TWI713004B

TWI713004B - 顯示裝置、顯示模組及電子裝置

Info

Publication number: TWI713004B
Application number: TW105137663A
Authority: TW
Inventors: 山崎舜平; 久保田大介; 川島進; 岩城裕司
Original assignee: 日商半導體能源研究所股份有限公司
Priority date: 2016-09-16
Filing date: 2016-11-17
Publication date: 2020-12-11
Also published as: JP6965065B2; JP2018049266A; TW201824215A

Abstract

本發明的一個實施方式的目的是提供一種低功耗的顯示裝置。本發明的一個實施方式的顯示裝置包括多個像素，該多個像素的每一個包括液晶元件、多個發光元件及電容器，其中，液晶元件相對於多個發光元件設置在該發光元件射出光的一側，液晶元件包括第一電極、第二電極以及第一電極與第二電極之間的液晶層，多個發光元件的每一個包括第三電極、第四電極以及第三電極與第四電極之間的EL層，電容器包括作為一個電極的第一電極及作為另一個電極的第五電極，第一電極及第四電極具有反射可見光的功能，第二電極及第三電極具有透過可見光的功能，第一電極包括不與多個發光元件的每一個重疊的區域。

Description

顯示裝置、顯示模組及電子裝置

本發明的一個實施方式係關於一種顯示裝置、顯示模組、電子裝置及顯示裝置的製造方法。

注意，本發明的一個實施方式不侷限於上述技術領域。作為本發明的一個實施方式的技術領域的一個例子，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(例如，觸控感測器等)、輸入輸出裝置(例如，觸控面板等)以及上述裝置的驅動方法或製造方法。

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。

近年來，顯示裝置被期待應用於各種用途。作為顯示裝置，例如已開發了包括發光元件的發光顯示裝置、包括液晶元件的液晶顯示裝置等。

例如，專利文獻1公開了使用有機EL(Electroluminescence)元件的具有撓性的發光顯示裝置。

專利文獻2公開了一種半透過型液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括反射可見光的區域和透過可見光的區域，在能夠獲得充分的外光的環境下可以用作反射型液晶顯示裝置，在不能夠獲得充分的外光的環境下可以用作透過型液晶顯示裝置。

[專利文獻1]日本專利申請公開第2014-197522號公報

[專利文獻2]日本專利申請公開第2011-191750號公報

上述顯示裝置，其中以智慧手機為代表的可攜式終端需要將顯示面板、觸控面板、電池等容納在有限的外殼的空間內。因此，電池尺寸及電池容量也受限制。再者，可攜式終端被預測在戶外等不能自由地進行充電的地方使用。

換言之，對顯示裝置供應電力的電池有其電量不足的傾向，使用該顯示裝置的可攜式終端的使用時間受限制。為了解決這個問題，降低顯示裝置的功耗是重要的。

本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種低功耗的顯示裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種能夠以低圖框頻率驅動的顯示裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種無論周圍的亮度如何都具有高可見度的顯示裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種全天候型顯示裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種方便性高的顯示裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種可靠性高的顯示裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是實現顯示裝置的薄型化或輕量化。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種具有撓性或曲面的顯示裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種新穎的顯示裝置、輸入輸出裝置或電子裝置等。

注意，這些目的的記載並不妨礙其他目的的存在。本發明的一個實施方式並不需要實現所有上述目的。可以從說明書、圖式、申請專利範圍的記載中抽取上述目的以外的目的。

本發明的一個實施方式是一種顯示裝置，該顯示裝置包括：多個像素，該多個像素的每一個包括液晶元件、多個發光元件、電容器以及第一電晶體，其中，液晶元件相對於多個發光元件設置在該發光元件射出光的一側，液晶元件包括第一電極、第二電極以及第一電極與第二電極之間的液晶層，多個發光元件的每一個包括第三電極、第四電極以及第三電極與第四電極之間的EL層，電容器包括作為一個電極的第一電極及作為另一個電極的第五電極，第一電晶體的源極和汲極中的一個與第一電極電連接，第一電極包括不與多個發光元件的每一個重疊的區域，並且，第五電極位於第一電極與第一電晶體之間且包括不與第一電極與第一電晶體的源極和汲極中的一個的連接部重疊的區域。

上述顯示裝置也可以具有如下結構：多個像素的每一個包括多個第二電晶體，並且多個第二電晶體的每一個的源極和汲極中的一個與第三電極電連接。

上述顯示裝置也可以具有如下結構：第一電極及第四電極具有反射可見光的功能，並且第二電極及第三電極具有透過可見光的功能。

上述顯示裝置也可以具有如下結構：多個發光元件的EL層的材料的構成彼此不同。

上述顯示裝置也可以具有如下結構：多個像素的每一個包括第一至第三發光元件，第一發光元件具有發射紅色光的功能，第二發光元件具有發射綠色光的功能，並且第三發光元件具有發射藍色光的功能。

上述顯示裝置也可以具有如下結構：多個像素的每一個包括第一至第四發光元件，第一發光元件具有發射紅色光的功能，第二發光元件具有發射綠色光的功能，第三發光元件具有發射藍色光的功能，並且第四發光元件具有發射白色光的功能。

上述顯示裝置也可以具有如下結構：多個發光元件的EL層的材料的構成相同，並且在多個發光元件的每一個與液晶層之間設置有彩色層。

上述顯示裝置也可以具有如下結構：多個像素的每一個包括第一至第三發光元件，第一至第四發光元件具有發射白色光的功能，在第一發光元件與液晶層之間設置有具有透過紅色光的功能的彩色層，在第二發光元件與液晶層之間設置有具有透過綠色光的功能的彩色層，並且在第三發光元件與液晶層之間設置有具有透過藍色光的功能的彩色層。

上述顯示裝置也可以具有如下結構：多個像素的每一個包括第一至第四發光元件，第一至第四發光元件具有發射白色光的功能，在第一發光元件與液晶層之間設置有具有透過紅色光的功能的彩色層，在第二發光元件與液晶層之間設置有具有透過綠色光的功能的彩色層，並且在第三發光元件與液晶層之間設置有具有透過藍色光的功能的彩色層。

本發明的一個實施方式是一種顯示裝置，該顯示裝置包括：多個像素，該多個像素的每一個包括液晶元件、第一彩色層、多個第二彩色層、多個發光元件、多個第三彩色層、電容器、第一電晶體以及多個第二電晶體，其中，液晶元件相對於多個發光元件設置在該發光元件射出光的一側，第一彩色層及第二彩色層相對於液晶元件設置在發光元件射出光的一側，液晶元件包括第一電極、第二電極以及第一電極與第二電極之間的液晶層，多個發光元件的每一個包括第三電極、第四電極以及第三電極與第四電極之間的EL層，電容器包括作為一個電極的第一電極及作為另一個電極的第五電極，第一電晶體的源極和汲極中的一個與第一電極電連接，多個第二電晶體的每一個的源極和汲極中的一個與第三電極電連接，第一電極及第四電極具有反射可見光的功能，第二電極及第三電極具有透過可見光的功能，第一電極包括不與多個發光元件的每一個重疊的區域，第五電極位於第一電極與第一電晶體之間且包括不與第一電極與第一電晶體的源極和汲極中的一個的連接部重疊的區域，以與第二電極重疊的方式設置有第一彩色層，以與多個發光元件的每一個重疊的方式設置有多個第二彩色層，在多個發光元件的每一個與液晶元件之間設置有第三彩色層，並且第二彩色層及第三彩色層具有透過相同顏色的可見光的功能。

上述顯示裝置也可以具有如下結構：第二電極形成有多個開口，並且多個發光元件的每一個包括與多個開口中的任一個重疊的區域。

上述顯示裝置也可以具有如下結構：第二電極形成有多個切口，並且多個發光元件的每一個包括與多個切口中的任一個重疊的區域。

上述顯示裝置也可以具有如下結構：第二電極形成有一個以上的開口及一個以上的切口，並且多個發光元件的每一個包括與一個以上的開口及一個以上的切口中的任一個重疊的區域。

上述顯示裝置也可以具有如下結構：第五電極包括不與多個發光元件的每一個重疊的區域。

上述顯示裝置也可以具有如下結構：第五電極具有透過可見光的功能。

在上述顯示裝置中，液晶層的電阻率較佳為1.0×10¹⁴(Ω．cm)以上。

在上述顯示裝置中，第一電晶體較佳為在通道形成區中包含金屬氧化物。另外，金屬氧化物的能隙較佳為3.0eV以上。

本發明的一個實施方式是一種包括上述顯示裝置及電路板的顯示模組。

本發明的一個實施方式是一種包括天線、電池、外殼、照相機、揚聲器、麥克風和操作按鈕中的至少一個及上述顯示模組的電子裝置。

藉由本發明的一個實施方式可以提供一種低功耗的顯示裝置。藉由本發明的一個實施方式可以提供一種能夠以低圖框頻率驅動的顯示裝置。藉由本發明的一個實施方式可以提供一種無論周圍的亮度如何都具有高可見度的顯示裝置。藉由本發明的一個實施方式可以提供一種全天候型顯示裝置。藉由本發明的一個實施方式可以提供一種方便性高的顯示裝置。藉由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。藉由本發明的一個實施方式可以實現顯示裝置的薄型化或輕量化。藉由本發明的一個實施方式可以提供一種具有撓性或曲面的顯示裝置。藉由本發明的一個實施方式可以提供一種新穎的顯示裝置、輸入輸出裝置或電子裝置等。

注意，這些效果的記載不妨礙其他效果的存在。本發明的一個實施方式並不需要具有所有上述效果。可以從說明書、圖式、申請專利範圍的記載中抽取上述效果以外的效果。

61‧‧‧製造基板

62‧‧‧剝離層

63‧‧‧絕緣層

100‧‧‧顯示裝置

112‧‧‧液晶層

113‧‧‧電極

117‧‧‧絕緣層

121‧‧‧絕緣層

131a‧‧‧彩色層

131aa‧‧‧彩色層

131ab‧‧‧彩色層

131ac‧‧‧彩色層

131ad‧‧‧彩色層

131b‧‧‧彩色層

131ba‧‧‧彩色層

131bb‧‧‧彩色層

131bc‧‧‧彩色層

132‧‧‧遮光層

133a‧‧‧配向膜

133b‧‧‧配向膜

134‧‧‧彩色層

134a‧‧‧彩色層

134b‧‧‧彩色層

134c‧‧‧彩色層

135‧‧‧偏光板

141‧‧‧黏合層

142‧‧‧黏合層

170‧‧‧發光元件

170a‧‧‧發光元件

170b‧‧‧發光元件

170c‧‧‧發光元件

170d‧‧‧發光元件

180‧‧‧液晶元件

191‧‧‧電極

191a‧‧‧電極

191b‧‧‧電極

191c‧‧‧電極

192‧‧‧EL層

193‧‧‧電極

194‧‧‧絕緣層

200a‧‧‧電晶體

200b‧‧‧電晶體

200c‧‧‧電晶體

200E‧‧‧電晶體

200L‧‧‧電晶體

201‧‧‧電晶體

203‧‧‧電晶體

204‧‧‧連接部

205‧‧‧電晶體

206‧‧‧電晶體

207‧‧‧連接部

208a‧‧‧連接部

208b‧‧‧連接部

208c‧‧‧連接部

211‧‧‧絕緣層

212‧‧‧絕緣層

212a‧‧‧絕緣層

212b‧‧‧絕緣層

213‧‧‧絕緣層

214‧‧‧絕緣層

215‧‧‧絕緣層

216‧‧‧絕緣層

217‧‧‧絕緣層

218‧‧‧電極

220‧‧‧絕緣層

221‧‧‧導電層

221a‧‧‧導電層

221b‧‧‧導電層

222‧‧‧導電層

222a‧‧‧導電層

222a_1‧‧‧導電層

222a_2‧‧‧導電層

222a_3‧‧‧導電層

222b‧‧‧導電層

222b_1‧‧‧導電層

222b_2‧‧‧導電層

222b_3‧‧‧導電層

223‧‧‧導電層

224‧‧‧絕緣層

231‧‧‧金屬氧化物層

231_1‧‧‧金屬氧化物層

231_2‧‧‧金屬氧化物層

231d‧‧‧汲極區

231i‧‧‧通道區

231s‧‧‧源極區

235‧‧‧開口部

236a‧‧‧開口部

236b‧‧‧開口部

237‧‧‧開口部

242‧‧‧連接層

243‧‧‧連接器

252‧‧‧連接部

261‧‧‧金屬氧化物層

263a‧‧‧導電層

263b‧‧‧導電層

270‧‧‧電容器

270_1‧‧‧電容器

270_2‧‧‧電容器

270_3‧‧‧電容器

281‧‧‧電晶體

284‧‧‧電晶體

285‧‧‧電晶體

286‧‧‧電晶體

295‧‧‧電晶體

296‧‧‧電晶體

300‧‧‧顯示裝置

300A‧‧‧顯示裝置

300B‧‧‧顯示裝置

300C‧‧‧顯示裝置

311‧‧‧電極

311_1‧‧‧電極

311_2‧‧‧電極

311_3‧‧‧電極

311a‧‧‧電極

311b‧‧‧電極

311ba‧‧‧電極

311bb‧‧‧電極

311bc‧‧‧電極

311bd‧‧‧電極

312‧‧‧電極

351‧‧‧基板

361‧‧‧基板

362‧‧‧顯示部

364‧‧‧電路

365‧‧‧佈線

372‧‧‧FPC

373‧‧‧IC

410‧‧‧像素

410a‧‧‧像素

410aa‧‧‧子像素

410ab‧‧‧子像素

410ac‧‧‧子像素

410b‧‧‧像素

410ba‧‧‧子像素

410bb‧‧‧子像素

410bc‧‧‧子像素

410c‧‧‧像素

410d‧‧‧像素

410E‧‧‧像素

410Ea‧‧‧像素

410Eb‧‧‧像素

410Ec‧‧‧像素

410Ed‧‧‧像素

410L‧‧‧像素

410L_1‧‧‧子像素

410L_2‧‧‧子像素

410L_3‧‧‧子像素

410LF‧‧‧像素

451‧‧‧開口

451a‧‧‧開口

451b‧‧‧開口

451c‧‧‧開口

451d‧‧‧開口

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

835‧‧‧操作鍵

836‧‧‧連接端子

837‧‧‧感測器

950A‧‧‧像素

950B‧‧‧像素

960‧‧‧顯示裝置

962‧‧‧顯示裝置

8000‧‧‧顯示模組

8001‧‧‧上蓋

8002‧‧‧下蓋

8005‧‧‧FPC

8006‧‧‧顯示面板

8009‧‧‧框架

8010‧‧‧印刷電路板

8011‧‧‧電池

8015‧‧‧發光部

8016‧‧‧受光部

8017a‧‧‧導光部

8017b‧‧‧導光部

8018‧‧‧光

9000‧‧‧外殼

9001‧‧‧顯示部

9003‧‧‧揚聲器

9005‧‧‧操作鍵

9006‧‧‧連接端子

9007‧‧‧感測器

9008‧‧‧麥克風

9055‧‧‧鉸鏈

9200‧‧‧可攜式資訊終端

9201‧‧‧可攜式資訊終端

9202‧‧‧可攜式資訊終端

在圖式中：圖1A和圖1B為示出顯示裝置的一個例子的立體圖及剖面圖；圖2為示出顯示裝置的一個例子的剖面圖；圖3A至圖3D為示出顯示裝置的一個例子的剖面圖及俯視圖；圖4A和圖4B為示出顯示裝置的一個例子的俯視圖；圖5A至圖5H為示出顯示裝置的一個例子的俯視圖；圖6A至圖6G為示出顯示裝置的一個例子的俯視圖；圖7為示出顯示裝置的一個例子的剖面圖；圖8為示出顯示裝置的一個例子的剖面圖；圖9A至圖9C為示出用於顯示裝置的電晶體的一個例子的俯視圖及剖面圖；圖10A至圖10C為示出用於顯示裝置的電晶體的一個例子的俯視圖及剖面圖；圖11A至圖11C為示出用於顯示裝置的電晶體的一個例子的俯視圖及剖面圖；圖12為示出顯示裝置的一個例子的剖面圖；圖13為示出顯示裝置的一個例子的剖面圖；圖14為示出顯示裝置的一個例子的剖面圖；圖15A和圖15B為示出顯示裝置的一個例子的俯視圖；圖16A至圖16D為示出顯示裝置的製造方法的一個例子的剖面圖；圖17A至圖17C為示出顯示裝置的製造方法的一個例子的剖面圖；圖18A和圖18B為示出顯示裝置的製造方法的一個例子的剖面圖；圖19A和圖19B為示出顯示裝置的製造方法的一個例子的剖面圖；圖20為示出顯示裝置的一個例子的方塊圖；圖21為示出顯示裝置的像素電路的一個例子的電路圖；圖22為示出顯示裝置的像素電路的一個例子的電路圖；圖23A和圖23B為示出顯示裝置的像素電路的一個例子的俯視圖；圖24為示出顯示裝置的像素電路的一個例子的俯視圖；圖25為示出顯示裝置的像素電路的一個例子的電路圖；圖26為說明包括液晶層的顯示裝置的顯示白色和黑色之後的灰階變化的圖；圖27為示出液晶層的電阻率與液晶層的分子的偶極矩的關係的圖表；圖28A和圖28B為示出顯示裝置的像素的俯視圖；圖29為說明顯示裝置的反射開口率與反射率的關係的圖；圖30為說明液晶層中的手性試劑的添加對顯示裝置的反射率的影響的圖；圖31A和圖31B為示出顯示模組的一個例子的圖；圖32A至圖32E為示出電子裝置的一個例子的圖；圖33A至圖33E為示出電子裝置的一個例子的圖。

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表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，當表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。

為了便於理解，有時圖式中示出的各組件的位置、大小及範圍等並不表示其實際的位置、大小及範圍等。因此，所公開的發明不一定侷限於圖式所公開的位置、大小、範圍等。

根據情況或狀態，可以互相調換“膜”和“層”。例如，有時可以將“導電層”變換為“導電膜”。此外，有時可以將“絕緣膜”變換為“絕緣層”。

在本說明書等中，“基板”較佳為具有支撐功能電路、功能元件和功能膜等中的至少一個的功能。此外，“基板”也可以不具有支撐這些構件的功能，例如也可以具有保護裝置表面的功能或使功能電路、功能元件和功能膜等中的至少一個密封的功能等。

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，在金屬氧化物具有放大作用、整流作用和開關作用中的至少一個的情況下，可以將該金屬氧化物稱為金屬氧化物半導體(metal oxide semiconductor)，或者可以將其縮稱為OS。另外，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。

在本說明書等中，有時將包含氮的金屬氧化物也稱為金屬氧化物(metal oxide)。此外，也可以將包含氮的金屬氧化物稱為金屬氧氮化物(metal oxynitride)。

在本說明書等中，有時記載CAAC(c-axis aligned crystal)或CAC(Cloud-Aligned Composite)。注意，CAAC是指結晶結構的一個例子，CAC是指功能或材料構成的一個例子。

在本說明書等中，CAC-OS或CAC-metal oxide在材料的一部分中具有導電性的功能，在材料的另一部分中具有絕緣性的功能，作為材料的整體具有半導體的功能。在將CAC-OS或CAC-metal oxide用於電晶體的活性層的情況下，導電性的功能是指使被用作載子的電子(或電洞)流過的功能，絕緣性的功能是指不使被用作載子的電子流過的功能。藉由導電性的功能和絕緣性的功能的互補作用，可以使CAC-OS或CAC-metal oxide具有開關功能(控制開啟/關閉的功能)。藉由在CAC-OS或CAC-metal oxide中使各功能分離，可以最大限度地提高各功能。

在本說明書等中，CAC-OS或CAC-metal oxide包括導電性區域及絕緣性區域。導電性區域具有上述導電性的功能，絕緣性區域具有上述絕緣性的功能。在材料中，導電性區域和絕緣性區域有時以奈米粒子級分離。另外，導電性區域和絕緣性區域有時在材料中不均勻地分佈。此外，有時觀察到其邊緣模糊而以雲狀連接的導電性區域。

在CAC-OS或CAC-metal oxide中，有時導電性區域及絕緣性區域以0.5nm以上且10nm以下，較佳為0.5nm以上且3nm以下的尺寸分散在材料中。

CAC-OS或CAC-metal oxide由具有不同能帶間隙的成分構成。例如，CAC-OS或CAC-metal oxide由具有起因於絕緣性區域的寬隙的成分及具有起因於導電性區域的窄隙的成分構成。在該結構中，當使載子流過時，載子主要在具有窄隙的成分中流過。此外，具有窄隙的成分與具有寬隙的成分互補作用，與具有窄隙的成分聯動地在具有寬隙的成分中載子流過。因此，在將上述CAC-OS或CAC-metal oxide用於電晶體的通道區時，在電晶體的導通狀態中可以得到高電流驅動力，亦即大通態電流及高場效移動率。

就是說，也可以將CAC-OS或CAC-metal oxide稱為基質複合材料(matrix composite)或金屬基質複合材料(metal matrix composite)。

實施方式1

在本實施方式中，參照圖式說明本發明的一個實施方式的顯示裝置及其製造方法。

本實施方式的顯示裝置包括反射可見光的第一顯示元件及發射可見光的第二顯示元件。

本實施方式的顯示裝置具有利用第一顯示元件所反射的光和第二顯示元件所發射的光中的一個或兩個顯示影像的功能。

作為第一顯示元件，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小。

作為第一顯示元件，典型地可以使用反射型液晶元件。此外，作為第一顯示元件，也可以使用快門方式的MEMS(Micro Electro Mechanical System：微機電系統)元件、光干涉方式的MEMS元件、應用微囊方式、電泳方式、電潤濕方式、電子粉流體(註冊商標)方式等的元件等。

作為第二顯示元件，較佳為使用發光元件。由於這種顯示元件所發射的光的亮度及色度不受到外光的影響，因此這種像素可以進行色彩再現性高(色域寬)且對比度高的鮮明的顯示。

作為第二顯示元件，例如可以使用OLED(Organic Light Emitting Diode：有機發光二極體)、LED(Light Emitting Diode：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。

本實施方式的顯示裝置包括只使用第一顯示元件顯示影像的第一模式、只使用第二顯示元件顯示影像的第二模式以及使用第一顯示元件和第二顯示元件顯示影像的第三模式，該顯示裝置能夠以自動或手動切換這些模式而使用。

在第一模式中，利用第一顯示元件和外光顯示影像。因為第一模式不使用光源，所以功耗極低。例如，當外光充分入射到顯示裝置時(在明亮的環境等下)，可以使用第一顯示元件所反射的光進行顯示。例如，第一模式在外光充分強且外光為白色光或近似的光的情況下是有效的。第一模式是適於顯示文字的模式。另外，因為在第一模式中使用反射外光的光，所以可以進行護眼顯示而有眼睛不容易疲累的效果。

在第二模式中，利用第二顯示元件的發光顯示影像。由此，可以與照度及外光的色度無關地進行極鮮明(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照度極低的情況等下是有效的。另外，在周圍昏暗時，明亮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。第二模式是適合顯示鮮明的影像(靜態影像及動態影像)等的模式。

在第三模式中，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。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小。例如，第三模式在室內照明下或者早晨傍晚等照度較低的情況、外光的色度不是白色的情況等下是有效的。

藉由採用上述結構，可以實現無論周圍的亮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。

參照圖1A至圖15B說明本實施方式的顯示裝置的結構實例。

圖1A是顯示裝置300的立體示意圖。顯示裝置300具有貼合基板351與基板361的結構。在圖1A中，以虛線表示基板361。

顯示裝置300包括顯示部362、電路364及佈線365等。在顯示部362中，設置有作為第一顯示元件的液晶元件及作為第二顯示元件的發光元件。圖1A示出在顯示裝置300中安裝有IC(集成電路)373及FPC372的例子。因此，也可以將圖1A所示的結構稱為包括顯示裝置300、IC及FPC的顯示模組。

作為電路364，例如可以使用掃描線驅動電路。

佈線365具有對顯示部362及電路364供應信號及電力的功能。該信號及電力從外部經由FPC372或者從IC373輸入到佈線365。

圖1A示出藉由COG(Chip On Glass：晶粒玻璃接合)方式或COF(Chip on Film：薄膜覆晶封裝)方式等在基板351上設置IC373的例子。作為IC373，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100及顯示模組也可以沒有設置IC。另外，也可以將IC利用COF方式等安裝於FPC。

圖1A還示出顯示部362的一部分的放大圖。在顯示部362中多個像素410在箭頭R所示的方向(以下稱為R方向)及箭頭C所示的方向(以下稱為C方向)上被配置為矩陣狀。圖1B示出像素410的剖面示意圖。

像素410包括液晶元件180及多個發光元件170。圖1A示出像素410包括三個發光元件170(發光元件170a、發光元件170b及發光元件170c)的例子。

在像素410中，在一對基板(基板351及基板361)之間設置有液晶元件180、發光元件170、電容器270、電晶體200L及多個電晶體200E等。在圖1B中，在一對基板之間從基板361一側依次設置有絕緣層220、絕緣層224、絕緣層214、絕緣層216及絕緣層194。液晶元件180被配置在絕緣層220與基板361之間，電容器270被配置在形成有絕緣層220及絕緣層224的層中，電晶體200L及電晶體200E被配置在形成有絕緣層214的層中，發光元件170被配置在絕緣層214與絕緣層194之間。

液晶元件180包括具有反射可見光的功能的電極311、液晶層112及具有透過可見光的功能的電極113。液晶層112夾在電極311與電極113之間。

液晶元件180具有反射可見光的功能。液晶元件180向基板361一側射出反射光。

電極311藉由設置在絕緣層220及絕緣層224中的開口與電晶體200L的源極和汲極中的一個電連接(以下，將該連接部稱為連接部207)。電極311具有像素電極的功能。電極113具有共用電極的功能。

電容器270包括作為一個電極的電極311及作為另一個電極的電極312。設置在電極311與電極312之間的絕緣層220被用作電容器270的介電質。電容器270較佳為設置在液晶元件180與形成有電晶體200L的層之間。因此，電極312較佳為設置在電極311與形成有電晶體200L的層之間。

在圖1B中，在形成有電晶體200L的絕緣層214及形成有電極311的絕緣層220之間形成有絕緣層224，在與絕緣層224相同的層中還形成有電極312。注意，本實施方式所示的顯示裝置不侷限於此。例如，可以將與電晶體200L所包括的導電層相同的層中的導電層用作電極312。

電極312包括不與連接部207重疊的區域以防止與電極311導通。例如，可以在電極312中形成開口或切口等且在形成有該開口或切口等的部分形成連接部207。如此，不使連接部207與電極312接觸即可。

發光元件170包括電極191、EL層192及電極193。EL層192夾在電極191與電極193之間。EL層192至少包含發光物質。電極191具有透過可見光的功能。電極193較佳為具有反射可見光的功能。

發光元件170具有發射可見光的功能。明確而言，發光元件170為在電壓被施加到電極191與電極193之間時向基板361一側射出光的電場發光元件。

設置在多個發光元件170中的電極191的每一個藉由設置在絕緣層214中的開口與電晶體200E的源極和汲極中的一個電連接。電極191具有像素電極的功能。電極191的端部被絕緣層216覆蓋。電極193具有共用電極的功能。

發光元件170較佳為被絕緣層194覆蓋。在圖1A中，絕緣層194以接觸於電極193的方式設置。藉由設置絕緣層194，可以抑制雜質侵入發光元件170並提高發光元件170的可靠性。使用黏合層142貼合絕緣層194與基板351。

電晶體200L及電晶體200E設置在液晶元件180與發光元件170之間的層中。電晶體200L及電晶體200E可以設置在同一層中，也可以設置在不同的層中。電晶體200L具有控制液晶元件180的驅動的功能。電晶體200E具有控制發光元件170的驅動的功能。

電連接於液晶元件180的電路及電連接於發光元件170的電路較佳為形成在同一面上。由此，與將兩個電路形成在不同的面上的情況相比，可以減小顯示裝置的厚度，而可以減少層數，因此可以實現輕量化。此外，因為可以藉由同一製程製造兩個電晶體，所以與將兩個電晶體形成在不同的面上的情況相比，可以簡化製程。

用作液晶元件180的像素電極的電極311位於相對於電晶體200L及電晶體200E的閘極絕緣層與用作發光元件170的像素電極的電極191相反的位置上。如此，液晶元件180相對於多個發光元件170設置在該多個發光元件170射出光的一側。

電極311具有反射光的功能，因此如果電極311與發光元件170重疊，發光元件170則不能射出光。因此，電極311包括不與多個發光元件170重疊的區域。例如，如圖1A和圖1B所示，可以在電極311中設置多個開口451且使多個發光元件170(在圖1A中，對應於發光元件170a、發光元件170b及發光元件170c)包括與多個開口451(在圖1A中，對應於開口451a、開口451b及開口451c)中的任一個重疊的區域。

發光元件170的發光區域的面積和開口451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。電極311的開口451的總面積相對於非開口部的總面積的比例越小，越可以使使用液晶元件180的顯示明亮。另外，電極311的開口451的總面積相對於非開口部的總面積的比例越大，越可以使使用發光元件170的顯示明亮。

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，如圖1A所示，也可以以靠近相鄰的像素的方式配置開口451。此時，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。

另外，在圖1A中，電極311的形狀為正方形，但是不侷限於此，也可以為長方形、四角形、三角形或其他的多角形。另外，這些多角形的角部也可以呈弧形。

與電極311同樣，電極312也較佳為包括不與多個發光元件170重疊的區域。例如，可以將與上述電極311的開口451同樣的開口形成在電極312中。注意，形成在電極312中的開口不需要與電極311的開口451完全一樣。只要能夠將發光元件170的光提取到基板361一側，電極312的開口的尺寸或形狀也可以與開口451不同。

電極312也可以與電極113或電極191同樣地具有透過可見光的功能。在此情況下，如圖2所示，即使不在電極312的與開口451重疊的部分形成開口等，也可以將發光元件170的光射出到基板361一側。

將像素410的包括液晶元件180的部分稱為第一像素410L，將像素410的包括多個發光元件170的部分稱為第二像素410E。不包括子像素的第一像素410L 可以進行單色顯示(例如，黑白顯示或者灰階顯示等)，包括多個子像素的第二像素410E可以進行全彩色顯示。

將像素410的包括多個發光元件170(在圖1A中，對應於發光元件170a、發光元件170b及發光元件170c)的各部分視為第二像素410E的子像素。如圖1A所示，在包括三個子像素的情況下，發光元件170a、發光元件170b及發光元件170c較佳為具有發射紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)這三個顏色中的任一個的功能。

發光元件170的顏色不侷限於此，例如，可以為黃色(Y)、青色(C)及洋紅色(M)這三個顏色等。另外，子像素的個數可以為四個以上。例如，在子像素的個數為四個的情況下，發光元件170的顏色可以為紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)、白色(W)這四個顏色或者紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)、黃色(Y)這四個顏色等。

另外，在子像素的個數為四個的情況下，也可以將第一像素410L用作子像素之一。例如，可以採用第一像素410L發射白色(W)且發光元件170a、發光元件170b及發光元件170c分別發射紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)這三個顏色中的任一個的結構。如此，藉由追加利用外光進行顯示的液晶元件180，與只使用發光元件170進行顯示時相比，可以降低功耗。

在此，對本實施方式所示的像素410與像素 410LF進行比較。在像素410LF中，第一像素410L包括子像素410L_1、子像素410L_2及子像素410L_3，利用液晶元件可以進行全彩色顯示。圖3A示出像素410的俯視圖，圖3B示出像素410LF的俯視圖。圖3C示出對應於圖3A所示的像素410的雙點劃線A1-A2的剖面圖，圖3D示出對應於圖3B所示的像素410LF的雙點劃線B1-B2的剖面圖。圖3A和圖3B所示的雙點劃線示出被用作電容器270的一個電極的電極312。圖3C和圖3D示意性地示出各像素的絕緣層220及絕緣層224附近。

像素410LF與像素410的不同之處在於包括子像素410L_1、子像素410L_2及子像素410L_3代替第一像素410L。子像素410L_1包括電極311_1，子像素410L_2包括電極311_2，子像素410L_3包括電極311_3。因此，子像素410L_1設置有包括電極311_1及電極312的電容器270_1，子像素410L_2設置有包括電極311_2及電極312的電容器270_2，子像素410L_3設置有包括電極311_3及電極312的電容器270_3。

如圖3A至圖3D所示，藉由使第一像素410L進行單色顯示，與設置三個子像素且使第一像素410L進行全彩色顯示的情況相比，可以增加第一像素410L的像素電極的面積。這是因為如下緣故：不僅可以使單色顯示的第一像素410L的像素電極的面積大約變為全彩色顯示的子像素410L_1、子像素410L_2和子像素410L_3中的任一個的像素電極的面積的3倍，如圖3C及圖3D所示，而且也可以將對全彩色顯示的子像素410L_1、子像素410L_2及子像素410L_3進行圖案化時需要的子像素之間的空間用於單色顯示的第一像素410L的像素電極。藉由採用上述結構，可以增加設置在液晶元件180中的電容器的記憶容量。因此，可以降低像素電極的電荷洩漏，而可以在第一像素410L中長時間維持灰階。

另外，較佳為作為電晶體200L的通道形成區使用金屬氧化物。金屬氧化物具有2.0eV以上，較佳為2.5eV以上，進一步較佳為3.0eV以上的能隙，藉由將其用於電晶體200L，可以使關閉狀態下的源極與汲極之間的電流(以下，稱為關態電流(off-state current))極小。藉由使用這種電晶體200L，可以降低像素電極的電荷洩漏，因此在使用液晶元件180顯示靜態影像時，即使停止向像素的寫入工作，也可以維持灰階。換言之，即使圖框頻率極小也可以保持顯示。再者，如上所述，藉由使第一像素410L進行單色顯示來增加液晶元件180的記憶容量，可以在第一像素410L中更長時間維持灰階。

再者，在使第一像素410L進行全彩色顯示的情況下，需要在第一像素410L中設置三個控制液晶元件180的驅動的電晶體200L，但是在使第一像素410L進行單色顯示的情況下，電晶體200L只有一個即可。因此，在使第一像素410L進行單色顯示的情況下，可以減少保持在像素電極中的電荷的洩漏路徑，所以可以在第一像素410L中更長時間維持灰階。

在此，液晶層112的電阻率較佳為1.0×10¹⁴(Ω．cm)以上。液晶層112還較佳為包括偶極矩為0德拜以上且3德拜以下的分子。

如此，藉由減少液晶層112中的分子的偶極矩，可以減少液晶層112中包括的離子性雜質的濃度。由此，在液晶層112中不容易產生離子傳導，液晶層112的電阻率得到提高。如此，可以降低保持在像素電極中的電荷經過液晶層112洩漏，可以在第一像素410L中更長時間維持灰階。注意，偶極矩與液晶層的工作的詳細內容將在後面的實施方式中進行說明。

例如，藉由使液晶層112中的分子的偶極矩為3德拜以下，可以使液晶層112的電阻率為1.0×10¹⁴(Ω．cm)以上。在這種液晶層112中，例如，在對電極311與電極113之間施加3V的電壓16.6毫秒之後，測定經過30秒鐘之後的電壓保持率。電壓保持率大約為98.8%。電壓保持率表示在短時間內施加到像素的電壓在電壓施加停止之後在多大程度上被保持，是表示液晶分子的配向性在多大程度上被保持的指標。因此，如果液晶層112的電阻率是1.0×10¹⁴(Ω．cm)以上，就可以使像素電極的電荷洩汲極小，而可以大致完全保持液晶分子的配向。

藉由採用上述結構，可以降低像素電極的電荷從電晶體200L及液晶層112洩漏，因此在使用第一像素410L顯示靜態影像時，即使圖框頻率極小，也可以保持顯示。由此，可以使用第一像素410L進行顯示時可以在動態影像顯示與靜態影像顯示之間切換圖框頻率。例如，當將動態影像顯示切換為靜態影像顯示時，將圖框頻率從60Hz切換為1Hz以下，較佳為0.2Hz以下。藉由上述顯示，可以降低顯示裝置300的功耗。

在顯示裝置300中，設置有進行單色顯示且能夠在動態影像顯示與靜態影像顯示之間切換圖框頻率的第一像素410L以及能夠進行全彩色顯示的第二像素410E。例如，在將顯示裝置300用作電子書閱讀器終端的情況下，可以使用第一像素410L顯示文本且使用第二像素410E顯示插圖、照片等靜態影像或動態影像。電子書閱讀器的文本部分在很多情況下以1Hz以下的圖框頻率的靜態影像顯示及黑白等單色顯示也可以充分地顯示。在電子書閱讀器中，文本部分的面積大多大於其他部分(例如，插圖、照片等)，因此藉由使用低功耗的第一像素410L顯示文本部分且使用第二像素410E顯示文本以外的部分，可以降低功耗。

接著，對圖4A所示的相鄰的像素410a與像素410b的俯視圖進行說明。如圖4A所示，像素410a包括子像素410aa、子像素410ab及子像素410ac，子像素410aa、子像素410ab及子像素410ac在R方向上排列。子像素410aa設置有發光元件170a，子像素410ab設置有發光元件170b，子像素410ac設置有發光元件170c。如圖4A所示，像素410b包括子像素410ba、子像素410bb 及子像素410bc，子像素410ba、子像素410bb及子像素410bc在R方向上排列。子像素410ba設置有發光元件170a，子像素410bb設置有發光元件170b，子像素410bc設置有發光元件170c。

在同一像素410內在R方向上排列的子像素較佳為設置在電極311的不同的位置以不使開口451排成一列。由此，可以分開兩個發光元件170，可以抑制串擾。另外，可以分開配置相鄰的兩個發光元件170，因此即使在使用陰影遮罩等形成發光元件170的EL層192的情況下，也可以實現高清晰度的顯示裝置。

在像素410a及像素410b中，發光元件170的最接近距離大致相同。例如，如圖4A所示，像素410b的發光元件170b的最接近的發光元件為像素410a的發光元件170a、像素410a的發光元件170c、像素410b的發光元件170a及像素410b的發光元件170c。如圖4A所示，當這些發光元件170與像素410b的發光元件170b的距離由d1、d2、d3及d4表示時，d1、d2、d3及d4較佳為大致相同。此時，較佳為沿著電極311的三個邊長配置發光元件170。藉由上述方法配置發光元件170，在使用陰影遮罩等形成發光元件170的EL層192的情況下，也可以實現高清晰度的顯示裝置。

在圖4A中，在像素410內在R方向上排列子像素，但是不侷限於此，如圖4B所示，也可以在像素410內在C方向上排列子像素。

電極311的形狀及發光元件170的配置不侷限於圖1A、圖4A和圖4B所示的例子。像素410中的電極311的形狀及發光元件170的配置的變形例子將參考圖5A至圖5H所示的像素410的俯視圖進行說明。

在圖1A等中，沿著電極311的三個邊長配置發光元件170a、發光元件170b及發光元件170c，但是發光元件170的配置不侷限於此。例如，如圖5A所示，也可以將發光元件170a及發光元件170c配置在電極311的角部。

另外，也可以將發光元件170的任一個配置在電極311的中央附近。例如，如圖5B所示，也可以將發光元件170a及發光元件170c配置在電極311的角部且將發光元件170b配置在電極311的中央附近。藉由採用上述發光元件的配置方法，如圖4A所示，可以使相鄰的像素之間的發光元件170的最接近距離大致相同。

另外，如圖5C所示，也可以將發光元件170a、發光元件170b及發光元件170c配置在電極311的角部。

在上述結構中，藉由在電極311中形成開口451來提取發光元件170的光，但是不侷限於此，也可以形成切口等來提取發光元件170的光。

圖5D示出在圖5A所示的電極311的形成有開口451a、開口451b及開口451c的部分形成切口452a、切口452b及切口452c的結構。

圖5E示出在圖5B所示的電極311的形成有開口451a及開口451c的部分形成切口452a及切口452c的結構。由於圖5E所示的發光元件170b位於電極311的中央附近，因此較佳為以與發光元件170b重疊的方式形成開口451b。在電極311的中央附近形成切口的情況下，由於電極311的面積大幅度地減少，因此在電極311的中央附近配置發光元件170的情況下，較佳為形成開口來提取發光元件170的光。

圖5F示出在圖5C所示的電極311的形成有開口451a、開口451b及開口451c的部分形成切口452a、切口452b及切口452c的結構。

圖5G示出在圖1A所示的電極311的形成有開口451a、開口451b及開口451c的部分形成切口452a、切口452b及切口452c的結構。

如此，在電極311中形成多個開口和/或切口且使發光元件170包括與這些開口和/或切口重疊的區域即可。

如圖5H所示，也可以在沒有設置電極311的區域設置發光元件170a、發光元件170b及發光元件170c。

在上述結構中，像素410包括三個發光元件170a至發光元件170c，但是不侷限於此，像素410也可以包括四個以上的發光元件170。參照圖6A至圖6G所示的像素410的俯視圖對像素410包括四個發光元件170a 至發光元件170d的情況進行說明。在此，發光元件170a、發光元件170b、發光元件170c及發光元件170d較佳為分別具有發射紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)及白色(W)這四個顏色中的任一個的光的功能。或者，也可以為紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)、黃色(Y)這四個顏色等。

例如，如圖6A所示，也可以沿著電極311的四個邊長配置發光元件170a、發光元件170b、發光元件170c及發光元件170d。另外，電極311形成有開口451a、開口451b、開口451c及開口451d。發光元件170a至發光元件170d分別包括與開口451a至開口451d的任一個重疊的區域。

如圖6B所示，也可以將發光元件170a、發光元件170b、發光元件170c及發光元件170d配置在電極311的角部。圖6B所示的電極311也與圖6A同樣地形成有開口451a至開口451d。

另外，也可以將發光元件170的任一個配置在電極311的中央附近。例如，如圖6C所示，也可以將發光元件170a、發光元件170c及發光元件170d配置在電極311的角部且將發光元件170b配置在電極311的中央附近。圖6C所示的電極311也與圖6A同樣地形成有開口451a至開口451d。

圖6D示出在圖6A所示的電極311的形成有開口451a、開口451b、開口451c及開口451d的部分形成切口452a、切口452b、切口452c及切口452d的結構。

圖6E示出在圖6B所示的電極311的形成有開口451a、開口451b、開口451c及開口451d的部分形成切口452a、切口452b、切口452c及切口452d的結構。

圖6F示出在圖6C所示的電極311的形成有開口451a、開口451c及開口451d的部分形成切口452a、切口452c及切口452d的結構。由於圖6F所示的發光元件170b位於電極311的中央附近，因此較佳為以與發光元件170b重疊的方式形成開口451b。

另外，如圖6G所示，也可以在沒有設置電極311的區域設置發光元件170a、發光元件170c及發光元件170d。圖6G所示的電極311的角部形成有切口452c，發光元件170c的一部分與切口452c重疊。另外，電極311的中央附近形成有開口451b，發光元件170b與開口451b重疊。

另外，如圖6G所示，發光元件170a至發光元件170d的發光面積可以不同。在圖6G中，發光元件170a至發光元件170c的發光面積大致相同，發光元件170d的發光面積較小。例如，可以作為發光元件170a至發光元件170c使用呈現紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)的發光元件且作為發光元件170d使用呈現白色(W)的發光元件。

在上面，參照圖4A至圖6G對電極311的形狀進行說明。在構成電容器270的電極312中也可以同樣地形成開口或切口。注意，與電極311不同，電極312需要以不與連接部207重疊的方式形成。

〈結構實例1〉

圖7示出圖1A和圖1B所示的顯示裝置300的包括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一個例子。

圖7所示的顯示裝置300在基板351與基板361之間包括電晶體201、電晶體203、電晶體205、電晶體206、液晶元件180、發光元件170、電容器270、絕緣層220等。基板361與絕緣層220藉由黏合層141黏合。基板351與絕緣層220藉由黏合層142黏合。另外，電晶體205對應於圖1B所示的電晶體200E，電晶體206對應於圖1B所示的電晶體200L。

基板361設置有遮光層132、絕緣層121及被用作液晶元件180的共用電極的電極113、配向膜133b、絕緣層117等。在基板361的外側的面設置有偏光板135。絕緣層121也可以被用作平坦化層。藉由使用絕緣層121可以使電極113的表面大致平坦，所以可以使液晶層112的配向狀態成為均勻。絕緣層117被用作用來保持液晶元件180的單元間隙的間隔物。在絕緣層117透過可見光的情況下，絕緣層117也可以與液晶元件180的顯示區域重疊。

液晶元件180是反射型液晶元件。液晶元件180具有被用作像素電極的電極311a、液晶層112及電極113的疊層結構。以與電極311a的基板351一側接觸的方式設置有反射可見光的電極311b。電極311b具有開口451。電極311a及電極113透過可見光。在液晶層112與電極311a之間設置有配向膜133a。在液晶層112與電極113之間設置有配向膜133b。

在液晶元件180中，電極311b具有反射可見光的功能，電極113具有透過可見光的功能。從基板361一側入射的光被偏光板135偏振，透過電極113、液晶層112，且被電極311b反射。而且，再次透過液晶層112及電極113而到達偏光板135。此時，由施加到電極311b和電極113之間的電壓控制液晶的配向，從而可以控制光的光學調變。也就是說，可以控制經過偏光板135發射的光的強度。

如圖7所示，在開口451中較佳為設置有透過可見光的電極311a。由此，液晶層112在與開口451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。

電極311a與電極311b的疊層對應於圖1A和圖1B所示的電極311。注意，由於電極311a透過可見光，因此不需要在電極311a中形成上述開口或切口等。注意，在沒有設置電極311a的情況下，電極311b對應於圖1A和圖1B所示的電極311。

電容器270包括被用作一個電極的電極311a及電極311b、被用作另一個電極的電極312以及被用作介電質的絕緣層220。另外，以覆蓋電極312的方式設置有絕緣層224。另外，在作為電極312使用透過可見光的金屬的情況下，也可以以與開口451重疊的方式設置電極312。

在連接部207中，電極311b藉由導電層221b與電晶體206所包括的導電層222a電連接。電晶體206具有控制液晶元件180的驅動的功能。另外，電極312以不與連接部207的導電層221b接觸的方式設置。例如，較佳為在導電層221b與電極312之間設置絕緣層224。

在設置有黏合層141的區域的一部分中設置有連接部252。在連接部252中，連接器243使藉由對與電極311a相同的導電膜進行加工來獲得的導電層與電極113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361一側的電極113。

例如，作為連接器243可以使用導電粒子。作為導電粒子，可以使用其表面被金屬材料覆蓋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。較佳為使用如在鎳上還覆蓋有金等以層狀覆蓋有兩種以上的金屬材料的粒子。另外，作為連接器243較佳為採用能夠彈性變形或塑性變形的材料。此時，有時作為導電粒子的連接器243成為圖7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與電連接於連接器243的導電層之間的接觸面積，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141覆蓋的方式配置。例如，可以將連接器243預先分散在被固化之前的黏合層141中。

發光元件170是底部發射型發光元件。發光元件170具有從絕緣層220一側依次層疊有被用作像素電極的電極191、EL層192及被用作共用電極的電極193的結構。電極191藉由形成在絕緣層214中的開口與電晶體205所包括的導電層222b連接。電晶體205具有控制發光元件170的驅動的功能。絕緣層216覆蓋電極191的端部。電極193包含使可見光反射的導電材料，電極191包含使可見光透過的導電材料。絕緣層194以覆蓋電極193的方式設置。發光元件170所發射的光經過絕緣層220、開口451及電極311a等射出到基板361一側。

在圖7中，示出在每個子像素中形成發光元件170的結構。例如，如圖1A等所示，在像素410包括發光元件170a、發光元件170b及發光元件170c的情況下，可以使各發光元件所包含的EL層的材料的構成不同來使其具有發射紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)這三個顏色中的任一個的光的功能。例如，發光元件170a、發光元件170b及發光元件170c包含不同的材料即可。

例如，如圖6A等所示，在像素410包括發光元件170a、發光元件170b、發光元件170c及發光元件170d的情況下，可以使各發光元件所包含的EL層的材料的構成不同來使其具有發射紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)及白色(W)這四個顏色中的任一個的光的功能。

如上所述，圖7所示的顯示裝置300可以使用發光元件170進行彩色顯示。

另外，也可以以不在各子像素中形成發光元件170的方式使顯示裝置300進行彩色顯示。例如，如圖8所示的顯示裝置300那樣，可以在發光元件170與液晶元件180之間設置彩色層134。彩色層134被絕緣層214覆蓋且與開口451重疊。在圖8中，在每個子像素中設置呈現不同顏色的彩色層134。

例如，如圖1A等所示，在像素410包括發光元件170a、發光元件170b及發光元件170c的情況下，可以使各發光元件所包含的EL層的材料的結構相同來使其具有發射白色(W)光的功能。並且，以與各發光元件重疊的方式設置具有透過紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)這三個顏色中的任一個的光的功能的彩色層134。

例如，如圖6G等所示，在像素410包括發光元件170a、發光元件170b、發光元件170c及發光元件 170d的情況下，可以使各發光元件所包含的EL層的材料的結構相同來使其具有發射白色(W)光的功能。並且，可以以與發光元件170a、發光元件170c及發光元件170d重疊的方式設置具有透過紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)這三個顏色中的任一個的光的功能的彩色層134。在發光元件170b上不設置與其重疊的彩色層134以使該發光元件發射白色光即可。

如上所述，圖8所示的顯示裝置300可以使用發光元件170及彩色層134進行彩色顯示。

由於電晶體201、電晶體203、電晶體205及電晶體206都形成在絕緣層224的基板351一側的面上。這些電晶體可以藉由同一製程製造。

電連接於液晶元件180的電路及電連接於發光元件170的電路較佳為形成在同一面上。由此，與將兩個電路形成在不同的面上的情況相比，可以減小顯示裝置的厚度。此外，因為可以藉由同一製程製造兩個電晶體，所以與將兩個電晶體形成在不同的面上的情況相比，可以簡化製程。

用作液晶元件180的像素電極位於相對於電晶體的閘極絕緣層與用作發光元件170的像素電極相反的位置上。

在此，當使用在通道形成區中包含金屬氧化物的關態電流極低的電晶體206或者與電晶體206電連接的記憶元件時，即使在使用液晶元件180顯示靜態影像時停止向像素的寫入工作也可以維持灰階。也就是說，即便圖框頻率極小也可以保持顯示。在本發明的一個實施方式中，可以使圖框頻率極小而能夠進行功耗低的驅動。

另外，藉由使包含液晶元件180的像素進行單色顯示來增加被用作像素電極的電極311b的面積，可以增大對液晶元件180設置的電容器的記憶容量。由此，可以進一步降低電晶體206的關態電流。

另外，液晶層112的電阻率較佳為1.0×10¹⁴(Ω．cm)以上。由此，液晶層112的電壓保持率得到提高，所以可以在像素410的液晶元件180中在長時間維持灰階。

藉由採用上述結構，在使用像素410的液晶元件180顯示靜態影像時，即使圖框頻率極小，也可以保持顯示。由此，可以使用像素410的液晶元件180進行顯示時可以在動態影像顯示與靜態影像顯示之間切換圖框頻率。例如，當將動態影像顯示切換為靜態影像顯示時，將圖框頻率從60Hz切換為1Hz以下，較佳為0.2Hz以下。藉由上述顯示，可以降低顯示裝置300的功耗。

電晶體203為控制像素的選擇/非選擇狀態的電晶體(也稱為切換電晶體或選擇電晶體)。電晶體205為控制流過發光元件170的電流的電晶體(也被稱為驅動電晶體)。

在絕緣層224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以覆蓋電晶體206等的方式設置。絕緣層213以覆蓋電晶體205等的方式設置。絕緣層214被用作平坦化層。注意，對覆蓋電晶體的絕緣層的個數沒有特別的限制，可以為一個，也可以為兩個以上。

較佳的是，將水或氫等雜質不容易擴散的材料用於覆蓋各電晶體的絕緣層中的至少一個。由此，可以將絕緣層被用作障壁膜。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裝置。

電晶體201、電晶體203、電晶體205及電晶體206包括被用作閘極的導電層221a、被用作閘極絕緣層的絕緣層211、被用作源極及汲極的導電層222a及導電層222b、以及金屬氧化物層231。在此，對同一導電膜進行加工來得到的多個層附有相同的陰影線。

電晶體201及電晶體205除了電晶體203及電晶體206的組件以外，還包括被用作閘極的導電層223。

電晶體201及電晶體205具有由兩個閘極夾持形成通道的半導體層的結構。如此，藉由由兩個閘極的電場電圍繞形成通道區的金屬氧化物層，可以控制電晶體的臨界電壓。可以將這種電晶體結構稱為Surrounded channel(S-channel)結構。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(on-state current)。其結果是，可以製造能夠高速驅動的電路。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，即使在使顯示裝置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，並且可以抑制顯示不均勻。

或者，藉由對兩個閘極中的一個施加用來控制臨界電壓的電位，對兩個閘極中的另一個施加用來進行驅動的電位，可以控制電晶體的臨界電壓。

對顯示裝置所包括的電晶體的結構沒有限制。電路364所包括的電晶體和顯示部362所包括的電晶體既可以具有相同的結構，又可以具有不同的結構。電路364所包括的多個電晶體既可以都具有相同的結構，又可以組合兩種以上的結構。同樣地，顯示部362所包括的多個電晶體既可以都具有相同的結構，又可以組合兩種以上的結構。

作為導電層223，較佳為使用包含氧化物的導電材料。藉由在包含氧的氛圍下形成構成導電層223的導電膜，可以對絕緣層212供應氧。較佳的是，沉積氣體中的氧氣體的比例為90%以上且100%以下。供應到絕緣層212中的氧藉由後面的加熱處理被供應給金屬氧化物層231中，由此可以實現金屬氧化物層231中的氧缺陷的降低。

尤其是，作為導電層223，較佳為使用低電阻化了的金屬氧化物。此時，作為絕緣層213較佳為使用釋放氫的絕緣膜，例如氮化矽膜等。在形成絕緣層213時或之後的加熱處理中氫被供應給導電層223中，由此可以有效地降低導電層223的電阻。

在基板351的不與基板361重疊的區域中設置有連接部204。在連接部204中，佈線365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的頂部對與電極311a同一導電膜進行加工來獲得的導電層露出。因此，藉由連接層242可以使連接部204與FPC372電連接。

作為設置在基板361外側的面的偏光板135，既可以使用直線偏光板，也可以使用圓偏光板。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。此外，藉由根據偏光板的種類調整用於液晶元件180的液晶元件的單元間隙、配向、驅動電壓等，可以實現所希望的對比度。

此外，可以在基板361的外側的表面上配置各種光學構件。作為光學構件，可以使用偏光板、相位差板、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361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。

基板351及基板361可以使用玻璃、石英、陶瓷、藍寶石以及有機樹脂等。藉由將撓性材料用於基板351及基板361，可以提高顯示裝置的撓性。

作為液晶元件180，例如可以採用使用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：高級超視覺)模式等。

作為液晶元件180，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)模式等的液晶元件。

液晶元件是利用液晶的光學調變作用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)、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。

如上所述，液晶材料較佳為包含偶極矩為0德拜以上且3德拜以下的分子，液晶層112的電阻率較佳為1.0×10¹⁴(Ω．cm)以上。作為液晶材料，可以使用正型液晶或負型液晶，根據所使用的模式或設計採用適當的液晶材料即可。

為了控制液晶的配向，可以設置配向膜133a、配向膜133b等。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成物用於液晶，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，並且視角依賴性低。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。

當採用反射型液晶元件時，將偏光板135設置在顯示面一側。此外，當在顯示面一側另外設置光擴散板時，可以提高可見度，所以是較佳的。

可以在偏光板135的外側設置前光源。作為前光源，較佳為使用邊緣照明型前光源。當使用具備LED(Light Emitting Diode)的前光源時，可以降低功耗，所以是較佳的。

作為黏合層141、黏合層142，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。尤其是，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。另外，也可以使用黏合薄片等。

作為連接層242，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。

發光元件170具有頂部發射結構、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。

EL層192至少包括發光層。作為發光層以外的層，EL層192還可以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。

作為EL層192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192的層可以藉由蒸鍍法(包括真空蒸鍍法)、轉印法、印刷法、噴墨法、塗佈法等的方法形成。

EL層192也可以包含量子點等無機化合物。例如，藉由將量子點用於發光層，也可以將其用作發光材料。

此外，藉由利用濾色片(彩色層)與微腔結構(光學調整層)的組合，可以從顯示裝置取出色純度高的光。光學調整層的厚度根據各像素的顏色而改變。

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。可以使用包含這些材料的膜的單層或疊層。

另外，作為透過可見光的導電材料，可以使用氧化銦、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、添加有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，可以使用上述材料的疊層膜作為透過可見光的導電材料。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)。

作為可用於各絕緣層的絕緣材料，例如可以舉出丙烯酸樹脂或環氧樹脂等樹脂、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。

作為可用於彩色層的材料，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。

參照圖9A至圖9C作為圖7所示的電晶體201、電晶體203、電晶體205及電晶體206的結構的一個例子對電晶體200a進行說明。圖9A是電晶體200a的俯視圖。圖9B相當於圖9A所示的點劃線X1-X2之間的剖面圖，圖9C相當於圖9A所示的點劃線Y1-Y2之間的剖面圖。注意，在圖9A中，為了方便起見，省略電晶體200a的組件的一部分(具有閘極絕緣層的功能的絕緣層等)。下面，有時將點劃線X1-X2方向稱為通道長度方向，將點劃線Y1-Y2方向稱為通道寬度方向。注意，有時在後面的電晶體的俯視圖中也與圖9A至圖9C同樣地省略組件的一部分。

電晶體200a包括絕緣層224上的導電層221；絕緣層224及導電層221上的絕緣層211；絕緣層211上的金屬氧化物層231；金屬氧化物層231上的導電層222a；金屬氧化物層231上的導電層222b；金屬氧化物層231、導電層222a及導電層222b上的絕緣層212；絕緣層212上的導電層223；絕緣層212及導電層223上的絕緣層213。

電晶體200a的各組件對應於圖7所示的顯示裝置300的相同符號的組件。注意，電晶體200a的導電層221對應於顯示裝置300的導電層221a。

絕緣層211及絕緣層212包括開口部235。導電層223藉由開口部235與導電層221電連接。

絕緣層211被用作電晶體200a的第一閘極絕緣層，絕緣層212被用作電晶體200a的第二閘極絕緣層，絕緣層213被用作電晶體200a的保護絕緣層。另外，在電晶體200a中，導電層221被用作第一閘極，導電層222a被用作源極和汲極中的一個，導電層222b被用作源極和汲極中的另一個。另外，在電晶體200a中，導電層223被用作第二閘極。

電晶體200a為所謂的通道蝕刻型電晶體，具有雙閘極結構。

電晶體200a也可以不包括導電層223。在電晶體200a包括導電層223的情況下，具有對應於圖7所示的電晶體201及電晶體205的結構。在電晶體200a不包括導電層223的情況下，具有對應於圖7所示的電晶體203及電晶體206的結構。

如圖9B和圖9C所示，金屬氧化物層231位於與導電層221及導電層223相對的位置，夾在兩個被用作閘極的導電層之間。導電層223的通道長度方向上的長度及導電層223的通道寬度方向上的長度分別比金屬氧化物層231的通道長度方向上的長度及金屬氧化物層231的通道寬度方向上的長度長，並且導電層223隔著絕緣層212覆蓋金屬氧化物層231整體。

換言之，導電層221和導電層223在形成在絕緣層211及絕緣層212中的開口部235中彼此連接，且包括位於金屬氧化物層231的側端部的外側的區域。

藉由採用這種結構，利用導電層221及導電層223的電場電圍繞電晶體200a所包括的金屬氧化物層231。

因為電晶體200a具有由第一閘極及第二閘極的電場電圍繞形成通道區的金屬氧化物層的S-channel結構，所以可以使用用作第一閘極電極的導電層221對金屬氧化物層231有效地施加用來引起通道的電場。由此，電晶體200a的電流驅動能力得到提高，從而可以得到高的通態電流特性。另外，由於可以增加通態電流，所以可以使電晶體200a微型化。另外，由於電晶體200a具有被用作第一閘極電極的導電層221及用作第二閘極電極的導電層223圍繞的結構，所以可以提高電晶體200a的機械強度。

例如，金屬氧化物層231較佳為包含In、M(M為鎵、鋁、矽、硼、釔、錫、銅、釩、鈹、鈦、鐵、鎳、鍺、鋯、鉬、鑭、鈰、釹、鉿、鉭、鎢或鎂)及 Zn。

金屬氧化物層231較佳為包括In的原子數比大於M的原子數比的區域。例如，較佳為將金屬氧化物層231的In、M及Zn的原子數比設定為In：M：Zn=4：2：3附近。在此，“附近”表示在In為4的情況下M為1.5以上且2.5以下，Zn為2以上且4以下的情況。或者，較佳為將金屬氧化物層231的In、M及Zn的原子數比設定為In：M：Zn=5：1：6附近。

金屬氧化物層231較佳為CAC-OS或CAC-metal oxide。在金屬氧化物層231包括In的原子數比大於M的原子數比的區域且為CAC-OS或CAC-metal oxide的情況下，可以提高電晶體200a的場效移動率。注意，CAC-OS或CAC-metal oxide的詳細內容將在後面進行詳細說明。

由於具有s-channel結構的電晶體200a的場效移動率高且驅動能力高，因此藉由將電晶體200a用於驅動電路(典型為生成閘極信號的閘極驅動器)，可以提供邊框寬度窄(也稱為窄邊框)的顯示裝置。另外，藉由將電晶體200a用於顯示裝置所包括的供應來自信號線的信號的源極驅動器(特別是，連接到源極驅動器所包括的移位暫存器的輸出端子的解多工器)，可以提供連接到顯示裝置的佈線數少的顯示裝置。

另外，由於電晶體200a為通道蝕刻結構的電晶體，因此與使用低溫多晶矽的電晶體相比，製程數較少。另外，由於電晶體200a的通道使用金屬氧化物層，因此電晶體200a不需要使用低溫多晶矽的電晶體所需要的雷射晶化製程。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。再者，藉由在Ultra High Definition(“4K解析度”、“4K2K”、“4K”)和Super High Definition(“8K解析度”、“8K4K”、“8K”)等高解析度的大型顯示裝置中將如電晶體200a那樣場效移動率高的電晶體用於驅動電路及顯示部，可以實現短時間的寫入及顯示不良的降低，所以是較佳的。

導電層221、導電層222a、導電層222b及導電層223可以使用選自鉻(Cr)、銅(Cu)、鋁(Al)、金(Au)、銀(Ag)、鋅(Zn)、鉬(Mo)、鉭(Ta)、鈦(Ti)、鎢(W)、錳(Mn)、鎳(Ni)、鐵(Fe)、鈷(Co)中的金屬元素、以上述金屬元素為成分的合金或者組合上述金屬元素的合金等形成。

另外，作為導電層221、導電層222a、導電層222b及導電層223，也可以使用包含銦和錫的氧化物(In-Sn氧化物)、包含銦和鎢的氧化物(In-W氧化物)、包含銦、鎢及鋅的氧化物(In-W-Zn氧化物)、包含銦和鈦的氧化物(In-Ti氧化物)、包含銦、鈦及錫的氧化物(In-Ti-Sn氧化物)、包含銦和鋅的氧化物(In-Zn氧化物)、包含銦、錫及矽的氧化物(In-Sn-Si氧化物)、包含銦、鎵及鋅的氧化物(In-Ga-Zn氧化物)等導電氧化物。

另外，作為導電層221、導電層222a、導電層222b及導電層223，也可以使用Cu-X合金膜(X為Mn、Ni、Cr、Fe、Co、Mo、Ta或Ti)。藉由使用Cu-X合金膜，可以以濕蝕刻製程進行加工，從而可以抑制製造成本。由於Cu-X合金膜的電阻低，因此藉由使用Cu-X合金膜形成導電層221、導電層222a、導電層222b及導電層223，可以降低佈線延遲。因此，在大型顯示裝置的製造上將Cu-X合金膜用作佈線是合適的。

作為絕緣層224、絕緣層211及絕緣層212，可以使用藉由電漿增強化學氣相沉積(PECVD：Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)法、濺射法等形成的包括氧化矽膜、氧氮化矽膜、氮氧化矽膜、氮化矽膜、氧化鋁膜、氧化鉿膜、氧化釔膜、氧化鋯膜、氧化鎵膜、氧化鉭膜、氧化鎂膜、氧化鑭膜、氧化鈰膜和氧化釹膜中的一種以上的絕緣層。注意，絕緣層224、絕緣層211及絕緣層212也可以為疊層結構或三層以上的疊層結構。

與金屬氧化物層231接觸的絕緣層211及絕緣層212較佳為氧化物絕緣膜，並且較佳為包括包含超過化學計量組成的氧的區域(過量氧區域)。換言之，絕緣層211及絕緣層212是能夠釋放氧的絕緣膜。為了在絕緣層211及絕緣層212中形成氧過剰區域，例如在氧氛圍下形成絕緣層211及絕緣層212或者對成膜後的絕緣層211及絕緣層212在氧氛圍下進行加熱處理。

作為金屬氧化物層231可以使用上述材料。

當金屬氧化物層231為In-M-Zn氧化物時，用來形成In-M-Zn氧化物的濺射靶材的金屬元素的原子數比較佳為滿足In>M。作為這種濺射靶材的金屬元素的原子數比，可以舉出In：M：Zn=2：1：3、In：M：Zn=3：1：2、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，In：M：Zn=6：1：6，In：M：Zn=5：2：5等。

另外，當金屬氧化物層231使用In-M-Zn氧化物形成時，作為濺射靶材較佳為使用包含多晶的In-M-Zn氧化物的靶材。藉由使用包含多晶的In-M-Zn氧化物的靶材，容易形成具有結晶性的金屬氧化物層231。注意，所形成的金屬氧化物層231的原子數比包含上述濺射靶材中的金屬元素的原子數比的±40%的範圍內的變動。例如，在用於金屬氧化物層231的濺射靶材的組成為In：Ga：Zn=4：2：4.1[原子數比]時，有時所形成的金屬氧化物層231的組成為In：Ga：Zn=4：2：3[原子數比]附近。

金屬氧化物層231的能隙為2eV以上，較佳為2.5eV以上。如此，藉由使用能隙較寬的氧化物半導體，可以降低電晶體的關態電流。

金屬氧化物層231較佳為具有非單晶結構。非單晶結構例如包括下述CAAC-OS(C Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor：c軸配向結晶氧化物半導體)、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。

藉由作為金屬氧化物層231使用雜質濃度低且缺陷態密度低的金屬氧化物膜，可以製造具有優良的電特性的電晶體，所以是較佳的。這裡，將雜質濃度低且缺陷態密度低(氧缺陷少)的狀態稱為“高純度本質”或“實質上高純度本質”。金屬氧化物膜中的雜質的典型例子為水、氫等。在本說明書等中，有時將降低或去除金屬氧化物膜中的水及氫的處理稱為脫水化、脫氫化。另外，有時將對金屬氧化物膜或氧化物絕緣膜添加氧的處理稱為加氧化，有時將被加氧化且包含超過化學計量組成的氧的狀態稱為過氧化狀態。

因為高純度本質或實質上高純度本質的金屬氧化物膜的載子發生源較少，所以可以降低載子密度。因此，在該金屬氧化物膜中形成通道區的電晶體很少具有負臨界電壓的電特性(也稱為常開啟特性)。因為高純度本質或實質上高純度本質的金屬氧化物膜具有較低的缺陷態密度，所以有可能具有較低的陷阱態密度。高純度本質或實質上高純度本質的金屬氧化物膜的關態電流顯著低，即便是通道寬度為1×10⁶μm、通道長度L為10μm的元件，當源極電極與汲極電極間的電壓(汲極電壓)在1V至10V的範圍時，關態電流也可以為半導體參數分析儀的測定極限以下，亦即1×10^-13A以下。

絕緣層213包含氫和氮中的一個或兩個。另外，絕緣層213包含氮及矽。此外，絕緣層213具有能夠阻擋氧、氫、水、鹼金屬、鹼土金屬等的功能。藉由設置絕緣層213，能夠防止氧從金屬氧化物層231擴散到外部，並且能夠防止絕緣層212所包含的氧擴散到外部，還能夠防止氫、水等從外部侵入金屬氧化物層231中。

作為絕緣層213，例如可以使用氮化物絕緣膜。作為該氮化物絕緣膜，有氮化矽、氮氧化矽、氮化鋁、氮氧化鋁等。

雖然上述所記載的導電層、絕緣層、金屬氧化物層等可以利用濺射法或PECVD法形成，但是也可以利用例如熱CVD(Chemical Vapor Deposition：有機金屬化學氣相沉積)法形成。作為熱CVD法的例子，可以舉出MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition：有機金屬化學氣相沉積)法或ALD(Atomic Layer Deposition：原子層沉積)法等。

由於熱CVD法是不使用電漿的成膜方法，因此具有不產生因電漿損傷引起的缺陷的優點。另外，在熱CVD法中，將源氣體供應到腔室內，將腔室內的壓力設定為大氣壓或減壓，在基板上進行成膜。

另外，在ALD法中，將源氣體供應到腔室內，將腔室內的壓力設定為大氣壓或減壓，在基板上進行成膜。

另外，作為顯示裝置300的電晶體，可以使用圖10A至圖10C所示的電晶體200b。圖10A是電晶體200b的俯視圖。圖10B相當於圖10A所示的點劃線X1-X2之間的剖面圖，圖10C相當於圖10A所示的點劃線 Y1-Y2之間的剖面圖。

電晶體200b與電晶體200a的不同之處在於金屬氧化物層231、導電層222a、導電層222b及絕緣層212具有疊層結構。

絕緣層212包括：金屬氧化物層231；導電層222a及導電層222b上的絕緣層212a；絕緣層212a上的絕緣層212b。絕緣層212具有對金屬氧化物層231供應氧的功能。換言之，絕緣層212包含氧。絕緣層212a為能夠透過氧的絕緣層。絕緣層212a還被用作在後面形成絕緣層212b時緩和對金屬氧化物層231的損傷的膜。

作為絕緣層212a，可以使用厚度為5nm以上且150nm以下，較佳為5nm以上且50nm以下的氧化矽、氧氮化矽等。

此外，較佳為使絕緣層212a中的缺陷量較少，典型的是，藉由電子自旋共振(ESR：Electron Spin Resonance)測得的起因於矽的懸空鍵的g=2.001處呈現的信號的自旋密度較佳為3×10¹⁷spins/cm³以下。這是因為若絕緣層212a的缺陷密度高，氧則與該缺陷鍵合，而使絕緣層212a中的氧透過性減少。

在絕緣層212a中，有時從外部進入絕緣層212a的氧不是全部移動到絕緣層212a的外部，而是其一部分殘留在絕緣層212a的內部。另外，有時在氧進入絕緣層212a的同時，絕緣層212a中含有的氧移動到絕緣層212a的外部，而在絕緣層212a中發生氧的移動。在形成能夠使氧透過的氧化物絕緣層作為絕緣層212a時，可以使從設置在絕緣層212a上的絕緣層212b脫離的氧經由絕緣層212a移動到金屬氧化物層231中。

此外，絕緣層212a可以使用起因於氮氧化物的態密度低的氧化物絕緣層形成。注意，該起因於氮氧化物的態密度有時會形成在金屬氧化物膜的價帶頂的能量(Ev_os)與金屬氧化物的導帶底的能量(Ec_os)之間。作為上述氧化物絕緣層，可以使用氮氧化物的釋放量少的氧氮化矽膜或氮氧化物的釋放量少的氧氮化鋁膜等。

此外，在熱脫附譜分析(TDS：Thermal Desorption Spectroscopy)中，氮氧化物的釋放量少的氧氮化矽膜是氨釋放量比氮氧化物的釋放量多的膜，典型的是氨釋放量為1×10¹⁸cm/³以上且5×10¹⁹cm/³以下。注意，該氨釋放量為在進行膜表面溫度為50℃以上且650℃以下，較佳為50℃以上且550℃以下的加熱處理時的釋放量。

氮氧化物(NO_x，x大於0以上且為2以下，較佳為1以上且2以下)，典型的是NO₂或NO，在絕緣層212a等中形成能階。該能階位於金屬氧化物層231的能隙中。由此，當氮氧化物擴散到絕緣層212a與金屬氧化物層231的介面時，有時該能階在絕緣層212a一側俘獲電子。其結果是，被俘獲的電子留在絕緣層212a與金屬氧化物層231的介面附近，由此使電晶體的臨界電壓向正方向漂移。

另外，當進行加熱處理時，氮氧化物與氨及氧起反應。當進行加熱處理時，絕緣層212a所包含的氮氧化物與絕緣層212b所包含的氨起反應，由此絕緣層212a所包含的氮氧化物減少。因此，在絕緣層212a與金屬氧化物層231的介面中不容易俘獲電子。

藉由作為絕緣層212a使用上述氧化物絕緣層，可以降低電晶體的臨界電壓的漂移，從而可以降低電晶體的電特性的變動。

另外，上述氧化物絕緣層的利用SIMS測得的氮濃度為6×10²⁰atoms/cm³以下。

藉由在基板溫度為220℃以上且350℃以下的情況下利用使用矽烷及一氧化二氮的PECVD法形成上述氧化物絕緣層，可以形成緻密且硬度高的膜。

絕緣層212b為包含超過化學計量組成的氧的氧化物絕緣層。該氧化物絕緣層由於被加熱而其一部分的氧脫離。上述氧化物絕緣層包括藉由TDS分析測得的氧釋放量為1.0×10¹⁹atoms/cm³以上，較佳為3.0×10²⁰atoms/cm³以上的區域。上述氧釋放量為TDS分析中的加熱處理溫度為50℃以上且650℃以下或50℃以上且550℃以下的範圍的總量。此外，上述氧釋放量為在TDS中換算為氧原子的總量。

作為絕緣層212b可以使用厚度為30nm以上且500nm以下，較佳為50nm以上且400nm以下的氧化矽膜、氧氮化矽膜等。

此外，較佳為使絕緣層212b中的缺陷量較少，典型的是，藉由ESR測得的起因於矽的懸空鍵的g=2.001處呈現的信號的自旋密度低於1.5×10¹⁸spins/cm³，更佳為1×10¹⁸spins/cm³以下。由於絕緣層212b與絕緣層212a相比離金屬氧化物層231更遠，所以絕緣層212b的缺陷密度也可以高於絕緣層212a。

另外，因為絕緣層212可以使用包括相同種類材料的絕緣膜形成，所以有時無法明確地確認絕緣層212a與絕緣層212b之間的介面。因此，在本實施方式中，以虛線圖示出絕緣層212a與絕緣層212b之間的介面。注意，在本實施方式中，雖然說明絕緣層212a與絕緣層212b的兩層結構，但是不侷限於此，例如，也可以採用絕緣層212a的單層結構、三層以上的疊層結構。

在電晶體200b中，金屬氧化物層231包括絕緣層211上的金屬氧化物層231_1及金屬氧化物層231_1上的金屬氧化物層231_2。金屬氧化物層231_1及金屬氧化物層231_2包含相同的元素。例如，金屬氧化物層231_1及金屬氧化物層231_2的每一個較佳為包含上述金屬氧化物層231所包含的元素。

金屬氧化物層231_1及金屬氧化物層231_2較佳為包括In的原子數比大於M的原子數比的區域。例如，較佳為將金屬氧化物層231_1及金屬氧化物層231_2的In、M及Zn的原子數比設定為In：M：Zn=4：2：3附近。在此，“附近”表示在In為4的情況下M為1.5以上且 2.5以下，Zn為2以上且4以下的情況。或者，較佳為將金屬氧化物層231_1及金屬氧化物層231_2的In、M及Zn的原子數比設定為In：M：Zn=5：1：6附近。如此，藉由使金屬氧化物層231_1及金屬氧化物層231_2具有大致相同的組成，可以使用相同的濺射靶材形成，所以可以抑制製造成本。另外，在使用相同的濺射靶材的情況下，可以在真空的同一處理室中連續地形成金屬氧化物層231_1及金屬氧化物層231_2，所以可以抑制雜質混入金屬氧化物層231_1與金屬氧化物層231_2的介面。

金屬氧化物層231_1可以包含其結晶性比金屬氧化物層231_2低的區域。例如可以使用X射線繞射(XRD：X-Ray Diffraction)或穿透式電子顯微鏡(TEM：Transmission Electron Microscope)對金屬氧化物層231_1及金屬氧化物層231_2的結晶性進行分析。

金屬氧化物層231_1的結晶性低的區域被用作過剰氧的擴散路徑，可以將過剰氧擴散到其結晶性比金屬氧化物層231_1高的金屬氧化物層231_2。如此，藉由採用結晶性不同的金屬氧化物層的疊層結構且將結晶性低的區域用作過剰氧的擴散路徑，可以提供可靠性高的電晶體。

當金屬氧化物層231_2包含其結晶性比金屬氧化物層231_1高的區域時，可以抑制有可能混入金屬氧化物層231的雜質。尤其是，藉由提高金屬氧化物層231_2的結晶性，可以抑制對導電層222a及導電層222b 進行加工時的損傷。金屬氧化物層231的表面，亦即金屬氧化物層231_2的表面暴露於對導電層222a及導電層222b進行加工時的蝕刻劑或蝕刻氣體。在金屬氧化物層231_2包含結晶性高的區域的情況下，其蝕刻耐性高於結晶性低的金屬氧化物層231_1。因此，金屬氧化物層231_2被用作蝕刻停止膜。

當金屬氧化物層231_1包含其結晶性比金屬氧化物層231_2低的區域時，載子密度有時得到提高。

在金屬氧化物層231_1的載子密度高時，費米能階有可能相對於金屬氧化物層231_1的導帶變高。由此，有時金屬氧化物層231_1的導帶底變低，使金屬氧化物層231_1的導帶底與有可能形成在閘極絕緣膜(在此，絕緣層211)中的陷阱能階的能量差變大。在該能量差變大的情況下，有時俘獲在閘極絕緣膜中的電荷減少，可以降低電晶體的臨界電壓的變動。另外，在金屬氧化物層231_1的載子密度高時，可以提高金屬氧化物層231的場效移動率。

電晶體200b為金屬氧化物層231具有兩層的疊層結構的例子，但是不侷限於此，也可以具有三層以上的疊層結構。

電晶體200b所包括的導電層222a包括導電層222a_1、導電層222a_1上的導電層222a_2、導電層222a_2上的導電層222a_3。電晶體200b所包括的導電層222b包括導電層222b_1、導電層222b_1上的導電層 222b_2、導電層222b_2上的導電層222b_3。

例如，導電層222a_1、導電層222b_1、導電層222a_3及導電層222b_3較佳為包含鈦、鎢、鉭、鉬、銦、鎵、錫和鋅的中的任一個或多個。另外，導電層222a_2及導電層222b_2較佳為包含銅、鋁和銀的中的任一個或多個。

更明確而言，作為導電層222a_1、導電層222b_1、導電層222a_3及導電層222b_3可以使用In-Sn氧化物或In-Zn氧化物，作為導電層222a_2及導電層222b_2可以使用銅。

導電層222a_1的端部包括位於導電層222a_2的端部的外側的區域，導電層222a_3包括覆蓋導電層222a_2的頂面及側面且與導電層222a_1接觸的區域。另外，導電層222b_1的端部包括位於導電層222b_2的端部的外側的區域，導電層222b_3包括覆蓋導電層222b_2的頂面及側面且與導電層222b_1接觸的區域。

藉由採用上述結構，可以降低導電層222a及導電層222b的佈線電阻，且可以抑制銅擴散到金屬氧化物層231，所以是較佳的。

另外，作為顯示裝置300的電晶體，可以使用圖11A至圖11C所示的電晶體200c。圖11A是電晶體200c的俯視圖。圖11B相當於圖11A所示的點劃線X1-X2之間的剖面圖，圖11C相當於圖11A所示的點劃線Y1-Y2之間的剖面圖。

圖11A至圖11C所示的電晶體200c包括絕緣層224上的導電層221；導電層221上的絕緣層211；絕緣層211上的金屬氧化物層231；金屬氧化物層231上的絕緣層212；絕緣層212上的導電層223；絕緣層211、金屬氧化物層231及導電層223上的絕緣層213。金屬氧化物層231包括與導電層223重疊的通道區231i；與絕緣層213接觸的源極區231s；與絕緣層213接觸的汲極區231d。

絕緣層213包含氮或氫。藉由使絕緣層213與源極區231s及汲極區231d接觸，絕緣層213中的氮或氫添加到源極區231s及汲極區231d中。源極區231s及汲極區231d在被添加氮或氫時其載子密度得到提高。

電晶體200c也可以包括絕緣層213上的絕緣層215、藉由設置在絕緣層213、215中的開口部236a與源極區231s電連接的導電層222a、藉由設置在絕緣層213、215中的開口部236b與汲極區231d電連接的導電層222b。

作為絕緣層215可以使用氧化物絕緣膜。此外，作為絕緣層215可以使用氧化物絕緣膜與氮化物絕緣膜的疊層膜。絕緣層215例如可以使用氧化矽、氧氮化矽、氮氧化矽、氧化鋁、氧化鉿、氧化鎵或Ga-Zn氧化物等。絕緣層215較佳為具有阻擋從外部侵入的氫、水等的功能。

絕緣層211具有第一閘極絕緣膜的功能，絕緣層212具有第二閘極絕緣膜的功能。另外，絕緣層213及絕緣層215具有保護絕緣膜的功能。

此外，絕緣層212包括過量氧區域。當絕緣層212包括過量氧區域時，可以對金屬氧化物層231所包括的通道區231i供應過量氧。因此，由於能夠由過量氧填補會形成在通道區231i中的氧缺陷，所以可以提供可靠性高的半導體裝置。

此外，為了對金屬氧化物層231供應過量氧，也可以對形成在金屬氧化物層231的下方的絕緣層211供應過量氧。此時，包含在絕緣層211中的過量氧有可能供應給金屬氧化物層231所包括的源極區231s及汲極區231d。當對源極區231s及汲極區231d供應過量氧時，有時源極區231s及汲極區231d的電阻會上升。

另一方面，當形成在金屬氧化物層231上的絕緣層212包含過量氧時，可以只對通道區231i選擇性地供應過量氧。或者，可以在對通道區231i、源極區231s及汲極區231d供應過量氧之後，選擇性地提高源極區231s及汲極區231d的載子密度，可以抑制源極區231s及汲極區231d的電阻上升。

金屬氧化物層231所包括的源極區231s及汲極區231d分別較佳為具有形成氧缺陷的元素或與氧缺陷鍵合的元素。作為形成該氧缺陷的元素或與氧缺陷鍵合的元素，典型地可舉出氫、硼、碳、氮、氟、磷、硫、氯、鈦、稀有氣體等。此外，作為稀有氣體元素的典型例子，有氦、氖、氬、氪以及氙等。在絕緣層213包含上述形成氧缺陷的元素中的一個或多個時，該元素從絕緣層213擴散到以及/或者藉由雜質添加處理添加到源極區231s及汲極區231d。

當雜質元素添加到氧化物半導體膜中時，氧化物半導體膜中的金屬元素與氧的鍵合被切斷而形成氧缺陷。或者，當對氧化物半導體膜添加雜質元素時，氧化物半導體膜中的與金屬元素鍵合的氧與雜質元素鍵合，氧從金屬元素脫離，而形成氧缺陷。其結果是，在氧化物半導體膜中載子密度增高且導電率得到提高。

導電層221被用作第一閘極電極，導電層223被用作第二閘極電極，導電層222a被用作源極電極，導電層222b被用作汲極電極。

另外，如圖11C所示，絕緣層211及絕緣層212形成有開口部237。導電層221藉由開口部237與導電層223電連接。因此，同一電位被施加到導電層221及導電層223。此外，也可以不設置開口部237，而對導電層221、導電層223施加不同電位。或者，也可以不設置開口部237，且將導電層221用作遮光膜。例如，藉由使用遮光性材料形成導電層221，可以抑制光從下方照射到通道區231i。

如圖11B和圖11C所示，金屬氧化物層231位於與被用作第一閘極電極的導電層221及被用作第二閘極電極的導電層223的每一個相對的位置，夾在兩個被用作閘極電極的導電膜之間。

另外，電晶體200c也與電晶體200a及電晶體200b同樣地具有S-channel結構。藉由採用這種結構，利用被用作第一閘極電極的導電層221及被用作第二閘極電極的導電層223的電場電圍繞電晶體200c所包括的金屬氧化物層231。

因為電晶體200c具有S-channel結構，所以可以使用導電層221或導電層223對金屬氧化物層231有效地施加用來引起通道的電場。由此，電晶體200c的電流驅動能力得到提高，從而可以得到高的通態電流特性。此外，由於可以增加通態電流，所以可以使電晶體200c微型化。另外，由於電晶體200c具有被導電層221及導電層223圍繞的結構，所以可以提高電晶體200c的機械強度。

根據導電層223的相對於金屬氧化物層231的位置或者導電層223的形成方法可以將電晶體200c稱為TGSA(Top Gate Self Align)型FET。

與電晶體200b同樣，電晶體200c的金屬氧化物層231也可以具有兩層以上疊層。

另外，在電晶體200c中，絕緣層212只設置在與導電層223重疊的部分，但是不侷限於此，絕緣層212也可以覆蓋金屬氧化物層231。另外，也可以不設置導電層221。

[結構實例2]

圖12所示的顯示裝置300A的與顯示裝置300的主要不同之處在於：不包括電晶體201、電晶體203、電晶體205及電晶體206，而包括電晶體281、電晶體284、電晶體285及電晶體286。

圖12的絕緣層117及連接部207等的位置也與圖8不同。圖12示出像素的端部。絕緣層117以與液晶元件180的端部重疊的方式配置。絕緣層117以與遮光層132的端部重疊的方式配置。如此，絕緣層也可以設置在不與顯示區域重疊的部分(與遮光層132重疊的部分)。

如電晶體284及電晶體285那樣，顯示裝置所包括的兩個電晶體也可以部分地層疊。由此，可以縮小像素電路的佔有面積，而可以提高清晰度。另外，可以增大發光元件170的發光面積，而可以提高開口率。當發光元件170的開口率高時，可以降低用來得到所需要的亮度的電流密度，因此可靠性得到提高。

電晶體281、電晶體284及電晶體286包括導電層221a、絕緣層211、金屬氧化物層231、導電層222a及導電層222b。導電層221a隔著絕緣層211與金屬氧化物層231重疊。導電層222a及導電層222b與金屬氧化物層231電連接。電晶體281包括導電層223。

電晶體285包括導電層222b、絕緣層217、金屬氧化物層261、導電層223、絕緣層212、絕緣層 213、導電層263a及導電層263b。導電層222b隔著絕緣層217與金屬氧化物層261重疊。導電層223隔著絕緣層212及絕緣層213與金屬氧化物層261重疊。導電層263a及導電層263b與金屬氧化物層261電連接。

導電層221a被用作閘極。絕緣層211被用作閘極絕緣層。導電層222a被用作源極和汲極中的一個。電晶體286所包括的導電層222b被用作源極和汲極中的另一個。

電晶體284和電晶體285共同使用的導電層222b具有被用作電晶體284的源極和汲極中的另一個的部分、以及被用作電晶體285的閘極的部分。絕緣層217、絕緣層212及絕緣層213被用作閘極絕緣層。導電層263a和導電層263b中的一個被用作源極，導電層263a和導電層263b中的另一個被用作汲極。導電層223被用作閘極。

與圖7等所示的電晶體201、電晶體203、電晶體205及電晶體206同樣，電晶體281、電晶體284、電晶體285及電晶體286也不侷限於圖12所示的形狀。例如，電晶體281、電晶體284、電晶體285及電晶體286也可以具有圖9A至圖11C所示的電晶體200a至電晶體200c的形狀。

〈結構實例3〉

圖13示出顯示裝置300B的顯示部的剖面圖。

圖13所示的顯示裝置300B在基板351與基板361之間包括電晶體295、電晶體296、液晶元件180、發光元件170、絕緣層220、絕緣層224及彩色層134等。

電晶體295與圖11A至圖11C所示的電晶體200c具有同樣的結構，電晶體296具有與圖7所示的電晶體206同樣的結構。注意，電晶體295及電晶體296不侷限於此，可以適當地使用上述電晶體結構。

在液晶元件180中，電極311b反射外光且向基板361一側射出反射光。發光元件170向基板361一側射出光。關於液晶元件180及發光元件170的結構，可以參照結構實例1。

基板361設置有絕緣層121、被用作液晶元件180的共用電極的電極113及配向膜133b。

電極311a及電極113隔著配向膜133a及配向膜133b夾持液晶層112。

電晶體296被絕緣層212及絕緣層213覆蓋。絕緣層213及彩色層134藉由黏合層142貼合到絕緣層194。

因為在顯示裝置300B中驅動液晶元件180的電晶體296和驅動發光元件170的電晶體295形成在不同的面上，所以容易使用適於驅動各個顯示元件的結構及材料形成。

〈結構實例4〉

在上面示出使用液晶元件進行單色顯示的例子，但是本實施方式的顯示裝置可以使用液晶元件進行全彩色顯示。參照圖14及圖15A和圖15B對使用液晶元件進行全彩色顯示的顯示裝置300C進行說明。圖14示出顯示裝置300C的剖面圖，圖15A和圖15B示出顯示裝置300C的結構的一部分的俯視圖。

圖14所示的顯示裝置300C與圖8所示的顯示裝置300的不同之處在於在基板361上設置有彩色層131a及彩色層131b。彩色層131a及彩色層131b被絕緣層121覆蓋。彩色層131b與發光元件170(也可以說是開口451、彩色層134)重疊，彩色層131a包括與電極311b重疊的區域。

穿過彩色層131a入射的外光被液晶元件180反射且穿過彩色層131a被射出到基板361一側。如此，顯示裝置300C可以使用液晶元件180發射對應於彩色層131a的顏色。

彩色層131b具有透過使與彩色層134相同顏色的可見光的功能。由此，可以將從發光元件170射出且穿過彩色層134的光以避免彩色層131a的干涉的方式提取到基板361一側。

如圖14所示，穿過彩色層131b入射的外光在入射時穿過彩色層131b及彩色層134，在反射時也穿過彩色層134及彩色層131b。如此，穿過彩色層131b入射的外光藉由多次的彩色層的穿過衰減。由此，可以抑制非意圖的顏色的光混入被液晶元件180反射的對應於彩色層131a的顏色的光。

圖15A為電極311b的俯視圖，圖15B為彩色層131a及彩色層131b的俯視圖。如圖15A和圖15B所示，配置有像素410a、像素410b、像素410c及像素410d。各像素設置有三個發光元件170，以與發光元件170重疊的方式設置有：彩色層134a、開口451a及彩色層131ba；彩色層134b、開口451b及彩色層131bb；彩色層134c、開口451c及彩色層131bc。

像素410a設置有電極311ba及彩色層131aa。另外，像素410b設置有電極311bb及彩色層131ab。另外，像素410c設置有電極311bc及彩色層131ac。另外，像素410d設置有電極311bd及彩色層131ad。

彩色層131aa、彩色層131ab、彩色層131ac及彩色層131ad具有透過不同顏色的光的功能。例如，在像素410a呈現紅色，像素410b呈現綠色，像素410c呈現藍色，在像素410d呈現黃色的情況下，彩色層131aa透過紅色光，彩色層131ab透過綠色光，彩色層131ac透過藍色光，彩色層131ad透過黃色光。例如，在像素410d呈現白色而不呈現黃色的情況下，不設置彩色層131ad。

例如，在上述像素410a中，在彩色層134a透過紅色光的情況下，彩色層131ba及彩色層134a都透過紅色光，彩色層131aa及彩色層131ba也都透過紅色光。在此情況下，不需要分別形成彩色層131aa及彩色層131ba，可以為一體的彩色層。

如此，像素410a至像素410d使用發光元件170及彩色層134a至彩色層134c進行全彩色顯示且使用液晶元件180顯示對應於彩色層131aa至彩色層131ad的顏色。在此，可以將像素410a至像素410d的組合視為各像素被用作使用液晶元件180的子像素的一個全彩色顯示像素。換言之，在顯示裝置300C中，可以使用液晶元件180進行全彩色顯示且使用發光元件170以液晶元件180的2倍左右的解析度進行全彩色顯示。

例如，可以將顯示裝置300C用於具有能夠顯示AR(Augmented Reality(增強現實))內容的應用程式的可攜式終端。在該可攜式終端中，可以使用第一像素410L顯示用相機功能取得的靜態影像或動態影像，可以使用第二像素410E顯示該靜態影像或動態影像中的場所、建築、物品、人物等附帶的資料。

附帶資料可以為文本、靜態影像或動態影像。例如，如果是對用相機功能取得的靜態影像或動態影像中的場所、建築、物品、人物等附加說明的應用程式，附帶資料主要為文本。另外，例如，如果是顯示對應於用相機功能取得的靜態影像或動態影像中的場所、建築、物品、人物等的形象的遊戲應用程式，附帶資料主要是該形象的靜態影像或動態影像。

在上述說明中，用相機功能取得的靜態影像或動態影像的顯示部分的面積大多大於附帶資料的部分，因此也可以使用功耗低的第一像素410L顯示靜態影像或動態影像的顯示部分，使用第二像素410E顯示附帶資料的部分，由此可以降低功耗。

在使用第一像素410L顯示靜態影像的情況下，如上所述，藉由以1Hz以下的圖框頻率顯示靜態影像，可以進一步降低功耗。

另外，如果是遊戲應用程式，在很多情況下，用相機功能取得的靜態影像或動態影像是背景性的影像，附帶資料(例如形象的影像等)是遊戲的主要目標。因此，藉由使用其解析度比顯示背景的第一像素410L高的第二像素410E顯示形象的影像，可以顯示更清晰的形象，讓使用者感到更大的興奮感。

在上述說明中，可以使用第一像素410L顯示用GPS等取得的地圖資料代替用相機取得的靜態影像或動態影像。

在顯示裝置300C中，各像素410使用彩色層134a至彩色層134c及發光元件170進行全彩色顯示，但是不侷限於此。例如，可以以使各子像素發射不同顏色的光的方式形成多個發光元件170，而不設置彩色層134。

〈顯示裝置300的製造方法的例子〉

接著，參照圖16A至圖19B明確地說明本實施方式所示的顯示裝置的製造方法。以下，說明圖7所示的顯示裝置300的製造方法的一個例子。在圖16A至圖19B中，尤其著眼於顯示裝置300的顯示部362而說明製造方法。注意，在圖16A至圖19B中未圖示電晶體203。

首先，在基板361上形成絕緣層121。

絕緣層121較佳為被用作平坦化層。丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂等樹脂適用於絕緣層121。

作為絕緣層121也可以使用無機絕緣膜。作為絕緣層121，例如可以使用氮化矽膜、氧氮化矽膜、氧化矽膜、氮氧化矽膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜等無機絕緣膜。另外，也可以使用氧化鉿膜、氧化釔膜、氧化鋯膜、氧化鎵膜、氧化鉭膜、氧化鎂膜、氧化鑭膜、氧化鈰膜及氧化釹膜等。此外，也可以使用上述絕緣膜的兩個以上的疊層。

在圖7所示的電路364等中，在基板361上形成遮光層132並在其上形成絕緣層121。

另外，在製造圖14所示的顯示裝置300C的情況下，在形成絕緣層121之前，形成彩色層131a及彩色層131b。藉由使用感光材料形成彩色層131a及彩色層131b，可以利用光微影法等將其加工為島狀。

接著，形成電極113。電極113可以在形成導電膜之後形成光阻遮罩，對該導電膜進行蝕刻，然後去除光阻遮罩而形成。電極113使用透過可見光的導電材料形成。

接著，在電極113上形成絕緣層117。作為絕緣層117，較佳為使用有機絕緣膜。

接著，在電極113及絕緣層117上形成配向膜133b(圖16A)。藉由在形成樹脂等的薄膜之後進行摩擦處理，可以形成配向膜133b。

此外，與參照圖16A說明的製程獨立地進行圖16B至圖19A所示的製程。

首先，在製造基板61上形成剝離層62，在剝離層62上形成絕緣層63(圖16B)。

在該製程中，選擇在剝離製造基板61時在製造基板61和剝離層62之間的介面、在剝離層62和絕緣層63之間的介面或在剝離層62中發生分離的材料。在本實施方式中，例示出在絕緣層63和剝離層62之間的介面發生分離的情況，但是根據剝離層62和絕緣層63的材料，發生分離的部分不侷限於此。

製造基板61具有容易傳送的程度的剛性，且對製程時的溫度具有耐熱性。作為可用於製造基板61的材料，例如可以舉出玻璃、石英、陶瓷、藍寶石、樹脂、半導體、金屬或合金等。作為玻璃，例如可以舉出無鹼玻璃、鋇硼矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃等。

剝離層62可以使用有機材料或無機材料形成。

作為可用於剝離層62的無機材料，可以舉出包含選自鎢、鉬、鈦、鉭、鈮、鎳、鈷、鋯、鋅、釕、銠、鈀、鋨、銥及矽中的元素的金屬、包含該元素的合金、包含該元素的金屬氧化物或包含該元素的化合物等。包含矽的層的結晶結構可以是非晶、微晶或多晶中的任一種。

在使用無機材料的情況下，剝離層62的厚度較佳為1nm以上且1000nm以下，更佳為10nm以上且200nm以下，進一步較佳為10nm以上且100nm以下。

在使用無機材料的情況下，剝離層62例如可以藉由濺射法、CVD法、ALD法、蒸鍍法等形成。

作為可用於剝離層62的有機材料，例如可以舉出聚醯亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺醯胺樹脂、矽氧烷樹脂、苯并環丁烯類樹脂及酚醛樹脂等。

在使用有機材料的情況下，剝離層62的厚度較佳為0.01μm以上且小於10μm，更佳為0.1μm以上且3μm以下，進一步較佳為0.5μm以上且1μm以下。藉由將剝離層62的厚度設定在上述範圍內，可以減少製造成本。注意，剝離層62的厚度不侷限於此，也可以為10μm以上，例如，10μm以上且200μm以下。

當使用有機材料時，作為剝離層62的形成方法，可以舉出旋塗法、浸漬法、噴塗法、噴墨法、分配器法、網版印刷法、平板印刷法、刮刀法、狹縫式塗布法、輥塗法、簾式塗布法、刮刀式塗布法等。

作為絕緣層63較佳為使用無機絕緣膜。作為絕緣層63，例如可以使用氮化矽膜、氧氮化矽膜、氧化矽膜、氮氧化矽膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜等無機絕緣膜。另外，也可以使用氧化鉿膜、氧化釔膜、氧化鋯膜、氧化鎵膜、氧化鉭膜、氧化鎂膜、氧化鑭膜、氧化鈰膜及氧化釹膜等。此外，也可以使用上述絕緣膜的兩個以上的疊層。

例如，可以採用如下結構：作為剝離層62採用包含鎢等高熔點金屬材料的層和包含該金屬材料的氧化物的層的疊層結構，作為絕緣層63採用包括多個氮化矽、氧氮化矽、氮氧化矽等無機絕緣膜的疊層結構。當將高熔點金屬材料用於剝離層62時，可以提高在形成剝離層之後形成的層的形成溫度，從而可以降低雜質濃度而實現可靠性高的顯示裝置。此外，也可以具有在剝離之後去除對顯示裝置來說不需要的層(剝離層62、絕緣層63等)的製程。此外，也可以不去除剝離層62或絕緣層63而將剝離層62或絕緣層63用作顯示裝置的組件。

接著，在絕緣層63上形成電極311a，在電極311a上形成電極311b(圖16C)。電極311b在電極311a上具有開口451。電極311a及電極311b分別可以在形成導電膜之後形成光阻遮罩，對該導電膜進行蝕刻，然後去除光阻遮罩而形成。電極311a使用透過可見光的導電材料形成。電極311b使用反射可見光的導電材料形成。

接著，形成絕緣層220(圖16D)。絕緣層 220能夠被用作防止剝離層62及絕緣層63所包含的雜質擴散到後面形成的電晶體或顯示元件的障壁層。在作為剝離層62使用有機材料的情況下，絕緣層220例如較佳為防止在對剝離層62進行加熱時剝離層62所包含的水分等擴散到電晶體或顯示元件。因此，絕緣層220較佳為具有高阻擋性。

作為絕緣層220，可以使用可用於絕緣層121的無機絕緣膜以及樹脂等。

接著，在絕緣層220上形成電極312(圖16D)。電極312以不與形成連接部207的位置重疊的方式設置。電極312較佳為包括與電極311b的開口451重疊的開口。在形成導電膜之後，形成光阻遮罩，對該導電膜進行蝕刻，然後去除光阻遮罩，由此可以形成各電極312。電極312可以使用反射可見光的導電材料形成，也可以使用透過可見光的導電材料形成。

接著，形成絕緣層224。並且，以對應形成連接部207的位置的方式在絕緣層220及絕緣層224中形成到達電極311b的開口。作為絕緣層224，可以使用可用於絕緣層121的無機絕緣膜及樹脂等。

接著，在絕緣層224上形成電晶體205及電晶體206。

在此，示出作為電晶體206製造作為金屬氧化物層231包括金屬氧化物的底閘極結構的電晶體的情況。電晶體205具有對電晶體206的結構追加導電層223 和絕緣層212的結構，亦即包括兩個閘極。金屬氧化物可被用作氧化物半導體。在此，藉由作為金屬氧化物層231使用氧化物半導體等其能帶間隙比矽寬且載子密度比矽小的半導體材料，可以降低電晶體的關態電流。

明確而言，首先在絕緣層224上形成導電層221a及導電層221b。導電層221a及導電層221b可以在形成導電膜之後形成光阻遮罩，對該導電膜進行蝕刻，然後去除光阻遮罩而形成。在此，形成導電層221b和電極311b藉由絕緣層220及絕緣層224的開口連接的連接部207。

接著，形成絕緣層211。

作為絕緣層211，例如可以使用氮化矽膜、氧氮化矽膜、氧化矽膜、氮氧化矽膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜等無機絕緣膜。另外，也可以使用氧化鉿膜、氧化釔膜、氧化鋯膜、氧化鎵膜、氧化鉭膜、氧化鎂膜、氧化鑭膜、氧化鈰膜及氧化釹膜等。此外，也可以使用上述絕緣膜的兩個以上的疊層。

由於無機絕緣膜在成膜溫度高時成為緻密且阻擋性高的膜，所以較佳為以高溫度形成。形成無機絕緣膜時的基板溫度較佳為室溫(25℃)以上且350℃以下，更佳為100℃以上且300℃以下。

接著，形成金屬氧化物層231。在本實施方式中，作為金屬氧化物層231形成金屬氧化物。金屬氧化物層231可以在形成金屬氧化物膜之後形成光阻遮罩，對該金屬氧化物膜進行蝕刻，然後去除光阻遮罩而形成。

形成金屬氧化物膜時的基板溫度較佳為350℃以下，更佳為室溫以上且200℃以下，進一步較佳為室溫以上且130℃以下。

金屬氧化物膜可以使用惰性氣體和氧氣體中的任一個進行成膜。注意，對形成金屬氧化物膜時的氧流量比(氧分壓)沒有特別的限制。但是，在要獲得場效移動率高的電晶體的情況下，形成金屬氧化物膜時的氧流量比(氧分壓)較佳為0%以上且30%以下，更佳為5%以上且30%以下，進一步較佳為7%以上且15%以下。

金屬氧化物膜較佳為至少包含銦或鋅。尤其較佳為包含銦及鋅。

金屬氧化物的能隙較佳為2eV以上，更佳為2.5eV以上，進一步較佳為3eV以上。如此，藉由使用能隙寬的金屬氧化物，可以減少電晶體的關態電流。

金屬氧化物膜可以藉由濺射法形成。除此之外，例如還可以利用PLD法、PECVD法、熱CVD法、ALD法、真空蒸鍍法等。

接著，形成導電層222a及導電層222b。導電層222a及導電層222b可以在形成導電膜之後形成光阻遮罩，對該導電膜進行蝕刻，然後去除光阻遮罩而形成。導電層222a及導電層222b都與金屬氧化物層231連接。這裡，電晶體206所包括的導電層222a與導電層221b電連接。由此，可以在連接部207中電連接電極311b和導電層222a。

在對導電層222a及導電層222b進行加工時，有時沒有被光阻遮罩覆蓋的金屬氧化物層231的一部分因為蝕刻處理而被減薄。

藉由上述步驟，可以製造電晶體206(圖17A)。在電晶體206中，導電層221a的一部分被用作閘極，絕緣層211的一部分被用作閘極絕緣層，導電層222a及導電層222b分別被用作源極和汲極中的一個。

接著，形成覆蓋電晶體206的絕緣層212，在絕緣層212上形成導電層223。

絕緣層212可以藉由與絕緣層211相同的方法形成。

電晶體205所包括的導電層223可以在形成導電膜之後形成光阻遮罩，對該導電膜進行蝕刻，然後去除光阻遮罩而形成。

藉由上述步驟，可以製造電晶體205(圖17A)。在電晶體205中，導電層221a的一部分及導電層223的一部分被用作閘極，絕緣層211的一部分及絕緣層212的一部分被用作閘極絕緣層，導電層222a及導電層222b分別被用作源極和汲極中的一個。

接著，形成絕緣層213(圖17A)。絕緣層213可以藉由與絕緣層211相同的方法形成。

作為絕緣層212，較佳為使用在包含氧的氛圍下形成的氧化矽膜或氧氮化矽膜等氧化物絕緣膜。再者，作為絕緣層213，較佳為在該氧化矽膜或氧氮化矽膜上層疊氮化矽膜等不容易使氧擴散並透過的絕緣膜。在包含氧的氛圍下形成的氧化物絕緣膜可以是藉由加熱容易釋放多量的氧的絕緣膜。藉由在這種釋放氧的氧化絕緣膜與不容易使氧擴散並透過的絕緣膜層疊在一起的狀態下進行加熱處理，可以對金屬氧化物層231供應氧。其結果是，可以填補金屬氧化物層231中的氧缺陷及金屬氧化物層231與絕緣層212之間的介面的缺陷，從而可以降低缺陷能階。由此，可以實現可靠性極高的顯示裝置。

在製造圖8所示的顯示裝置300等的情況下，在絕緣層213上形成彩色層134。彩色層134以與電極311b的開口451重疊的方式配置。彩色層134可以藉由與上述彩色層131a及彩色層131b同樣的方法形成。

接著，在絕緣層213上形成絕緣層214(圖17B)。因為絕緣層214是具有後面形成的顯示元件的被形成面的層，所以較佳為被用作平坦化層。絕緣層214可以使用可用於絕緣層121的樹脂或無機絕緣膜。

接著，在絕緣層212、絕緣層213及絕緣層214中形成到達電晶體205所包括的導電層222b的開口。

接著，形成電極191(圖17B)。電極191可以在形成導電膜之後形成光阻遮罩，對該導電膜進行蝕刻，然後去除光阻遮罩而形成。在此，電晶體205所包括的導電層222b與電極191連接。電極191使用透過可見光的導電材料形成。

接著，形成覆蓋電極191的端部的絕緣層216(圖17B)。絕緣層216可以使用可用於絕緣層121的樹脂或無機絕緣膜。絕緣層216在與開口451重疊的部分中具有開口。

接著，形成EL層192及電極193(圖17B)。電極193的一部分被用作發光元件170的共用電極。電極193使用反射可見光的導電材料形成。

EL層192可以藉由蒸鍍法、塗佈法、印刷法或噴射法等的方法形成。在每個像素中分別形成EL層192時，可以採用使用金屬遮罩等陰影遮罩的蒸鍍法或噴墨法等。在不在每個像素中分別形成EL層192時，可以採用不使用金屬遮罩的蒸鍍法。

作為EL層192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。

在形成EL層192之後進行的各製程中，需要使對EL層192進行加熱的溫度為EL層192的耐熱溫度以下。電極193可以藉由蒸鍍法或濺射法等形成。

藉由上述製程，可以形成發光元件170(圖17B)。發光元件170具有層疊有其一部分被用作像素電極的電極191、EL層192及其一部分被用作共用電極的電極193的結構。以其發光區域與彩色層134及電極311b的開口451重疊的方式製造發光元件170。

雖然在此示出作為發光元件170製造底部發射型發光元件的例子，但是本發明的一個實施方式不侷限於此。

發光元件可以具有頂部發射結構、底部發射結構或雙面發射結構。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。

接著，以覆蓋電極193的方式形成絕緣層194(圖17B)。絕緣層194被用作抑制水等雜質擴散到發光元件170的保護層。發光元件170被絕緣層194密封。較佳為在形成電極193之後以不暴露於大氣的方式形成絕緣層194。

絕緣層194例如較佳為使用可以用於上述絕緣層121的無機絕緣膜。尤其是，較佳為包含阻擋性高的無機絕緣膜。另外，也可以使用無機絕緣膜和有機絕緣膜的疊層。

形成絕緣層194時的基板溫度較佳為EL層192的耐熱溫度以下的溫度。絕緣層194可以藉由ALD法或濺射法等形成。ALD法及濺射法能夠以低溫進行成膜，所以是較佳的。當利用ALD法時，絕緣層194的覆蓋性變高，所以是較佳的。

接著，在絕緣層194的表面使用黏合層142貼合基板351(圖17C)。

作為黏合層142，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。另外，也可以使用黏合薄片等。

作為基板351，例如可以使用如下材料：聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯樹脂、聚丙烯腈樹脂、丙烯酸樹脂、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(尼龍、芳族聚醯胺等)、聚矽氧烷樹脂、環烯烴樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚醯胺-醯亞胺樹脂、聚氨酯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚偏二氯乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚四氟乙烯(PTFE)樹脂、ABS樹脂以及纖維素奈米纖維等。作為基板351，還可以使用玻璃、石英、樹脂、金屬、合金或半導體等各種材料。作為基板351，還可以使用其厚度允許其具有撓性的玻璃、石英、樹脂、金屬、合金或半導體等各種材料。

接著，剝離製造基板61(圖18A)。

分離面有可能根據絕緣層63、剝離層62及製造基板61等的材料及形成方法等而形成在不同位置上。

圖18A示出在剝離層62與絕緣層63之間的介面發生分離的例子。絕緣層63因分離而露出。

在進行分離之前，也可以在剝離層62中形成分離起點。例如，也可以對剝離層62的一部分或整個表面照射雷射。由此，可以使剝離層62脆化或者降低剝離層62與絕緣層63(或製造基板61)之間的密接性。

例如，藉由對剝離層62施加垂直方向的拉起力量，可以剝離製造基板61。明確而言，藉由吸附基板351的頂面的一部分向上方拉伸，可以剝離製造基板61。

可以將刀具等銳利的形狀的器具插入剝離層62與絕緣層63(或製造基板61)之間來形成分離起點。另外，也可以使用銳利的形狀的器具從基板351一側切入剝離層62來形成分離起點。

接著，去除絕緣層63。例如，可以利用乾蝕刻法等去除絕緣層63。由此，電極311a露出(圖18B)。

在絕緣層63與電極311a之間設置有絕緣膜的情況下，可以去除或殘留該絕緣膜。在去除絕緣膜時，可以使用乾蝕刻法等。

接著，在露出的電極311a的表面形成配向膜133a(圖19A)。藉由在形成樹脂等的薄膜之後進行摩擦處理，可以形成配向膜133a。

然後，將完成參照圖16A說明的製程的基板351與完成直到圖19A為止的製程的基板361夾著液晶層112貼合(圖19B)。雖然在圖19B中未圖示，但是如圖7等所示，使用黏合層141貼合基板351與基板361。黏合層141可以使用可用於黏合層142的材料。

圖19B所示的液晶元件180具有層疊有其一部分被用作像素電極的電極311a(及電極311b)、液晶層112、其一部分被用作共用電極的電極113的結構。

在基板361的外側的面上配置偏光板135。

藉由上述步驟可以製造顯示裝置300。

本實施方式可以與其他實施方式適當地組合而實施。另外，可以適當地組合本實施方式所示的多個結構。

實施方式2

在本實施方式中，參照圖20至圖25說明在實施方式1中說明的顯示裝置的更具體的結構實例。

圖20A是上述實施方式所示的顯示裝置300的方塊圖。顯示裝置300包括顯示部362、電路GD及電路SD。顯示部362包括配置為矩陣狀的多個像素410。

顯示裝置300包括多個佈線G1、多個佈線G2、多個佈線G3、多個佈線ANO、多個佈線CSCOM、多個佈線S1、多個佈線S2以及多個佈線S3。多個佈線G1、多個佈線G2、多個佈線G3、多個佈線ANO以及多個佈線CSCOM都與在R方向上排列的多個像素410及電路GD電連接。多個佈線S1、多個佈線S2以及多個佈線S3都與在C方向上排列的多個像素410及電路SD電連接。

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。

關於像素410，可以參照實施方式1所示的結構。

可以將移位暫存器等各種順序電路等用於電路GD。可以將電晶體及電容器等用於電路GD。電路GD所包括的電晶體可以藉由與像素410所包括的電晶體相同的製程形成。

例如，可以將集成電路用於電路SD。明確而言，可以將形成在矽基板上的集成電路用於電路SD。

例如，可以利用COG方式或COF方式等將電路SD安裝於與像素410電連接的焊盤上。明確而言，可以使用異方性導電膜將集成電路安裝於焊盤上。

圖21是像素410的電路圖的一個例子。圖21示出圖5A至圖5H等所示的包括三個發光元件的像素410。像素410包括第一像素410L、像素410Ea、像素410Eb及像素410Ec。第一像素410L包括液晶元件180，像素410Ea包括發光元件170a，像素410Eb包括發光元件170b，像素410Ec包括發光元件170c。像素410Ea、像素410Eb及像素410Ec都被用作圖1B所示的第二像素410E的子像素。

第一像素410L包括開關SW1、電容器C1、液晶元件180等。像素410Ea至像素410Ec包括發光元件170a至發光元件170c中的任一個、開關SW2、電晶體M、電容器C2及電容器C3等。像素410與佈線G1、佈線G2、佈線G3、佈線ANO、佈線CSCOM1、佈線CSCOM2、佈線S1、佈線S2及佈線S3電連接。圖21示出與液晶元件180電連接的佈線VCOM1以及與發光元件170a至發光元件170c電連接的佈線VCOM2。另外，電容器C1對應於圖1A和圖1B等所示的電容器270，佈線CSCOM1對應於圖1A和圖1B等所示的電極312。

圖21示出將電晶體用作開關SW1及開關SW2的例子。

接著，對第一像素410L中的各元件及佈線的連接關係進行說明。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，另一個與電容器C1的一個電極及液晶元件180的一個電極連接。電容器C1的另一個電極與佈線CSCOM1連接。液晶元件180的另一個電極與佈線VCOM1連接。

接著，對像素410Ea中的各元件及佈線的連接關係進行說明。開關SW2的閘極與佈線G3連接。開關SW2的源極和汲極中的一個與佈線S2連接，另一個與電容器C2的一個電極、電容器C3的一個電極及電晶體M的一個閘極連接。電容器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。電容器C3的另一個電極與佈線CSCOM2連接。電晶體M的源極和汲極中的另一個與發光元件170a的一個電極及電晶體M的另一個閘極連接。發光元件170a的另一個電極與佈線VCOM2連接。

像素410Eb與像素410Ea的不同之處在於開關SW2的閘極與佈線G2連接且開關SW2的源極和汲極中的一個與佈線S3連接。像素410Ec與像素410Ea的不同之處在於開關SW2的源極和汲極中的一個與佈線S3連接。

可以對佈線G1供應控制開關SW1的導通狀態/非導通狀態的信號。可以對佈線VCOM1供應指定的電位。可以對佈線S1供應控制液晶元件180所具有的液晶的配向狀態的信號。可以對佈線CSCOM1供應指定的電位。

可以對佈線G2及佈線G3供應控制開關SW2的導通狀態/非導通狀態的信號。可以對佈線VCOM2及佈線ANO供應產生用來使發光元件170a至發光元件170c發光的電位差的電位。可以對佈線S2及佈線S3供應控制電晶體M的導通狀態的信號。可以對佈線CSCOM2供應指定的電位。

圖21所示的像素410例如在以第一模式進行顯示時，可以利用供應給佈線G1及佈線S1的信號驅動第一像素410L，利用液晶元件180的光學調變而進行顯示。另外，在以第二模式進行顯示時，可以利用供應給佈線G2、佈線G3、佈線S2及佈線S3的信號驅動像素410Ea至像素410Ec，使發光元件170a至發光元件170c發光而進行顯示。另外，在以第三模式驅動時，可以利用分別供應給佈線G1、佈線G2、佈線G3、佈線S1、佈線S2及佈線S3的信號而驅動。

參照圖22所示的電路圖對與圖21所示的電路不同的電路進行說明。圖22所示的電路與圖21所示的電路的不同之處在於：電晶體M的一個閘極與另一個閘極連接，電晶體M的源極和汲極中的另一個不與電晶體M的另一個閘極連接，沒有設置電容器C3，佈線ANO在C方向上排列。

電晶體M具有由兩個閘極夾持形成通道的半導體層的結構。如此，藉由連接兩個閘極並對該兩個閘極供應同一信號，與其他電晶體相比，可以提高這種電晶體的場效移動率，而可以增大通態電流。其結果是，可以製造能夠高速驅動的電路。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，即使在使顯示裝置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，並且可以抑制顯示不均勻。

圖23A和圖23B示出對應於圖22的像素410的俯視圖。圖23A的層結構對應於圖7等。注意，在圖23A中，為了簡化起見，在對應於佈線G1至G3等的層的圖示中，框線由虛線表示，以能夠透過下層的陰影線的方式圖示陰影線。另外，在圖23A中，被用作液晶元件180的像素電極的電極311由虛線表示，佈線CSCOM1(電極312)由點劃線表示。另外，圖23B僅示出圖23A所示的電極311、電極312、電極191a、電極191b及電極191c。

圖23A示出：被用作發光元件170a至發光元件170c的像素電極的電極191a至電極191c(對應於圖7 的電極191)；位於與佈線S1至佈線S2、佈線ANO等相同的層中的電極218；被用作電晶體M的閘極的導電層223；位於與電晶體M、開關1及開關2的源極或汲極、佈線S3等相同的層中的導電層222(對應於圖7的導電層222a、導電層222b)；電晶體M、開關1及開關2的金屬氧化物層231；位於與電晶體M、開關1及開關2的閘極、佈線G1至佈線G3相同的層中的導電層221(對應於圖7的導電層221a、導電層221b)；被用作佈線OSCOM1的一部分的電極312；被用作液晶元件180的像素電極的電極311(對應於圖7的電極311b)。

例如，可以採用如下結構：發光元件170a呈現藍色(B)，發光元件170b呈現紅色(R)，發光元件170c呈現綠色(G)。

另外，如圖23A和圖23B所示，電極311藉由連接部207與開關1連接，電極191a藉由連接部208a與像素410Ea的電晶體M連接，電極191b藉由連接部208b與像素410Eb的電晶體M連接，電極191c藉由連接部208c與像素410Ec的電晶體M連接。

如圖23B所示，電極311與電極312重疊的部分形成圖22所示的電容器C1(對應於圖7的電容器270)。在此，電極311包括不與電極191a至電極191c重疊的區域。在圖23B中，藉由在電極311中形成切口來使電極191a至電極191c的大部分露出。由此，可以將發光元件170a至發光元件170c的光以幾乎不被電極311阻擋的方式提取。注意，電極191a至電極191c不容易在連接部208a至連接部208c處發射正確的顏色的光，因此在連接部208a至連接部208c上以與其重疊的方式設置電極311。由此，可以擴大被用作反射型液晶的液晶元件180的顯示面積。

另外，如圖23B所示，電極312不與電極311的連接部207重疊。另外，電極312包括不與電極191a至電極191c重疊的區域。由此，可以將發光元件170a至發光元件170c的光以幾乎不被電極312阻擋的方式提取。

注意，較佳為以儘可能不與電極191a至電極191c的連接部208a至連接部208c的附近重疊的方式設置電極312。如圖7等所示，電極312在連接部208a至連接部208c附近離導電層222b及電極191比較近，所以容易在電晶體M的源極一側(電極311一側)形成寄生電容。另外，在本實施方式所示的像素410中需要設置很多元件，因此，如圖23A所示，電容器C2所佔的面積小，像素410的驅動容易受到上述寄生電容的影響。因此，為了降低上述寄生電容，較佳為以儘可能不與連接部208a至連接部208c的附近重疊的方式設置電極312。

在上述結構中，發光元件170a呈現藍色(B)，發光元件170b呈現紅色(R)，發光元件170c呈現綠色(G)，但是本實施方式不侷限於此。例如，也可以採用如下結構：發光元件170a呈現綠色(G)，發光元件170b呈現藍色(B)，發光元件170c呈現紅色(R)。此外，例如，也可以採用如下結構：發光元件170a呈現紅色(R)，發光元件170b呈現綠色(G)，發光元件170c呈現藍色(B)。

圖24示出將圖23B所示的像素410配置為3×3的矩陣狀(以下，記為像素410(1，1)至像素410(3，3))的俯視圖。在圖23B中，在電極312中形成切口，但是，如圖24所示，也可以使相鄰的像素的電極312一體化並在各像素之間形成開口。

如圖24所示，較佳為在相鄰的像素之間使發射相同顏色的光的發光元件170(電極191及EL層192)靠近地配置。例如，在圖24中，像素410(1，1)、像素410(1，2)、像素410(2，1)、像素410(2，2)、像素410(3，1)及像素410(3，2)的發光元件170a的電極191a在C方向上靠近地配置。另外，像素410(1，2)、像素410(1，3)、像素410(2，2)及像素410(2，3)的發光元件170b的電極191b靠近地配置。另外，像素410(2，2)、像素410(2，3)、像素410(3，2)及像素410(3，3)的發光元件170c的電極191c靠近地配置。

如此，藉由在相鄰的像素之間使發射相同顏色的光的發光元件170靠近地配置，可以一起形成發射相同顏色的光的發光元件170的EL層192。由此，可以使發光元件170a與發光元件170b的距離、發光元件170a 與發光元件170c的距離及發光元件170b與發光元件170c的距離足夠大，所以即使在解析度高的面板中也更容易地形成各發光元件170。另外，可以提高顯示裝置的對比度。

另外，圖22至圖24所示的顯示裝置也可以具有上述結構實例4的圖14及圖15A和圖15B所示的利用液晶元件180進行全彩色顯示的結構。例如，可以在液晶元件180上設置各顏色的彩色層，以使像素410(2，2)的液晶元件180呈現藍色(B)，像素410(2，3)的液晶元件180呈現紅色(R)，像素410(3，2)的液晶元件180呈現綠色(G)，像素410(3，3)的液晶元件180呈現白色(W)。

在此情況下，較佳為將透過藍色光的彩色層以與像素410(2，2)的電極311及電極191a、像素410(2，1)的電極191a及像素410(3，1)的電極191a重疊的方式設置。另外，較佳為將透過紅色光的彩色層以與像素410(2，3)的電極311及電極191b、像素410(1，2)的電極191b、像素410(1，3)的電極191b、像素410(2，2)的電極191b重疊的方式設置。另外，較佳為將透過綠色光的彩色層以與像素410(3，2)的電極311及電極191c、像素410(2，2)的電極191c、像素410(2，3)的電極191c、像素410(3，3)的電極191c重疊的方式設置。另外，不需要在像素410(3，3)的電極311上設置彩色層。

在此，當注目於像素410(2，2)時，設置在電極311及電極191a上的透過藍色光的彩色層對應於圖14所示的彩色層131a，設置在電極191b上的透過紅色光的彩色層及設置在電極191c上的透過綠色光的彩色層對應於圖14所示的彩色層131b。在圖24所示的結構中，不需要設置圖14所示的彩色層134。

藉由採用這種結構，可以將像素410(2，2)、像素410(2，3)、像素410(3，2)及像素410(3，3)組合視為各像素分別被用作使用液晶元件180的子像素的一個全彩色顯示的像素。

圖25是像素410的電路圖的一個例子。圖25示出圖6A至圖6G等所示的包括四個發光元件的像素410。像素410包括第一像素410L、像素410Ea、像素410Eb、像素410Ec及像素410Ed。第一像素410L包括液晶元件180，像素410Ea包括發光元件170a，像素410Eb包括發光元件170b，像素410Ec包括發光元件170c，像素410Ed包括發光元件170d。像素410Ea、像素410Eb、像素410Ec及像素410Ed都被用作第二像素410E的子像素。

第一像素410L包括開關SW1、電容器C1、液晶元件180等。像素410Ea至像素410Ed包括發光元件170a至發光元件170d中的任一個、開關SW2、電晶體M及電容器C2等。像素410與佈線G1、佈線G2、佈線G3、佈線ANO、佈線CSCOM、佈線S1、佈線S2及佈線 S3電連接。圖25示出與液晶元件180電連接的佈線VCOM1以及與發光元件170a至發光元件170d電連接的佈線VCOM2。

圖25示出將電晶體用作開關SW1及開關SW2的例子。

第一像素410L的結構與圖21所示的第一像素410L同樣。

接著，對像素410Ea中的各元件及佈線的連接關係進行說明。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，另一個與電容器C2的一個電極及電晶體M的閘極連接。電容器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170a的一個電極。發光元件170a的另一個電極與佈線VCOM2連接。在圖25中，電晶體M包括夾持半導體的兩個閘極且這些閘極是連接著的例子。由此，可以增加能夠流過電晶體M的電流。

像素410Eb與像素410Ea的不同之處在於開關SW2的閘極與佈線G3連接。像素410Ec與像素410Ea的不同之處在於開關SW2的源極和汲極中的一個與佈線S3連接。像素410Ed與像素410Eb的不同之處在於開關SW2的源極和汲極中的一個與佈線S3連接。

可以對佈線G2及佈線G3供應控制開關SW2的導通狀態/非導通狀態的信號。可以對佈線VCOM2及佈線ANO供應產生用來使發光元件170a至發光元件170d發光的電位差的電位。可以對佈線S2及佈線S3供應控制電晶體M的導通狀態的信號。可以對佈線CSCOM2供應指定的電位。

圖25所示的像素410例如在以第一模式進行顯示時，可以利用供應給佈線G1及佈線S1的信號驅動第一像素410L，利用液晶元件180的光學調變而進行顯示。另外，在以第二模式進行顯示時，可以利用供應給佈線G2、佈線G3、佈線S2及佈線S3的信號驅動像素410Ea至像素410Ed，使發光元件170a至發光元件170d發光而進行顯示。另外，在以第三模式驅動時，可以利用分別供應給佈線G1、佈線G2、佈線G3、佈線S1、佈線S2及佈線S3的信號而驅動。

在圖25所示的例子中，例如作為四個發光元件170a至發光元件170d，可以使用分別呈現紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)及白色(W)的發光元件。另外，作為液晶元件180可以使用呈現白色的反射型液晶元件。由此，在以第一模式進行顯示時，可以進行高反射率的白色顯示。另外，在以第二模式進行顯示時，可以以低功耗進行高演色性的顯示。

本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。另外，可以適當地組合本實施方式所示的多個結構。

實施方式3

在本實施方式中，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的結構進行說明。

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1nm以上且2nm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金屬元素不均勻地分佈且包含該金屬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1nm以上且2nm以下或近似的尺寸。

另外，氧化物半導體較佳為至少包含銦。尤其較佳為包含銦及鋅。除此之外，也可以還包含選自鋁、鎵、釔、銅、釩、鈹、硼、矽、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，可以將In-Ga-Zn氧化物特別稱為CAC-IGZO)是指其材料分成銦氧化物(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對元素M的原子數比大於第二區域的In對元素M的原子數比時，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(-1

x0

1，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結構。CAAC結構是多個IGZO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是指在包含In、Ga、Zn及O的材料構成中部分地觀察到以Ga為主要成分的奈米粒子的區域和部分地觀察到以In為主要成分的奈米粒子的區域以馬賽克狀無規律地分散的構成。因此，在CAC-OS構成中，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、釔、銅、釩、鈹、硼、矽、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金屬元素為主要成分的奈米粒子狀的區域，一部分中觀察到以In為主要成分的奈米粒子狀的區域，並且，這些區域以馬賽克狀無規律地分散。

CAC-OS例如可以在對基板不進行意圖性的加熱的條件下利用濺射法形成。當利用濺射法形成CAC-OS時，作為沉積氣體，可以使用選自惰性氣體(典型的是氬)、氧氣體和氮氣體中的一種或多種。成膜時的相對於沉積氣體總流量的氧氣體的流量比越低越好。例如，氧氣體的流量比較佳為0%以上且低於30%，更佳為0%以上且10%以下。另外，在進行成膜時，可以使用In-Ga-Zn氧化物靶材(In：Ga：Zn=4：2：4.1[原子數比])。

將使用上述靶材在100℃以上且130℃以下的基板溫度下藉由濺射法形成的氧化物半導體稱為sIGZO，將使用上述靶材在室溫(R.T.)的基板溫度下藉由濺射法形成的氧化物半導體稱為tIGZO。例如，sIGZO具有nc(nano crystal)和CAAC中的一個或兩個的結晶結構。此外，tIGZO具有nc的結晶結構。注意，在此指的室溫(R.T.)包括對基板不進行意圖性的加熱時的溫度。

CAC-OS具有如下特徵：藉由利用X射線繞射(XRD：X-ray diffraction)測定法之一的Out-of-plane法的θ/2θ掃描進行測量時觀察不到明確的峰值。也就是說，根據X射線繞射，可知在測定區域中沒有a-b面方向及c軸方向上的配向。

另外，在藉由照射束徑為1nm的電子束(也稱為奈米束)而得到的CAC-OS的電子繞射圖案中，觀察到環狀的高亮度區域以及該環狀區域中的多個亮點。因此，根據電子繞射圖案，可知CAC-OS的結晶結構具有在平面方向及剖面方向上沒有配向性的nc(nano-crystal)結構。

另外，例如在In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS中，根據利用能量色散型X射線分析法(EDX：Energy Dispersive X-ray spectroscopy)取得的EDX面分析影像，可以確認到該CAC-OS具有以GaO_X3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結構。

CAC-OS的結構與金屬元素均勻地分佈的IGZO化合物不同，由此CAC-OS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，可以降低關態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，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低關態電流、高通態電流(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適合於顯示器等各種半導體裝置。

本實施方式可以與其他實施方式適當地組合而實施。

實施方式4

在本實施方式中，對適於包括液晶層的顯示裝置的液晶層的物性等進行說明。在本實施方式中，對液晶層的烙印、液晶層的偶極矩、像素佈局對顯示裝置的反射率的影響、液晶層中的手性試劑的添加對顯示裝置的反射率的影響等進行詳細說明。

〈1.介電常數的各向異性〉

首先，參照圖26對液晶層的介電常數的各向異性進行說明。

在本實施方式中，對作為用於液晶層的材料使用介電常數的各向異性不同的兩個材料時的顯示裝置的烙印進行說明。

在一個顯示裝置中，將介電常數的各向異性為3.85的液晶材料(Material 1)用於液晶層，在另一個顯示裝置中，將介電常數的各向異性為2.2的液晶材料(Material 2)用於液晶層。

顯示裝置的烙印的測定方法為如下：以連續地顯示中間灰階(Half Tone→Half Tone)時的灰階為基準測定在顯示白色之後顯示中間灰階(White→Half Tone)時的灰階與在顯示黑色之後顯示中間灰階(Black→Half Tone)時的灰階的差異。圖26示出顯示白色和黑色之後的灰階變化的結果。在圖26中，縱軸表示灰階(gray level)的變化，橫軸表示寫入中間灰階之後的經過時間。

從圖26所示的結果可知，在介電常數的各向異性為3.85的液晶材料(Material 1)中，White→Half Tone與Black→Half Tone之間有7.2灰階的差異。另一方面，在介電常數的各向異性為2.2的液晶材料(Material 2)中，White→Half Tone與Black→Half Tone之間有1.4灰階的差異。在圖26所示的介電常數的各向異性為2.2 的液晶材料(Material 2)的資料中，連續地顯示中間灰階(Half Tone→Half Tone)時的資料大致重疊於在顯示白色之後顯示中間灰階(White→Half Tone)時的資料。

從圖26所示的結果可知，藉由將介電常數的各向異性低的材料用於液晶層，可以抑制灰階變化。

另外，例如當控制256階段的穿透率來顯示影像時，顯示同一個靜態影像時的灰階之差的允許範圍是0灰階以上且3灰階以下。當顯示同一個靜態影像時的灰階之差為0灰階以上且3灰階以下時，觀看者不容易看到閃爍。此外，作為另一個例子，當控制1024階段的穿透率顯示影像時，顯示同一個靜態影像時的灰階之差的允許範圍是0灰階以上且12灰階以下。換言之，顯示同一個靜態影像時的灰階之差的允許範圍較佳為最大灰階值的1%以上且1.2%以下。

〈2.偶極矩〉

接著，參照圖27對液晶層的偶極矩進行說明。

圖27所示的圖表作為包括偶極矩為0德拜以上且3德拜以下的分子的液晶層的例子示出分子的偶極矩與電阻率的關係。

在圖27所示的圖表中，縱軸表示分子的偶極矩(Dipole moment)。當測定圖27的值時，混合基質液晶與添加材料來構成液晶層。偶極矩為添加材料的分子的偶極矩。在圖27中，橫軸表示液晶層(換言之，基質液晶與添加材料的混合物)的電阻率(Resistivity)。以在混合材料整體中添加材料所佔的比率為20wt.%的方式混合基質液晶與添加材料。以下，將基質液晶與添加材料的混合物稱為“混合液晶”。圖27中的各點是改變添加到基質液晶的添加材料的種類且將各添加材料的分子的偶極矩與添加有添加材料的各混合液晶的電阻率的關係標繪出的。

如圖27所示，隨著添加材料的分子的偶極矩的減少，混合液晶的電阻率提高。換言之，當添加材料的偶極矩大時，電阻率減少。

如圖27所示，添加材料的分子的偶極矩為3德拜以下的混合液晶的電阻率為1.0×10¹⁴Ω．cm以上。添加材料的分子的偶極矩越小，電阻率越大。例如，在以分子的中心為軸對稱的分子結構中，電荷分佈不偏差，所以偶極矩為0。因此，在本發明的一個實施方式的顯示裝置中，添加材料的分子的永久偶極矩較佳為0德拜以上且3德拜以下，電阻率較佳為1.0×10¹⁴Ω．cm以上。

〈3.偶極矩與液晶層的工作的關係〉

對偶極矩與液晶層的工作的關係進行說明。在由不同種類的原子構成的分子中，通常各原子的電負性不同。因此，在這些原子鍵合而構成分子時，電負性之差引起分子內部的電荷分佈的偏差。偶極矩是定量地表示該偏差量的值。注意，有時將分子內部有電荷偏差的情況表示為“具有永久偶極矩”。

示意性地表示電荷分佈。在極性不同的點電荷+q與-q之間有距離1的情況下，偶極矩為積q1。單位為電荷與長度之積C．m(庫侖．米)。

偶極矩由“德拜”表示。“德拜”有時被表示為“德拜單位”、“debye”、拉丁字母“D”或“DU”。公式(1)表示德拜與SI單位的關係。從公式(1)可知，在用SI單位表示時，1德拜是非常小的值。由於分子的偶極矩通常大致為1德拜，因此一般用德拜單位表示偶極矩。在本說明書中，用德拜表示偶極矩，但是可以利用公式(1)的關係式轉換為用SI單位表示的值。

1德拜=3.33564×10^-30C．m (1)

構成液晶層的分子(以下，稱為液晶分子)為多個不同的原子化合成的化合物，因此，液晶分子內部有電荷分佈的偏差，其結果是，液晶層具有偶極矩。

例如，適合顯示裝置的液晶層的液晶分子的形狀是棒狀。液晶層為介電質，液晶層根據棒狀的液晶分子的排列方向呈現不同的介電常數各向異性。

例如，在分子內部的氰基或鹵素等吸電子基或供電子基影響到介電常數各向異性。介電常數各向異性是直接與液晶分子的工作對電場等外場的回應性有關的特性。例如，為了增加介電常數各向異性而增加吸電子基的量，電荷偏差(亦即，偶極矩)則變得過大，容易吸收離子性雜質。在液晶層的離子性雜質的濃度提高時，液晶層中容易發生離子傳導，液晶層的電壓保持率下降。因此，較佳為以使偶極矩小的方式選擇液晶層的材料。

如上所述，當分子的偶極矩超過3德拜時，液晶層所包括的雜質的影響變得明顯。在該雜質殘留在液晶層中時，液晶層的電阻率下降，導電率增大，此時，如果降低顯示裝置的更新速率，難以保持寫入到像素中的電壓。

因為當液晶層所包括的分子的偶極矩低時可以減少液晶層中的雜質，所以可以降低液晶層的導電率。因此，當液晶層所包括的分子的偶極矩低時可以在降低更新速率時在更長的時間內保持寫入到像素中的電壓，所以是有利的。

然而，如果簡單地降低液晶層所包括的分子的偶極矩，有時產生與電場的互相作用變小的傾向。此時，對液晶層施加電場時的液晶層的回應變慢，所以需要將驅動電壓設定得高以促進高速工作。因此，當為了降低功耗而降低更新速率時，上述液晶層的結構是不宜的。特別是，當為了顯示動態影像而將低更新速率的驅動方式切換為高更新速率的驅動方式時，驅動電壓的增加造成液晶顯示裝置整體的功耗的大幅度的增加，所以是不宜的。

由此，作為本實施方式的一個實施方式，較佳為將液晶層所包括的分子的偶極矩設定為0德拜以上且3德拜以下。藉由將液晶層所包括的分子的偶極矩設定為 0德拜以上且3德拜以下，可以減少液晶層所包括的雜質的比例，且能夠以不導致顯示動態影像時的功耗的增大的方式將液晶層的驅動電壓設定為較佳的範圍內。

另外，當液晶層所包括的分子的偶極矩為0德拜以上且3德拜以下時，較佳為在不導致功耗的增大的範圍內提高液晶層的驅動電壓。當液晶層的驅動電壓高時，灰階之差的允許範圍擴大。換言之，驅動電壓越高，電壓變化所引起的灰階變化越少，而可以減少閃爍。

對液晶層所包括的分子的偶極矩為0德拜以上且3德拜以下的結構進行說明，但是較佳為0德拜以上且2.5德拜以下。另外，進一步較佳為0德拜以上且1.8德拜以下。

如上所述，藉由採用液晶層所包括的分子的偶極矩為0德拜以上且3德拜以下的結構，可以使顯示同一個靜態影像時的灰階之差在允許範圍內，從而可以抑制閃爍。其結果是，可以實現顯示品質的提高。

另外，較佳為組合液晶層所包括的分子的偶極矩為0德拜以上且3德拜以下的結構和切換動態影像顯示及靜態影像顯示的更新速率的驅動。切換更新速率進行驅動的液晶顯示裝置在將動態影像顯示切換為靜態影像顯示時將圖框頻率從60Hz切換為1Hz以下，較佳為切換為0.2Hz以下來減少功耗。

在切換更新速率進行顯示的顯示裝置中，較佳為在動態影像顯示時或靜態影像顯示時減少功耗並防止顯示品質的降低。如果在顯示靜態影像時降低更新速率，將電壓寫入像素的間隔則變大。換言之，如果在顯示靜態影像時降低更新速率，則在一定期間內電壓不被寫入到像素中。

由此，在顯示靜態影像時降低更新速率的驅動方式中，是否能夠將寫入到像素中的電壓保持為一定值是重要的。再者，在顯示動態影像時提高更新速率的驅動方式中，考慮圖框頻率的提高而將驅動電壓設定得低來實現功耗的降低是重要的。

〈4.顯示裝置的像素佈局對反射率的影響〉

接著，參照圖28A至圖29對顯示裝置的像素佈局對反射率的影響進行說明。

圖28A和圖28B為示出顯示裝置的像素的俯視圖。

圖28A示出像素950A的俯視圖。像素950A包括子像素952R_G、952R_B、952R_R及子像素952E_G、952E_B、952E_R。子像素952R_G、952R_B、952R_R具有反射外光的功能。另外，子像素952E_G、952E_B、952E_R具有發射可見光的功能。

子像素952R_G具有反射紅色的功能，子像素952R_B具有反射藍色的功能，子像素952R_G具有反射綠色的功能。另外，子像素952E_G具有發射綠色的功能，子像素952E_B具有發射藍色的功能，子像素952E_R具有發射紅色的功能。

圖28B示出像素950B的俯視圖。像素950B包括子像素954R_G、954R_B、954R_R、954R_W及子像素954E_G、954E_B、954E_R、954R_W。在像素950B中，子像素954R_G、954R_B、954R_R、954R_W具有反射外光的功能。另外，子像素954E_G、954E_B、954E_R、954R_W具有發射可見光的功能。

子像素954R_G具有反射紅色的功能，子像素954R_B具有反射藍色的功能，子像素954R_G具有反射綠色的功能，子像素954R_W具有反射白色的功能。另外，子像素952E_G具有發射綠色的功能，子像素952E_B具有發射藍色的功能，子像素952E_R具有發射紅色的功能，子像素952E_W具有發射白色的功能。

像素950B與像素950A的不同之處在於包括子像素954R_W及子像素952E_W。

像素950A中的子像素952R_G、子像素952R_B和子像素952R_R的總面積(也稱為反射開口率)為76%。另外，像素950B中的子像素954R_G、子像素954R_B、子像素954R_R和子像素954R_W的總面積(也稱為反射開口率)為57%。

接著，分別製造包括相當於圖28A所示的像素950A及圖28B所示的像素950B的像素的顯示裝置，然後測定各顯示裝置的反射率。圖29示出測定結果。在圖29中，橫軸表示反射開口率，縱軸表示反射率。在圖 29中，反射率100%是指使用標準白色板時的反射率。

如圖29所示，像素950B的反射率比像素950A高。可推測這不僅是因為子像素的配置等的影響，還因為設置子像素954R_W(換言之，具有反射白色的功能的子像素)。

〈5.顯示裝置〉

接著，參照圖30說明液晶層中的手性試劑的添加對顯示裝置的反射率的影響。

首先，對液晶的扭曲進行說明。在此，對利用液晶的光性的TN模式進行說明。

在TN模式中，一對基板之間的液晶分子的初始配向是扭曲90°的狀態。有時為了唯一地確定液晶分子的旋轉方向，對液晶材料混合引起扭曲的手性試劑。在不使用手性試劑的情況下，有可能發生相反方向的扭曲，兩個方向的扭曲混在一起，而導致向錯。

在此，假設顯示裝置960及顯示裝置962。顯示裝置960的液晶層含有添加有手性試劑的液晶材料，顯示裝置962的液晶層含有沒有添加手性試劑的液晶材料。說明對顯示裝置960及顯示裝置962進行反射率計算的結果。

圖30示出顯示裝置960及顯示裝置962的反射率的計算結果。顯示裝置960及顯示裝置962都是反射型液晶顯示裝置。在圖30中，橫軸表示電壓，縱軸表示正規化反射率。

如圖30所示，包括沒有添加手性試劑的液晶層的顯示裝置962的正規化反射率大致比包括添加有手性試劑的液晶層的顯示裝置960高20%。因此，為了提高反射型液晶顯示裝置的反射率，較佳為採用液晶層中不包含手性試劑的結構。注意，在不使用手性試劑的情況下，有可能發生向錯。因此，在不使用手性試劑的情況下，為了抑制向錯的發生，例如可以對配向膜添加手性試劑。

本實施方式所示的結構可以與其他實施方式所示的結構適當地組合而使用。

實施方式5

在本實施方式中，說明本發明的一個實施方式的顯示模組及電子裝置。

圖31A所示的顯示模組8000在上蓋8001與下蓋8002之間包括連接於FPC8005的顯示面板8006、框架8009、印刷電路板8010以及電池8011。有時將印刷電路板稱為電路板。

例如，可以將上述實施方式所示的顯示裝置用於顯示面板8006。由此，可以製造無論周圍的亮度如何都具有高可見度的顯示模組。此外，可以製造低功耗的顯示模組。

上蓋8001及下蓋8002可以根據顯示面板8006的尺寸適當地改變其形狀或尺寸。

另外，可以與顯示面板8006重疊地設置觸控面板。作為觸控面板，可以使用重疊於顯示面板8006的電阻膜式觸控面板或電容式觸控面板。另外，也可以不設置觸控面板而使顯示面板8006具有觸控面板的功能。

框架8009除了具有保護顯示面板8006的功能以外還具有用來遮斷因印刷電路板8010的工作而產生的電磁波的電磁屏蔽的功能。另外，框架8009也可以具有散熱板的功能。

印刷電路板8010包括電源電路以及用來輸出視訊信號及時脈信號的信號處理電路。作為對電源電路供應電力的電源，既可以使用外部的商業電源，又可以使用另行設置的電池8011的電源。當使用商業電源時，可以省略電池8011。

另外，在顯示模組8000中還可以設置偏光板、相位差板、稜鏡片等構件。

圖31B是具備光學觸控感測器的顯示模組8000的剖面示意圖。

顯示模組8000包括設置在印刷電路板8010上的發光部8015及受光部8016。另外，由上蓋8001與下蓋8002圍繞的區域設置有一對導光部(導光部8017a、導光部8017b)。

顯示面板8006隔著框架8009與印刷電路板8010、電池8011重疊。顯示面板8006及框架8009固定在導光部8017a、導光部8017b。

從發光部8015發射的光8018經過導光部8017a、顯示面板8006的頂部及導光部8017b到達受光部8016。例如，當光8018被指頭或觸控筆等被檢測體阻擋時，可以檢測觸摸操作。

例如，多個發光部8015沿著顯示面板8006的相鄰的兩個邊設置。多個受光部8016配置在隔著顯示面板8006與發光部8015對置的位置。由此，可以取得觸摸操作的位置的資訊。

作為發光部8015例如可以使用LED元件等光源。尤其是，作為發光部8015，較佳為使用發射不被使用者看到且對使用者無害的紅外線的光源。

作為受光部8016可以使用接收發光部8015所發射的光且將其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8017a、導光部8017b可以使用至少透過光8018的構件。藉由使用導光部8017a及導光部8017b，可以將發光部8015及受光部8016配置在顯示面板8006的下側，可以抑制外光到達受光部8016而導致觸控感測器的錯誤工作。尤其較佳為使用吸收可見光且透過紅外線的樹脂。由此，更有效地抑制觸控感測器的錯誤工作。

藉由本發明的一個實施方式，可以製造低功耗的電子裝置。作為電子裝置，例如可以舉出：行動電話機；可攜式遊戲機；可攜式資訊終端；數位相機；數位攝影機；數位相框；電視機；桌上型或膝上型個人電腦；用於電腦等的顯示器；彈珠機等大型遊戲機等。

本發明的一個實施方式的顯示裝置無論外光的強度如何都可以實現高可見度。因此，適合用於可攜式電子裝置、穿戴式電子裝置以及電子書閱讀器等。

圖32A和圖32B所示的可攜式資訊終端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可以從折疊狀態(圖32A)轉換成圖32B所示的展開狀態。

本發明的一個實施方式的顯示裝置可以用於顯示部803和顯示部804中的至少一個。由此，可以製造無論周圍的亮度如何都具有高可見度的可攜式資訊終端。此外，可以製造低功耗的可攜式資訊終端。

顯示部803及顯示部804可以顯示文件資訊、靜態影像和動態影像等中的至少一個。當在顯示部中顯示文件資訊時，可以將可攜式資訊終端800用作電子書閱讀器。

可攜式資訊終端800可以被折疊，因此可攜性高且通用性優越。

外殼801和外殼802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32C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。

本發明的一個實施方式的顯示裝置可以用於顯示部812。由此，可以製造無論周圍的亮度如何都具有高可見度的可攜式資訊終端。此外，可以製造低功耗的可攜式資訊終端。

在可攜式資訊終端810中，在顯示部812中具有觸控感測器。藉由用指頭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畫面切換為主功能表畫面。

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32D所示的照相機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。

本發明的一個實施方式的顯示裝置可以用於顯示部822。由此，藉由具有無論周圍的亮度如何都具有高可見度的顯示部，可以提高照相機的方便性。此外，可以製造低功耗的照相機。

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821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，也可以將閃光燈裝置及取景器等安裝到照相機820。另外，這些構件也可以組裝在外殼821中。

圖32E所示的電視機830包括顯示部831、外殼832、揚聲器833、操作鍵835(包括電源開關或操作開關)、連接端子836、感測器837(該感測器具有測量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉速、距離、光、液、磁、溫度、化學物質、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、傾斜度、振動、氣味或紅外線)等。電視機830例如可以安裝50英寸以上或100英寸以上的顯示部831。

本發明的一個實施方式的顯示裝置可以用於顯示部831。由此，可以製造無論周圍的亮度如何都具有高可見度的電視機。此外，可以製造低功耗的電視機。

圖33A至圖33E是示出電子裝置的圖。這些電子裝置包括外殼9000、顯示部9001、揚聲器9003、操作鍵9005(包括電源開關或操作開關)、連接端子9006、感測器9007(該感測器具有測量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉速、距離、光、液、磁、溫度、化學物質、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、傾斜度、振動、氣味或紅外線)、麥克風9008等中的一個以上。

本發明的一個實施方式的顯示裝置適用於顯示部9001。由此，可以製造包括無論周圍的亮度如何都具有高可見度的顯示部的電子裝置。此外，可以製造低功耗的電子裝置。

圖33A至圖33E所示的電子裝置可以具有各種功能。例如，可以具有如下功能：將各種資訊(靜態影像、動態影像、文字影像等)顯示在顯示部上；觸控面板；顯示日曆、日期或時刻等；藉由利用各種軟體(程式)控制處理；進行無線通訊；藉由利用無線通訊功能來連接到各種電腦網路；藉由利用無線通訊功能，進行各種資料的發送或接收；讀出儲存在儲存媒體中的程式或資料來將其顯示在顯示部上等；中的一個以上的功能。注意，圖33A至圖33E所示的電子裝置所具有的功能不侷限於上述功能，也可以具有其他的功能。

圖33A是示出手錶型可攜式資訊終端9200的立體圖，圖33B是示出手錶型可攜式資訊終端9201的立體圖。

圖33A所示的可攜式資訊終端9200可以執行行動電話、電子郵件、文章的閱讀及編輯、音樂播放、網路通訊、電腦遊戲等各種應用程式。另外，顯示部9001的顯示面彎曲，可沿著其彎曲的顯示面進行顯示。另外，可攜式資訊終端9200可以進行基於通訊標準的近距離無線通訊。例如，藉由與可進行無線通訊的耳麥相互通訊，可以進行免提通話。另外，可攜式資訊終端9200包括連接端子9006，可以藉由連接器直接與其他資訊終端進行資料的交換。另外，也可以藉由連接端子9006進行充電。另外，充電動作也可以利用無線供電進行，而不藉由連接端子9006。

圖33B所示的可攜式資訊終端9201與圖33A所示的可攜式資訊終端不同之處在於顯示部9001的顯示面不彎曲。此外，可攜式資訊終端9201的顯示部的外形為非矩形(在圖33B中為圓形狀)。

圖33C至圖33E是示出能夠折疊的可攜式資訊終端9202的立體圖。另外，圖33C是將可攜式資訊終端9202展開的狀態的立體圖，圖33D是將可攜式資訊終端9202從展開的狀態和折疊的狀態中的一個轉換成另一個時的中途的狀態的立體圖，圖33E是將可攜式資訊終端9202折疊的狀態的立體圖。

可攜式資訊終端9202在折疊狀態下可攜性好，而在展開狀態下因為具有無縫拼接較大的顯示區域所以顯示的一覽性強。可攜式資訊終端9202所包括的顯示部9001被由鉸鏈9055連結的三個外殼9000支撐。藉由鉸鏈9055使兩個外殼9000之間彎曲，可以使可攜式資訊終端9202從展開的狀態可逆性地變為折疊的狀態。例如，能夠使可攜式資訊終端9202以1mm以上且150mm以下的曲率半徑彎曲。

本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。