JP6999374B2 - 電子機器、及びタッチパネル入力方法 - Google Patents

Description

本発明の一態様は、電子機器、及びタッチパネル入力方法に関する。

なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、又は、製造方法に関する。又は、本発明は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、又は、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。特に、本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、タッチ検出装置、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法に関する。

なお、本明細書等において、半導体装置は、半導体特性を利用することで機能しうる素子、回路、又は装置等を指す。一例としては、トランジスタ、ダイオード等の半導体素子は半導体装置である。また別の一例としては、半導体素子を有する回路は、半導体装置である。また別の一例としては、半導体素子を有する回路を備えた装置は、半導体装置である。

スマートフォン、タブレット、電子ブック、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタル時計等の電子機器が普及している。電子機器は、小型であり、可搬性に優れており、操作者が簡便に扱えるタッチパネルを備えることを特徴としている。

簡便なコミュニケーションツールとしての電子機器は、脳性まひなどの影響で身体の一部が自由に動かない人たちにとっても利用頻度が高くなり、さらに、入力操作方法の確実性を求められている。

例えば特許文献１では、タッチパネルを有する電子機器に表示された入力キーに対するタッチ入力を支援することができるカバーについて開示されている。

酸化物半導体を有するトランジスタはオフ電流が極めて小さいという優れた電気特性を有する。酸化物半導体を有するトランジスタの電気特性を効果的に利用したメモリとして、”ＤＯＳＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）”、”ＮＯＳＲＡＭ（Ｎｏｎ－ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）”等がある。また、ＮＯＳＲＡＭ又はＤＯＳＲＡＭを用いた処理装置を備えた電子機器が特許文献２に開示されている。

実用新案登録第３１６６３６３号公報 特開２０１４―２３２５２５号公報

タッチパネルを備えた電子機器は、簡便な操作性を有した電子機器である。しかしながら、指先が震える人（例えば、上肢、手が震える人）が用いる電子機器では、タッチパネルなどの入力装置を用いて情報を入力するとき、誤操作になるタッチをしてしまうことがある。また細かい表示オブジェクト（以下アイコン）などへのタッチ動作では、複数のアイコンを選択してしまう課題がある。

したがって、タッチパネルなどの入力装置に、誤接触防止用カバーが設けられている。また、タッチパネルは表示領域と重なる位置に配置されているため、タッチパネルの上に誤接触防止用カバーを設けると、誤接触防止用カバーの下に表示されたオブジェクトへのタッチ操作が自由に行えない課題がある。

上記問題に鑑み、本発明の一態様は、新規な構成のタッチ入力方法を提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、操作性を向上させた電子機器を提供することを課題の一とする。

なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。

なお本発明の一態様の課題は、上記列挙した課題に限定されない。上記列挙した課題は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお他の課題は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない課題である。本項目で言及していない課題は、当業者であれば明細書又は図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一態様は、上記列挙した記載、及び／又は他の課題のうち、少なくとも一つの課題を解決するものである。

本発明の一態様は、第１の筐体と、表示パネルと、第１のタッチセンサと、第２のタッチセンサと、第３のタッチセンサと、第１のスイッチと、第２のスイッチと、を有し、第１のタッチセンサは、表示パネルと重なる領域を有し、表示パネルは第１の辺及び第２の辺を有し、第２のタッチセンサは第１の辺に沿って設けられ、第３のタッチセンサは第２の辺に沿って設けられ、第１の辺と前記第２の辺とは、平行でなく、第１のスイッチは、第２のタッチセンサの近傍に配置され、第２のスイッチは、第３のタッチセンサの近傍に配置された電子機器である。

本発明の一態様は、第１の筐体と、第２の筐体と、を有し、第１の筐体は、第２の筐体を収納する構造を有し、第１の筐体は、第２のタッチセンサと、第３のタッチセンサと、第１のスイッチと、第２のスイッチと、第１の通信モジュールと、開口領域と、を有し、第２の筐体は、表示パネルと、第１のタッチセンサと、プロセッサと、第２の通信モジュールと、を有し、開口領域は、表示パネルと重なる位置に配置され、第１の通信モジュールは、第２のタッチセンサと、第３のタッチセンサと、のいずれか一が検知したタッチ座標情報を、第２の通信モジュールに送信する機能を有し、第１の通信モジュールは、第１のスイッチと、第２のスイッチと、のいずれか一が検出した検出信号を、第２の通信モジュールに送信する機能を有し、プロセッサは、第２の通信モジュールを介してタッチ座標情報又は検出信号を受信する機能を有し、プロセッサは、受信したタッチ座標情報又は検出信号のいずれか一を用いて表示パネルの表示を制御する機能を有した電子機器である。

上記各構成において、前記表示パネルは、三辺以上の辺を有する電子機器が好ましい。

上記各構成において、表示パネルは、表示領域を有し、表示領域は、複数の画素を有し、画素は、第１の画素回路と、第２の画素回路と、を有し、第１の画素回路は、第１の表示素子を有し、第２の画素回路は、第２の表示素子を有し、第１の表示素子は、反射電極を有し、第１の表示素子は、外光を前記反射電極に反射させることで表示する機能を有し、反射電極は、開口領域又は切欠き領域を有し、第２の表示素子により発せられた光は、開口領域又は切欠き領域を通過し、表示する機能を有することを特徴とする電子機器が好ましい。

上記各構成において、第１の表示素子は、反射型の液晶素子である電子機器が好ましい。

上記各構成において、第２の表示素子は、発光素子である電子機器が好ましい。

上記各構成において、第１の表示素子が反射する第１の光、及び前記第２の表示素子が発する第２の光のうち、いずれか一方又は両方により、画像を表示する機能を有する電子機器が好ましい。

上記各構成において、電子機器はトランジスタを有し、トランジスタは半導体層に金属酸化物を有する電子機器が好ましい。

上記各構成において、半導体層に金属酸化物を有するトランジスタは、バックゲートを有することを特徴とする電子機器が好ましい。

上記各構成において、第２のタッチセンサは、タッチを検知すると、第１のタッチ座標を出力し、第３のタッチセンサは、タッチを検知すると、第２のタッチ座標を出力し、表示パネルは、第１のタッチ座標を基点として第２のタッチセンサの長辺に対し垂直の方向に延在する第１の領域を表示し、表示パネルは、第２のタッチ座標を基点として第３のタッチセンサの長辺に対し垂直の方向に延在する第２の領域を表示するタッチパネル入力方法を用いることが好ましい。

上記各構成において、表示パネルは、第１の領域と、第２の領域と、が交差して形成された第３の領域を有し、第３の領域と重なり合う位置に表示された表示オブジェクトを抽出する機能を有し、表示オブジェクトに関連付けられたアプリケーションプログラムを実行する機能を有するタッチパネル入力方法が好ましい。

上記各構成において、第１の領域は、第１のスイッチから検出信号を検出することにより、選択されている第１の領域の選択表示を解除し、第２の領域は、第２のスイッチから検出信号を検出することにより、選択されている第２の領域の選択表示を解除するタッチパネル入力方法が好ましい。

上記各構成において、第３の領域で選択された表示オブジェクトが選択されたことを明示するために、階調もしくは色調を変化させるタッチパネル入力方法が好ましい。

本発明の一態様は、新規な構成のタッチ入力方法を提供することができる。又は、本発明の一態様は、操作性を向上させた電子機器を提供することができる。

なお本発明の一態様の効果は、上記列挙した効果に限定されない。上記列挙した効果は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお他の効果は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない効果である。本項目で言及していない効果は、当業者であれば明細書又は図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一態様は、上記列挙した効果、及び／又は他の効果のうち、少なくとも一つの効果を有するものである。したがって本発明の一態様は、場合によっては、上記列挙した効果を有さない場合もある。

（Ａ）電子機器の構成を説明する図。（Ｂ）電子機器の構成を説明する図。 電子機器を説明するブロック図。 （Ａ）電子機器の構成を説明する図。（Ｂ）電子機器の構成を説明する図。 電子機器の構成を説明する図。 電子機器を説明するブロック図。 電子機器の動作を説明するフローチャート。 画素ユニットを説明する図。 画素ユニットを説明する図。 表示装置の回路を説明する図及び画素の上面図。 表示装置の回路を説明する図。 表示装置の回路を説明する図及び画素の上面図。 表示装置の構成を説明する図。 表示装置の構成を説明する図。 表示装置の構成を説明する図。 表示装置の構成を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 画素の一例を示す上面図及び断面図。 画素の一例を示す上面図及び断面図 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、及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。

以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。ただし、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、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。したがって、本発明は、以下の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。

また、図面において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、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。なお図面は、理想的な例を模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。

また、本明細書にて用いる「第１」、「第２」、「第３」という序数詞は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではないことを付記する。

また、本明細書において、「上に」、「下に」などの配置を示す語句は、構成同士の位置関係を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている。また、構成同士の位置関係は、各構成を描写する方向に応じて適宜変化するものである。したがって、明細書で説明した語句に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。

また、本明細書等において、トランジスタとは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む少なくとも三つの端子を有する素子である。そして、ドレイン（ドレイン端子、ドレイン領域又はドレイン電極）とソース（ソース端子、ソース領域又はソース電極）の間にチャネル領域を有しており、チャネル領域を介して、ソースとドレインとの間に電流を流すことができるものである。なお、本明細書等において、チャネル領域とは、電流が主として流れる領域をいう。

また、ソースやドレインの機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書等においては、ソースやドレインの用語は、入れ替えて用いることができるものとする。

また、本明細書等において、「電気的に接続」には、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限を受けない。例えば、「何らかの電気的作用を有するもの」には、電極や配線をはじめ、トランジスタなどのスイッチング素子、抵抗素子、インダクタ、キャパシタ、その他の各種機能を有する素子などが含まれる。

また、本明細書等において、「平行」とは、二つの直線が－１０°以上１０°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、－５°以上５°以下の場合も含まれる。また、「垂直」とは、二つの直線が８０°以上１００°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。

また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。又は、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。

また、本明細書等において、特に断りがない場合、オフ電流とは、トランジスタがオフ状態（非導通状態、遮断状態、ともいう）にあるときのドレイン電流をいう。オフ状態とは、特に断りがない場合、ｎチャネル型トランジスタでは、ゲートとソースの間の電圧Ｖｇｓがしきい値電圧Ｖｔｈよりも低い状態、ｐチャネル型トランジスタでは、ゲートとソースの間の電圧Ｖｇｓがしきい値電圧Ｖｔｈよりも高い状態をいう。例えば、ｎチャネル型のトランジスタのオフ電流とは、ゲートとソースの間の電圧Ｖｇｓがしきい値電圧Ｖｔｈよりも低いときのドレイン電流を言う場合がある。

トランジスタのオフ電流は、Ｖｇｓに依存する場合がある。したがって、トランジスタのオフ電流がＩ以下である、とは、トランジスタのオフ電流がＩ以下となるＶｇｓの値が存在することを言う場合がある。トランジスタのオフ電流は、所定のＶｇｓにおけるオフ状態、所定の範囲内のＶｇｓにおけるオフ状態、又は、十分に低減されたオフ電流が得られるＶｇｓにおけるオフ状態、等におけるオフ電流を指す場合がある。

一例として、しきい値電圧Ｖｔｈが０．５Ｖであり、Ｖｇｓが０．５Ｖにおけるドレイン電流が１×１０^－９Ａであり、Ｖｇｓが０．１Ｖにおけるドレイン電流が１×１０^－１３Ａであり、Ｖｇｓが－０．５Ｖにおけるドレイン電流が１×１０^－１９Ａであり、Ｖｇｓが－０．８Ｖにおけるドレイン電流が１×１０^－２２Ａであるようなｎチャネル型トランジスタを想定する。当該トランジスタのドレイン電流は、Ｖｇｓが－０．５Ｖにおいて、又は、Ｖｇｓが－０．５Ｖ乃至－０．８Ｖの範囲において、１×１０^－１９Ａ以下であるから、当該トランジスタのオフ電流は１×１０^－１９Ａ以下である、と言う場合がある。当該トランジスタのドレイン電流が１×１０^－２２Ａ以下となるＶｇｓが存在するため、当該トランジスタのオフ電流は１×１０^－２２Ａ以下である、と言う場合がある。

また、本明細書等では、チャネル幅Ｗを有するトランジスタのオフ電流を、チャネル幅Ｗあたりを流れる電流値で表す場合がある。また、所定のチャネル幅（例えば１μｍ）あたりを流れる電流値で表す場合がある。後者の場合、オフ電流の単位は、電流／長さの次元を持つ単位（例えば、Ａ／μｍ）で表される場合がある。

トランジスタのオフ電流は、温度に依存する場合がある。本明細書において、オフ電流は、特に記載がない場合、室温、６０℃、８５℃、９５℃、又は１２５℃におけるオフ電流を表す場合がある。又は、当該トランジスタが含まれる半導体装置等の信頼性が保証される温度、又は、当該トランジスタが含まれる半導体装置等が使用される温度（例えば、５℃乃至３５℃のいずれか一の温度）におけるオフ電流、を表す場合がある。トランジスタのオフ電流がＩ以下である、とは、室温、６０℃、８５℃、９５℃、１２５℃、当該トランジスタが含まれる半導体装置の信頼性が保証される温度、又は、当該トランジスタが含まれる半導体装置等が使用される温度（例えば、５℃乃至３５℃のいずれか一の温度）、におけるトランジスタのオフ電流がＩ以下となるＶｇｓの値が存在することを指す場合がある。

トランジスタのオフ電流は、ドレインとソースの間の電圧Ｖｄｓに依存する場合がある。本明細書において、オフ電流は、特に記載がない場合、Ｖｄｓが０．１Ｖ、０．８Ｖ、１Ｖ、１．２Ｖ、１．８Ｖ、２．５Ｖ、３Ｖ、３．３Ｖ、１０Ｖ、１２Ｖ、１６Ｖ、又は２０Ｖにおけるオフ電流を表す場合がある。又は、当該トランジスタが含まれる半導体装置等の信頼性が保証されるＶｄｓ、又は、当該トランジスタが含まれる半導体装置等において使用されるＶｄｓにおけるオフ電流、を表す場合がある。トランジスタのオフ電流がＩ以下である、とは、Ｖｄｓが０．１Ｖ、０．８Ｖ、１Ｖ、１．２Ｖ、１．８Ｖ、２．５Ｖ、３Ｖ、３．３Ｖ、１０Ｖ、１２Ｖ、１６Ｖ、２０Ｖ、当該トランジスタが含まれる半導体装置の信頼性が保証されるＶｄｓ、又は、当該トランジスタが含まれる半導体装置等において使用されるＶｄｓ、におけるトランジスタのオフ電流がＩ以下となるＶｇｓの値が存在することを指す場合がある。

上記オフ電流の説明において、ドレインをソースと読み替えてもよい。つまり、オフ電流は、トランジスタがオフ状態にあるときのソースを流れる電流を言う場合もある。

また、本明細書等では、オフ電流と同じ意味で、リーク電流と記載する場合がある。また、本明細書等において、オフ電流とは、例えば、トランジスタがオフ状態にあるときに、ソースとドレインとの間に流れる電流を指す場合がある。

なお、電圧とは２点間における電位差のことをいい、電位とはある一点における静電場の中にある単位電荷が持つ静電エネルギー（電気的な位置エネルギー）のことをいう。ただし、一般的に、ある一点における電位と基準となる電位（例えば接地電位）との電位差のことを、単に電位もしくは電圧と呼び、電位と電圧が同義語として用いられることが多い。このため、本明細書では特に指定する場合を除き、電位を電圧と読み替えてもよいし、電圧を電位と読み替えてもよいこととする。

（実施の形態１）
本実施の形態では、タッチパネル入力方法について、図１乃至図６を用いて説明する。

図１（Ａ）は、電子機器７００を示している。電子機器７００は、筐体２０と、前面パネル２１と、を有している。前面パネル２１は、表示パネル１１と、複数のタッチセンサ１３と、複数のスイッチ１４と、複数のスイッチ１５と、カバー１６と、センサ２２と、スイッチ２３とを有している。

図１（Ｂ）は、前面パネル２１の詳細について説明する。前面パネル２１は、表示パネル１１を有している。表示パネル１１は表示領域７０を有している。表示パネル１１と重なる位置にタッチパネル１２が配置されている。表示パネル１１は、四つの辺を有している例を示しているが、表示パネル１１が有する辺の数は三つ以上であればよい。また、表示パネル１１が有するそれぞれの辺に沿ってタッチセンサ１３［１］乃至１３［４］が前面パネル２１に配置されている。

タッチセンサ１３［１］の両端にはスイッチ１４［１］とスイッチ１５［１］が配置されている。スイッチ１４［１］とスイッチ１５［１］は同じ機能を有し、タッチセンサ１３［１］の制御に関連付けられている。上記と同様に、タッチセンサ１３［２］乃至１３［４］の両端にはそれぞれスイッチ１４［２］乃至１４［４］と、スイッチ１５［２］乃至１５［４］とが配置されている。

例としてタッチセンサ１３［１］とタッチセンサ１３［２］とは平行でない異なる辺に配置され、かつ、それぞれの辺の一部が接続している。言い替えると、タッチセンサ１３［１］とタッチセンサ１３［２］とは交差している辺それぞれに配置される。したがって、スイッチ１４［１］と、スイッチ１５［１］とは、タッチセンサ１３［１］の両端に位置し、スイッチ１４［２］と、スイッチ１５［２］とは、タッチセンサ１３［２］の両端に位置しており、さらにスイッチ１４［１］と、スイッチ１５［２］とは、近傍に位置している。ここで示した近傍とは、スイッチ１４［１］と、スイッチ１５［２］との最短の距離が３０ｍｍ以内に配置されていることが好ましい。もしくは、スイッチ１４［１］と、スイッチ１５［２］との最短の距離が２０ｍｍ以内であると、さらに好ましい。

センサ２２は、外光を検出する機能を有し、外光に応じて表示領域７０の輝度を制御する機能を有している。スイッチ２３は、電子機器７００の電源のオンとオフを制御する機能を有している。ただし、スイッチ２３は複数の機能を有していてもよい。例えば、指定された時間以上、スイッチ２３を長押しされたときは電源制御の機能を有し、短時間押されたときや、ダブルクリックのように、短時間で複数回押されたときは、表示領域７０の情報を更新してもよいし、アプリケーションプログラムを起動してもよい。スイッチ２３には、上記で説明した以外にも複数の操作方法を機能として割り当てることができる。

図１（Ｂ）には記載していないが、前面パネル２１は、タッチセンサ１３［１］乃至１３［４］、スイッチ１４［１］乃至１４［４］と、スイッチ１５［１］乃至１５［４］、及びセンサ２２などの電子部品が配置されていない領域に、外光により発電される太陽電池を配置してもよい。太陽電池を設けることで、前記電子部品などで使用する電力として利用することができる。

表示領域７０と重なる位置には、誤接触防止用カバー（以下、カバー１６として説明する）が配置されている。脳性まひなどの影響によって指先が震える人や、上肢、手、指先の動作が十分でない高齢者、もしくは幼児などが、電子機器７００を用いてタッチパネルから入力するときにカバー１６を用いることで、カバーで覆われた領域は誤接触を防止することができる。よって、操作者は、簡便に、確実に目的の入力を行うことができる。例えばカバーには、開口領域１６ａと、複数の開口領域１６ｂと、を有していることが好ましい。

一例として文字入力を行うときは、開口領域１６ｂと重なる位置に、表示領域７０は文字を表示させることができる。操作者は、入力したい文字の表示オブジェクトを選択するために、開口領域１６ｂと重なり合う位置のタッチパネル１２をタッチする。電子機器７００の有する制御プログラムは、プロセッサを介してタッチを検知した場所に表示されている表示オブジェクトを認識することができる。したがって制御プログラムは、表示オブジェクトに関連付けられた文字の種類を検出することができる。

検出された文字は、開口領域１６ａに表示することができる。例えば、図１（Ｂ）では開口領域１６ｂに表示オブジェクト「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」が配置されている例を示している。操作者が、「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」と順にタッチしたとき、開口領域１６ａに「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」と表示される機能を有していることが好ましい。

開口領域１６ａは、開口領域１６ｂよりも大きく開口された領域を有し、操作者は、タッチ操作で自由に操作することができる。例えば、入力された文字列を、タッチ操作で修正することができる。また、開口領域１６ａに表示されたアプリケーションプログラムが関連付けられた表示オブジェクト（以下、アイコンとして説明する）などをタッチ操作することで、アプリケーションプログラムの起動をさせることができる。

図１（Ｂ）では、タッチセンサ１３［１］乃至１３［４］を、前面パネル２１に設けた例を示した。ただし、タッチセンサ１３［１］乃至１３［４］の配置は、前面パネル２１に限定されなくてもよい。表示パネル１１の上に、タッチパネル１２と、タッチセンサ１３［１］乃至１３［４］とが、配置されていてもよい。または、タッチパネル１２と、タッチセンサ１３［１］乃至１３［４］とが一つのタッチパネルとして形成され、それぞれの領域に応じて機能を与えてもよい。もしくは、表示パネル１１上に複数のタッチセンサとして形成し、それぞれを独立して制御してもよい。

図２は、図１で示した電子機器７００の構成を示す。電子機器７００は、プロセッサ７１１と、記憶装置７１２と、通信モジュール７１３と、入力装置７１４と、出力装置７１５と、スイッチモジュール７１６と、タッチセンサモジュール７１７と、表示モジュール７１８とを有している。

スイッチモジュール７１６は、スイッチ制御部７１６ａと、複数のスイッチ７１６ｂを有している。スイッチ７１６ｂは、論理回路７１６ｃと、スイッチ１４と、スイッチ１５と、を有している。図１（Ｂ）では、タッチセンサ１３［１］に対して、スイッチ１４［１］と、スイッチ１５［１］と二つのスイッチが関連付けられた例を示している。スイッチの数は、必要に応じて適宜設ければよい。したがって、スイッチの数はｎ個まで設けることができる。ｎは１以上の整数とする。

また論理回路７１６ｃは、論理和の機能を有している。したがって、スイッチ１４［１］及びスイッチ１５［１］のいずれかのスイッチが選択されたときに、スイッチ制御部７１６ａに選択信号が通知される。論理回路７１６ｃは論理和を用いることが好ましいが、論理積を用いてもよい。論理積を用いたときは、例として示した二つのスイッチ１４［１］及びスイッチ１５［１］の両方が選択されたときに、スイッチ制御部７１６ａに選択信号が通知される。

一例としてスイッチ１４及びスイッチ１５は押しボタン式スイッチが好ましいが、光学式スイッチ、タッチセンサ、熱センサ、赤外線センサなどを利用することができる。もしくは、リレースイッチのように電気的接続もしくは遮断することで状態の変化を検出する機能を有する電子部品を利用してもよい。

タッチセンサモジュール７１７は、タッチ制御部７１７ａと、タッチセンサ１３［１］乃至タッチセンサ１３［４］を有している。図１（Ｂ）で示した例では、タッチ制御部７１７ａが、タッチセンサ１３［１］乃至タッチセンサ１３［４］のタッチ検出を制御している。もしくは、タッチセンサ１３［１］乃至タッチセンサ１３［４］のそれぞれにタッチ制御部７１７ａを設けてもよい。

表示モジュール７１８は、表示装置１７と、タッチパネル１２と、を有している。表示装置１７は、ディスプレイコントローラ７１８ａと、フレームメモリ７１８ｂと、表示パネル１１と、を有している。表示パネル１１は、表示領域７０を有している。表示領域７０は、反射型の表示素子を有した表示部７１８ｄと、発光型の表示素子を有した表示部７１８ｅと、を有している。表示パネル１１が、二つの表示部を有した例を示したが、いずれか一の表示部を有していればよい。また、透過型の表示素子を有した表示部を有していてもよい。表示パネル１１は、実施の形態２以降で詳細な説明をする。また、表示パネル１１に用いるトランジスタについては、実施の形態５にて詳細な説明をする。

入力装置７１４は、センサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、ジョイスティック、キーボード、ハードウェアボタン、ポインティングデバイス、撮像装置、音声入力装置、視点入力装置、姿勢検出装置、及び太陽電池などがある。

出力装置７１５は、外部記憶装置、外付け表示装置などがある。

記憶装置７１２は、制御プログラム、アプリケーションプログラム、及びデータが保持されている。制御プログラム又はアプリケーションプログラムは、プロセッサを介して記憶装置７１２と、通信モジュール７１３と、入力装置７１４と、出力装置７１５と、タッチセンサモジュール７１７と、表示モジュール７１８と、を使用することができる。記憶装置７１２は、電子機器７００の電源が切られても、データが保持することができる。再度、電子機器７００の電源が起動されたときに、プログラムの起動時間を早くすることができる。

記憶装置７１２又は表示モジュール７１８が有するフレームメモリ７１８ｂは、内蔵メモリ（不揮発性メモリ、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＮＯＳＲＡＭ、ＤＯＳＲＡＭなど）もしくは外部から挿入された不揮発性メモリであることが望ましい。もしくは通信モジュールでダウンロードしたプログラムや、データを一時的に記憶するワークメモリ（不揮発性メモリ、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＮＯＳＲＡＭ、ＤＯＳＲＡＭなど）でもよい。

不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリは、フローティングゲートと呼ばれるものを、チャネルとゲートの間に設け、フローティングゲートに電荷を蓄えることにより、データを保持する。しかしながら、従来のＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリは、フローティングゲートへの電荷の注入や除去の際に高い電圧を必要とし、また、そのせいもあって、ゲート絶縁膜の劣化が避けられず、無制限に書き込みや消去を繰り返せなかった。

ＮＯＳＲＡＭ及びＤＯＳＲＡＭは、トランジスタのオフ電流が小さいことが知られている金属酸化物を半導体層に用いたトランジスタを用いることで、電源が切られても、データを保持できるメモリの構成である。ＮＯＳＲＡＭ及びＤＯＳＲＡＭに用いるトランジスタについては、実施の形態５にて詳細な説明をする。

図３（Ａ）は、表示領域７０に複数のアイコンが表示された例を示している。図１（Ｂ）で示したような文字入力を行うときと異なり、アイコンなどの表示オブジェクトは、開口領域１６ｂと重なる位置に配置されていないことがある。

しかし、アイコンや、アプリケーションプログラムが実行中の表示画面では、メニュー画面、又は選択ボタンなどの表示オブジェクトなどが表示されていることがある。一例としては図３（Ａ）で示したように、カバー１６の下に、選択したいアイコンの表示や、表示オブジェクトが隠れてしまうことがある。したがって、電子機器７００がカバー１６を備えたときは、開口領域１６ｂと、アイコンなどを含む表示オブジェクトの表示位置が異なるため、容易にタッチして選択することが難しい。

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、カバー１６の下に隠されてタッチすることが難しいアイコンを選択する方法を、例を用いて説明する。

図３（Ａ）では、表示領域７０にアイコン１７ａ乃至アイコン１７ｅが表示された例を示している。アイコン１７ｂを選択し起動させたいとき、操作者はタッチセンサ１３［２］を最初にタッチする。よって、タッチ制御部７１７ａは、タッチセンサ１３［２］がタッチされたことを検出することができる。電子機器７００の有する制御プログラムは、タッチ制御部７１７ａからプロセッサ７１１を介して、タッチ制御部７１７ａが検出したタッチ座標１８ａを受け取ることができる。

制御プログラムは、プロセッサ７１１を介してタッチ座標１８ａを表示モジュール７１８に与えることができる。よって、表示領域７０にタッチ座標１８ａによって選択された選択領域１８ｂを表示することができる。選択領域１８ｂは、タッチ座標１８ａから、タッチセンサ１３［２］の長辺に対し垂直な方向に延在する領域である。図３（Ａ）では、Ｙ軸上の中から、目的のアイコン１７ｂが表示された位置を抽出したことになる。

選択した位置を解除したいときは、タッチセンサ１３［２］の両端に配置したスイッチ１４［２］とスイッチ１５［２］のいずれかをタッチすることで、選択を解除することができる。利用者の利き手によって使用しやすい位置にスイッチ１４［２］とスイッチ１５［２］とが配置されていることが好ましい。電子機器７００の大きさによってスイッチを配置する数は適宜選択することができる。

タッチ座標１８ａは、複数の座標であることが好ましい。例えば、選択領域１８ｂの表示幅は、タッチセンサ１３［２］の長軸方向における最大座標と最小座標の差を表示幅として用いてもよい。このとき、スイッチ１４［２］が配置された側のタッチセンサ１３［２］の端部を座標原点Ｘ［２］として利用することができる。もしくは、タッチで検出した幅の中心を基準にして、操作者もしくは、制御プログラムによって指定された幅にて表示をしてもよい。アイコンの大きさなど表示オブジェクトの大きさに適した幅を選択することが好ましい。

選択された表示領域は、表示階調を変化させることができる。表示階調は、指定された係数をかける、又は指定された階調を加えることで、選択後の階調を算出してもよい。もしくは、色調を変化させてもよい。色調を変化させる場合には、一例として、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）（以下、ＲＧＢと表記する）を用いた加法混色法で表示された表示階調は、いずれか一もしくは複数の色の階調を増減させることで変化させることができる。

もしくは、ＲＧＢで表される表示階調に、第４の色を加えることで色調を変化させてもよい。第４の色は、ＲＧＢのいずれか一もしくは複数でもよいし、もしくは、シアン、マゼンタ、イエローのいずれか一もしくは複数でもよい。又は、白を加えることで色調を変化させてもよい。

次に、図３（Ｂ）では、Ｘ軸上の中から目的のアイコン１７ｂが表示された位置を選択する。操作者は、タッチセンサ１３［３］をタッチする。よって、タッチ制御部７１７ａは、タッチセンサ１３［３］がタッチされたことを検出することができる。制御プログラムは、タッチ制御部７１７ａからプロセッサ７１１を介して、タッチ制御部７１７ａが検出したタッチ座標１８ｃを受け取ることができる。

制御プログラムは、プロセッサ７１１を介してタッチ座標１８ｃを表示モジュール７１８に与えることができる。よって、表示領域７０にタッチ座標１８ｃによって選択された選択領域１８ｄを表示することができる。選択領域１８ｄは、タッチセンサ１３［３］の長辺と垂直に交差する方向に向けて、選択領域１８ｄを表示することができる。したがって、タッチ座標１８ａと、タッチ座標１８ｃとを用いて、表示領域７０の中から選択領域１９を選択することができる。

選択した辺の選択した位置を解除したいときは、タッチセンサ１３［２］の両端に配置したスイッチ１４［２］又はスイッチ１５［２］のいずれか一をタッチすることで、選択を解除することができる。上記とは異なる辺の選択した位置を解除したいときは、タッチセンサ１３［３］の両端に配置したスイッチ１４［３］又はスイッチ１５［３］のいずれか一をタッチすることで、選択を解除することができる。いずれか一の選択領域が解除されたときは、選択領域１９も同時に解除される。また、選択領域を解除するために押されるスイッチ１４又はスイッチ１５は、誤接触防止のために、押されている期間の設定と管理ができることが好ましい。

したがって、選択領域１９に重なり合う位置に表示されたアイコン１７ｂが、タッチセンサ１３［２］と、タッチセンサ１３［３］によって選択することができる。アイコン１７ｂが選択領域１９で認識されたことを、アイコンの階調又は色調の変更、アイコンの点滅、アイコンのアウトラインを点滅など、操作者に選択されたことがわかるように明示されていることが好ましい。

アイコン１７ｂに関連付けられたアプリケーションプログラムを実行するための実行コマンドは、複数の方法を用いて生成することができる。例えば、スイッチ２３を押すことによって選択されたアイコンに関連付けられたアプリケーションプログラムが実行される。又は、スイッチ１４［２］及びスイッチ１５［３］の二つのスイッチを同時に押すことでアプリケーションプログラムが実行されてもよい。もしくは、選択領域１９を選択された状態で、開口領域１６ａ又は開口領域１６ｂに位置するタッチパネル１２のいずれか一にタッチすることでアプリケーションプログラムが実行されてもよい。

スイッチ１４［１］とスイッチ１５［１］、スイッチ１４［２］とスイッチ１５［２］、スイッチ１４［３］とスイッチ１５［３］、及びスイッチ１４［４］とスイッチ１５［４］は、ペアで一つのスイッチとして機能している。したがって、スイッチ１４［２］及びスイッチ１５［３］の組み合わせは、選択解除の機能とは異なる機能を与えてもよい。

図３ではタッチセンサ１３［１］及びタッチセンサ１３［３］、タッチセンサ１３［２］及びタッチセンサ１３［４］は、同じ機能を有した例を示している。いずれかのタッチセンサがタッチを検知することで、上記に示したカバーの下に表示されているアイコンなどを選択することができる。さらに、操作者によって、それぞれのタッチセンサの有効もしくは無効を設定することができることが好ましい。スイッチ１４もしくはスイッチ１５に関しても、それぞれのスイッチが有効もしくは無効を設定することができることが好ましい。

図４に示す電子機器７０１は、図１の電子機器７００とは異なる構成を有している。電子機器７０１は、電子機器７００ａと、電子機器７００ｂと、カバー１６とを有している。電子機器７００ａは、筐体２０と、前面パネル２１と、を有している。前面パネル２１は、複数のタッチセンサ１３と、複数のスイッチ１４と、複数のスイッチ１５と、センサ２２と、スイッチ２３と、を有している。筐体２０は、通信モジュール２４を有している。電子機器７００ｂは、タブレットや、スマートフォン、ノート型パーソナルコンピュータなどの電子機器を利用することができる。

電子機器７００ａは、筐体２０の内部に電子機器７００ｂを収納する機能を有している。前面パネル２１は、表示領域７０の表示を行うための開口領域１１ｃを有している。また、開口領域１１ｃと重なる位置にカバー１６が配置される。カバー１６は操作者によって着脱できる機能を有している。

電子機器７００ｂは、表示モジュール７１８と、通信モジュール２４ａと、を有している。表示モジュール７１８は、表示装置１７と、タッチパネル１２と、を有している。表示装置１７は表示パネル１１を有し、表示パネル１１と重なる位置にタッチパネル１２が配置されている。

電子機器７００ａの有するスイッチ２３と、電子機器７００ａに収納された電子機器７００ｂの有するスイッチ２３ａは、重なるように配置されていることが好ましい。もしくは、スイッチ２３と、スイッチ２３ａと、が重ならない場合でも、電子機器７００ａのスイッチ２３が押されたときに、電子機器７００ｂのスイッチ２３ａが押される機構を有することが好ましい。もしくは、通信モジュールを介してスイッチ２３によって検出されたコマンドが送信されてもよい。

電子機器７００ａに収納された電子機器７００ｂの表示領域７０は、電子機器７００ａの開口領域１１ｃに重なる位置に配置される。電子機器７００ａが有する通信モジュール２４と、電子機器７００ｂが有する通信モジュール２４ａは、搬送波を利用することで無線による情報の伝達をすることができる。よって、図４に示した電子機器７００ａに収納された電子機器７００ｂであっても、図１と同じようにタッチセンサ１３をタッチすることで、電子機器７００ｂの表示部へ、選択領域を表示することができる。

通信モジュール２４及び通信モジュール２４ａは、搬送波２５及び２５ａを用いて、操作情報、センサデータ、プログラムなどを送受信することができる。通信モジュール２４及び通信モジュール２４ａは、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等のＩＥＥＥにより通信規格化された仕様を利用することができる。

図５は、図４の電子機器７００ａ及び電子機器７００ｂの構成について説明をする。図１（Ａ）の構成と異なる点は、図１（Ａ）の電子機器７００が、図５（Ａ）の電子機器７００ａ及び図５（Ｂ）の電子機器７００ｂに分かれて構成されている。

図５（Ａ）で示した電子機器７００ａは、通信モジュール２４と、スイッチモジュール７１６と、タッチセンサモジュール７１７と、を有している。図５（Ｂ）で示した電子機器７００ｂは、プロセッサ７１１と、記憶装置７１２と、通信モジュール２４ａと、入力装置７１４と、出力装置７１５と、表示モジュール７１８と、を有している。スイッチ２３ａは、入力装置７１４に含まれていることが好ましい。

電子機器７００ａが、図１乃至図３で示したタッチ入力方法を提供することにより、タッチセンサ１３と、スイッチ１４と、スイッチ１５との検出情報が、通信モジュール２４を介して電子機器７００ｂに与えられる。電子機器７００ｂは、通信モジュール２４ａを介して与えられた、タッチセンサ１３と、スイッチ１４と、スイッチ１５との検出情報が、プロセッサ７１１を介して、表示モジュール７１８に与えられる。電子機器７００ａの検出情報は、電子機器７００ｂのプロセッサ７１１を介さずに表示モジュール７１８に与えられてもよい。

電子機器７００ｂは、検出情報を用いて、選択領域１８ｂ及び選択領域１８ｄの表示及び、選択領域の表示を解除することができる。したがって、電子機器７００ｂが有する制御プログラムは選択領域１９を選択することができ、表示領域７０に表示されているアイコンなどに関連付けられているアプリケーションプログラムを起動させることができる。

又は筐体２０の形状を変えることで、据え置き型の入力装置、金融機関向けのＡＴＭや、券売機、商品の販売に使用される自販機などに利用することができる。防塵、防水機能を備えれば、屋外で用いる電子機器、水中で用いる電子機器、宇宙空間の作業で用いられる電子機器などに利用することができる。

図６は、タッチパネル入力方法を、フローチャートに従って説明する。

ＳＴ１００１は、前面パネルに設けられたタッチセンサ１３［１］乃至１３［４］のいずれか一でタッチを検知したか検索を行うステップである。

ＳＴ１００２は、スイッチ１４又はスイッチ１５のいずれか一のスイッチが押され、選択解除信号が検出されたかを判断するステップである。選択解除信号が検出されたとき、ＳＴ１００２ａに移行する。選択解除信号が検出されないときは、ＳＴ１００３へ移行する。

ＳＴ１００２ａは、スイッチ１４又はスイッチ１５の選択解除信号が、Ｙ軸方向のタッチ座標を検出するタッチセンサへの選択解除なのかを判断するステップである。Ｙ軸方向のタッチ座標の検出をするタッチセンサに関連付けられて配置されたスイッチ１４又はスイッチ１５であれば、ＳＴ１００２ｂに移行する。Ｘ軸方向のタッチ座標を検出するタッチセンサに関連付けられて配置されたスイッチ１４又はスイッチ１５であれば、ＳＴ１００２ｃに移行する。

ＳＴ１００２ｂは、Ｙ軸方向のタッチ座標を解除するステップである。Ｙ軸方向のタッチ座標の選択を解除した後でＳＴ１００１に移行する。Ｘ軸方向のタッチ座標及びＹ軸方向のタッチ座標が選択され選択領域１９を有しているときは、Ｙ軸方向のタッチ座標の選択を解除したときは、選択領域１９も解除する。

ＳＴ１００２ｃは、Ｘ軸方向のタッチ座標を解除するステップである。Ｘ軸方向のタッチ座標の選択を解除した後でＳＴ１００１に移行する。Ｘ軸方向のタッチ座標及びＹ軸方向のタッチ座標が選択され選択領域１９を有しているときは、Ｘ軸方向のタッチ座標の選択を解除したときは、選択領域１９も解除する。

ＳＴ１００３は、タッチセンサ１３がタッチを検知したかを判断するステップである。タッチを検知していなければ、ＳＴ１００１に移行する。タッチが検知されたと判断されたときは、ＳＴ１００４へ移行する。

ＳＴ１００４は、Ｙ軸方向のタッチセンサでタッチを検知したのかを判断するステップである。Ｙ軸方向に配置されたタッチセンサ１３［２］又はタッチセンサ１３［４］であれば、ＳＴ１００４ａに移行する。Ｘ軸に配置されたタッチセンサ１３［１］又はタッチセンサ１３［３］であれば、ＳＴ１００４ｂに移行する。

ＳＴ１００４ａは、Ｙ軸に配置されたタッチセンサ１３［２］又はタッチセンサ１３［４］から、タッチを検知したタッチ座標を取得するステップである。タッチ座標は、座標原点Ｘ［２］又はＸ［４］からの最小値と最大値とをそれぞれ取得することが好ましい。

ＳＴ１００４ｂは、Ｘ軸に配置されたタッチセンサ１３［１］又はタッチセンサ１３［３］から、タッチを検知したタッチ座標を取得するステップである。タッチ座標は、座標原点Ｘ［１］又はＸ［３］からの最小値と最大値とをそれぞれ取得することが好ましい。

ＳＴ１００５は、Ｘ軸とＹ軸が交差する選択領域１９が形成されたのか確認をするステップである。選択領域１９が形成されたときは、ＳＴ１００６に移行する。選択領域１９が形成されていないときは、ＳＴ１００１に移行する。プロセッサ７１１は、選択領域１９に重なる位置にアイコンなどの表示オブジェクトが配置されているかを確認する。表示オブジェクトが、配置されていないときは、ＳＴ１００１に移行する。

ＳＴ１００６は、実行コマンドを受け付けたか確認をする。このとき、アイコンが選択領域１９で認識されたことを、アイコンの階調又は色調の変更、アイコンの点滅、アイコンのアウトラインを点滅など、操作者に選択されたことがわかるように明示されていることが好ましい。実行コマンドを受け付けたときは、ＳＴ１００７に移行する。実行コマンドを受け付けてないときは、ＳＴ１００１に移行する。操作者が選択したい表示オブジェクトとは異なる表示オブジェクトに変更したいときは、ＳＴ１００１に移行する。

ＳＴ１００７は、選択領域１９と重なる位置に表示オブジェクトが配置され、さらに実行コマンドを受け付けたときのステップである。プロセッサ７１１は、Ｙ軸方向の選択領域１８ｂ、Ｘ軸方向の選択領域１８ｄ、及び選択領域１９を解除し、アプリケーションプログラムを起動する。

上記のタッチ入力方法を利用することで、タッチパネル１２の上にカバー１６が配置されていても、アプリケーションプログラムの実行や操作を行うことができる。もしくは、タッチパネル１２を有しない電子機器においても、アプリケーションプログラムの実行や操作を行うことができる。またアプリケーションプログラム内の不特定な位置に配置される表示オブジェクトを選択し、かつ実行することができる。また、電子機器が有する表示装置１７が、タッチパネルを有さなくても、タッチパネルを有しているときと同じように、操作ができる、新規なタッチ入力方法を提供することができる。また、操作性を向上させた電子機器を提供することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１の表示装置にハイブリッドディスプレイを適用した例について説明する。

ハイブリッド表示とは、１つのパネルにおいて、反射光と、自発光とを併用して、色調又は光強度を互いに補完して、文字又は画像を表示する方法である。又は、ハイブリッド表示とは、同一画素又は同一副画素において複数の表示素子から、それぞれの光を用いて、文字又は画像を表示する方法である。ただし、ハイブリッド表示を行っているハイブリッドディスプレイを局所的にみると、複数の表示素子のいずれか一を用いて表示する画素又は副画素と、複数の表示素子の二以上を用いて表示する画素又は副画素と、を有する場合がある。

なお、本明細書等において、上記構成のいずれか１つ又は複数の表現を満たすものを、ハイブリッド表示という。

また、ハイブリッドディスプレイは、同一画素又は同一副画素に複数の表示素子を有する。なお、複数の表示素子としては、例えば、光を反射する反射型素子と、光を射出する自発光素子とが挙げられる。なお、反射型素子と、自発光素子とは、それぞれ独立に制御することができる。ハイブリッドディスプレイは、表示部において、反射光、及び自発光のいずれか一方又は双方を用いて、文字又は画像を表示する機能を有する。

本発明の一態様の表示装置は、可視光を反射する第１の表示素子が設けられた画素を有することができる。又は、可視光を発する第２の表示素子が設けられた画素を有することができる。又は、第１の表示素子及び第２の表示素子が設けられた画素を有することができる。

本実施の形態では、可視光を反射する第１の表示素子と、可視光を発する第２の表示素子とを有する表示装置について説明する。

表示装置は、第１の表示素子が反射する第１の光と、第２の表示素子が発する第２の光のうち、いずれか一方、又は両方により、画像を表示する機能を有する。又は、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の表示素子の反射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の表示素子からの発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。

また、第１の画素と第２の画素は、同数且つ同ピッチで、表示領域内に配置されていることが好ましい。このとき、隣接する第１の画素と第２の画素を合わせて、画素ユニットと呼ぶことができる。これにより、後述するように複数の第１の画素のみで表示された画像と、複数の第２の画素のみで表示された画像、ならびに複数の第１の画素及び複数の第２の画素の両方で表示された画像のそれぞれは、同じ表示領域に表示することができる。

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

第２の画素が有する第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）、半導体レーザなどの自発光性の発光素子を用いることができる。又は、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。

第１の画素は、例えば白色（Ｗ）を呈する副画素、又は例えば赤色（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構成とすることができる。また、第２の画素も同様に、例えば白色（Ｗ）を呈する副画素、又は例えば赤色（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構成とすることができる。なお、第１の画素及び第２の画素がそれぞれ有する副画素は、４色以上であってもよい。副画素の種類が多いほど、消費電力を低減することが可能で、また色再現性を高めることができる。

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。また、第１の画素及び第２の画素のそれぞれに異なる画像信号を入力し、合成画像を表示することもできる。

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、且つ外光が白色光又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。

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。

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。

以下では、本発明の一態様のより具体的な例について、図面を参照して説明する。

［表示装置の構成例］
図７は、本発明の一態様の表示装置が有する表示領域７０を説明する図である。表示領域７０は、マトリクス状に配置された複数の画素ユニット７５を有する。画素ユニット７５は、画素７６と、画素７７を有する。

図７では、画素７６及び画素７７が、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色に対応する表示素子を有する場合の例を示している。

画素７６は、赤色（Ｒ）に対応する表示素子７６Ｒ、緑色（Ｇ）に対応する表示素子７６Ｇ、青色（Ｂ）に対応する表示素子７６Ｂを有する。表示素子７６Ｒ、７６Ｇ、７６Ｂはそれぞれ、光源の光を利用した第２の表示素子である。

画素７７は、赤色（Ｒ）に対応する表示素子７７Ｒ、緑色（Ｇ）に対応する表示素子７７Ｇ、青色（Ｂ）に対応する表示素子７７Ｂを有する。表示素子７７Ｒ、７７Ｇ、７７Ｂはそれぞれ、外光の反射を利用した第１の表示素子である。

以上が表示装置の構成例についての説明である。

［画素ユニットの構成例］
続いて、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を用いて画素ユニット７５について説明する。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、画素ユニット７５の構成例を示す模式図である。

画素７６は、表示素子７６Ｒ、表示素子７６Ｇ、表示素子７６Ｂを有する。表示素子７６Ｒは、光源を有し、画素７６に入力される第２の階調値に含まれる赤色に対応する階調値に応じた輝度の赤色の光Ｒ２を、表示面側に射出する。表示素子７６Ｇ、表示素子７６Ｂも同様に、それぞれ緑色の光Ｇ２又は青色の光Ｂ２を、表示面側に射出する。

画素７７は、表示素子７７Ｒ、表示素子７７Ｇ、表示素子７７Ｂを有する。表示素子７７Ｒは、外光を反射し、画素７７に入力される第１の階調値に含まれる赤色に対応する階調値に応じた輝度の赤色の光Ｒ１を、表示面側に射出する。表示素子７７Ｇ、表示素子７７Ｂも同様に、それぞれ緑色の光Ｇ１又は青色の光Ｂ１を、表示面側に射出する。

〔第１のモード〕
図８（Ａ）は、外光を反射する表示素子７７Ｒ、表示素子７７Ｇ、表示素子７７Ｂを駆動して画像を表示する動作モードの例を示している。図８（Ａ）に示すように、画素ユニット７５は、例えば外光の照度が十分に高い場合などでは、画素７６を駆動させずに、画素７７からの光（光Ｒ１、光Ｇ１、および光Ｂ１）のみを混色させることにより、所定の色の光７９を表示面側に射出することもできる。これにより、極めて低消費電力な駆動を行うことができる。

〔第２のモード〕
図８（Ｂ）は、表示素子７６Ｒ、表示素子７６Ｇ、表示素子７６Ｂを駆動して画像を表示する動作モードの例を示している。図８（Ｂ）に示すように、画素ユニット７５は、例えば外光の照度が極めて小さい場合などでは、画素７７を駆動させずに、画素７６からの光（光Ｒ２、光Ｇ２、および光Ｂ２）のみを混色させることにより、所定の色の光７９を表示面側に射出することもできる。これにより鮮やかな表示を行うことができる。また外光の照度が小さい場合に輝度を低くすることで、使用者が感じる眩しさを抑えると共に消費電力を低減できる。

〔第３のモード〕
図８（Ｃ）は、外光を反射する表示素子７７Ｒ、表示素子７７Ｇ、表示素子７７Ｂと、光を発する表示素子７６Ｒ、表示素子７６Ｇ、表示素子７６Ｂの両方を駆動して画像を表示する動作モードの例を示している。図８（Ｃ）に示すように、画素ユニット７５は、光Ｒ１、光Ｇ１、光Ｂ１、光Ｒ２、光Ｇ２、及び光Ｂ２の６つの光を混色させることにより、所定の色の光７９を表示面側に射出することができる。

したがって、実施の形態１で示した表示パネル１１は、反射型の表示素子を有した表示部７１８ｄと、発光型の表示素子を有した表示部７１８ｅとを有しているため、選択領域を表示するのに好適である。例えば、反射型の表示素子で表示領域７０の表示を行っているときに、発光型の表示素子で、選択領域を表示することができる。また、発光型の表示素子で表示領域７０の表示を行っているときに、反射型の表示素子で、選択領域を表示してもよい。もしくは、反射型の表示素子の階調データを変更することで選択領域を表示してもよいし、発光型の表示素子の階調データを変更することで選択領域を表示してもよい。

以上が画素ユニット７５の構成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）
以下では、実施の形態２で説明したハイブリッドディスプレイの構成の具体例について説明する。以下で例示する表示パネルは、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、表示パネルである。

［構成例］
図９（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、回路ＧＤと電気的に接続する複数の配線ＧＤ１、複数の配線ＧＤ２、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、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９（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９（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９（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９（Ｂ１）に示すように、方向Ｒに隣接する２つの画素において、開口４５１が一列に配列されないように、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、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９（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、円形又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１０は、画素４１０の構成例を示す回路図である。図１０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ＧＤ１、配線ＧＤ２、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１０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１０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ＧＤ１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ＧＤ２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１０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ＧＤ１には、スイッチＳＷ１を導通状態又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ＧＤ２には、スイッチＳＷ２を導通状態又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１０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ＧＤ１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ＧＤ２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ＧＤ１、配線ＧＤ２、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１０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１１（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１１（Ａ）では図１０の例に加えて、画素４１０に配線ＧＤ３及び配線Ｓ３が接続されている。

図１１（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１１（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。

［表示パネルの構成例］
図１２は、本発明の一態様の表示パネル３００の斜視概略図である。表示パネル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１２では、基板３６１を破線で明示している。

表示パネル３００は、表示部３６２、回路３６４、配線３６５等を有する。基板３５１には、例えば回路３６４、配線３６５、及び画素電極として機能する導電層３１１ｂ等が設けられる。また図１２では基板３５１上にＩＣ３７３とＦＰＣ３７２が実装されている例を示している。そのため、図１２に示す構成は、表示パネル３００とＦＰＣ３７２及びＩＣ３７３を有する表示モジュールと言うこともできる。

回路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、又はＩＣ３７３から配線３６５に入力される。

また、図１２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、又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。なお表示パネル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を介して表示パネル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１２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導電層３１１ｂがマトリクス状に配置されている。導電層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１２に示すように、導電層３１１ｂは開口を有する。さらに導電層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、導電層３１１ｂの開口を介して基板３６１側に射出される。

また、基板３６１上には入力装置３６６を設けることができる。例えば、シート状の静電容量方式のタッチセンサを表示部３６２に重ねて設ける構成とすればよい。又は、基板３６１と基板３５１との間にタッチセンサを設けてもよい。基板３６１と基板３５１との間にタッチセンサを設ける場合は、静電容量方式のタッチセンサのほか、光電変換素子を用いた光学式のタッチセンサを適用してもよい。

［断面構成例１］
図１３に、図１２で例示した表示パネルの、ＦＰＣ３７２を含む領域の一部、回路３６４を含む領域の一部及び表示部３６２を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。

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１４３を介して接着され、基板３５１と絶縁層２２０は接着層１４２を介して接着されている。

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１２５、及び液晶素子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、及び絶縁層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及び絶縁層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、又は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、及びトランジスタ２０６は、一部がゲートとして機能する導電層２２１、一部がソース又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３７０、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３７０の基板３５１側に接して、可視光を反射する導電層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３７０及び導電層３１３は可視光を透過する材料を含む。また、液晶３１２と導電層３７０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。

基板３６１の外側の面には、光拡散板１２９及び偏光板１４０を配置する。偏光板１４０としては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板１２９が設けられる。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。

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１４０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及び導電層３１３を再度透過して、偏光板１４０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１４０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、及び導電層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及び導電層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１３に示すように、開口２５１には可視光を透過する導電層３７０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。

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のソース又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のソース又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３７０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と基板３６１が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３７０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１４３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３７０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又は電位を、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、有機樹脂又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、又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１３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１４３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１４３に接続体２４３を分散させておけばよい。

図１３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１３では、トランジスタ２０１及びトランジスタ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、又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又は絶縁層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１２５が設けられている。絶縁層１２５は、平坦化層としての機能を有していてもよい。絶縁層１２５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］
図１４に示す表示パネルは、図１３に示す構成において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。

本発明の一態様の表示装置が有するトランジスタは、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。

なお、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。又は、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、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、インジウムを含む酸化物半導体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。

半導体層は、例えばインジウム、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、ネオジム又はハフニウム等の金属）を含むＩｎ－Ｍ－Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ－Ｍ系酸化物、Ｍ－Ｚｎ系酸化物、又はＩｎ－Ｚｎ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酸化物半導体がＩｎ－Ｍ－Ｚｎ系酸化物の場合、Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ系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。

また、上記材料等で形成した金属酸化物は、不純物や酸素欠損などを制御することで透光性を有する導電体として作用させることができる。したがって、上述した半導体層に加え、トランジスタの他の構成要素であるソース電極、ドレイン電極及びゲート電極などを透光性を有する導電体で形成することで、透光性を有するトランジスタを構成することができる。当該透光性を有するトランジスタを表示装置の画素に用いることで、表示素子を透過する光、又は表示素子が発する光が当該トランジスタを透過することができるため、開口率を向上させることができる。

例えば、図１５に示す断面構成例１の変形例のように、トランジスタ２０５、２０６及び接続部２０７を構成する要素を透光性を有する導電体で形成することができる。断面構成例１から、さらに導電層３１１ｂを省くことで発光素子３６０から発する光は、トランジスタ２０５、２０６及び接続部２０７の一部又は全体を透過することができる。また、基板３６１側から入射し、液晶３１２を透過した光は、導電層１９３ｂで反射させることができる。なお、トランジスタ２０５、２０６の信頼性を向上させるため、ゲート電極として作用する導電層及びバックゲート電極として作用する導電層の一方又は両方は、金属などの透光性を有さない層で形成してもよい。

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。

上述した表示パネル３００は、大きく分けて発光素子及びトランジスタ等を有する領域６０１と、液晶素子等を有する領域６０２を有する。以下に図１６（Ａ）乃至（Ｃ）を用いて表示パネル３００の作製方法を簡単に説明する。

表示パネル３００は、剥離工程（図１６（Ｂ）参照）を用いることで、比較的容易に作製することができる。まず、基板３５２上に剥離層１７３及び樹脂層１７５を設け、樹脂層１７５上に領域６０１を完成させる（図１６（Ａ）参照）。

次に、レーザ光１６０を加工領域（剥離層１７３及び樹脂層１７５を含む領域）に照射し（図１６（Ｂ）参照）、基板３５２及び剥離層１７３を取り除く。

次に、アッシング処理により樹脂層１７５を取り除き、導電層３７０等を露出させる。そして、表示部となる領域に配向膜１３３ａを形成し、液晶３１２を挟むように別途形成した領域６０２の残りの構成要素を接着層１４３を用いて貼り合わせる（図１６（Ｃ）参照）。以上の工程で表示パネル３００を完成させることができる。

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４）
本実施の形態では、表示装置が有する画素の構成の一例について、図１７及び図１８を用いて説明を行う。図１７は、発光表示装置の構成の一例を示し、図１８は液晶表示装置の構成の一例を示す。

［画素について］
まず、発光表示装置の画素について、図１７（Ａ１）、図１７（Ａ２）、及び図１７（Ｂ）を用いて説明する。

図１７（Ａ１）に、画素９００を表示面側から見たときの上面概略図を示す。図１７（Ａ１）に示す画素９００は、３つの副画素を有する。各副画素には、発光素子９３０ＥＬ（図１７（Ａ１）（Ａ２）には図示しない）、トランジスタ９１０、及びトランジスタ９１２が設けられている。また、図１７（Ａ１）に示す各副画素では、発光素子９３０ＥＬの発光領域（発光領域９１６Ｒ、発光領域９１６Ｇ、又は発光領域９１６Ｂ）を示している。なお、発光素子９３０ＥＬは、トランジスタ９１０及びトランジスタ９１２側に光を射出する、所謂ボトムエミッション型の発光素子とする。

また、画素９００は、配線９０２、配線９０４、及び配線９０６等を有する。配線９０２は、例えば走査線として機能する。配線９０４は、例えば信号線として機能する。配線９０６は、例えば発光素子に電位を供給する電源線として機能する。また、配線９０２と配線９０４とは、互いに交差する部分を有する。また、配線９０２と配線９０６とは、互いに交差する部分を有する。なお、ここでは、配線９０２と配線９０４、及び配線９０２と配線９０６とが交差する構成について例示したが、これに限定されず、配線９０４と配線９０６とが交差する構成としてもよい。

トランジスタ９１０は、選択トランジスタとして機能する。トランジスタ９１０のゲートは、配線９０２と電気的に接続されている。トランジスタ９１０のソース又はドレインの一方は、配線９０４と電気的に接続されている。

トランジスタ９１２は、発光素子に流れる電流を制御するトランジスタである。トランジスタ９１２のゲートは、トランジスタ９１０のソース又はドレインの他方と電気的に接続されている。トランジスタ９１２のソース又はドレインの一方は配線９０６と電気的に接続され、他方は発光素子９３０ＥＬの一対の電極の一方と電気的に接続されている。

図１７（Ａ１）では、発光領域９１６Ｒ、発光領域９１６Ｇ、及び発光領域９１６Ｂが、それぞれ縦方向に長い短冊状の形状を有し、横方向にストライプ状に配列している。

ここで、配線９０２、配線９０４、及び配線９０６は遮光性を有する。またこれ以外の層、すなわち、トランジスタ９１０、トランジスタ９１２、トランジスタに接続する配線、コンタクト、容量等を構成する各層には、透光性を有する膜を用いると好適である。図１７（Ａ２）は、図１７（Ａ１）に示す画素９００を、可視光を透過する透過領域９００ｔと、可視光を遮る遮光領域９００ｓと、に分けて明示した例である。このように、透光性を有する膜を用いてトランジスタを作製することで、各配線が設けられる部分以外を透過領域９００ｔとすることができる。また、発光素子の発光領域を、トランジスタ、トランジスタに接続する配線、コンタクト、容量などと重ねることができるため、画素の開口率を高めることができる。

なお、画素の面積に対する透過領域の面積の割合が高いほど、発光素子の光取り出し効率を高めることができる。例えば、画素の面積に対する、透過領域の面積の割合は、１％以上９５％以下、好ましくは１０％以上９０％以下、より好ましくは２０％以上８０％以下とすることができる。特に４０％以上又は５０％以上とすることが好ましく、６０％以上８０％以下であるとより好ましい。

また、図１７（Ａ２）に示す一点鎖線Ａ－Ｂの切断面に相当する断面図を図１７（Ｂ）に示す。なお、図１７（Ｂ）では、上面図において図示していない、発光素子９３０ＥＬ、容量素子９１３、及び駆動回路部９０１などの断面も合わせて図示している。駆動回路部９０１としては、走査線駆動回路部又は信号線駆動回路部として用いることができる。また、駆動回路部９０１は、トランジスタ９１１を有する。

図１７（Ｂ）に示すように、発光素子９３０ＥＬからの光は、破線の矢印に示す方向に射出される。発光素子９３０ＥＬの光は、トランジスタ９１０、トランジスタ９１２、及び容量素子９１３等を介して外部に取り出される。したがって、容量素子９１３を構成する膜などについても、透光性を有すると好ましい。容量素子９１３が有する透光性の領域の面積が広いほど、発光素子９３０ＥＬから射出される光の減衰を抑制することができる。

なお、駆動回路部９０１において、トランジスタ９１１については、遮光性であってもよい。駆動回路部９０１のトランジスタ９１１などを遮光性とすることで、駆動回路部の信頼性や、駆動能力を高めることができる。すなわち、トランジスタ９１１を構成するゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極に、遮光性を有する導電膜を用いることが好ましい。またこれらに接続される配線も同様に、遮光性を有する導電膜を用いることが好ましい。

次に、液晶表示装置の画素の一例について図１８（Ａ１）、図１８（Ａ２）、及び図１８（Ｂ）と、を用いて説明する。

図１８（Ａ１）に、画素９００の上面概略図を示す。図１８（Ａ１）に示す画素９００は、４つの副画素を有する。図１８（Ａ１）では、画素９００において、副画素が縦に２つ、横に２つ配列している例を示している。各副画素には、透過型の液晶素子９３０ＬＣ（図１８（Ａ１）（Ａ２）には図示しない）及びトランジスタ９１４等が設けられている。図１８（Ａ１）では、画素９００に、配線９０２及び配線９０４が、それぞれ２本ずつ設けられている。図１８（Ａ１）に示す各副画素では、液晶素子の表示領域（表示領域９１８Ｒ、表示領域９１８Ｇ、表示領域９１８Ｂ、及び表示領域９１８Ｗ）を示している。バックライトユニット（ＢＬＵ）から射出される光は、トランジスタ９１４等を介して、液晶素子９３０ＬＣに入射される。

また、画素９００は、配線９０２及び配線９０４等を有する。配線９０２は、例えば走査線として機能する。配線９０４は、例えば信号線として機能する。配線９０２と配線９０４とは、互いに交差する部分を有する。

トランジスタ９１４は、選択トランジスタとして機能する。トランジスタ９１４のゲートは、配線９０２と電気的に接続されている。トランジスタ９１４のソース又はドレインの一方は、配線９０４と電気的に接続されており、他方は、液晶素子９３０ＬＣと電気的に接続されている。

ここで、配線９０２及び配線９０４は遮光性を有する。またこれ以外の層、すなわち、トランジスタ９１４、トランジスタ９１４に接続する配線、コンタクト、容量等を構成する各層には、透光性を有する膜を用いると好適である。図１８（Ａ２）は、図１８（Ａ１）に示す画素９００を、可視光を透過する透過領域９００ｔと、可視光を遮る遮光領域９００ｓと、に分けて明示した例である。このように、透光性を有する膜を用いてトランジスタを作製することで、各配線が設けられる部分以外を透過領域９００ｔとすることができる。液晶素子の透過領域をトランジスタ、トランジスタに接続する配線、コンタクト、容量等と重ねることができるため、画素の開口率を高めることができる。

なお、画素の面積に対する透過領域の面積の割合が高いほど、透過光の光量を増大させることができる。例えば、画素の面積に対する、透過領域の面積の割合は、１％以上９５％以下、好ましくは１０％以上９０％以下、より好ましくは２０％以上８０％以下とすることができる。特に４０％以上又は５０％以上とすることが好ましく、６０％以上８０％以下であるとより好ましい。

また、図１８（Ａ２）に示す一点鎖線Ｃ－Ｄの切断面に相当する断面図を図１８（Ｂ）に示す。なお、図１８（Ｂ）では、上面図において図示していない、液晶素子９３０ＬＣ、着色膜９３２ＣＦ、遮光膜９３２ＢＭ、容量素子９１５、駆動回路部９０１等の断面も合わせて図示している。駆動回路部９０１としては、走査線駆動回路部又は信号線駆動回路部として用いることができる。また、駆動回路部９０１は、トランジスタ９１１を有する。

図１８（Ｂ）に示すように、バックライトユニット（ＢＬＵ）からの光は、破線の矢印に示す方向に射出される。バックライトユニット（ＢＬＵ）の光は、トランジスタ９１４、及び容量素子９１５等を介して外部に取り出される。したがって、トランジスタ９１４、及び容量素子９１５を構成する膜などについても、透光性を有すると好ましい。トランジスタ９１４、容量素子９１５等が有する透光性の領域の面積が広いほど、バックライトユニット（ＢＬＵ）の光を効率良く使用することができる。

なお、図１８（Ｂ）に示すように、バックライトユニット（ＢＬＵ）からの光は、着色膜９３２ＣＦを介して外部に取り出してもよい。着色膜９３２ＣＦを介して取り出すことで、所望の色に着色することができる。着色膜９３２ＣＦとしては、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黄色（Ｙ）等から選択することができる。

また、図１７及び図１８に示すトランジスタ、配線、容量素子等には、以下に示す材料を用いることができる。

トランジスタが有する半導体膜は、透光性を有する半導体材料を用いて形成することができる。透光性を有する半導体材料としては、金属酸化物、又は酸化物半導体（Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等が挙げられる。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。特にインジウム及び亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、又はマグネシウムなどから選ばれた一種、又は複数種が含まれていてもよい。

トランジスタが有する導電膜は、透光性を有する導電性材料を用いて形成することができる。透光性を有する導電性材料は、インジウム、亜鉛、錫の中から選ばれた一種、又は複数種を含むことが好ましい。具体的には、Ｉｎ酸化物、Ｉｎ－Ｓｎ酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅともいう）、Ｉｎ－Ｚｎ酸化物、Ｉｎ－Ｗ酸化物、Ｉｎ－Ｗ－Ｚｎ酸化物、Ｉｎ－Ｔｉ酸化物、Ｉｎ－Ｓｎ－Ｔｉ酸化物、Ｉｎ－Ｓｎ－Ｓｉ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ｇａ－Ｚｎ酸化物などが挙げられる。

また、トランジスタが有する導電膜に、不純物元素を含有させる等して低抵抗化させた酸化物半導体を用いてもよい。当該低抵抗化させた酸化物半導体は、酸化物導電体（ＯＣ：Ｏｘｉｄｅ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ということができる。

例えば、酸化物導電体は、酸化物半導体に酸素欠損を形成し、当該酸素欠損に水素を添加することで、伝導帯近傍にドナー準位が形成される。酸化物半導体にドナー準位が形成されることで、酸化物半導体は、導電性が高くなり導電体化する。

なお、酸化物半導体は、エネルギーギャップが大きい（例えば、エネルギーギャップが２．５ｅＶ以上である）ため、可視光に対して透光性を有する。また、上述したように酸化物導電体は、伝導帯近傍にドナー準位を有する酸化物半導体である。したがって、酸化物導電体は、ドナー準位による吸収の影響は小さく、可視光に対して酸化物半導体と同程度の透光性を有する。

また、酸化物導電体は、トランジスタが有する半導体膜に含まれる金属元素を一種類以上有することが好ましい。同一の金属元素を有する酸化物半導体を、トランジスタを構成する層のうち２層以上に用いることで、製造装置（例えば、成膜装置、加工装置等）を２以上の工程で共通で用いることが可能となるため、製造コストを抑制することができる。

本実施の形態に示す表示装置が有する画素の構成とすることで、発光素子及びバックライトユニットのいずれか一方又は双方から射出される光を効率よく使用することができる。したがって、消費電力が抑制された、優れた表示装置を提供することができる。

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）
〔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。

図１２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。又は、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、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、ネオジム又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。

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、高純度真性又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及び電気特性（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、アルカリ金属及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又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、又は、Ｃ－Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ ａｎｄ Ａ－Ｂ－ｐｌａｎｅ Ａｎｃｈｏｒｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶構造、微結晶構造、又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。又は、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、又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又は単に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、金属酸化物又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）、又は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、又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、又はその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、又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、及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）、又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。特にインジウム及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、又はマグネシウムなどから選ばれた一種、又は複数種）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。）、又はインジウム亜鉛酸化物（以下、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２（Ｘ２、Ｙ２、及びＺ２は０よりも大きい実数）とする。）と、ガリウム酸化物（以下、ＧａＯ_Ｘ３（Ｘ３は０よりも大きい実数）とする。）、又はガリウム亜鉛酸化物（以下、Ｇａ_Ｘ４Ｚｎ_Ｙ４Ｏ_Ｚ４（Ｘ４、Ｙ４、及びＺ４は０よりも大きい実数）とする。）などと、に材料が分離することでモザイク状となり、モザイク状のＩｎＯ_Ｘ１、又は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、又は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、及びＯによる１つの化合物をいう場合がある。代表例として、ＩｎＧａＯ_３（ＺｎＯ）_ｍ１（ｍ１は自然数）、又は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、又は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、及びＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とするナノ粒子状領域が観察され、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。したがって、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、又は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、又はマグネシウムなどから選ばれた一種、又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、及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、加熱しない温度（以下、室温又はＲ．Ｔ．ともいう。）、１３０℃、又は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％、又は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１９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１９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１９に示すＸＲＤスペクトルは、成膜時の基板温度を高くする、又は、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、被形成面又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１９に示すＸＲＤスペクトルは、成膜時の基板温度が低い、又は、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。したがって、成膜時の基板温度が低い、又は、酸素ガス流量比が小さい試料は、測定領域のａ－ｂ面方向、及び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．、及び酸素ガス流量比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、及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。）、及び断面像（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２０（Ａ）は、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、及び酸素ガス流量比１０％で作製した試料の平面ＴＥＭ像である。図２０（Ｂ）は、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、及び酸素ガス流量比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．、及び酸素ガス流量比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２０（Ａ）に示す、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、及び酸素ガス流量比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、及び黒点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２０（Ｃ）、黒点ａ２の結果を図２０（Ｄ）、黒点ａ３の結果を図２０（Ｅ）、黒点ａ４の結果を図２０（Ｆ）、及び黒点ａ５の結果を図２０（Ｇ）に示す。

図２０（Ｃ）、図２０（Ｄ）、図２０（Ｅ）、図２０（Ｆ）、及び図２０（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２０（Ｂ）に示す、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、及び酸素ガス流量比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、及び黒点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２０（Ｈ）、黒点ｂ２の結果を図２０（Ｉ）、黒点ｂ３の結果を図２０（Ｊ）、黒点ｂ４の結果を図２０（Ｋ）、及び黒点ｂ５の結果を図２０（Ｌ）に示す。

図２０（Ｈ）、図２０（Ｉ）、図２０（Ｊ）、図２０（Ｋ）、及び図２０（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軸が被形成面又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軸及び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．、及び酸素ガス流量比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。したがって、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、及び酸素ガス流量比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、及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、又は、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．、及び酸素ガス流量比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２１には、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、及び酸素ガス流量比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２１（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２１（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２１（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２１（Ａ）、図２１（Ｂ）、及び図２１（Ｃ）は、成膜時の基板温度Ｒ．Ｔ．、及び酸素ガス流量比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２１に示すＥＤＸマッピングの倍率は７２０万倍である。

図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）、及び図２１（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．、及び酸素ガス流量比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２１（Ａ）、図２１（Ｂ）、及び図２１（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２１（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２１（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２１（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。したがって、実線で囲む範囲は、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、又は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２１（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。したがって、破線で囲む範囲は、ＧａＯ_Ｘ３、又はＧａ_Ｘ４Ｚｎ_Ｙ４Ｏ_Ｚ４などが主成分である領域である。

また、図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）、及び図２１（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、又は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、又は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、又は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。又は、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２１（Ａ）、図２１（Ｂ）、及び図２１（Ｃ）より、ＧａＯ_Ｘ３などが主成分である領域、及びＩｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、又はＩｎＯ_Ｘ１が主成分である領域のサイズは、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、又は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、又は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、又は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、又は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。したがって、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、又は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、又は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。

したがって、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、又は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）、及び高い電界効果移動度（μ）を実現することができる。

また、ＣＡＣ－ＯＳを用いた半導体素子は、信頼性が高い。したがって、ＣＡＣ－ＯＳは、ディスプレイをはじめとする様々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ゲート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（特に、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リコンを用いたトランジスタのように、レーザ結晶化工程が不要である。これのため、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。

又は、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。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が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。

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。

Ｂ１ 光
Ｂ２ 光
Ｃ１ 容量素子
Ｃ２ 容量素子
Ｇ１ 光
Ｇ２ 光
ＧＤ１ 配線
ＧＤ２ 配線
ＧＤ３ 配線
Ｒ１ 光
Ｒ２ 光
Ｓ１ 配線
Ｓ２ 配線
Ｓ３ 配線
ＳＷ１ スイッチ
ＳＷ２ スイッチ
ＶＣＯＭ１ 配線
ＶＣＯＭ２ 配線
１１ 表示パネル
１１ｃ 開口領域
１２ タッチパネル
１３ タッチセンサ
１４ スイッチ
１５ スイッチ
１６ カバー
１６ａ 開口領域
１６ｂ 開口領域
１７ 表示装置
１７ａ アイコン
１７ｂ アイコン
１７ｅ アイコン
１８ａ タッチ座標
１８ｂ 選択領域
１８ｃ タッチ座標
１８ｄ 選択領域
１９ 選択領域
２０ 筐体
２１ 前面パネル
２２ センサ
２３ スイッチ
２３ａ スイッチ
２４ 通信モジュール
２４ａ 通信モジュール
２５ 搬送波
７０ 表示領域
７５ 画素ユニット
７６ 画素
７６Ｂ 表示素子
７６Ｇ 表示素子
７６Ｒ 表示素子
７７ 画素
７７Ｂ 表示素子
７７Ｇ 表示素子
７７Ｒ 表示素子
７９ 光
１１７ 絶縁層
１２５ 絶縁層
１２９ 光拡散板
１３３ａ 配向膜
１３３ｂ 配向膜
１３４ 着色層
１３５ 着色層
１３６ 遮光層
１４０ 偏光板
１４２ 接着層
１４３ 接着層
１６０ レーザ光
１７３ 剥離層
１７５ 樹脂層
１９１ 導電層
１９２ ＥＬ層
１９３ａ 導電層
１９３ｂ 導電層
２０１ トランジスタ
２０４ 接続部
２０５ トランジスタ
２０６ トランジスタ
２０７ 接続部
２１１ 絶縁層
２１２ 絶縁層
２１３ 絶縁層
２１４ 絶縁層
２１５ 絶縁層
２１６ 絶縁層
２１７ 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
３００ 表示パネル
３１１ 電極
３１１ｂ 導電層
３１２ 液晶
３１３ 導電層
３４０ 液晶素子
３５１ 基板
３５２ 基板
３６０ 発光素子
３６０ｂ 発光素子
３６０ｇ 発光素子
３６０ｒ 発光素子
３６０ｗ 発光素子
３６１ 基板
３６２ 表示部
３６４ 回路
３６５ 配線
３６６ 入力装置
３７０ 導電層
３７２ ＦＰＣ
３７３ ＩＣ
４００ 表示装置
４１０ 画素
４５１ 開口
６０１ 領域
６０２ 領域
７００ 電子機器
７００ａ 電子機器
７００ｂ 電子機器
７０１ 電子機器
７１１ プロセッサ
７１２ 記憶装置
７１３ 通信モジュール
７１４ 入力装置
７１５ 出力装置
７１６ スイッチモジュール
７１６ａ スイッチ制御部
７１６ｂ スイッチ
７１６ｃ 論理回路
７１７ タッチセンサモジュール
７１７ａ タッチ制御部
７１８ 表示モジュール
７１８ａ ディスプレイコントローラ
７１８ｂ フレームメモリ
７１８ｄ 表示部
７１８ｅ 表示部
９００ 画素
９００ｓ 遮光領域
９００ｔ 透過領域
９０１ 駆動回路部
９０２ 配線
９０４ 配線
９０６ 配線
９１０ トランジスタ
９１１ トランジスタ
９１２ トランジスタ
９１３ 容量素子
９１４ トランジスタ
９１５ 容量素子
９１６Ｂ 発光領域
９１６Ｇ 発光領域
９１６Ｒ 発光領域
９１８Ｂ 表示領域
９１８Ｇ 表示領域
９１８Ｒ 表示領域
９３０ＥＬ 発光素子
９３０ＬＣ 液晶素子
９３２ＢＭ 遮光膜
９３２ＣＦ 着色膜

Claims (9)

1. 第１の筐体と、第２の筐体とを有し
   前記第１の筐体は、前記第２の筐体を収納する構造を有し、
   前記第１の筐体は、第２のタッチセンサと、第３のタッチセンサと、第１のスイッチと、第２のスイッチと、第１の通信モジュールと、開口領域と、を有し、
   前記第２の筐体は、表示パネルと、第１のタッチセンサと、プロセッサと、第２の通信モジュールと、を有し、
   前記開口領域は、前記表示パネルと重なる位置に配置され、
   前記第１の通信モジュールは、前記第２のタッチセンサと、前記第３のタッチセンサと、のいずれか一が検知したタッチ座標情報を、前記第２の通信モジュールに送信する機能を有し、
   前記第１の通信モジュールは、前記第１のスイッチと、前記第２のスイッチと、のいずれか一が検出した検出信号を、前記第２の通信モジュールに送信する機能を有し
   前記プロセッサは、前記第２の通信モジュールを介して前記タッチ座標情報又は前記検出信号を受信する機能を有し、
   前記プロセッサは、受信した前記タッチ座標情報又は前記検出信号のいずれか一を用いて前記表示パネルの表示を制御する機能を有する、電子機器。
2. 請求項１において、
   前記表示パネルは、表示領域を有し、
   前記表示領域は、複数の画素を有し、
   前記画素は、第１の画素回路と、第２の画素回路と、を有し、
   前記第１の画素回路は、第１の表示素子を有し、
   前記第２の画素回路は、第２の表示素子を有し、
   前記第１の表示素子は、反射電極を有し、
   前記第１の表示素子は、外光を前記反射電極に反射させることで表示する機能を有し、
   前記反射電極は、開口領域又は切欠き領域を有し、
   前記第２の表示素子により発せられた光は、前記開口領域又は切欠き領域を通過し、表示する機能を有する、電子機器。
3. 請求項２において、
   前記第１の表示素子は、反射型の液晶素子または発光素子である、電子機器。
4. 請求項２又は３において、
   前記第１の表示素子が反射する第１の光、及び前記第２の表示素子が発する第２の光のうち、いずれか一方又は両方により、画像を表示する機能を有する、電子機器。
5. 請求項２乃至４のいずれか一において、
   前記画素はトランジスタを有し、
   前記トランジスタは、半導体層に金属酸化物を有する、電子機器。
6. 請求項１乃至５のいずれか一に記載の電子機器を用いたタッチパネル入力方法であって、
   前記第２のタッチセンサは、タッチを検知すると、第１のタッチ座標を出力し、
   前記第３のタッチセンサは、タッチを検知すると、第２のタッチ座標を出力し、
   前記表示パネルは、前記第１のタッチ座標を基点として前記第２のタッチセンサの長辺に対し垂直の方向に延在する第１の領域を表示し、
   前記表示パネルは、前記第２のタッチ座標を基点として前記第３のタッチセンサの長辺に対し垂直の方向に延在する第２の領域を表示する、タッチパネル入力方法。
7. 請求項６において、
   前記表示パネルは、前記第１の領域と、前記第２の領域と、が交差して形成された第３の領域を有し、
   前記第３の領域と重なり合う位置に表示された表示オブジェクトを抽出し、
   前記表示オブジェクトに関連付けられたアプリケーションプログラムを実行する、タッチパネル入力方法。
8. 請求項７において、
   前記第３の領域と重なり合う位置に表示された前記表示オブジェクトが選択されたことを明示するために、階調もしくは色調を変化させる、タッチパネル入力方法。
9. 請求項７又は８において、
   前記第１のスイッチから検出信号を検出することにより、選択されている前記第１の領域の選択表示を解除し、
   前記第２のスイッチから検出信号を検出することにより、選択されている前記第２の領域の選択表示を解除する、タッチパネル入力方法。

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