JP7274645B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 〔刊行物名〕 ＳＯＣＩＥＴＹ ＦＯＲ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＤＩＳＰＬＡＹ ２０１６ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ ＤＩＧＥＳＴ ＯＦ ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＰＡＰＥＲＳ Ｖｏｌｕｍｅ ４７ ５７－６０、７３５－７３８、１００２－１００４ 発行年月日 平成２８年５月２２日

特許法第３０条第２項適用 〔集会名〕 ＤＩＳＰＬＡＹ ＷＥＥＫ ２０１６ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ 開催日 平成２８年５月２２日－２７日

本発明は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明は、プロセス、マシ
ン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。特
に、本発明の一態様は、半導体装置、発光装置、表示装置、電子機器、照明装置、それら
の駆動方法、またはそれらの作製方法に関する。特に、曲面に表示が可能な表示装置（表
示パネル）に関する。または、曲面に表示が可能な表示装置を備える電子機器、発光装置
、照明装置、またはそれらの作製方法に関する。

なお、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる
装置全般を指す。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、発光装置、表示装置、電子機器、照明装置および電子機器は半導体装置
を有している場合がある。

近年、スマートフォンやタブレット型端末などの電子機器が広く普及し、屋外で情報通
信を利用する機会が増えている。また、電子機器が備える表示装置の分野においては、限
られた容量のバッテリで長時間の動作が可能な低消費電力技術の開発が競われている。例
えば、酸化物半導体を有するオフ電流の低いトランジスタを画素に用いることで、画像信
号を長時間保持する低消費電力の液晶表示装置が特許文献１に開示されている。

特開２０１１－１４１５２２号公報

電子機器が備える表示装置には、バックライトを光源とした透過型の液晶素子や自発光
型の有機ＥＬ素子などが多く用いられている。これらの表示素子は屋内での視認性は良好
であるが、晴天時の屋外などの強光下では表示面における外光反射が強いため、表示装置
の内部から放たれる光（表示）の視認性が低下する。

そのため、強光下では外光の反射を利用した反射型の表示素子を用いることが好ましい
。例えば、反射型の液晶素子を用いた表示装置は、外光強度が強いほど視認性は向上する
。ただし、表示装置の表示面は数％の反射率を有するガラス基板や樹脂基板などが用いら
れるため、外光反射が表示に影響を与える。

また、反射型の表示素子は外光強度の弱い屋内での視認性が十分でない。

したがって、本発明の一態様では、強光下でも視認性の良好な表示装置を提供すること
を目的の一つとする。または、可視光を発する機能を有する表示素子および可視光を反射
する機能を有する表示素子を備えた表示装置を提供することを目的の一つとする。または
、低消費電力の表示システムを提供することを目的の一つとする。または、新規な表示装
置を提供することを目的の一つとする。または、新規な電子機器を提供することを目的の
一つとする。

なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。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、上記以外の課題は、明
細書等の記載から自ずと明らかになるものであり、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、可視光を発する機能を有する表示装置、可視光を反射する機能を有
する表示装置、または可視光を発する機能および可視光を反射する機能を有する表示装置
に関する。また、当該表示装置を有する電子機器に関する。より詳細には以下の通りであ
る。

本発明の一態様は、第１の基板と、第２の基板と、第１の表示素子と、第２の表示素子
と、入力装置と、を有する表示装置であって、第１の基板は、第１の表示素子の一部、及
び第２の表示素子を有し、第２の基板は、入力装置を有し、第１の表示素子及び第２の表
示素子は、第１の基板の第１の面と第２の基板の第１の面との間に設けられ、第１の表示
素子は、可視光を反射する機能を有し、第２の表示素子は、可視光を発する機能を有し、
第２の基板の第１の面に対向する第２の面には反射防止層が設けられる、表示装置である
。

上記態様において、第１の表示素子、及び第２の表示素子は、同一の画素ユニット内に
設けられると好ましい。

また、上記態様において、さらに駆動回路を有し、駆動回路は、第１の表示素子、第２
の表示素子、及び入力装置を駆動する機能を有すると好ましい。

また、上記態様において、第１の表示素子は、液晶材料を有し、第２の表示素子は、Ｅ
Ｌ材料を有し、液晶材料は、二色性色素を有すると好ましい。

また、上記態様において、反射防止層は、凸部を有すると好ましい。

また、上記態様において、第１の表示素子と入力装置との間に、光拡散板、偏光板、ま
たは着色膜の中から選ばれる一つまたは複数を有すると好ましい。

また、上記態様において、第１の表示素子、及び第２の表示素子は、それぞれ独立に、
チャネルが形成される半導体層に金属酸化物を含むトランジスタと電気的に接続されると
好ましい。

また、本発明の他の一態様は、上記記載のいずれか一つの表示装置と、筐体と、ヒンジ
部と、を有する電子機器であって、筐体及びヒンジ部は、表示装置を収納できる領域を有
する、電子機器である。

なお、本明細書中において、表示素子にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ
ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａ
ｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモ
ジュール、または表示素子が形成された基板にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方
式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも表示装置に含む場合がある。

本発明の一態様を用いることで、強光下でも視認性の良好な表示装置を提供することが
できる。または、可視光を発する機能を有する表示素子および可視光を反射する機能を有
する表示素子を備えた表示装置を提供することができる。または、低消費電力の表示シス
テムを提供することができる。または、新規な表示装置を提供することができる。または
、新規な電子機器を提供することができる。

なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の
一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果
は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図
面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。

表示装置を説明する図。 反射防止層を説明する図。 表示装置を説明する図。 タッチセンサの構成を説明する図。 タッチセンサの構成を説明する図。 駆動回路とＦＰＣの接続例を説明する図。 アイドリングストップ駆動を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 表示装置の作製方法を説明する図。 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および画素の上面図。 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および画素の上面図。 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。 金属酸化物の構成の概念図。 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。 液晶素子の動作を説明する図。 トランジスタを説明する図。 トランジスタを説明する図。 トランジスタを説明する図。 トランジスタを説明する図。 トランジスタを説明する図。 トランジスタを説明する図。 トランジスタを説明する図。 表示モジュールの構成例を説明する図。 電子機器を説明する図。 電子機器を説明する図。 電子機器を説明する図。 電子機器を説明する図。 電子機器を説明する図。

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、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に
変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は以下に示す実
施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分または同様な機能を有する部分に
は同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。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。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について、図１乃至図７を参照して説明
する。

＜１－１．表示装置の構成例１＞
本発明の一態様の表示装置は、第１の基板と、第２の基板と、第１の表示素子と、第２
の表示素子と、入力装置と、駆動回路と、を有する。

第１の表示素子は、可視光を反射する機能を有し、第２の表示素子は、可視光を発する
機能を有する。したがって、強光下では第１の表示素子を動作させ、弱光下では第２の表
示素子を動作させるなど、低消費電力で視認性が良好な表示を行うことができる。

第１の表示素子、第２の表示素子および入力装置は、第１の基板の第１面と第２の基板
の第１面との間に設けられる。第２の基板の第１面と対向する第２面には反射防止層が設
けられる。したがって、強光下において、表示面の外光反射を十分に抑えることができ、
さらに視認性を向上させることができる。

図１（Ａ）は、本発明の一態様の表示装置を説明する図である。図１（Ａ）に示す表示
装置１０は、第１の基板１１と、第２の基板１２と、層２０と、駆動回路３０と、ＦＰＣ
３１と、ＦＰＣ３２を有する。

第１の基板１１および第２の基板１２には、例えばガラス基板を用いることができる。
または、可撓性を有する樹脂基板であってもよい。なお、表示装置１０では第２の基板１
２側を表示側（視認側）とするため、少なくとも第２の基板１２には透光性を有する材料
を用いる。

また、第２の基板１２の第１面および第２面の両方、または第２面には、反射防止層１
３が設けられる。反射防止層１３は、例えば図２（Ａ）乃至（Ｆ）に示す構成とすること
ができる。

図２（Ａ）は、表示装置１０の上面である第２の基板１２の第２面に透光性を有する誘
電体層１３ａを設けた例である。誘電体層１３ａとして適切な厚さの多層の誘電体層を設
けることで、光の干渉効果により反射光を抑えることができる。ガラス基板片面の反射率
は、４乃至５％程度であるが、第２の基板１２の第２面に透光性を有する誘電体層１３ａ
を設けることで０．０５乃至０．５％程度まで反射率を抑えることができる。

また、図２（Ｂ）に示すように、第２の基板１２の第１面にも透光性を有する誘電体層
１３ｂを設けることで、ガラス基板の裏面側の反射率を抑えることができる。この場合、
第２の基板１２の表裏で反射率を０．１乃至１．０％程度まで抑えることができる。した
がって、外光の映り込みを抑えることができ、表示の視認性を向上させることができる。

または、図２（Ｃ）に示すように、微細な突起で形成されるアンチグレアパターン１３
ｃを第２の基板１２の第２面に設けてもよい。アンチグレアパターン１３ｃにより反射光
を散乱させることができ、反射の表示素子による表示を見やすくすることができる。また
、指紋などの汚れを付きにくくすることができる。なお、図２（Ｃ）では、第２の基板１
２の第２面を加工してアンチグレアパターン１３ｃを設ける例を示しているが、図２（Ｄ
）に示すように、アンチグレアパターンが形成されたフィルム１３ｄを第２の基板１２の
第２面に貼り付けてもよい。

アンチグレアパターン１３ｃに設けられる微細な突起としては、例えば、シリコンと、
酸素とを含むシリカ粒子などを用いればよい。当該シリカ粒子の粒径としては、１μｍ以
上１００μｍ以下、好ましくは、３μｍ以上５０μｍ以下である。

また、図２（Ｅ）に示すように、アンチグレアパターン１３ｃと誘電体層１３ｂを組み
合わせてもよい。また、図２（Ｆ）に示すように、アンチグレアパターンが形成されたフ
ィルム１３ｄと誘電体層１３ｂを組み合わせてもよい。

再び、図１（Ａ）（Ｂ）の説明に戻る。第１の基板１１と第２の基板１２との間には、
層２０が設けられる。層２０について、図１（Ｂ）を用いて説明する。図１（Ｂ）は、図
１（Ａ）に示すＸ１－Ｘ２位置の断面の拡大図に相当する。層２０は、素子層２１、素子
層２２、入力装置２５、および接着層２６を有する。

素子層２１は、ＦＥＴ層２１ａ、ＬＣ層２１ｂ、ＬＣ層２１ｂ＿ＬＣおよびＯＬＥＤ層
２１ｃを有する。ＦＥＴ層２１ａは、画素回路を構成するトランジスタ等を有する。ＬＣ
層２１ｂは、第１の表示素子の一部を有し、ＬＣ層２１ｂ＿ＬＣは、第１の表示素子の他
部を有する。なお、第１の表示素子は、ＬＣ層２１ｂ、及びＬＣ層２１ｂ＿ＬＣによって
構成される。ＯＬＥＤ層２１ｃは、第２の表示素子を有する。第１の表示素子および第２
の表示素子は、ＦＥＴ層２１ａが有するトランジスタと電気的に接続される。

第１の表示素子としては、例えば反射型の液晶素子を用いることができる。また、第２
の表示素子としては、例えば発光素子を用いることができる。反射型の液晶素子は低消費
電力で、晴天時の太陽光下でも視認性の高い表示を行うことができる。発光素子は室内光
下や曇天時の屋外などで視認性の高い表示を行うことができる。

また、反射型の液晶素子としては、ゲスト・ホスト液晶モードを用いて駆動すると好適
である。ゲスト・ホスト液晶モードを用いることで、偏光板を用いることなく反射型の表
示素子を提供することができる。偏光板を用いないため、液晶装置の表示を明るくするこ
とができる。ただし、本発明の一態様の反射型の液晶素子は、ゲスト・ホスト液晶モード
に限定されず、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａ
ｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、垂直配向（Ｖ
Ａ）モードなどの駆動方法を用いて駆動させてもよい。

なお、図１（Ａ）（Ｂ）に示す構成とすることで、外光の強弱の環境によらず、視認性
の高い表示が行える表示装置を提供することができる。特に、当該表示装置は、強光下で
も視認性が良好であり、低消費電力で動作させることができる。

また、図１（Ａ）（Ｂ）に示す表示装置１０は、第２の基板１２側に反射防止層１３、
入力装置２５、及び素子層２２が設けられる構成である。当該構成とすることで、第２の
基板１２を比較的簡易的な工程で作製することができる。したがって、製造コストを低減
することができる。また、第２の基板１２を薄膜基板（例えば、０．７ｍｍ未満、好まし
くは、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、さらに好ましくは０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下
）とすることで、第２の基板１２を薄くする工程、代表的には研磨工程を削減することが
できる。研磨工程を削減することで、表示装置１０の歩留まりを高めることができる。

入力装置２５としては、例えば、静電容量型のタッチセンサを用いることができる。入
力装置２５は表示部と重ねて設けられ、表示部をユーザーがタッチする動作を電気信号に
変換して出力する機能を有する。

入力装置２５は、第２の基板１２の第１面に設けることができる。または、前述した誘
電体層１３ｂ上に設けられていてもよい。静電容量型のタッチセンサとしては、配線およ
び電極として透光性導電膜を用いることもできるが、より抵抗が低く大型の表示装置にも
適用可能なメタルメッシュを用いることが好ましい。なお、一般的にメタルは反射率が大
きい材料であるが、酸化処理などを施すことにより暗色にすることができる。したがって
、表示装置を第２の基板側から視認した場合においても、外光の反射による視認性の低下
を抑えることができる。

図４は、基板上に設けた静電容量型タッチセンサの一例を示す図であり、一部を拡大し
て図示している。図５（Ａ）は当該タッチセンサの上面図であり、近接センサを有する構
成となっている。図５（Ｂ）は図５（Ａ）に示す切断線Ｘ３－Ｘ４における断面図である
。なお、当該タッチセンサを設ける基板は、図１等に示す第２の基板１２とすることがで
きる。

図５（Ｂ）に示す絶縁膜５０１Ｂは、図１等に示す接着層２６に相当する。また、絶縁
膜５７２は、絶縁膜５０１Ｂおよび近接センサ５７５の間に挟まれる領域を備える。

近接するものがもたらす静電容量、照度、磁力、電波または圧力等の変化を検知して、
検知した物理量に基づく信号を供給する検知素子を近接センサ５７５に用いることができ
る。

例えば、導電膜、光電変換素子、磁気検知素子、圧電素子または共振器等を検知素子に
用いることができる。

例えば、導電膜に寄生する静電容量に基づいて変化する信号を供給する機能を備える検
知回路を、近接センサ５７５に用いることができる。制御信号を第１の電極に供給し、供
給された制御信号および静電容量に基づいて変化する第２の電極の電位または電流などを
検知して、検知信号として供給することができる。これにより、大気中において導電膜に
近接する指などを、静電容量の変化を用いて検知できる。

例えば、第１の電極Ｃ１（ｇ）と第２の電極Ｃ２（ｈ）と、を近接センサ５７５に用い
ることができる（図４および図５（Ａ）参照）。なお、第２の電極Ｃ２（ｈ）は、第１の
電極Ｃ１（ｇ）と重ならない部分を備える。また、ｇおよびｈは１以上の自然数である。

具体的には、行方向（図中にＲで示す矢印の方向）に延在する制御線ＣＬ（ｇ）に電気
的に接続される第１の電極Ｃ１（ｇ）と、行方向と交差する列方向（図中にＣで示す矢印
の方向）に延在する信号線ＭＬ（ｈ）に電気的に接続される第２の電極Ｃ２（ｈ）とを、
近接センサ５７５に用いることができる。

例えば、透光性の領域を画素と重なる領域に具備する導電膜を、第１の電極Ｃ１（ｇ）
または第２の電極Ｃ２（ｈ）に用いることができる。

例えば、開口部５７６を画素と重なる領域に具備する網目状の導電膜を、第１の電極Ｃ
１（ｇ）または第２の電極Ｃ２（ｈ）に用いることができる。

制御線ＣＬ（ｇ）は配線ＢＲ（ｇ，ｈ）を備える。制御線ＣＬ（ｇ）は、配線ＢＲ（ｇ
，ｈ）において信号線ＭＬ（ｈ）と交差する（図５（Ｂ）参照）。

例えば、積層膜を第１の電極Ｃ１（ｇ）、第２の電極Ｃ２（ｈ）、制御線ＣＬ（ｇ）、
信号線ＭＬ（ｈ）、および配線ＢＲ（ｇ，ｈ）に用いることができる。例えば、導電膜Ｃ
Ｌ（ｇ）Ａを暗色膜ＣＬ（ｇ）Ｂおよび画素の間に挟むように、導電膜ＣＬ（ｇ）Ａおよ
び暗色膜ＣＬ（ｇ）Ｂを積層した積層膜を用いることができる。

ここで、可視光に対する反射率が導電膜ＣＬ（ｇ）Ａより低い膜を、暗色膜ＣＬ（ｇ）
Ｂに用いることが好ましい。

また、配線ＢＲ（ｇ，ｈ）には、導電膜ＢＲ（ｇ，ｈ）Ａおよび暗色膜ＢＲ（ｇ，ｈ）
Ｂを積層した積層膜を用いることができる。可視光に対する反射率が導電膜ＢＲ（ｇ，ｈ
）Ａより低い膜を、暗色膜ＢＲ（ｇ，ｈ）Ｂに用いることが好ましい。

これにより、第１の電極Ｃ１（ｇ）、第２の電極Ｃ２（ｈ）、制御線ＣＬ（ｇ）、信号
線ＭＬ（ｈ）、配線ＢＲ（ｇ，ｈ）による可視光の反射を弱めることができる。その結果
、表示部の表示を際立たせ、良好な表示をすることができる。

例えば、導電膜ＣＬ（ｇ）Ａおよび導電膜ＢＲ（ｇ，ｈ）Ａとしては、以下に示す材料
を用いることができる。

酸化銅を含む膜、塩化銅、塩化テルルまたは酸化ニッケルを含む膜などを暗色膜ＣＬ（
ｇ）Ｂおよび暗色膜ＢＲ（ｇ，ｈ）Ｂに用いることができる。また、暗色膜ＣＬ（ｇ）Ｂ
および暗色膜ＢＲ（ｇ，ｈ）Ｂは、Ａｇ粒子、Ａｇファイバー、Ｃｕ粒子等の金属微粒子
、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、グラフェン等のナノ炭素粒子、またはＰＥＤＯＴ、
ポリアニリン、ポリピロールなどの導電性高分子などを用いて形成してもよい。

また、近接センサ５７５は、配線ＢＲ（ｇ，ｈ）および信号線ＭＬ（ｈ）の間に絶縁膜
５７１を備える。これにより、配線ＢＲ（ｇ，ｈ）と信号線ＭＬ（ｈ）の短絡を防ぐこと
ができる。

再び、図１（Ａ）（Ｂ）の説明に戻る。入力装置２５は、第１の表示素子および第２の
表示素子と重なる構成とする。入力装置２５は、トランジスタ、第１の表示素子および第
２の表示素子の製造工程とは別工程で作製することができるため、それぞれの要素の歩留
りを向上させることができる。

駆動回路３０は、第１の表示素子および第２の表示素子に画像データを供給するソース
ドライバとしての機能を有するほか、入力装置２５を制御する機能を有していてもよい。
駆動回路３０は、例えばシリコンウエハを用いて形成したＩＣチップを実装して設けるこ
とができる。または、第１の基板１１上に設けたトランジスタで駆動回路３０を形成して
もよい。

なお、図１（Ａ）（Ｂ）では、駆動回路３０として、ベアチップをＣＯＧで実装する形
態を図示しているが、ＴＣＰまたはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ）を用いて設けて
もよい。

駆動回路３０はＦＰＣ３１を介して画像データを供給する回路等と電気的に接続される
。また、入力装置２５はＦＰＣ３２を介して駆動回路３０と電気的に接続される。

図６（Ａ）乃至（Ｄ）は、駆動回路３０、ＦＰＣ３１およびＦＰＣ３２の電気的な接続
を説明する図である。

図６（Ａ）は、駆動回路３０が、第１の表示素子および第２の表示素子に画像データを
供給するソースドライバとしての機能および入力装置２５を制御する機能を有する場合の
例である。このとき、駆動回路３０は、配線３３ａを介してＦＰＣ３１と電気的に接続す
ることができる。また、駆動回路３０は、配線３３ｂを介してＦＰＣ３２と電気的に接続
することができる。

図６（Ｂ）は、駆動回路３０が二つに分割された場合の例である。ここで、駆動回路３
０ａは、第１の表示素子および第２の表示素子に画像データを供給するソースドライバと
しての機能を有する。また、駆動回路３０ｂは入力装置２５を制御する機能を有する。こ
のとき、駆動回路３０ａは、配線３３ａを介して、ＦＰＣ３１と電気的に接続することが
できる。また、駆動回路３０ｂは、配線３３ｂを介して、ＦＰＣ３２と電気的に接続する
ことができる。

なお、図６（Ｃ）に示すように、駆動回路３０ａおよび駆動回路３０ｂは、配線３３ｃ
を介して電気的に接続されていてもよい。また、図６（Ｄ）に示すように、ＦＰＣ３１お
よびＦＰＣ３２は、配線３３ｄを介して電気的に接続されていてもよい。このような構成
とすることで、電源電圧や信号を供給するための配線を削減することができる。

再び、図１（Ａ）（Ｂ）の説明に戻る。ＦＥＴ層２１ａに設けられるトランジスタには
、金属酸化物をチャネル領域に有するトランジスタ（以下、ＯＳトランジスタ）を用いる
ことが好ましい。ＯＳトランジスタは極めてオフ電流が小さく、画像データとして書き込
んだ電位を長時間保持することが可能となる。したがって、複数のフレーム期間において
、新たに画像データを書き込むことなく画像表示が維持できる、所謂アイドリングストッ
プ駆動が可能となる。

アイドリングストップ駆動では、画素に書き込んだ画像データを２フレーム以上に亘り
保持することができる。これにより、画像データの書き換え頻度を少なくすることができ
るため、消費電力を低減することができる。

第１の表示素子として用いることのできる反射型の液晶素子は、バックライトを必要と
しないため、画素部の消費電力は回路動作の消費電力と等しくなる。したがって、第１の
表示素子を有する画素をアイドリングストップ駆動することが特に好ましく、画素部の消
費電力は書き換え頻度に比例して低減することができる。

上述したアイドリングストップ駆動の一例について、図７（Ａ）乃至（Ｃ）を用いて説
明する。

図７（Ａ）は、液晶素子３５および画素回路３６で構成される画素の回路図を図示して
いる。図７（Ａ）では、信号線ＳＬおよびゲート線ＧＬに接続されたトランジスタＭ１、
容量素子Ｃｓ_ＬＣおよび液晶素子ＬＣを図示している。

図７（Ｂ）は、アイドリングストップ駆動ではない通常駆動モードにおいて、信号線Ｓ
Ｌ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）で動作させることができる
。

当該フレーム周波数における連続するフレームの各期間をＴ_１、Ｔ_２、Ｔ_３としたとき
、各フレーム期間でゲート線に走査信号を与え、信号線のデータＤ_１を画素に書き込む動
作を行う。この動作は、Ｔ_１、Ｔ_２、Ｔ_３で同じデータＤ_１を書き込む場合であっても、
異なるデータを書き込む場合であっても同じである。

図７（Ｃ）は、アイドリングストップ駆動において、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駆動
では、低速のフレーム周波数（例えば１Ｈｚ）で動作させることができる。

図７（Ｃ）では、当該フレーム周波数におけるフレーム期間をＴ_１、その中でデータを
書き込む期間をＴ_Ｗ、データを保持する期間をＴ_ＲＥＴで表している。アイドリングスト
ップ駆動は、期間Ｔ_Ｗでゲート線に走査信号を与え、信号線のデータＤ_１を画素に書き込
み、期間Ｔ_ＲＥＴでゲート線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を画素に保持させる動作を行う。

ここで、トランジスタＭ１としてＯＳトランジスタを用いることで、その低いオフ電流
によってデータＤ_１を長時間保持することが可能となる。また、図７（Ａ）乃至（Ｃ）で
は液晶素子ＬＣを用いた例を示したが、有機ＥＬ素子などの発光素子を用いても、同様に
アイドリングストップ駆動は可能である。

なお、図７（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。

上述したトランジスタに用いる金属酸化物としては、例えば、後述するＣＡＣ－ＯＳ（
Ｃｌｏｕｄ－Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ－Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃ
ｔｏｒ）などを用いることができる。

特にシリコンよりもバンドギャップの大きな酸化物半導体を適用することが好ましい。
シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると
、トランジスタのオフ状態における電流を低減することができる。

また、その低いオフ電流により、トランジスタを介して容量に蓄積した電荷を長期間に
亘って保持することが可能である。このようなトランジスタを画素に適用することで、各
表示領域に表示した画像の階調を維持しつつ、駆動回路を停止することも可能となる。そ
の結果、極めて消費電力の低減された電子機器を実現できる。

また、上述した画素や、当該画素を駆動する回路に用いられるトランジスタなどの半導
体装置には、多結晶半導体を用いてもよい。例えば、多結晶シリコンなどを用いることが
好ましい。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、かつアモルファス
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。このような多結晶半導体を
画素に適用することで画素の開口率を向上させることができる。また極めて多くの画素を
有する場合であっても、ゲート駆動回路とソース駆動回路を画素と同一基板上に形成する
ことが可能となり、電子機器を構成する部品数を低減することができる。

以上の構成を用いることで、外光の強弱の環境によらず、視認性の高い表示が行える表
示装置を提供することができる。特に、当該表示装置は、強光下でも視認性が良好であり
、低消費電力で動作させることができる利点を有する。

＜１－２．表示装置の構成例２＞
また、図１（Ａ）（Ｂ）に示す表示装置１０においては、第１の基板１１と第２の基板
１２との間に設けられる層２０の一態様について例示したが、これに限定されない。例え
ば、層２０を図３に示す構成としてもよい。

図３は、図１（Ｂ）に示す拡大図と異なる、図１（Ａ）に示すＸ１－Ｘ２位置の断面の
拡大図に相当する。

図３に示す層２０は、素子層２１、素子層２２、光拡散板２３、入力装置２５、及び接
着層２６、２６ａを有する。なお、図１（Ｂ）に示す層２０の構成と、光拡散板２３と、
入力装置２５と、接着層２６ａの構成が異なる。それ以外の構成については、図１（Ｂ）
に示す構成と同様であり、同様の効果を奏する。

光拡散板２３は、液晶素子の反射電極で反射した光を拡散する機能を有する。当該機能
により、反射型の液晶素子でも自然な発色を行うことができる。また、白紙に近い白色を
表示させることができる。

また、図３に示す入力装置２５は、入力装置２５ａと、偏光板２５ｂと、を有する。入
力装置２５ａとしては、先に示す入力装置２５と同様の構成とすることができる。

偏光板２５ｂとしては、例えば円偏光板を用いることができる。円偏光板および液晶に
よる偏向角の変化を利用することによって、反射光を利用した表示を行うことができる。

なお、偏光板２５ｂが設けられる位置については、図３に示す構成に限定されない。例
えば、入力装置２５ａと光拡散板２３との間、または光拡散板２３と素子層２２との間に
設ける構成としてもよい。

接着層２６ａは、接着層２６と同様の構成とすればよい。

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

（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置が有する入力装置の作製方法について、
図８乃至図１５を参照して説明する。なお、ここでは、入力装置として静電容量式のタッ
チセンサを適用する場合について説明する。

＜２－１．作製方法１＞
まず、図８乃至図１１を用いて、本発明の一態様の作製方法の一例について説明を行う
。

最初に、基板１６１を準備する。基板１６１は、比較的平坦な表面を有すると好ましい
。基板１６１としては、ガラス基板または樹脂基板のほか、金属基板、セラミック基板な
どの非透光性の基板を用いることもできる。次に、基板１６１上に、剥離層１６２、被剥
離層１６３および絶縁層１６４を積層する（図８（Ａ）参照）。

剥離層１６２と被剥離層１６３は、これらの界面で剥離可能な組み合わせの材料を用い
る。剥離層１６２としては金属または金属酸化物を用い、被剥離層１６３としてはポリイ
ミドなどの樹脂材料を用いることが好ましい。両者の密着性を変化させることで剥離可能
な構成とすることができる。

剥離層１６２に用いることのできる材料としては、例えば、チタン、モリブデン、アル
ミニウム、タングステン、タンタルなどの各種金属、または合金を用いることができる。

また、剥離層１６２に用いることのできる材料としては、各種金属の酸化物を用いるこ
とができる。例えば、酸化チタン、酸化モリブデン、酸化アルミニウム、酸化タングステ
ン、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物等が挙げられ
る。特に、剥離層１６２としては、チタンまたは酸化チタンを用いると好適である。

または、剥離層１６２としてタングステンなどの金属を用い、被剥離層１６３として酸
化シリコンなどの酸化物を用いる。このとき、金属の表面が酸化物との接触により酸化さ
れ、該金属の酸化物（例えば酸化タングステン）が形成される。なお、被剥離層１６３を
形成した後に熱処理を施し、酸化反応を促進させてもよい。ここで、剥離層１６２を物理
的に剥離する外力を加えることにより、剥離層１６２と被剥離層１６３との界面で剥離を
行うことができる。

本実施の形態では、剥離層１６２として酸化チタン、被剥離層１６３としてポリイミド
を用いる。なお、被剥離層１６３の厚さとしては、好ましくは１０μｍ以下、さらに好ま
しくは０．１μｍ以上５μｍ以下、さらに好ましくは０．５μｍ以上３μｍ以下である。
被剥離層１６３の厚さを上記範囲とすることで、剥離層１６２と、被剥離層１６３との界
面で分離したのち、被剥離層１６３を好適に除去することができる。なお、当該除去とし
ては、例えば、酸素プラズマ処理、または薬液によるウェットエッチング処理などが挙げ
られる。

絶縁層１６４には可視光に対して透光性を有する絶縁膜を用いることができる。例えば
、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膜のほか、樹脂などの
有機絶縁膜なども用いることができる。

次に、被剥離層１６３に達する開口部１６５を絶縁層１６４に形成する（図８（Ｂ）参
照）。

開口部１６５を設けることで、タッチセンサと外部との電気的な接続を行う接続部を設
けることができる。

次に、絶縁層１６４上に導電層１７９ａ、導電層１７９ｂ、絶縁層１８０、遮光層１８
１、着色層１８２、絶縁層１８３、及び導電層１７０を形成する（図８（Ｃ）参照）。

なお、導電層１７９ａ、導電層１７９ｂ、絶縁層１８０、遮光層１８１、着色層１８２
、及び絶縁層１８３は、図１（Ｂ）に示す素子層２２に相当する。

導電層１７９ａは、画素電極としての機能を有し、導電層１７９ｂは、接続電極として
の機能を有する。導電層１７９ａ、１７９ｂとしては、例えば、酸化インジウム、インジ
ウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、Ｉｎ－Ｓｎ－Ｓｉ酸化物などの可視光
を透過する導電膜を用いればよい。

絶縁層１８０としては、無機材料、有機材料などにより形成される。無機材料としては
、例えば、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコンなどが挙げられる。有機材料
としては、アクリル樹脂、ポリイミドなどが挙げられる。

遮光層１８１としては、光の透過を抑制する材料を用いることができる。これにより、
遮光層１８１をブラックマトリクスに用いることができる。具体的には、顔料または染料
を含む樹脂を遮光層１８１に用いることができる。例えば、カーボンブラックを分散した
樹脂を遮光膜に用いることができる。または、無機化合物、無機酸化物、複数の無機酸化
物の固溶体を含む複合酸化物等を遮光層１８１に用いることができる。具体的には、黒色
クロム膜、酸化第２銅を含む膜、塩化銅または塩化テルルを含む膜を遮光層１８１に用い
ることができる。

着色層１８２としては、所定の色の光を透過する材料を用いることができる。これによ
り、着色層１８２をカラーフィルターに用いることができる。

例えば、青色の光を透過する材料、緑色の光を透過する材料または赤色の光を透過する
材料を、着色層１８２に用いることができる。これにより、着色層１８２を透過する光の
スペクトルの幅を狭くすることができ、表示を鮮やかにすることができる。

また、例えば、青色の光を吸収する材料、緑色の光を吸収する材料または赤色の光を吸
収する材料を、着色層１８２に用いることができる。具体的には、イエローの光を透過す
る材料、マゼンタの光を透過する材料またはシアンの光を透過する材料を、着色層１８２
に用いることができる。これにより、着色層１８２に吸収される光のスペクトルの幅を狭
くすることができ、表示を明るくすることができる。

絶縁層１８３としては、絶縁層１８０と同様の材料を用いればよい。

導電層１７０としては、銅またはニッケルなどの金属層を用いることが好ましい。導電
層１７０は、導電膜を形成後、縦方向の配線および横方向の配線となるように加工して島
状に形成する。また、導電層１７０の一部は、延在して導電層１７９ｂと接するように設
けられる。

次に、導電層１７０の表面を酸化処理して、暗色層１７１ｂ、暗色層１７２ｂ、及び暗
色層１７３ｂを形成する（図８（Ｄ）参照）。

上記酸化処理には、酸素プラズマ処理などを用いることができる。暗色層１７１ｂ、暗
色層１７２ｂ、及び暗色層１７３ｂを形成することにより、導電層１７０の反射率を低減
させることができる。なお、暗色層１７１ｂ、暗色層１７２ｂ、及び暗色層１７３ｂは、
十分な導電性を示さなくなる場合もある。また、酸化処理により酸化されず、導電層１７
０と同等の導電性を残す領域を導電層１７１ａ、導電層１７２ａ、及び導電層１７３ａと
する。

なお、導電層１７１ａ、及び暗色層１７１ｂを有する導電層を配線１７１とする。また
、導電層１７２ａ、及び暗色層１７２ｂを有する導電層を配線１７２とする。また、導電
層１７３ａ、及び暗色層１７３ｂを有する導電層を配線１７３とする。

次に、配線１７１、１７２、１７３上に絶縁層１６６を形成する。絶縁層１６６は被剥
離層１６３と同じ材料で形成することができる。その後、配線１７１と配線１７３とを電
気的に接続する配線１７４を形成する（図８（Ｅ）参照）。

なお、配線１７１、１７２、１７３、絶縁層１６６、及び配線１７４は、図１（Ｂ）に
示す入力装置２５に相当する。

配線１７４は絶縁層１６６、暗色層１７１ｂおよび暗色層１７３ｂに設けられた開口部
に導電層を設ける工程、所望の形状に加工する工程、および酸化処理を行う工程により形
成することができる。配線１７４は、配線１７１などと同様に、導電層１７４ａおよび酸
化処理により設けられた導電層１７４ｂを有する。暗色層１７１ｂに開口部を設けること
により、導電層１７４ａと導電層１７１ａは電気的に接続することができる。また、暗色
層１７３ｂに開口部を設けることにより、導電層１７４ａと導電層１７３ａは電気的に接
続することができる。

次に、絶縁層１６６および配線１７４上に接着層１８７を介して基板１６８を貼り合わ
せる（図９（Ａ）参照）。

ここで、基板１６８は、図１（Ａ）（Ｂ）等に示す第２の基板１２に相当する。

次に、基板１６１側から加工領域（剥離層１６２および被剥離層１６３を含む領域）に
光照射を行う（図９（Ｂ）参照）。

当該光照射により、剥離層１６２、被剥離層１６３、およびその界面が加熱されること
による構造変化により、両者の密着性を低下させることができる。

ここで照射する光は、例えば短波長のレーザ光を用いることができる。代表的には波長
３５１ｎｍ乃至３５３ｎｍ（ＸｅＦ）、３０８ｎｍ（ＸｅＣｌ）などの光を照射できるエ
キシマレーザを用いることができる。または、固体レーザ（ＹＡＧレーザ、ファイバーレ
ーザなど）の二倍波（５１５ｎｍ、５３２ｎｍなど）または三倍波（３４３ｎｍ、３５５
ｎｍなど）を用いてもよい。

ここで、レーザ光は線状ビームとすることが好ましい。線状ビームを照射しながら線状
ビームの短軸方向に水平に加工物を移動させることで、効率良く加工物の全面にレーザ照
射を行うことができる。

次に、剥離層１６２と被剥離層１６３との界面、または界面近傍で剥離を行う（図９（
Ｃ）参照）。

例えば、基板１６１を吸着ステージ等で固定し、基板１６８側を上方に移動させるよう
な物理的な力を加えることで当該剥離を行うことができる。

次に、被剥離層１６３をアッシング処理により取り除き、絶縁層１６４および開口部１
６５に形成された導電層１７９ｂを露出させる（図９（Ｄ）参照）。

以上の工程により、基板１６８の一方の面に、素子層２２及び入力装置２５を形成する
ことができる。

次に、図１（Ａ）（Ｂ）に示す素子層２１と、素子層２２及び入力装置２５とを、貼り
合わせる工程について、図１０（Ａ）乃至（Ｃ）を用いて説明する。なお、図１０（Ａ）
乃至（Ｃ）は、図１（Ａ）に示すＸ１－Ｘ２位置の断面工程図に相当する。

まず、第１の基板１１上に素子層２１を設ける（図１０（Ａ）参照）。

なお、第１の基板１１上には、配線３３ｂが設けられている。

次に、素子層２１と、素子層２２及び入力装置２５が設けられた基板１６８とを貼り合
わせる。また、基板１１と基板１６８の下方に形成された絶縁層１６４とが接着層２６を
用いて封止される。その後、ＬＣ層２１ｂと、絶縁層１６４との間にＬＣ層２１ｂ＿ＬＣ
を形成する（図１０（Ｂ）参照）。

次に、駆動回路３０を基板１１上に設けられた配線３３ｂと電気的に接続するように実
装する。その後、入力装置２５として機能するタッチセンサの配線１７３の導電層１７３
ａと電気的に接続された導電層１７９ｂと、配線３３ｂとをＦＰＣ３２を用いて電気的に
接続させる（図１０（Ｃ）参照）。

以上の工程により、図１（Ａ）（Ｂ）に示す表示装置１０を形成することができる。

なお、図８乃至図１０に示す工程においては、被剥離層１６３に達する開口部１６５を
設ける構成について説明したが、これに限定されず、開口部１６５を設けない構成として
もよい。開口部１６５を設けない構成の一例を図１１に示す。

図１１は、図１０（Ｃ）に示す表示装置１０の変形例の断面図である。図１１において
は、絶縁層１６４及び開口部１６５を設けずに、被剥離層１６３上に導電層１７９ａ、１
７９ｂを設ける。その後、剥離層１６２と、被剥離層１６３を分離し、被剥離層１６３を
除去することで表示装置１０を形成することができる。図１１に示す構成の場合、ＬＣ層
２１ｂと、画素電極として機能する導電層１７９ａとが接する構造となる。

＜２－２．作製方法２＞
次に、＜２－１．作製方法１＞に示す作製方法と異なる態様について、図１２乃至図１
５を用いて説明を行う。図１２乃至図１５は、図３に示す表示装置１０の作製方法を説明
する断面図である。

最初に基板１６１ａを準備する。次に、基板１６１ａ上に、剥離層１６２ａ、被剥離層
１６３ａ、及び絶縁層１６４ａを形成する（図１２（Ａ）参照）。

基板１６１ａ、剥離層１６２ａ、被剥離層１６３ａ、及び絶縁層１６４ａとしては、先
に説明した基板１６１、剥離層１６２、被剥離層１６３、及び絶縁層１６４と同様の手法
により形成することができる。

次に、絶縁層１６４ａ上に導電層１７９、絶縁層１８０ａ、遮光層１８１ａ、着色層１
８２ａ、及び絶縁層１８３ａを形成する（図１２（Ｂ）参照）。

なお、絶縁層１６４ａ上の導電層１７９、絶縁層１８０ａ、遮光層１８１ａ、着色層１
８２ａ、及び絶縁層１８３ａは、図３に示す素子層２２に相当する。

導電層１７９、絶縁層１８０ａ、遮光層１８１ａ、着色層１８２ａ、及び絶縁層１８３
ａとしては、先に説明した導電層１７９ａ、１７９ｂ、絶縁層１８０、遮光層１８１、着
色層１８２、及び絶縁層１８３と同様の手法により形成することができる。

次に、絶縁層１８３ａ上に接着層１８４、及び光拡散板１８５を形成する。なお、光拡
散板１８５は、図３に示す光拡散板２３に相当し、接着層１８４は、図３に示す接着層２
６ａに相当する。

次に、剥離層１６２ａと、被剥離層１６３ａとを、分離する（図１２（Ｄ）（Ｅ）参照
）。

剥離層１６２ａと、被剥離層１６３ａとの分離する工程については、先に説明した、剥
離層１６２ａと、被剥離層１６３ａとの分離する工程と同様の手法により実施することが
できる。

なお、図１２（Ｅ）に示すように、素子層２２、接着層２６ａ、及び光拡散板２３が順
に形成される。

次に、基板１６１ｂを準備する。その後、基板１６１ｂ上に剥離層１６２ｂ、被剥離層
１６３ｂ、及び絶縁層１６４を形成する（図１３（Ａ）参照）。

次に、絶縁層１６４に開口部１６５を形成する（図１３（Ｂ）参照）。

次に、絶縁層１６４上に、導電層１７０、配線１７１、配線１７２、配線１７３、絶縁
層１６６、及び配線１７４を形成する（図１３（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）参照）。

なお、導電層１７０、配線１７１、配線１７２、配線１７３、絶縁層１６６、及び配線
１７４は、図３に示す入力装置２５ａに相当する。

次に、絶縁層１６６、及び配線１７４上に偏光板１６７、接着層１６９、及び基板１６
８を形成する（図１４（Ａ）参照）。

なお、偏光板１６７は、図３に示す偏光板２５ｂに相当する。また、偏光板１６７とし
ては、例えば、直線偏光板または円偏光板を用いればよい。特に反射型の液晶素子の場合
には、円偏光板を好適に用いることができる。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。円偏光板を用いることにより、
外光反射を好適に抑制する効果を付加することができる。

また、偏光板１６７としては、分子の長軸が、所定の一方向に配列した二色性色素を有
する有機層を用いてもよい。当該有機層は、偏光子としての機能を有する。なお、二色性
色素の分子の長軸を所定の一方向に配列させるために液晶材料を用いると好ましい。液晶
材料によって分子の長軸を所定の一方向に配列させた後、二色性色素と共に添加されるモ
ノマーを硬化させ、ポリマー化させてもよい。

接着層１６９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。接着層１６９に
用いることのできる材料の詳細については、後述する。

基板１６８としては、アンチリフレクション処理またはアンチグレア処理が施された薄
膜基板を用いればよい。なお、基板１６８としては、図１（Ａ）（Ｂ）に示す第２の基板
１２に相当する。

次に、剥離層１６２ｂと、被剥離層１６３ｂとを分離する（図１４（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）
参照）。

剥離層１６２ｂと、被剥離層１６３ｂとの分離方法は、先に説明した剥離層１６２と、
被剥離層１６３と同様とすることができる。

なお、図１４（Ｄ）に示す基板１６８の下方には、図３に示す入力装置２５に相当する
素子が形成される。なお、図１４（Ｄ）に示すように、入力装置２５の一部には、接着層
１６９が含まれる構成としてもよい。

次に、基板１６８と、素子層２２とを、接着層１８６を用いて貼り合わせる（図１５（
Ａ）参照）。

なお、接着層１８６は、光拡散板１８５と、絶縁層１６４との間に設けられる。

次に、素子層２１と、入力装置２５、及び素子層２２が設けられた基板１６８とを貼り
合わせる。また、基板１１と基板１６８の下方に形成された絶縁層１６４とが接着層２６
を用いて封止される。その後、ＬＣ層２１ｂと、導電層１７９との間にＬＣ層２１ｂ＿Ｌ
Ｃを形成する（図１５（Ｂ）参照）。

次に、駆動回路３０を基板１１上に設けられた配線３３ｂと電気的に接続するように実
装する。その後、入力装置２５として機能するタッチセンサの配線１７３の導電層１７３
ａと、配線３３ｂとをＦＰＣ３２を用いて電気的に接続させる（図１５（Ｃ）参照）。

以上の工程により、図３に示す表示装置１０を形成することができる。

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３）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置、および表示装置の駆動方法について説
明する。

＜３－１．表示装置の概念について＞
本発明の一態様の表示装置としては、例えば、ハイブリッドディスプレイを好適に用い
ることができる。なお、当該ハイブリッドディスプレイは、ハイブリッド表示を行うこと
ができる。

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
または光強度を互いに補完して、文字または画像を表示する方法である。または、ハイブ
リッド表示とは、同一画素また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、文字および／また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
用いて表示される画素または副画素と、複数の表示素子の二以上を用いて表示される画素
または副画素と、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つまた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、同一画素また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
光のいずれか一方または双方を用いて、文字および／また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。または、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。または、第１の表示素子および第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、または両方により、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の画素および第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の画素および複数の
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 Ｍｅｃ
ｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）素子、光干渉方式のＭＥＭＳ素子の他、マイクロカプ
セル方式、電気泳動方式、エレクトロウェッティング方式、電子粉流体（登録商標）方式
等を適用した素子などを用いることができる。

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 Ｅｍｉｔｔｉｎ
ｇ 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。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。

第１の画素は、例えば白色（Ｗ）を呈する副画素、または例えば赤色（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、または例えば赤色（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の画素および第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、および第１の画素および第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、実施の形態１で示したように、第１の画素および第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。

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。

＜３－２．表示装置の構成例＞
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。

図１６は、本発明の一態様の表示装置が有する画素アレイ４０を説明する図である。画
素アレイ４０は、マトリクス状に配置された複数の画素ユニット４５を有する。画素ユニ
ット４５は、画素４６と、画素４７を有する。

図１６では、画素４６および画素４７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４６は、赤色（Ｒ）に対応する表示素子４６Ｒ、緑色（Ｇ）に対応する表示素子４
６Ｇ、青色（Ｂ）に対応する表示素子４６Ｂを有する。表示素子４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂ
はそれぞれ、光源の光を利用した第１の表示素子である。

画素４７は、赤色（Ｒ）に対応する表示素子４７Ｒ、緑色（Ｇ）に対応する表示素子４
７Ｇ、青色（Ｂ）に対応する表示素子４７Ｂを有する。表示素子４７Ｒ、４７Ｇ、４７Ｂ
はそれぞれ、外光の反射を利用した第２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。

＜３－３．画素ユニットの構成例＞
続いて、図１７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を用いて画素ユニット４５について説明する。
図１７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、画素ユニット４５の構成例を示す模式図である。

画素４６は、表示素子４６Ｒ、表示素子４６Ｇ、表示素子４６Ｂを有する。表示素子４
６Ｒは、光源を有し、画素４６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４６Ｇ、表示素子４６
Ｂも同様に、それぞれ緑色の光Ｇ２または青色の光Ｂ２を、表示面側に射出する。

画素４７は、表示素子４７Ｒ、表示素子４７Ｇ、表示素子４７Ｂを有する。表示素子４
７Ｒは、外光を反射し、画素４７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４７Ｇ、表示素子４
７Ｂも同様に、それぞれ緑色の光Ｇ１または青色の光Ｂ１を、表示面側に射出する。

［第１のモード］
図１７（Ａ）は、外光を反射する表示素子４７Ｒ、表示素子４７Ｇ、表示素子４７Ｂ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１７（Ａ）に示すように、画素
ユニット４５は、例えば外光の照度が十分に高い場合などでは、画素４６を駆動させずに
、画素４７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５５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１７（Ｂ）は、表示素子４６Ｒ、表示素子４６Ｇ、表示素子４６Ｂ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１７（Ｂ）に示すように、画素ユニット４５は
、例えば外光の照度が極めて小さい場合などでは、画素４７を駆動させずに、画素４６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５
５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１７（Ｃ）は、外光を反射する表示素子４７Ｒ、表示素子４７Ｇ、表示素子４７Ｂと
、光を発する表示素子４６Ｒ、表示素子４６Ｇ、表示素子４６Ｂ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１７（Ｃ）に示すように、画素ユニット４５は
、光Ｒ１、光Ｇ１、光Ｂ１、光Ｒ２、光Ｇ２、および光Ｂ２の６つの光を混色させること
により、所定の色の光５５を表示面側に射出することができる。

以上が画素ユニット４５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４）
以下では、本発明の一態様の表示装置に用いることのできる表示パネルの例について説
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。

＜４－１．表示装置の構成例＞
図１８（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４０
０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Ｇ１、複数の配線Ｇ２、複数の配線ＡＮＯ、およ
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、および複数の配線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および回路ＳＤと、発光素子を駆動する回路ＧＤおよび回路Ｓ
Ｄ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１８（Ｂ１）は、画素４１０が有する導電層３１１ｂの構成例を示す。導電層３１１
ｂ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１８（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１８（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１８（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４
５１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層を遮蔽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１８（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。

＜４－２．画素の回路構成例＞
図１９は、画素４１０の構成例を示す回路図である。図１９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、および発光素子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、および配線Ｓ２が電気
的に接続されている。また、図１９では、液晶素子３４０と電気的に接続する配線ＶＣＯ
Ｍ１、および発光素子３６０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ２を示している。

図１９では、スイッチＳＷ１およびスイッチ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、ソースまたはドレインの一方が配線
Ｓ１と接続され、ソースまたはドレインの他方が容量素子Ｃ１の一方の電極、および液晶
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ＣＳＣＯ
Ｍ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、ソースまたはドレインの一方
が配線Ｓ２と接続され、ソースまた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
のソースまたはドレインの一方、および配線ＡＮＯと接続されている。トランジスタＭは
、ソースまた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１９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ＣＳＣ
ＯＭ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および配線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１９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およ
び配線Ｓ１に与える信号により駆動し、液晶素子３４０による光学変調を利用して表示す
ることができる。また、透過モードで表示を行う場合には、配線Ｇ２および配線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および配線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１９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２０（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、３
６０ｗ）を有する例を示している。

図２０（Ａ）では図１９の例に加えて、画素４１０に配線Ｇ３および配線Ｓ３が接続さ
れている。

図２０（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）、および白色（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２０（Ｂ）には、画素４１０の構成例を示している。画素４１０は、電極３１
１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、および発光素子３６０ｂとを有する。発光素子３６０ｒ、
発光素子３６０ｇ、および発光素子３６０ｂは、発光面積がほぼ同等であることが好まし
い。

＜４－３．表示パネルの構成例＞
図２１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２１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、およ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２１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２１に示す構成は、表示パネル３００とＦＰＣ３７２お
よび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３６２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、またはＩＣ３７３から配線３６５に入力され
る。

また、図２１では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式等により、基板３５１
にＩＣ３７３が設けられている例を示している。ＩＣ３７３は、例えば走査線駆動回路、
または信号線駆動回路などとしての機能を有するＩＣを適用できる。なお表示パネル３０
０が走査線駆動回路およ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２１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２１に示すように、導電層３１１ｂは開口を有する。さらに導電層３１１ｂの
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上にはタッチセンサ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３６６を表示部３６２に重ねて設ける構成とすればよい。または
、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３５
１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。

＜４－４．断面構成例＞
図２２に、図２１で例示した表示パネルの、ＦＰＣ３７２を含む領域の一部、回路３６
４を含む領域の一部、表示部３６２を含む領域の一部およびタッチセンサ３６６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５６０の間に、絶縁層２２０を有する。また基板３５
１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５６０の間に、
液晶素子３４０、絶縁層１８０、着色層１３１、絶縁層１２１、タッチセンサ３６６等を
有する。またタッチセンサ３６６と絶縁層１２１は接着層１７６を介して接着され、基板
３５１と発光素子３６０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５６０には、タッチセンサ３６６、着色層１３１、遮光層１３２、絶縁層１２１、
絶縁層１８０、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２
１５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２
１４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３５
１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。

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３１
３は可視光を透過する機能を有する。基板５６０側から入射した光は、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、基板５６０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３１２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、基板５６０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１３１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５６０側に射出される。

ここで、図２２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。

基板５６０の外側の面には、アンチグレアパターンが形成されたフィルム１３ｄを配置
する。アンチグレアパターンが形成されたフィルム１３ｄにより反射光を散乱させること
ができ、反射の表示素子による表示を見やすくすることができる。また、指紋などの汚れ
を付きにくくすることができる。

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３
１１ｂ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と基板５６０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３１
１ａ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２０
４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１４１が設けられる一部の領域には、接続部２５２が設けられている。接続部２
５２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３１
３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５６０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２２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１４１に覆われるように配置することが好ましい。例えば、硬
化前の接着層１４１に接続体２４３を分散させておけばよい。

図２２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２２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。

＜４－５．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、インジウムを含む酸化物半導体などであり、例えば、後述するＣＡ
Ｃ－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酸化物半導体がＩｎ－Ｍ－Ｚｎ系酸化物の場合、Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ酸
化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ≧
Ｍ、Ｚｎ≧Ｍを満たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素
の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２、Ｉ
ｎ：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金属元素の原子数比はそれぞれ、上
記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス４０％の
変動を含む。

本実施の形態で例示したボトムゲート構造のトランジスタは、作製工程を削減できるた
め好ましい。またこのとき酸化物半導体を用いることで、多結晶シリコンよりも低温で形
成でき、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酸化物半導体膜を用いる。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以上の酸化物
半導体を用いることができる。そのような酸化物半導体を、高純度真性または実質的に高
純度真性な酸化物半導体と呼ぶ。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酸化物半導体であるといえる。

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酸化物半導体において、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、酸化物半導体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酸化物半導体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酸化物
半導体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 Ｃｒｙｓｔａｌｌ
ｉｎｅ 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、ＣＡ
ＡＣ－ＯＳは最も欠陥準位密度が低い。

非晶質構造の酸化物半導体膜は、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、ＣＡＡ
Ｃ－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の半導体層に用いることができる
ＣＡＣ構成を有する金属酸化物の詳細について図２３を用いて説明する。ここでは、ＣＡ
Ｃ構成を有する金属酸化物の代表例として、絶縁膜１０６上に形成されるＣＡＣ－ＯＳを
用いて説明する。

つまり、ＣＡＣ－ＯＳとは、例えば、金属酸化物を構成する元素が偏在することで、各
元素を主成分とする領域１０１、および領域１０２を形成し、各領域が、混合し、モザイ
ク状に形成または分散される。つまり、金属酸化物を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１
０ｎｍ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。

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。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、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 ｄｉｆｆｒａｃｔｉ
ｏｎ）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０．０２ｄ
ｅｇ．、走査速度を３．０ｄｅｇ．／分とした。

図２４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２４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２４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 ｃｒｙｓｔａｌ
ｌｉｎｅ）－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２４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。したがって、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）－Ｓ
ＴＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏ
ｓｃｏｐｅ）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２５（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２５（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２５（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２５（Ｃ）、黒点ａ２の結果を図２５（Ｄ）、黒点ａ３の結果を図２５
（Ｅ）、黒点ａ４の結果を図２５（Ｆ）、および黒点ａ５の結果を図２５（Ｇ）に示す。

図２５（Ｃ）、図２５（Ｄ）、図２５（Ｅ）、図２５（Ｆ）、および図２５（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２５（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２５（Ｈ）、黒
点ｂ２の結果を図２５（Ｉ）、黒点ｂ３の結果を図２５（Ｊ）、黒点ｂ４の結果を図２５
（Ｋ）、および黒点ｂ５の結果を図２５（Ｌ）に示す。

図２５（Ｈ）、図２５（Ｉ）、図２５（Ｊ）、図２５（Ｋ）、および図２５（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（００
９）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。したが
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 Ｄｉｓｐｅｒｓｉ
ｖｅ 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２６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２６（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２６（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２６
（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２６（Ａ）、図２６（
Ｂ）、および図２６（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２６に示すＥＤＸマッピングの倍率は７２０
万倍である。

図２６（Ａ）、図２６（Ｂ）、および図２６（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２６（Ａ）、図２６（Ｂ）、および図２６（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２６（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２６（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２６（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、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２６（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、またはＧａ_Ｘ４Ｚｎ_Ｙ４Ｏ_Ｚ４などが主成分である
領域である。

また、図２６（Ａ）、図２６（Ｂ）、および図２６（Ｃ）より、Ｉｎ原子の分布は、Ｇ
ａ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_Ｘ
２Ｚｎ_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－Ｚ
ｎ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ｎ
ｃ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２６（Ａ）、図２６（Ｂ）、および図２６（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_Ｘ
３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。したがって、Ｉｎ_Ｘ２Ｚｎ_Ｙ２Ｏ_Ｚ２、またはＩ
ｎＯ_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。

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、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。したがって、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。

［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１×１
０^－７［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）］以下、さらに好ましくは１×１０^－８［ｇ／（ｍ^２・ｄ
ａｙ）］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（Ａｄｖ
ａｎｃｅｄ 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 Ｓｗ
ｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅ
ｄ Ｍｉｃｒｏ－ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔ
ｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌ
ｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ
Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード等が適用された液晶素子を用いることができる
。

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）、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。

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。

また、本発明の一態様では、特に、二色性色素を液晶材料に含むと好適である。なお、
二色性色素を含む液晶材料をゲスト・ホスト液晶という。具体的には、当該二色性色素は
、分子の長軸方向に大きな吸光度を有する材料と、長軸方向と直交する短軸方向に小さな
吸光度を有する材料と、を有する。好ましくは、１０以上の二色性比を有する材料を二色
性色素に用いることができ、より好ましくは、２０以上の二色性比を有する材料を二色性
色素に用いることができる。

例えば、アゾ系色素、アントラキノン系色素、ジオキサジン系色素等を、二色性色素に
用いることができる。または、ホモジニアス配向した二色性色素を含む二層の液晶層を、
配向方向が互いに直交するように重ねた構造を、液晶材料を含む層に用いることができる
。これにより、全方位について光を吸収しやすくすることができる。または、コントラス
トを高めることができる。

また、相転移型ゲスト・ホスト液晶や、ゲスト・ホスト液晶を含む液滴を高分子に分散
した高分子液晶を、液晶材料に用いてもよい。

ここで、液晶素子の液晶材料に二色性色素を有する構成について、図２７を用いて説明
を行う。

図２７（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の液晶素子７８０の動作を説明する図である。

図２７（Ａ）（Ｂ）に示す液晶素子７８０は、一対の電極（電極７８１及び電極７８２
）の間に、液晶層７８３と、配向膜７８５ａ、７８５ｂと、を有する。また、液晶層７８
３は、液晶材料ＬＣと、二色性色素ＤＤと、を有する。なお、ここでは、電極７８１を反
射性の電極とし、電極７８２を透光性の電極として説明する。

なお、図２７（Ａ）は、液晶層７８３の動作状態を説明する図であり、図２７（Ｂ）は
、図２７（Ａ）と異なる動作状態を説明する図である。

図２７（Ａ）に示すように、二色性色素ＤＤは、厚さ方向に進行する光７８４に対して
、光の吸収が少なくなるように配向する。例えば、電界を用いて、ホスト材料として用い
る液晶材料ＬＣを配向し、ゲスト材料として用いる二色性色素の配向を制御する。これに
より、透過してくる光を電極７８１によって反射させることができる。したがって、偏光
板を用いることなく反射型の液晶素子を形成することができる。

なお、先に説明のハイブリッドディスプレイを想定する場合、液晶素子７８０の下方に
は、発光素子が設けられる構成となる。当該構成の場合、二色性色素ＤＤの吸収が少なく
なるよう配向させることで、発光素子が射出する光の減衰を抑制することができる。した
がって、偏光板等によって発光素子が射出する光を遮られることが無いため、発光素子が
射出する光を多く利用することが可能となる。

また、図２７（Ｂ）に示すように、二色性色素ＤＤは、厚さ方向に進行する光７８４に
対して、光の吸収が多くなるように配向する。例えば、電界を用いて、ホスト材料として
用いる液晶材料ＬＣを配向し、ゲスト材料として用いる二色性色素の配向を制御する。こ
れにより、透過してくる光を二色性色素ＤＤによって吸収し、電極７８１に入射する光を
弱めることができる。したがって、偏光板を用いることなく反射型の液晶素子を形成する
ことができる。

［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Ｅ
Ｌ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、発光素子のしきい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、Ｅ
ＶＡ（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 Ｃｏｎｄｕ
ｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃ
ｏｎｄｕｃｔｉｖｅ 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５）
本実施の形態では、上記実施の形態に示した各トランジスタに置き換えて用いることの
できるトランジスタの一例について、図面を用いて説明する。

本発明の一態様の表示装置は、ボトムゲート型のトランジスタや、トップゲート型トラ
ンジスタなどの様々な形態のトランジスタを用いて作製することができる。よって、既存
の製造ラインに合わせて、使用する半導体層の材料やトランジスタ構造を容易に置き換え
ることができる。

＜５－１．ボトムゲート型トランジスタ＞
図２８（Ａ１）は、ボトムゲート型のトランジスタの一種であるチャネル保護型のトラ
ンジスタ８１０のチャネル長方向の断面図である。また、図２８（Ａ２）（Ｂ１）（Ｂ２
）（Ｃ１）（Ｃ２）は、それぞれ、ボトムゲート型のトランジスタのチャネル長方向の断
面図である。

図２８（Ａ１）において、トランジスタ８１０は基板７７１上に形成されている。また
、トランジスタ８１０は、基板７７１上に絶縁層７７２を介して電極７４６を有する。ま
た、電極７４６上に絶縁層７２６を介して半導体層７４２を有する。電極７４６はゲート
電極として機能できる。絶縁層７２６はゲート絶縁層として機能できる。

また、半導体層７４２のチャネル形成領域上に絶縁層７４１を有する。また、半導体層
７４２の一部と接して、絶縁層７２６上に電極７４４ａおよび電極７４４ｂを有する。電
極７４４ａは、ソース電極またはドレイン電極の一方として機能できる。電極７４４ｂは
、ソース電極またはドレイン電極の他方として機能できる。電極７４４ａの一部、および
電極７４４ｂの一部は、絶縁層７４１上に形成される。

絶縁層７４１は、チャネル保護層として機能できる。チャネル形成領域上に絶縁層７４
１を設けることで、電極７４４ａおよび電極７４４ｂの形成時に生じる半導体層７４２の
露出を防ぐことができる。よって、電極７４４ａおよび電極７４４ｂの形成時に、半導体
層７４２のチャネル形成領域がエッチングされることを防ぐことができる。本発明の一態
様によれば、電気特性の良好なトランジスタを実現することができる。

また、トランジスタ８１０は、電極７４４ａ、電極７４４ｂおよび絶縁層７４１上に絶
縁層７２８を有し、絶縁層７２８の上に絶縁層７２９を有する。

半導体層７４２に酸化物半導体を用いる場合、電極７４４ａおよび電極７４４ｂの、少
なくとも半導体層７４２と接する部分に、半導体層７４２の一部から酸素を奪い、酸素欠
損を生じさせることが可能な材料を用いることが好ましい。半導体層７４２中の酸素欠損
が生じた領域はキャリア濃度が増加し、当該領域はｎ型化し、ｎ型領域（ｎ^＋層）となる
。したがって、当該領域はソース領域またはドレイン領域として機能することができる。
半導体層７４２に酸化物半導体を用いる場合、半導体層７４２から酸素を奪い、酸素欠損
を生じさせることが可能な材料の一例として、タングステン、チタン等を挙げることがで
きる。

半導体層７４２にソース領域およびドレイン領域が形成されることにより、電極７４４
ａおよび電極７４４ｂと半導体層７４２の接触抵抗を低減することができる。よって、電
界効果移動度や、しきい値電圧などの、トランジスタの電気特性を良好なものとすること
ができる。

半導体層７４２にシリコンなどの半導体を用いる場合は、半導体層７４２と電極７４４
ａの間、および半導体層７４２と電極７４４ｂの間に、ｎ型半導体またはｐ型半導体とし
て機能する層を設けることが好ましい。ｎ型半導体またはｐ型半導体として機能する層は
、トランジスタのソース領域またはドレイン領域として機能することができる。

絶縁層７２９は、外部からのトランジスタへの不純物の拡散を防ぐ、または低減する機
能を有する材料を用いて形成することが好ましい。なお、必要に応じて絶縁層７２９を省
略することもできる。

図２８（Ａ２）に示すトランジスタ８１１は、絶縁層７２９上にバックゲート電極とし
て機能できる電極７２３を有する点が、トランジスタ８１０と異なる。電極７２３は、電
極７４６と同様の材料および方法で形成することができる。

一般に、バックゲート電極は導電層で形成され、ゲート電極とバックゲート電極で半導
体層のチャネル形成領域を挟むように配置される。よって、バックゲート電極は、ゲート
電極と同様に機能させることができる。バックゲート電極の電位は、ゲート電極と同電位
としてもよいし、接地電位（ＧＮＤ電位）や、任意の電位としてもよい。また、バックゲ
ート電極の電位をゲート電極と連動させず独立して変化させることで、トランジスタのし
きい値電圧を変化させることができる。

ここで、トランジスタ８１０のチャネル幅方向の断面図を図２９（Ａ１）に、トランジ
スタ８１１のチャネル幅方向の断面図を図２９（Ａ２）に、トランジスタ８２０のチャネ
ル幅方向の断面図を図２９（Ｂ１）に、トランジスタ８２１のチャネル幅方向の断面図を
図２９（Ｂ２）に、トランジスタ８２５のチャネル幅方向の断面図を図２９（Ｃ１）に、
トランジスタ８２６のチャネル幅方向の断面図を図２９（Ｃ２）に、それぞれ示す。

図２９（Ｂ２）及び図２９（Ｃ２）に示す構造では、ゲート電極とバックゲート電極と
が接続され、ゲート電極とバックゲート電極との電位が同電位となる。

また、図２９（Ｂ２）及び図２９（Ｃ２）に示す構造では、半導体層７４２は、ゲート
電極とバックゲート電極と挟まれている。また、ゲート電極及びバックゲート電極のそれ
ぞれのチャネル幅方向の長さは、半導体層７４２のチャネル幅方向の長さよりも長く、半
導体層７４２のチャネル幅方向全体は、絶縁層７２６、７４１、７２８、７２９を間に挟
んでゲート電極またはバックゲート電極に覆われた構成である。当該構成とすることで、
トランジスタに含まれる半導体層７４２を、ゲート電極及びバックゲート電極の電界によ
って電気的に取り囲むことができる。

トランジスタ８２１またはトランジスタ８２６のように、ゲート電極及びバックゲート
電極の電界によって、チャネル領域が形成される半導体層７４２を電気的に取り囲むトラ
ンジスタのデバイス構造をＳｕｒｒｏｕｎｄｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ（Ｓ－ｃｈａｎｎｅｌ
）構造と呼ぶことができる。

Ｓ－ｃｈａｎｎｅｌ構造とすることで、ゲート電極及びバックゲート電極の一方または
双方によってチャネルを誘起させるための電界を効果的に半導体層７４２に印加すること
ができるため、トランジスタの電流駆動能力が向上し、高いオン電流特性を得ることが可
能となる。また、オン電流を高くすることが可能であるため、トランジスタを微細化する
ことが可能となる。また、Ｓ－ｃｈａｎｎｅｌ構造とすることで、トランジスタの機械的
強度を高めることができる。

また、電極７４６および電極７２３は、どちらもゲート電極として機能することができ
る。よって、絶縁層７２６、絶縁層７２８、および絶縁層７２９は、それぞれがゲート絶
縁層として機能することができる。なお、電極７２３は、絶縁層７２８と絶縁層７２９の
間に設けてもよい。

なお、電極７４６または電極７２３の一方を、「ゲート電極」という場合、他方を「バ
ックゲート電極」という。例えば、トランジスタ８１１において、電極７２３を「ゲート
電極」と言う場合、電極７４６を「バックゲート電極」と言う。また、電極７２３を「ゲ
ート電極」として用いる場合は、トランジスタ８１１をトップゲート型のトランジスタの
一種と考えることができる。また、電極７４６および電極７２３のどちらか一方を、「第
１のゲート電極」といい、他方を「第２のゲート電極」という場合がある。

半導体層７４２を挟んで電極７４６および電極７２３を設けることで、更には、電極７
４６および電極７２３を同電位とすることで、半導体層７４２においてキャリアの流れる
領域が膜厚方向においてより大きくなるため、キャリアの移動量が増加する。この結果、
トランジスタ８１１のオン電流が大きくなると共に、電界効果移動度が高くなる。

したがって、トランジスタ８１１は、占有面積に対して大きいオン電流を有するトラン
ジスタである。すなわち、求められるオン電流に対して、トランジスタ８１１の占有面積
を小さくすることができる。本発明の一態様によれば、トランジスタの占有面積を小さく
することができる。よって、本発明の一態様によれば、集積度の高い半導体装置を実現す
ることができる。

また、ゲート電極とバックゲート電極は導電層で形成されるため、トランジスタの外部
で生じる電界が、チャネルが形成される半導体層に作用しないようにする機能（特に静電
気などに対する電界遮蔽機能）を有する。なお、バックゲート電極を半導体層よりも大き
く形成し、バックゲート電極で半導体層を覆うことで、電界遮蔽機能を高めることができ
る。

また、バックゲート電極を、遮光性を有する導電膜で形成することで、バックゲート電
極側から半導体層に光が入射することを防ぐことができる。よって、半導体層の光劣化を
防ぎ、トランジスタのしきい値電圧がシフトするなどの電気特性の劣化を防ぐことができ
る。

本発明の一態様によれば、信頼性の良好なトランジスタを実現することができる。また
、信頼性の良好な半導体装置を実現することができる。

図２８（Ｂ１）に、ボトムゲート型のトランジスタの１つであるチャネル保護型のトラ
ンジスタ８２０の断面図を示す。トランジスタ８２０は、トランジスタ８１０とほぼ同様
の構造を有しているが、絶縁層７４１が半導体層７４２の端部を覆っている点が異なる。
また、半導体層７４２と重なる絶縁層７４１の一部を選択的に除去して形成した開口部に
おいて、半導体層７４２と電極７４４ａが電気的に接続している。また、半導体層７４２
と重なる絶縁層７４１一部を選択的に除去して形成した他の開口部において、半導体層７
４２と電極７４４ｂが電気的に接続している。絶縁層７４１の、チャネル形成領域と重な
る領域は、チャネル保護層として機能できる。

図２８（Ｂ２）に示すトランジスタ８２１は、絶縁層７２９上にバックゲート電極とし
て機能できる電極７２３を有する点が、トランジスタ８２０と異なる。

絶縁層７４１を設けることで、電極７４４ａおよび電極７４４ｂの形成時に生じる半導
体層７４２の露出を防ぐことができる。よって、電極７４４ａおよび電極７４４ｂの形成
時に半導体層７４２の薄膜化を防ぐことができる。

また、トランジスタ８２０およびトランジスタ８２１は、トランジスタ８１０およびト
ランジスタ８１１よりも、電極７４４ａと電極７４６の間の距離と、電極７４４ｂと電極
７４６の間の距離が長くなる。よって、電極７４４ａと電極７４６の間に生じる寄生容量
を小さくすることができる。また、電極７４４ｂと電極７４６の間に生じる寄生容量を小
さくすることができる。本発明の一態様によれば、電気特性の良好なトランジスタを実現
できる。

図２８（Ｃ１）に示すトランジスタ８２５は、ボトムゲート型のトランジスタの１つで
あるチャネルエッチング型のトランジスタである。トランジスタ８２５は、絶縁層７４１
を用いずに電極７４４ａおよび電極７４４ｂを形成する。このため、電極７４４ａおよび
電極７４４ｂの形成時に露出する半導体層７４２の一部がエッチングされる場合がある。
一方、絶縁層７４１を設けないため、トランジスタの生産性を高めることができる。

図２８（Ｃ２）に示すトランジスタ８２６は、絶縁層７２９上にバックゲート電極とし
て機能できる電極７２３を有する点が、トランジスタ８２５と異なる。

＜５－２．トップゲート型トランジスタ＞
図３０（Ａ１）に、トップゲート型のトランジスタの一種であるトランジスタ８３０の
チャネル長方向の断面図を示す。トランジスタ８３０は、絶縁層７７２の上に半導体層７
４２を有し、半導体層７４２および絶縁層７７２上に、半導体層７４２の一部に接する電
極７４４ａ、および半導体層７４２の一部に接する電極７４４ｂを有し、半導体層７４２
、電極７４４ａ、および電極７４４ｂ上に絶縁層７２６を有し、絶縁層７２６上に電極７
４６を有する。また、図３０（Ａ２）（Ａ３）（Ｂ１）（Ｂ２）は、それぞれ、トップゲ
ート型のトランジスタのチャネル長方向の断面図である。

トランジスタ８３０は、電極７４６および電極７４４ａ、並びに、電極７４６および電
極７４４ｂが重ならないため、電極７４６および電極７４４ａの間に生じる寄生容量、並
びに、電極７４６および電極７４４ｂの間に生じる寄生容量を小さくすることができる。
また、電極７４６を形成した後に、電極７４６をマスクとして用いて不純物７５５を半導
体層７４２に導入することで、半導体層７４２中に自己整合（セルフアライメント）的に
不純物領域を形成することができる（図３０（Ａ３）参照）。本発明の一態様によれば、
電気特性の良好なトランジスタを実現することができる。

なお、不純物７５５の導入は、イオン注入装置、イオンドーピング装置またはプラズマ
処理装置を用いて行うことができる。

不純物７５５としては、例えば、第１３族元素または第１５族元素のうち、少なくとも
一種類の元素を用いることができる。また、半導体層７４２に酸化物半導体を用いる場合
は、不純物７５５として、希ガス、水素、および窒素のうち、少なくとも一種類の元素を
用いることも可能である。

図３０（Ａ２）に示すトランジスタ８３１は、電極７２３および絶縁層７２７を有する
点がトランジスタ８３０と異なる。トランジスタ８３１は、絶縁層７７２の上に形成され
た電極７２３を有し、電極７２３上に形成された絶縁層７２７を有する。電極７２３は、
バックゲート電極として機能することができる。よって、絶縁層７２７は、ゲート絶縁層
として機能することができる。絶縁層７２７は、絶縁層７２６と同様の材料および方法に
より形成することができる。

トランジスタ８１１と同様に、トランジスタ８３１は、占有面積に対して大きいオン電
流を有するトランジスタである。すなわち、求められるオン電流に対して、トランジスタ
８３１の占有面積を小さくすることができる。本発明の一態様によれば、トランジスタの
占有面積を小さくすることができる。よって、本発明の一態様によれば、集積度の高い半
導体装置を実現することができる。

図３０（Ｂ１）に例示するトランジスタ８４０は、トップゲート型のトランジスタの１
つである。トランジスタ８４０は、電極７４４ａおよび電極７４４ｂを形成した後に半導
体層７４２を形成する点が、トランジスタ８３０と異なる。また、図３０（Ｂ２）に例示
するトランジスタ８４１は、電極７２３および絶縁層７２７を有する点が、トランジスタ
８４０と異なる。トランジスタ８４０およびトランジスタ８４１において、半導体層７４
２の一部は電極７４４ａ上に形成され、半導体層７４２の他の一部は電極７４４ｂ上に形
成される。

トランジスタ８１１と同様に、トランジスタ８４１は、占有面積に対して大きいオン電
流を有するトランジスタである。すなわち、求められるオン電流に対して、トランジスタ
８４１の占有面積を小さくすることができる。本発明の一態様によれば、トランジスタの
占有面積を小さくすることができる。よって、本発明の一態様によれば、集積度の高い半
導体装置を実現することができる。

また、図３０（Ａ１）に示すトランジスタ８３０のチャネル幅方向の断面図を図３１（
Ａ１）に、図３０（Ａ２）に示すトランジスタ８３１のチャネル幅方向の断面図を図３１
（Ａ２）に、図３０（Ｂ１）に示すトランジスタ８４０のチャネル幅方向の断面図を図３
１（Ｂ１）に、図３０（Ｂ２）に示すトランジスタ８４１のチャネル幅方向の断面図を図
３１（Ｂ２）に、それぞれ示す。

なお、トランジスタ８３１及びトランジスタ８４１は、それぞれ先に説明したＳ－ｃｈ
ａｎｎｅｌ構造である。ただし、これに限定されず、トランジスタ８３１及びトランジス
タ８４１をＳ－ｃｈａｎｎｅｌ構造としなくてもよい。

次に、図３０及び図３１に示すトランジスタと異なる態様のトップゲート型のトランジ
スタを図３２及び図３３に示す。

図３２（Ａ１）は、トランジスタ８４２のチャネル長方向の断面図であり、図３２（Ａ
２）は、トランジスタ８４３のチャネル長方向の断面図であり、図３２（Ｂ１）は、トラ
ンジスタ８４４のチャネル長方向の断面図であり、図３２（Ｂ２）は、トランジスタ８４
５のチャネル長方向の断面図であり、図３２（Ｃ１）は、トランジスタ８４６のチャネル
長方向の断面図であり、図３２（Ｃ２）は、トランジスタ８４７のチャネル長方向の断面
図である。

また、図３２（Ａ３）は、トランジスタ８４２のチャネル長方向の作製工程を説明する
断面図である。

図３２（Ａ１）に示すトランジスタ８４２は、絶縁層７２９を形成した後に電極７４４
ａおよび電極７４４ｂを形成する点がトランジスタ８３０やトランジスタ８４０と異なる
。電極７４４ａおよび電極７４４ｂは、絶縁層７２８および絶縁層７２９に形成した開口
部において半導体層７４２と電気的に接続する。

また、電極７４６と重ならない絶縁層７２６の一部を除去し、電極７４６と残りの絶縁
層７２６をマスクとして用いて不純物７５５を半導体層７４２に導入することで、半導体
層７４２中に自己整合（セルフアライメント）的に不純物領域を形成することができる（
図３２（Ａ３）参照）。トランジスタ８４２は、絶縁層７２６が電極７４６の端部を越え
て延伸する領域を有する。不純物７５５を半導体層７４２に導入する際に、半導体層７４
２の絶縁層７２６を介して不純物７５５が導入された領域の不純物濃度は、絶縁層７２６
を介さずに不純物７５５が導入された領域よりも小さくなる。よって、半導体層７４２に
は、電極７４６と重ならない領域にＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）
領域が形成される。

図３２（Ａ２）に示すトランジスタ８４３は、電極７２３を有する点がトランジスタ８
４２と異なる。トランジスタ８４３は、基板７７１の上に形成された電極７２３を有し、
絶縁層７７２を介して半導体層７４２と重なる。電極７２３は、バックゲート電極として
機能することができる。

また、図３２（Ｂ１）に示すトランジスタ８４４および図３２（Ｂ２）に示すトランジ
スタ８４５のように、電極７４６と重ならない領域の絶縁層７２６を除去してもよい。ま
た、図３２（Ｃ１）に示すトランジスタ８４６および図３２（Ｃ２）に示すトランジスタ
８４７のように、絶縁層７２６を残してもよい。

トランジスタ８４２乃至トランジスタ８４７も、電極７４６を形成した後に、電極７４
６をマスクとして用いて不純物７５５を半導体層７４２に導入することで、半導体層７４
２中に自己整合的に不純物領域を形成することができる。本発明の一態様によれば、電気
特性の良好なトランジスタを実現することができる。また、本発明の一態様によれば、集
積度の高い半導体装置を実現することができる。

また、図３２（Ａ１）に示すトランジスタ８４２のチャネル幅方向の断面図を図３３（
Ａ１）に、図３２（Ａ２）に示すトランジスタ８４３のチャネル幅方向の断面図を図３３
（Ａ２）に、図３２（Ｂ１）に示すトランジスタ８４４のチャネル幅方向の断面図を図３
３（Ｂ１）に、図３２（Ｂ２）に示すトランジスタ８４５のチャネル幅方向の断面図を図
３３（Ｂ２）に、図３２（Ｃ１）に示すトランジスタ８４６のチャネル幅方向の断面図を
図３３（Ｃ１）に、図３２（Ｃ２）に示すトランジスタ８４７のチャネル幅方向の断面図
を図３３（Ｃ２）に、それぞれ示す。

なお、トランジスタ８４３、トランジスタ８４５、及びトランジスタ８４７は、それぞ
れ先に説明したＳ－ｃｈａｎｎｅｌ構造である。ただし、これに限定されず、トランジス
タ８４３、トランジスタ８４５、及びトランジスタ８４７をＳ－ｃｈａｎｎｅｌ構造とし
なくてもよい。

また、図３２（Ｂ２）及び図３３（Ｂ２）に示すトランジスタ８４５の変形例を図３４
（Ａ１）（Ａ２）に示す。図３４（Ａ１）は、トランジスタ８４５Ａのチャネル長方向の
断面図であり、図３４（Ａ２）は、トランジスタ８４５Ａのチャネル幅方向の断面図であ
る。

図３４（Ａ１）（Ａ２）に示すトランジスタ８４５Ａは、絶縁層７２９と絶縁層７２８
との位置がトランジスタ８４５と異なり、それ以外の点については、トランジスタ８４５
と同じである。

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６）
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。

＜６．表示モジュール＞
図３５（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６０
０２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。

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。

また、表示パネル６００６は、実施の形態１に示すように入力装置としてタッチセンサ
を有する。当該タッチセンサとしては、抵抗膜方式または静電容量方式とすればよい。

また、表示パネル６００６にタッチセンサを設けずに、図３５（Ｂ）に示す構成として
もよい。図３５（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。また、図示しないが、静電容量方式のタッチセンサと、光学式のタッチセ
ンサとを組み合わせて用いてもよい。

図３５（Ｂ）に示す表示モジュール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６０
０２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。

上部カバー６００１と下部カバー６００２は、例えばプラスチック等を用いることがで
きる。また、上部カバー６００１と下部カバー６００２とは、それぞれ薄く（例えば０．
５ｍｍ以上５ｍｍ以下）することが可能である。そのため、表示モジュール６０００を極
めて軽量にすることが可能となる。また少ない材料で上部カバー６００１と下部カバー６
００２を作製できるため、作製コストを低減できる。

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６０
０６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と、発光部６０１５とは、表示パネル６００６の両端の位置に複数設け
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７）
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、図３６
乃至図４０を用いて説明する。

＜７－１．電子機器１＞
まず、図３６及び図３７を用いて電子機器の一例について説明する。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３６（Ａ）、（Ｂ）に、携帯情報端末１８００の一例を示す。携帯情報端末１８００
は、筐体１８０１、筐体１８０２、表示部１８０３、表示部１８０４、及びヒンジ部１８
０５等を有する。

筐体１８０１と筐体１８０２は、ヒンジ部１８０５で連結されている。携帯情報端末１
８００は、図３６（Ａ）に示すように折り畳んだ状態から、図３６（Ｂ）に示すように筐
体１８０１と筐体１８０２を開くことができる。

例えば表示部１８０３及び表示部１８０４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１８０３及び表示部１８０４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１８００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１８０１及び筐体１８０２には、電源ボタン、操作ボタン、外部接続ポート
、スピーカ、マイク等を有していてもよい。

図３６（Ｃ）に携帯情報端末の一例を示す。図３６（Ｃ）に示す携帯情報端末１８１０
は、筐体１８１１、表示部１８１２、操作ボタン１８１３、外部接続ポート１８１４、ス
ピーカ１８１５、マイク１８１６、カメラ１８１７等を有する。

表示部１８１２に、本発明の一態様の表示装置を備える。

携帯情報端末１８１０は、表示部１８１２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１８１２に触れ
ることで行うことができる。

また、操作ボタン１８１３の操作により、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や、表示部１８１２
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１８１０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１８１０の向き（縦か横か）を判断して、表示部１８１
２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１８１２を触れること、操作ボタン１８１３の操作、またはマイ
ク１８１６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１８１０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１８１０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３６（Ｄ）に、カメラの一例を示す。カメラ１８２０は、筐体１８２１、表示部１８
２２、操作ボタン１８２３、シャッターボタン１８２４等を有する。またカメラ１８２０
には、着脱可能なレンズ１８２６が取り付けられている。

表示部１８２２に、本発明の一態様の表示装置を備える。

ここではカメラ１８２０として、レンズ１８２６を筐体１８２１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１８２６と筐体が一体となっていてもよい。

カメラ１８２０は、シャッターボタン１８２４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１８２２はタッチパネルとしての機能を有し、表
示部１８２２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１８２０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１８２１に組み込まれていてもよい。

図３７（Ａ）に、テレビジョン装置１８３０を示す。テレビジョン装置１８３０は、表
示部１８３１、筐体１８３２、スピーカ１８３３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１８３０は、リモコン操作機１８３４により、操作することがで
きる。

テレビジョン装置１８３０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３０
０ＭＨｚ～３ＧＨｚ）またはＶＨＦ帯（３０ＭＨｚ～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１８３１に表示させることができる。例えば、４Ｋ、８Ｋ、１６Ｋ、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－Ｆ
ｉ（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１８３１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１８３０にチューナを有さなくてもよい。

図３７（Ｂ）は円柱状の柱１８４２に取り付けられたデジタルサイネージ１８４０を示
している。デジタルサイネージ１８４０は、表示部１８４１を有する。

表示部１８４１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１８４１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１８４１にタッチパネルを適用することで、表示部１８４１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３７（Ｃ）はノート型のパーソナルコンピュータ１８５０を示している。パーソナル
コンピュータ１８５０は、表示部１８５１、筐体１８５２、タッチパッド１８５３、接続
ポート１８５４等を有する。

タッチパッド１８５３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１８５３には表示素子が組み込まれている。図３７（Ｃ）に示すよ
うに、タッチパッド１８５３の表面に入力キー１８５５を表示することで、タッチパッド
１８５３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１８５５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１８５３に組み
込まれていてもよい。

＜７－２．電子機器２＞
次に、図３８及び図３９を用いて電子機器の一例について説明する。図３８は、折り畳
みが可能な電子機器を示している。

図３８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９
２１ｂに亘って、フレキシブルな表示部９２２が設けられている。

図３８では、筐体９２１ａと筐体９２１ｂとを開いたときに、表示部９２２が大きく湾
曲した形態で保持されている。例えば、曲率半径を１ｍｍ以上５０ｍｍ以下、好ましくは
５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の状態で、表示部９２２が保持された状態とすることができる。
表示部９２２の一部は、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。

なお、ヒンジ９２３は、筐体９２１ａと筐体９２１ｂ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、１６０度、または１７５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。

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。

また、図３９（Ａ）（Ｂ）は、携帯型のゲーム機として機能する、またはタブレット型
の情報端末として機能する電子機器９５０を示している。なお、電子機器９５０は、携帯
性を高めるために、２つに折り畳むことが可能であり、図３９（Ａ）は、２つに折り畳ん
だ状態の斜視図であり、図３９（Ｂ）は、電子機器９５０を１６０°乃至１７５°程度に
広げた状態の斜視図である。

電子機器９５０は、筐体９５２ａ、筐体９５２ｂ、表示部９５４、ヒンジ部９５３等を
有する。なお、電子機器９５０が有する表示部９５４は、表示領域が矩形ではなく、ヒン
ジ部９５３が位置する領域のみ表示領域が小さくなるような形状を有する。

また、表示部９５４は、表面に凸部を有する。また、表示部９５４は、筐体９５２ａ及
び筐体９５２ｂと重なる領域が平面を有し、ヒンジ部９５３と重なる領域が曲面を有する
。

図４０（Ａ）に、図３９（Ｂ）と異なる態様の電子機器９５０の斜視図を示す。また、
図４０（Ｂ）は、図４０（Ａ）に示す電子機器９５０の側面図である。

図４０（Ａ）は、図３９（Ｂ）に示す電子機器９５０が有する表示部９５４の表面に凸
部が設けられた構造の斜視図である。

図４０（Ａ）に示すように、表示部９５４は、複数の凸部９５４ａを有する。なお、図
４０（Ａ）においては、凸部９５４ａを複数個配置する構成を例示したが、これに限定さ
れず、単数の凸部９５４ａとしてもよい。

凸部９５４ａは、使用者に位置を認識させる機能を有する。例えば、表示部９５４がタ
ッチセンサを有する構成であるため、表示部９５４を操作することで、電子機器９５０に
入力などの操作を行うことができる。ただし、凸部９５４ａを設けない構成の場合、表示
部９５４を視認しないと、操作場所が分からないといったことが生じる。一方で、凸部９
５４ａを設けることで、表示部９５４を視認しなくても、表示部９５４上に設けられた凸
部９５４ａを触れるだけで、操作場所を認識することができ、簡便に入力などの操作を行
うことができる。

別言すると、図４０（Ａ）に示す電子機器９５０は、表示部９５４と、表示部９５４上
に設けられた凸部９５４ａとを有し、凸部９５４ａを触ることで、表示部９５４に入力す
ることができる機能を有する。

なお、凸部９５４ａを設けることによって、ゲームなどに用いる物理ボタンを設ける必
要がなくなるため、物理ボタンに用いる各種材料を削減することができ好適である。

また、凸部９５４ａは、例えば、図２（Ｃ）および図２（Ｅ）に示す反射防止層のアン
チグレアパターン１３ｃの突起と兼ねると好適である。例えば、アンチグレアパターン１
３ｃの突起のそれぞれを１μｍ以上１００μｍ以下の粒径で形成し、凸部９５４ａの領域
に、アンチグレアパターン１３ｃの複数の突起を密集させることで、凸部９５４ａを形成
することができる。ただし、凸部９５４ａの構成はこれに限定されず、アクリル、または
ポリイミド等の樹脂材料で構造体を形成し、使用者が認識可能な大きさで表示部９５４上
に形成してもよい。また、アンチグレアパターン１３ｃの複数の突起を密集させなくても
、凸部９５４ａを形成出来る場合には、単数の突起でもよい。この場合、使用者が認識可
能な程度の大きさのシリカ粒子などを表示部９５４上に設ければよい。

また、図４０（Ｂ）に示すように、表示部９５４は、凸部９５４ａと、曲面を有する。
図４０（Ｂ）は、電子機器９５０の側面図であり、点線で囲まれた領域９６１と、点線で
囲まれた領域９６２とを拡大して表示している。

領域９６１は、凸部９５４ａの拡大した側面図であり、領域９６２はヒンジ部９５３近
傍の表示部９５４の拡大図である。

領域９６１に示すように、凸部９５４ａは、筐体９５２ｂよりも突出していると、操作
性が向上するため好ましい。また、領域９６２に示すように、表示部９５４は、ヒンジ部
９５３近傍で曲面を有する形状であると好ましい。表示部９５４が曲面を有する構成とす
ることで、筐体９５２ａと重なる領域の表示部９５４と、筐体９５２ｂと重なる領域の表
示部９５４とを連続して視認することが可能となる。また、表示部９５４が曲面を有する
ことで、表示部９５４が折れ曲がることが無く、表示部９５４の信頼性を向上させること
が可能となる。

また、筐体９５２ａ、筐体９５２ｂ、及びヒンジ部９５３は、表示部９５４の曲面部分
が収納できる構成であると好適である。別言すると、筐体９５２ａ、筐体９５２ｂ、及び
ヒンジ部９５３は、表示部９５４を収納できる領域を有すると好適である。

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。

１０ 表示装置
１１ 基板
１２ 基板
１３ 反射防止層
１３ａ 誘電体層
１３ｂ 誘電体層
１３ｃ アンチグレアパターン
１３ｄ フィルム
２０ 層
２１ 素子層
２１ａ ＦＥＴ層
２１ｂ ＬＣ層
２１ｂ＿ＬＣ ＬＣ層
２１ｃ ＯＬＥＤ層
２２ 素子層
２３ 光拡散板
２５ 入力装置
２５ａ 入力装置
２５ｂ 偏光板
２６ 接着層
２６ａ 接着層
３０ 駆動回路
３０ａ 駆動回路
３０ｂ 駆動回路
３１ ＦＰＣ
３２ ＦＰＣ
３３ａ 配線
３３ｂ 配線
３３ｃ 配線
３３ｄ 配線
３５ 液晶素子
３６ 画素回路
４０ 画素アレイ
４５ 画素ユニット
４６ 画素
４６Ｂ 表示素子
４６Ｇ 表示素子
４６Ｒ 表示素子
４７ 画素
４７Ｂ 表示素子
４７Ｇ 表示素子
４７Ｒ 表示素子
５５ 光
１０１ 領域
１０２ 領域
１０６ 絶縁膜
１１７ 絶縁層
１２１ 絶縁層
１３１ 着色層
１３２ 遮光層
１３３ａ 配向膜
１３３ｂ 配向膜
１３４ 着色層
１４１ 接着層
１４２ 接着層
１６１ 基板
１６１ａ 基板
１６１ｂ 基板
１６２ 剥離層
１６２ａ 剥離層
１６２ｂ 剥離層
１６３ 被剥離層
１６３ａ 被剥離層
１６３ｂ 被剥離層
１６４ 絶縁層
１６４ａ 絶縁層
１６５ 開口部
１６６ 絶縁層
１６７ 偏光板
１６８ 基板
１６９ 接着層
１７０ 導電層
１７１ 配線
１７１ａ 導電層
１７１ｂ 暗色層
１７２ 配線
１７２ａ 導電層
１７２ｂ 暗色層
１７３ 配線
１７３ａ 導電層
１７３ｂ 暗色層
１７４ 配線
１７４ａ 導電層
１７４ｂ 導電層
１７６ 接着層
１７９ 導電層
１７９ａ 導電層
１７９ｂ 導電層
１８０ 絶縁層
１８０ａ 絶縁層
１８１ 遮光層
１８１ａ 遮光層
１８２ 着色層
１８２ａ 着色層
１８３ 絶縁層
１８３ａ 絶縁層
１８４ 接着層
１８５ 光拡散板
１８６ 接着層
１８７ 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
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
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
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 タッチセンサ
３７２ ＦＰＣ
３７３ ＩＣ
４００ 表示装置
４１０ 画素
４５１ 開口
５０１Ｂ 絶縁膜
５６０ 基板
５７１ 絶縁膜
５７２ 絶縁膜
５７５ 近接センサ
５７６ 開口部
７２３ 電極
７２６ 絶縁層
７２７ 絶縁層
７２８ 絶縁層
７２９ 絶縁層
７４１ 絶縁層
７４２ 半導体層
７４４ａ 電極
７４４ｂ 電極
７４６ 電極
７５５ 不純物
７７１ 基板
７７２ 絶縁層
７８０ 液晶素子
７８１ 電極
７８２ 電極
７８３ 液晶層
７８４ 光
７８５ａ 配向膜
７８５ｂ 配向膜
８１０ トランジスタ
８１１ トランジスタ
８２０ トランジスタ
８２１ トランジスタ
８２５ トランジスタ
８２６ トランジスタ
８３０ トランジスタ
８３１ トランジスタ
８４０ トランジスタ
８４１ トランジスタ
８４２ トランジスタ
８４３ トランジスタ
８４４ トランジスタ
８４５ トランジスタ
８４５Ａ トランジスタ
８４６ トランジスタ
８４７ トランジスタ
９２０ 電子機器
９２１ａ 筐体
９２１ｂ 筐体
９２２ 表示部
９２３ ヒンジ
９５０ 電子機器
９５２ａ 筐体
９５２ｂ 筐体
９５３ ヒンジ部
９５４ 表示部
９５４ａ 凸部
９６１ 領域
９６２ 領域
１８００ 携帯情報端末
１８０１ 筐体
１８０２ 筐体
１８０３ 表示部
１８０４ 表示部
１８０５ ヒンジ部
１８１０ 携帯情報端末
１８１１ 筐体
１８１２ 表示部
１８１３ 操作ボタン
１８１４ 外部接続ポート
１８１５ スピーカ
１８１６ マイク
１８１７ カメラ
１８２０ カメラ
１８２１ 筐体
１８２２ 表示部
１８２３ 操作ボタン
１８２４ シャッターボタン
１８２６ レンズ
１８３０ テレビジョン装置
１８３１ 表示部
１８３２ 筐体
１８３３ スピーカ
１８３４ リモコン操作機
１８４０ デジタルサイネージ
１８４１ 表示部
１８４２ 柱
１８５０ パーソナルコンピュータ
１８５１ 表示部
１８５２ 筐体
１８５３ タッチパッド
１８５４ 接続ポート
１８５５ 入力キー
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 (1)

1. 第１の基板と、第２の基板との間に、前記第１の基板側から第１の表示素子を有する第１の層と、第１及び第２のトランジスタを有する第２の層と、第２の表示素子を有する第３の層と、入力装置とが順に重ねて配置された表示装置であって、
   前記第２の基板において、前記入力装置と対向する第１の面に接して設けられた第１の反射防止層と、
   前記第２の基板において、前記第１の面と対向する第２の面に接して設けられた第２の反射防止層と、を有し、
   前記第１のトランジスタは、前記第１の表示素子と電気的に接続され、
   前記第２のトランジスタは、前記第２の表示素子と電気的に接続され、
   前記第１の表示素子は、可視光を発する機能を有し、
   前記第２の表示素子は、可視光を反射する機能を有し、
   前記第１の反射防止層として、透光性を有する誘電体層を有し、
   前記第２の反射防止層は、１μｍ以上１００μｍ以下の粒径の突起を有する、表示装置。

Images