《機能膜７７０Ｄ、機能膜７７０Ｐ等》
また、本実施の形態で説明する入出力パネル７００ＴＰ３は、機能膜７７０Ｄと、機能膜７７０Ｐと、を有する。

機能膜７７０Ｄは第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）と重なる領域を備える。機能膜７７０Ｄは機能層５２０との間に第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）を挟む領域を備える。

例えば、光拡散フィルムを機能膜７７０Ｄに用いることができる。具体的には、基材の表面と交差する方向に沿った軸を備える柱状構造を有する材料を、機能膜７７０Ｄに用いることができる。これにより、光を軸に沿った方向に透過し易く、他の方向に散乱し易くすることができる。または、例えば、第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）が反射する光を拡散することができる。

機能膜７７０Ｐは、偏光層７７０ＰＢ、位相差フィルム７７０ＰＡまたは構造体ＫＢ２を備える。偏光層７７０ＰＢは開口部を備え、位相差フィルム７７０ＰＡは偏光層７７０ＰＢと重なる領域を備える。なお、構造体ＫＢ２は開口部に設けられる。

例えば、二色性色素、液晶材料および樹脂を偏光層７７０ＰＢに用いることができる。偏光層７７０ＰＢは、偏光性を備える。これにより、機能膜７７０Ｐを偏光板に用いることができる。

偏光層７７０ＰＢは第１の表示素子７５０（ｉ，ｊ）と重なる領域を備え、構造体ＫＢ２は第２の表示素子５５０（ｉ，ｊ）と重なる領域を備える。これにより、液晶素子を第１の表示素子に用いることができる。例えば、反射型の液晶素子を第１の表示素子に用いることができる。または、第２の表示素子が射出する光を効率よく取り出すことができる。または、有機ＥＬ素子に流す電流の密度を下げることができる。または、有機ＥＬ素子の信頼性を高めることができる。

例えば、反射防止フィルム（ＡＧ（Ａｎｔｉ−Ｇｌｅａｒ） ｆｉｌｍ）、偏光フィルムまたは位相差フィルムを機能膜７７０Ｐに用いることができる。具体的には、２色性色素を含む膜および位相差フィルムを機能膜７７０Ｐに用いることができる。

また、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜などを、機能膜７７０Ｐに用いることができる。

例えば、屈折率１．６近傍の材料を拡散フィルムに用いることができる。また、屈折率１．６近傍の材料を位相差フィルム７７０ＰＡに用いることができる。

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

（実施の形態５）
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１７（Ａ）に示す表示モジュール６０００は、上部カバー６００１と下部カバー６００２との間に、ＦＰＣ６００５に接続された表示パネル６００６、フレーム６００９、プリント基板６０１０、及びバッテリ６０１１を有する。

例えば、本発明の一態様を用いて作製された表示装置を、表示パネル６００６に用いることができる。これにより、高い歩留まりで表示モジュールを作製することができる。

上部カバー６００１及び下部カバー６００２は、表示パネル６００６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。

また、表示パネル６００６に重ねてタッチパネルを設けてもよい。タッチパネルとしては、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６００６に重畳して用いることができる。また、タッチパネルを設けず、表示パネル６００６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６００９は、表示パネル６００６の保護機能の他、プリント基板６０１０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６００９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６０１０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６０１１による電源であってもよい。バッテリ６０１１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６０００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。

図１７（Ｂ）は、光学式のタッチセンサを備える表示モジュール６０００の断面概略図である。

表示モジュール６０００は、プリント基板６０１０に設けられた発光部６０１５及び受光部６０１６を有する。また、上部カバー６００１と下部カバー６００２により囲まれた領域に一対の導光部（導光部６０１７ａ、導光部６０１７ｂ）を有する。

表示パネル６００６は、フレーム６００９を間に介してプリント基板６０１０やバッテリ６０１１と重ねて設けられている。表示パネル６００６とフレーム６００９は、導光部６０１７ａ、導光部６０１７ｂに固定されている。

発光部６０１５から発せられた光６０１８は、導光部６０１７ａにより表示パネル６００６の上部を経由し、導光部６０１７ｂを通って受光部６０１６に達する。例えば指やスタイラスなどの被検知体により、光６０１８が遮られることにより、タッチ操作を検出することができる。

発光部６０１５は、例えば表示パネル６００６の隣接する２辺に沿って複数設けられる。受光部６０１６は、発光部６０１５と表示パネル６００６を挟んで対向する位置に複数設けられる。これにより、タッチ操作がなされた位置の情報を取得することができる。

発光部６０１５は、例えばＬＥＤ素子などの光源を用いることができる。特に、発光部６０１５として、使用者に視認されず、且つ使用者にとって無害である赤外線を発する光源を用いることが好ましい。

受光部６０１６は、発光部６０１５が発する光を受光し、電気信号に変換する光電素子を用いることができる。好適には、赤外線を受光可能なフォトダイオードを用いることができる。

導光部６０１７ａ、導光部６０１７ｂとしては、少なくとも光６０１８を透過する部材を用いることができる。導光部６０１７ａ及び導光部６０１７ｂを用いることで、発光部６０１５と受光部６０１６とを表示パネル６００６の下側に配置することができ、外光が受光部６０１６に到達してタッチセンサが誤動作することを抑制できる。特に、可視光を吸収し、赤外線を透過する樹脂を用いることが好ましい。これにより、タッチセンサの誤動作をより効果的に抑制できる。

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

（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示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、テレビジョン装置、デジタルサイネージ、などに好適に用いることができる。

図１８（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１８（Ａ）に示すように折り畳んだ状態から、図１８（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いもよい。

図１８（Ｃ）に携帯情報端末の一例を示す。図１８（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１８（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。

図１９（Ａ）に、テレビジョン装置８３０を示す。テレビジョン装置８３０は、表示部８３１、筐体８３２、スピーカ８３３等を有する。さらに、ＬＥＤランプ、操作キー（電源スイッチ、または操作スイッチを含む）、接続端子、各種センサ、マイクロフォン等を有することができる。

またテレビジョン装置８３０は、リモコン操作機８３４により、操作することができる。

テレビジョン装置８３０が受信できる放送電波としては、地上波、または衛星から送信される電波などが挙げられる。また放送電波として、アナログ放送、デジタル放送などがあり、また映像及び音声、または音声のみの放送などがある。例えばＵＨＦ帯（約３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）またはＶＨＦ帯（３０Ｈｚ〜３００ＭＨｚ）のうちの特定の周波数帯域で送信される放送電波を受信することができる。また例えば、複数の周波数帯域で受信した複数のデータを用いることで、転送レートを高くすることができ、より多くの情報を得ることができる。これによりフルハイビジョンを超える解像度を有する映像を、表示部８３１に表示させることができる。例えば、４Ｋ−２Ｋ、８Ｋ−４Ｋ、１６Ｋ−８Ｋ、またはそれ以上の解像度を有する映像を表示させることができる。

また、インターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｗｉ−Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ：登録商標）などのコンピュータネットワークを介したデータ伝送技術により送信された放送のデータを用いて、表示部８３１に表示する画像を生成する構成としてもよい。このとき、テレビジョン装置８３０にチューナを有さなくてもよい。

図１９（Ｂ）は円柱状の柱８４２に取り付けられたデジタルサイネージ８４０を示している。デジタルサイネージ８４０は、表示部８４１を有する。

表示部８４１が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示部８４１が広いほど、人の目につきやすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることができる。

表示部８４１にタッチパネルを適用することで、表示部８４１に画像または動画を表示するだけでなく、使用者が直感的に操作することができ、好ましい。また、路線情報もしくは交通情報などの情報を提供するための用途に用いる場合には、直感的な操作によりユーザビリティを高めることができる。

図１９（Ｃ）はノート型のパーソナルコンピュータ８５０を示している。パーソナルコンピュータ８５０は、表示部８５１、筐体８５２、タッチパッド８５３、接続ポート８５４等を有する。

タッチパッド８５３は、ポインティングデバイスや、ペンタブレット等の入力手段として機能し、指やスタイラス等で操作することができる。

また、タッチパッド８５３には表示素子が組み込まれている。図１９（Ｃ）に示すように、タッチパッド８５３の表面に入力キー８５５を表示することで、タッチパッド８５３をキーボードとして使用することができる。このとき、入力キー８５５に触れた際に、振動により触感を実現するため、振動モジュールがタッチパッド８５３に組み込まれていてもよい。

図２０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ折り畳みが可能な電子機器を示している。

図２０（Ａ）に示す電子機器９００は、筐体９０１ａ、筐体９０１ｂ、ヒンジ９０３、表示部９０２ａ、表示部９０２ｂ等を有する。表示部９０２ａは筐体９０１に、表示部９０２ｂは筐体９０１ｂに、それぞれ組み込まれている。

筐体９０１ａと筐体９０１ｂとは、ヒンジ９０３で回転可能に連結されている。電子機器９００は、筐体９０１ａと筐体９０１ｂとが閉じた状態と、図２０（Ａ）に示すように開いた状態と、に変形することができる。これにより、持ち運ぶ際には可搬性に優れ、使用するときには大きな表示領域により、視認性に優れる。

また、ヒンジ９０３は、筐体９０１ａと筐体９０１ｂとを開いたときに、これらの角度が所定の角度よりも大きい角度にならないように、ロック機構を有することが好ましい。例えば、ロックがかかる（それ以上に開かない）角度は、９０度以上１８０度未満であることが好ましく、代表的には、９０度、１２０度、１３５度、または１５０度などとすることができる。これにより、利便性、安全性、及び信頼性を高めることができる。

表示部９１２ａ及び表示部９１２ｂの少なくとも一方は、タッチパネルとして機能し、指やスタイラスなどにより操作することができる。

筐体９０１ａまたは筐体９０１ｂのいずれか一には、無線通信モジュールが設けられ、インターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｗｉ−Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ：登録商標）などのコンピュータネットワークを介して、データを送受信することが可能である。

表示部９０２ａと表示部９０２ｂには、一つのフレキシブルディスプレイが組み込まれていてもよい。これにより、表示部９０２ａと表示部９０２ｂの間で途切れることのない連続した表示を行うことができる。

図２０（Ｂ）には、携帯型のゲーム機として機能する電子機器９１０を示している。電子機器９１０は、筐体９１１ａ、筐体９１１ｂ、表示部９１２ａ、表示部９１２ｂ、ヒンジ９１３、操作ボタン９１４ａ、操作ボタン９１４ｂ等を有する。

また、筐体９１１ｂには、カートリッジ９１５を挿入することができる。カートリッジ９１５は、例えばゲームなどのアプリケーションソフトが記憶されており、カートリッジ９１５を交換することにより、電子機器９１０で様々なアプリケーションを実行することができる。

また、図２０（Ｂ）では、表示部９１２ｂのサイズと、表示部９１２ｂのサイズが異なる例を示している。具体的には、操作ボタン９１４ａ及び操作ボタン９１４ｂの設けられる筐体９１１ｂが有する表示部９１２ｂよりも、筐体９１１ａに設けられる表示部９１２ａを大きい。例えば、表示部９１２ａに主画面となる表示を行い、表示部９１２ｂには操作画面となる表示を行うなど、それぞれの表示部を使い分けることができる。

図２０（Ｃ）に示す電子機器９２０は、ヒンジ９２３により連結された筐体９２１ａと筐体９２１ｂに亘って、フレキシブルな表示部９２２が設けられている。

表示部９２２は、その少なくとも一部が湾曲することができる。表示部９２２は、筐体９２１ａから筐体９２１ｂにかけて、連続的に画素が配置され、曲面状の表示を行うことができる。

ヒンジ９２３は、上述したロック機構を有しているため、表示部９２２に無理な力がかかることなく、表示部９２２が破損することを防ぐことができる。そのため、信頼性の高い電子機器を実現できる。

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

ＣＦＣ 着色層
ＣＦＭ 着色層
ＣＦＹ 着色層
ＣＦＲ 着色層
ＣＦＧ 着色層
ＣＦＢ 着色層
ＲＣ 表示領域
ＲＭ 表示領域
ＲＹ 表示領域
ＲＷ 表示領域
ＥＲ 表示領域
ＥＧ 表示領域
ＥＢ 表示領域
ＥＷ 表示領域
１０ 表示装置
２０ｅＢ 光
２０ｅＧ 光
２０ｅＲ 光
２０ｒＣ 光
２０ｒＭ 光
２０ｒＹ 光
２１ 基板
２３ｒ 導電層
２３ｔ 導電層
２４ 液晶
２５ 導電層
３０ 画素
３０Ｅ 画素
３０Ｒ 画素
３１ 基板
４０ 表示素子
４１ 機能層
５０ 接着層
８１ 絶縁層
８３ 絶縁層
８４ 絶縁層
８５ 絶縁層
８６ 絶縁層
８９ 接着層
９０ 表示素子
９０Ｂ 表示素子
９０Ｇ 表示素子
９０Ｒ 表示素子
９１ 導電層
９２ ＥＬ層
９２Ｂ ＥＬ層
９２Ｇ ＥＬ層
９２Ｒ ＥＬ層
９３ 導電層
１１７ 絶縁層
１３０ 偏光板
１３３ａ 配向膜
１３３ｂ 配向膜
１３４ 着色層
１３５ 着色層
１３６ 遮光層
１６１ 接着層
１６２ 接着層
１９１ 導電層
１９２ ＥＬ層
１９３ａ 導電層
１９３ｂ 導電層
２０１ トランジスタ
２０１ａ トランジスタ
２０１ｂ トランジスタ
２０４ 接続部
２０５ トランジスタ
２０６ トランジスタ
２０７ 接続部
２０８ トランジスタ
２１１ 絶縁層
２１２ 絶縁層
２１３ 絶縁層
２１４ 絶縁層
２１５ 絶縁層
２１６ 絶縁層
２１７ 絶縁層
２１８ 絶縁層
２２０ 絶縁層
２２１ 導電層
２２２ 導電層
２２３ 導電層
２２４ 導電層
２３１ 半導体層
２４２ 接続層
２４３ 接続体
２５１ 開口
２５２ 接続部
３００ａ 表示パネル
３００ｂ 表示パネル
３１１ａ 導電層
３１１ｂ 導電層
３１２ 液晶
３１３ 導電層
３４０ 液晶素子
３５１ 基板
３６０ 発光素子
３６１ 基板
３６２ 表示部
３６２ａ 表示部
３６２ｂ 表示部
３６４ 回路
３６４ａ 回路
３６４ｂ 回路
３７２ ＦＰＣ
４００ 表示装置
４１０ 画素
４５１ 開口
５０１ ユニット
５０１Ｃ 絶縁膜
５０２ ユニット
５０３ 入力ユニット
５０５ 接合層
５１２Ｂ 導電膜
５２０ 機能層
５２１ 絶縁膜
５２１Ａ 絶縁膜
５２１Ｂ 絶縁膜
５２２ 接続部
５２８ 絶縁膜
５３０ 画素回路
５５０ 表示素子
５５１ 電極
５５２ 電極
５５３ 発光性の材料を含む層
５６０ 光学素子
５６５ 被覆膜
５７０ 基板
５８０ レンズ
５９１Ａ 開口部
６０１ 表示素子
６０２ 表示素子
６０３ 開口部
６０４ 反射光
６０５ 透過光
６０６ 画素回路
６１０ 表示装置
６１１ 基板
６１２ 基板
６１４ 表示部
６１６ 回路
６１８ 配線
６２０ ＩＣ
６２２ ＦＰＣ
６２４ 電極
６２６ 開口部
６５０ 液晶素子
６７０ 発光素子
７００ＴＰ３ 入出力パネル
７０２ 画素
７２０ 機能層
７５０ 表示素子
７５１ 電極
７５１Ｈ 領域
７５２ 電極
７５３ 層
７７０ 基板
７７０Ｄ 機能膜
７７０Ｐ 機能膜
７７０ＰＡ 位相差フィルム
７７０ＰＢ 偏光層
７７１ 絶縁膜
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
８３０ テレビジョン装置
８３１ 表示部
８３２ 筐体
８３３ スピーカ
８３４ リモコン操作機
８４０ デジタルサイネージ
８４１ 表示部
８４２ 柱
８５０ パーソナルコンピュータ
８５１ 表示部
８５２ 筐体
８５３ タッチパッド
８５４ 接続ポート
８５５ 入力キー
９００ 電子機器
９０１ 筐体
９０１ａ 筐体
９０１ｂ 筐体
９０２ａ 表示部
９０２ｂ 表示部
９０３ ヒンジ
９１０ 電子機器
９１１ａ 筐体
９１１ｂ 筐体
９１２ａ 表示部
９１２ｂ 表示部
９１３ ヒンジ
９１４ａ 操作ボタン
９１４ｂ 操作ボタン
９１５ カートリッジ
９２０ 電子機器
９２１ａ 筐体
９２１ｂ 筐体
９２２ 表示部
９２３ ヒンジ
６０００ 表示モジュール
６００１ 上部カバー
６００２ 下部カバー
６００５ ＦＰＣ
６００６ 表示パネル
６００９ フレーム
６０１０ プリント基板
６０１１ バッテリ
６０１５ 発光部
６０１６ 受光部
６０１７ａ 導光部
６０１７ｂ 導光部
６０１８ 光

Claims (6)

1. 第１の表示素子と、第２の表示素子と、第１の着色層と、第２の着色層と、を有し、
   前記第１の表示素子は、表示面側に可視光を反射する機能を有し、
   前記第２の表示素子は、前記表示面側に可視光を発する機能を有し、
   前記第１の着色層は、前記第１の表示素子が反射する第１の光の光路上に位置し、
   前記第２の着色層は、前記第２の表示素子が発する第２の光の光路上に位置し、
   前記第１の着色層は、シアン、マゼンダ、イエローのうち、いずれか一の光を透過し、
   前記第２の着色層は、赤色、緑色、青色のうち、いずれか一の光を透過し、
   前記第１の着色層と、前記第２の着色層とは、絶縁層を介して異なる層に設けられた、
   表示装置。
2. 請求項１において、
   前記シアンの光は、波長４５０ｎｍの光と、波長５５０ｎｍの光を含み、
   前記マゼンダの光は、波長４５０ｎｍの光と、波長７００ｎｍの光を含み、
   前記イエローの光は、波長５５０ｎｍの光と、波長７００ｎｍの光を含む、
   表示装置。
3. 請求項１において、
   前記赤色の光は、波長７００ｎｍの光を含み、
   前記緑色の光は、波長５５０ｎｍの光を含み、
   前記青色の光は、波長４５０ｎｍの光を含む、
   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、
   第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、を有し、
   前記第１の表示素子は、前記第１のトランジスタと電気的に接続し、且つ、可視光を反射する第１の導電層を有し、
   前記第２の表示素子は、前記第２のトランジスタと電気的に接続し、且つ、可視光を透過する第２の導電層を有し、
   前記第１の表示素子は、前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタよりも前記表示面側に位置し、
   前記第２の表示素子は、前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタを挟んで、前記第１の表示素子とは反対側に位置する、
   表示装置。
5. 請求項４において、
   前記第１のトランジスタと、前記第２のトランジスタとは、同一面上に設けられた、
   表示装置。
6. 請求項４または請求項５において、
   前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタは、チャネルが形成される半導体に金属酸化物を含む、
   表示装置。

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