TW201824221A

TW201824221A - 顯示裝置

Info

Publication number: TW201824221A
Application number: TW105138112A
Authority: TW
Inventors: 山崎舜平; 喬安博格斯特; 久保田大介
Original assignee: 半導體能源研究所股份有限公司
Priority date: 2016-09-20
Filing date: 2016-11-21
Publication date: 2018-07-01
Also published as: JP6884537B2; JP2018049042A; TWI764877B

Abstract

本發明提供一種可以提高對比度的顯示裝置，本發明提高顯示裝置的顯示品質。本發明無論使用照明環境如何都顯示顯示品質高的影像。本發明的一個實施方式是包括第一顯示元件、第二顯示元件及彩色層的顯示裝置。第一顯示元件具有將可見光反射到顯示面一側的功能，第二顯示元件具有向顯示面一側發射可見光的功能。彩色層位於第一顯示元件所反射的第一光之光路上，並且，彩色層透過兩個以上的原色光。

Description

顯示裝置

本發明的一個實施方式係關於一種顯示裝置。

注意，本發明的一個實施方式不侷限於上述技術領域。作為本說明書等所公開的本發明的一個實施方式的技術領域的例子，可以舉出半導體裝置、顯示裝置、發光裝置、蓄電裝置、記憶體裝置、電子裝置、照明設備、輸入裝置、輸入輸出裝置、這些裝置的驅動方法或這些裝置的製造方法。

在本說明書等中，半導體裝置是指能夠藉由利用半導體特性工作的所有裝置。電晶體、半導體電路、算術裝置、記憶體裝置等是半導體裝置的一個實施方式。另外，攝像裝置、電光裝置、發電裝置(包括薄膜太陽能電池、有機薄膜太陽能電池等)以及電子裝置有時包括半導體裝置。

已知應用有機EL(Electro Luminescence：電致發光)元件或液晶元件的顯示裝置。作為例子，除了上述顯示裝置以外還可以舉出具備發光二極體(LED：Light Emitting Diode)等發光元件的發光裝置、以電泳方式等進行顯示的電子紙等。

有機EL元件的基本結構是在一對電極之間夾有包含發光性有機化合物的層的結構。藉由使電流流過該元件，可以得到來自發光性有機化合物的發光。應用上述有機EL元件的顯示裝置可以實現薄型、輕量、高對比度且低功耗的顯示裝置。

主動矩陣型液晶顯示裝置被粗分為透過型液晶顯示裝置和反射型液晶顯示裝置這兩種類型。

透過型液晶顯示裝置使用冷陰極螢光燈及LED(發光二極體)等背光源，利用液晶的光學調變作用，對來自背光源的光透過液晶而輸出到液晶顯示裝置外部的狀態和不輸出到外部的狀態進行選擇，來進行明和暗的顯示，並且藉由組合該明和暗的顯示進行影像顯示。

另外，反射型液晶顯示裝置利用液晶的光學調變作用，對外光亦即入射光被反射電極反射而輸出到裝置外部的狀態和入射光不輸出到裝置外部的狀態進行選擇，來進行明和暗的顯示，並且藉由組合該明和暗的顯示進行影像顯示。不同於透過型液晶顯示裝置，反射型液晶顯示裝置不使用背光源，所以具有功耗低、室外的可見度高等優點。

例如，已知有將以金屬氧化物為通道形成區域的電晶體用作連接到各像素電極的切換元件的主動矩陣型液晶顯示裝置(專利文獻1及專利文獻2)。

[專利文獻1]日本專利申請公開第2007-123861號公報

[專利文獻2]日本專利申請公開第2007-96055號公報

使用顯示裝置的電子裝置被要求以最適合於使用環境的對比度進行影像顯示。尤其是，與設置型設備不同，在很多情況下，行動電話機、智慧手機、平板終端、智慧手錶、膝上型個人電腦等作為電源使用電池的設備的使用環境變化。尤其是，在外光較亮的地方等中，透過型液晶或EL顯示器被要求亮度高的顯示，以便得到對比度。但是，在得到高亮度時，功耗變高。

本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種可以提高對比度的顯示裝置。另外，本發明的目的之一是提供一種可靠性高的顯示裝置。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是提高顯示裝置的顯示品質。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是無論使用環境如何都顯示顯示品質高的影像。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是降低顯示裝置的功耗。

注意，這些目的的記載不妨礙其他目的的存在。本發明的一個實施方式並不需要達到所有上述目的。另外，可以從說明書等的記載得知並衍生上述以外的目的。

本發明的一個實施方式是一種包括第一顯示元件、第二顯示元件及彩色層的顯示裝置。第一顯示元件具有將可見光反射到顯示面一側的功能，第二顯示元件具有向顯示面一側發射可見光的功能。

在上述結構中，彩色層較佳為位於第一顯示元件所反射的第一光之光路上，並透過兩個以上的原色光。另外，彩色層較佳為透過補色光。

另外，在上述結構中，彩色層較佳為位於第一顯示元件所反射的第一光之光路上，並透過紅色光、綠色光和藍色光中的任兩個光。

另外，在上述結構中，彩色層較佳為位於第一顯示元件所反射的第一光之光路上，並透過青色光、洋紅色光和黃色光中的任一個光。

另外，在上述結構中，彩色層較佳為位於第一顯示元件所反射的第一光之光路上，並透過青色光、洋紅色光和黃色光中的任一個光。並且，第二顯示元件較佳為發射紅色光、綠色光和藍色光中的任一個光。

另外，本發明的一個實施方式是一種包括第一顯示元件、第二顯示元件、第一彩色層和第二彩色層的顯示裝置。第一顯示元件具有將可見光反射到顯示面一側的功能，第二顯示元件具有向顯示面一側發射可見光的功能。第一彩色層位於第一顯示元件所反射的第一光之光路上。第二彩色層位於第二顯示元件所發射的第二光之光路上。第一彩色層透過青色光、洋紅色光和黃色光中的任一個光，第二彩色層透過紅色光、綠色光和藍色光中的任一個光。

另外，在上述結構中，較佳的是，青色光包含波長為450nm的光以及波長為550nm的光，洋紅色光包含波長為450nm的光以及波長為700nm的光，黃色光包含波長為550nm的光以及波長為700nm的光。

另外，在上述結構中，較佳的是，紅色光包含波長為700nm的光，綠色光包含波長為550nm的光，藍色光包含波長為450nm的光。

另外，在上述結構中，較佳的是，還包括開關及電晶體。此時，第一顯示元件較佳為與開關電連接並包括反射可見光的第一導電層。第二顯示元件較佳為與電晶體電連接並包括透過可見光的第二導電層。較佳的是，第一顯示元件位於比電晶體靠近顯示面一側，並且第二顯示元件位於夾著電晶體與第一顯示元件相反的一側。

另外，在上述結構中，較佳的是，還包括第一電晶體及第二電晶體。此時，第一顯示元件較佳為與第一電晶體電連接並包括反射可見光的第一導電層。第二顯示元件較佳為與第二電晶體電連接並包括透過可見光的第二導電層。較佳的是，第一顯示元件位於比第一電晶體及第二電晶體靠近顯示面一側，並且第二顯示元件位於夾著第一電晶體及第二電晶體與第一顯示元件相反的一側。

另外，較佳的是，上述第一電晶體和上述第二電晶體設置在同一平面上。較佳的是，上述第一電晶體及上述第二電晶體在形成通道的半導體中包含金屬氧化物。

根據本發明的一個實施方式可以提供一種可以提高對比度及可見度的顯示裝置。另外，根據本發明的一個實施方式可以提供一種可靠性高的顯示裝置。另外，根據本發明的一個實施方式可以提高顯示裝置的顯示品質。另外，根據本發明的一個實施方式無論使用環境如何都可以顯示顯示品質高的影像。另外，根據本發明的一個實施方式可以降低顯示裝置的功耗。

CFC‧‧‧彩色層

CFM‧‧‧彩色層

CFY‧‧‧彩色層

CFR‧‧‧彩色層

CFG‧‧‧彩色層

CFB‧‧‧彩色層

RC‧‧‧顯示區域

RM‧‧‧顯示區域

RY‧‧‧顯示區域

RW‧‧‧顯示區域

ER‧‧‧顯示區域

EG‧‧‧顯示區域

EB‧‧‧顯示區域

EW‧‧‧顯示區域

10‧‧‧顯示裝置

20eB‧‧‧光

20eG‧‧‧光

20eR‧‧‧光

20rC‧‧‧光

20rM‧‧‧光

20rY‧‧‧光

21‧‧‧基板

23r‧‧‧導電層

23t‧‧‧導電層

24‧‧‧液晶

25‧‧‧導電層

30‧‧‧像素

30E‧‧‧像素

30R‧‧‧像素

31‧‧‧基板

40‧‧‧顯示元件

41‧‧‧功能層

50‧‧‧黏合層

81‧‧‧絕緣層

83‧‧‧絕緣層

84‧‧‧絕緣層

85‧‧‧絕緣層

86‧‧‧絕緣層

89‧‧‧黏合層

90‧‧‧顯示元件

90B‧‧‧顯示元件

90G‧‧‧顯示元件

90R‧‧‧顯示元件

91‧‧‧導電層

92‧‧‧EL層

92B‧‧‧EL層

92G‧‧‧EL層

92R‧‧‧EL層

93‧‧‧導電層

117‧‧‧絕緣層

130‧‧‧偏光板

133a‧‧‧配向膜

133b‧‧‧配向膜

134‧‧‧彩色層

135‧‧‧彩色層

136‧‧‧遮光層

161‧‧‧黏合層

162‧‧‧黏合層

191‧‧‧導電層

192‧‧‧EL層

193a‧‧‧導電層

193b‧‧‧導電層

201‧‧‧電晶體

201a‧‧‧電晶體

201b‧‧‧電晶體

204‧‧‧連接部

205‧‧‧電晶體

206‧‧‧電晶體

207‧‧‧連接部

208‧‧‧電晶體

211‧‧‧絕緣層

212‧‧‧絕緣層

213‧‧‧絕緣層

214‧‧‧絕緣層

215‧‧‧絕緣層

216‧‧‧絕緣層

217‧‧‧絕緣層

218‧‧‧絕緣層

220‧‧‧絕緣層

221‧‧‧導電層

222‧‧‧導電層

223‧‧‧導電層

224‧‧‧導電層

231‧‧‧半導體層

242‧‧‧連接層

243‧‧‧連接器

251‧‧‧開口

252‧‧‧連接部

300a‧‧‧顯示面板

300b‧‧‧顯示面板

311a‧‧‧導電層

311b‧‧‧導電層

312‧‧‧液晶

313‧‧‧導電層

340‧‧‧液晶元件

351‧‧‧基板

360‧‧‧發光元件

361‧‧‧基板

362‧‧‧顯示部

362a‧‧‧顯示部

362b‧‧‧顯示部

364‧‧‧電路

364a‧‧‧電路

364b‧‧‧電路

372‧‧‧FPC

400‧‧‧顯示裝置

410‧‧‧像素

451‧‧‧開口

501‧‧‧單元

501C‧‧‧絕緣膜

502‧‧‧單元

503‧‧‧輸入單元

505‧‧‧接合層

512B‧‧‧導電膜

520‧‧‧功能層

521‧‧‧絕緣膜

521A‧‧‧絕緣膜

521B‧‧‧絕緣膜

522‧‧‧連接部

528‧‧‧絕緣膜

530‧‧‧像素電路

550‧‧‧顯示元件

551‧‧‧電極

552‧‧‧電極

553‧‧‧包含發光材料的層

560‧‧‧光學元件

565‧‧‧覆蓋膜

570‧‧‧基板

580‧‧‧透鏡

591A‧‧‧開口部

601‧‧‧顯示元件

602‧‧‧顯示元件

603‧‧‧開口部

604‧‧‧反射光

605‧‧‧透過光

606‧‧‧像素電路

610‧‧‧顯示裝置

611‧‧‧基板

612‧‧‧基板

614‧‧‧顯示部

616‧‧‧電路

618‧‧‧佈線

620‧‧‧IC

622‧‧‧FPC

624‧‧‧電極

626‧‧‧開口部

670‧‧‧發光元件

700TP3‧‧‧輸入輸出面板

702‧‧‧像素

720‧‧‧功能層

750‧‧‧顯示元件

751‧‧‧電極

751H‧‧‧區域

752‧‧‧電極

753‧‧‧層

770‧‧‧基板

770D‧‧‧功能膜

770P‧‧‧功能膜

770PA‧‧‧相位差薄膜

770PB‧‧‧偏振層

771‧‧‧絕緣膜

800‧‧‧可攜式資訊終端

801‧‧‧外殼

802‧‧‧外殼

803‧‧‧顯示部

804‧‧‧顯示部

805‧‧‧鉸鏈部

810‧‧‧可攜式資訊終端

811‧‧‧外殼

812‧‧‧顯示部

813‧‧‧操作按鈕

814‧‧‧外部連接埠

815‧‧‧揚聲器

816‧‧‧麥克風

817‧‧‧照相機

820‧‧‧照相機

821‧‧‧外殼

822‧‧‧顯示部

823‧‧‧操作按鈕

824‧‧‧快門按鈕

826‧‧‧鏡頭

830‧‧‧電視機

831‧‧‧顯示部

832‧‧‧外殼

833‧‧‧揚聲器

834‧‧‧遙控器

840‧‧‧數位看板

841‧‧‧顯示部

842‧‧‧柱子

850‧‧‧個人電腦

851‧‧‧顯示部

852‧‧‧外殼

853‧‧‧觸控板

854‧‧‧連接埠

855‧‧‧輸入鍵

900‧‧‧電子裝置

901‧‧‧外殼

901a‧‧‧外殼

901b‧‧‧外殼

902a‧‧‧顯示部

902b‧‧‧顯示部

903‧‧‧鉸鏈

910‧‧‧電子裝置

911a‧‧‧外殼

911b‧‧‧外殼

912a‧‧‧顯示部

912b‧‧‧顯示部

913‧‧‧鉸鏈

914a‧‧‧操作按鈕

914b‧‧‧操作按鈕

915‧‧‧盒子

920‧‧‧電子裝置

921a‧‧‧外殼

921b‧‧‧外殼

922‧‧‧顯示部

923‧‧‧鉸鏈

6001‧‧‧上蓋

6002‧‧‧下蓋

6005‧‧‧FPC

6006‧‧‧顯示面板

6009‧‧‧框架

6010‧‧‧印刷電路板

6011‧‧‧電池

6015‧‧‧發光部

6016‧‧‧受光部

6017a‧‧‧導光部

6017b‧‧‧導光部

6018‧‧‧光

8000‧‧‧顯示模組

在圖式中：圖1A、圖1B、圖1C1和圖1C2是說明顯示裝置的結構例子、色度圖及彩色層的透過光譜的圖；圖2A和圖2B是說明顯示裝置的結構例子的圖；圖3A和圖3B是說明顯示裝置的結構例子的圖；圖4A和圖4B是說明顯示裝置的結構例子的圖；圖5A至圖5C是說明顯示裝置的結構例子的圖；圖6A至圖6C是說明顯示裝置的結構例子的圖；圖7A至圖7D是說明顯示裝置的結構例子的示意圖及狀態轉換圖；圖8A至圖8C是說明顯示裝置的結構例子的電路圖及時序圖；圖9是示出顯示裝置的一個例子的立體圖；圖10A、圖10B1和圖10B2是說明顯示裝置的結構例子的圖；圖11是顯示裝置的電路圖；圖12是說明顯示裝置的結構例子的圖；圖13是說明顯示裝置的結構例子的圖；圖14是說明顯示裝置的結構例子的圖；圖15是說明輸入輸出面板的結構例子的圖；圖16A至圖16D是說明輸入輸出面板的結構例子的圖；圖17A和圖17B是說明顯示模組的結構例子的圖；圖18A至圖18D是說明電子裝置的結構例子的圖；圖19A至圖19C是說明電子裝置的結構例子的圖；圖20A至圖20C是說明電子裝置的結構例子的圖；圖21是說明樣本的XRD譜的測定結果的圖；圖22A至圖22L是說明樣本的TEM影像及電子繞射圖案的圖；圖23A至圖23C是說明樣本的EDX面分析影像的圖。

參照圖式對實施方式進行詳細說明。注意，本發明不侷限於以下說明，所屬技術領域的通常知識者可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細內容在不脫離本發明的精神及其範圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅限定在以下所示的實施方式所記載的內容中。

注意，在下面說明的發明結構中，在不同的圖式中共同使用相同的元件符號來顯示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略反復說明。另外，當顯示具有相同功能的部分時有時使用相同的陰影線，而不特別附加元件符號。

注意，在本說明書所說明的各個圖式中，有時為了容易理解，誇大顯示各組件的大小、層的厚度、區域。因此，本發明並不侷限於圖式中的尺寸。

在本說明書等中使用的“第一”、“第二”等序數詞是為了避免組件的混淆而附記的，而不是為了在數目方面上進行限定的。

電晶體是半導體元件的一種，可以進行電流或電壓的放大、控制導通或非導通的切換工作等。本說明書中的電晶體包括IGFET(Insulated Gate Field Effect Transistor：絕緣閘場效電晶體)和薄膜電晶體(TFT：Thin Film Transistor)。

注意，以下，“上”、“下”等方向的表現基本上按照圖式的方向而使用。但是，為了簡化起見，說明書中的“上”或“下”表示的方向有時與圖式不一致。例如，當說明疊層體等的疊層順序(或者形成順序)等時，即使圖式中的設置該疊層體的一側的面(被形成面、支撐面、結合面、平坦面等)位於該疊層體的上側，有時也將該方向記載為“下”，或者將與此相反的方向記載為“上”等。

實施方式1

在本實施方式中，對本發明的一個實施方式的顯示裝置進行說明。

本發明的一個實施方式的顯示裝置是反射可見光的第一顯示元件和發射可見光的第二顯示元件混合存在的顯示裝置。

顯示裝置具有利用第一顯示元件反射到顯示面一側的第一光和第二顯示元件向顯示面一側發射的第二光中的一者或兩者在顯示面上顯示影像的功能。或者，顯示裝置具有藉由分別控制第一顯示元件所反射的第一光的光度和第二顯示元件所發射的第二光的光度來表示顯示影像的灰階的功能。

另外，顯示裝置較佳為包括藉由控制第一顯示元件反射到顯示面一側的第一光的光度來顯示灰階的第一像素、以及藉由控制第二顯示元件向顯示面一側發射的第二光的光度來顯示灰階的第二像素。多個第一像素及多個第二像素分別配置為例如矩陣形狀或分段形狀，由此構成顯示部。

再者，較佳為將第一像素及第二像素混合設置在顯示裝置的顯示區域中。由此，如下所述，可以在同一顯示區域上顯示只由多個第一像素顯示的影像、只由多個第二像素顯示的影像及由多個第一像素和多個第二像素的兩者顯示的影像。

作為第一像素所包括的第一顯示元件，可以使用反射外光來進行顯示的元件。因為這種元件不包括光源，所以可以使顯示時的功耗變得極低。

作為第一顯示元件，可以典型地使用反射型液晶元件。或者，作為第一顯示元件，不僅可以使用快門方式的MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微機電系統)元件、光干涉方式的MEMS元件，而且還可以使用應用微囊方式、電泳方式、電潤濕方式、電子粉流體(註冊商標)方式、電致變色元件、擴散元件等的光調變原理的元件等。

另外，作為第二像素所包括的第二顯示元件，可以使用包括光源且利用來自該光源的光來進行顯示的元件。尤其是，較佳為使用藉由施加電場可以從發光物質取出光的電致發光元件。由於這種像素所發射的光的亮度及色度不受到外光的影響，因此無論使用照明環境如何，這種像素都可以進行色彩再現性高(色域寬)且對比度高的顯示，亦即鮮明的顯示。

作為第二顯示元件，例如可以使用OLED(有機發光二極體)、LED(發光二極體)、QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode：量子點發光二極體)等自發光性發光元件。或者，作為第二像素所包括的顯示元件，也可以組合作為光源的背光源和控制來自背光源的光中的透過光的光度的透過型液晶元件或空間光調變裝置而使用。

例如，在第一像素所包括的第一顯示元件的光路上，包括第一彩色層。第一彩色層透過青色光、洋紅色光和黃色光等補色光中的任一個。例如，第一像素包括三個子像素，在各子像素所包括的第一顯示元件的光路上設置透過青色光的彩色層、透過洋紅色光的彩色層或透過黃色光的彩色層，由此可以進行彩色顯示。

可以將第一彩色層換稱為第二顯示元件所發射的光的補色類濾色片。這來源於青色光、洋紅色光及黃色光等是作為原色的紅色、綠色和藍色的補色。這樣的第一彩色層吸收紅色光、綠色光和藍色光中的任一個。換言之，第一彩色層透過紅色光、綠色光和藍色光中的任兩個。另一方面，透過紅色、綠色或藍色的所謂的原色類濾色片吸收紅色光、綠色光和藍色光中的任兩個。因此，藉由將補色類濾色片用於反射可見光的第一顯示元件，與使用原色類濾色片的情況相比，可以增高反射光的光度。

另一方面，發射可見光的第二顯示元件發射紅色光、綠色光和藍色等原色光中的任一個。由此，可以進行鮮明的顯示。

例如，第二像素可以採用包括發射紅色光的發光元件、發射綠色光的發光元件以及發射藍色光的發光元件的結構。或者，可以採用在發射白色光的三個發光元件的各光路上配置透過紅色光的彩色層、透過綠色光的彩色層和透過藍色光的彩色層中的任一個的結構。由此，可以進行鮮明的彩色顯示。

在此，在本說明書等中，紅色光是指包含在580nm以上且800nm以下的波長範圍的光，典型地是指包括波長為700nm的光的光。綠色光是指包含在490nm以上且短於580nm的波長範圍的光，典型地是指包括波長為550nm的光的光。藍色光是指包含在400nm以上且短於490nm的波長範圍的光，典型地是指包括波長為450nm的光的光。

在本說明書等中，青色光是指包括上述藍色光和上述綠色光的光。洋紅色光是指包括上述紅色光和上述藍色光的光。黃色光是指包括上述紅色光和上述綠色光的光。注意，在不是透過彩色層而得到的光的情況下，例如，在是指來自發光元件的發光的情況等下，不侷限於此，青色光、洋紅色光及黃色光也可以為各光譜具有單一峰值的單色光。此時，洋紅色光相當於比紅色波長長的光。

本發明的一個實施方式可以切換由第一像素顯示影像的第一模式、由第二像素顯示影像的第二模式及由第一像素和第二像素顯示影像的第三模式。此時，較佳為以在兩個模式之間顯示的影像的亮度及色調連續地變化的方式驅動第一顯示元件和第二顯示元件。

第一模式為利用第一顯示元件所反射的光顯示影像的模式。在第一模式中不需要內部光源，因此是功耗極低的驅動模式。例如，第一模式在外光的照度足夠高且外光為白色光或接近於白色光等廣域光的情況下有效。第一模式例如是適於顯示書本或文件等的文字資訊的顯示模式。另外，由於使用反射光，因此使眼睛適應周圍環境，其顯示對眼睛刺激少，不容易引起眼疲勞。可以不包含如無機白色LED那樣的短波長藍色，因此不容易發生褪黑激素的分泌減少所導致的失眠問題。因為利用所反射的光進行顯示，因此也可以將第一模式稱為反射型顯示模式(Reflective mode)。

第二模式是藉由利用第二顯示元件的發光顯示影像的模式。由此，可以與外光的照度及色度無關地進行極鮮明(因為沒有外光的表面反射，所以對比度高且色彩再現性高)的顯示。例如，第二模式在夜間及昏暗的室內等的外光照度極低的情況等下是有效的。另外，在外光的照度極低時，亮度高的顯示有時讓使用者感到刺眼。為了防止發生這種問題，在第二模式中較佳為進行抑制亮度的顯示。由此，不僅可以抑制刺眼，而且還可以降低功耗。注意，在是有機EL的情況下，失眠的原因的短波長藍色的光少。第二模式是適合顯示鮮明的影像或流暢的動態影像等的模式。因為利用發光進行顯示，所以也可以將第二模式稱為發光型顯示模式(Emission mode)。

第三模式是利用第一顯示元件的反射光和第二顯示元件的發光的兩者來進行顯示的模式。明確而言，以混合第一像素所呈現的光的顏色和第二像素所呈現的光的顏色來顯示一個顏色的方式驅動顯示裝置。不但可以進行比第一模式鮮明的顯示，而且可以使功耗比第二模式低。例如，第三模式在室內照明下或者早晨傍晚等外光照度較低的情況光等下是有效的。

注意，在本說明書等中，可以將組合第一顯示元件和第二顯示元件的顯示，亦即第三模式稱為混合顯示模式(HB顯示模式)。或者，也可以將第三模式稱為組合發光型顯示模式和反射型顯示模式的顯示模式(ER-Hybrid mode)。

在此，顯示裝置可以包括具有第一像素及第二像素的顯示面板以及控制部。控制部根據從外部輸入的影像資訊而生成對第一像素輸出的第一灰階值及對第二像素輸出的第二灰階值，並將其輸出。在此，影像資訊是包括對應於各像素單元的灰階值的資訊，例如可以是視訊信號等影像信號。

控制部也可以具有根據外光的照度和色度等連續地選擇上述顯示模式的功能。

在顯示裝置中，較佳的是，第一像素包括與第一顯示元件電連接的第一電晶體，第二像素包括與第二顯示元件電連接的第二電晶體。就是說，較佳為可以分別獨立地驅動第一顯示元件和第二顯示元件。

此時，第一電晶體和第二電晶體較佳為設置在同一面上。此時，第一顯示元件和第二顯示元件中的任一個較佳為藉由形成在絕緣層中的開口與第一電晶體或第二電晶體電連接。由此，可以在同一製程中製造第一電晶體和第二電晶體，可以簡化製程。

當採用在一對基板之間夾住第一顯示元件、第二顯示元件和各電晶體的結構時，可以實現厚度小、無視差、輕量的顯示裝置。

以下，參照圖式對更具體的結構例子進行說明。

[結構例子]

圖1A示出顯示裝置10的剖面結構的一個例子。

顯示裝置10在基板31和基板21之間包括功能層41、絕緣層81、絕緣層83、顯示元件90、顯示元件40等。基板31的外側表面相當於顯示面。

顯示元件40包括導電層23t、導電層25及它們之間的液晶24。在導電層23t和絕緣層83之間設置有具有開口的導電層23r。導電層23r反射可見光，導電層23t和導電層25透過可見光。因此，顯示元件40是向基板31一側(顯示面一側)射出反射光的反射型液晶元件。在此，導電層23t配置在各像素(各子像素)中，並被用作像素電極。導電層25橫跨配置在多個像素中。導電層25在未圖示的區域中與被供應恆定電位的佈線連接，並被用作共用電極。

顯示元件90包括導電層91、導電層93及它們之間的EL層92。EL層92是至少包含發光物質的層。導電層91透過可見光，導電層93反射可見光。因此，顯示元件90是藉由在導電層91與導電層93之間施加電壓將光射出到基板31一側的電致發光元件。導電層91配置在各像素(各子像素)中，並被用作像素電極。導電層93橫跨配置在多個像素中。導電層93在未圖示的區域中與被供應恆定電位的佈線連接，並被用作共用電極。

功能層41是包括驅動顯示元件40的電路以及驅動顯示元件90的電路的層。例如，在功能層41中由電晶體、電容元件、佈線、電極等構成像素電路。

在功能層41和導電層23r之間設置有絕緣層83。藉由形成在絕緣層83中的開口導電層23r和功能層41電連接，導電層23r和導電層23t互相接觸。因此，功能層41和顯示元件40電連接。

另外，在功能層41和導電層91之間設置有絕緣層81。藉由設置在絕緣層81中的開口導電層91和功能層41電連接。因此，功能層41和顯示元件90電連接。

以覆蓋導電層91的端部的方式設置有絕緣層84，以覆蓋絕緣層84的一部分和導電層91的一部分的方式設置有EL層92。以覆蓋EL層92的方式設置有導電層93。

在基板21和導電層93之間包括黏合層89。可以說由黏合層89貼合基板21和基板31。黏合層89還被用作密封顯示元件90的密封層。

如此，藉由將驅動兩種顯示元件(顯示元件 40和顯示元件90)的功能層41配置在顯示元件40和顯示元件90之間，可以簡化結構。此外，可以使電晶體等的製程共同化，因此可以減少製造成本。

在導電層25和基板31之間的與導電層23r重疊的位置上分別設置有彩色層CFM、彩色層CFY及彩色層CFC。以覆蓋彩色層CFM、彩色層CFY及彩色層CFC的方式層疊設置有絕緣層85和導電層25。

彩色層CFM被用作透過洋紅色光的濾色片。彩色層CFY被用作透過黃色光的濾色片。彩色層CFC被用作透過青色光的濾色片。

入射到顯示裝置10的外光的一部分透過彩色層CFM，被顯示元件40反射，再次透過彩色層CFM，而作為洋紅色光20rM射出到外部。同樣地，從設置有彩色層CFY的顯示元件40射出黃色光20rY，從設置有彩色層CFC的顯示元件40射出青色光20rC。

在功能層41和絕緣層81之間，設置有分別與導電層91重疊的彩色層CFR、彩色層CFG及彩色層CFB。彩色層CFR被用作透過紅色光的濾色片，彩色層CFG被用作透過綠色光的濾色片，彩色層CFB被用作透過藍色光的濾色片。

在圖1A中，EL層92橫跨形成在多個顯示元件90中。在此，各顯示元件90是發射白色光的發光元件。因此，設置有彩色層CFR的顯示元件90所發射的光透過彩色層CFR，作為紅色光20eR射出到顯示面一側。同樣地，從設置有彩色層CFG的顯示元件90射出綠色光20eG，從設置有彩色層CFB的顯示元件90射出藍色光20eB。

彩色層CFM、彩色層CFY及彩色層CFC分別具有開口，彩色層CFR、彩色層CFG及彩色層CFB以分別與上述開口重疊的方式設置。因此，彩色層CFR、彩色層CFG、彩色層CFB沒有設置在顯示元件40的光路上，而可以提高顯示元件40的反射率，可以進行較亮的顯示。

在此，如圖1A所示，設置有彩色層CFM並反射洋紅色光的顯示元件40與設置有彩色層CFR並發射紅色光的顯示元件90重疊地設置。因為紅色光可以透過使洋紅色光透過的彩色層CFM，所以即使從顯示元件90射出的光的一部分到達彩色層CFM，該光也可以透過彩色層CFM。因此，即使發生顯示元件90和彩色層CFM重疊等的錯位，也可以抑制顯示元件90所射出的光的提取效率的降低。

如此，在重疊顯示元件90和顯示元件40時，顯示元件90藉由彩色層發射的光的組合較佳為會透過顯示元件40一側的彩色層的組合。例如，可以使對應於洋紅色或黃色的顯示元件40與對應於紅色的顯示元件90重疊。另外，可以使對應於青色或黃色的顯示元件40與對應於綠色的顯示元件90重疊。可以使對應於洋紅色或青色的顯示元件90與對應於藍色的顯示元件40重疊。

在此，在將使用金屬氧化物的關態電流(off-state current)極小的電晶體用於功能層41的像素電路、或者將記憶元件用於該像素電路的情況等下，即使在使用顯示元件40或顯示元件90顯示靜態影像時停止對像素的寫入工作，也可以保持灰階。就是說，即便使圖框頻率極小也可以持續進行顯示。由此，可以在保持顯示品質的同時使圖框頻率變得極小，而可以進行低功耗的驅動。

另外，雖然在此未圖示，但是在基板31的外側設置偏光板。尤其是，較佳為使用圓偏光板。作為圓偏光板，例如可以使用將直線偏光板和四分之一波相位差板層疊而成的偏光板。由此，可以抑制外光的反射。可以將偏光板配置於基板31的外側的面，此時，顯示面位於偏光板的外側。

此外，可以在基板31的外側的表面上配置各種光學構件。作為光學構件，除了上述偏光板、相位差板以外還可以使用光擴散層(擴散薄膜等)、防反射層及聚光薄膜(condensing film)等。此外，在基板31的外側的表面上也可以配置抑制塵埃的附著的抗靜電膜、不容易被弄髒的具有拒水性的膜、抑制使用時的損傷的硬塗膜等。

此外，也可以在基板31的外側的表面上設置觸控感測器。由此，可以將包括顯示裝置10和該觸控感測器的結構用作觸控面板。

[顯示裝置的色彩再現性]

圖1B是標繪出顯示元件90及顯示元件40所發射的光的CIE 1931 xy色度圖。

連接對應於從顯示元件90射出的三種光(光20eR、光20eG、光20eB)的三個色度座標而成的三角形的內側示出可以利用顯示元件90表現的色域Ce。連接對應於從顯示元件40射出的三種光(光20rM、光20rY、光20rC)的三個色度座標而成的三角形的內側示出可以利用顯示元件40表現的色域Cr。在圖1B中，作為一個例子，示出對應於根據規格規定的白色座標的點D65。

在此，色域Cr的形狀根據入射到顯示裝置10的外光(也稱為環境光)的色度而發生變化。

在圖1B中，示出規定色域Cr的三個色度座標位於色域Ce的外側的例子。就是說，色域Cr具有突出到色域Ce的外側的部分。此時，連接對應於六個光的色度座標而成的六角形(以虛線示出的區域)的內側相當於可以利用顯示裝置10顯示的色域。在入射具有接近於作為環境光理想的連續光譜的光時，如圖1B所示，可以擴大顯示裝置10可以表現的色域，因此可以進行更鮮明的顯示。

[彩色層]

圖1C1示出彩色層CFR、彩色層CFG及彩色層CFB的各透過光譜的例子。圖1C2示出彩色層CFM、彩色層 CFY及彩色層CFC的各透過光譜的例子。

在圖1C1、圖1C2中，橫軸表示波長，縱軸表示穿透率。注意，在此，為了明確起見，在縱軸方向上使圖式中的光譜稍微錯開。

在圖1C1中，以實線示出彩色層CFR，以虛線示出彩色層CFG，以點劃線示出彩色層CFB。在圖1C2中，以實線示出彩色層CFC，以虛線示出彩色層CFM，以點劃線示出彩色層CFY。

彩色層CFR透過紅色光(典型的是包括波長為700nm的光的光)並遮蔽(吸收)其他波長的光。彩色層CFG透過綠色光(典型的是包括波長為550nm的光的光)並遮蔽(吸收)其他波長的光。彩色層CFB透過藍色光(典型的是包括波長為450nm的光的光)並遮蔽(吸收)其他波長的光。

彩色層CFC透過藍色光(典型的是包括波長為450nm的光的光)和綠色光(典型的是包括波長為550nm的光的光)這兩種光並遮蔽紅色光(典型的是包括波長為700nm的光的光)。彩色層CFM透過紅色光(典型的是包括波長為700nm的光的光)和藍色光(典型的是包括波長為450nm的光的光)這兩種光並遮蔽綠色光(典型的是包括波長為550nm的光的光)。彩色層CFY透過綠色光(典型的是包括波長為550nm的光的光)和紅色光(典型的是包括波長為700nm的光的光)這兩種光並遮蔽藍色光(典型的是包括波長為450nm的光的光)。

因此，被用作原色類濾色片的彩色層CFR、彩色層CFG及彩色層CFB都遮蔽可見光的約2/3。另一方面，被用作補色類濾色片的彩色層CFM、彩色層CFY及彩色層CFC都透過可見光的約2/3。因此，透過補色類濾色片的光的亮度比透過原色類濾色片的光的亮度可以容易得到提高。

如此，藉由將補色類濾色片用於反射型顯示元件40，可以進行較亮的顯示。另一方面，藉由將原色類濾色片用於利用發光的顯示元件90，可以進行鮮明的表現。在組合這些時，與只使用它們中的任一個的顯示裝置相比，可以實現高色彩再現性。

[變形例子1]

以下，對其一部分與在上述剖面結構例子中例示出的結構不同的變形例子進行說明。

〔變形例子1-1〕

圖2A是以下例示出的結構的剖面示意圖。圖2A的與圖1A不同之處在於：彩色層CFR、彩色層CFG及彩色層CFB的位置。

彩色層CFR、彩色層CFG、彩色層CFB都設置在基板31的基板21一側上。另外，以覆蓋彩色層CFR、彩色層CFG、彩色層CFB的方式設置絕緣層86，在該絕緣層86的基板21一側設置有彩色層CFM、彩色層CFY及彩色層CFC。

藉由採用這種結構，可以將各彩色層設置在基板31一側，因此可以減少製造成本。

另外，也可以將彩色層CFM、彩色層CFY及彩色層CFC配置在比彩色層CFR、彩色層CFG及彩色層CFB靠近顯示面一側(基板31一側)。

〔變形例子1-2〕

在圖2B中，彩色層CFR、彩色層CFG、彩色層CFB、彩色層CFM、彩色層CFY及彩色層CFC形成在同一面上。

另外，如圖2B的彩色層CFR和彩色層CFM那樣，也可以以其一部分重疊的方式設置有可能透過相同光的兩個彩色層。由此，可以防止沒有著色的光射出到外部，可以提高對比度。

〔變形例子1-3〕

在圖3A中，例示出：如圖2A的彩色層CFR和彩色層CFM那樣，重疊配置會透過相同光的兩個彩色層。

如此，在顯示元件90的光路上重疊配置兩個彩色層，可以進一步提高色純度，而可以進行更鮮明的顯示。

當重疊配置原色類彩色層CFR等與補色類彩色層CFM等時，將彩色層CFM等的厚度或材料、其濃度設定為最適合於反射型顯示元件40的值。另一方面，重要的是使彩色層CFR等的厚度或材料、其濃度最佳化，以便在重疊彩色層CFR等和彩色層CFM等時得到最適合的透過光譜。

〔變形例子1-4〕

在圖3B中，示出在彩色層CFR等和彩色層CFM等之間不設置絕緣層86而層疊形成彩色層的例子。藉由採用這種結構，可以簡化製程。另外，可以將顯示元件90的導電層93所反射的光用於顯示元件40的顯示，因此可以提高反射率。另外，此時，藉由在兩個像素之間配置彩色層CFM等，可以提高對比度。

以上是變形例子1的說明。

〔變形例子2〕

在上述中，示出組合可以射出白色光的顯示元件90與彩色層CFR、彩色層CFG或彩色層CFB且利用顯示元件90進行彩色顯示的結構，以下，對使用可以發射紅色光、綠色光和藍色光等各光的發光元件的情況進行說明。

〔變形例子2-1〕

圖4A示出包括發射紅色光20eR的顯示元件90R、發射綠色光20eG的顯示元件90G及發射藍色光20eB的顯示元件90B代替圖1A的顯示元件90的例子。另外，沒有設置圖1A所示的彩色層CFR、彩色層CFG及彩色層CFB。

顯示元件90R、顯示元件90G及顯示元件90B分別包括EL層92R、EL層92G及EL層92B。以覆蓋EL層92R、EL層92G及EL層92B的方式設置有導電層93。

藉由採用這種結構，可以提高顯示元件90R、顯示元件90G及顯示元件90B的光提取效率，而可以降低功耗。

〔變形例子2-2〕

圖4B所示的結構的與圖4A主要不同之處在於：彩色層CFM、彩色層CFY及彩色層CFC不具有開口。

彩色層CFM、彩色層CFY及彩色層CFC分別位於顯示元件90R、顯示元件90G及顯示元件90B的光路上。藉由採用這種結構，可以提高從顯示元件90R等射出的光20eR等的色純度。

不需要在彩色層CFM、彩色層CFY及彩色層CFC中形成開口。因此，彩色層CFM等與顯示元件90R等的位置對準比圖4A所示的結構較容易，因此可以實現解析度更高的顯示裝置。

以上是變形例子2的說明。

[像素的配置方法]

以下，說明包括反射型顯示元件及發射光的顯示元件的像素的配置例子。

圖5A示出一個像素30的頂面示意圖。像素30包括顯示區域RM、顯示區域RY、顯示區域RC、顯示區域ER、顯示區域EG及顯示區域EB的六個顯示區域。

顯示區域RM、顯示區域RY、顯示區域RC都是反射型顯示元件40中的顯示區域。顯示區域RM、顯示區域RY、顯示區域RC分別對應於圖1A等所例示的被用作反射電極的導電層23r的圖案。例如，顯示區域RM是反射洋紅色光的區域，顯示區域RY是反射黃色光的區域，顯示區域RC是反射青色光的區域。

顯示區域ER、顯示區域EG、顯示區域EB分別是發射光的顯示元件90或者顯示元件90R、顯示元件90G或顯示元件90B(以下，總稱為顯示元件90等)中的顯示區域。顯示區域ER、顯示區域EG及顯示區域EB分別對應於圖1A等中的與被用作像素電極的導電層91重疊並不被絕緣層84覆蓋的區域的圖案。例如，顯示區域ER是射出紅色光的區域，顯示區域EG是射出綠色光的區域，顯示區域EB是射出藍色光的區域。

圖5A示出顯示區域RM、顯示區域RY及顯示區域RC都具有開口並且在該開口的內側的區域配置有顯示區域ER、顯示區域EG或顯示區域EB的例子。

另外，如圖5B所示，顯示區域RM、顯示區域RY、顯示區域RC也可以分別具有多個開口，在各開口的內側配置多個顯示區域ER、顯示區域EG或顯示區域EB。

在圖5C中，在橫方向上將顯示區域ER、顯示區域EG、顯示區域EB配置為之字形狀。由此，可以擴大不同顏色的兩個顯示區域之間的距離。在如圖4A、圖4B所示的分別形成EL層的情況下，可以適當地使用這種結構，由此可以實現解析度高的顯示裝置。

在圖6A中，示出除了上述六個顯示區域之外還包括顯示區域RW和顯示區域EW的例子。

顯示區域RW是反射型顯示元件40中的顯示區域。例如，顯示區域RW是反射白色光的區域。顯示區域RW可以採用不設置與被用作反射電極的導電層重疊的彩色層的結構。

顯示區域EW是發射光的顯示元件90等中的顯示區域。例如，顯示區域EW是射出白色光的區域。在顯示元件90發射白色光的情況下，可以採用在區域RW中不設置彩色層的結構。在按顯示元件分別形成EL層的結構中，顯示區域EW配置有發射白色光的顯示元件。

在圖6B中，示出包括具有顯示區域ER、顯示區域EG、顯示區域EB及顯示區域EW的像素30E、以及具有顯示區域RM、顯示區域RY、顯示區域RC及顯示區域RW的像素30R這兩個像素的例子。像素30R配置有四個像素30E。就是說，像素30E的解析度為像素30R 的2倍。

藉由採用這種結構可以增大反射電極的面積，因此可以使利用反射光的顯示更亮。另外，可以使利用發光的顯示的解析度更高且更鮮明。

圖6C是圖6B的變形例子。在圖6C中，四個像素30E中的顯示區域ER、顯示區域EG、顯示區域EB及顯示區域EW的配置方法互不相同。明確而言，以相同顏色的四個顯示區域相鄰的方式配置。

藉由採用這種結構，可以以在相鄰的四個相同顏色的顯示區域之間沒有分開彩色層的方式設置一個島狀的彩色層。在按顯示元件分別形成EL層的結構中，可以以在相鄰的四個相同顏色的顯示區域之間沒有分開EL層的方式設置一個島狀的EL層。因此，可以縮小相鄰的像素之間的距離，而可以提高開口率或解析度。

以上是像素的配置方法的例子的說明。

本實施方式的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。

實施方式2

在本實施方式中，作為本發明的一個實施方式的顯示裝置的例子，說明包括反射型液晶元件及發光元件的兩種元件且能夠以發光模式、反射模式、以及同時進行發光模式和反射模式的混合模式進行顯示的顯示裝置(顯示面板)的例子。另外，也可以將上述顯示面板稱為ER- Hybrid Display(Emission and Reflection Hybrid Display(發射和反射混合式顯示器)或Emission/Reflection Hybrid Display(發射/反射混合式顯示器))。

作為上述顯示裝置的一個例子，可以舉出層疊配置包括反射可見光的電極的液晶元件等空間調變元件和發光元件的結構。此時，較佳為反射可見光的電極具有開口，該開口與發光元件重疊。由此，可以以在發光模式中經過該開口來自發光元件的光射出的方式驅動顯示裝置。另外，與在俯視顯示裝置時液晶元件和發光元件並排的情況相比，在層疊液晶元件和發光元件的情況下可以使包括液晶元件和發光元件的兩個元件的像素的尺寸小，由此可以實現解析度更高的顯示裝置。

並且，較佳為分別包括驅動液晶元件的電晶體及構成發光元件的電晶體。由此，可以分別獨立地驅動液晶元件和發光元件。

在此，較佳為將使用氧化物半導體的關態電流極小的電晶體適用於驅動液晶元件的像素電路。或者，也可以將電荷記憶元件適用於上述像素電路。因此，即使在使用液晶元件顯示靜態影像時停止對像素的寫入工作，也可以保持灰階。就是說，即便使圖框頻率極低也可以保持顯示。由此，可以進行功耗極低的顯示。

本發明的一個實施方式可以切換利用反射型元件顯示影像的第一模式、利用發光元件顯示影像的第二模式、以及利用反射型元件和發光元件顯示影像的第三模式。尤其是，也可以將第三模式稱為混合模式。

[第一模式至第三模式的具體例子]

在此，使用圖7A至圖7D、圖8A至圖8C說明使用上述第一模式至第三模式的情況的具體例子。

以下，對根據照度自動地連續切換第一模式至第三模式的情況進行說明。當根據照度自動地切換顯示模式時，例如，可以在顯示裝置中設置照度感測器等，根據來自該照度感測器的資訊切換顯示模式。

圖7A、圖7B及圖7C是用來說明本實施方式的顯示裝置可取的顯示模式的像素示意圖。

在圖7A、圖7B及圖7C中，示出第一顯示元件601、第二顯示元件602、開口部603、第一顯示元件601所反射的反射光604、以及藉由開口部603從第二顯示元件602射出的透過光605。圖7A是說明第一模式(mode1)的圖，圖7B是說明第二模式(mode2)的圖，圖7C是說明第三模式(mode3)的圖。

注意，在圖7A、圖7B及圖7C中，作為第一顯示元件601使用反射型液晶元件，作為第二顯示元件602使用自發光型OLED。

在圖7A所示的第一模式中，可以驅動作為第一顯示元件601的反射型液晶元件調節反射光的強度來進行灰階顯示。例如，如圖7A所示，可以利用液晶層調節作為第一顯示元件601的反射型液晶元件的反射電極所反射的反射光604的強度，來進行灰階顯示。

在圖7B所示的第二模式中，可以調節作為第二顯示元件602的自發光型OLED的發光強度來進行灰階顯示。從第二顯示元件602射出的光透過開口部603而作為透過光605提取到外部。

圖7C所示的第三模式是組合上述第一模式和第二模式的顯示模式。例如，利用液晶層調節作為第一顯示元件601的反射型液晶元件的反射電極所反射的反射光604的強度，來進行灰階顯示。另外，在與驅動第一顯示元件601的期間相同的期間中，調節作為第二顯示元件602的自發光型OLED的發光強度，這裡調節透過光605的強度來進行灰階顯示。較佳的是，顯示元件602的更新頻率充分高以不感到閃爍，並且對外光感測器信號的調光延遲充分短。

[第一模式至第三模式的狀態轉移]

接著，使用圖7D說明第一模式至第三模式的狀態轉移。圖7D是第一模式、第二模式及第三模式的狀態轉移圖。圖7D所示的狀態C1相當於第一模式，狀態C2相當於第二模式，狀態C3相當於第三模式。

如圖7D所示，根據照度可取處於狀態C1至狀態C3中的任何狀態的顯示模式。例如，在如室外等照度高的情況下，可取狀態C1。另外，在如從室外移動到室內時等照度變低的情況下，從狀態C1轉移到狀態C2。另外，在即使在室外也照度低且利用反射光的灰階顯示不夠的情況下，從狀態C2轉移到狀態C3。當然，發生從狀態C3到狀態C1的轉移、從狀態C1到狀態C3的轉移、從狀態C3到狀態C2的轉移或從狀態C2到狀態C1的轉移。

在圖7D中，作為第一模式的形象示出太陽符號，作為第二模式的形象示出月亮符號，作為第三模式的形象示出雲符號。

如圖7D所示，在狀態C1至狀態C3中，在沒有照度變化或照度變化少的情況下，可以不轉移到其他狀態而保持原來的狀態。或者，藉由使調光速度適應照度變化的速度，不管使用什麼樣的照明，都如任意反射媒體(例如：紙)那樣反射光強度相同，所以是較佳的。

如上所述，藉由採用根據照度連續地切換顯示模式的結構，可以減少利用功耗較高的發光元件的光強度的顯示的頻率。由此，可以降低顯示裝置的功耗。此外，顯示裝置可以根據電池電量、顯示內容、周圍環境的照度或周圍物體的順應狀態(明度)再切換工作模式。注意，在上述說明中，例示出根據照度自動地切換顯示模式的情況，但是不侷限於此，使用者也可以手動切換顯示模式。

[工作模式]

接著，使用圖8A至圖8C說明可以利用第一顯示元件進行的工作模式。

下面例示出以通常的圖框頻率(典型的是60Hz以上且240Hz以下)進行工作的正常工作模式(Normal mode)及以低圖框頻率進行工作的空轉停止(IDS：idling stop)驅動模式而進行說明。

空轉停止(IDS)驅動模式是指在進行影像資料的寫入處理之後停止影像資料的重寫的驅動方法。藉由延長一次寫入影像資料與下一次寫入影像資料之間的間隔，可以省去該期間的影像資料的寫入所需要的功耗。空轉停止(IDS)驅動模式的圖框頻率例如可以為正常工作模式的1/100至1/10左右。

圖8A、圖8B和圖8C是說明通常驅動模式和空轉停止(IDS)驅動模式的電路圖及時序圖。在圖8A中，示出第一顯示元件601(在此，液晶元件)、與第一顯示元件601電連接的像素電路606。在圖8A所示的像素電路606中，示出信號線SL、閘極線GL、與信號線SL及閘極線GL連接的電晶體M1以及與電晶體M1連接的電容元件Cs_LC。

作為電晶體M1，較佳為使用在半導體層中包含金屬氧化物的電晶體。在金屬氧化物具有放大作用、整流作用及開關作用中的至少一個時，可將該金屬氧化物稱為金屬氧化物半導體(metal oxide semiconductor)或氧化物半導體(oxide semiconductor)，簡稱為OS。以下，作為電晶體的典型例子，使用包括氧化物半導體的電晶體 (OS電晶體)進行說明。因為OS電晶體在非導通狀態時的洩漏電流(關態電流)極小，所以藉由使OS電晶體處於非導通狀態能夠在液晶元件的像素電極中保持電荷。

在圖8A所示的電路圖中，液晶元件LC是資料D₁的洩漏路徑。因此，為了適當地進行空轉停止驅動，較佳為將液晶元件LC的電阻率設定為1.0×10¹⁴Ω．cm以上。

例如，可以將In-Ga-Zn氧化物、In-Zn氧化物等適用於上述OS電晶體的通道區域。上述In-Ga-Zn氧化物的組成典型地可以為In：Ga：Zn=4：2：4.1[原子個數比]附近。

圖8B是示出通常驅動模式時的分別供應給信號線SL及閘極線GL的信號的波形的時序圖。在通常驅動模式中，以通常的圖框頻率(例如60Hz)進行工作。當以期間T₁至T₃表示一個圖框期間時，在各圖框期間中對閘極線GL供應掃描信號，進行從信號線SL寫入資料D₁的工作。無論在期間T₁至T₃中寫入相同資料D₁還是寫入不同資料，都進行上述工作。

另一方面，圖8C是示出空轉停止(IDS)驅動模式的供應給信號線SL及閘極線GL的信號的波形的時序圖。在空轉停止(IDS)驅動中，以低圖框頻率(例如1Hz)進行工作。以期間T₁表示一個圖框期間，其中以期間T_W表示資料寫入期間，以期間T_RET表示資料保持期間。在空轉停止(IDS)驅動模式中，在期間T_W對閘極線GL供應掃描信號，將信號線SL的資料D₁寫入像素，在期間T_RET將閘極線GL固定為低位準電壓，使電晶體M1處於非導通狀態來將已寫入的資料D₁保持在像素中。低圖框頻率例如可以為0.1Hz以上且低於60Hz。

藉由組合空轉停止(IDS)驅動模式與上述第一模式或第三模式，可以進一步降低功耗，所以是有效的。

如上所述，本實施方式的顯示裝置可以切換第一模式至第三模式而進行顯示。因此，可以實現無論周圍的明度如何都具有高可見度及高方便性的顯示裝置或全天候型顯示裝置。

本實施方式的顯示裝置較佳為包括多個包含第一顯示元件的第一像素以及多個包含第二顯示元件的第二像素。第一像素和第二像素較佳為配置為矩陣狀。

第一像素及第二像素可以具有包括一個以上的子像素的結構。例如，第一像素可以採用包括一個子像素的結構(白色(W)等)、包括三個子像素的結構(青色(C)、洋紅色(M)、黃色(Y)的三種顏色等)或者包括四個子像素的結構(青色(C)、洋紅色(M)、黃色(Y)、白色(W)的四種顏色、或者青色(C)、洋紅色(M)、黃色(Y)、綠色(G)的四種顏色等)。第二像素可以採用包括一個子像素的結構(白色(W)等)、包括三個子像素的結構(紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)的三種顏色等)或者包括四個子像素的結構(紅色 (R)、綠色(G)、藍色(B)、白色(W)的四種顏色、或者紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)、黃色(Y)的四種顏色等)。注意，第一像素和第二像素所具有的色彩單元不侷限於上述結構，也可以根據需要組合其他顏色。

本實施方式的顯示裝置可以採用第一像素和第二像素能夠進行彩色顯示的結構。

<顯示裝置的立體示意圖>

接著，使用圖9說明本實施方式的顯示裝置。圖9是顯示裝置610的立體示意圖。

顯示裝置610具有貼合基板611與基板612的結構。在圖9中，以虛線示出基板612。

顯示裝置610包括顯示部614、電路616及電路618等。圖9示出在顯示裝置610中安裝有IC620、FPC622的例子。因此，也可以將圖9所示的結構稱為包括顯示裝置610、IC620及FPC622的顯示模組。

作為電路616，例如可以使用掃描線驅動電路。

電路618具有對顯示部614及電路616供應信號及電力的功能。該信號及電力從外部經由FPC622或者從IC620輸入到電路618。

在圖9中，示出利用COG(Chip on glass：晶粒玻璃接合)方式或COF(Chip on Film：薄膜覆晶封裝)方式等將IC620設置在基板611上的例子。作為IC620，例如可以使用包括掃描線驅動電路或信號線驅動電路等的IC。注意，顯示裝置610不一定需要設置有IC620。另外，也可以將IC620利用COF方式等安裝於FPC。

圖9示出顯示部614的一部分的放大圖。在顯示部614中以矩陣狀配置有多個顯示元件所包括的電極624。電極624具有反射可見光的功能，並被用作液晶元件的反射電極。

此外，如圖9所示，電極624具有開口部626。再者，顯示部614在比電極624更靠近基板611一側包括發光元件670。來自發光元件670的光經過電極624的開口部626射出到基板612一側。發光元件670的發光區域的面積與開口部626的面積也可以相同。發光元件670的發光區域的面積和開口部626的面積中的一個較佳為比另一個大，這是因為可以增大錯位的餘地的緣故。

[結構例子]

圖10A是示出顯示裝置400的結構的一個例子的方塊圖。顯示裝置400包括在顯示部362中排列為矩陣狀的多個像素410。另外，顯示裝置400包括電路GD及電路SD。另外，包括與在方向R上排列的多個像素410及電路GD電連接的多個佈線G1、多個佈線G2、多個佈線ANO及多個佈線CSCOM。另外，包括與在方向C上排列的多個像素410及電路SD電連接的多個佈線S1及多個佈線S2。

注意，雖然為了簡化在此示出了包括一個電路GD和一個電路SD的結構，但是也可以分別設置用來驅動液晶元件的電路GD和電路SD以及用來驅動發光元件的電路GD和電路SD。

像素410包括反射型液晶元件及發光元件。在像素410中，液晶元件及發光元件具有彼此重疊的部分。

圖10B1示出像素410所包括的導電層311b的結構例子。導電層311b被用作像素410中的液晶元件的反射電極。另外，在導電層311b中設置有開口451。

在圖10B1中，以虛線示出位於與導電層311b重疊的區域中的發光元件360。發光元件360與導電層311b所包括的開口451重疊。由此，發光元件360所發射出的光藉由開口451射出到顯示面一側。

在圖10B1中，在方向R上相鄰的像素410是對應於不同的顏色的像素。此時，如圖10B1所示，較佳為在方向R上排列的多個像素中開口451以不設置在一列上的方式各設置於導電層311b的不同位置上。由此，可以將相鄰的兩個發光元件360分開地配置，從而可以抑制發光元件360所發射出的光入射到相鄰的像素410所包括的彩色層的現象(也稱為串擾)。另外，由於可以將相鄰的兩個發光元件360分開地配置，因此即使利用陰影遮罩等分別製造發光元件360的EL層，也可以實現高解析度的顯示裝置。

另外，也可以採用圖10B2所示的排列。

當開口451的總面積相對於非開口部的總面積的比例過大時，使用液晶元件的顯示會變暗。另外，當開口451的總面積相對於非開口部的總面積的比例過小時，使用發光元件360的顯示會變暗。

另外，當設置於被用作反射電極的導電層311b中的開口451的面積過小時，發光元件360所發射的光的提取效率變低。

開口451的形狀例如可以為多角形、四角形、橢圓形、圓形或十字狀等的形狀。另外，也可以為細長的條狀、狹縫狀、方格狀的形狀。另外，也可以以靠近相鄰的像素的方式配置開口451。較佳的是，將開口451配置為靠近顯示相同的顏色的其他像素。由此，可以抑制產生串擾。

[電路結構例子]

圖11是示出像素410的結構例子的電路圖。圖11示出相鄰的兩個像素410。

像素410包括開關SW1、電容元件C1、液晶元件340、開關SW2、電晶體M、電容元件C2以及發光元件360等。另外，佈線G1、佈線G2、佈線ANO、佈線CSCOM、佈線S1及佈線S2與像素410電連接。另外，圖11示出與液晶元件340電連接的佈線VCOM1以及與發光元件360電連接的佈線VCOM2。

圖11示出將電晶體用於開關SW1及開關SW2時的例子。

開關SW1的閘極與佈線G1連接，開關SW1的源極和汲極中的一個與佈線S1連接，開關SW1的源極和汲極中的另一個與電容元件C1的一個電極及液晶元件340的一個電極連接。電容元件C1的另一個電極與佈線CSCOM連接。液晶元件340的另一個電極與佈線VCOM1連接。

開關SW2的閘極與佈線G2連接，開關SW2的源極和汲極中的一個與佈線S2連接，開關SW2的源極和汲極中的另一個與電容元件C2的一個電極及電晶體M的閘極連接。電容元件C2的另一個電極與電晶體M的源極和汲極中的一個及佈線ANO連接。電晶體M的源極和汲極中的另一個與發光元件360的一個電極連接。發光元件360的另一個電極與佈線VCOM2連接。

圖11示出電晶體M包括夾著半導體的兩個互相連接著的閘極的例子。由此，可以提高電晶體M能夠流過的電流之量。

可以對佈線G1供應將開關SW1控制為導通狀態或非導通狀態的信號。可以對佈線VCOM1供應規定的電位。可以對佈線S1供應控制液晶元件340所具有的液晶的配向狀態的信號。可以對佈線CSCOM供應規定的電位。

可以對佈線G2供應將開關SW2控制為導通狀態或非導通狀態的信號。可以對佈線VCOM2及佈線ANO分別供應產生用來使發光元件360發光的電位差的電位。可以對佈線S2供應控制電晶體M的導通狀態的信號。

圖11所示的像素410例如在以反射模式進行顯示時，可以利用供應給佈線G1及佈線S1的信號驅動，並利用液晶元件340的光學調變而進行顯示。另外，在以發光模式進行顯示時，可以利用供應給佈線G2及佈線S2的信號驅動，並使發光元件360發光而進行顯示。另外，在以兩個模式驅動時，可以利用分別供應給佈線G1、佈線G2、佈線S1及佈線S2的信號而驅動。

實施方式3

在本實施方式中，對本發明的一個實施方式的顯示裝置的剖面結構例子進行說明。

[剖面結構例子1]

圖12示出包括FPC372的區域的一部分、包括電路364的區域的一部分及包括顯示部362的區域的一部分的剖面的例子。

顯示面板在基板351與基板361之間包括絕緣層220。另外，在基板351與絕緣層220之間包括發光元件360、電晶體201、電晶體205、電晶體206及彩色層134等。另外，在絕緣層220與基板361之間包括液晶元件340、彩色層135等。另外，基板361隔著黏合層161與絕緣層220黏合，基板351隔著黏合層162與絕緣層220黏合。

作為彩色層134可以使用透過紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)等的原色類濾色片。另一方面，作為彩色層135可以使用透過青色(C)、洋紅色(M)、黃色(Y)等的補色類濾色片。

電晶體206與液晶元件340電連接，而電晶體205與發光元件360電連接。因為電晶體205和電晶體206都形成在絕緣層220的基板351一側的面上，所以它們可以藉由同一製程製造。

基板361設置有彩色層135、遮光層136、絕緣層218及被用作液晶元件340的共用電極的導電層313、配向膜133b、絕緣層117等。絕緣層117被用作用來保持液晶元件340的單元間隙的間隔物。

在絕緣層220的基板351一側設置有絕緣層211、絕緣層212、絕緣層213、絕緣層214、絕緣層215等絕緣層。絕緣層211的一部分被用作各電晶體的閘極絕緣層。絕緣層212、絕緣層213及絕緣層214以覆蓋各電晶體等的方式設置。此外，絕緣層215以覆蓋絕緣層214的方式設置。絕緣層214及絕緣層215被用作平坦化層。此外，這裡示出作為覆蓋電晶體等的絕緣層包括絕緣層 212、絕緣層213及絕緣層214的三層的情況，但是絕緣層不侷限於此，也可以為四層以上、單層或兩層。如果不需要，則可以不設置被用作平坦化層的絕緣層214。

另外，電晶體201、電晶體205及電晶體206包括其一部分用作閘極的導電層221、其一部分用作源極或汲極的導電層222、半導體層231。在此，對經過同一導電膜的加工而得到的多個層附有相同的陰影線。

液晶元件340是反射型液晶元件。液晶元件340包括層疊有導電層311a、液晶312及導電層313的疊層結構。另外，設置有與導電層311a的基板351一側接觸的反射可見光的導電層311b。導電層311b具有開口251。另外，導電層311a及導電層313包含使可見光透過的材料。此外，在液晶312和導電層311a之間設置有配向膜133a，並且在液晶312和導電層313之間設置有配向膜133b。此外，在基板361的外側的面上設置有偏光板130。

在液晶元件340中，導電層311b具有反射可見光的功能，導電層313具有透過可見光的功能。從基板361一側入射的光被偏光板130偏振，透過導電層313、液晶312，且被導電層311b反射。而且，再次透過液晶312及導電層313而到達偏光板130。此時，由施加到導電層311b和導電層313之間的電壓控制液晶的配向，從而可以控制光的電場．磁場相位差調變。也就是說，可以控制經過偏光板130發射的光的強度。此外，由於特定的波長區域之外的光被彩色層135吸收，因此被提取的光例如呈現紅色。

發光元件360是底部發射型發光元件。發光元件360具有從絕緣層220一側依次層疊有導電層191、EL層192及導電層193b的結構。另外，設置有覆蓋導電層193b的導電層193a。導電層193b包含反射可見光的材料，導電層191及導電層193a包含使可見光透過的材料。發光元件360所發射的光經過彩色層134、絕緣層220、開口251及導電層313等射出到基板361一側。

在此，如圖12所示，開口251較佳為設置有透過可見光的導電層311a。由此，液晶312在與開口251重疊的區域中也與其他區域同樣地配向，從而可以抑制因在該區域的邊境部產生液晶的配向不良而產生非意圖的漏光。

在此，作為設置在基板361的外側的面的偏光板130，可以使用圓偏光板。作為圓偏光板，例如可以使用將直線偏光板和四分之一波相位差板層疊而成的偏光板。由此，可以抑制外光反射。另外，為了抑制外光反射，也可以設置光擴散板。此外，藉由根據偏光板的種類調整用於液晶元件340的液晶元件的單元間隙、配向、驅動電壓等來實現所希望的對比度，即可。

在覆蓋導電層191的端部的絕緣層216上設置有絕緣層217。絕緣層217具有抑制絕緣層220與基板351之間的距離過近的間隙物的功能。另外，當使用陰影遮罩(金屬遮罩)形成EL層192及導電層193a時，絕緣層217可以具有抑制該陰影遮罩接觸於被形成面的功能。另外，如果不需要則可以不設置絕緣層217。

電晶體205的源極和汲極中的一個藉由導電層224與發光元件360的導電層191電連接。

電晶體206的源極和汲極中的一個藉由連接部207與導電層311b電連接。導電層311b與導電層311a接觸，它們彼此電連接。在此，連接部207是使設置在絕緣層220的雙面上的導電層藉由形成在絕緣層220中的開口彼此電連接的部分。

在基板351的不與基板361重疊的區域中設置有連接部204。連接部204藉由連接層242與FPC372電連接。連接部204具有與連接部207相同的結構。在連接部204的頂面上露出對與導電層311a同一的導電膜進行加工來獲得的導電層。因此，藉由連接層242可以使連接部204與FPC372電連接。

在設置有黏合層161的一部分的區域中設置有連接部252。在連接部252中，藉由連接器243使對與導電層311a同一的導電膜進行加工來獲得的導電層和導電層313的一部分電連接。由此，可以將從連接於基板351一側的FPC372輸入的信號或電位藉由連接部252供應到形成在基板361一側的導電層313。

例如，連接器243可以使用導電粒子。作為導電粒子，可以採用表面覆蓋有金屬材料的有機樹脂或二氧化矽等的粒子。作為金屬材料，較佳為使用鎳或金，因為其可以降低接觸電阻。另外，較佳為使用由兩種以上的金屬材料以層狀覆蓋的粒子諸如由鎳以及金覆蓋的粒子。另外，連接器243較佳為採用能夠彈性變形或塑性變形的材料。此時，有時導電粒子的連接器243成為圖12所示那樣的在縱向上被壓扁的形狀。藉由具有該形狀，可以增大連接器243與電連接於該連接器的導電層的接觸面積，從而可以降低接觸電阻並抑制接觸不良等問題發生。

連接器243較佳為以由黏合層161覆蓋的方式配置。例如，可以將連接器243分散在固化之前的黏合層161。

在圖12中，作為電路364的例子，示出設置有電晶體201的例子。

在圖12中，作為電晶體201及電晶體205的例子，採用由兩個閘極夾著形成有通道的半導體層231的結構。一個閘極由導電層221構成，而另一個閘極由隔著絕緣層212與半導體層231重疊的導電層223構成。藉由採用這種結構，可以控制電晶體的臨界電壓。此時，也可以藉由連接兩個閘極並對該兩個閘極供應同一信號來驅動電晶體。與其他電晶體相比，這種電晶體能夠提高場效移動率，而可以增大通態電流。其結果是，可以製造能夠進行高速驅動的電路。再者，能夠縮小電路部的佔有面積。藉由使用通態電流大的電晶體，即使在使顯示面板大型化或高清晰化時佈線數增多，也可以降低各佈線的信號延遲，並且可以抑制顯示的不均勻。

電路364所包括的電晶體與顯示部362所包括的電晶體也可以具有相同的結構。此外，電路364所包括的多個電晶體可以都具有相同的結構或不同的結構。另外，顯示部362所包括的多個電晶體可以都具有相同的結構或不同的結構。

覆蓋各電晶體的絕緣層212和絕緣層213中的至少一個較佳為使用水或氫等雜質不容易擴散的材料。就是說，可以將絕緣層212或絕緣層213用作障壁膜。藉由採用這種結構，可以有效地抑制雜質從外部擴散到電晶體中，從而能夠實現可靠性高的顯示面板。

在基板361一側設置有覆蓋彩色層135、遮光層136的絕緣層218。絕緣層218可以具有平坦化層的功能。藉由使用絕緣層218可以使導電層313的表面大致平坦，可以使液晶312的配向狀態成為均勻。

[剖面結構例子2]

另外，如圖13所示，本發明的一個實施方式的顯示面板也可以採用具有設置在像素中的第一電晶體和第二電晶體互相重疊的區域的結構。藉由採用這種結構，可以縮小每一個像素的面積，因此可以製造能夠顯示高清晰影像的像素密度高的顯示面板。

例如，可以採用具有作為用來驅動發光元件360的電晶體的電晶體205與電晶體208重疊的區域的結構。或者，也可以採用具有用來驅動液晶元件340的電晶體206與電晶體205或電晶體208重疊的區域的結構。

[剖面結構例子3]

如圖14所示，本發明的一個實施方式的顯示面板也可以採用隔著黏合層50貼合顯示面板300a和顯示面板300b的結構。顯示面板300a在顯示部362a中包括液晶元件340及電晶體206，在驅動顯示部362的電路364a中包括電晶體201a。顯示面板300b在顯示部362b中包括發光元件360、電晶體205及電晶體208，在驅動顯示部362b的電路364b中包括電晶體201b。

藉由採用這種結構，分別可以採用適合顯示面板300a及顯示面板300b的各製程，可以提高產品的良率。

[各組件]

下面，說明上述各組件。

[基板]

顯示面板所包括的基板可以使用具有平坦面的材料。作為提取來自顯示元件的光的一側的基板，使用使該光透過的材料。例如，可以使用玻璃、石英、陶瓷、藍寶石以及有機樹脂等的材料。

藉由使用厚度小的基板，可以實現顯示面板的輕量化及薄型化。再者，藉由使用其厚度允許其具有撓性的基板，可以實現撓性顯示面板。

作為不提取發光一側的基板，也可以不具有透光性，所以除了上面例舉的基板之外還可以使用金屬基板等。由於金屬基板的導熱性高，容易將熱傳導到基板整體，因此能夠抑制顯示面板的局部溫度上升，所以是較佳的。為了獲得撓性或彎曲性，較佳為將金屬基板的厚度設定為10μm以上且200μm以下，更佳為20μm以上且50μm以下。

對於構成金屬基板的材料沒有特別的限制，例如，較佳為使用鋁、銅、鎳等金屬、鋁合金或不鏽鋼等的合金等。

此外，也可以使用使金屬基板的表面氧化或在其表面上形成絕緣膜等進行過絕緣處理的基板。例如，可以採用旋塗法或浸漬法等塗佈法、電沉積法、蒸鍍法或濺射法等的方法形成絕緣膜，也可以藉由在氧氛圍下放置或加熱或者採用陽極氧化法等的方法，在基板的表面形成氧化膜。

作為具有撓性並對可見光具有透過性的材料，例如可以舉出如下材料：聚酯樹脂諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等、聚丙烯腈樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚碳酸酯(PC)樹脂、聚醚碸(PES)樹脂、聚醯胺樹脂、環烯烴樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚醯胺-醯亞胺樹脂、聚氯乙烯樹脂或聚四氟乙烯(PTFE)樹脂等。尤其較佳為使用熱膨脹係數低的材料，例如較佳為使用熱膨脹係數為30×10^-6/K以下的聚醯胺-醯亞胺樹脂、聚醯亞胺樹脂以及PET等。另外，也可以使用將有機樹脂浸滲於玻璃纖維中的基板或將無機填料混合到有機樹脂中來降低熱膨脹係數的基板。由於使用這種材料的基板的重量輕，所以使用該基板的顯示面板也可以實現輕量化。

當上述材料中含有纖維體時，作為纖維體使用有機化合物或無機化合物的高強度纖維。明確而言，高強度纖維是指拉力模數或楊氏模數高的纖維。其典型例子為聚乙烯醇類纖維、聚酯類纖維、聚醯胺類纖維、聚乙烯類纖維、芳族聚醯胺類纖維、聚對苯撐苯并雙唑纖維、玻璃纖維或碳纖維。作為玻璃纖維可以舉出使用E玻璃、S玻璃、D玻璃、Q玻璃等的玻璃纖維。將上述纖維體以織布或不織布的狀態使用，並且，也可以使用在該纖維體中浸滲樹脂並使該樹脂固化而成的結構體作為撓性基板。藉由作為撓性基板使用由纖維體和樹脂構成的結構體，可以提高耐彎曲或局部擠壓所引起的破損的可靠性，所以是較佳的。

或者，可以將薄得足以具有撓性的玻璃、金屬等用於基板。或者，可以使用利用黏合層貼合玻璃與樹脂材料的複合材料。

還可以在撓性基板上層疊保護顯示面板的表面免受損傷等的硬塗層(例如，氮化矽、氧化鋁等)、能夠分散按壓力的材料的層(例如，芳族聚醯胺樹脂層等)等。另外，為了抑制水分等導致顯示元件的使用壽命降低等，也可以在撓性基板上層疊低透水性的絕緣膜。例如，可以使用氮化矽、氧氮化矽、氮氧化矽、氧化鋁、氮化鋁等無機絕緣材料。

作為基板也可以使用層疊多個層的基板。特別是，藉由採用具有玻璃層的結構，可以提高對水或氧的阻擋性而提供可靠性高的顯示面板。

[電晶體]

電晶體包括：用作閘極電極的導電層；半導體層；用作源極電極的導電層；用作汲極電極的導電層；以及用作閘極絕緣層的絕緣層。上面示出採用底閘極結構電晶體的情況。

注意，對本發明的一個實施方式的顯示裝置所包括的電晶體的結構沒有特別的限制。例如，可以採用平面型電晶體、交錯型電晶體或反交錯型電晶體。此外，還可以採用頂閘極型或底閘極型的電晶體結構。或者，也可以在通道的上下設置有閘極電極。

對用於電晶體的半導體材料的結晶性也沒有特別的限制，可以使用非晶半導體或具有結晶性的半導體(微晶半導體、多晶半導體、單晶半導體或其一部分具有結晶區域的半導體)。當使用具有結晶性的半導體時可以抑制電晶體的特性劣化，所以是較佳的。

此外，作為用於電晶體的半導體材料，可以使用能隙為2eV以上，較佳為2.5eV以上，更佳為3eV以上的金屬氧化物。典型地，可以使用包含銦的金屬氧化物等，例如可以使用後面說明的CAC-OS等。

另外，使用其能帶間隙比矽寬且載子密度低的金屬氧化物的電晶體由於其關態電流小，因此能夠長期間保持儲存於與電晶體串聯連接的電容元件中的電荷。

作為半導體層例如可以採用包含銦、鋅及M(鋁、鈦、鎵、鍺、釔、鋯、鑭、鈰、錫、釹或鉿等金屬)的以“In-M-Zn類氧化物”表示的膜。

當構成半導體層的金屬氧化物為In-M-Zn類氧化物時，較佳為用來形成In-M-Zn氧化物膜的濺射靶材的金屬元素的原子個數比滿足InM及ZnM。這種濺射靶材的金屬元素的原子個數比較佳為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。注意，所形成的半導體層的原子個數比分別包含上述濺射靶材中的金屬元素的原子個數比的±40%的範圍內的變動。

本實施方式所例示的底閘極結構的電晶體由於能夠減少製程，所以是較佳的。另外，此時藉由使用金屬氧化物，可以在比多晶矽低的溫度下形成金屬氧化物，並且作為半導體層下方的佈線或電極的材料及基板材料可以使用耐熱性低的材料，由此可以擴大材料的選擇範圍。例如，可以適當使用極大面積的玻璃基板等。

作為半導體層，可以使用載子密度低的金屬氧化物膜。例如，作為半導體層可以使用載子密度為1×10¹⁷/cm³以下，較佳為1×10¹⁵/cm³以下，更佳為1×10¹³/cm³以下，進一步較佳為1×10¹¹/cm³以下，更進一步較佳為低於1×10¹⁰/cm³，1×10^-9/cm³以上的金屬氧化物。將這樣的金屬氧化物稱為高純度本質或實質上高純度本質的金屬氧化物。由此，因為雜質濃度及缺陷能階密度低，可以說是具有穩定的特性的金屬氧化物。

注意，本發明不侷限於上述記載，可以根據所需的電晶體的半導體特性及電特性(場效移動率、臨界電壓等)來使用具有適當的組成的材料。另外，較佳為適當地設定半導體層的載子密度、雜質濃度、缺陷密度、金屬元素與氧的原子個數比、原子間距離、密度等，以得到所需的電晶體的半導體特性。

當構成半導體層的金屬氧化物包含第14族元素之一的矽或碳時，半導體層中的氧缺陷增加，會使該半導體層變為n型。因此，將半導體層中的矽或碳的濃度(藉由二次離子質譜分析法測得的濃度)設定為2×10¹⁸atoms/cm³以下，較佳為2×10¹⁷atoms/cm³以下。

另外，有時當鹼金屬及鹼土金屬與金屬氧化物鍵合時生成載子，而使電晶體的關態電流增大。因此，將藉由二次離子質譜分析法測得的半導體層的鹼金屬或鹼土金屬的濃度設定為1×10¹⁸atoms/cm³以下，較佳為 2×10¹⁶atoms/cm³以下。

另外，當構成半導體層的金屬氧化物含有氮時生成作為載子的電子，載子密度增加而容易n型化。其結果是，使用具有含有氮的金屬氧化物的電晶體容易變為常開特性。因此，利用二次離子質譜分析法測得的半導體層的氮濃度較佳為5×10¹⁸atoms/cm³以下。

另外，半導體層例如也可以具有非單晶結構。非單晶結構例如包括具有c軸配向的結晶的CAAC-OS(C-Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor或者C-Axis Aligned and A-B-plane Anchored Crystalline Oxide Semiconductor)、多晶結構、微晶結構或非晶結構。在非單晶結構中，非晶結構的缺陷態密度最高，而CAAC-OS的缺陷態密度最低。

非晶結構的金屬氧化物膜例如具有無秩序的原子排列且不具有結晶成分。或者，非晶結構的氧化物膜例如是完全的非晶結構且不具有結晶部。

此外，半導體層也可以為具有非晶結構的區域、微晶結構的區域、多晶結構的區域、CAAC-OS的區域和單晶結構的區域中的兩種以上的混合膜。混合膜有時例如具有包括上述區域中的兩種以上的區域的單層結構或疊層結構。

<CAC-OS的構成>

以下，對可用於本發明的一個實施方式所公開的電晶體的CAC(Cloud-Aligned Composite)-OS的構成進行說明。

在本說明書等中，金屬氧化物(metal oxide)是指廣義上的金屬的氧化物。金屬氧化物被分類為氧化物絕緣體、氧化物導電體(包括透明氧化物導電體)和氧化物半導體(Oxide Semiconductor，也可以簡稱為OS)等。例如，在將金屬氧化物用於電晶體的活性層的情況下，有時將該金屬氧化物稱為氧化物半導體。換言之，可以將OS FET稱為包含金屬氧化物或氧化物半導體的電晶體。

在本說明書中，將如下金屬氧化物定義為CAC(Cloud-Aligned Composite)-OS(Oxide Semiconductor)或CAC-metal oxide：金屬氧化物中具有導電體的功能的區域和具有電介質的功能的區域混合而使金屬氧化物在整體上具有半導體的功能。

就是說，CAC-OS例如是指包含在氧化物半導體中的元素不均勻地分佈的構成，其中包含不均勻地分佈的元素的材料的尺寸為0.5nm以上且10nm以下，較佳為0.5nm以上且3nm以下或近似的尺寸。注意，在下面也將在氧化物半導體中一個或多個元素不均勻地分佈且包含該元素的區域混合的狀態稱為馬賽克(mosaic)狀或補丁(patch)狀，該區域的尺寸為0.5nm以上且10nm以下，較佳為0.5nm以上且3nm以下或近似的尺寸。

包含不均勻地分佈的特定的元素的區域其物理特性由該元素所具有的性質決定。例如，包含不均勻地分佈的包含在金屬氧化物中的元素中更趨於成為絕緣體的元素的區域成為電介質區域。另一方面，包含不均勻地分佈的包含在金屬氧化物中的元素中更趨於成為導體的元素的區域成為導電體區域。藉由使導電體區域及電介質區域以馬賽克狀混合，該材料具有半導體的功能。

換言之，本發明的一個實施方式的金屬氧化物是物理特性不同的材料混合的基質複合材料(matrix composite)或金屬基質複合材料(metal matrix composite)的一種。

氧化物半導體較佳為至少包含銦。尤其是，較佳為包含銦及鋅。除此之外，也可以還包含元素M(M選自鎵、鋁、矽、硼、釔、銅、釩、鈹、鈦、鐵、鎳、鍺、鋯、鉬、鑭、鈰、釹、鉿、鉭、鎢和鎂等中的一種或多種)。

例如，In-Ga-Zn氧化物中的CAC-OS(在CAC-OS中，尤其可以將In-Ga-Zn氧化物稱為CAC-IGZO)是指材料分成銦氧化物(以下，稱為InO_X1(X1為大於0的實數))或銦鋅氧化物(以下，稱為In_X2Zn_Y2O_Z2(X2、Y2及Z2為大於0的實數))以及鎵氧化物(以下，稱為GaO_X3(X3為大於0的實數))或鎵鋅氧化物(以下，稱為Ga_X4Zn_Y4O_Z4(X4、Y4及Z4為大於0的實數))等而成為馬賽克狀，且馬賽克狀的InO_X1或In_X2Zn_Y2O_Z2均勻地分佈在膜中的構成(以下，也稱為雲狀)。

換言之，CAC-OS是具有以GaO_X3為主要成分的區域和以In_X2Zn_Y2O_Z2或InO_X1為主要成分的區域混在一起的構成的複合氧化物半導體。在本說明書中，例如，當第一區域的In與元素M的原子個數比大於第二區域的In與元素M的原子個數比時，第一區域的In濃度高於第二區域。

注意，IGZO是通稱，有時是指包含In、Ga、Zn及O的化合物。作為典型例子，可以舉出以InGaO₃(ZnO)_m1(m1為自然數)或In_(1+x0)Ga_(1-x0)O₃(ZnO)_m0(-1x01，m0為任意數)表示的結晶性化合物。

上述結晶性化合物具有單晶結構、多晶結構或CAAC(C-Axis Aligned Crystalline)結構。CAAC結構是多個IGZO的奈米晶具有c軸配向性且在a-b面上以不配向的方式連接的結晶結構。

另一方面，CAC-OS與氧化物半導體的材料構成有關。CAC-OS是指如下構成：在包含In、Ga、Zn及O的材料構成中，一部分中觀察到以Ga為主要成分的奈米粒子狀區域，一部分中觀察到以In為主要成分的奈米粒子狀區域，並且，這些區域以馬賽克狀無規律地分散。因此，在CAC-OS中，結晶結構是次要因素。

CAC-OS不包含組成不同的二種以上的膜的疊層結構。例如，不包含由以In為主要成分的膜與以Ga為主要成分的膜的兩層構成的結構。

注意，有時觀察不到以GaO_X3為主要成分的區域與以In_X2Zn_Y2O_Z2或InO_X1為主要成分的區域之間的明確的邊界。

在CAC-OS中包含選自鋁、矽、硼、釔、銅、釩、鈹、鈦、鐵、鎳、鍺、鋯、鉬、鑭、鈰、釹、鉿、鉭、鎢和鎂等中的一種或多種以代替鎵的情況下，CAC-OS是指如下構成：一部分中觀察到以該元素為主要成分的奈米粒子狀區域，一部分中觀察到以In為主要成分的奈米粒子狀區域，並且，這些區域以馬賽克狀無規律地分散。

<CAC-OS的分析>

接著，說明使用各種測定方法對在基板上形成的氧化物半導體進行測定的結果。

《樣本的結構及製造方法》

以下，對本發明的一個實施方式的九個樣本進行說明。各樣本在形成氧化物半導體時的基板溫度及氧氣體流量比上不同。各樣本包括基板及基板上的氧化物半導體。

對各樣本的製造方法進行說明。

作為基板使用玻璃基板。使用濺射裝置在玻璃基板上作為氧化物半導體形成厚度為100nm的In-Ga-Zn氧化物。成膜條件為如下：將處理室內的壓力設定為0.6Pa，作為靶材使用氧化物靶材(In：Ga：Zn=4：2：4.1[原子個數比])。另外，對設置在濺射裝置內的氧化物靶材供應2500W的AC功率。

在形成氧化物時採用如下條件來製造九個樣本：將基板溫度設定為不進行意圖性的加熱時的溫度(以下，也稱為室溫或R.T.)、130℃或170℃。另外，將氧氣體對Ar和氧的混合氣體的流量比(以下，也稱為氧氣體流量比)設定為10%、30%或100%。

《X射線繞射分析》

在本節中，說明對九個樣本進行X射線繞射(XRD：X-ray diffraction)測定的結果。作為XRD裝置，使用Bruker公司製造的D8 ADVANCE。條件為如下：利用Out-of-plane法進行θ/2θ掃描，掃描範圍為15deg.至50deg.，步進寬度為0.02deg.，掃描速度為3.0deg./分。

圖21示出利用Out-of-plane法測定XRD譜的結果。在圖21中，最上行示出成膜時的基板溫度為170℃的樣本的測定結果，中間行示出成膜時的基板溫度為130℃的樣本的測定結果，最下行示出成膜時的基板溫度為R.T.的樣本的測定結果。另外，最左列示出氧氣體流量比為10%的樣本的測定結果，中間列示出氧氣體流量比為30%的樣本的測定結果，最右列示出氧氣體流量比為100%的樣本的測定結果。

圖21所示的XRD譜示出成膜時的基板溫度越高或成膜時的氧氣體流量比越高，2θ=31°附近的峰值強度則越高。另外，已知2θ=31°附近的峰值來源於在大致垂直於被形成面或頂面的方向上具有c軸配向性的結晶性IGZO化合物(也稱為CAAC-IGZO)。

另外，如圖21的XRD譜所示，成膜時的基板溫度越低或氧氣體流量比越低，峰值則越不明顯。因此，可知在成膜時的基板溫度低或氧氣體流量比低的樣本中，觀察不到測定區域的a-b面方向及c軸方向的配向。

《電子顯微鏡分析》

在本節中，說明對在成膜時的基板溫度為R.T.且氧氣體流量比為10%的條件下製造的樣本利用HAADF(High-Angle Annular Dark Field：高角度環形暗場)-STEM(Scanning Transmission Electron Microscope：掃描穿透式電子顯微鏡)進行觀察及分析的結果(以下，也將利用HAADF-STEM取得的影像稱為TEM影像)。

說明對利用HAADF-STEM取得的平面影像(以下，也稱為平面TEM影像)及剖面影像(以下，也稱為剖面TEM影像)進行影像分析的結果。利用球面像差校正功能觀察TEM影像。在取得HAADF-STEM影像時，使用日本電子株式會社製造的原子解析度分析電子顯微鏡JEM-ARM200F，將加速電壓設定為200kV，照射束徑大致為0.1nmΦ的電子束。

圖22A為在成膜時的基板溫度為R.T.且氧氣體流量比為10%的條件下製造的樣本的平面TEM影像。圖22B為在成膜時的基板溫度為R.T.且氧氣體流量比為10%的條件下製造的樣本的剖面TEM影像。

《電子繞射圖案的分析》

在本節中，說明藉由對在成膜時的基板溫度為R.T.且氧氣體流量比為10%的條件下製造的樣本照射束徑為1nm的電子束(也稱為奈米束)，來取得電子繞射圖案的結果。

觀察圖22A所示的在成膜時的基板溫度為R.T.且氧氣體流量比為10%的條件下製造的樣本的平面TEM影像中的黑點a1、黑點a2、黑點a3、黑點a4及黑點a5的電子繞射圖案。電子繞射圖案的觀察以固定速度照射電子束35秒鐘的方式進行。圖22C示出黑點a1的結果，圖22D示出黑點a2的結果，圖22E示出黑點a3的結果，圖22F示出黑點a4的結果，圖22G示出黑點a5的結果。

在圖22C、圖22D、圖22E、圖22F及圖22G中，觀察到如圓圈那樣的(環狀的)亮度高的區域。另外，在環狀區域內觀察到多個斑點。

觀察圖22B所示的在成膜時的基板溫度為R.T.且氧氣體流量比為10%的條件下製造的樣本的剖面TEM影像中的黑點b1、黑點b2、黑點b3、黑點b4及黑點b5的電子繞射圖案。圖22H示出黑點b1的結果，圖22I示出黑點b2的結果，圖22J示出黑點b3的結果，圖 22K示出黑點b4的結果，圖22L示出黑點b5的結果。

在圖22H、圖22I、圖22J、圖22K及圖22L中，觀察到環狀的亮度高的區域。另外，在環狀區域內觀察到多個斑點。

例如，當對包含InGaZnO₄結晶的CAAC-OS在平行於樣本面的方向上入射束徑為300nm的電子束時，獲得了包含起因於InGaZnO₄結晶的(009)面的斑點的繞射圖案。換言之，CAAC-OS具有c軸配向性，並且c軸朝向大致垂直於被形成面或頂面的方向。另一方面，當對相同的樣本在垂直於樣本面的方向上入射束徑為300nm的電子束時，確認到環狀繞射圖案。換言之，CAAC-OS不具有a軸配向性及b軸配向性。

當使用大束徑(例如，50nm以上)的電子束對具有微晶的氧化物半導體(nano crystalline oxide semiconductor。以下稱為nc-OS)進行電子繞射時，觀察到類似光暈圖案的繞射圖案。另外，當使用小束徑(例如，小於50nm)的電子束對nc-OS進行奈米束電子繞射時，觀察到亮點(斑點)。另外，在nc-OS的奈米束電子繞射圖案中，有時觀察到如圓圈那樣的(環狀的)亮度高的區域。而且，有時在環狀區域內觀察到多個亮點。

在成膜時的基板溫度為R.T.且氧氣體流量比為10%的條件下製造的樣本的電子繞射圖案具有環狀的亮度高的區域且在該環狀區域內出現多個亮點。因此，在成膜時的基板溫度為R.T.且氧氣體流量比為10%的條件下製造的樣本呈現與nc-OS類似的電子繞射圖案，在平面方向及剖面方向上不具有配向性。

如上所述，成膜時的基板溫度低或氧氣體流量比低的氧化物半導體的性質與非晶結構的氧化物半導體膜及單晶結構的氧化物半導體膜都明顯不同。

《元素分析》

在本節中，說明使用能量色散型X射線分析法(EDX：Energy Dispersive X-ray spectroscopy)取得EDX面分析影像且進行評價，由此進行在成膜時的基板溫度為R.T.且氧氣體流量比為10%的條件下製造的樣本的元素分析的結果。在EDX測定中，作為元素分析裝置使用日本電子株式會社製造的能量色散型X射線分析裝置JED-2300T。在檢測從樣本發射的X射線時，使用矽漂移探測器。

在EDX測定中，對樣本的分析目標區域的各點照射電子束，並測定此時發生的樣本的特性X射線的能量及發生次數，獲得對應於各點的EDX譜。在本實施方式中，各點的EDX譜的峰值歸屬於In原子中的向L殼層的電子躍遷、Ga原子中的向K殼層的電子躍遷、Zn原子中的向K殼層的電子躍遷及O原子中的向K殼層的電子躍遷，並算出各點的各原子的比率。藉由在樣本的分析目標區域中進行上述步驟，可以獲得示出各原子的比率分佈的EDX面分析影像。

圖23A至圖23C示出在成膜時的基板溫度為R.T.且氧氣體流量比為10%的條件下製造的樣本的剖面的EDX面分析影像。圖23A示出Ga原子的EDX面分析影像(在所有的原子中Ga原子所佔的比率為1.18至18.64[atomic%])。圖23B示出In原子的EDX面分析影像(在所有的原子中In原子所佔的比率為9.28至33.74[atomic%])。圖23C示出Zn原子的EDX面分析影像(在所有的原子中Zn原子所佔的比率為6.69至24.99[atomic%])。另外，圖23A、圖23B及圖23C示出在成膜時的基板溫度為R.T.且氧氣體流量比為10%的條件下製造的樣本的剖面中的相同區域。在EDX面分析影像中，由明暗表示元素的比率：該區域內的測定元素越多該區域越亮，測定元素越少該區域就越暗。圖23A至圖23C所示的EDX面分析影像的倍率為720萬倍。

在圖23A、圖23B及圖23C所示的EDX面分析影像中，確認到明暗的相對分佈，在成膜時的基板溫度為R.T.且氧氣體流量比為10%的條件下製造的樣本中確認到各原子具有分佈。在此，著眼於圖23A、圖23B及圖23C所示的由實線圍繞的區域及由虛線圍繞的區域。

在圖23A中，在由實線圍繞的區域內相對較暗的區域較多，在由虛線圍繞的區域內相對較亮的區域較多。另外，在圖23B中，在由實線圍繞的區域內相對較亮的區域較多，在由虛線圍繞的區域內相對較暗的區域較多。

換言之，由實線圍繞的區域為In原子相對較多的區域，由虛線圍繞的區域為In原子相對較少的區域。在圖23C中，在由實線圍繞的區域內，右側是相對較亮的區域，左側是相對較暗的區域。因此，由實線圍繞的區域為以In_X2Zn_Y2O_Z2或InO_X1等為主要成分的區域。

另外，由實線圍繞的區域為Ga原子相對較少的區域，由虛線圍繞的區域為Ga原子相對較多的區域。在圖23C中，在由虛線圍繞的區域內，左上方的區域為相對較亮的區域，右下方的區域為相對較暗的區域。因此，由虛線圍繞的區域為以GaO_X3或Ga_X4Zn_Y4O_Z4等為主要成分的區域。

如圖23A、圖23B及圖23C所示，In原子的分佈與Ga原子的分佈相比更均勻，以InO_X1為主要成分的區域看起來像是藉由以In_X2Zn_Y2O_Z2為主要成分的區域互相連接的。如此，以In_X2Zn_Y2O_Z2或InO_X1為主要成分的區域以雲狀展開形成。

如此，可以將具有以GaO_X3等為主要成分的區域及以In_X2Zn_Y2O_Z2或InO_X1為主要成分的區域不均勻地分佈而混合的構成的In-Ga-Zn氧化物稱為CAC-OS。

CAC-OS的結晶結構具有nc結構。在具有nc結構的CAC-OS的電子繞射圖案中，除了起因於包含單晶、多晶或CAAC結構的IGZO的亮點(斑點)以外，還出現多個亮點(斑點)。或者，該結晶結構定義為除了出現多個亮點(斑點)之外，還出現環狀的亮度高的區域。

另外，如圖23A、圖23B及圖23C所示，以GaO_X3等為主要成分的區域及以In_X2Zn_Y2O_Z2或InO_X1為主要成分的區域的尺寸為0.5nm以上且10nm以下或者1nm以上且3nm以下。在EDX面分析影像中，以各金屬元素為主要成分的區域的直徑較佳為1nm以上且2nm以下。

如上所述，CAC-OS的結構與金屬元素均勻地分佈的IGZO化合物不同，具有與IGZO化合物不同的性質。換言之，CAC-OS具有以GaO_X3等為主要成分的區域及以In_X2Zn_Y2O_Z2或InO_X1為主要成分的區域互相分離且以各元素為主要成分的區域為馬賽克狀的構成。

在此，以In_X2Zn_Y2O_Z2或InO_X1為主要成分的區域的導電性高於以GaO_X3等為主要成分的區域。換言之，當載子流過以In_X2Zn_Y2O_Z2或InO_X1為主要成分的區域時，呈現氧化物半導體的導電性。因此，當以In_X2Zn_Y2O_Z2或InO_X1為主要成分的區域在氧化物半導體中以雲狀分佈時，可以實現高場效移動率(μ)。

另一方面，以GaO_X3等為主要成分的區域的絕緣性高於以In_X2Zn_Y2O_Z2或InO_X1為主要成分的區域。換言之，當以GaO_X3等為主要成分的區域在氧化物半導體中分佈時，可以抑制洩漏電流而實現良好的切換工作。

因此，當將CAC-OS用於半導體元件時，藉由起因於GaO_X3等的絕緣性及起因於In_X2Zn_Y2O_Z2或InO_X1的導電性的互補作用可以實現大通態電流(I_on)及高場效移動率(μ)。

另外，使用CAC-OS的半導體元件具有高可靠性。因此，CAC-OS適用於顯示器等各種半導體裝置。

另外，因為其半導體層包括CAC-OS的電晶體具有高場效移動率及高驅動能力，所以藉由將該電晶體用於驅動電路，典型的是生成閘極信號的掃描線驅動電路，可以提供邊框寬度小(也稱為窄邊框)的顯示裝置。藉由將該電晶體用於顯示裝置所包括的供應來自信號線的信號的信號線驅動電路(尤其是，與信號線驅動電路所包括的移位暫存器的輸出端子連接的解多工器)，可以提供一種與顯示裝置連接的佈線數較少的顯示裝置。

另外，與使用低溫多晶矽的電晶體不同，其半導體層包括CAC-OS的電晶體不需要雷射晶化製程。因此，即使是使用大面積基板的顯示裝置也可以降低製造成本。並且，在Ultra High-Definition(“4K解析度”、“4K2K”、“4K”)、Super High-Definition(“8K解析度”、“8K4K”、“8K”)等像素數高的大型顯示裝置中，將其半導體層包括CAC-OS的電晶體用於驅動電路及顯示部，可以實現短時間的寫入且可以降低顯示不良，所以是較佳的。

或者，也可以將矽用於形成有電晶體的通道的半導體。作為矽可以使用非晶矽，尤其較佳為使用具有結晶性的矽。例如，較佳為使用微晶矽、多晶矽、單晶矽等。尤其是，多晶矽與單晶矽相比可以在低溫的溫度下形成，並且其場效移動率比非晶矽高，所以多晶矽的可靠性高。

本實施方式所例示的底閘極結構的電晶體由於能夠減少製程，所以是較佳的。此外，此時藉由使用非晶矽，與多晶矽相比可以在低的溫度下形成，因此作為半導體層下方的佈線或電極的材料及基板材料，可以使用耐熱性低的材料，由此可以擴大材料的選擇範圍。例如，可以適當使用極大面積的玻璃基板等。另一方面，頂閘極型電晶體容易自對準地形成雜質區域，從而可以減少特性的不均勻等，所以是較佳的。此時，尤其較佳為使用多晶矽或單晶矽等。

[導電層]

作為可用於電晶體的閘極、源極及汲極和構成顯示裝置的各種佈線及電極等導電層的材料，可以舉出鋁、鈦、鉻、鎳、銅、釔、鋯、鉬、銀、鉭或鎢等金屬或者以上述金屬為主要成分的合金等。另外，可以以單層或疊層結構使用包含這些材料的膜。例如，可以舉出包含矽的鋁膜的單層結構、在鈦膜上層疊鋁膜的兩層結構、在鎢膜上層疊鋁膜的兩層結構、在銅-鎂-鋁合金膜上層疊銅膜的兩層結構、在鈦膜上層疊銅膜的兩層結構、在鎢膜上層疊銅膜的兩層結構、依次層疊鈦膜或氮化鈦膜、鋁膜或銅膜以及鈦膜或氮化鈦膜的三層結構、以及依次層疊鉬膜或氮化鉬膜、鋁膜或銅膜以及鉬膜或氮化鉬膜的三層結構等。另外，可以使用氧化銦、氧化錫或氧化鋅等氧化物。另外，藉由使用包含錳的銅，可以提高蝕刻時的形狀的控制性，所以是較佳的。

另外，作為透光性導電材料，可以使用氧化銦、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、添加鎵的氧化鋅等導電氧化物或石墨烯。或者，可以使用金、銀、鉑、鎂、鎳、鎢、鉻、鉬、鐵、鈷、銅、鈀或鈦等金屬材料、包含該金屬材料的合金材料。或者，還可以使用該金屬材料的氮化物(例如，氮化鈦)等。另外，當使用金屬材料、合金材料(或者它們的氮化物)時，將其形成得薄到具有透光性，即可。此外，可以將上述材料的疊層膜用作導電層。例如，藉由使用銀和鎂的合金與銦錫氧化物的疊層膜等，可以提高導電性，所以是較佳的。上述材料也可以用於構成顯示裝置的各種佈線及電極等的導電層、顯示元件所包括的導電層(被用作像素電極及共用電極的導電層)。

[絕緣層]

作為可用於各絕緣層的絕緣材料，例如可以使用丙烯酸樹脂或環氧樹脂等樹脂、具有矽氧烷鍵的樹脂、無機絕緣材料如氧化矽、氧氮化矽、氮氧化矽、氮化矽或氧化鋁等。

另外，發光元件較佳為設置於一對透水性低的絕緣膜之間。由此，能夠抑制水等雜質進入發光元件，從而能夠抑制裝置的可靠性下降。

作為透水性低的絕緣膜，可以舉出氮化矽膜、氮氧化矽膜等含有氮及矽的膜以及氮化鋁膜等含有氮及鋁的膜等。另外，也可以使用氧化矽膜、氧氮化矽膜以及氧化鋁膜等。

例如，將透水性低的絕緣膜的水蒸氣透過量設定為1×10^-5[g/(m²．day)]以下，較佳為1×10^-6[g/(m²．day)]以下，更佳為1×10^-7[g/(m²．day)]以下，進一步較佳為1×10^-8[g/(m²．day)]以下。

[液晶元件]

作為液晶元件，可以採用使用VA(Vertical Alignment：垂直配向)模式的液晶元件。作為垂直配向模式，可以使用MVA(Multi-Domain Vertical Alignment：多象限垂直配向)模式、PVA(Patterned Vertical Alignment：垂直配向構型)模式、ASV(Advanced Super View：超視覺)模式等。

另外，作為液晶元件，可以採用使用各種模式的液晶元件。例如，除了VA模式以外，可以使用TN(Twisted Nematic：扭曲向列)模式、IPS(In-Plane-Switching：平面切換)模式、FFS(Fringe Field Switching：邊緣電場切換)模式；ASM(Axially Symmetric Aligned Micro-cell：軸對稱排列微單元)模式、OCB(Optically Compensated Birefringence：光學補償彎曲)模式、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal：鐵電性液晶)模式、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal：反鐵電液晶)模式、ECB(Electrically Controlled Birefringence：電控雙折射)模式、賓主模式等的液晶元件。

另外，液晶元件是利用液晶的光學調變作用來控制光的透過或非透過的元件。液晶的光學調變作用由施加到液晶的電場(包括橫向電場、縱向電場或傾斜方向電場)控制。作為用於液晶元件的液晶可以使用熱致液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶(PDLC：Polymer Dispersed Liquid Crystal：聚合物分散液晶)、高分子網路型液晶(PNLC：Polymer Network Liquid Crystal：聚合物網路液晶)模式、鐵電液晶、反鐵電液晶等。這些液晶材料根據條件呈現出膽固醇相、層列相、立方相、手向列相、各向同性相等。

另外，作為液晶材料，可以使用介電各向異性的正型液晶和負型液晶中的任一種，根據所使用的模式或設計採用適當的液晶材料即可。

另外，為了控制液晶的配向，可以設置配向膜。在採用橫向電場方式的情況下，也可以使用不使用配向膜的呈現藍相的液晶。藍相是液晶相的一種，是指當使膽固醇液晶的溫度上升時即將從膽固醇相轉變到均質相之前出現的相。因為藍相只在窄的溫度範圍內出現，所以將其中混合了幾wt%以上的手性試劑的液晶組合物用於液晶層，以擴大溫度範圍。包含呈現藍相的液晶和手性試劑的液晶組成物的回應速度快，並且其具有光學各向同性。此外，包含呈現藍相的液晶和手性試劑的液晶組成物不需要配向處理，並且視角依賴性小。另外，由於不需要設置配向膜而不需要摩擦處理，因此可以防止由於摩擦處理而引起的靜電破壞，並可以降低製程中的液晶顯示裝置的不良、破損。

在本發明的一個實施方式中，可以採用反射式液晶元件。

當採用反射式液晶元件時，將偏光板設置在顯示面一側。此外，當在顯示面一側設置光擴散板時，可以提高可見度，所以是較佳的。

[發光元件]

作為發光元件，可以使用能夠進行自發光的元件，並且在其範疇內包括由電流或電壓控制亮度的元件。例如，可以使用LED(包括近紫外線和螢光體)、有機EL元件、無機EL元件以及電子發射元件等。

發光元件有頂部發射結構、底部發射結構或雙面發射結構等。作為提取光一側的電極使用使可見光透過的導電膜。另外，作為不提取光一側的電極較佳為使用反射可見光的導電膜。由於該反射可見光的導電層而也可以將發光元件用作反射外光的反射板。

有機EL層至少包括發光層。作為發光層以外的層，EL層可以還包括包含電洞注入性高的物質、電洞傳輸性高的物質、電洞阻擋材料、電子傳輸性高的物質、電子注入性高的物質或雙極性的物質(電子傳輸性及電洞傳輸性高的物質)等的層。

EL層可以使用低分子化合物或高分子化合物，還可以包含無機化合物。構成EL層的層分別可以藉由蒸鍍法(包括真空蒸鍍法)、轉印法、印刷法、噴墨法、塗佈法等方法形成。

當在陰極與陽極之間施加高於發光元件的臨界電壓的電壓時，電洞從陽極一側注入到EL層中，而電子從陰極一側注入到EL層中。被注入的電子和電洞在EL層中再結合，由此，包含在EL層中的發光物質發光。

當作為發光元件使用白色發光的發光元件時，較佳為使EL層包含兩種以上的發光物質。例如藉由以使兩個以上的發光物質的各發光成為互補色關係的方式選擇發光物質，可以獲得白色發光。例如，較佳為包含如下發光物質中的兩個以上：呈現R(紅色)、G(綠色)、B(藍色)、Y(黃色)、O(橙色)等發光的發光物質及呈現包含R、G、B中的兩種以上的顏色的光譜成分的發光的發光物質。另外，較佳為使用來自發光元件的發光的光譜在可見光區域的波長(例如350nm至750nm)的範圍內具有兩個以上的峰值的發光元件。另外，在黃色的波長範圍中具有峰值的材料的發射光譜較佳為還在綠色及紅色的波長範圍具有光譜成分。

EL層較佳為採用疊層結構，該疊層包括包含發射一種顏色的光的發光材料的發光層與包含發射其他顏色的光的發光材料的發光層。例如，EL層中的多個發光層既可以互相接觸而層疊，也可以隔著不包含任何發光材料的區域層疊。例如，可以在螢光發光層與磷光發光層之間設置如下區域：包含與該螢光發光層或磷光發光層相同的材料(例如主體材料、輔助材料)，並且不包含任何發光材料的區域。由此，發光元件的製造變得容易，另外，驅動電壓得到降低。

另外，發光元件既可以是包括一個EL層的單元件，又可以是隔著電荷產生層層疊有多個EL層的串聯元件。

作為使可見光透過的導電膜，例如可以使用氧化銦、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、添加有鎵的氧化鋅等形成。另外，也可以藉由將金、銀、鉑、鎂、鎳、鎢、鉻、鉬、鐵、鈷、銅、鈀或鈦等金屬材料、包含這些金屬材料的合金或這些金屬材料的氮化物(例如，氮化鈦)等形成得薄到具有透光性來使用。此外，可以使用上述材料的疊層膜作為導電層。例如，當使用銀和鎂的合金與銦錫氧化物的疊層膜等時，可以提高導電性，所以是較佳的。另外，也可以使用石墨烯等。

作為反射可見光的導電膜，例如可以使用鋁、金、鉑、銀、鎳、鎢、鉻、鉬、鐵、鈷、銅或鈀等金屬材料或包含這些金屬材料的合金。另外，也可以在上述金屬材料或合金中添加有鑭、釹或鍺等。此外，也可以使用包含鈦、鎳或釹及鋁的合金(鋁合金)。另外，也可以使用包含銅、鈀、鎂與銀的合金。包含銀和銅的合金具有高耐熱性，所以是較佳的。並且，藉由以與鋁膜或鋁合金膜接觸的方式層疊金屬膜或金屬氧化物膜，可以抑制氧化。作為這種金屬膜、金屬氧化物膜的材料，可以舉出鈦、氧化鈦等。另外，也可以層疊上述使可見光透過的導電膜與由金屬材料構成的膜。例如，可以使用銀與銦錫氧化物的疊層膜、銀和鎂的合金與銦錫氧化物的疊層膜等。

各電極可以藉由利用蒸鍍法或濺射法形成。除此之外，也可以藉由利用噴墨法等噴出法、網版印刷法等印刷法、或者鍍法形成。

另外，上述發光層以及包含電洞注入性高的物質、電洞傳輸性高的物質、電子傳輸性高的物質及電子注入性高的物質、雙極性物質等的層可以分別包含量子點等的無機化合物或高分子化合物(低聚物、枝狀聚合物或聚合物等)。例如，藉由將量子點用於發光層，也可以將其用作發光材料。量子點可以由於光激發而被用作螢光體。

作為量子點材料，可以使用膠狀量子點材料、合金型量子點材料、核殼(Core Shell)型量子點材料、核型量子點材料等。另外，也可以使用包含第12族和第16族、第13族和第15族、第14族和第16族的元素組的材料。或者，可以使用包含鎘、硒、鋅、硫、磷、銦、碲、鉛、鎵、砷、鋁等元素的量子點材料。

[黏合層]

作為黏合層，可以使用紫外線硬化型黏合劑等光硬化型黏合劑、反應硬化型黏合劑、熱固性黏合劑、厭氧黏合劑等各種硬化型黏合劑。作為這些黏合劑，可以舉出環氧樹脂、丙烯酸樹脂、矽酮樹脂、酚醛樹脂、聚醯亞胺樹脂、醯亞胺樹脂、PVC(聚氯乙烯)樹脂、PVB(聚乙烯醇縮丁醛)樹脂、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)樹脂等。尤其較佳為使用環氧樹脂等透濕性低的材料。另外，也可以使用兩液混合型樹脂。此外，也可以使用黏合薄片等。

另外，在上述樹脂中也可以包含乾燥劑。例如，可以使用鹼土金屬的氧化物(氧化鈣或氧化鋇等)那樣的藉由化學吸附吸附水分的物質。或者，也可以使用沸石或矽膠等藉由物理吸附來吸附水分的物質。當在樹脂中包含乾燥劑時，能夠抑制水分等雜質進入元件，從而提高顯示面板的可靠性，所以是較佳的。

此外，藉由在上述樹脂中混合折射率高的填料或光散射構件，可以提高光提取效率。例如，可以使用氧化鈦、氧化鋇、沸石、鋯等。

[連接層]

作為連接層，可以使用異方性導電膜(ACF：Anisotropic Conductive Film)、異方性導電膏(ACP：Anisotropic Conductive Paste)等。

[彩色層]

作為能夠用於彩色層的材料，可以舉出金屬材料、樹脂材料、包含顏料或染料的樹脂材料等。

[遮光層]

作為能夠用於遮光層的材料，可以舉出碳黑、鈦黑、金屬、金屬氧化物或包含多個金屬氧化物的固溶體的複合氧化物等。遮光層也可以為包含樹脂材料的膜或包含金屬等無機材料的薄膜。另外，也可以對遮光層使用包含彩色層的材料的膜的疊層膜。例如，可以採用包含用於使某個顏色的光透過的彩色層的材料的膜與包含用於使其他顏色的光透過的彩色層的材料的膜的疊層結構。藉由使彩色層與遮光層的材料相同，除了可以使用相同的裝置以外，還可以簡化製程，因此是較佳的。

實施方式4

參照圖15至圖16D對本發明的一個實施方式的輸入輸出面板的結構進行說明。

圖15是說明本發明的一個實施方式的輸入輸出面板的結構的圖。圖15是輸入輸出面板所包括的像素的剖面圖。

圖16A至圖16D是說明本發明的一個實施方式的輸入輸出面板的結構的圖。圖16A是說明圖15所示的輸入輸出面板的功能膜的結構的剖面圖，圖16B是說明輸入單元的結構的剖面圖，圖16C是說明第二單元的結構的剖面圖，圖16D是說明第一單元的結構的剖面圖。

注意，在本說明書中，有時將取1以上的整數的值的變數用於符號。例如，有時將包含取1以上的整數的值的變數p的(p)用於指定最大為p個組件中的任一個的符號的一部分。另外，例如，有時將包含取1以上的整數的值的變數m及變數n的(m，n)用於指定最大為m×n個組件中的任一個的符號的一部分。

本結構實例所說明的輸入輸出面板700TP3包括像素702(i，j)(參照圖15)。此外，輸入輸出面板700TP3包括第一單元501、第二單元502、輸入單元503和功能膜770P(參照圖16A至圖16D)。第一單元501包括功能層520，第二單元502包括功能層720。

《像素702(i，j)》

像素702(i，j)包括功能層520的一部分、第一顯示元件750(i，j)和第二顯示元件550(i，j)(參照圖15)。

功能層520包括第一導電膜、第二導電膜、絕緣膜501C及像素電路530(i，j)。此外，未圖示的像素電路530(i，j)例如包括電晶體M。功能層520也可以包括光學元件560、覆蓋膜565及透鏡580。功能層520也可以包括絕緣膜528及絕緣膜521。此外，可以將層疊有絕緣膜521A及絕緣膜521B的材料用於絕緣膜521。

例如，可以將折射率為1.55附近的材料用於絕緣膜521A或絕緣膜521B。或者，可以將折射率為1.6附近的材料用於絕緣膜521A或絕緣膜521B。或者，可以將丙烯酸樹脂或聚醯亞胺用於絕緣膜521A或絕緣膜521B。

絕緣膜501C包括夾在第一導電膜與第二導電膜之間的區域，絕緣膜501C包括開口部591A。

第一導電膜與第一顯示元件750(i，j)電連接。明確而言，第一導電膜與第一顯示元件750(i，j)的電極751(i，j)電連接。此外，可以將電極751(i，j)用作第一導電膜。

第二導電膜包括與第一導電膜重疊的區域。第二導電膜在開口部591A中與第一導電膜電連接。例如，可以將導電膜512B用作第二導電膜。第二導電膜與像素電路530(i，j)電連接。例如，可以將用作用於像素電路530(i，j)的開關SW1的電晶體的源極電極或汲極電極的導電膜用作第二導電膜。這裡，可以將在設置於絕緣膜501C中的開口部591A中與第二導電膜電連接的第一導電膜稱為貫穿電極。

第二顯示元件550(i，j)與像素電路530 (i，j)電連接。第二顯示元件550(i，j)具有向功能層520發射光的功能。此外，第二顯示元件550(i，j)例如具有向透鏡580或光學元件560發射光的功能。

第二顯示元件550(i，j)以在能夠看到使用第一顯示元件750(i，j)的顯示的區域的一部分中能夠看到使用上述第二顯示元件550(i，j)的顯示的方式設置。例如，作為第一顯示元件750(i，j)的電極751(i，j)的形狀，採用包括不遮斷第二顯示元件550(i，j)所發射的光的區域751H的形狀。此外，在圖式中以虛線的箭頭示出外光入射到第一顯示元件750(i，j)而被反射的方向，該第一顯示元件750(i，j)控制反射外光的強度來顯示影像資訊。此外，在圖式中以實線的箭頭示出第二顯示元件550(i，j)向能夠看到使用第一顯示元件750(i，j)的顯示的區域的一部分發射光的方向。

由此，在能夠看到使用第一顯示元件的顯示的區域的一部分中，能夠看到使用第二顯示元件的顯示。或者，使用者能夠在不需要改變輸入輸出面板的姿勢等的情況下看到顯示。或者，可以將第一顯示元件所反射的光呈現的物體色乘以第二顯示元件所發射的光呈現的光源色。其結果是，可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的輸入輸出面板。

例如，第一顯示元件750(i，j)包括電極751(i，j)、電極752和包含液晶材料的層753。此外，包括配向膜AF1和配向膜AF2。明確而言，可以將反射型液晶元件用作第一顯示元件750(i，j)。

例如，可以將折射率為2.0附近的透明導電膜用作電極752或電極751(i，j)。明確而言，可以將包含銦和錫和矽的氧化物用於電極752或電極751(i，j)。或者，可以將折射率為1.6附近的材料用於配向膜。

例如，第二顯示元件550(i，j)包括電極551(i，j)、電極552和包含發光材料的層553(j)。電極552包括與電極551(i，j)重疊的區域。包含發光材料的層553(j)包括夾在電極551(i，j)與電極552之間的區域。電極551(i，j)在連接部522中與像素電路530(i，j)電連接。明確而言，可以將有機EL元件用作第二顯示元件550(i，j)。

例如，可以將折射率為2.0附近的透明導電膜用於電極551(i，j)。明確而言，可以將包含銦和錫和矽的氧化物用於電極551(i，j)。或者，可以將折射率為1.8附近的材料用於包含發光材料的層553(j)。

光學元件560具有透光性，光學元件560包括第一區域、第二區域及第三區域。

第一區域包括從第二顯示元件550(i，j)被供應可見光的區域，第二區域包括與覆蓋膜565接觸的區域，第三區域具有發射可見光的一部分的功能。此外，第三區域具有第一區域的被供應可見光的區域的面積以下的面積。

覆蓋膜565具有對可見光的反射性，並具有反射可見光的一部分而將其供應到第三區域的功能。

例如，可以將金屬用於覆蓋膜565。明確而言，可以將包含銀的材料用於覆蓋膜565。例如，可以將包含銀及鈀等的材料或包含銀及銅等的材料用於覆蓋膜565。

《透鏡580》

可以將透過可見光的材料用於透鏡580。或者，可以將折射率為1.3以上且2.5以下的材料用於透鏡580。例如，可以將無機材料或有機材料用於透鏡580。

例如，可以將包含氧化物或硫化物的材料用於透鏡580。

明確而言，可以將氧化鈰、氧化鉿、氧化鑭、氧化鎂、氧化鈮、氧化鉭、氧化鈦、氧化釔、氧化鋅、包含銦和錫的氧化物、或者包含銦和鎵和鋅的氧化物等用於透鏡580。或者，可以將硫化鋅等用於透鏡580。

例如，可以將包含樹脂的材料用於透鏡580。明確而言，可以將引入氯、溴或碘的樹脂、引入重金屬原子的樹脂、引入芳雜環的樹脂、引入硫的樹脂等用於透鏡580。或者，可以將樹脂、具有其折射率高於樹脂的材料的奈米粒子的樹脂用於透鏡580。可以將氧化鈦或氧化鋯等用於奈米粒子。

《功能層720》

功能層720包括夾在基板770與絕緣膜501C之間的區域。功能層720包括絕緣膜771、彩色膜CF1。

彩色膜CF1包括夾在基板770與第一顯示元件750(i，j)之間的區域。

絕緣膜771包括夾在彩色膜CF1與包含液晶材料的層753之間的區域。由此，可以使因彩色膜CF1的厚度產生的凹凸為平坦。或者，可以抑制從彩色膜CF1等擴散到包含液晶材料的層753的雜質。

例如，可以將折射率為1.55附近的丙烯酸樹脂用於絕緣膜771。

《基板570、基板770》

此外，本實施方式所說明的輸入輸出面板包括基板570和基板770。

基板770包括與基板570重疊的區域。基板770包括在與基板570之間夾住功能層520的區域。

基板770包括與第一顯示元件750(i，j)重疊的區域。例如，可以將雙折射得到抑制的材料用於該區域。

例如，可以將折射率為1.5附近的樹脂材料用於基板770。

《接合層505》

此外，本實施方式所說明的輸入輸出面板包括接合層 505。

接合層505包括夾在功能層520與基板570之間的區域，並具有將功能層520和基板570貼在一起的功能。

《結構體KB1、結構體KB2》

此外，本實施方式所說明的輸入輸出面板包括結構體KB1和結構體KB2。

結構體KB1具有在功能層520與基板770之間提供指定的空隙的功能。結構體KB1包括與區域751H重疊的區域，結構體KB1具有透光性。由此，可以將第二顯示元件550(i，j)所發射的光供應到一個面，並將其從另一個面發射。

此外，結構體KB1包括與光學元件560重疊的區域，例如，將以與用於光學元件560的材料的折射率的差異為0.2以下的方式選擇的材料用於結構體KB1。由此，可以高效地利用第二顯示元件550(i，j)所發射的光。或者，可以擴大第二顯示元件550(i，j)的面積。或者，可以降低流過有機EL元件的電流的密度。

結構體KB2具有將偏振層770PB的厚度控制為規定的厚度的功能。結構體KB2包括與第二顯示元件550(i，j)重疊的區域，並具有透光性。

或者，可以將使規定的顏色的光透過的材料用於結構體KB1或結構體KB2。由此，例如可以將結構體KB1或結構體KB2用作濾色片。例如，可以將使藍色、綠色或紅色的光透過的材料用於結構體KB1或結構體KB2。此外，可以將使黃色的光或白色的光等透過的材料用於結構體KB1或結構體KB2。

明確而言，可以將聚酯、聚烯烴、聚醯胺、聚醯亞胺、聚碳酸酯、聚矽氧烷或丙烯酸樹脂等或者從上述樹脂選擇的多個樹脂的複合材料等用於結構體KB1或結構體KB2。此外，可以使用感光材料形成結構體KB1或結構體KB2。

例如，可以將折射率為1.5附近的丙烯酸樹脂用於結構體KB1。此外，可以將折射率為1.55附近的丙烯酸樹脂用於結構體KB2。

《輸入單元503》

輸入單元503包括檢測元件。檢測元件具有檢測接近與像素702(i，j)重疊的區域的物體的功能。由此，可以將接近顯示部的手指等用作指示器而輸入螢幕上的位置資訊。

例如，可以將靜電電容型接近感測器、電磁感應型接近感測器、光學式接近感測器、電阻膜式感測器或表面聲波式感測器等用於輸入單元503。明確而言，可以使用表面型靜電電容式、投影型靜電電容式、紅外線檢測型、影像感測器、超音波感測器等接近感測器。

例如，可以將包括靜電電容式接近感測器的折射率為1.6附近的觸控感測器用於輸入單元503。

《功能膜770D、功能膜770P等》

此外，本實施方式所說明的輸入輸出面板700TP3包括功能膜770D和功能膜770P。

功能膜770D包括與第一顯示元件750(i，j)重疊的區域。功能膜770D包括在與功能層520之間夾住第一顯示元件750(i，j)的區域。

例如，可以將光擴散薄膜用作功能膜770D。明確而言，可以將具有包括沿著與基板表面交叉的方向的軸的柱狀結構的材料用於功能膜770D。由此，可以容易朝沿著軸的方向使光透過，並且可以容易朝其他方向使光散射。或者，例如可以擴散第一顯示元件750(i，j)所反射的光。

功能膜770P包括偏振層770PB、相位差薄膜770PA及結構體KB2。偏振層770PB包括開口部，相位差薄膜770PA包括與偏振層770PB重疊的區域。此外，結構體KB2設置在開口部中。

例如，可以將二色性色素、液晶材料及樹脂用於偏振層770PB。偏振層770PB具有偏振性。由此，可以將功能膜770P用作偏光板。

偏振層770PB包括與第一顯示元件750(i，j)重疊的區域，結構體KB2包括與第二顯示元件550(i，j)重疊的區域。由此，可以將液晶元件用作第一顯示元件。例如，可以將反射型液晶元件用作第一顯示元件。或者，可以高效地取出第二顯示元件所發射的光。或者，可以降低流過有機EL元件的電流的密度。或者，可以提高有機EL元件的可靠性。

例如，可以將防反射膜(AR(Anti-reflective)film)、防眩光膜(AG(Anti-Glare)film)、偏振膜、相位差薄膜用作功能膜770P。明確而言，可以將包含二色性色素的膜及相位差薄膜用作功能膜770P。

另外，可以將抑制塵埃的附著的抗靜電膜、不容易被弄髒的具有拒水性的膜、抑制使用時的損傷的硬塗膜等用作功能膜770P。

例如，可以將折射率為1.6附近的材料用於擴散薄膜。此外，可以將折射率為1.6附近的材料用於相位差薄膜770PA。

實施方式5

在本實施方式中，說明能夠使用本發明的一個實施方式製造的顯示模組。

圖17A所示的顯示模組8000在上蓋6001與下蓋6002之間包括與FPC6005連接的顯示面板6006、框架6009、印刷電路板6010及電池6011。

例如，可以將使用本發明的一個實施方式製造的顯示裝置用於顯示面板6006。由此，可以以高良率製造顯示模組。

上蓋6001及下蓋6002可以根據顯示面板6006的尺寸適當地改變其形狀或尺寸。

此外，也可以以與顯示面板6006重疊的方式設置觸控面板。觸控面板可以是電阻膜式觸控面板或靜電容量式觸控面板，並且能夠以與顯示面板6006重疊的方式被形成。此外，也可以使顯示面板6006具有觸控面板的功能而不設置觸控面板。

框架6009除了具有保護顯示面板6006的功能以外還具有用來遮斷因印刷電路板6010的工作而產生的電磁波的電磁屏蔽的功能。此外，框架6009也可以具有散熱板的功能。

印刷電路板6010具有電源電路以及用來輸出視訊信號及時脈信號的信號生成電路等電路。作為對電源電路供應電力的電源，既可以採用外部的商業電源，又可以採用另行設置的電池6011的電源。當使用商業電源時，可以省略電池6011。

此外，在顯示模組6000中還可以設置偏光板、相位差板、稜鏡片等構件。

圖17B是具備光學觸控感測器的顯示模組6000的剖面示意圖。

顯示模組6000包括設置在印刷電路板6010 上的發光部6015及受光部6016。此外，在由上蓋6001及下蓋6002圍繞的區域中包括一對導光部(導光部6017a、導光部6017b)。

顯示面板6006隔著框架6009以與印刷電路板6010及電池6011重疊的方式設置。顯示面板6006及框架6009被導光部6017a、導光部6017b固定。

從發光部6015發射的光6018藉由導光部6017a經過顯示面板6006的上部，且藉由導光部6017b到達受光部6016。例如，藉由光6018被手指或觸控筆等檢測物件遮蔽，可以檢測觸摸操作。

例如沿著顯示面板6006的相鄰的兩邊設置多個發光部6015。多個受光部6016設置在夾著顯示面板6006與發光部6015相對的位置上。由此，可以得到進行了觸摸操作的位置的資訊。

發光部6015例如可以使用LED元件等光源。尤其是，作為發光部6015使用發射使用者看不到且對使用者來說沒有害處的紅外線的光源。

作為受光部6016可以使用接收從發光部6015發射的光，將該光轉換為電信號的光電元件。較佳為使用能夠接收紅外線的光電二極體。

作為導光部6017a、導光部6017b可以使用至少透過光6018的材料。藉由使用導光部6017a及導光部6017b，可以將發光部6015及受光部6016配置在顯示面板6006的下側，由此可以抑制因外光到達受光部6016而導致觸控感測器誤工作。尤其是，較佳為使用吸收可見光且透過紅外線的樹脂。由此，可以更有效地抑制觸控感測器的誤工作。

實施方式6

在本實施方式中，說明能夠適用本發明的一個實施方式的顯示裝置的電子裝置。

本發明的一個實施方式的顯示裝置不管外光的強度如何都可以實現高可見度。由此，可以適當地應用於可攜式電子裝置、穿戴式電子裝置、電子書閱讀器、電視機、數位看板等。

圖18A和圖18B示出可攜式資訊終端800的一個例子。可攜式資訊終端800包括外殼801、外殼802、顯示部803、顯示部804及鉸鏈部805等。

外殼801與外殼802藉由鉸鏈部805連接在一起。可攜式資訊終端800可以從圖18A所示的折疊狀態轉換成圖18B所示的外殼801和外殼802展開的狀態。

例如，可以在顯示部803及顯示部804上顯示文件資訊，由此可以將可攜式資訊終端800用作電子書閱讀器。另外，也可以在顯示部803及顯示部804上顯示靜態影像或動態影像。

如此，當攜帶時可以使可攜式資訊終端800 為折疊狀態，因此通用性優越。

另外，在外殼801和外殼802中，也可以包括電源按鈕、操作按鈕、外部連接埠、揚聲器、麥克風等。

圖18C示出可攜式資訊終端的一個例子。圖18C所示的可攜式資訊終端810包括外殼811、顯示部812、操作按鈕813、外部連接埠814、揚聲器815、麥克風816、照相機817等。

在顯示部812中具有本發明的一個實施方式的顯示裝置。

在可攜式資訊終端810中，在顯示部812中具有觸控感測器。藉由用手指或觸控筆等觸摸顯示部812可以進行打電話或輸入文字等各種操作。

另外，藉由操作按鈕813的操作，可以進行電源的ON、OFF工作或切換顯示在顯示部812上的影像的種類。例如，可以將電子郵件的編寫螢幕切換為主功能表螢幕。

另外，藉由在可攜式資訊終端810內部設置陀螺儀感測器或加速度感測器等檢測裝置，可以判斷可攜式資訊終端810的方向(縱向或橫向)，而對顯示部812的螢幕顯示方向進行自動切換。另外，螢幕顯示的切換也可以藉由觸摸顯示部812、操作操作按鈕813或者使用麥克風816輸入聲音來進行。

可攜式資訊終端810例如具有選自電話機、筆記本和資訊閱讀裝置等中的一種或多種功能。明確地說，可攜式資訊終端810可以被用作智慧手機。可攜式資訊終端810例如可以執行行動電話、電子郵件、文章的閱讀及編輯、音樂播放、動畫播放、網路通訊、電腦遊戲等各種應用程式。

圖18D示出照相機的一個例子。照相機820包括外殼821、顯示部822、操作按鈕823、快門按鈕824等。另外，照相機820安裝有可裝卸的鏡頭826。

在顯示部822中具有本發明的一個實施方式的顯示裝置。

在此，雖然照相機820具有能夠從外殼821拆卸下鏡頭826而交換的結構，但是鏡頭826和外殼也可以被形成為一體。

藉由按下快門按鈕824，照相機820可以拍攝靜態影像或動態影像。另外，也可以使顯示部822具有觸控面板的功能，藉由觸摸顯示部822進行攝像。

另外，照相機820還可以具備另外安裝的閃光燈裝置及取景器等。另外，這些構件也可以組裝在外殼821中。

圖19A示出電視機830。電視機830包括顯示部831、外殼832、揚聲器833等。另外，還可以包括LED燈、操作鍵(包括電源開關或操作開關)、連接端子、各種感測器以及麥克風等。

可以利用遙控器834對電視機830進行操作。

作為電視機830能夠接收的廣播電波，可以舉出地上波或從衛星發送的電波等。此外，作為廣播電波，有類比廣播、數位廣播等，還有影像及聲音的廣播或只有聲音的廣播等。例如，可以接收以UHF頻帶(大約300MHz至3GHz)或VHF頻帶(30MHz至300MHz)中的指定的頻帶發送的廣播電波。例如，藉由使用在多個頻帶中接收的多個資料，可以提高傳輸率，從而可以獲得更多的資訊。由此，可以將具有超過全高清的解析度的影像顯示在顯示部831上。例如，可以顯示具有4K2K、8K4K、16K8K或更高的解析度的影像。

另外，也可以採用如下結構：使用廣播資料來生成顯示在顯示部831上的影像，該廣播資料是利用藉由網際網路、LAN(Local Area Network：局域網)、Wi-Fi(註冊商標。Wireless Fidelity)等電腦網路的資料傳輸技術而傳輸的。此時，電視機830也可以不包括調諧器。

圖19B示出設置在圓柱狀的柱子842的數位看板840。數位看板840包括顯示部841。

顯示部841越大，顯示裝置一次能夠提供的資訊量越多。顯示部841越大，容易吸引人的注意，例如可以提高廣告宣傳效果。

藉由將觸控面板用於顯示部841，不僅可以在顯示部841上顯示靜態影像或動態影像，使用者還能夠直覺性地進行操作，所以是較佳的。另外，在用於提供路線資訊或交通資訊等資訊的用途時，可以藉由直覺性的操作提高易用性。

圖19C示出膝上型個人電腦850。個人電腦850包括顯示部851、外殼852、觸控板853以及連接埠854等。

觸控板853被用作指向裝置或數位板等的輸入單元，可以利用手指或觸控筆等進行操作。

觸控板853組裝有顯示元件。如圖19C所示，藉由在觸控板853的表面上顯示輸入鍵855，可以將觸控板853用作鍵盤。此時，為了在觸摸輸入鍵855時利用振動再現觸覺，也可以在觸控板853中組裝有振動模組。

圖20A、圖20B及圖20C分別示出能夠折疊的電子裝置。

圖20A所示的電子裝置900包括外殼901a、外殼901b、鉸鏈903、顯示部902a、顯示部902b等。顯示部902a組裝在外殼901中，顯示部902b組裝在外殼901b中。

外殼901a和外殼901b以以鉸鏈903可以轉動的方式連結。電子裝置900可以變形為合上外殼901a和外殼901b的狀態以及圖20A所示的展開狀態。因此，電子裝置900在攜帶時具有良好的可攜性，在使用時顯示區域較大而具有高可見度。

鉸鏈903較佳為具有鎖定機構，以便防止展開外殼901a和外殼901b時它們所形成的角度大於指定的角度。例如，鎖定(展開的極限)的角度較佳為90度以上且小於180度，典型的是，90度、120度、135度或150度等。由此，可以提高方便性、安全性及可靠性。

顯示部912a和顯示部912b中的至少一個被用作觸控面板，可以利用手指或觸控筆等進行操作。

在外殼901a和外殼901b中的任一個中設置有無線通訊模組，可以藉由網際網路、LAN、Wi-Fi(註冊商標)等電腦網路收發資料。

顯示部902a和顯示部902b也可以組裝有一個撓性顯示器。由此，可以進行在顯示部902a和顯示部902b之間不斷的連續顯示。

圖20B示出被用作攜帶型遊戲機的電子裝置910。電子裝置910包括外殼911a、外殼911b、顯示部912a、顯示部912b、鉸鏈913、操作按鈕914a、操作按鈕914b等。

可以對外殼911b插入盒子915。在盒子915中例如儲存有遊戲等應用軟體，藉由交換盒子915，可以利用電子裝置910執行各種應用。

圖20B示出顯示部912b的尺寸和顯示部912b的尺寸互不相同的例子。明確而言，設置在外殼911a中的顯示部912a比設置有操作按鈕914a及操作按鈕914b的外殼911b所包括的顯示部912b大。例如，可以在顯示部912a上顯示作為主螢幕的顯示，在顯示部912b 上顯示作為操作螢幕的顯示等適當地使用各顯示部。

圖20C所示的電子裝置920在由鉸鏈923連結的外殼921a和外殼921b中橫跨設置有撓性顯示部922。

可以將顯示部922的至少一部分彎曲。在顯示部922中，從外殼921a到外殼921b連續地配置有像素，可以進行曲面狀的顯示。

因為鉸鏈923具有上述鎖定機構，所以可以防止顯示部922被施加過分的壓力而顯示部922被破損。因此，可以實現可靠性高的電子裝置。

Claims

一種顯示裝置，包括：第一顯示元件；第二顯示元件；以及彩色層，其中，該第一顯示元件具有將可見光反射到顯示面一側的功能，該第二顯示元件具有向該顯示面一側發射可見光的功能，該彩色層位於該第一顯示元件所反射的第一光之光路上，並且，該彩色層透過兩個以上的原色光。
一種顯示裝置，包括：第一顯示元件；第二顯示元件；以及彩色層，其中，該第一顯示元件具有將可見光反射到顯示面一側的功能，該第二顯示元件具有向該顯示面一側發射可見光的功能，該彩色層位於該第一顯示元件所反射的第一光之光路上，並且，該彩色層透過補色光。
一種顯示裝置，包括：第一顯示元件；第二顯示元件；以及彩色層，其中，該第一顯示元件具有將可見光反射到顯示面一側的功能，該第二顯示元件具有向該顯示面一側發射可見光的功能，該彩色層位於該第一顯示元件所反射的第一光之光路上，並且，該彩色層透過紅色光、綠色光和藍色光中的任兩個光。
一種顯示裝置，包括：第一顯示元件；第二顯示元件；以及彩色層，其中，該第一顯示元件具有將可見光反射到顯示面一側的功能，該第二顯示元件具有向該顯示面一側發射可見光的功能，該彩色層位於該第一顯示元件所反射的第一光之光路上，並且，該彩色層透過青色光、洋紅色光和黃色光中的任一個光。
一種顯示裝置，包括：第一顯示元件；第二顯示元件；以及彩色層，其中，該第一顯示元件具有將可見光反射到顯示面一側的功能，該第二顯示元件具有向該顯示面一側發射可見光的功能，該彩色層位於該第一顯示元件所反射的第一光之光路上，該彩色層透過青色光、洋紅色光和黃色光中的任一個光，並且，該第二顯示元件發射紅色光、綠色光和藍色光中的任一個光。
一種顯示裝置，包括：第一顯示元件；第二顯示元件；第一彩色層；以及第二彩色層，其中，該第一顯示元件具有將可見光反射到顯示面一側的功能，該第二顯示元件具有向該顯示面一側發射可見光的功能，該第一彩色層位於該第一顯示元件所反射的第一光之光路上，該第二彩色層位於該第二顯示元件所發射的第二光之光路上，該第一彩色層透過青色光、洋紅色光和黃色光中的任一個光，並且，該第二彩色層透過紅色光、綠色光和藍色光中的任一個光。
根據申請專利範圍第4至6中任一項之顯示裝置，其中該青色光包含波長為450nm的光以及波長為550nm的光，該洋紅色光包含波長為450nm的光以及波長為700nm的光，並且該黃色光包含波長為550nm的光以及波長為700nm的光。
根據申請專利範圍3、5或6項之顯示裝置，其中該紅色光包含波長為700nm的光，該綠色光包含波長為550nm的光，並且該藍色光包含波長為450nm的光。
根據申請專利範圍第1至8中任一項之顯示裝置，還包括開關及電晶體，其中該第一顯示元件與該開關電連接並包括反射可見光的第一導電層，該第二顯示元件與該電晶體電連接並包括透過可見光的第二導電層，該第一顯示元件位於比該電晶體靠近該顯示面一側，並且該第二顯示元件位於夾著該電晶體與該第一顯示元件相反的一側。
根據申請專利範圍第1至8中任一項之顯示裝置，還包括第一電晶體及第二電晶體，其中該第一顯示元件與該第一電晶體電連接並包括反射可見光的第一導電層，該第二顯示元件與該第二電晶體電連接並包括透過可見光的第二導電層，該第一顯示元件位於比該第一電晶體及該第二電晶體靠近該顯示面一側，並且該第二顯示元件位於夾著該第一電晶體及該第二電晶體與該第一顯示元件相反的一側。
根據申請專利範圍第10項之顯示裝置，其中該第一電晶體和該第二電晶體設置在同一平面上。
根據申請專利範圍第10或11項之顯示裝置，其中該第一電晶體及該第二電晶體在形成通道的半導體中包含金屬氧化物。