(57)【要約】【課題】周囲の明るさによらず、視認性の高い表示装置を提供する。信頼性の高い表示装置を提供する。【解決手段】第１の表示素子、第２の表示素子、第１の絶縁層、及び第２の絶縁層を有する表示装置である。第１の表示素子は、可視光を反射する機能を有する第１の画素電極及び液晶層を有する。第２の表示素子は、可視光を射出する機能を有する。第２の表示素子は、第２の画素電極及び共通電極を有する。共通電極は、第２の画素電極を挟んで、第２の絶縁層とは反対側に位置する。第１の画素電極は、第２の絶縁層を挟んで、第２の画素電極とは反対側に位置する。第１の画素電極は、第１の絶縁層と第２の絶縁層との間に位置する。第１の画素電極は、第１の絶縁層を挟んで、液晶層とは反対側に位置する。【選択図】図２
2018010229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の表示素子、第２の表示素子、第１の絶縁層、及び第２の絶縁層を有し、
前記第１の表示素子は、可視光を反射する機能を有する第１の画素電極及び液晶層を有し、
前記第２の表示素子は、可視光を射出する機能を有し、
前記第２の表示素子は、第２の画素電極及び共通電極を有し、
前記共通電極は、前記第２の画素電極を挟んで、前記第２の絶縁層とは反対側に位置し、
前記第１の画素電極は、前記第２の絶縁層を挟んで、前記第２の画素電極とは反対側に位置し、
前記第１の画素電極は、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層との間に位置し、
前記第１の画素電極は、前記第１の絶縁層を挟んで、前記液晶層とは反対側に位置する、表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
第１のトランジスタ及び第２のトランジスタを有し、
前記第１のトランジスタは、前記第１の表示素子の駆動を制御する機能を有し、
前記第２のトランジスタは、前記第２の表示素子の駆動を制御する機能を有し、
前記第２の絶縁層は、前記第１のトランジスタのゲート絶縁層として機能する部分と、前記第２のトランジスタのゲート絶縁層として機能する部分と、を有する、表示装置。
【請求項３】
第１の表示素子、第２の表示素子、第１の絶縁層、第２の絶縁層、第３の絶縁層、第１のトランジスタ、及び第２のトランジスタを有し、
前記第１のトランジスタは、前記第１の表示素子の駆動を制御する機能を有し、
前記第２のトランジスタは、前記第２の表示素子の駆動を制御する機能を有し、
前記第１の表示素子は、可視光を反射する機能を有する第１の画素電極及び液晶層を有し、
前記第２の表示素子は、可視光を射出する機能を有し、
前記第２の表示素子は、第２の画素電極及び共通電極を有し、
前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタは、それぞれ、前記第２の絶縁層と前記第３の絶縁層との間に位置し、
前記第１のトランジスタは、前記第２の絶縁層に設けられた開口を介して、前記第１の画素電極と電気的に接続され、
前記第２のトランジスタは、前記第３の絶縁層に設けられた開口を介して、前記第２の画素電極と電気的に接続され、
前記共通電極は、前記第２の画素電極を挟んで、前記第３の絶縁層とは反対側に位置し、
前記第１の画素電極は、前記第２の絶縁層を挟んで、前記第２の画素電極とは反対側に位置し、
前記第１の画素電極は、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層との間に位置し、
前記第１の画素電極は、前記第１の絶縁層を挟んで、前記液晶層とは反対側に位置する、表示装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタのうち一方または双方は、チャネル形成領域に酸化物半導体を有する、表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一において、
前記第１の画素電極は、開口部を有し、
前記第２の表示素子は、前記開口部と重なる部分を有し、
前記第２の表示素子は、前記開口部に向けて可視光を射出する機能を有する、表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一において、
前記第１の絶縁層の厚さは、５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下である、表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一に記載の表示装置と、
回路基板と、を有する表示モジュール。
【請求項８】
請求項７に記載の表示モジュールと、
アンテナ、バッテリ、筐体、カメラ、スピーカ、マイク、または操作ボタンの少なくともいずれか一と、を有する、電子機器。
【請求項９】
第１の表示素子及び第２の表示素子を有する表示装置の作製方法であり、
前記第１の表示素子は、可視光を反射する機能を有する第１の画素電極、液晶層、及び可視光を透過する機能を有する第１の共通電極を有し、
前記第２の表示素子は、可視光を透過する機能を有する第２の画素電極、発光層、及び可視光を反射する機能を有する第２の共通電極を有し、
第１の基板上に、前記第１の共通電極を形成し、
作製基板上に、第１の絶縁層を形成し、
前記第１の絶縁層上に、第２の絶縁層を形成し、
前記第２の絶縁層上に、剥離層を形成し、
前記剥離層の表面に、プラズマ処理を行い、
前記剥離層上に、第３の絶縁層を形成し、
前記第３の絶縁層上に、前記第１の画素電極を形成し、
前記第１の画素電極上に、第４の絶縁層を形成し、
前記第３の絶縁層を形成した後で、かつ前記第２の表示素子を形成する前に、加熱処理を行い、
前記第４の絶縁層上に、前記第２の画素電極、前記発光層、及び前記第２の共通電極をこの順で形成することで、前記第２の表示素子を形成し、
前記作製基板と第２の基板とを接着剤を用いて貼り合わせ、
前記作製基板と前記第３の絶縁層とを分離し、
前記第１の共通電極と露出した前記第３の絶縁層との間に前記液晶層を配置し、接着剤を用いて、前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせることで、前記第１の表示素子を形成する、表示装置の作製方法。
【請求項１０】
請求項９において、
前記第１の画素電極を形成した後、前記第１の画素電極に開口を設け、
前記開口と重なる位置に、前記第２の表示素子を形成する、表示装置の作製方法。
【請求項１１】
請求項９または１０において、
前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせる際に用いる前記接着剤は導電性粒子を含み、
同一の導電膜を加工して、前記第１の画素電極と導電層を形成し、
前記作製基板と前記第３の絶縁層とを分離した後、前記第３の絶縁層を加工して、前記導電層を露出し、
前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせることで、前記第１の共通電極と前記導電層とを、前記導電性粒子により電気的に接続させる、表示装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、表示装置、表示モジュール、電子機器、及び表示装置の作製方法に関する。
【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置（例えば、タッチセンサなど）、入出力装置（例えば、タッチパネルなど）、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法を一例として挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】
近年、表示装置は様々な用途への応用が期待されている。表示装置としては、例えば、発光素子を有する発光装置、液晶素子を有する液晶表示装置等が開発されている。
【０００４】
例えば、特許文献１に、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子が適用された可撓性を有する発光装置が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、可視光を反射する領域と可視光を透過する領域とを有し、十分な外光が得られる環境下では反射型液晶表示装置として利用することができ、十分な外光が得られない環境下では透過型液晶表示装置として利用することができる、半透過型の液晶表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１９７５２２号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９１７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の一態様は、消費電力の低い表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、周囲の明るさによらず、視認性の高い表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、全天候型の表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、利便性の高い表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、信頼性の高い表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、表示装置の薄型化または軽量化を課題の一とする。本発明の一態様は、新規な表示装置、入出力装置、または電子機器などを提供することを課題の一とする。
【０００８】
本発明の一態様は、新規な表示装置の作製方法を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、作製工程が簡略化された表示装置の作製方法を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、低コストで量産性の高い表示装置の作製方法を提供することを課題の一とする。
【０００９】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様の表示装置は、第１の表示素子、第２の表示素子、第１の絶縁層、及び第２の絶縁層を有する。第１の表示素子は、可視光を反射する機能を有する第１の画素電極及び液晶層を有する。第２の表示素子は、可視光を射出する機能を有する。第２の表示素子は、第２の画素電極及び共通電極を有する。共通電極は、第２の画素電極を挟んで、第２の絶縁層とは反対側に位置する。第１の画素電極は、第２の絶縁層を挟んで、第２の画素電極とは反対側に位置する。第１の画素電極は、第１の絶縁層と第２の絶縁層との間に位置する。第１の画素電極は、第１の絶縁層を挟んで、液晶層とは反対側に位置する。表示装置は、第１のトランジスタ及び第２のトランジスタを有することが好ましい。第１のトランジスタは、第１の表示素子の駆動を制御する機能を有する。第２のトランジスタは、第２の表示素子の駆動を制御する機能を有する。第２の絶縁層は、第１のトランジスタのゲート絶縁層として機能する部分と、第２のトランジスタのゲート絶縁層として機能する部分と、を有する。
【００１１】
本発明の一態様の表示装置は、第１の表示素子、第２の表示素子、第１の絶縁層、第２の絶縁層、第３の絶縁層、第１のトランジスタ、及び第２のトランジスタを有する。第１のトランジスタは、第１の表示素子の駆動を制御する機能を有する。第２のトランジスタは、第２の表示素子の駆動を制御する機能を有する。第１の表示素子は、可視光を反射する機能を有する第１の画素電極及び液晶層を有する。第２の表示素子は、可視光を射出する機能を有する。第２の表示素子は、第２の画素電極及び共通電極を有する。第１のトランジスタ及び第２のトランジスタは、それぞれ、第２の絶縁層と第３の絶縁層との間に位置する。第１のトランジスタは、第２の絶縁層に設けられた開口を介して、第１の画素電極と電気的に接続される。第２のトランジスタは、第３の絶縁層に設けられた開口を介して、第２の画素電極と電気的に接続される。共通電極は、第２の画素電極を挟んで、第３の絶縁層とは反対側に位置する。第１の画素電極は、第２の絶縁層を挟んで、第２の画素電極とは反対側に位置する。第１の画素電極は、第１の絶縁層と第２の絶縁層との間に位置する。第１の画素電極は、第１の絶縁層を挟んで、液晶層とは反対側に位置する。
【００１２】
第１のトランジスタ及び第２のトランジスタのうち一方または双方は、チャネル形成領域に酸化物半導体を有することが好ましい。
【００１３】
第１の画素電極は、開口部を有してもよい。第２の表示素子は、開口部と重なる部分を有する。第２の表示素子は、開口部に向けて可視光を射出する機能を有する。
【００１４】
第１の絶縁層の厚さは、５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１５】
本発明の一態様は、上記構成のうちいずれかの表示装置と、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）等の回路基板と、を有する表示モジュールである。
【００１６】
本発明の一態様は、上記の表示モジュールと、アンテナ、バッテリ、筐体、カメラ、スピーカ、マイク、または操作ボタンの少なくともいずれか一と、を有する、電子機器である。
【００１７】
本発明の一態様は、第１の表示素子及び第２の表示素子を有する表示装置の作製方法である。第１の表示素子は、可視光を反射する機能を有する第１の画素電極、液晶層、及び可視光を透過する機能を有する第１の共通電極を有する。第２の表示素子は、可視光を透過する機能を有する第２の画素電極、発光層、及び可視光を反射する機能を有する第２の共通電極を有する。第１の基板上に、第１の共通電極を形成し、作製基板上に、第１の絶縁層を形成し、第１の絶縁層上に、第２の絶縁層を形成し、第２の絶縁層上に、剥離層を形成し、剥離層の表面に、プラズマ処理を行い、剥離層上に、第３の絶縁層を形成し、第３の絶縁層上に、第１の画素電極を形成し、第１の画素電極上に、第４の絶縁層を形成する。第３の絶縁層を形成した後で、かつ第２の表示素子を形成する前に、加熱処理を行う。第４の絶縁層上に、第２の画素電極、発光層、及び第２の共通電極をこの順で形成することで、第２の表示素子を形成する。作製基板と第２の基板とを接着剤を用いて貼り合わせる。作製基板と第３の絶縁層とを分離する。第１の共通電極と露出した第３の絶縁層との間に液晶層を配置し、接着剤を用いて、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせることで、第１の表示素子を形成する。
【００１８】
上記の表示装置の作製方法において、第１の画素電極を形成した後、第１の画素電極に開口を設け、開口と重なる位置に、第２の表示素子を形成してもよい。
【００１９】
上記の表示装置の作製方法において、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせる際に用いる接着剤は導電性粒子を含むことが好ましい。同一の導電膜を加工して、第１の画素電極と導電層を形成する。作製基板と第３の絶縁層とを分離した後、第３の絶縁層を加工して、導電層を露出する。第１の基板と第２の基板とを貼り合わせることで、第１の共通電極と導電層とを、導電性粒子により電気的に接続させる。
【００２０】
上記の表示装置の作製方法において、第１の絶縁層及び第３の絶縁層は、それぞれ、シリコン及び窒素を含むことが好ましく、窒化シリコンを含むことがより好ましい。第１の絶縁層及び第３の絶縁層は、同一の成膜条件で成膜されてもよい。
【００２１】
上記の表示装置の作製方法において、第１の絶縁層及び第３の絶縁層は、それぞれ、水素をブロックする機能を有することが好ましい。
【００２２】
上記の表示装置の作製方法において、第２の絶縁層は、シリコン及び酸素を含むことが好ましく、酸化窒化シリコンを含むことがより好ましい。
【００２３】
上記の表示装置の作製方法において、第２の絶縁層は、加熱されることで水素を放出する機能を有することが好ましい。
【００２４】
上記の表示装置の作製方法において、プラズマ処理は、亜酸化窒素を含む雰囲気下で行われることが好ましく、亜酸化窒素及びシランを含む雰囲気下で行われることがより好ましい。プラズマ処理を行うことで、剥離層上に酸化物層を形成してもよい。酸化物層は、剥離層に含まれる材料の少なくとも一つを含む。
【００２５】
上記の表示装置の作製方法において、タングステンを含む剥離層を形成し、プラズマ処理を行うことで、タングステン及び酸素を含む酸化物層を形成してもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の一態様により、消費電力の低い表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、周囲の明るさによらず、視認性の高い表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、全天候型の表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、利便性の高い表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、信頼性の高い表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、表示装置の薄型化または軽量化が可能となる。本発明の一態様により、新規な表示装置、入出力装置、または電子機器などを提供することができる。
【００２７】
本発明の一態様により、新規な表示装置の作製方法を提供することができる。本発明の一態様により、作製工程が簡略化された表示装置の作製方法を提供することができる。本発明の一態様により、低コストで量産性の高い表示装置の作製方法を提供することができる。
【００２８】
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】表示装置の一例を示す斜視図。
【図２】表示装置の一例を示す断面図。
【図３】表示装置の一例を示す断面図。
【図４】表示装置の一例を示す断面図。
【図５】表示装置の作製方法の一例を示す断面図。
【図６】表示装置の作製方法の一例を示す断面図。
【図７】表示装置の作製方法の一例を示す断面図。
【図８】表示装置の作製方法の一例を示す断面図。
【図９】表示装置の作製方法の一例を示す断面図。
【図１０】トランジスタの一例を示す断面図。
【図１１】表示装置の一例及び画素の一例を示す図。
【図１２】表示装置の画素回路の一例を示す回路図。
【図１３】表示装置の画素回路の一例を示す回路図及び画素の一例を示す図。
【図１４】表示モジュールの一例を示す図。
【図１５】電子機器の一例を示す図。
【図１６】電子機器の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００３１】
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
【００３２】
また、図面において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
【００３３】
なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、又は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能である。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能である。
【００３４】
本明細書等において、金属酸化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）とは、広い表現での金属の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体（透明酸化物導電体を含む）、酸化物半導体（Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒまたは単にＯＳともいう）などに分類される。例えば、トランジスタの半導体層に金属酸化物を用いた場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、ＯＳ  ＦＥＴと記載する場合においては、金属酸化物または酸化物半導体を有するトランジスタと換言することができる。
【００３５】
また、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物も金属酸化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物を、金属酸窒化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）と呼称してもよい。
【００３６】
また、本明細書等において、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｒｙｓｔａｌ）、及びＣＡＣ（ｃｌｏｕｄ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ）と記載する場合がある。なお、ＣＡＡＣは結晶構造の一例を表し、ＣＡＣは機能、または材料の構成の一例を表す。
【００３７】
酸化物半導体または金属酸化物の結晶構造の一例について説明する。なお、以下では、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物ターゲット（Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：４．１［原子数比］）を用いて、スパッタリング法にて成膜された酸化物半導体を一例として説明する。上記ターゲットを用いて、基板温度を１００℃以上１３０℃以下として、スパッタリング法により形成した酸化物半導体をｓＩＧＺＯと呼称し、上記ターゲットを用いて、基板温度を室温（Ｒ．Ｔ．）として、スパッタリング法により形成した酸化物半導体をｔＩＧＺＯと呼称する。例えば、ｓＩＧＺＯは、ｎｃ（ｎａｎｏ  ｃｒｙｓｔａｌ）及びＣＡＡＣのいずれか一方または双方の結晶構造を有する。また、ｔＩＧＺＯは、ｎｃの結晶構造を有する。なお、ここでいう室温（Ｒ．Ｔ．）とは、基板を意図的に加熱しない場合の温度を含む。
【００３８】
また、本明細書等において、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅとは、材料の一部では導電体の機能と、材料の一部では誘電体（または絶縁体）の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。なお、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅを、トランジスタの半導体層に用いる場合、導電体は、キャリアとなる電子（またはホール）を流す機能を有し、誘電体は、キャリアとなる電子を流さない機能を有する。導電体としての機能と、誘電体としての機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅに付与することができる。ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。
【００３９】
また、本明細書等において、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、導電体領域、及び誘電体領域を有する。導電体領域は、上述の導電体の機能を有し、誘電体領域は、上述の誘電体の機能を有する。また、材料中において、導電体領域と、誘電体領域とは、ナノ粒子レベルで分離している場合がある。また、導電体領域と、誘電体領域とは、それぞれ材料中に偏在する場合がある。また、導電体領域は、周辺がぼけてクラウド状に連結して観察される場合がある。
【００４０】
すなわち、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、マトリックス複合材（ｍａｔｒｉｘ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、または金属マトリックス複合材（ｍｅｔａｌ  ｍａｔｒｉｘ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と呼称することもできる。
【００４１】
また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅにおいて、導電体領域と、誘電体領域とは、それぞれ０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下のサイズで材料中に分散している場合がある。
【００４２】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置とその作製方法について図面を用いて説明する。
【００４３】
本実施の形態の表示装置は、可視光を反射する第１の表示素子と、可視光を発する第２の表示素子とを有する。
【００４４】
本実施の形態の表示装置は、第１の表示素子が反射する光と、第２の表示素子が発する光のうち、いずれか一方または両方により、画像を表示する機能を有する。
【００４５】
第１の表示素子には、外光を反射して表示する素子を用いることができる。このような素子は光源を持たないため、表示の際の消費電力を極めて小さくすることが可能となる。
【００４６】
第１の表示素子には、代表的には反射型の液晶素子を用いることができる。または、第１の表示素子として、シャッター方式のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）素子、光干渉方式のＭＥＭＳ素子の他、マイクロカプセル方式、電気泳動方式、エレクトロウェッティング方式、電子粉流体（登録商標）方式等を適用した素子などを用いることができる。
【００４７】
第２の表示素子には、発光素子を用いることが好ましい。発光素子が射出する光は、その輝度や色度が外光に左右されることがないため、色再現性が高く（色域が広く）、コントラストの高い、鮮やかな表示を行うことができる。
【００４８】
第２の表示素子には、例えばＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、半導体レーザなどの自発光性の発光素子を用いることができる。
【００４９】
本実施の形態の表示装置は、第１の表示素子のみを用いて画像を表示する第１のモード、第２の表示素子のみを用いて画像を表示する第２のモード、並びに、第１の表示素子及び第２の表示素子を用いて画像を表示する第３のモードを有し、これらのモードを自動または手動で切り替えて使用することができる。
【００５０】
第１のモードでは、第１の表示素子と外光を用いて画像を表示する。第１のモードは光源が不要であるため、極めて低消費電力なモードである。例えば、表示装置に外光が十分に入射されるとき（明るい環境下など）は、第１の表示素子が反射した光を用いて表示を行うことができる。例えば、外光が十分に強く、かつ外光が白色光またはその近傍の光である場合に有効である。第１のモードは、文字を表示することに適したモードである。また、第１のモードは、外光を反射した光を用いるため、目に優しい表示を行うことができ、目が疲れにくいという効果を奏する。
【００５１】
第２のモードでは、第２の表示素子による発光を利用して画像を表示する。そのため、照度や外光の色度によらず、極めて鮮やかな（コントラストが高く、且つ色再現性の高い）表示を行うことができる。例えば、夜間や暗い室内など、照度が極めて低い場合などに有効である。また周囲が暗い場合、明るい表示を行うと使用者が眩しく感じてしまう場合がある。これを防ぐために、第２のモードでは輝度を抑えた表示を行うことが好ましい。これにより、眩しさを抑えることに加え、消費電力も低減することができる。第２のモードは、鮮やかな画像（静止画及び動画）などを表示することに適したモードである。
【００５２】
第３のモードでは、第１の表示素子による反射光と、第２の表示素子による発光の両方を利用して表示を行う。第１のモードよりも鮮やかな表示をしつつ、第２のモードよりも消費電力を抑えることができる。例えば、室内照明下や、朝方や夕方の時間帯など、照度が比較的低い場合、外光の色度が白色ではない場合などに有効である。また、反射光と発光とを混合させた光を用いることで、まるで絵画を見ているかのように感じさせる画像を表示することが可能となる。
【００５３】
このような構成とすることで、周囲の明るさによらず、視認性が高く利便性の高い表示装置または全天候型の表示装置を実現できる。
【００５４】
本実施の形態の表示装置は、第１の表示素子を有する第１の画素と、第２の表示素子を有する第２の画素とをそれぞれ複数有する。第１の画素と第２の画素は、それぞれ、マトリクス状に配置されることが好ましい。
【００５５】
第１の画素及び第２の画素は、それぞれ、１つ以上の副画素を有する構成とすることができる。例えば、画素には、副画素を１つ有する構成（白色（Ｗ）など）、副画素を３つ有する構成（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の３色、または、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の３色など）、または、副画素を４つ有する構成（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、白色（Ｗ）の４色、または、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、黄色（Ｙ）の４色など）を適用できる。
【００５６】
本実施の形態の表示装置は、第１の画素と第２の画素のどちらでも、フルカラー表示を行う構成とすることができる。または、本実施の形態の表示装置は、第１の画素では白黒表示またはグレースケールでの表示を行い、第２の画素ではフルカラー表示を行う構成とすることができる。第１の画素を用いた白黒表示またはグレースケールでの表示は、文書情報など、カラー表示を必要としない情報を表示することに適している。
【００５７】
次に、図１〜図４を用いて、本実施の形態の表示装置の構成例について説明する。
【００５８】
＜構成例１＞
図１は、表示装置３００の斜視概略図である。表示装置３００は、基板３５１と基板３６１とが貼り合わされた構成を有する。図１では、基板３６１を破線で明示している。
【００５９】
表示装置３００は、表示部３６２、回路３６４、配線３６５等を有する。図１では表示装置３００にＩＣ（集積回路）３７３及びＦＰＣ３７２が実装されている例を示している。そのため、図１に示す構成は、表示装置３００、ＩＣ、及びＦＰＣを有する表示モジュールということもできる。
【００６０】
回路３６４としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。
【００６１】
配線３６５は、表示部３６２及び回路３６４に信号及び電力を供給する機能を有する。当該信号及び電力は、ＦＰＣ３７２を介して外部から、またはＩＣ３７３から配線３６５に入力される。
【００６２】
図１では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｆｉｌｍ）方式等により、基板３５１にＩＣ３７３が設けられている例を示す。ＩＣ３７３は、例えば走査線駆動回路または信号線駆動回路などを有するＩＣを適用できる。なお、表示装置１００及び表示モジュールは、ＩＣを設けない構成としてもよい。また、ＩＣを、ＣＯＦ方式等により、ＦＰＣに実装してもよい。
【００６３】
図１には、表示部３６２の一部の拡大図を示している。表示部３６２には、複数の表示素子が有する電極３１１ｂがマトリクス状に配置されている。電極３１１ｂは、可視光を反射する機能を有し、液晶素子１８０の反射電極として機能する。
【００６４】
また、図１に示すように、電極３１１ｂは開口４５１を有する。さらに表示部３６２は、電極３１１ｂよりも基板３５１側に、発光素子１７０を有する。発光素子１７０からの光は、電極３１１ｂの開口４５１を介して基板３６１側に射出される。発光素子１７０の発光領域の面積と開口４５１の面積とは等しくてもよい。発光素子１７０の発光領域の面積と開口４５１の面積のうち一方が他方よりも大きいと、位置ずれに対するマージンが大きくなるため好ましい。特に、開口４５１の面積は、発光素子１７０の発光領域の面積に比べて小さいことが好ましい。開口４５１が小さいと、発光素子１７０からの光の一部が電極３１１ｂによって遮られ、外部に取り出せないことがある。開口４５１を十分に大きくすることで、発光素子１７０の発光が無駄になることを抑制できる。
【００６５】
図２に、図１で示した表示装置３００の、ＦＰＣ３７２を含む領域の一部、回路３６４を含む領域の一部、及び表示部３６２を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。
【００６６】
図２に示す表示装置３００は、基板３５１と基板３６１の間に、トランジスタ２０１、トランジスタ２０３、トランジスタ２０５、トランジスタ２０６、液晶素子１８０、発光素子１７０、絶縁層１１５、絶縁層２２０、着色層１３１、着色層１３４等を有する。基板３６１と絶縁層１１５は接着層１４１を介して接着されている。基板３５１と絶縁層１１５は接着層１４２を介して接着されている。
【００６７】
基板３６１には、着色層１３１、遮光層１３２、絶縁層１２１、及び液晶素子１８０の共通電極として機能する電極１１３、配向膜１３３ｂ、絶縁層１１７等が設けられている。基板３６１の外側の面には、偏光板１３５を有する。絶縁層１２１は、平坦化層としての機能を有していてもよい。絶縁層１２１により、電極１１３の表面を概略平坦にできるため、液晶層１１２の配向状態を均一にできる。絶縁層１１７は、液晶素子１８０のセルギャップを保持するためのスペーサとして機能する。絶縁層１１７が可視光を透過する場合は、絶縁層１１７を液晶素子１８０の表示領域と重ねて配置してもよい。
【００６８】
液晶素子１８０は反射型の液晶素子である。液晶素子１８０は基板３６１側に反射光を射出する。液晶素子１８０は、電極３１１ａ、液晶層１１２、電極１１３が積層された積層構造を有する。電極３１１ａの基板３５１側に接して、可視光を反射する電極３１１ｂが設けられている。電極３１１ｂは開口４５１を有する。電極３１１ａ及び電極１１３は可視光を透過する。電極３１１ａの基板３６１側に接して、絶縁層１１５が設けられている。液晶層１１２と絶縁層１１５の間に配向膜１３３ａが設けられている。液晶層１１２と電極１１３の間に配向膜１３３ｂが設けられている。
【００６９】
液晶素子１８０において、電極３１１ｂは可視光を反射する機能を有し、電極３１１ａ及び電極１１３は可視光を透過する機能を有する。基板３６１側から入射した光は、偏光板１３５により偏光され、電極１１３、液晶層１１２、絶縁層１１５、電極３１１ａを透過し、電極３１１ｂで反射する。そして、電極３１１ａ、絶縁層１１５、液晶層１１２、及び電極１１３を再度透過して、偏光板１３５に達する。このとき、電極３１１ｂと電極１１３の間に与える電圧によって液晶の配向を制御し、光の光学変調を制御することができる。すなわち、偏光板１３５を介して射出される光の強度を制御することができる。また光は着色層１３１によって特定の波長領域以外の光が吸収されることにより、取り出される光は、例えば赤色を呈する光となる。
【００７０】
図２に示すように、開口４５１には可視光を透過する電極３１１ａが設けられていることが好ましい。これにより、開口４５１と重なる領域においてもそれ以外の領域と同様に液晶層１１２が配向するため、これらの領域の境界部で液晶の配向不良が生じ、意図しない光が漏れてしまうことを抑制できる。
【００７１】
接続部２０７において、電極３１１ｂは、導電層２２１ｂを介して、トランジスタ２０６が有する導電層２２２ａと電気的に接続されている。トランジスタ２０６は、液晶素子１８０の駆動を制御する機能を有する。
【００７２】
接続部２０７において、絶縁層２２０には開口が設けられている。そのため、液晶層１１２側から、絶縁層２２０の開口を介して、トランジスタ及び発光素子１７０に不純物が入り込む恐れがある。
【００７３】
ここで、表示装置３００は、電極３１１ａと液晶層１１２との間に絶縁層１１５を有する。これにより、液晶層１１２側から、トランジスタ及び発光素子１７０に不純物が入り込むことを抑制し、表示装置の信頼性を高めることができる。絶縁層１１５は、表示部３６２全体に設けられていることが好ましい。
【００７４】
なお、絶縁層１１５が厚すぎると、基板３６１側から入射した光の多くが、絶縁層１１５で吸収されてしまう。そのため、画素の反射率が低下し、表示が暗くなってしまう。また、液晶素子１８０の駆動電圧が一定の場合、絶縁層１１５が厚いほど、液晶層１１２にかかる電界が弱くなり、表示のコントラストが低下する。絶縁層１１５の厚さを変えずに表示のコントラストを高めるためには、液晶素子１８０の駆動電圧を高くする必要がある。
【００７５】
そのため、絶縁層１１５の厚さは、５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下が好ましく、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下がより好ましく、１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下がさらに好ましい。これにより、絶縁層１１５のバリア性を確保し、かつ、液晶素子１８０を用いて良好な表示を行うことができる。また、絶縁層１１５の厚さが薄いため、表示装置全体の厚さも薄くすることができる。
【００７６】
絶縁層１１５は、接続部２５２と接続部２０４に開口を有する。
【００７７】
接着層１４１が設けられる一部の領域には、接続部２５２が設けられている。接続部２５２において、導電層３１１ｄと、電極１１３の一部が、接続体２４３により電気的に接続されている。したがって、基板３６１側に形成された電極１１３に、基板３５１側に接続されたＦＰＣ３７２から入力される信号または電位を、接続部２５２を介して供給することができる。導電層３１１ｄと電極３１１ａとは、同一の導電膜を加工して得られる。
【００７８】
接続体２４３としては、例えば導電性粒子を用いることができる。導電性粒子としては、有機樹脂またはシリカなどの粒子の表面を金属材料で被覆したものを用いることができる。金属材料としてニッケルや金を用いると接触抵抗を低減できるため好ましい。またニッケルをさらに金で被覆するなど、２種類以上の金属材料を層状に被覆させた粒子を用いることが好ましい。また接続体２４３として、弾性変形、または塑性変形する材料を用いることが好ましい。このとき導電性粒子である接続体２４３は、図２に示すように上下方向に潰れた形状となる場合がある。こうすることで、接続体２４３と、これと電気的に接続する導電層との接触面積が増大し、接触抵抗を低減できるほか、接続不良などの不具合の発生を抑制することができる。
【００７９】
接続体２４３は、接着層１４１に覆われるように配置することが好ましい。例えば接着層１４１となるペースト等を塗布した後に、接続体２４３を配置すればよい。
【００８０】
接続部２０４は、基板３５１の基板３６１と重ならない領域に設けられている。接続部２０４では、配線３６５が接続層２４２を介してＦＰＣ３７２と電気的に接続されている。接続部２０４は接続部２０７と同様の構成を有している。接続部２０４の上面は、絶縁層１１５の開口を介して、導電層３１１ｃが露出している。導電層３１１ｃと電極３１１ａとは、同一の導電膜を加工して得られる。接続層２４２は、導電層３１１ｃを覆うように設けられることが好ましい。これにより、接続部２０４とＦＰＣ３７２とを接続層２４２を介して電気的に接続することができる。
【００８１】
発光素子１７０は、ボトムエミッション型の発光素子である。発光素子１７０は、絶縁層２２０側から電極１９１、ＥＬ層１９２、及び電極１９３の順に積層された積層構造を有する。電極１９１は、画素電極として機能する。ＥＬ層１９２は、少なくとも発光性の物質を含む。電極１９３は、共通電極として機能する。発光素子１７０は、電極１９１と電極１９３との間に電圧を印加することで、基板３６１側に光を射出する電界発光素子である。
【００８２】
電極１９１は、絶縁層２１２、絶縁層２１３、及び絶縁層２１４にそれぞれ設けられた開口を介して、トランジスタ２０５が有する導電層２２２ｂと接続されている。トランジスタ２０５は、発光素子１７０の駆動を制御する機能を有する。絶縁層２１６が電極１９１の端部を覆っている。
【００８３】
電極１９１は可視光を透過する機能を有する。電極１９３は可視光を反射する機能を有することが好ましい。
【００８４】
発光素子１７０は、絶縁層１９４に覆われていることが好ましい。図２では、絶縁層１９４が、電極１９３に接して設けられている。絶縁層１９４を設けることで、発光素子１７０に不純物が入り込むことを抑制し、発光素子１７０の信頼性を高めることができる。絶縁層１９４には、接着層１４２によって、基板３５１が貼り合わされている。
【００８５】
発光素子１７０が発する光は、着色層１３４、絶縁層２２０、開口４５１、電極３１１ａ等を介して、基板３６１側に射出される。
【００８６】
液晶素子１８０及び発光素子１７０は、画素によって着色層の色を変えることで、様々な色を呈することができる。表示装置３００は、液晶素子１８０を用いて、カラー表示を行うことができる。表示装置３００は、発光素子１７０を用いて、カラー表示を行うことができる。
【００８７】
トランジスタ２０１、トランジスタ２０３、トランジスタ２０５、及びトランジスタ２０６は、いずれも絶縁層２２０の基板３５１側の面上に形成されている。これらのトランジスタは、同一の工程を用いて作製することができる。
【００８８】
液晶素子１８０と電気的に接続される回路は、発光素子１７０と電気的に接続される回路と同一面上に形成されることが好ましい。これにより、２つの回路を別々の面上に形成する場合に比べて、表示装置の厚さを薄くすることができる。また、２つのトランジスタを同一の工程で作製できるため、２つのトランジスタを別々の面上に形成する場合に比べて、作製工程を簡略化することができる。
【００８９】
液晶素子１８０の画素電極である電極３１１ａは、トランジスタが有するゲート絶縁層（絶縁層２１１）を挟んで、発光素子１７０の画素電極である電極１９１とは反対に位置する。
【００９０】
ここで、チャネル形成領域に酸化物半導体を有し、オフ電流が極めて低いトランジスタ２０６を適用した場合や、トランジスタ２０６と電気的に接続される記憶素子を適用した場合などでは、液晶素子１８０を用いて静止画を表示する際に画素への書き込み動作を停止しても、階調を維持させることが可能となる。すなわち、フレームレートを極めて小さくしても表示を保つことができる。本発明の一態様では、フレームレートを極めて小さくでき、消費電力の低い駆動を行うことができる。
【００９１】
トランジスタ２０３は、画素の選択、非選択状態を制御するトランジスタ（スイッチングトランジスタ、または選択トランジスタともいう）である。トランジスタ２０５は、発光素子１７０に流れる電流を制御するトランジスタ（駆動トランジスタともいう）である。
【００９２】
絶縁層２２０の基板３５１側には、絶縁層２１１、絶縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１４等の絶縁層が設けられている。絶縁層２１１は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１２は、トランジスタ２０６等を覆って設けられる。絶縁層２１３は、トランジスタ２０５等を覆って設けられている。絶縁層２１４は、平坦化層としての機能を有する。なお、トランジスタを覆う絶縁層の数は限定されず、単層であっても２層以上であってもよい。
【００９３】
各トランジスタを覆う絶縁層の少なくとも一層に、水や水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層をバリア膜として機能させることができる。このような構成とすることで、トランジスタに対して外部から不純物が拡散することを効果的に抑制することが可能となり、信頼性の高い表示装置を実現できる。
【００９４】
トランジスタ２０１、トランジスタ２０３、トランジスタ２０５、及びトランジスタ２０６は、ゲートとして機能する導電層２２１ａ、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１、ソース及びドレインとして機能する導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂ、並びに、半導体層２３１を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。
【００９５】
トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５は、トランジスタ２０３及びトランジスタ２０６の構成に加えて、ゲートとして機能する導電層２２３を有する。
【００９６】
トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５には、チャネルが形成される半導体層を２つのゲートで挟持する構成が適用されている。このような構成とすることで、トランジスタの閾値電圧を制御することができる。２つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジスタを駆動してもよい。このようなトランジスタは他のトランジスタと比較して電界効果移動度を高めることが可能であり、オン電流を増大させることができる。その結果、高速駆動が可能な回路を作製することができる。さらには、回路部の占有面積を縮小することが可能となる。オン電流の大きなトランジスタを適用することで、表示装置を大型化、または高精細化したときに配線数が増大したとしても、各配線における信号遅延を低減することが可能であり、表示ムラを抑制することができる。
【００９７】
または、２つのゲートのうち、一方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御することができる。
【００９８】
表示装置が有するトランジスタの構造に限定はない。回路３６４が有するトランジスタと、表示部３６２が有するトランジスタは、同じ構造であってもよく、異なる構造であってもよい。回路３６４が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、２種類以上の構造が組み合わせて用いられていてもよい。同様に、表示部３６２が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、２種類以上の構造が組み合わせて用いられていてもよい。
【００９９】
導電層２２３には、酸化物を含む導電材料を用いることが好ましい。導電層２２３を構成する導電膜を、酸素を含む雰囲気下で成膜することで、絶縁層２１２に酸素を供給することができる。成膜ガス中の酸素ガスの割合を９０％以上１００％以下の範囲とすることが好ましい。絶縁層２１２に供給された酸素は、後の熱処理により半導体層２３１に供給され、半導体層２３１中の酸素欠損の低減を図ることができる。
【０１００】
特に、導電層２２３には、低抵抗化された酸化物半導体を用いることが好ましい。このとき、絶縁層２１３に水素を放出する絶縁膜、例えば窒化シリコン膜等を用いることが好ましい。絶縁層２１３の成膜中、またはその後の熱処理によって導電層２２３中に水素が供給され、導電層２２３の電気抵抗を効果的に低減することができる。
【０１０１】
絶縁層２１３に接して着色層１３４が設けられている。着色層１３４は、絶縁層２１４に覆われている。
【０１０２】
基板３６１の外側の面に配置する偏光板１３５として直線偏光板を用いてもよいが、円偏光板を用いることもできる。円偏光板としては、例えば直線偏光板と１／４波長位相差板を積層したものを用いることができる。これにより、外光反射を抑制することができる。また、偏光板の種類に応じて、液晶素子１８０に用いる液晶素子のセルギャップ、配向、駆動電圧等を調整することで、所望のコントラストが実現されるようにすればよい。
【０１０３】
なお、基板３６１の外側には各種光学部材を配置することができる。光学部材としては、偏光板、位相差板、光拡散層（拡散フィルムなど）、反射防止層、及び集光フィルム等が挙げられる。また、基板３６１の外側には、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜等を配置してもよい。
【０１０４】
基板３５１及び基板３６１には、それぞれ、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、有機樹脂などを用いることができる。基板３５１及び基板３６１に可撓性を有する材料を用いると、表示装置の可撓性を高めることができる。特に、基板３５１及び基板３６１に有機樹脂を用いることで、表示装置の薄型化及び軽量化が可能である。
【０１０５】
液晶素子１８０としては、例えば垂直配向（ＶＡ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードが適用された液晶素子を用いることができる。垂直配向モードとしては、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｓｕｐｅｒ  Ｖｉｅｗ）モードなどを用いることができる。
【０１０６】
液晶素子１８０には、様々なモードが適用された液晶素子を用いることができる。例えばＶＡモードのほかに、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード等が適用された液晶素子を用いることができる。
【０１０７】
液晶素子は、液晶の光学的変調作用によって光の透過または非透過を制御する素子である。液晶の光学的変調作用は、液晶にかかる電界（横方向の電界、縦方向の電界または斜め方向の電界を含む）によって制御される。液晶素子に用いる液晶としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。これらの液晶材料は、条件により、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。
【０１０８】
液晶材料としては、ポジ型の液晶、またはネガ型の液晶のいずれを用いてもよく、適用するモードや設計に応じて最適な液晶材料を用いればよい。
【０１０９】
液晶の配向を制御するため、配向膜を設けることができる。なお、横電界方式を採用する場合、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために数重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を液晶に用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が短く、光学的等方性である。また、ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となるため、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる。
【０１１０】
反射型の液晶素子を用いる場合には、表示面側に偏光板１３５を設ける。またこれとは別に、表示面側に光拡散板を配置すると、視認性を向上させられるため好ましい。
【０１１１】
偏光板１３５よりも外側に、フロントライトを設けてもよい。フロントライトとしては、エッジライト型のフロントライトを用いることが好ましい。ＬＥＤを備えるフロントライトを用いると、消費電力を低減できるため好ましい。
【０１１２】
接着層としては、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。
【０１１３】
接続層２４２としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
【０１１４】
発光素子１７０は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型などがある。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
【０１１５】
ＥＬ層１９２は少なくとも発光層を有する。ＥＬ層１９２は、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、またはバイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）等を含む層をさらに有していてもよい。
【０１１６】
ＥＬ層１９２には低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。ＥＬ層１９２を構成する層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
【０１１７】
ＥＬ層１９２は、量子ドットなどの無機化合物を有していてもよい。例えば、量子ドットを発光層に用いることで、発光材料として機能させることもできる。
【０１１８】
なお、カラーフィルタ（着色層）とマイクロキャビティ構造（光学調整層）との組み合わせを適用することで、表示装置から色純度の高い光を取り出すことができる。光学調整層の膜厚は、各画素の色に応じて変化させる。
【０１１９】
トランジスタのゲート、ソース及びドレインのほか、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、またはタングステンなどの金属、またはこれを主成分とする合金などが挙げられる。これらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。
【０１２０】
また、透光性を有する導電材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛などの導電性酸化物またはグラフェンを用いることができる。または、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、またはチタンなどの金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）などを用いてもよい。なお、金属材料、合金材料（またはそれらの窒化物）を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすればよい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。これらは、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層や、表示素子が有する導電層（画素電極や共通電極として機能する導電層）にも用いることができる。
【０１２１】
各絶縁層に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル、エポキシなどの樹脂、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料が挙げられる。
【０１２２】
着色層に用いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、顔料または染料が含まれた樹脂材料などが挙げられる。
【０１２３】
＜構成例２＞
図３に示す表示装置３００Ａは、トランジスタ２０１、トランジスタ２０３、トランジスタ２０５、及びトランジスタ２０６を有さず、トランジスタ２８１、トランジスタ２８４、トランジスタ２８５、及びトランジスタ２８６を有する点で、主に表示装置３００と異なる。
【０１２４】
また、図３に示す表示装置３００Ａでは、絶縁層１１５が島状に形成されている点で、表示装置３００と異なる。
【０１２５】
なお、図３では、絶縁層１１７及び接続部２０７等の位置も図２と異なる。図３では、画素の端部を図示している。絶縁層１１７は、着色層１３１の端部に重ねて配置されている。また、絶縁層１１７は、遮光層１３２の端部に重ねて配置されている。このように、絶縁層１１７の少なくとも一部は、表示領域と重ならない部分（遮光層１３２と重なる部分）に配置されてもよい。
【０１２６】
トランジスタ２８４及びトランジスタ２８５のように、表示装置が有する２つのトランジスタは、部分的に積層して設けられていてもよい。これにより、画素回路の占有面積を縮小することが可能なため、精細度を高めることができる。また、発光素子１７０の発光面積を大きくでき、開口率を向上させることができる。発光素子１７０は、開口率が高いと、必要な輝度を得るための電流密度を低くできるため、信頼性が向上する。
【０１２７】
トランジスタ２８１、トランジスタ２８４、及びトランジスタ２８６は、導電層２２１ａ、絶縁層２１１、半導体層２３１、導電層２２２ａ、及び導電層２２２ｂを有する。導電層２２１ａは、絶縁層２１１を介して半導体層２３１と重なる。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、半導体層２３１と電気的に接続される。トランジスタ２８１は、導電層２２３を有する。
【０１２８】
トランジスタ２８５は、導電層２２２ｂ、絶縁層２１７、半導体層２６１、導電層２２３、絶縁層２１２、絶縁層２１３、導電層２６３ａ、及び導電層２６３ｂを有する。導電層２２２ｂは、絶縁層２１７を介して半導体層２６１と重なる。導電層２２３は、絶縁層２１２及び絶縁層２１３を介して半導体層２６１と重なる。導電層２６３ａ及び導電層２６３ｂは、半導体層２６１と電気的に接続される。
【０１２９】
導電層２２１ａは、ゲートとして機能する。絶縁層２１１は、ゲート絶縁層として機能する。導電層２２２ａはソースまたはドレインの一方として機能する。トランジスタ２８６が有する導電層２２２ｂは、ソースまたはドレインの他方として機能する。
【０１３０】
トランジスタ２８４とトランジスタ２８５が共有している導電層２２２ｂは、トランジスタ２８４のソースまたはドレインの他方として機能する部分と、トランジスタ２８５のゲートとして機能する部分を有する。絶縁層２１７、絶縁層２１２、及び絶縁層２１３は、ゲート絶縁層として機能する。導電層２６３ａ及び導電層２６３ｂのうち、一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。導電層２２３は、ゲートとして機能する。
【０１３１】
＜構成例３＞
図４（Ａ）に表示装置３００Ｂの表示部の断面図を示す。
【０１３２】
表示装置３００Ｂは、着色層１３１を有していない点で、表示装置３００と異なる。図４（Ａ）では、トランジスタ２０３の図示を省略している。その他の構成については、表示装置３００と同様のため、詳細な説明を省略する。
【０１３３】
液晶素子１８０は、白色を呈する。着色層１３１を有していないため、表示装置３００は、液晶素子１８０を用いて、白黒またはグレースケールでの表示を行うことができる。
【０１３４】
表示装置３００Ｂでは、基板３６１に絶縁層１２１を介して電極１１３が設けられている例を示す。絶縁層１２１は設けられていなくてもよい。図４（Ｂ）に示す表示装置３００Ｃのように、基板３６１に接して電極１１３が設けられていてもよい。
【０１３５】
＜構成例４＞
図４（Ｂ）に示す表示装置３００Ｃは、ＥＬ層１９２が塗り分けられており、かつ着色層１３４及び絶縁層１２１を有さない点で、表示装置３００Ｂと異なる。その他の構成については、表示装置３００Ｂと同様のため、詳細な説明を省略する。
【０１３６】
塗り分け方式が適用された発光素子１７０は、ＥＬ層１９２を構成する層のうち少なくとも一層（代表的には発光層）が塗り分けられており、ＥＬ層を構成する層の全てが塗り分けられていてもよい。
【０１３７】
＜表示装置の作製方法例＞
次に、図５〜図９を用いて、本実施の形態の表示装置の作製方法について、具体的に説明する。以下では、図２に示す表示装置３００の作製方法の一例について説明する。図５〜図９では特に表示装置３００の表示部３６２及び接続部２０４に着目して、作製方法を説明する。なお、図５〜図９ではトランジスタ２０３の図示を省略する。
【０１３８】
なお、表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スパッタリング法、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅ  Ｌａｓｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、原子層成膜（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を用いて形成することができる。ＣＶＤ法としては、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）法や、熱ＣＶＤ法でもよい。熱ＣＶＤ法の例として、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  ＣＶＤ）法を使ってもよい。
【０１３９】
表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等の方法により形成することができる。
【０１４０】
表示装置を構成する薄膜を加工する際には、リソグラフィ法等を用いて加工することができる。または、遮蔽マスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を形成してもよい。または、ナノインプリント法、サンドブラスト法、リフトオフ法などにより薄膜を加工してもよい。フォトリソグラフィ法としては、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、エッチング等により当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法と、感光性を有する薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法と、がある。
【０１４１】
リソグラフィ法において光を用いる場合、露光に用いる光は、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、またはこれらを混合させた光を用いることができる。そのほか、紫外線やＫｒＦレーザ光、またはＡｒＦレーザ光等を用いることもできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。また、露光に用いる光として、極端紫外光（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ−ｖｉｏｌｅｔ）やＸ線を用いてもよい。また、露光に用いる光に換えて、電子ビームを用いることもできる。極端紫外光、Ｘ線または電子ビームを用いると、極めて微細な加工が可能となるため好ましい。なお、電子ビームなどのビームを走査することにより露光を行う場合には、フォトマスクは不要である。
【０１４２】
薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウエットエッチング法、サンドブラスト法などを用いることができる。
【０１４３】
まず、作製基板３５０上に第１の絶縁層１０１を形成し、第１の絶縁層１０１上に第２の絶縁層１０２を形成する（図５（Ａ））。
【０１４４】
作製基板３５０は、搬送が容易となる程度に剛性を有し、かつ作製工程にかかる温度に対して耐熱性を有する。作製基板３５０に用いることができる材料としては、例えば、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、樹脂、半導体、金属または合金などが挙げられる。ガラスとしては、例えば、無アルカリガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等が挙げられる。
【０１４５】
第１の絶縁層１０１は、後の加熱工程において、第２の絶縁層１０２から放出された水素（及び窒素）をブロックする機能を有する。
【０１４６】
第１の絶縁層１０１は、窒素及びシリコンを含むことが好ましい。第１の絶縁層１０１としては、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、又は窒化酸化シリコン膜を用いることができる。特に、窒化シリコン膜又は窒化酸化シリコン膜が好ましい。
【０１４７】
第１の絶縁層１０１は、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法などの成膜方法により形成できる。例えば、第１の絶縁層１０１に含まれる窒化シリコン膜を、シランガス、水素ガス、及びアンモニア（ＮＨ３）ガスを含む成膜ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により成膜する。
【０１４８】
第１の絶縁層１０１の厚さは特に限定されない。例えば、５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下の厚さとすることができる。
【０１４９】
なお、作製基板３５０の水素（及び窒素）のブロック性が十分に高い場合、第１の絶縁層１０１を設けなくてもよいことがある。その際は、作製基板３５０上に接して第２の絶縁層１０２を設けてもよい。
【０１５０】
第２の絶縁層１０２は、後の加熱工程において、水素を放出する機能を有する。また、第２の絶縁層１０２は、後の加熱工程において、水素及び窒素を放出する機能を有していてもよい。
【０１５１】
第２の絶縁層１０２としては、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、又は窒化酸化シリコン膜を用いることができる。第２の絶縁層１０２は、酸素及びシリコンを含むことが好ましい。第２の絶縁層は、さらに水素を含むことが好ましい。第２の絶縁層は、さらに、窒素を含むことが好ましい。
【０１５２】
第２の絶縁層１０２は、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法などの成膜方法により形成できる。特に、第２の絶縁層１０２に含まれる酸化窒化シリコン膜を、シランガス及び亜酸化窒素ガスを含む成膜ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により成膜することで、多量の水素及び窒素を膜中に含有させることができるため好ましい。また、成膜ガス中のシランガスの割合を大きくするほど、後の加熱工程において水素の放出量が多くなるため好ましい。
【０１５３】
第２の絶縁層１０２の厚さが厚いほど、水素及び窒素の放出量が多くなるため好ましいが、生産性を考慮した厚さに設定することが好ましい。第２の絶縁層１０２の厚さは、１ｎｍ以上１μｍ以下が好ましく、５０ｎｍ以上８００ｎｍ以下がより好ましく、１００ｎｍ以上６００ｎｍ以下がさらに好ましく、２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下が特に好ましい。
【０１５４】
第１の絶縁層１０１及び第２の絶縁層１０２の少なくとも一方は、下地膜を兼ねることができる。例えば、作製基板３５０にガラス基板を用いる場合、作製基板３５０と剥離層１０７との間に下地膜を有すると、ガラス基板からの汚染を防止でき、好ましい。
【０１５５】
なお、第１の絶縁層１０１と第２の絶縁層１０２の間に他の層を有していてもよい。
【０１５６】
次に、第２の絶縁層１０２上に、剥離層１０７を形成する（図５（Ｂ））。
【０１５７】
剥離層１０７には、無機材料を用いることができる。無機材料としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン、タンタル、ニオブ、ニッケル、コバルト、ジルコニウム、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、シリコンから選択された元素を含む金属、該元素を含む合金、又は該元素を含む化合物等が挙げられる。シリコンを含む層の結晶構造は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれでもよい。
【０１５８】
剥離層１０７に、タングステン、チタン、モリブデンなどの高融点金属を用いると、被剥離層の形成工程の自由度が高まるため好ましい。
【０１５９】
剥離層１０７の厚さは、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下とする。
【０１６０】
本実施の形態では、タングステンを用いて剥離層１０７を形成する。
【０１６１】
なお、剥離層１０７と第２の絶縁層１０２は接していなくてもよく、剥離層１０７と第２の絶縁層１０２の間に他の層を有していてもよい。
【０１６２】
次に、剥離層１０７の表面にプラズマ処理を行う（図５（Ｃ）の点線で示す矢印参照）。
【０１６３】
剥離層１０７の表面にプラズマ処理を行うことで、剥離層１０７の表面状態を変化させる。剥離層１０７の表面の状態を変えることで、第２の絶縁層１０２と剥離層１０７の間ではなく、剥離層１０７と絶縁層１１５の間で確実に剥離を行うことができる。
【０１６４】
プラズマ処理は、亜酸化窒素を含む雰囲気下で行うことが好ましい。これにより、剥離層１０７の表面が酸化され、剥離層１０７上に、剥離層１０７を構成する材料の酸化物層１１１を形成することができる（図５（Ｄ））。
【０１６５】
プラズマ処理は、亜酸化窒素及びシランを含む雰囲気下で行うことが好ましい。この方法によると、とても薄い厚さの酸化物層１１１を形成することができる。酸化物層１１１は、電子顕微鏡等による断面観察で確認が困難な程度に薄い膜であってもよい。酸化物層１１１がとても薄い厚さであると、表示装置の光取り出し効率の低下を抑制できる。または、半導体素子の特性変動を抑制できる。
【０１６６】
亜酸化窒素とシランを含む雰囲気下でプラズマ処理を行うと、亜酸化窒素により剥離層１０７の表面が酸化されると同時に、シランにより剥離層１０７上に膜（例えば、酸化窒化シリコン膜または窒化酸化シリコン膜など）が形成されることがある。例えば、プラズマ処理中に、厚さ１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の絶縁層が形成されてもよい。プラズマ処理中に、剥離層１０７上に絶縁層が形成されることで、剥離層１０７の酸化の進行を制御することができる。これにより、剥離層１０７上に、薄膜の酸化物層１１１を形成することができる。
【０１６７】
なお、後の剥離工程により露出した剥離層１０７の表面または被剥離層の表面に対して、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ：Ｘ‐ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）などを用いた分析を行うことで、酸化物（さらには窒化物）の存在を確認することができる。つまり、電子顕微鏡等による断面観察で酸化物層１１１の確認が困難であっても、酸化物層１１１が形成されたことを、ＸＰＳ分析等を用いて確認することができる。
【０１６８】
プラズマ処理は、亜酸化窒素、シラン、及びアンモニアを含む雰囲気下で行うことが好ましい。この処理を行うことで、第２の絶縁層１０２から剥離層１０７に供給する水素量及び窒素量を少なくできるため、第２の絶縁層１０２の薄膜化が可能となり、生産性を向上させることができる。
【０１６９】
また、上記のプラズマ処理に限らず、熱酸化処理、酸素プラズマ処理、又はオゾン水等の酸化力の強い溶液での処理等を行って、酸化物層１１１を形成してもよい。
【０１７０】
酸化物層１１１は、剥離層に含まれる材料の酸化物を含む層である。剥離層１０７が金属を含む場合、酸化物層１１１は、剥離層１０７に含まれる金属の酸化物を含む層である。酸化物層１１１は、タングステン酸化物、チタン酸化物、又はモリブデン酸化物を含むことが好ましい。
【０１７１】
タングステン酸化物は一般にＷＯｘ（２≦ｘ＜３）で表記され、代表的にはＷＯ３、Ｗ２Ｏ５、Ｗ４Ｏ１１、ＷＯ２といった様々な組成をとりうる不定比性化合物としても存在する。またチタン酸化物及びモリブデン酸化物も同様に、不定比性化合物としても存在する。
【０１７２】
本実施の形態では、酸化物層１１１がタングステン酸化物を含む。
【０１７３】
酸化物層１１１の厚さは、１ｎｍ以上１５ｎｍ未満、好ましくは１ｎｍ以上５ｎｍ未満、より好ましくは１ｎｍ以上３ｎｍ以下とする。酸化物層１１１の厚さは、１ｎｍ未満であってもよい。なお、上述の通り、酸化物層１１１が極めて薄い場合には、断面観察像で確認が困難である。
【０１７４】
この段階における酸化物層１１１は、酸素を多く含む状態であることが好ましい。例えば剥離層１０７としてタングステンを用いた場合には、酸化物層１１１がＷＯ３を主成分とするタングステン酸化物であることが好ましい。
【０１７５】
本発明の一態様では、プラズマ処理を用いて酸化物層１１１を形成するため、酸化物層１１１の厚さをプラズマ処理の条件によって変化させることができる。なお、本発明の一態様では、シランの代わりに、ジシラン又はトリシランを用いてもよい。
【０１７６】
次に、剥離層１０７（又は酸化物層１１１）上に絶縁層１１５を形成する（図５（Ｄ））。
【０１７７】
絶縁層１１５は、後の加熱工程において、第２の絶縁層１０２から放出された水素（及び窒素）をブロックする機能を有する。また、絶縁層１１５は、不純物が、後に形成するトランジスタや表示素子に拡散することを防ぐバリア層として用いることができる。
【０１７８】
絶縁層１１５は、窒素及びシリコンを含むことが好ましい。
【０１７９】
絶縁層１１５に用いることができる材料及び成膜方法は、第１の絶縁層１０１に用いることができる材料及び成膜方法と同様である。第１の絶縁層１０１及び絶縁層１１５は、同一の成膜条件で成膜してもよい。
【０１８０】
絶縁層１１５の厚さは、特に限定されない。絶縁層１１５の厚さは、例えば、５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下が好ましく、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下がより好ましく、２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下がさらに好ましい。
【０１８１】
作製基板３５０上に絶縁層１１５を形成した後、加熱処理を行う。加熱処理は、例えば、絶縁層１１５の形成後、電極３１１ａの形成前に加熱処理を行うことが好ましい。または、トランジスタの作製工程に含まれる加熱工程が、当該加熱処理を兼ねてもよい。
【０１８２】
加熱処理は、第２の絶縁層１０２から水素（及び窒素）が脱離する温度以上、作製基板３５０の軟化点以下で行えばよい。また、酸化物層１１１内の金属酸化物の水素による還元反応が生じる温度以上で加熱を行うことが好ましい。加熱処理の温度が高いほど、第２の絶縁層１０２からの水素（及び窒素）の脱離量が高まるため、その後の剥離性を向上させることができる。なお、加熱時間、加熱温度によっては、剥離性が高くなりすぎ、意図しないタイミングで剥離が生じる場合がある。したがって、剥離層１０７にタングステンを用いる場合には、３００℃以上７００℃未満、好ましくは３５０℃以上５００℃以下の温度で加熱する。
【０１８３】
加熱処理を行う雰囲気は特に限定されず、大気雰囲気下で行ってもよいが、窒素や希ガスなどの不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
【０１８４】
加熱処理を行うことにより、第２の絶縁層１０２から水素（及び窒素）が放出され、酸化物層１１１に供給される。このとき、第１の絶縁層１０１及び絶縁層１１５が、放出された水素（及び窒素）をブロックするため、第２の絶縁層１０２から放出された水素は、第１の絶縁層１０１及び絶縁層１１５を透過しにくい。したがって、酸化物層１１１に水素（及び窒素）を効率よく供給することができる。
【０１８５】
酸化物層１１１内に供給された水素により、酸化物層１１１内の酸化物が還元され、酸化物層１１１中に酸素の組成の異なる複数の酸化物が混在した状態となる。例えば、剥離層１０７にタングステンを含む場合には、プラズマ処理により形成されたＷＯ３が還元され、ＷＯ３よりも酸素の組成の少ないＷＯｘ（２＜ｘ＜３）やＷＯ２が生成され、これらが混在した状態となる。このような混合金属酸化物は酸素の組成に応じて異なる結晶構造を示すため、酸化物層１１１内の機械的強度が脆弱化する。その結果、酸化物層１１１の内部で崩壊しやすい状態が実現され、後の剥離工程における剥離性を向上させることができる。
【０１８６】
さらに、酸化物層１１１に供給された窒素により、剥離層１０７に含まれる材料と窒素を含む化合物も生成される。このような化合物の存在により、酸化物層１１１の機械的強度をより脆弱化させることができ、剥離性を高めることができる。剥離層１０７に金属を含む場合、酸化物層１１１に金属と窒素を含む化合物（金属窒化物）が生成される。例えば、剥離層１０７にタングステンを含む場合には、タングステン窒化物が酸化物層に生成される。
【０１８７】
酸化物層１１１内に供給する水素が多いほど、ＷＯ３が還元されやすく、酸化物層１１１中に酸素の組成の異なる複数の酸化物が混在した状態となりやすいため、剥離に要する力を少なくすることができる。酸化物層１１１内に供給する窒素が多いほど、酸化物層１１１の機械的強度を脆弱化させることができ、剥離に要する力を少なくすることができる。
【０１８８】
水素（及び窒素）を放出する機能を有する層は、厚いほど、水素（及び窒素）を多く放出することができる。
【０１８９】
剥離層１０７と絶縁層１１５の間に、水素（及び窒素）を放出する機能を有する層を設ける場合、水素（及び窒素）を放出する機能を有する層が表示装置の構成要素の一つとなる。具体的には、水素（及び窒素）を放出する機能を有する層は、電極３１１ａと液晶層１１２との間に配置される。そのため、水素（及び窒素）を放出する機能を有する層が厚いほど、画素の反射率の低下、コントラストの低下、駆動電圧の上昇等につながる。剥離後に、水素（及び窒素）を放出する機能を有する層の厚さを薄くすることもできるが、工程の増加につながってしまう。
【０１９０】
そこで、本発明の一態様では、上述の通り、作製基板３５０と剥離層１０７の間に第２の絶縁層１０２を設ける。第２の絶縁層１０２は表示装置を構成する層ではないため、厚く設けることができる。第２の絶縁層１０２から水素を十分に放出させることで、剥離層１０７と絶縁層１１５の間に、水素（及び窒素）を放出する機能を有する層を設ける必要が無くなる。そのため、歩留まりよく剥離を行うことができ、かつ、液晶素子１８０を用いて良好な表示を行うことができる。また、表示装置の厚さを薄くすることができる。
【０１９１】
次に、絶縁層１１５上に、電極３１１ａ及び導電層３１１ｃを形成し、電極３１１ａ上に電極３１１ｂを、導電層３１１ｃ上に導電層３１１ｅを形成する（図５（Ｅ））。電極３１１ｂは、電極３１１ａ上に開口４５１を有する。電極３１１ａ及び導電層３１１ｃは、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。電極３１１ｂ及び導電層３１１ｅも同様である。電極３１１ａは、可視光を透過する導電材料を用いて形成する。電極３１１ｂは、可視光を反射する導電材料を用いて形成する。
【０１９２】
次に、絶縁層２２０を形成する（図６（Ａ））。そして、絶縁層２２０に電極３１１ｂに達する開口を設ける。
【０１９３】
絶縁層２２０としては、無機絶縁膜及び樹脂等を用いることができる。
【０１９４】
絶縁層１２１としては、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用いることができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜、及び酸化ネオジム膜等を用いてもよい。また、上述の絶縁膜を２以上積層して用いてもよい。
【０１９５】
絶縁層１２１として、アクリル、エポキシなどの樹脂を用いてもよい。
【０１９６】
次に、絶縁層２２０上に、接続部２０４、接続部２０７、トランジスタ２０５、及びトランジスタ２０６を形成する。
【０１９７】
トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されず、例えば、第１４族の元素、化合物半導体または酸化物半導体を半導体層に用いることができる。代表的には、シリコンを含む半導体、ガリウムヒ素を含む半導体、またはインジウムを含む酸化物半導体等を適用できる。
【０１９８】
ここではトランジスタ２０６として、半導体層２３１として酸化物半導体層を有する、ボトムゲート構造のトランジスタを作製する場合を示す。トランジスタ２０５は、トランジスタ２０６の構成に導電層２２３及び絶縁層２１２を追加した構成であり、２つのゲートを有する。
【０１９９】
トランジスタの半導体には、酸化物半導体を用いることが好ましい。シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると、トランジスタのオフ状態における電流を低減できる。
【０２００】
具体的には、まず、絶縁層２２０上に、導電層２２１ａ、導電層２２１ｂ、及び導電層２２１ｃを形成する。導電層２２１ａ、導電層２２１ｂ、及び導電層２２１ｃは、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することで形成できる。ここで、接続部２０７では、絶縁層２２０の開口を介して、導電層２２１ｂと電極３１１ｂとが接続する。また、接続部２０４では、導電層３１１ｅと導電層２２１ｃとが、絶縁層２２０の開口を介して接続する。
【０２０１】
続いて、絶縁層２１１を形成する。
【０２０２】
絶縁層２１１としては、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用いることができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜、及び酸化ネオジム膜等を用いてもよい。また、上述の絶縁膜を２以上積層して用いてもよい。
【０２０３】
無機絶縁膜は、成膜温度が高いほど緻密でバリア性の高い膜となるため、高温で形成することが好ましい。無機絶縁膜の成膜時の基板温度は、室温（２５℃）以上３５０℃以下が好ましく、１００℃以上３００℃以下がさらに好ましい。
【０２０４】
続いて、半導体層２３１を形成する。本実施の形態では、半導体層２３１として、酸化物半導体層を形成する。酸化物半導体層は、酸化物半導体膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該酸化物半導体膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することで形成できる。
【０２０５】
酸化物半導体膜の成膜時の基板温度は、３５０℃以下が好ましく、室温以上２００℃以下がより好ましく、室温以上１３０℃以下がさらに好ましい。
【０２０６】
酸化物半導体膜は、不活性ガス及び酸素ガスのいずれか一方又は双方を用いて成膜することができる。なお、酸化物半導体膜の成膜時における酸素の流量比（酸素分圧）に、特に限定はない。ただし、電界効果移動度が高いトランジスタを得る場合においては、酸化物半導体膜の成膜時における酸素の流量比（酸素分圧）は、０％以上３０％以下が好ましく、５％以上３０％以下がより好ましく、７％以上１５％以下がさらに好ましい。
【０２０７】
酸化物半導体膜は、少なくともインジウムまたは亜鉛を含むことが好ましい。特にインジウム及び亜鉛を含むことが好ましい。
【０２０８】
酸化物半導体は、エネルギーギャップが２ｅＶ以上であることが好ましく、２．５ｅＶ以上であることがより好ましく。３ｅＶ以上であることがさらに好ましい。このように、エネルギーギャップの広い酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。
【０２０９】
酸化物半導体膜は、スパッタリング法により形成することができる。そのほか、例えばＰＬＤ法、ＰＥＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＡＬＤ法、真空蒸着法などを用いてもよい。
【０２１０】
なお、実施の形態３にて酸化物半導体の一例について説明する。
【０２１１】
続いて、導電層２２２ａ、導電層２２２ｂ、及び配線３６５を形成する。導電層２２２ａ、導電層２２２ｂ、及び配線３６５は、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、それぞれ、半導体層２３１と接続される。ここで、トランジスタ２０６が有する導電層２２２ａは、導電層２２１ｂと電気的に接続される。これにより、接続部２０７では、電極３１１ｂと導電層２２２ａを電気的に接続することができる。また、接続部２０４では、導電層３１１ｅと、配線３６５とが、導電層２２１ｃを介して電気的に接続される。
【０２１２】
なお、導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂの加工の際に、レジストマスクに覆われていない半導体層２３１の一部がエッチングにより薄膜化する場合がある。
【０２１３】
以上のようにして、トランジスタ２０６を作製できる（図６（Ａ））。トランジスタ２０６において、導電層２２１ａの一部はゲートとして機能し、絶縁層２１１の一部はゲート絶縁層として機能し、導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、それぞれソースまたはドレインとして機能する。
【０２１４】
次に、トランジスタ２０６を覆う絶縁層２１２を形成し、絶縁層２１２上に導電層２２３を形成する。
【０２１５】
絶縁層２１２は、絶縁層２１１と同様の方法により形成することができる。
【０２１６】
トランジスタ２０５が有する導電層２２３は、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。
【０２１７】
以上のようにして、トランジスタ２０５を作製できる（図６（Ａ））。トランジスタ２０５において、導電層２２１ａの一部及び導電層２２３の一部はゲートとして機能し、絶縁層２１１の一部及び絶縁層２１２の一部はゲート絶縁層として機能し、導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、それぞれソースまたはドレインとして機能する。
【０２１８】
次に、絶縁層２１３を形成する（図６（Ａ））。絶縁層２１３は、絶縁層２１１と同様の方法により形成することができる。
【０２１９】
また、絶縁層２１２として、酸素を含む雰囲気下で成膜した酸化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜等の酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。さらに、当該酸化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜上に、絶縁層２１３として、窒化シリコン膜などの酸素を拡散、透過しにくい絶縁膜を積層することが好ましい。酸素を含む雰囲気下で形成した酸化物絶縁膜は、加熱により多くの酸素を放出しやすい絶縁膜とすることができる。このような酸素を放出する酸化物絶縁膜と、酸素を拡散、透過しにくい絶縁膜を積層した状態で、加熱処理を行うことにより、酸化物半導体層に酸素を供給することができる。その結果、酸化物半導体層中の酸素欠損、及び酸化物半導体層と絶縁層２１２の界面の欠陥を修復し、欠陥準位を低減することができる。これにより、極めて信頼性の高い表示装置を実現できる。
【０２２０】
次に、絶縁層２１３上に、着色層１３４を形成し（図６（Ａ））、その後、絶縁層２１４を形成する（図６（Ｂ））。
【０２２１】
着色層１３４は、感光性の材料を用いて形成することで、フォトリソグラフィ法等により島状に加工することができる。
【０２２２】
絶縁層２１４は、後に形成する表示素子の被形成面を有する層であるため、平坦化層として機能することが好ましい。絶縁層２１４は、絶縁層２２０に用いることのできる樹脂または無機絶縁膜を援用できる。
【０２２３】
次に、絶縁層２１２、絶縁層２１３、及び絶縁層２１４に、トランジスタ２０５が有する導電層２２２ｂに達する開口を形成する。
【０２２４】
次に、電極１９１を形成する（図６（Ｂ））。電極１９１は、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。ここで、トランジスタ２０５が有する導電層２２２ｂと電極１９１とが接続する。電極１９１は、可視光を透過する導電材料を用いて形成する。
【０２２５】
次に、電極１９１の端部を覆う絶縁層２１６を形成する（図６（Ｂ））。絶縁層２１６は、絶縁層１２１に用いることのできる樹脂または無機絶縁膜を援用できる。絶縁層２１６は、電極１９１と重なる部分に開口を有する。
【０２２６】
次に、ＥＬ層１９２及び電極１９３を形成する（図６（Ｃ））。電極１９３は、その一部が発光素子１７０の共通電極として機能する。電極１９３は、可視光を反射する導電材料を用いて形成する。
【０２２７】
ＥＬ層１９２は、蒸着法、塗布法、印刷法、吐出法などの方法で形成することができる。ＥＬ層１９２を画素毎に作り分ける場合、メタルマスクなどのシャドウマスクを用いた蒸着法、またはインクジェット法等により形成することができる。ＥＬ層１９２を画素毎に作り分けない場合には、メタルマスクを用いない蒸着法を用いることができる。
【０２２８】
ＥＬ層１９２には、低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。
【０２２９】
ＥＬ層１９２の形成後に行う各工程は、ＥＬ層１９２にかかる温度が、ＥＬ層１９２の耐熱温度以下となるように行う。電極１９３は、蒸着法やスパッタリング法等を用いて形成することができる。
【０２３０】
以上のようにして、発光素子１７０を形成することができる（図６（Ｃ））。発光素子１７０は、一部が画素電極として機能する電極１９１、ＥＬ層１９２、一部が共通電極として機能する電極１９３が積層された構成を有する。発光素子１７０は、発光領域が着色層１３４と重なるように作製する。
【０２３１】
ここでは、発光素子１７０として、ボトムエミッション型の発光素子を作製する例を示したが、本発明の一態様はこれに限られない。
【０２３２】
発光素子は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型のいずれであってもよい。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
【０２３３】
次に、電極１９３を覆って絶縁層１９４を形成する（図６（Ｃ））。絶縁層１９４は、発光素子１７０に水などの不純物が拡散することを抑制する保護層として機能する。発光素子１７０は、絶縁層１９４によって封止される。電極１９３を形成した後、大気に曝すことなく、絶縁層１９４を形成することが好ましい。
【０２３４】
絶縁層１９４は、例えば、上述した絶縁層２１１に用いることができる無機絶縁膜を適用することができる。特に、バリア性の高い無機絶縁膜が含むことが好ましい。また、無機絶縁膜と有機絶縁膜を積層して用いてもよい。
【０２３５】
絶縁層１９４の成膜時の基板温度は、ＥＬ層１９２の耐熱温度以下の温度であることが好ましい。絶縁層１９４は、ＡＬＤ法やスパッタリング法等を用いて形成することができる。ＡＬＤ法及びスパッタリング法は低温成膜が可能であるため好ましい。ＡＬＤ法を用いると絶縁層１９４のカバレッジが良好となり好ましい。
【０２３６】
次に、絶縁層１９４の表面に、接着層１４２を用いて基板３５１を貼り合わせる（図７（Ａ））。
【０２３７】
接着層１４２には、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤等の各種硬化型接着剤を用いることができる。また、接着シート等を用いてもよい。
【０２３８】
基板３５１には、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリアミド樹脂（ナイロン、アラミド等）、ポリシロキサン樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ＡＢＳ樹脂、セルロースナノファイバー等を用いることができる。基板３５１には、ガラス、石英、樹脂、金属、合金、半導体等の各種材料を用いてもよい。基板３５１には、可撓性を有する程度の厚さのガラス、石英、樹脂、金属、合金、半導体等の各種材料を用いてもよい。
【０２３９】
次に、作製基板３５０を剥離する（図７（Ｂ））。
【０２４０】
剥離の方法としては、例えば作製基板３５０又は基板３５１を吸着ステージに固定し、剥離層１０７と絶縁層１１５の間に剥離の起点を形成する。例えば、これらの間に刃物などの鋭利な形状の器具を差し込むことで剥離の起点を形成してもよい。また、レーザ光を照射し剥離層１０７の一部を溶解させることで剥離の起点を形成してもよい。また、液体（例えばアルコールや水、二酸化炭素を含む水など）を例えば剥離層１０７や絶縁層１１５の端部に滴下し、毛細管現象を利用して該液体を剥離層１０７と絶縁層１１５の間に浸透させることにより剥離の起点を形成してもよい。
【０２４１】
次いで、剥離の起点が形成された部分において、密着面に対して概略垂直方向に、緩やかに物理的な力を加えること（人間の手や治具で引き剥がす処理や、ローラーを回転させながら分離する処理等）により、被剥離層を破損することなく剥離することができる。例えば、作製基板３５０又は基板３５１にテープ等を貼り付け、当該テープを上記方向に引っ張ることで剥離を行ってもよいし、鉤状の部材を作製基板３５０又は基板３５１の端部に引っかけて剥離を行ってもよい。また、粘着性の部材や真空吸着が可能な部材を作製基板３５０又は基板３５１の裏面に吸着させて引っ張ることにより、剥離を行ってもよい。
【０２４２】
ここで、剥離時に、剥離界面に水や水溶液など、水を含む液体を添加し、該液体が剥離界面に浸透するように剥離を行うことで、剥離性を向上させることができる。また、剥離時に生じる静電気が、トランジスタや発光素子１７０に悪影響を及ぼすこと（半導体素子が静電気により破壊されるなど）を抑制できる。
【０２４３】
剥離は主として酸化物層１１１の内部、及び酸化物層１１１と剥離層１０７との界面で生じる。したがって、図７（Ｂ）に示すように、剥離後の剥離層１０７の表面及び絶縁層１１５の表面には、酸化物層１１１の一部が付着する場合がある。本発明の一態様では、とても薄い厚さの酸化物層を形成するため、剥離後の絶縁層１１５の表面に酸化物層１１１が残存しても、表示装置の光取り出し効率の低下を抑制できる。または、半導体素子の特性変動を抑制できる。なお、以降の工程では、酸化物層１１１の図示を省略する。
【０２４４】
以上の方法により、作製基板３５０を歩留まりよく剥離することができる。
【０２４５】
作製基板３５０を剥離することで、絶縁層１１５が露出する（図８（Ａ））。
【０２４６】
次に、絶縁層１１５を加工することで、接続部２０４において、導電層３１１ｃを露出させる（図８（Ｂ））。絶縁層１１５は、絶縁層１１５を残したい部分にマスクを重ね、絶縁層１１５の不要な部分をエッチングすることにより形成できる。絶縁層１１５の加工は、ウエットエッチング及びドライエッチングのどちらも用いることができ、特にドライエッチングで行うことが好ましい。
【０２４７】
図２に示すように、接続部２０４に加え、接続部２５２においても絶縁層１１５を除去し、導電層３１１ｄを露出させる。なお、図２に示すように、絶縁層１１５に開口を設けてもよいし、図３に示すように、絶縁層１１５を島状に加工してもよい。
【０２４８】
次に、絶縁層１１５上に、配向膜１３３ａを形成する（図９（Ａ））。配向膜１３３ａは、樹脂等の薄膜を成膜した後に、ラビング処理を行うことにより形成できる。
【０２４９】
また、図５（Ａ）から図９（Ａ）までの工程とは独立して、基板３６１に、着色層１３１から配向膜１３３ｂまでを順に形成しておく（図２参照）。
【０２５０】
具体的には、表示部３６２では、基板３６１に接して着色層１３１を設け、回路３６４等では基板３６１に接して遮光層１３２を設ける。そして、着色層１３１及び遮光層１３２に重ねて絶縁層１２１を形成する。絶縁層１２１は、絶縁層２２０に用いることができる材料を適用できる。そして、絶縁層１２１と重ねて電極１１３を設ける。電極１１３は、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。電極１１３は、可視光を透過する導電材料を用いて形成する。そして、電極１１３と重ねて絶縁層１１７を形成する。絶縁層１１７には、有機絶縁膜を用いることが好ましく、アクリル、エポキシなどの樹脂を好適に用いることができる。次に、電極１１３及び絶縁層１１７と重ねて、配向膜１３３ｂを形成する。配向膜１３３ｂは、樹脂等の薄膜を形成した後に、ラビング処理を行うことで形成できる。
【０２５１】
そして、着色層１３１から配向膜１３３ｂまでが形成された基板３６１と、図９（Ａ）までの工程が完了した基板３５１とを、液晶層１１２を挟んで貼り合わせる（図９（Ｂ））。基板３５１と基板３６１とは接着層１４１で貼り合わされる。接着層１４１は、接着層１４２に用いることのできる材料を援用できる。なお、図２に示す接続部２５２では、接着層１４１が導電性粒子を含む。そのため、基板３５１と基板３６１を貼り合わせることで、電極１１３と導電層３１１ｄとを電気的に接続することができる。
【０２５２】
図９（Ｂ）に示す液晶素子１８０は、一部が画素電極として機能する電極３１１ａ、液晶層１１２、一部が共通電極として機能する電極１１３が積層された構成を有する。液晶素子１８０は、着色層１３１と重なるように作製する。
【０２５３】
以上により、表示装置３００を作製することができる。
【０２５４】
なお、基板３６１の外側の面には、偏光板１３５を配置する。
【０２５５】
また、接続層２４２を介して、配線３６５とＦＰＣ３７２とを電気的に接続させる。
【０２５６】
以上のように、本実施の形態の表示装置の作製方法では、作製基板３５０と剥離層１０７の間に、加熱されることで水素を放出する機能を有する絶縁層（第２の絶縁層１０２）を形成する。これにより、電極３１１ａと液晶層１１２との間に位置する絶縁層を薄く形成することができる。
【０２５７】
また、プラズマ処理等により、剥離層１０７の、絶縁層１１５と接する面の状態を変えることで、剥離層１０７と第２の絶縁層１０２の間ではなく、剥離層１０７と絶縁層１１５の間で、確実に剥離を行うことができる。
【０２５８】
本実施の形態の表示装置の作製方法を用いることで、歩留まりよく剥離を行うことができ、かつ、液晶素子１８０を用いて良好な表示を行うことができる。また、表示装置の厚さを薄くすることができる。
【０２５９】
＜トランジスタの構成例＞
本発明の一態様において、表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート構造またはボトムゲート構造のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルの上下にゲート電極が設けられていてもよい。
【０２６０】
図１０（Ａ）〜（Ｅ）に、トランジスタの構成例を示す。
【０２６１】
図１０（Ａ）に示すトランジスタ１１０ａは、トップゲート構造のトランジスタである。
【０２６２】
トランジスタ１１０ａは、導電層２２１、絶縁層２１１、半導体層２３１、絶縁層２１２、導電層２２２ａ、及び導電層２２２ｂを有する。半導体層２３１は、絶縁層１５１上に設けられている。導電層２２１は絶縁層２１１を介して半導体層２３１と重なる。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、絶縁層２１１及び絶縁層２１２に設けられた開口を介して、半導体層２３１と電気的に接続される。
【０２６３】
導電層２２１は、ゲートとして機能する。絶縁層２１１は、ゲート絶縁層として機能する。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂのうち、一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。
【０２６４】
トランジスタ１１０ａは、導電層２２１と導電層２２２ａまたは導電層２２２ｂとの物理的な距離を離すことが容易なため、これらの間の寄生容量を低減することが可能である。
【０２６５】
図１０（Ｂ）に示すトランジスタ１１０ｂは、トランジスタ１１０ａの構成に加えて、導電層２２３及び絶縁層２１８を有する。導電層２２３は絶縁層１５１上に設けられ、半導体層２３１と重なる。絶縁層２１８は、導電層２２３及び絶縁層１５１を覆って設けられている。
【０２６６】
導電層２２３は、一対のゲートの一方として機能する。そのため、トランジスタのオン電流を高めることや、閾値電圧を制御することなどが可能である。
【０２６７】
図１０（Ｃ）〜（Ｅ）には、２つのトランジスタを積層した構造の例を示す。積層される２つのトランジスタの構造は、それぞれ独立に決定することができ、図１０（Ｃ）〜（Ｅ）の組み合わせに限られない。
【０２６８】
図１０（Ｃ）に、トランジスタ１１０ｃとトランジスタ１１０ｄとを積層した構成を示す。トランジスタ１１０ｃは、２つのゲートを有する。トランジスタ１１０ｄは、ボトムゲート構造である。なお、トランジスタ１１０ｃは、ゲートを１つ有していてもよい（トップゲート構造）。また、トランジスタ１１０ｄはゲートを２つ有していてもよい。
【０２６９】
トランジスタ１１０ｃは、導電層２２３、絶縁層２１８、半導体層２３１、導電層２２１、絶縁層２１１、導電層２２２ａ、及び導電層２２２ｂを有する。導電層２２３は絶縁層１５１上に設けられている。導電層２２３は、絶縁層２１８を介して半導体層２３１と重なる。絶縁層２１８は、導電層２２３及び絶縁層１５１を覆って設けられている。導電層２２１は絶縁層２１１を介して半導体層２３１と重なる。図１０（Ｃ）では絶縁層２１１が導電層２２１と重なる部分にのみ設けられている例を示すが、図１０（Ｂ）等に示すように、絶縁層２１１は半導体層２３１の端部を覆うように設けられていてもよい。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、絶縁層２１２に設けられた開口を介して、半導体層２３１と電気的に接続される。
【０２７０】
トランジスタ１１０ｄは、導電層２２２ｂ、絶縁層２１３、半導体層２６１、導電層２６３ａ、及び導電層２６３ｂを有する。導電層２２２ｂは、絶縁層２１３を介して半導体層２６１と重なる領域を有する。絶縁層２１３は、導電層２２２ｂを覆って設けられている。導電層２６３ａ及び導電層２６３ｂは、半導体層２６１と電気的に接続される。
【０２７１】
導電層２２１及び導電層２２３は、それぞれ、トランジスタ１１０ｃのゲートとして機能する。絶縁層２１８及び絶縁層２１１は、トランジスタ１１０ｃのゲート絶縁層として機能する。導電層２２２ａはトランジスタ１１０ｃのソースまたはドレインの一方として機能する。
【０２７２】
導電層２２２ｂは、トランジスタ１１０ｃのソースまたはドレインの他方として機能する部分と、トランジスタ１１０ｄのゲートとして機能する部分と、を有する。絶縁層２１３は、トランジスタ１１０ｄのゲート絶縁層として機能する。導電層２６３ａ及び導電層２６３ｂのうち、一方はトランジスタ１１０ｄのソースとして機能し、他方はトランジスタ１１０ｄのドレインとして機能する。
【０２７３】
トランジスタ１１０ｃ及びトランジスタ１１０ｄは、発光素子１７０の画素回路に適用されることが好ましい。例えば、トランジスタ１１０ｃを、選択トランジスタに用い、トランジスタ１１０ｄを駆動トランジスタに用いることができる。
【０２７４】
導電層２６３ｂは、絶縁層２１７及び絶縁層２１４に設けられた開口を介して、発光素子の画素電極として機能する電極１９１と電気的に接続されている。
【０２７５】
図１０（Ｄ）に、トランジスタ１１０ｅとトランジスタ１１０ｆとを積層した構成を示す。トランジスタ１１０ｅは、ボトムゲート構造である。トランジスタ１１０ｆは、２つのゲートを有する。トランジスタ１１０ｅは、ゲートを２つ有していてもよい。
【０２７６】
トランジスタ１１０ｅは、導電層２２１、絶縁層２１１、半導体層２３１、導電層２２２ａ、及び導電層２２２ｂを有する。導電層２２１は絶縁層１５１上に設けられている。導電層２２１は、絶縁層２１１を介して半導体層２３１と重なる。絶縁層２１１は、導電層２２１及び絶縁層１５１を覆って設けられている。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、半導体層２３１と電気的に接続される。
【０２７７】
トランジスタ１１０ｆは、導電層２２２ｂ、絶縁層２１２、半導体層２６１、導電層２２３、絶縁層２１８、絶縁層２１３、導電層２６３ａ、及び導電層２６３ｂを有する。導電層２２２ｂは、絶縁層２１２を介して半導体層２６１と重なる領域を有する。絶縁層２１２は、導電層２２２ｂを覆って設けられている。導電層２６３ａ及び導電層２６３ｂは、絶縁層２１３に設けられた開口を介して、半導体層２６１と電気的に接続される。導電層２２３は、絶縁層２１８を介して半導体層２６１と重なる。絶縁層２１８は、導電層２２３と重なる部分に設けられている。
【０２７８】
導電層２２１は、トランジスタ１１０ｅのゲートとして機能する。絶縁層２１１は、トランジスタ１１０ｅのゲート絶縁層として機能する。導電層２２２ａはトランジスタ１１０ｅのソースまたはドレインの一方として機能する。
【０２７９】
導電層２２１ｂは、トランジスタ１１０ｅのソースまたはドレインの他方として機能する部分と、トランジスタ１１０ｆのゲートとして機能する部分と、を有する。導電層２２３は、トランジスタ１１０ｆのゲートとして機能する。絶縁層２１２及び絶縁層２１８は、それぞれ、トランジスタ１１０ｆのゲート絶縁層として機能する。導電層２６３ａ及び導電層２６３ｂのうち、一方はトランジスタ１１０ｆのソースとして機能し、他方はトランジスタ１１０ｆのドレインとして機能する。
【０２８０】
導電層２６３ｂは、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、発光素子の画素電極として機能する電極１９１と電気的に接続されている。
【０２８１】
図１０（Ｅ）に、トランジスタ１１０ｇとトランジスタ１１０ｈとを積層した構成を示す。トランジスタ１１０ｇは、トップゲート構造である。トランジスタ１１０ｈは、２つのゲートを有する。なお、トランジスタ１１０ｇはゲートを２つ有していてもよい。
【０２８２】
トランジスタ１１０ｇは、半導体層２３１、導電層２２１、絶縁層２１１、導電層２２２ａ、及び導電層２２２ｂを有する。半導体層２３１は絶縁層１５１上に設けられている。導電層２２１は、絶縁層２１１を介して半導体層２３１と重なる。絶縁層２１１は、導電層２２１と重ねて設けられている。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、絶縁層２１２に設けられた開口を介して、半導体層２３１と電気的に接続される。
【０２８３】
トランジスタ１１０ｈは、導電層２２２ｂ、絶縁層２１３、半導体層２６１、導電層２２３、絶縁層２１８、絶縁層２１７、導電層２６３ａ、及び導電層２６３ｂを有する。導電層２２２ｂは、絶縁層２１３を介して半導体層２６１と重なる領域を有する。絶縁層２１３は、導電層２２２ｂを覆って設けられている。導電層２６３ａ及び導電層２６３ｂは、絶縁層２１３に設けられた開口を介して半導体層２６１と電気的に接続される。導電層２２３は、絶縁層２１８を介して半導体層２６１と重なる。絶縁層２１８は、導電層２２３と重なる部分に設けられている。
【０２８４】
導電層２２１は、トランジスタ１１０ｇのゲートとして機能する。絶縁層２１１は、トランジスタ１１０ｇのゲート絶縁層として機能する。導電層２２２ａはトランジスタ１１０ｇのソースまたはドレインの一方として機能する。
【０２８５】
導電層２２１ｂは、トランジスタ１１０ｇのソースまたはドレインの他方として機能する部分と、トランジスタ１１０ｈのゲートとして機能する部分と、を有する。導電層２２３は、トランジスタ１１０ｈのゲートとして機能する。絶縁層２１２及び絶縁層２１８は、それぞれ、トランジスタ１１０ｈのゲート絶縁層として機能する。導電層２６３ａ及び導電層２６３ｂのうち、一方はトランジスタ１１０ｈのソースとして機能し、他方はトランジスタ１１０ｈのドレインとして機能する。
【０２８６】
導電層２６３ｂは、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、発光素子の画素電極として機能する電極１９１と電気的に接続されている。
【０２８７】
以上のように、本実施の形態の表示装置は、液晶素子の反射電極と液晶層との間に絶縁層を有する。したがって、液晶層側から、トランジスタ及び発光素子に不純物が入り込むことを抑制し、表示装置の信頼性を高めることができる。当該絶縁層の厚さは、バリア性を確保し、かつ、液晶素子を用いて良好な表示を行うことができる程度とできる。
【０２８８】
本実施の形態の表示装置の作製方法では、作製基板と剥離層の間に、加熱されることで水素を放出する機能を有する絶縁層（第２の絶縁層）を形成する。これにより、液晶素子の反射電極と液晶層との間に位置する絶縁層を薄く形成することができる。
【０２８９】
また、剥離層の表面にプラズマ処理等を行うことで、剥離界面を確実に制御できる。
【０２９０】
本実施の形態の表示装置の作製方法を用いることで、歩留まりよく剥離を行うことができ、かつ、良好な表示を行うことができる。また、表示装置の厚さを薄くすることができる。
【０２９１】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、１つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
【０２９２】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した表示装置の、より具体的な構成例について図１１〜図１３を用いて説明する。
【０２９３】
図１１（Ａ）は、表示装置４００のブロック図である。表示装置４００は、表示部３６２、回路ＧＤ、及び回路ＳＤを有する。表示部３６２は、マトリクス状に配列した複数の画素４１０を有する。
【０２９４】
表示装置４００は、複数の配線Ｇ１、複数の配線Ｇ２、複数の配線ＡＮＯ、複数の配線ＣＳＣＯＭ、複数の配線Ｓ１、及び複数の配線Ｓ２を有する。複数の配線Ｇ１、複数の配線Ｇ２、複数の配線ＡＮＯ、及び複数の配線ＣＳＣＯＭは、それぞれ、矢印Ｒで示す方向に配列した複数の画素４１０及び回路ＧＤと電気的に接続する。複数の配線Ｓ１及び複数の配線Ｓ２は、それぞれ、矢印Ｃで示す方向に配列した複数の画素４１０及び回路ＳＤと電気的に接続する。
【０２９５】
なお、ここでは簡単のために回路ＧＤと回路ＳＤを１つずつ有する構成を示したが、液晶素子を駆動する回路ＧＤ及び回路ＳＤと、発光素子を駆動する回路ＧＤ及び回路ＳＤとを、別々に設けてもよい。
【０２９６】
画素４１０は、反射型の液晶素子と、発光素子を有する。
【０２９７】
図１１（Ｂ１）〜（Ｂ４）に、画素４１０が有する電極３１１の構成例を示す。電極３１１は、液晶素子の反射電極として機能する。図１１（Ｂ１）、（Ｂ２）の電極３１１には、開口４５１が設けられている。
【０２９８】
図１１（Ｂ１）、（Ｂ２）には、電極３１１と重なる領域に位置する発光素子３６０を破線で示している。発光素子３６０は、電極３１１が有する開口４５１と重ねて配置されている。これにより、発光素子３６０が発する光は、開口４５１を介して表示面側に射出される。
【０２９９】
図１１（Ｂ１）では、矢印Ｒで示す方向に隣接する画素４１０が異なる色に対応する画素である。このとき、図１１（Ｂ１）に示すように、矢印Ｒで示す方向に隣接する２つの画素において、開口４５１が一列に配列されないように、電極３１１の異なる位置に設けられていることが好ましい。これにより、２つの発光素子３６０を離すことが可能で、発光素子３６０が発する光が隣接する画素４１０が有する着色層に入射してしまう現象（クロストークともいう）を抑制することができる。また、隣接する２つの発光素子３６０を離して配置することができるため、発光素子３６０のＥＬ層をシャドウマスク等により作り分ける場合であっても、高い精細度の表示装置を実現できる。
【０３００】
図１１（Ｂ２）では、矢印Ｃで示す方向に隣接する画素４１０が異なる色に対応する画素である。図１１（Ｂ２）においても同様に、矢印Ｃで示す方向に隣接する２つの画素において、開口４５１が一列に配列されないように、電極３１１の異なる位置に設けられていることが好ましい。
【０３０１】
非開口部の総面積に対する開口４５１の総面積の比の値が小さいほど、液晶素子を用いた表示を明るくすることができる。また、非開口部の総面積に対する開口４５１の総面積の比の値が大きいほど、発光素子３６０を用いた表示を明るくすることができる。
【０３０２】
開口４５１の形状は、例えば多角形、四角形、楕円形、円形または十字等の形状とすることができる。また、細長い筋状、スリット状、市松模様状の形状としてもよい。また、開口４５１を隣接する画素に寄せて配置してもよい。好ましくは、開口４５１を同じ色を表示する他の画素に寄せて配置する。これにより、クロストークを抑制できる。
【０３０３】
また、図１１（Ｂ３）、（Ｂ４）に示すように、電極３１１が設けられていない部分に、発光素子３６０の発光領域が位置していてもよい。これにより、発光素子３６０が発する光は、表示面側に射出される。
【０３０４】
図１１（Ｂ３）では、矢印Ｒで示す方向に隣接する２つの画素４１０において、発光素子３６０が一列に配列されていない。図１１（Ｂ４）では、矢印Ｒで示す方向に隣接する２つの画素において、発光素子３６０が一列に配列されている。
【０３０５】
図１１（Ｂ３）の構成は、隣接する２つの画素４１０が有する発光素子３６０どうしを離すことができるため、上述の通り、クロストークの抑制、及び、高精細化が可能となる。また、図１１（Ｂ４）の構成では、発光素子３６０の矢印Ｃに平行な辺側に、電極３１１が位置しないため、発光素子３６０の光が電極３１１に遮られることを抑制でき、高い視野角特性を実現できる。
【０３０６】
回路ＧＤには、シフトレジスタ等の様々な順序回路等を用いることができる。回路ＧＤには、トランジスタ及び容量素子等を用いることができる。回路ＧＤが有するトランジスタは、画素４１０に含まれるトランジスタと同じ工程で形成することができる。
【０３０７】
回路ＳＤは、配線Ｓ１と電気的に接続される。回路ＳＤには、例えば、集積回路を用いることができる。具体的には、回路ＳＤには、シリコン基板上に形成された集積回路を用いることができる。
【０３０８】
例えば、ＣＯＧ方式またはＣＯＦ方式等を用いて、画素４１０と電気的に接続されるパッドに回路ＳＤを実装することができる。具体的には、異方性導電膜を用いて、パッドに集積回路を実装できる。
【０３０９】
図１２は、画素４１０の回路図の一例である。図１２では、隣接する２つの画素４１０を示している。
【０３１０】
画素４１０は、スイッチＳＷ１、容量素子Ｃ１、液晶素子３４０、スイッチＳＷ２、トランジスタＭ、容量素子Ｃ２、及び発光素子３６０等を有する。また、画素４１０には、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線ＡＮＯ、配線ＣＳＣＯＭ、配線Ｓ１、及び配線Ｓ２が電気的に接続されている。また、図１２では、液晶素子３４０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ１、及び発光素子３６０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ２を示している。
【０３１１】
図１２では、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２にトランジスタを用いた場合の例を示している。
【０３１２】
スイッチＳＷ１のゲートは、配線Ｇ１と接続されている。スイッチＳＷ１のソース及びドレインのうち一方は、配線Ｓ１と接続され、他方は、容量素子Ｃ１の一方の電極、及び液晶素子３４０の一方の電極と接続されている。容量素子Ｃ１の他方の電極は、配線ＣＳＣＯＭと接続されている。液晶素子３４０の他方の電極が配線ＶＣＯＭ１と接続されている。
【０３１３】
スイッチＳＷ２のゲートは、配線Ｇ２と接続されている。スイッチＳＷ２のソース及びドレインのうち一方は、配線Ｓ２と接続され、他方は、容量素子Ｃ２の一方の電極、及びトランジスタＭのゲートと接続されている。容量素子Ｃ２の他方の電極は、トランジスタＭのソースまたはドレインの一方、及び配線ＡＮＯと接続されている。トランジスタＭのソースまたはドレインの他方は、発光素子３６０の一方の電極と接続されている。発光素子３６０の他方の電極は、配線ＶＣＯＭ２と接続されている。
【０３１４】
図１２では、トランジスタＭが半導体を挟む２つのゲートを有し、これらが接続されている例を示している。これにより、トランジスタＭが流すことのできる電流を増大させることができる。
【０３１５】
配線Ｇ１には、スイッチＳＷ１を導通状態または非導通状態に制御する信号を与えることができる。配線ＶＣＯＭ１には、所定の電位を与えることができる。配線Ｓ１には、液晶素子３４０が有する液晶の配向状態を制御する信号を与えることができる。配線ＣＳＣＯＭには、所定の電位を与えることができる。
【０３１６】
配線Ｇ２には、スイッチＳＷ２を導通状態または非導通状態に制御する信号を与えることができる。配線ＶＣＯＭ２及び配線ＡＮＯには、発光素子３６０が発光する電位差が生じる電位をそれぞれ与えることができる。配線Ｓ２には、トランジスタＭの導通状態を制御する信号を与えることができる。
【０３１７】
図１２に示す画素４１０は、例えば反射モードの表示を行う場合には、配線Ｇ１及び配線Ｓ１に与える信号により駆動し、液晶素子３４０による光学変調を利用して表示することができる。また、透過モードで表示を行う場合には、配線Ｇ２及び配線Ｓ２に与える信号により駆動し、発光素子３６０を発光させて表示することができる。また両方のモードで駆動する場合には、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線Ｓ１及び配線Ｓ２のそれぞれに与える信号により駆動することができる。
【０３１８】
なお、図１２では一つの画素４１０に、一つの液晶素子３４０と一つの発光素子３６０とを有する例を示したが、これに限られない。図１３（Ａ）は、一つの画素４１０に一つの液晶素子３４０と４つの発光素子３６０（発光素子３６０ｒ、３６０ｇ、３６０ｂ、３６０ｗ）を有する例を示している。図１３（Ａ）に示す画素４１０は、図１２とは異なり、１つの画素で発光素子を用いたフルカラーの表示が可能である。
【０３１９】
図１３（Ａ）では図１２の例に加えて、画素４１０に配線Ｇ３及び配線Ｓ３が接続されている。
【０３２０】
図１３（Ａ）に示す例では、例えば４つの発光素子３６０に、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、及び白色（Ｗ）を呈する発光素子を用いることができる。また液晶素子３４０として、白色を呈する反射型の液晶素子を用いることができる。これにより、反射モードの表示を行う場合には、反射率の高い白色の表示を行うことができる。また透過モードで表示を行う場合には、演色性の高い表示を低い電力で行うことができる。
【０３２１】
図１３（Ｂ）に、図１３（Ａ）に対応した画素４１０の構成例を示す。画素４１０は、電極３１１が有する開口部と重なる発光素子３６０ｗと、電極３１１の周囲に配置された発光素子３６０ｒ、発光素子３６０ｇ、及び発光素子３６０ｂとを有する。発光素子３６０ｒ、発光素子３６０ｇ、及び発光素子３６０ｂは、発光面積がほぼ同等であることが好ましい。
【０３２２】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０３２３】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様で開示されるトランジスタに用いることができるＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ）−ＯＳの構成について説明する。
【０３２４】
ＣＡＣ−ＯＳとは、例えば、酸化物半導体を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、酸化物半導体において、一つあるいはそれ以上の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。
【０３２５】
なお、酸化物半導体は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウムおよび亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。
【０３２６】
例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳ（ＣＡＣ−ＯＳの中でもＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を、特にＣＡＣ−ＩＧＺＯと呼称してもよい。）とは、インジウム酸化物（以下、ＩｎＯＸ１（Ｘ１は０よりも大きい実数）とする。）、またはインジウム亜鉛酸化物（以下、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２（Ｘ２、Ｙ２、およびＺ２は０よりも大きい実数）とする。）と、ガリウム酸化物（以下、ＧａＯＸ３（Ｘ３は０よりも大きい実数）とする。）、またはガリウム亜鉛酸化物（以下、ＧａＸ４ＺｎＹ４ＯＺ４（Ｘ４、Ｙ４、およびＺ４は０よりも大きい実数）とする。）などと、に材料が分離することでモザイク状となり、モザイク状のＩｎＯＸ１、またはＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２が、膜中に均一に分布した構成（以下、クラウド状ともいう。）である。
【０３２７】
つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合酸化物半導体である。なお、本明細書において、例えば、第１の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比が、第２の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比よりも大きいことを、第１の領域は、第２の領域と比較して、Ｉｎの濃度が高いとする。
【０３２８】
なお、ＩＧＺＯは通称であり、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、およびＯによる１つの化合物をいう場合がある。代表例として、ＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ１（ｍ１は自然数）、またはＩｎ（１＋ｘ０）Ｇａ（１−ｘ０）Ｏ３（ＺｎＯ）ｍ０（−１≦ｘ０≦１、ｍ０は任意数）で表される結晶性の化合物が挙げられる。
【０３２９】
上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、またはＣＡＡＣ構造を有する。なお、ＣＡＡＣ構造とは、複数のＩＧＺＯのナノ結晶がｃ軸配向を有し、かつａ−ｂ面においては配向せずに連結した結晶構造である。
【０３３０】
一方、ＣＡＣ−ＯＳは、酸化物半導体の材料構成に関する。ＣＡＣ−ＯＳとは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、およびＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。従って、ＣＡＣ−ＯＳにおいて、結晶構造は副次的な要素である。
【０３３１】
なお、ＣＡＣ−ＯＳは、組成の異なる二種類以上の膜の積層構造は含まないものとする。例えば、Ｉｎを主成分とする膜と、Ｇａを主成分とする膜との２層からなる構造は、含まない。
【０３３２】
なお、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。
【０３３３】
なお、ガリウムの代わりに、アルミニウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれている場合、ＣＡＣ−ＯＳは、一部に該金属元素を主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。
【０３３４】
ＣＡＣ−ＯＳは、例えば基板を意図的に加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、ＣＡＣ−ＯＳをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス（代表的にはアルゴン）、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば酸素ガスの流量比を０％以上３０％未満、好ましくは０％以上１０％以下とすることが好ましい。
【０３３５】
ＣＡＣ−ＯＳは、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−ｒａｙ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）測定法のひとつであるＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法によるθ／２θスキャンを用いて測定したときに、明確なピークが観察されないという特徴を有する。すなわち、Ｘ線回折から、測定領域のａ−ｂ面方向、およびｃ軸方向の配向は見られないことが分かる。
【０３３６】
またＣＡＣ−ＯＳは、プローブ径が１ｎｍの電子線（ナノビーム電子線ともいう。）を照射することで得られる電子線回折パターンにおいて、リング状に輝度の高い領域と、該リング領域に複数の輝点が観測される。従って、電子線回折パターンから、ＣＡＣ−ＯＳの結晶構造が、平面方向、および断面方向において、配向性を有さないｎｃ（ｎａｎｏ−ｃｒｙｓｔａｌ）構造を有することがわかる。
【０３３７】
また例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳでは、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて取得したＥＤＸマッピングにより、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域とが、偏在し、混合している構造を有することが確認できる。
【０３３８】
ＣＡＣ−ＯＳは、金属元素が均一に分布したＩＧＺＯ化合物とは異なる構造であり、ＩＧＺＯ化合物と異なる性質を有する。つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、ＧａＯＸ３などが主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域と、に互いに相分離し、各元素を主成分とする領域がモザイク状である構造を有する。
【０３３９】
ここで、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域は、ＧａＯＸ３などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、酸化物半導体としての導電性が発現する。従って、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域が、酸化物半導体中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度（μ）が実現できる。
【０３４０】
一方、ＧａＯＸ３などが主成分である領域は、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、ＧａＯＸ３などが主成分である領域が、酸化物半導体中に分布することで、リーク電流を抑制し、良好なスイッチング動作を実現できる。
【０３４１】
従って、ＣＡＣ−ＯＳを半導体素子に用いた場合、ＧａＯＸ３などに起因する絶縁性と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１に起因する導電性とが、相補的に作用することにより、高いオン電流（Ｉｏｎ）、および高い電界効果移動度（μ）を実現することができる。
【０３４２】
また、ＣＡＣ−ＯＳを用いた半導体素子は、信頼性が高い。従って、ＣＡＣ−ＯＳは、ディスプレイをはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。
【０３４３】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０３４４】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示モジュール及び電子機器について説明する。
【０３４５】
図１４に示す表示モジュール８０００は、上部カバー８００１と下部カバー８００２との間に、ＦＰＣ８００３に接続されたタッチパネル８００４、ＦＰＣ８００５に接続された表示パネル８００６、フレーム８００９、プリント基板８０１０、及びバッテリ８０１１を有する。
【０３４６】
本発明の一態様の表示装置は、例えば、表示パネル８００６に用いることができる。これにより、周囲の明るさによらず、視認性の高い表示モジュールを作製することができる。また、消費電力の低い表示モジュールを作製することができる。また、信頼性の高い表示モジュールを作製することができる。
【０３４７】
上部カバー８００１及び下部カバー８００２は、タッチパネル８００４及び表示パネル８００６のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
【０３４８】
タッチパネル８００４としては、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルを表示パネル８００６に重畳して用いることができる。また、タッチパネル８００４を設けず、表示パネル８００６に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。
【０３４９】
フレーム８００９は、表示パネル８００６の保護機能の他、プリント基板８０１０の動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム８００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。
【０３５０】
プリント基板８０１０は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリ８０１１による電源であってもよい。バッテリ８０１１は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
【０３５１】
また、表示モジュール８０００は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加して設けてもよい。
【０３５２】
本発明の一態様の表示装置は、外光の強さによらず、高い視認性を実現することができる。そのため、携帯型の電子機器、装着型の電子機器（ウェアラブル機器）、及び電子書籍端末などに好適に用いることができる。
【０３５３】
図１５（Ａ）、（Ｂ）に示す携帯情報端末８００は、筐体８０１、筐体８０２、表示部８０３、表示部８０４、及びヒンジ部８０５等を有する。
【０３５４】
筐体８０１と筐体８０２は、ヒンジ部８０５で連結されている。携帯情報端末８００は、折り畳んだ状態（図１５（Ａ））から、図１５（Ｂ）に示すように展開させることができる。
【０３５５】
本発明の一態様の表示装置は、表示部８０３及び表示部８０４のうち少なくとも一方に用いることができる。これにより、周囲の明るさによらず、視認性の高い携帯情報端末を作製することができる。また、消費電力の低い携帯情報端末を作製することができる。また、信頼性の高い携帯情報端末を作製することができる。
【０３５６】
表示部８０３及び表示部８０４は、それぞれ、文書情報、静止画像、及び動画像等のうち少なくとも一つを表示することができる。表示部に文書情報を表示させる場合、携帯情報端末８００を電子書籍端末として用いることができる。
【０３５７】
携帯情報端末８００は折り畳むことができるため、可搬性が高く、汎用性に優れる。
【０３５８】
筐体８０１及び筐体８０２は、電源ボタン、操作ボタン、外部接続ポート、スピーカ、マイク等を有していてもよい。
【０３５９】
図１５（Ｃ）に示す携帯情報端末８１０は、筐体８１１、表示部８１２、操作ボタン８１３、外部接続ポート８１４、スピーカ８１５、マイク８１６、カメラ８１７等を有する。
【０３６０】
本発明の一態様の表示装置は、表示部８１２に用いることができる。これにより、周囲の明るさによらず、視認性の高い携帯情報端末を作製することができる。また、消費電力の低い携帯情報端末を作製することができる。また、信頼性の高い携帯情報端末を作製することができる。
【０３６１】
携帯情報端末８１０は、表示部８１２にタッチセンサを備える。電話を掛ける、或いは文字を入力するなどのあらゆる操作は、指やスタイラスなどで表示部８１２に触れることで行うことができる。
【０３６２】
また、操作ボタン８１３の操作により、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や、表示部８１２に表示される画像の種類の切り替えを行うことができる。例えば、メール作成画面から、メインメニュー画面に切り替えることができる。
【０３６３】
また、携帯情報端末８１０の内部に、ジャイロセンサまたは加速度センサ等の検出装置を設けることで、携帯情報端末８１０の向き（縦か横か）を判断して、表示部８１２の画面表示の向きを自動的に切り替えることができる。また、画面表示の向きの切り替えは、表示部８１２に触れること、操作ボタン８１３の操作、またはマイク８１６を用いた音声入力等により行うこともできる。
【０３６４】
携帯情報端末８１０は、例えば、電話機、手帳または情報閲覧装置等から選ばれた一つまたは複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとして用いることができる。携帯情報端末８１０は、例えば、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、動画再生、インターネット通信、ゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。
【０３６５】
図１５（Ｄ）に示すカメラ８２０は、筐体８２１、表示部８２２、操作ボタン８２３、シャッターボタン８２４等を有する。またカメラ８２０には、着脱可能なレンズ８２６が取り付けられている。
【０３６６】
本発明の一態様の表示装置は、表示部８２２に用いることができる。周囲の明るさによらず、視認性の高い表示部を有することで、カメラの利便性を高めることができる。また、消費電力の低いカメラを作製することができる。また、信頼性の高いカメラを作製することができる。
【０３６７】
ここではカメラ８２０を、レンズ８２６を筐体８２１から取り外して交換することが可能な構成としたが、レンズ８２６と筐体８２１とが一体となっていてもよい。
【０３６８】
カメラ８２０は、シャッターボタン８２４を押すことにより、静止画、または動画を撮像することができる。また、表示部８２２はタッチパネルとしての機能を有し、表示部８２２をタッチすることにより撮像することも可能である。
【０３６９】
なお、カメラ８２０は、ストロボ装置や、ビューファインダーなどを別途装着することができる。または、これらが筐体８２１に組み込まれていてもよい。
【０３７０】
図１６（Ａ）〜（Ｅ）は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐体９０００、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、または操作スイッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９００８等を有する。
【０３７１】
本発明の一態様の表示装置は、表示部９００１に好適に用いることができる。これにより、周囲の明るさによらず、視認性の高い表示部を有する電子機器を作製することができる。また、消費電力の低い電子機器を作製することができる。また、信頼性の高い電子機器を作製することができる。
【０３７２】
図１６（Ａ）〜（Ｅ）に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信または受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図１６（Ａ）〜（Ｅ）に示す電子機器が有する機能はこれらに限定されず、その他の機能を有していてもよい。
【０３７３】
図１６（Ａ）は腕時計型の携帯情報端末９２００を、図１６（Ｂ）は腕時計型の携帯情報端末９２０１を、それぞれ示す斜視図である。
【０３７４】
図１６（Ａ）に示す携帯情報端末９２００は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。また、表示部９００１はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、携帯情報端末９２００は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末９２００は、接続端子９００６を有し、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うことができる。また接続端子９００６を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は接続端子９００６を介さずに無線給電により行ってもよい。
【０３７５】
図１６（Ｂ）に示す携帯情報端末９２０１は、図１６（Ａ）に示す携帯情報端末と異なり、表示部９００１の表示面が湾曲していない。また、携帯情報端末９２０１の表示部の外形が非矩形状（図１６（Ｂ）においては円形状）である。
【０３７６】
図１６（Ｃ）〜（Ｅ）は、折り畳み可能な携帯情報端末９２０２を示す斜視図である。なお、図１６（Ｃ）が携帯情報端末９２０２を展開した状態の斜視図であり、図１６（Ｄ）が携帯情報端末９２０２を展開した状態または折り畳んだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の斜視図であり、図１６（Ｅ）が携帯情報端末９２０２を折り畳んだ状態の斜視図である。
【０３７７】
携帯情報端末９２０２は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末９２０２が有する表示部９００１は、ヒンジ９０５５によって連結された３つの筐体９０００に支持されている。ヒンジ９０５５を介して２つの筐体９０００間を屈曲させることにより、携帯情報端末９２０２を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。例えば、携帯情報端末９２０２は、曲率半径１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲げることができる。
【０３７８】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０３７９】
ＡＮＯ    配線
Ｃ１    容量素子
Ｃ２    容量素子
ＣＳＣＯＭ    配線
Ｇ１    配線
Ｇ２    配線
Ｇ３    配線
ＧＤ    回路
Ｓ１    配線
Ｓ２    配線
Ｓ３    配線
ＳＤ    回路
ＳＷ１    スイッチ
ＳＷ２    スイッチ
ＶＣＯＭ１    配線
ＶＣＯＭ２    配線
１００    表示装置
１０１    第１の絶縁層
１０２    第２の絶縁層
１０７    剥離層
１１０ａ    トランジスタ
１１０ｂ    トランジスタ
１１０ｃ    トランジスタ
１１０ｄ    トランジスタ
１１０ｅ    トランジスタ
１１０ｆ    トランジスタ
１１０ｇ    トランジスタ
１１０ｈ    トランジスタ
１１１    酸化物層
１１２    液晶層
１１３    電極
１１５    絶縁層
１１７    絶縁層
１２１    絶縁層
１３１    着色層
１３２    遮光層
１３３ａ    配向膜
１３３ｂ    配向膜
１３４    着色層
１３５    偏光板
１４１    接着層
１４２    接着層
１５１    絶縁層
１７０    発光素子
１８０    液晶素子
１９１    電極
１９２    ＥＬ層
１９３    電極
１９４    絶縁層
２０１    トランジスタ
２０３    トランジスタ
２０４    接続部
２０５    トランジスタ
２０６    トランジスタ
２０７    接続部
２１１    絶縁層
２１２    絶縁層
２１３    絶縁層
２１４    絶縁層
２１６    絶縁層
２１７    絶縁層
２１８    絶縁層
２２０    絶縁層
２２１    導電層
２２１ａ    導電層
２２１ｂ    導電層
２２１ｃ    導電層
２２２ａ    導電層
２２２ｂ    導電層
２２３    導電層
２３１    半導体層
２４２    接続層
２４３    接続体
２５２    接続部
２６１    半導体層
２６３ａ    導電層
２６３ｂ    導電層
２８１    トランジスタ
２８４    トランジスタ
２８５    トランジスタ
２８６    トランジスタ
３００    表示装置
３００Ａ    表示装置
３００Ｂ    表示装置
３００Ｃ    表示装置
３１１    電極
３１１ａ    電極
３１１ｂ    電極
３１１ｃ    導電層
３１１ｄ    導電層
３１１ｅ    導電層
３４０    液晶素子
３５０    作製基板
３５１    基板
３６０    発光素子
３６０ｂ    発光素子
３６０ｇ    発光素子
３６０ｒ    発光素子
３６０ｗ    発光素子
３６１    基板
３６２    表示部
３６４    回路
３６５    配線
３７２    ＦＰＣ
３７３    ＩＣ
４００    表示装置
４１０    画素
４５１    開口
８００    携帯情報端末
８０１    筐体
８０２    筐体
８０３    表示部
８０４    表示部
８０５    ヒンジ部
８１０    携帯情報端末
８１１    筐体
８１２    表示部
８１３    操作ボタン
８１４    外部接続ポート
８１５    スピーカ
８１６    マイク
８１７    カメラ
８２０    カメラ
８２１    筐体
８２２    表示部
８２３    操作ボタン
８２４    シャッターボタン
８２６    レンズ
８０００    表示モジュール
８００１    上部カバー
８００２    下部カバー
８００３    ＦＰＣ
８００４    タッチパネル
８００５    ＦＰＣ
８００６    表示パネル
８００９    フレーム
８０１０    プリント基板
８０１１    バッテリ
９０００    筐体
９００１    表示部
９００３    スピーカ
９００５    操作キー
９００６    接続端子
９００７    センサ
９００８    マイクロフォン
９０５５    ヒンジ
９２００    携帯情報端末
９２０１    携帯情報端末
９２０２    携帯情報端末
【図１】
2018010229.tif 000003
【図２】
2018010229.tif 000004
【図３】
2018010229.tif 000005
【図４】
2018010229.tif 000006
【図５】
2018010229.tif 000007
【図６】
2018010229.tif 000008
【図７】
2018010229.tif 000009
【図８】
2018010229.tif 000010
【図９】
2018010229.tif 000011
【図１０】
2018010229.tif 000012
【図１１】
2018010229.tif 000013
【図１２】
2018010229.tif 000014
【図１３】
2018010229.tif 000015
【図１４】
2018010229.tif 000016
【図１５】
2018010229.tif 000017
【図１６】
2018010229.tif 000018