(57)【要約】【課題】通常表示と、シースルー表示とを切り替えることのできる表示装置を提供する。シースルー表示における視認性を向上させる。【解決手段】発光素子に重ねて液晶素子を有する構成とし、液晶素子と重なる発光素子、トランジスタ等は可視光を透過する構成とする。液晶素子が外光を遮光した状態では発光素子により画像を表示し、液晶素子が外光を透過した状態では、液晶素子を透過した透過像に重ねて、発光素子により画像を表示する。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子、液晶素子、及び第１のトランジスタを有し、
前記第１のトランジスタは、前記発光素子と電気的に接続され、
前記第１のトランジスタは、第１のゲート電極、第１の半導体層、第１のソース電極、及び第１のドレイン電極を有し、
前記第１のゲート電極、前記第１の半導体層、前記第１のソース電極、及び前記第１のドレイン電極のうち、少なくとも１つは、可視光を透過する機能を有し、
前記発光素子は、第１の電極と、第２の電極と、当該第１の電極と当該第２の電極との間に発光層と、を有し、
前記第１の電極と、前記第２の電極とは、可視光を透過する機能を有し、
前記液晶素子は、前記第１のトランジスタと重ねて配置され、
前記液晶素子は、電界が印加されるときに光を透過し、電界が印加されないときに光を遮光することを特徴とする、
表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の半導体層、前記第１のゲート電極、前記第１のソース電極、及び前記第１のドレイン電極の少なくとも１つは、金属酸化物を含む、
表示装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記液晶素子と電気的に接続し、且つ前記液晶素子と重なる第２のトランジスタを有し、
前記第２のトランジスタは、第２のゲート電極、第２の半導体層、第２のソース電極、及び第２のドレイン電極を有し、
前記第２のゲート電極、前記第２の半導体層、前記第２のソース電極、及び前記第２のドレイン電極の少なくとも一つは、可視光を透過する機能を有する、
表示装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタとは、同一面上に設けられる、
表示装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２において、
前記液晶素子は、パッシブ方式またはセグメント方式の液晶素子である、
表示装置。
【請求項６】
請求項１において、
第１の基板、第２の基板、及び絶縁層を有し、
前記絶縁層は、前記第１の基板と前記第２の基板の間に位置し、
前記発光素子は、前記第１の基板と前記絶縁層との間に位置し、
前記液晶素子は、前記第２の基板と前記絶縁層との間の位置し、
前記第１のトランジスタの前記第１のゲート電極、前記第１の半導体層、前記第１のソース電極、及び前記第１のドレイン電極のうち、少なくとも１つは、前記絶縁層に接して設けられる、
表示装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記液晶素子と電気的に接続する配線を有し、
前記第１のトランジスタと前記配線とは、前記絶縁層と前記第１の基板との間に位置し、
前記配線は、前記絶縁層の開口を介して、前記液晶素子と電気的に接続する、
表示装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記配線と電気的に接続する第２のトランジスタを有する、
表示装置。
【請求項９】
請求項７または請求項８のいずれか一において、
前記配線は、可視光を透過する機能を有する、
表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一において、
互いに交差する第１の配線と、第２の配線とを有し、
前記第１の配線は、前記第１のトランジスタの前記第１のゲート電極と電気的に接続され、
前記第２の配線は、前記第１のトランジスタの前記第１のソース電極または前記第１のドレイン電極の一方と電気的に接続され、
前記第１の配線及び前記第２の配線は、それぞれ可視光を遮光する機能を有する、
表示装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項９のいずれか一において、
互いに交差する第１の配線と、第２の配線とを有し、
前記第１の配線は、前記第１のトランジスタの前記第１のゲート電極と電気的に接続され、
前記第２の配線は、前記第１のトランジスタの前記第１のソース電極または前記第１のドレイン電極の一方と電気的に接続され、
前記第１の配線及び前記第２の配線は、それぞれ可視光を透過する機能を有する、
表示装置。
【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、表示装置の作製方法、及び表示装置の駆動方法に関する。
【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。本明細書等で開示する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、入出力装置、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。
【０００３】
なお、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。トランジスタ、半導体回路、演算装置、記憶装置等は半導体装置の一態様である。また、撮像装置、電気光学装置、発電装置（薄膜太陽電池、有機薄膜太陽電池等を含む）、及び電子機器は半導体装置を有している場合がある。
【背景技術】
【０００４】
近年、表示装置の多様化が求められている。その一つに表示部に光透過性を持たせ、その向こう側が視認可能な、いわゆるシースルー機能を持たせた表示装置がある。このようなシースルー機能を有する表示装置は、車両のフロントガラス、家屋やビルなどの建築物の窓ガラス、店舗のショーウィンドウのガラスやケース、または携帯電話やタブレット端末などの情報端末機器やヘッドマウントディスプレイなどのウェアラブルディスプレイ、または自動車や航空機などに用いられるヘッドアップディスプレイなど、様々な用途への応用が期待されている。
【０００５】
また、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子や、液晶素子が適用された表示装置が知られている。また、そのほかにも、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子を備える発光装置、電気泳動方式などにより表示を行う電子ペーパなども、表示装置の一例として挙げることができる。
【０００６】
有機ＥＬ素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層を挟持したものである。この素子に電圧を印加することにより、発光性の有機化合物から発光を得ることができる。このような有機ＥＬ素子が適用された表示装置は、薄型、軽量、高コントラストで且つ低消費電力な表示装置を実現できる。
【０００７】
また、画素電極の各々に接続するスイッチング素子として、金属酸化物をチャネル形成領域とするトランジスタを用いるアクティブマトリクス型液晶表示装置が知られている（特許文献１及び特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１２３８６１号公報
【特許文献２】特開２００７−９６０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、仮想現実（ＶＲ：Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｒｅａｌｉｔｙ）、または拡張現実（ＡＲ：Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  Ｒｅａｌｉｔｙ）など、様々な画像表示技術が盛んに開発されている。そのため、表示装置は単に映像を映すだけでなく、多様な機能が求められている。
【００１０】
本発明の一態様は、表示方法を切り替えることのできる表示装置を提供することを課題の一とする。または、シースルー表示における視認性を向上させることを課題の一とする。または、通常表示と、シースルー表示とを切り替えることのできる表示装置を提供することを課題の一とする。または、安全性の高い表示装置を提供することを課題の一とする。
【００１１】
または、新規な表示装置、またはその駆動方法を提供することを課題の一とする。または、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。または、軽量な表示装置を提供することを課題の一とする。または、厚さの薄い表示装置を提供することを課題の一とする。
【００１２】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様は、発光素子、液晶素子、及び第１のトランジスタを有する表示装置である。第１のトランジスタは、発光素子と電気的に接続され、且つ、第１のゲート電極、第１の半導体層、第１のソース電極、及び第１のドレイン電極を有する。第１のゲート電極、第１の半導体層、第１のソース電極、及び第１のドレイン電極のうち、少なくとも１つは、可視光を透過する機能を有する。液晶素子は、第１のトランジスタと重ねて配置され、且つ、電界が印加されるときに光を透過し、電界が印加されないときに光を遮光することを特徴とする。
【００１４】
また、上記において、発光素子は、第１の電極と、第２の電極と、当該第１の電極と当該第２の電極との間に発光層と、を有し、当該第１の電極と、第２の電極とは、可視光を透過する機能を有することが好ましい。
【００１５】
また、上記において、第１の半導体層、第１のゲート電極、第１のソース電極、及び前記第１のドレイン電極の少なくとも１つは、金属酸化物を含むことが好ましい。
【００１６】
また、上記において、液晶素子と電気的に接続し、且つ液晶素子と重なる第２のトランジスタを有することが好ましい。このとき第２のトランジスタは、第２のゲート電極、第２の半導体層、第２のソース電極、及び第２のドレイン電極を有し、第２のゲート電極、第２の半導体層、第２のソース電極、及び第２のドレイン電極の少なくとも一つは、可視光を透過する機能を有することが好ましい。
【００１７】
また、上記において、第１のトランジスタと第２のトランジスタとは、同一面上に設けられることが好ましい。
【００１８】
また、上記において、液晶素子は、パッシブ方式またはセグメント方式の液晶素子であってもよい。
【００１９】
または、上記において、第１の基板、第２の基板、及び絶縁層を有することが好ましい。このとき、絶縁層は、第１の基板と第２の基板の間に位置し、発光素子は、第１の基板と絶縁層との間に位置し、液晶素子は、第２の基板と絶縁層との間の位置することが好ましい。また第１のトランジスタの第１のゲート電極、第１の半導体層、第１のソース電極、及び第１のドレイン電極のうち、少なくとも１つは、絶縁層に接して設けられることが好ましい。
【００２０】
また、上記において、液晶素子と電気的に接続する配線を有することが好ましい。このとき、第１のトランジスタと配線とは、絶縁層と第１の基板との間に位置し、配線は、絶縁層の開口を介して、液晶素子と電気的に接続することが好ましい。またこのとき、当該配線と電気的に接続する第２のトランジスタを有する構成としてもよい。また、当該配線は、可視光を透過する機能を有することが好ましい。
【００２１】
また、上記において、互いに交差する第１の配線と、第２の配線とを有することが好ましい。このとき、第１の配線は、第１のトランジスタの第１のゲート電極と電気的に接続され、第２の配線は、第１のトランジスタの第１のソース電極または第１のドレイン電極の一方と電気的に接続されることが好ましい。またこのとき、第１の配線及び第２の配線は、それぞれ可視光を遮光する機能を有する構成とすることができる。または、第１の配線及び第２の配線は、それぞれ可視光を透過する機能を有していてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の一態様によれば、表示方法を切り替えることのできる表示装置を提供できる。または、シースルー表示における視認性を向上させることができる。または、通常表示と、シースルー表示とを切り替えることのできる表示装置を提供できる。または、安全性の高い表示装置を提供できる。
【００２３】
または、新規な表示装置、またはその駆動方法を提供できる。または、信頼性の高い表示装置を提供できる。または、軽量な表示装置を提供できる。または、厚さの薄い表示装置を提供できる。
【００２４】
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】表示装置の構成例。
【図２】表示装置の構成例。
【図３】表示装置の構成例。
【図４】表示装置の構成例。
【図５】表示装置の構成例。
【図６】表示装置の構成例。
【図７】表示装置の構成例。
【図８】表示装置の構成例。
【図９】表示装置の構成例。
【図１０】電子機器のブロック図。
【図１１】電子機器の使用方法例。
【図１２】電子機器の駆動方法に係るフローチャート。
【図１３】電子機器の構成例。
【図１４】電子機器の構成例。
【図１５】表示パネルの構成例。
【図１６】表示パネルの構成例。
【図１７】表示パネルの構成例。
【図１８】表示パネルの構成例。
【図１９】表示パネルの構成例。
【図２０】表示パネルの構成例。
【図２１】実施例１に係る、トランジスタの構成とトランジスタの電気特性。
【図２２】実施例１に係る、導電膜のシート抵抗。
【図２３】実施例２に係る、発光素子の構成を説明する図。
【図２４】実施例２に係る、液晶素子の電圧−透過率特性。
【図２５】実施例２に係る、表示装置の作製方法を説明する図。
【図２６】実施例２に係る、透過率の測定結果。
【図２７】実施例２に係る、表示パネルの写真。
【図２８】実施例２に係る、表示パネルの写真、及び撮影時の状態を示す模式図。
【図２９】実施例３に係る、光学システムの模式図、及び表示状態の写真。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。
【００２９】
なお、本明細書等における「第１」、「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではない。
【００３０】
トランジスタは半導体素子の一種であり、電流や電圧の増幅や、導通または非導通を制御するスイッチング動作などを実現することができる。本明細書におけるトランジスタは、ＩＧＦＥＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）や薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を含む。
【００３１】
なお、以下では「上」、「下」などの向きを示す表現は、基本的には図面の向きと合わせて用いるものとする。しかしながら、説明を容易にするためなどの目的で、明細書中の「上」または「下」が意味する向きが、図面とは一致しない場合がある。一例としては、積層体等の積層順（または形成順）などを説明する場合に、図面において当該積層体が設けられる側の面（被形成面、支持面、接着面、平坦面など）が当該積層体よりも上側に位置していても、その向きを下、これとは反対の向きを上、などと表現する場合がある。
【００３２】
なお、本明細書において、ＥＬ層とは発光素子の一対の電極間に設けられ、少なくとも発光性の物質を含む層（発光層とも呼ぶ）、または発光層を含む積層体を示すものとする。
【００３３】
本明細書等において、表示装置の一態様である表示パネルは表示面に画像等を表示（出力）する機能を有するものである。したがって表示パネルは出力装置の一態様である。
【００３４】
また、本明細書等では、表示パネルの基板に、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）などのコネクターが取り付けられたもの、または基板にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式等によりＩＣが実装されたものを、表示パネルモジュール、表示モジュール、または単に表示パネルなどと呼ぶ場合がある。
【００３５】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について説明する。
【００３６】
本発明の一態様は、可視光を発する発光素子がマトリクス状に配列した表示装置である。発光素子により、表示装置の表示面側に画像を表示することができる。また、表示装置は、隣接する２つの発光素子、及びこれらの間の領域と重ねて、液晶素子を有する。液晶素子は、可視光が透過する状態（透過状態）と、可視光が遮光される状態（非透過状態）の２つの状態を遷移することができる。
【００３７】
液晶素子が透過状態のとき、表示面側とは反対側から入射される外光のうちの一部が、隣接する２つの発光素子の間の領域を通って、表示面側に透過する。したがって、このとき、発光素子により映し出される画像を、透過してきた外光による透過像に重ねて表示することができる。これにより、シースルー表示を行うことができる。
【００３８】
また、発光素子は可視光を透過することが好ましい。より具体的には、発光素子を構成する一対の電極が、いずれも透光性を有することが好ましい。これにより、シースルー表示における表示装置の透過性を高めることができる。
【００３９】
一方、液晶素子が非透過状態のとき、外光は表示装置を透過しないため、発光素子により映し出される画像のみを表示することができる。また、外光の透過が遮断されることと、発光素子を用いることにより、極めてコントラストの高い表示を行うことが可能で、より鮮明な表示を行うことができる。例えばＶＲ用の画像を表示した場合には、より没入感や現実感の高い表示を行うことができる。
【００４０】
本発明の一態様は、このように２つの表示モードを切り替えることが可能となる。より具体的には、表示装置の向こう側の景色が透過する透過モード（シースルーモード）と、発光素子によりコントラストの高い表示を行う発光モード（エミッションモード）の２つの表示モードを切り替えることができる。
【００４１】
例えばゴーグル型やメガネ型などの装着型の電子機器に適用した場合には、ＡＲ表示とＶＲ表示を自由に切り替えることができる表示装置となる。さらにＡＲ表示において、カメラで撮像した映像を用いることなく、透過像に重ねて画像を表示することが可能なため、より現実感が高まる。
【００４２】
また、ショーケースや、店舗の窓などに上記表示装置を適用し、透過モードと発光モードを切り替えて用いることで、より宣伝効果を高めることができる。
【００４３】
なお、本発明の一態様の表示装置はＶＲやＡＲ用途、またはデジタルサイネージなどの商用に限られず、様々な用途に用いることができる。
【００４４】
ここで、表示装置が有する発光素子は、光源を有し、その光源からの光を利用して表示する素子を用いることができる。特に、電界を印加することにより発光性の物質から発光を取り出すことのできる、電界発光素子を用いることが好ましい。このような画素が射出する光は、その輝度や色度が外光に左右されることがないため、色再現性が高く（色域が広く）、且つコントラストの高い、つまり鮮やかな表示を行うことができる。
【００４５】
例えば、発光素子には、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好適に用いることができる。
【００４６】
ここで、表示装置が有する液晶素子は、電界が印加されない状態で光を遮光する、いわゆるノーマリーブラックの液晶素子とすることが好ましい。これにより、発光モードにおけるコントラストを高めることができるとともに、発光モードでは液晶素子に電界をかける必要がないため、消費電力を低減できる。
【００４７】
表示装置は、表示面側に発光素子を設け、絶縁層を介して表示面側とは反対側（背面側）に液晶素子が設けられる構成とすることが好ましい。これにより、発光素子が発する光の光路上に位置する層の数を減らせるため、光取り出し効率を向上させられるとともに、色再現性を高めることができる。
【００４８】
なお、液晶素子に代えて、可視光の透過状態と非透過状態を切り替えることのできる様々な素子を適用することもできる。
【００４９】
複数の発光素子は、それぞれ１つ以上のトランジスタが接続されるアクティブマトリクス方式が適用されることが好ましい。このとき、絶縁層の一方の面側に、発光素子と電気的に接続するトランジスタと、液晶素子が接続される配線の両方が設けられる構成とすることが好ましい。またこのとき、発光素子とトランジスタ、または液晶素子と配線のうち、いずれか一方が、絶縁層に設けられた開口を介して、電気的に接続する構成とすることが好ましい。
【００５０】
また、表示領域内には発光素子を備える複数の画素が設けられる構成とすることが好ましい。画素は、複数の副画素を有していてもよい。このとき、画素を構成する配線や電極の一部または全部に、透光性を有する導電膜（酸化物導電膜等）を用いることが好ましい。これにより、透光性を有する配線や電極が配置された部分も可視光を透過する領域として用いることができるため、シースルー表示における透過率を向上させることが可能となる。
【００５１】
特に、表示領域内に設けられるトランジスタを、半導体層、ソース電極及びドレイン電極、並びにゲート電極等が透光性を有する構成とすることで、トランジスタが設けられる領域も透過領域として用いることができる。
【００５２】
また、例えば、間に絶縁層等が設けられた２つの配線間を繋ぐコンタクト部についても、これら配線に可視光を透過する導電膜を用いることで、透過領域として用いることができる。
【００５３】
また、表示領域内に設けられる配線の他の一部に、透光性を有さない導電膜（金属膜等）を用いることで配線抵抗を低減することができる。例えば走査線、信号線、電源線などのバスラインには、電気抵抗の低い金属などの非透光性材料を用いることが好ましい。なお、表示領域のサイズが小さい場合（例えば対角１インチ未満）では、配線の長さを短くできるため、配線全てに透光性を有する導電膜を用いて、光透過性を高めてもよい。
【００５４】
一方、表示領域よりも外側に位置する配線や、駆動回路等には、可視光を透過しない導電膜を用いることが好ましい。これにより、配線や駆動回路等の抵抗成分を小さくでき、高速動作が可能となる。
【００５５】
液晶素子は、各画素の透過領域に１つずつ設けられていてもよい。または、表示領域をいくつかのエリアに分割し、複数の発光素子が設けられる１つのエリアにつき、１つの液晶素子が設けられる構成としてもよい。または、表示領域全域に亘って、１つの液晶素子が設けられる構成としてもよい。複数の液晶素子が設けられる構成とすることで、透過モードで表示する領域と、発光モードで表示する領域とが混在した表示を行うこともできる。例えば、部分的にシースルー表示を行うことなどができる。
【００５６】
複数の液晶素子を有する場合には、セグメント方式、パッシブマトリクス方式、またはアクティブマトリクス方式の液晶素子を適用することができる。セグメント方式及びパッシブマトリクス方式では、表示領域内において、液晶素子は配線と接続される構成とすることができる。また、アクティブマトリクス方式では、表示領域内において、各液晶素子につき、１つ以上のトランジスタが接続される構成とすることができる。
【００５７】
また、液晶素子と電気的に接続する配線や、トランジスタ等についても、上記と同様に、可視光を透過する導電膜を適用することが好ましい。
【００５８】
また、発光素子は、極めて高い精細度で、表示領域内に配置されていることが好ましい。精細度は高いほど好ましいが、具体的には、３００ｐｐｉ以上１００００ｐｐｉ以下、好ましくは５００ｐｐｉ以上５０００ｐｐｉ以下、より好ましくは、７００ｐｐｉ以上４０００ｐｐｉ以下、さらに好ましくは１０００ｐｐｉ以上３０００ｐｐｉ以下の精細度で、表示領域に配置されていることが好ましい。このような高精細な表示装置とすることで、ゴーグル型やメガネ型などの装着型の電子機器、携帯情報機器など、比較的視聴距離が短い機器に好適に用いることができる。
【００５９】
なお、デジタルサイネージや、大型の表示装置に適用する場合など、想定される視聴距離が比較的長い場合（例えば１ｍ以上）では高精細である必要はないため、例えば１ｐｐｉ以上３００ｐｐｉ未満の精細度とすることもできる。
【００６０】
以下では、より具体的な例について、図面を参照して説明する。
【００６１】
［構成例］
図１（Ａ）に、表示装置１０の断面構成の一例を示す。
【００６２】
表示装置１０は、基板２１と基板３１との間に、機能層４５、絶縁層８１、絶縁層８３、発光素子９０、及び液晶素子４０等を有する。また、基板２１の外側に偏光板３９ａが設けられ、基板３１の外側に偏光板３９ｂが設けられている。基板２１側が、表示装置１０の表示面側に相当する。
【００６３】
発光素子９０は、導電層９１、導電層９３、及びこれらに挟持されたＥＬ層９２を有する。ＥＬ層９２は、少なくとも発光性の物質を含む層である。導電層９１は、画素毎（副画素毎ともいう）に配置され、画素電極として機能する。導電層９３は、複数の画素にわたって配置されている。導電層９３は、図示しない領域で定電位が供給される配線と接続され、共通電極として機能する。
【００６４】
発光素子９０が有する導電層９１及び導電層９３は可視光を透過する。したがって、発光素子９０は、導電層９１と導電層９３との間に電圧を印加することで、基板２１側と基板３１側の両方に光を射出する、デュアルエミッション型（両面発光型）の発光素子である。発光素子９０は可視光を透過するため、透過領域の一部として機能させることができる。
【００６５】
液晶素子４０は、導電層２３、導電層２５、及びこれらに挟持された液晶２４を有する。導電層２３及び導電層２５は、それぞれ可視光を透過する。したがって、液晶素子４０は透過する可視光の光量を制御することのできる透過型の液晶素子である。
【００６６】
ここで、導電層２３と導電層２５は、図示しない領域で、それぞれ異なる配線と接続される。このとき、２つの配線のうち、一方には固定電位が供給され、他方には液晶素子の配向状態を制御する信号（電位）が供給される。
【００６７】
ここでは、導電層２３と導電層２５が、複数の発光素子９０と重なるように配置される構成を示している。すなわち、液晶素子４０は、複数の画素に亘って設けられている。
【００６８】
機能層４５は、発光素子９０を駆動する回路を含む層である。例えば機能層４５は、トランジスタ、容量素子、配線、電極等により、画素回路が構成されている。
【００６９】
機能層４５に含まれるトランジスタは、ゲート電極、半導体層、並びにソース電極及びドレイン電極のうち、少なくとも一つが透光性を有する。特にこれら全てが透光性を有することが好ましい。これにより、当該トランジスタが可視光を透過するため、透過領域の一部として機能させることができる。
【００７０】
また、機能層４５に含まれる容量素子、配線、電極等も、透光性を有していることが好ましい。これにより、透過領域の面積を大きくできるため、シースルー表示における視認性を向上させることができる。
【００７１】
また、複数の機能層４５に接続される配線には、電気抵抗の低い金属などの非透光性の導電性材料を用いてもよい。これにより、配線抵抗を低減することができる。または、当該配線に透光性の導電性材料を用いてもよい。これにより、当該配線が設けられる部分も透過領域とすることができる。
【００７２】
機能層４５と導電層２３との間には、絶縁層８３が設けられている。図示しない領域において、導電層２３は絶縁層８３の基板３１側に設けられた配線と電気的に接続されていてもよい。または、図示しない領域において、導電層２３は絶縁層８３に設けられた開口を介して、絶縁層８３よりも基板２１側に設けられた配線等と電気的に接続されていてもよい。
【００７３】
また機能層４５と導電層９１との間には、絶縁層８１が設けられている。絶縁層８１に設けられた開口を介して、導電層９１と機能層４５とが電気的に接続されている。これにより、機能層４５と発光素子９０とが電気的に接続されている。
【００７４】
また導電層９１の端部を覆って絶縁層８４が設けられ、絶縁層８４の一部と導電層９１の一部を覆ってＥＬ層９２が設けられている。またＥＬ層９２を覆って導電層９３が設けられている。
【００７５】
基板２１と導電層９３との間には接着層８９を有する。接着層８９により、基板２１と基板３１とが貼り合わされているともいえる。接着層８９は、発光素子９０を封止する封止層としても機能する。
【００７６】
このように、一対の基板の間に、２種類の表示素子（液晶素子４０と発光素子９０）と、発光素子を駆動する機能層４５とを配置することで、厚さを薄くすることができる。
【００７７】
また、絶縁層８３や機能層４５等を挟むように、液晶素子４０と発光素子９０が重ねて配置されていることで、例えば、発光素子を有する表示パネルと液晶素子を有する表示パネルとを貼り合せた構成に比べて、液晶素子４０と発光素子９０との間の距離を縮小することや、これらの間に存在する層の数を減らすことが可能となる。これにより、より透過像をより明瞭にすることができる。
【００７８】
例えば、液晶素子４０の導電層２３の上側の面と、発光素子９０の導電層９１の下側の面との距離は、２０ｎｍ以上３０μｍ未満、好ましくは５０ｎｍ以上１０μｍ未満、より好ましくは１００ｎｍ以上５μｍ未満とすることができる。
【００７９】
基板２１の基板３１側には、それぞれ発光素子９０と重なる位置に、着色層ＣＦＲ、着色層ＣＦＧ、及び着色層ＣＦＢが設けられている。着色層ＣＦＲ、着色層ＣＦＧ、及び着色層ＣＦＢは、例えばそれぞれ赤色、緑色、または青色を透過するカラーフィルタとして機能する。これにより、白色を呈する発光素子９０を用いてカラー表示を行うことができる。
【００８０】
図１（Ａ）では、ＥＬ層９２が複数の発光素子９０に亘って一様に設けられている。ここで、各発光素子９０は、白色光を発する発光素子である。したがって、着色層ＣＦＲが設けられた発光素子９０が発した光は着色層ＣＦＲを透過し、赤色の光２０Ｒとして表示面側に射出される。同様に、着色層ＣＦＧが設けられた発光素子９０からは緑色の光２０Ｇが射出され、着色層ＣＦＢが設けられた発光素子９０からは青色の光２０Ｂが射出される。
【００８１】
また、隣接する２つの発光素子９０の間の領域には、遮光性の部材が設けられない領域を有する。当該領域は、透過領域として機能し、液晶素子４０が透過状態である場合に、液晶素子４０を透過した透過光２０ｔが、基板３１側から基板２１側に射出される。したがって、表示面側からみたときに、表示装置１０の背後の透過像を視認することができる。
【００８２】
また、隣接する２つの発光素子９０の間の領域には、各着色層が設けられないことが好ましい。これにより、透過光２０ｔの一部が各着色層で吸収されないため、より明るい透過像を得ることができる。
【００８３】
また、発光素子９０は透光性を有するため、発光素子９０が設けられる部分も透過領域として機能する。このとき、着色層ＣＦＲ、着色層ＣＦＧ、及び着色層ＣＦＢをそれぞれ透過した３つの透過光２０ｔが混色され、使用者に視認されるため、透過像の色合いが変化してしまうことを抑制できる。
【００８４】
液晶素子４０は、電界が印加されないときに可視光を遮光する構成、いわゆるノーマリーブラックの液晶素子とすることが好ましい。また、ノーマリーブラックの液晶素子となるように、偏光板３９ａと偏光板３９ｂの配向を調整することが好ましい。偏光板としては、直線偏光板を用いることができる。または、直線偏光板と１／４波長位相差板を積層した円偏光板を用いてもよい。円偏光板を表示面側に位置する偏光板３９ａに適用することで、外光反射を抑制することができる。なお、偏光板３９ａと偏光板３９ｂは、液晶素子４０を挟むように位置していればよく、その位置は図１（Ａ）に限られない。例えば偏光板３９ａを、導電層２３と基板２１との間に配置してもよい。
【００８５】
また、液晶素子４０の構成によっては、偏光板３９ａと偏光板３９ｂのうち、いずれか一方、または両方を設けない構成とすることもできる。例えば、液晶素子４０として、ゲストホスト型の液晶素子を適用した場合には、偏光板３９ａを無くすことができる。これにより、発光素子９０の光取り出し効率を高めることができる。また、液晶素子４０として、分散型の液晶素子を適用した場合には、両方の偏光板を設けない構成とすることもできる。偏光板の数を減らすことにより、透過モードにおける透過光の明るさを明るくすることができる。また、発光素子９０の裏面側から射出される光が、外部に漏れてしまうことを防ぐことができる。
【００８６】
なお、基板２１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、上記偏光板、位相差板のほか、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２１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。
【００８７】
また、基板２１よりも外側にタッチセンサを設けてもよい。これにより、表示装置１０と当該タッチセンサを含む構成を、タッチパネルとして機能させることができる。
【００８８】
表示装置１０は、液晶素子４０を非透過状態とすることで、発光素子により画像を表示する発光モード（Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｍｏｄｅ）と、液晶素子４０を透過状態とすることで、発光素子による画像を透過像に重ねて表示する透過モード（シースルーモード、Ｓｅｅ−ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｍｏｄｅ）とを、切り替えることができる。
【００８９】
図１（Ｂ）に、発光モードで表示している場合の概略図を示す。
【００９０】
発光素子９０は、表示面側に光２０ｅを射出し、画像を表示することができる。
【００９１】
一方、液晶素子４０は、可視光が遮光されるように配向している状態である。なお、液晶素子４０がノーマリーブラックの液晶素子であるとき、液晶素子４０に電界がかかっていない状態、ともいえる。このとき、表示装置１０の背面から入射される光２０ｉｎは表示装置１０を透過することができないため、使用者の目に到達しない。より具体的には、表示装置１０の背面から入射される光２０ｉｎは、偏光板３９ｂにより偏光され、液晶素子４０を透過し、偏光板３９ａで遮光される。
【００９２】
以上のように、発光モードでは、表示装置１０の背面から入射される光２０ｉｎが使用者に到達しないため、コントラストの高い表示を行うことができる。このようなモードを、ＶＲモードとも呼ぶことができる。
【００９３】
図１（Ｃ）に、透過モードで表示している場合の概略図を示す。
【００９４】
発光素子９０は、発光モードと同様に表示面側に光２０ｅを射出し、画像を表示することができる。
【００９５】
また、液晶素子４０は、可視光が透過されるように配向している状態である。なお、液晶素子４０がノーマリーブラックの液晶素子であるとき、液晶素子４０に十分な電界がかかった状態、ともいえる。このとき、表示装置１０の背面から入射される光２０ｉｎは、表示装置１０を透過し、使用者の目に到達する。より具体的には、表示装置１０の背面から入射される光２０ｉｎは、偏光板３９ｂ、液晶素子４０、及び偏光板３９ａを透過し、透過光２０ｔとして、表示面側に射出される。
【００９６】
これにより、透過モードでは、発光素子９０からの光２０ｅと、透過光２０ｔの両方を視認することができる。すなわち、発光素子９０で表示した画像を、表示装置１０の背面の景色（透過像）に重ねて表示することができる。このようなモードを、ＡＲモードとも呼ぶことができる。
【００９７】
ここで、液晶素子４０に印加する電界の大きさを制御することで、透過光２０ｔの光量を制御することもできる。例えば、太陽や光源からの光など、眩しく感じるほどに入射される光が極めて明るい場合などでは、透過光２０ｔの光量が小さくなるように液晶素子４０の配向を制御することで、眩しさを軽減することができる。
【００９８】
また、例えば、液晶素子４０に印加する電圧を徐々に大きくすることで、外光を遮光する状態から、外光を最も多く透過する状態へ、連続的に変化させることもできる。また、その逆に、外光を最も多く透過する状態から、外光を遮光する状態へと連続的に変化させることもできる。これにより、使用者の目に入る透過光２０ｔの輝度の急激な変化を抑制でき、使用者に不快感を与えることを防ぐことができる。
【００９９】
以上が、構成例についての説明である。
【０１００】
［変形例］
以下では、図１（Ａ）で例示した構成と、一部の構成が異なる構成例について説明する。
【０１０１】
〔変形例１〕
上記では、白色光を発することのできる発光素子９０と、着色層ＣＦＲ、着色層ＣＦＧ、または着色層ＣＦＢとを組み合わせて、発光素子９０によりカラー表示を行う構成を示したが、以下では、赤色、緑色、または青色等の光を発することのできる発光素子を用いた場合について説明する。
【０１０２】
図２（Ａ）は、図１（Ａ）における発光素子９０に代えて、赤色の光２０Ｒを発する発光素子９０Ｒ、緑色の光２０Ｇを発する発光素子９０Ｇ、及び青色の光２０Ｂを発する発光素子９０Ｂを有する例を示している。また、図１（Ａ）に示した着色層ＣＦＲ、着色層ＣＦＧ、及び着色層ＣＦＢを設けていない。
【０１０３】
発光素子９０Ｒ、発光素子９０Ｇ、及び発光素子９０Ｂは、それぞれＥＬ層９２Ｒ、ＥＬ層９２Ｇ、またはＥＬ層９２Ｂを有する。また、ＥＬ層９２Ｒ、ＥＬ層９２Ｇ、及びＥＬ層９２Ｂを覆って、導電層９３が設けられている。
【０１０４】
このような構成とすることで、発光素子９０Ｒ、発光素子９０Ｇ、及び発光素子９０Ｂそれぞれの光取り出し効率を高めることができ、消費電力を低減できる。
【０１０５】
なお、発光素子９０Ｒ、発光素子９０Ｇ、及び発光素子９０Ｂの間で、ＥＬ層を構成する一部の層のみを作り分け、他の層を共通に用いてもよい。例えば、発光層のみを作り分ける構成としてもよい。また、３色の発光層のうち、最も波長の短い色を呈する発光層（例えば青色の光を呈する発光層）を、他の表示素子に亘って設けてもよい。これにより、発光素子９０Ｒ、発光素子９０Ｇ、及び発光素子９０Ｂの形成工程を簡略化できる。
【０１０６】
〔変形例２〕
上記では、液晶素子４０が複数の画素に亘って設けられている構成を示したが、液晶素子４０を、画素毎に配置することもできる。
【０１０７】
図２（Ｂ）には、島状の導電層２３を備える複数の液晶素子４０を有する例を示している。これにより、透過領域ごとに個別に透過モードと発光モードを切り替えることができる。
【０１０８】
また、図２（Ｂ）では、機能層４５ａと機能層４５ｂとを有する。機能層４５ａは、発光素子を駆動する回路を含む。機能層４５ｂは、液晶素子４０の駆動を制御する画素回路として機能し、少なくとも一つのトランジスタを有する。導電層２３は絶縁層８３に設けられた開口を介して、機能層４５ｂと電気的に接続されている。このような構成とすることで、液晶素子４０をアクティブマトリクス方式が適用された液晶素子とすることができる。なお、機能層４５ｂとして、トランジスタを有さずに配線のみを有する場合には、液晶素子４０をセグメント方式またはパッシブマトリクス方式が適用された液晶素子とすることができる。
【０１０９】
ここで、機能層４５ｂが有するトランジスタは、ゲート電極、半導体層、並びにソース電極及びドレイン電極のうち、少なくとも一つが透光性を有することが好ましい。特にこれら全てが透光性を有することが好ましい。これにより、当該トランジスタが可視光を透過するため、透過領域の一部として機能させることができる。
【０１１０】
また、機能層４５ｂに含まれる容量素子、配線、電極等も、透光性を有していることが好ましい。これにより、透過領域の面積を大きくできるため、シースルー表示における視認性を向上させることができる。
【０１１１】
また、複数の機能層４５ｂに接続される配線には、電気抵抗の低い金属などの非透光性の導電性材料を用いてもよい。これにより、配線抵抗を低減することができる。または、当該配線に透光性の導電性材料を用いてもよい。これにより、当該配線が設けられる部分も透過領域とすることができる。
【０１１２】
なお、ここでは１つの発光素子９０につき、１つの液晶素子４０が設けられる構成を示したが、複数の発光素子９０に対して、１つの液晶素子４０を備える構成とすることもできる。
【０１１３】
［画素の配置方法例１］
以下では、画素の配置方法の一例について説明する。
【０１１４】
図３（Ａ１）には、１つの画素３０を表示面側から見たときの上面概略図を示している。画素３０は、発光素子９０Ｒ、発光素子９０Ｇ、または発光素子９０Ｂを有する３つの副画素を有する。各副画素には、トランジスタ６１と、トランジスタ６２が設けられている。また、画素３０は、液晶素子４０、配線５１、配線５２、配線５３等を有する。
【０１１５】
配線５１は、例えば走査線として機能する。配線５２は、例えば信号線として機能する。配線５３は、例えば発光素子に電位を供給する配線として機能する。配線５１と配線５２とは、互いに交差する部分を有する。またここでは、配線５３が配線５２と平行である場合の例を示している。配線５３は、配線５１と平行であってもよい。
【０１１６】
トランジスタ６１は、選択トランジスタとして機能するトランジスタである。トランジスタ６１は、ゲートが配線５１と電気的に接続され、ソースまたはドレインの一方が配線５２と電気的に接続されている。また、トランジスタ６２は、発光素子に流れる電流を制御するトランジスタであり、ソースまたはドレインの一方が配線５３と電気的に接続され、他方が発光素子と電気的に接続する。
【０１１７】
図３（Ａ１）では、発光素子９０Ｒ、発光素子９０Ｇ、及び発光素子９０Ｂが、それぞれ縦方向に長い短冊状の形状を有し、横方向にストライプ状に配列している。
【０１１８】
液晶素子４０は、上記構成例等で説明したように、各発光素子や配線よりも背面側（表示面とは反対側）に位置している。図３（Ａ１）では、表示面側から見たときに、各発光素子や配線等と重ならず、液晶素子４０が視認できる領域を示しており、当該領域は、透過領域の一部となる。透過モードにおいて、当該透過領域から、表示装置の背面から入射される光が透過する。
【０１１９】
ここで、配線５１、配線５２、及び配線５３は遮光性を有する。またこれ以外の層、すなわち、トランジスタ６１やトランジスタ６２等を構成する各層には、透光性を有する膜を用いる。図３（Ａ２）は、図３（Ａ１）に示す画素３０を、可視光を透過する透過領域３０ｔと、可視光を遮光する遮光領域３０ｓと、に分けて明示した例である。このように、各配線が設けられる部分以外を全て透過領域３０ｔとすることで、シースルー表示における視認性を向上させることができる。
【０１２０】
図３（Ｂ１）、（Ｂ２）では、画素３０が、それぞれ発光素子９０Ｒ、発光素子９０Ｇ、及び発光素子９０Ｂに加えて、発光素子９０Ｗを有する４つの副画素を有する例を示している。また、図３（Ｂ１）、（Ｂ２）に示す例では、１つの画素３０において、各発光素子が縦２つ、横２つ配列している例を示している。また、図３（Ｂ１）では、画素３０には、配線５１、配線５２、及び配線５３が、それぞれ２本ずつ設けられている。
【０１２１】
発光素子９０Ｗは、例えば白色光を発する発光素子とすることができる。例えば図１（Ａ）に示す断面構成を適用する場合では、発光素子９０Ｗと重なる位置に、着色層を設けない構成とすることができる。
【０１２２】
図３（Ｂ２）に示すように、各配線と重ならない領域が、透過領域３０ｔとなる。
【０１２３】
ここで、表示領域の面積に対する、透過領域の面積の割合が高いほど、透過光の光量を増大させることができる。例えば、表示領域全域の面積に対する、透過領域の面積の割合は、１％以上９５％以下、好ましくは１０％以上９０％以下、より好ましくは２０％以上８０％以下とすることができる。特に４０％以上または５０％以上とすることが好ましい。これにより、使用者に違和感を与えることなく、発光モードと透過モードとの切り替えを行うことができる。
【０１２４】
図４（Ａ１）、（Ａ２）には、図３（Ａ１）、（Ａ２）における、配線５１、配線５２、及び配線５３が、透光性を有する場合の例を示している。同様に、図４（Ｂ１）、（Ｂ２）には、図３（Ｂ１）、（Ｂ２）の配線５１、配線５２、及び配線５３が、透光性を有する場合の例を示している。これにより、図４（Ａ２）、（Ｂ２）に示すように、画素３０の全領域を、透過領域３０ｔとすることが可能となる。
【０１２５】
［画素の配置方法例２］
以下では、高精細な表示装置に適した画素の配列方法の例について説明する。
【０１２６】
例えば以下で示す構成では、発光素子を含む画素が、３００ｐｐｉ以上１００００ｐｐｉ以下、好ましくは５００ｐｐｉ以上５０００ｐｐｉ以下、より好ましくは、７００ｐｐｉ以上４０００ｐｐｉ以下、さらに好ましくは１０００ｐｐｉ以上３０００ｐｐｉ以下の精細度で、表示領域に配置された表示装置を実現することができる。
【０１２７】
〔画素回路の構成例〕
図５（Ａ）に、画素ユニット７０の回路図の例を示す。画素ユニット７０は、２つの画素（画素７０ａ及び画素７０ｂ）で構成される。また画素ユニット７０には、配線５１ａ、配線５１ｂ、配線５２ａ、配線５２ｂ、配線５２ｃ、配線５２ｄ、配線５３ａ、配線５３ｂ、配線５３ｃ等が接続されている。
【０１２８】
画素７０ａは、副画素７１ａ、副画素７２ａ、及び副画素７３ａを有する。画素７０ｂは、副画素７１ｂ、副画素７２ｂ、及び副画素７３ｂを有する。副画素７１ａ、副画素７２ａ、及び副画素７３ａは、それぞれ画素回路４１ａ、画素回路４２ａ、及び画素回路４３ａを有する。また副画素７１ｂ、副画素７２ｂ、及び副画素７３ｂは、それぞれ画素回路４１ｂ、画素回路４２ｂ、及び画素回路４３ｂを有する。
【０１２９】
各々の副画素は、画素回路と表示素子６０を有する。例えば副画素７１ａは、画素回路４１ａと表示素子６０を有する。ここでは、表示素子６０として、有機ＥＬ素子等の発光素子を用いた場合を示す。
【０１３０】
配線５１ａ及び配線５１ｂは、それぞれ走査線（ゲート線ともいう）としての機能を有する。配線５２ａ、配線５２ｂ、配線５２ｃ、及び配線５２ｄは、それぞれ信号線（ソース線、またはデータ線ともいう）としての機能を有する。また配線５３ａ、配線５３ｂ、及び配線５３ｃは、表示素子６０に電位を供給する機能を有する。
【０１３１】
画素回路４１ａは、配線５１ａ、配線５２ａ、及び配線５３ａと電気的に接続されている。画素回路４２ａは、配線５１ｂ、配線５２ｄ、及び配線５３ａと電気的に接続されている。画素回路４３ａは、配線５１ａ、配線５２ｂ、及び配線５３ｂと電気的に接続されている。画素回路４１ｂは、配線５１ｂ、配線５２ａ、及び配線５３ｂと電気的に接続されている。画素回路４２ｂは、配線５１ａ、配線５２ｃ、及び配線５３ｃと電気的に接続されている。画素回路４３ｂは、配線５１ｂ、配線５２ｂ、及び配線５３ｃと電気的に接続されている。
【０１３２】
図５（Ａ）に示すように、１つの画素に２本のゲート線が接続される構成とすることで、反対にソース線の本数を、ストライプ配置と比べて半分にすることができる。これにより、ソース駆動回路として用いるＩＣの数を半分に減らすことが可能となり、部品点数を削減することができる。
【０１３３】
また、信号線として機能する１本の配線には、同じ色に対応した画素回路を接続する構成とすることが好ましい。例えば、画素間の輝度のばらつきを補正するために電位が調整された信号を当該配線に供給する場合、補正値は色ごとに大きく異なる場合がある。そのため、１本の信号線に接続される画素回路を、全て同じ色に対応した画素回路とすることで、補正を容易にすることができる。
【０１３４】
また各々の画素回路は、トランジスタ６１と、トランジスタ６２と、容量素子６３と、を有している。例えば画素回路４１ａにおいて、トランジスタ６１は、ゲートが配線５１ａと電気的に接続し、ソース又はドレインの一方が配線５２ａと電気的に接続し、ソース又はドレインの他方がトランジスタ６２のゲート、及び容量素子６３の一方の電極と電気的に接続している。トランジスタ６２は、ソース又はドレインの一方が表示素子６０の一方の電極と電気的に接続し、ソース又はドレインの他方が容量素子６３の他方の電極、及び配線５３ａと電気的に接続している。表示素子６０の他方の電極は、電位Ｖ１が与えられる配線と電気的に接続している。
【０１３５】
なお、他の画素回路については、図５（Ａ）に示すようにトランジスタ６１のゲートが接続する配線、トランジスタ６１のソース又はドレインの一方が接続する配線、及び容量素子６３の他方の電極が接続する配線が異なる以外は、画素回路４１ａと同様の構成を有する。
【０１３６】
図５（Ａ）において、トランジスタ６１は選択トランジスタとしての機能を有する。またトランジスタ６２は、表示素子６０と直列接続され、表示素子６０に流れる電流を制御する機能を有する。容量素子６３は、トランジスタ６２のゲートが接続されるノードの電位を保持する機能を有する。なお、トランジスタ６１のオフ状態におけるリーク電流や、トランジスタ６２のゲートを介したリーク電流等が極めて小さい場合には、容量素子６３を意図的に設けなくてもよい。
【０１３７】
ここで、図５（Ａ）に示すように、トランジスタ６２はそれぞれ電気的に接続された第１のゲートと第２のゲートを有する構成とすることが好ましい。このように２つのゲートを有する構成とすることで、トランジスタ６２の流すことのできる電流を増大させることができる。特に高精細の表示装置においては、トランジスタ６２のサイズ、特にチャネル幅を大きくすることなく当該電流を増大させることができるため好ましい。
【０１３８】
なお、トランジスタ６２が１つのゲートを有する構成としてもよい。このような構成とすることで、第２のゲートを形成する工程が不要となるため、上記に比べて工程を簡略化できる。また、トランジスタ６１が２つのゲートを有する構成としてもよい。このような構成とすることで、いずれのトランジスタもサイズを小さくすることができる。また、各トランジスタの第１のゲートと第２のゲートがそれぞれ電気的に接続する構成とすることができる。または、一方のゲートが異なる配線と電気的に接続する構成としてもよい。その場合、当該配線に与える電位を異ならせることにより、トランジスタのしきい値電圧を制御することができる。
【０１３９】
また、表示素子６０の一対の電極のうち、トランジスタ６２と電気的に接続する電極が、画素電極（例えば導電層９１）に相当する。ここで、図５（Ａ）では、表示素子６０のトランジスタ６２と電気的に接続する電極を陰極、反対側の電極を陽極とした構成を示している。このような構成は、トランジスタ６２がｎチャネル型のトランジスタの場合に特に有効である。すなわち、トランジスタ６２がオン状態のとき、配線５３ａにより与えられる電位がソース電位となるため、表示素子６０の抵抗のばらつきや変動によらず、トランジスタ６２に流れる電流を一定とすることができる。また、画素回路が有するトランジスタとして、ｐチャネル型のトランジスタを用いてもよい。
【０１４０】
〔画素電極の配置方法例〕
図５（Ｂ）は、表示領域における各画素電極と、各配線の配置方法の例を示す上面概略図である。配線５１ａと配線５１ｂとは交互に配列している。また配線５１ａ及び配線５１ｂと交差する配線５２ａ、配線５２ｂ、及び配線５２ｃが、この順で配列している。また、各画素電極は、配線５１ａ及び配線５１ｂの延伸方向に沿ってマトリクス状に配列している。
【０１４１】
画素ユニット７０は、画素７０ａと画素７０ｂを含んで構成されている。画素７０ａは、画素電極９１Ｒ１、画素電極９１Ｇ１、及び画素電極９１Ｂ１を有する。画素７０ｂは、画素電極９１Ｒ２、画素電極９１Ｇ２、及び画素電極９１Ｂ２を有する。また１つの副画素の表示領域は、その副画素が有する画素電極の内側に位置する。
【０１４２】
図５（Ｂ）に示すように、画素ユニット７０の配線５２ａ等の延伸方向（第１の方向ともいう）に配列する周期を周期Ｐとしたとき、配線５１ａ等の延伸方向（第２の方向ともいう）に配列する周期は、その２倍（周期２Ｐ）であることが好ましい。これにより、歪みのない表示を行うことができる。ここで、周期Ｐは、１μｍ以上１５０μｍ以下、好ましくは２μｍ以上１２０μｍ以下、より好ましくは３μｍ以上１００μｍ以下、さらに好ましくは、４μｍ以上６０μｍ以下とすることができる。これにより、極めて高精細な表示装置を実現できる。
【０１４３】
例えば画素電極９１Ｒ１等は信号線として機能する配線５２ａ等と重ならないように設けられていることが好ましい。これにより、配線５２ａ等と画素電極９１Ｒ１等との間の容量を介して電気的ノイズが伝わり、画素電極９１Ｒ１等の電位が変動することで、表示素子の輝度が変化してしまうことを抑制できる。
【０１４４】
また、画素電極９１Ｒ１等は走査線として機能する配線５１ａ等と重なって設けられていてもよい。これにより、画素電極９１Ｒ１の面積を大きくすることができるため、開口率を高めることができる。図５（Ｂ）では、画素電極９１Ｒ１の一部が配線５１ａと重なるように配置されている例を示している。
【０１４５】
ある副画素の画素電極９１Ｒ１等と、走査線として機能する配線５１ａ等とを重ねて配置する場合、その副画素の画素回路と接続する配線であることが好ましい。例えば、配線５１ａ等の電位が変化する信号が入力される期間は、当該副画素のデータを書き換える期間に相当するため、配線５１ａ等から画素電極に容量を介して電気的ノイズが伝わったとしても、副画素の輝度が変化することがない。
【０１４６】
〔画素レイアウトの例１〕
以下では、画素ユニット７０のレイアウトの一例について説明する。
【０１４７】
図６（Ａ）には、１つの副画素のレイアウトの例を示している。ここでは見やすくするため、画素電極を形成する前の状態における例を示している。図６（Ａ）に示す副画素は、トランジスタ６１、トランジスタ６２、及び容量素子６３を有する。トランジスタ６１は、ボトムゲート・チャネルエッチ型のトランジスタである。トランジスタ６２は、半導体層を挟む２つのゲートを有するトランジスタである。
【０１４８】
下側に位置する導電層５６により、トランジスタ６１及びトランジスタ６２の下側のゲート電極、容量素子６３の一方の電極等が形成されている。導電層５６よりも後に形成される導電層により、配線５１が形成されている。またこれよりも後に形成される導電層５７により、トランジスタ６１のソース電極及びドレイン電極の一方、トランジスタ６２のソース電極及びドレイン電極等が形成されている。また導電層５７よりも後に形成される導電層により、配線５２、配線５３等が形成されている。またこれよりも後に形成される導電層５８により、トランジスタ６２の上側のゲート電極が形成されている。配線５２の一部は、トランジスタ６１のソース電極及びドレイン電極の他方として機能する。また配線５３の一部は、容量素子６３のもう一方の電極として機能する。なお、見やすくするため導電層５８にはハッチングパターンを付さず、輪郭のみを示している。
【０１４９】
ここで、各トランジスタが有する半導体層５５、並びに導電層５６、導電層５７、及び導電層５８は、それぞれ透光性を有する。一方、配線５１、配線５２、及び配線５３は、それぞれ遮光性を有する。
【０１５０】
図６（Ｂ）には、図６（Ａ）に示す副画素における透過領域３０ｔと、遮光領域３０ｓとに分けて明示した図を示す。このように、トランジスタ６１、トランジスタ６２等は透光性を有するため、シースルー表示における視認性を高めることができる。
【０１５１】
例えばこのような構成の場合、透過領域３０ｔの面積の割合（開口率ともいう）を、５０％以上とすることができる。図６（Ａ）、（Ｂ）に示す構成では約６６．１％以上の開口率が実現されている。
【０１５２】
図６（Ｃ）には、図６（Ａ）で例示した副画素を用いた画素ユニット７０のレイアウトの一例を示している。図６（Ｃ）には、各画素電極と、表示領域２２も明示している。ここでは、発光素子として、デュアルエミッション型の発光素子を適用した例を示しており、図６（Ｃ）は、表示面側から見たときの上面概略図である。また図６（Ｄ）は、図６（Ｃ）を透過領域３０ｔと遮光領域３０ｓに分けて明示した図である。
【０１５３】
ここでは、配線５１ａと電気的に接続する３つの副画素と、配線５１ｂと電気的に接続する３つの副画素は、それぞれ左右反転したような構成となっている例を示している。これにより、配線５２ａ等の延伸方向に向かって同じ色の副画素をジグザグに配列し、且つ、これら副画素が信号線として機能する一つの配線に接続する構成としたとき、副画素内の配線の長さなどを揃えることができるため、副画素間の輝度のばらつきを抑制することができる。
【０１５４】
このような画素レイアウトを用いることにより、例えば最小加工寸法が０．５μｍ以上６μｍ以下、代表的には１．５μｍ以上４μｍ以下である量産ラインであっても、極めて高精細な表示装置を作製することが可能となる。
【０１５５】
図６（Ｃ）中には、各発光素子や配線よりも背面側（表示面とは反対側）に位置する液晶素子４０を明示している。
【０１５６】
〔画素レイアウトの例２〕
図７（Ａ）、（Ｂ）に、図６（Ａ）、（Ｂ）と異なるレイアウトの例を示している。
【０１５７】
トランジスタ６１は、トップゲート型のトランジスタである。またトランジスタ６２は、半導体層を挟む２つのゲートを有するトランジスタである。
【０１５８】
図７（Ａ）において、下側に位置する導電層５７により、トランジスタ６２の一方のゲート電極が形成され、当該導電層５７よりも後に、半導体層５５が形成されている。また、導電層５７及び半導体層５５よりも後に形成される導電層５６により、トランジスタ６１のゲート電極、トランジスタ６２のもう一方のゲート電極が形成されている。また導電層５６より後に形成される導電層により、配線５１等が形成されている。また、これよりも後に形成される導電層により、配線５２、容量素子６３の一方の電極等が形成されている。また、これよりも後に形成される導電層により、配線５３等が形成されている。
【０１５９】
ここで、半導体層５５、導電層５６、及び導電層５７は、透光性を有する。図７（Ａ）、（Ｂ）に示す構成では、約３７．１％以上の開口率が実現されている。
【０１６０】
トランジスタ６１は、配線５１上に設けられた半導体層５５と、配線５２の一部等を含んで構成されている。トランジスタ６２は、導電層５７と、当該導電層５７上の半導体層５５と、配線５３等を含んで構成されている。容量素子６３は、配線５３の一部と、配線５２と同一面上に形成された導電層とを含んで構成されている。
【０１６１】
図７（Ｃ）、（Ｄ）には、図７（Ａ）で示した副画素を用いた画素ユニットの構成例を示している。
【０１６２】
図７（Ｃ）中には、各発光素子や配線よりも背面側（表示面とは反対側）に位置する液晶素子４０を明示している。
【０１６３】
〔画素レイアウトの例３〕
図８（Ａ）、（Ｂ）に、図６（Ａ）、（Ｂ）、図７（Ａ）、（Ｂ）と異なる副画素５０のレイアウトの例を示している。
【０１６４】
副画素５０は、トランジスタ６１ａ、６１ｂ、６２を有する。トランジスタ６１ａ、６１ｂ、６２は、半導体層を挟む２つのゲートを有するトランジスタである。図８（Ａ）には、画素電極６４、表示領域２２も明示している。なお、画素電極６４は、隣に配置する画素（省略）にまたがっている。
【０１６５】
図８（Ａ）において、トランジスタ６２は、図７（Ａ）に示すトランジスタ６２と同様の積層構造を有する。
【０１６６】
トランジスタ６１ａは、配線５１上に設けられた半導体層５５と、半導体層５５上の導電層５８と、定電位が供給される配線５９と接続される導電層等を含んで構成されている。トランジスタ６１ｂは、配線５１上に設けられた半導体層５５と、半導体層５５上の導電層５８と、配線５２と接続される導電層等を含んで構成されている。導電層５８は、配線５９に接続される。配線５１及び導電層５８はゲート電極として機能する。
【０１６７】
ここで、配線５１、配線５２、配線５３、及び配線５９は遮光性を有する。またこれ以外の層、すなわち、トランジスタ６１ａ、６１ｂ、トランジスタ６２等を構成する各層には、透光性を有する膜を用いる。図８（Ｂ）には、図８（Ａ）に示す副画素５０を、可視光を透過する透過領域３０ｔと、可視光を遮光する遮光領域３０ｓと、に分けて明示した例である。図８（Ｂ）に示すように、各配線と重ならない領域が、透過領域３０ｔとなる。
【０１６８】
ここで、比較例として、配線５１、配線５２、及び配線５９のそれぞれの一部を有するトランジスタを有する副画素５０ａを図９（Ａ）、（Ｂ）に示す。
【０１６９】
副画素５０ａは、トランジスタ６１ｃ、６１ｄ、６２ａを有する。トランジスタ６１ｃ、６１ｄ、６２ａは、半導体層を挟む２つのゲートを有するトランジスタである。図９（Ａ）には、画素電極６４、表示領域２２も明示している。
【０１７０】
図９（Ａ）において、トランジスタ６２ａは、図７（Ａ）に示すトランジスタ６２と同様の積層構造を有する。
【０１７１】
トランジスタ６１ｃは、配線５１上に設けられた半導体層５５と、半導体層５５上の導電層５８と、配線５９の一部等を含んで構成されている。トランジスタ６１ｄは、配線５１上に設けられた半導体層５５と、半導体層５５上の導電層５８と、配線５２の一部等を含んで構成されている。
【０１７２】
トランジスタ６２ａは、図示しないが、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極として機能する導電層が遮光性を有する。図９（Ｂ）には、図９（Ａ）に示す副画素５０ａを、可視光を透過する透過領域３０ｔと、可視光を遮光する遮光領域３０ｓと、に分けて明示した例である。図９（Ｂ）に示すように、各配線と重ならない領域が、透過領域３０ｔとなる。
【０１７３】
なお、画素サイズが１２．７５μｍ×３８．２５μｍ、表示領域の対角寸法が１３．３ｉｎｃｈ、解像度が８Ｋ、発光素子がトップエミッション型の表示パネルにおいて、図９に示す副画素５０ａの構造を用いた場合、画素における表示領域２２の割合が３０．１％、画素における開口率（光透過率ともいう。）は１１．５％であったが、図８に示す副画素５０の構造を用いた場合、表示領域２２の割合が３０．１％、光透過率は５７．６％である。図８の画素レイアウトを用いることで、光透過率が向上させることができる。
【０１７４】
以上が画素の配置方法例についての説明である。
【０１７５】
本発明の一態様の表示装置は、発光素子のみによる表示と、シースルー表示とを切り替えることができる。これにより、状況に応じて表示方法を切り替えることのできる電子機器を実現することができる。また本発明の一態様は、シースルー表示における透過像を極めて明るく視認することができる。
【０１７６】
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【０１７７】
（実施の形態２）
以下では、発光モードと透過モードとを切り替えることのできる表示装置を備える電子機器と、表示装置の駆動方法について説明する。
【０１７８】
［構成例］
図１０は、本発明の一態様の電子機器１０ａのブロック図を示している。電子機器１０ａは、制御部１１、光学センサ１２、表示装置１０、駆動部１３ＥＬ、及び駆動部１３ＬＣ等を有している。
【０１７９】
制御部１１は、演算部１５を有する。制御部１１は、このほかに記憶部等を有していてもよい。
【０１８０】
表示装置１０は、表示部１０ＥＬと、透過制御部１０ＬＣとを有する。表示部１０ＥＬは、マトリクス状に配列した複数の発光素子９０を有する。透過制御部１０ＬＣは、表示領域に亘って設けられる液晶素子４０を有する。なお、ここでは一つの液晶素子４０を有する例を示したが、複数の液晶素子４０を有していてもよい。なお、ここでは便宜上、表示部１０ＥＬと透過制御部１０ＬＣとをずらして明示しているが、実際には透過制御部１０ＬＣの液晶素子４０は、表示部１０ＥＬの表示領域に重ねて配置される。
【０１８１】
駆動部１３ＥＬは、表示部１０ＥＬを駆動する回路を有する。具体的には、表示部１０ＥＬが有する画素回路に、階調値を含む信号、走査信号、タイミング信号、電源電位などを供給する。駆動部１３ＥＬは、例えば信号線駆動回路及び走査線駆動回路などを有する。
【０１８２】
駆動部１３ＬＣは、透過制御部１０ＬＣを駆動する回路を有する。駆動部１３ＬＣは、例えば液晶素子４０に、階調値を含む信号、電源電位などを供給する。なお、透過制御部１０ＬＣが有する液晶素子４０がパッシブマトリクス方式またはアクティブマトリクス方式等が適用されている場合には、走査信号、タイミング信号等を供給する構成としてもよい。
【０１８３】
光学センサ１２は、表示装置１０の背面側（表示面側とは反対側）を撮像する機能を有する。光学センサ１２は、撮像した映像情報を含む信号Ｌ０を、演算部１５の要求に応じて出力することができる。
【０１８４】
制御部１１内の演算部１５には、画像情報を含む映像信号Ｓ０が外部から入力される。演算部１５は、映像信号Ｓ０から、信号Ｓ１を生成して駆動部１３ＥＬに出力する。信号Ｓ１は、表示部１０ＥＬの各画素に与えられる階調値を含む信号である。
【０１８５】
また演算部１５は、信号Ｓ２を生成して駆動部１３ＬＣに出力する。信号Ｓ２は、透過制御部１０ＬＣの透過状態に対応する階調値を含む信号である。
【０１８６】
演算部１５は、例えばユーザからの入力や、実行中のアプリケーションの命令に応じて、透過制御部１０ＬＣを透過状態と非透過状態のどちらにするかを決定し、駆動部１３ＬＣに信号Ｓ２を出力する。また、演算部１５は、透過状態から非透過状態への切り替え、または非透過状態から透過状態への切り替えることができる。
【０１８７】
また、演算部１５は、光学センサ１２から入力された信号Ｌ０に含まれる映像情報を解析し、その結果を元に、透過制御部１０ＬＣを、透過状態と非透過状態のどちらにするかを判断することができる。
【０１８８】
例えば、演算部１５は、透過制御部１０ＬＣが非透過状態である場合に、使用者の周囲に危険性があるかどうかを検知して、危険性があると判断した場合には、透過制御部１０ＬＣを透過状態に切り替えることができる。
【０１８９】
ここで、使用者の周囲の危険性としては、使用者に向かって物体（例えば車や自動車などの移動体、歩行者、ボールなど）が近づいてくることや、使用者の進行方向に障害物や段差があることなどが挙げられる。
【０１９０】
より具体的には、演算部１５は、光学センサ１２から入力される映像情報から、使用者または電子機器１０ａと、対象物との距離を算出することができる。また、所定の時間間隔をおいて撮像された複数の映像情報（すなわち動画像）を解析することで、使用者または電子機器１０ａと対象物との相対速度や、対象物の進行方向などを算出することができる。これにより、対象物が使用者に接触する危険性を予測することもできる。
【０１９１】
特にメガネ型やゴーグル型などの装着型の電子機器、またはスマートフォンやタブレット端末などの、携帯情報端末機器などでは、使用者が機器の視聴に没入していると、周囲の危険性を察知できない場合がある。このとき、表示状態が透過モードに移行することで、使用者に危険性が迫っていることを知らせることができる。また、使用者は電子機器１０ａ越しに、その背後に位置する周囲の状況を見ることができるため、電子機器１０ａを視界から外すなどの動作が不要であり、より早く使用者に危険を知覚させることができる。
【０１９２】
例えば、図１１（Ａ１）に示すように、ゴーグル型の電子機器１０ａを装着している使用者が、発光モードで視聴しているとする。このとき、使用者に向かって自転車が近づいてきているとする。図１１（Ａ１）では自転車との距離が十分に離れている状態である。図１１（Ａ１）の状態から、図１１（Ａ２）に示すように自転車が近づいてきた場合に、表示装置１０が発光モードから透過モードに移行することで、使用者が電子機器１０ａ越しに自転車を見ることができ、瞬時に回避行動をとることができる。
【０１９３】
また、図１１（Ｂ１）及び図１１（Ｂ２）では、タブレット型の電子機器１０ａの場合を示している。使用者が歩行中に発光モードで視聴している場合であっても、表示装置１０が発光モードから透過モードに移行することで、使用者が電子機器１０ａ越しに自転車を見ることができ、瞬時に回避行動をとることができる。
【０１９４】
［動作方法例］
以下では、電子機器１０ａが実行することのできる、表示装置１０の動作方法の一例について説明する。ここでは、非透過モードで表示している状態から、透過モードへ切り替える方法の一例について説明する。図１２は、演算部１５の動作に係るフローチャートである。
【０１９５】
まず、ステップＳ１１において、非透過モード（発光モード）で表示を行う。
【０１９６】
続いて、ステップＳ１２において、演算部１５は、光学センサ１２へデータの取得の要求を開始する。光学センサ１２は、周囲の状況を撮像した映像情報を含む信号を、演算部１５に出力する。なお、この要求は、以降動作が終了するまで継続して行われる。
【０１９７】
ここで、光学センサ１２で映像情報を取得する頻度が多いほど、より正確な状況把握を行うことができる。例えば、ステップＳ１２における、データ取得の頻度を、例えば、５秒に１回以上、好ましくは１秒に１回以上、より好ましくは１秒に２回以上、さらに好ましくは１秒に５回以上であって、１秒に６０回以下または１秒に１２０回以下の頻度とすればよい。
【０１９８】
ステップＳ１３において、演算部１５は、映像情報を解析し、周囲に危険性が存在しているか否かを判断する。危険を感知した場合にはステップＳ１４に移行し、感知しない場合にはステップＳ１１に戻り、非透過モードでの表示を継続する。
【０１９９】
ステップＳ１４では、非透過モードから透過モードに切り替えて表示する。
【０２００】
非透過モードから透過モードへの切り替えは、瞬時（例えば５０ｍｓ未満の期間）に行われることで、使用者が危険を回避する時間を十分に確保することができる。一方、非透過モードから透過モードへの切り替えの際に、使用者が知覚できる期間で、連続的に透過率が変化するように切り替えを行うことで、使用者が驚いてしまうことを防ぐことができる。例えば、非透過モードから透過モードに切り替わるまでの時間を、０．１秒以上、または０．５秒以上、または１秒以上であって、５秒以内、好ましくは２秒以内とすることができる。
【０２０１】
また、非透過モードから透過モードへ切り替わる前、または切り替わっている期間に、使用者に危険を検知したことを通知する情報を、表示装置１０に表示することが好ましい。
【０２０２】
続いて、ステップＳ１５において、演算部１５は映像情報を解析し、周囲の危険が継続しているか否かを判断する。危険が継続している場合には、ステップＳ１４に戻り、透過モードでの表示を継続する。一方、危険が排除された場合には、ステップＳ１６に移行する。
【０２０３】
ステップＳ１６では、表示を継続するか否かを判断する。表示を継続する場合には、ステップＳ１１に戻り、非透過モードでの表示を行う。表示を継続しない場合には、終了する。
【０２０４】
以上が、電子機器１０ａの動作方法の例についての説明である。
【０２０５】
［装着型の電子機器の例］
以下では、本発明の一態様の電子機器のより具体的な例を説明する。ここでは、ゴーグル型の画像表示機を例に挙げて説明する。
【０２０６】
図１３（Ａ１）、（Ａ２）に、画像表示機１００の斜視図をそれぞれ示す。図１３（Ａ１）は、画像表示機１００の正面、上面、及び左側面を示す斜視図であり、図１３（Ａ２）は、画像表示機１００の背面、底面、及び右側面を示す斜視図である。
【０２０７】
画像表示機１００は、筐体１０１、表示部１０２、カメラ１０３、及び装着具１０４を有する。表示部１０２に、上記で例示した表示装置が適用されている。
【０２０８】
図１３（Ａ１）は、発光モードにおける画像表示機１００を示しており、表示部１０２が可視光を遮光する状態の場合の例である。一方、図１３（Ｂ）は、シースルーモードにおける画像表示機１００を示しており、表示部１０２が可視光を透過する状態である。図１３（Ｂ）では、表示部１０２の奥に位置し、表示部１０２を介して透けて見える部分を破線で示している。
【０２０９】
図１３（Ｃ）、（Ｄ）には、画像表示機１００の上面に平行な面で切断したときの、断面模式図を示している。表示部１０２に相当する部分には、表示パネル１０２ｐと、保護部材１０１ｔが設けられている。保護部材１０１ｔは可視光を透過し、表示パネル１０２ｐを保護する機能を有する。
【０２１０】
図１３（Ｃ）は、エミッションモードの場合であり、表示パネル１０２ｐが可視光を遮光する状態である。このとき、使用者は表示パネル１０２ｐが発する光２０ｅを用いた映像を見ることができる。一方、図１３（Ｄ）は、シースルーモードの場合であり、表示パネル１０２ｐが外光を透過する状態である。このとき、使用者は光２０ｅと透過光２０ｔの両方を見ることができる。
【０２１１】
図１４（Ａ）、（Ｂ）には、上記とは一部の構成の異なる画像表示機１００ａを示している。また図１４（Ｃ）、（Ｄ）には、画像表示機１００ａの断面概略図を示している。
【０２１２】
画像表示機１００ａは、シャッター１０２ＬＣと、一対の表示パネル１０２ＥＬとを有する。また表示パネル１０２ＥＬを挟むように、一対のレンズ（レンズ１０５ａ、レンズ１０５ｂ）が配置されている。
【０２１３】
シャッター１０２ＬＣは、上記透過制御部１０ＬＣに対応する。また、表示パネル１０２ＥＬは、上記表示部１０ＥＬに対応し、マトリクス状に配列した複数の発光素子と、可視光を透過する部分と、を有する表示装置である。
【０２１４】
一対のレンズのうち、使用者に近い側に位置するレンズ１０５ｂは、表示パネル１０２ＥＬに焦点を合わせる機能を有する。これにより、使用者の目と表示パネル１０２ＥＬとの距離を縮小することができるため、画像表示機１００ａの厚さを薄くできる。
【０２１５】
また、シースルーモードにおいて、シャッター１０２ＬＣを透過した光は、表示パネル１０２ＥＬと、これを挟む２つのレンズを透過し、使用者の目に届くこととなる。これにより、使用者は明瞭な透過像を見ることが可能となる。例えば、表示パネル１０２ＥＬに高精細な表示パネルを用いた場合には、表示パネル１０２ＥＬを透過した光が、周期的に配置された画素の影響により回折してしまう場合がある。しかしながら、一対のレンズで表示パネルを挟むことで、このような回折の影響を防ぐことができる。
【０２１６】
ここで、２つのレンズとして、凸レンズを用いた場合、焦点距離の同じレンズを用いると、透過像を等倍で見ることができる。また、透過像が反転することを防ぐために、これ以外のレンズを配置してもよい。
【０２１７】
なお、ここでは表示パネル１０２ＥＬを挟んで、２つの凸レンズを設ける例を示したが、これに限られず様々な光学系を用いることができる。また、レンズに代えてマイクロレンズアレイや、鏡面などを用いた光学系を適用してもよい。
【０２１８】
また、ここでは、右目用と左目用にそれぞれ１つずつ表示パネル１０２ＥＬを有する例を示したが、１つの表示パネル１０２ＥＬを有する構成としてもよい。また、表示パネル１０２ＥＬを湾曲させた状態で保持してもよい。
【０２１９】
図１４（Ｅ１）、（Ｅ２）には、筐体１０１の上面及び底面にも、シャッター１０２ＬＣが設けられている例を示している。なお、ここで示すシャッター１０２ＬＣが設けられる部分に、図１３（Ａ１）等で示した表示部１０２を適用してもよい。このような構成により、シースルーモードにおける上下方向の視野角を広げることができる。
【０２２０】
以上が、電子機器についての説明である。
【０２２１】
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【０２２２】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置（表示パネル）の構成例について、図面を参照して説明する。
【０２２３】
［表示パネルの構成例］
図１５は、本発明の一態様の表示パネル３００の斜視図である。表示パネル３００は、基板３５１と基板３６１とが貼り合わされた構成を有する。図１５では、基板３５１を破線で明示している。
【０２２４】
表示パネル３００は、表示部３６２、回路３６４、配線３６５等を有する。基板３５１と基板３６１の間には、例えば回路３６４、配線３６５等が設けられる。また図１５では基板３５１にＩＣ３７３とＦＰＣ３７２が実装されている例を示している。そのため、図１５に示す構成は、表示パネル３００とＦＰＣ３７２およびＩＣ３７３を有する表示モジュールと言うこともできる。
【０２２５】
回路３６４は、例えば走査線駆動回路として機能する回路を用いることができる。
【０２２６】
配線３６５は、表示部や回路３６４に信号や電力を供給する機能を有する。当該信号や電力は、ＦＰＣ３７２を介して外部から配線３６５に入力されるか、またはＩＣ３７３から配線３６５に入力される。
【０２２７】
また、図１５では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式等により、基板３５１にＩＣ３７３が設けられている例を示している。ＩＣ３７３は、例えば走査線駆動回路、または信号線駆動回路などとしての機能を有するＩＣを適用できる。なお表示パネル３００が走査線駆動回路および信号線駆動回路として機能する回路を備える場合や、走査線駆動回路や信号線駆動回路として機能する回路を外部に設け、ＦＰＣ３７２を介して表示パネル３００を駆動するための信号を入力する場合などでは、ＩＣ３７３を設けない構成としてもよい。また、ＩＣ３７３を、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）方式等により、ＦＰＣ３７２に実装してもよい。
【０２２８】
図１５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、複数の発光素子３６０がマトリクス状に配置されている。また、複数の発光素子３６０が設けられていない部分に、液晶素子３４０が配置されている。
【０２２９】
また、タッチパネルとする場合には、基板３６１上にはタッチセンサ３６６を設けることができる。例えば、シート状の静電容量方式のタッチセンサ３６６を表示部３６２に重ねて設ける構成とすればよい。または、基板３６１と基板３５１との間にタッチセンサを設けてもよい。基板３６１と基板３５１との間にタッチセンサを設ける場合は、静電容量方式のタッチセンサのほか、光電変換素子を用いた光学式のタッチセンサを適用してもよい。
【０２３０】
［断面構成例］
以下では、表示パネルの断面構成の例について説明する。
【０２３１】
〔断面構成例１〕
図１６（Ａ）に、図１５で例示した表示パネルの、ＦＰＣ３７２を含む領域の一部、回路３６４を含む領域の一部、および表示部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。なお、タッチセンサ３６６は含まない。
【０２３２】
表示パネル３００は、基板３５１と基板３６１の間に、絶縁層２２０を有する。また基板３５１と絶縁層２２０の間に、発光素子３６０、トランジスタ２０１、トランジスタ２０２、トランジスタ２０５、配線２０９、着色層１３４等を有する。また絶縁層２２０と基板３６１の間に、液晶素子３４０等を有する。また基板３６１と絶縁層２２０は接着層１６１を介して接着され、基板３５１と絶縁層２２０は接着層１６２を介して接着されている。
【０２３３】
配線２０９は、液晶素子３４０と電気的に接続し、トランジスタ２０５は、発光素子３６０と電気的に接続する。トランジスタ２０５と配線２０９は、いずれも絶縁層２２０の基板３５１側の面上に形成されているため、これらを同一の工程を用いて作製することができる。
【０２３４】
ここで、配線２０９、接続部２０７等は、表示部３６２よりも外側に設けられていることが好ましい。なお、複数の液晶素子３４０を有する構成とした場合、表示部３６２の端部に接して位置する液晶素子３４０については、接続部２０７や配線２０９を表示部３６２よりも外側に配置することができる。また、表示部３６２の端部に位置しない液晶素子３４０については、接続部２０７や配線２０９を表示部３６２の内側に配置してもよい。
【０２３５】
基板３６１には、液晶素子３４０の共通電極として機能する導電層３１３、配向膜１３３ｂ、絶縁層１１７等が設けられている。絶縁層１１７は、液晶素子３４０のセルギャップを保持するためのスペーサとして機能する。
【０２３６】
絶縁層２２０の基板３５１側には、絶縁層２１１、絶縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１４、絶縁層２１５等の絶縁層が設けられている。絶縁層２１１は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１２、絶縁層２１３、および絶縁層２１４は、各トランジスタを覆って設けられている。また絶縁層２１４を覆って絶縁層２１５が設けられている。絶縁層２１４および絶縁層２１５は、平坦化層としての機能を有する。なお、ここではトランジスタ等を覆う絶縁層として、絶縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１４の３層を有する場合について示しているが、これに限られず４層以上であってもよいし、単層、または２層であってもよい。また平坦化層として機能する絶縁層２１４は、不要であれば設けなくてもよい。
【０２３７】
図１６（Ａ）では、回路３６４の例としてトランジスタ２０１が設けられている例を示している。
【０２３８】
図１６（Ｂ）、（Ｃ）に、それぞれトランジスタ２０５、トランジスタ２０１の拡大図を示している。
【０２３９】
トランジスタ２０５は、ゲート電極として機能する導電層２２１ｔと、導電層２２１ｔ上の絶縁層２１１と、絶縁層２１１上の半導体層２３１と、ソース電極またはドレイン電極として機能する一対の導電層２２２ｔと、絶縁層２１２を介して半導体層２３１と重なる導電層２２３と、を有する。ここで、導電層２２１ｔ、半導体層２３１、導電層２２２ｔ、及び導電層２２３には、可視光を透過する膜を用いる。したがって、トランジスタ２０５は、可視光を透過することができる。
【０２４０】
なお、トランジスタ２０２は、一方のゲート電極として機能する導電層２２３が設けられていない以外は、トランジスタ２０５と同じ構成である。したがって、トランジスタ２０２も可視光を透過することができる。
【０２４１】
トランジスタ２０１は、ゲート電極として機能する導電層２２１と、導電層２２１上の絶縁層２１１と、絶縁層２１１上の半導体層２３１と、ソース電極またはドレイン電極として機能する一対の導電層２２２と、絶縁層２１２を介して半導体層２３１と重なる導電層２２３と、を有する。ここで、導電層２２１、導電層２２２は、それぞれ可視光を遮光する膜を用いることが好ましい。
【０２４２】
図１６（Ｄ）には、導電層２２１、導電層２２１ｔ、導電層２２２、及び導電層２２２ｔが互いに接続された接続部の例を示している。導電層２２１と導電層２２１ｔとの間には絶縁層が設けられず、一部を積層することにより接続することができる。導電層２２１と導電層２２２ｔとは、絶縁層２１１に設けられる開口を介して接続することができる。導電層２２２ｔと導電層２２２の間には絶縁層が設けられず、一部を積層することにより接続することができる。
【０２４３】
なお、図１６（Ｄ）に示す接続部の構成は、説明を容易にするための例であり、これに限られない。例えば、絶縁層２１１に設けられる開口を介して、導電層２２１ｔと導電層２２２、または導電層２２１ｔと導電層２２２ｔとが、それぞれ電気的に接続される部分を有していてもよい。
【０２４４】
また、導電層２２１と導電層２２１ｔの積層順を入れ替えてもよい。同様に、導電層２２２と導電層２２２ｔの積層順を入れ替えてもよい。
【０２４５】
各トランジスタが有する半導体層２３１は、透光性を有する半導体材料を用いて形成することができる。透光性を有する半導体材料としては、酸化物半導体（Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）が挙げられる。酸化物半導体は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウム及び亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、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。
【０２４６】
透光性を示すトランジスタが有する導電膜は、透光性を有する導電性材料を用いて形成することができる。透光性を有する導電性材料は、インジウム、亜鉛、錫の中から選ばれた一種、または複数種を含むことが好ましい。具体的には、Ｉｎ酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅともいう）、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｗ酸化物、Ｉｎ−Ｗ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｔｉ酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｔｉ酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｓｉ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ｇａ−Ｚｎ酸化物などが挙げられる。
【０２４７】
また、透光性を示すトランジスタが有する導電膜に、不純物元素を含有させるなどして低抵抗化させた酸化物半導体を用いてもよい。当該低抵抗化させた酸化物半導体は、酸化物導電体（ＯＣ：Ｏｘｉｄｅ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ということができる。
【０２４８】
例えば、酸化物導電体は、酸化物半導体に酸素欠損を形成し、当該酸素欠損に水素を添加することで、伝導帯近傍にドナー準位が形成される。酸化物半導体にドナー準位が形成されることで、酸化物半導体は、導電性が高くなり導電体化する。
【０２４９】
なお、酸化物半導体は、エネルギーギャップが大きい（例えば、エネルギーギャップが２．５ｅＶ以上である）ため、可視光に対して透光性を有する。また、上述したように酸化物導電体は、伝導帯近傍にドナー準位を有する酸化物半導体である。したがって、酸化物導電体は、ドナー準位による吸収の影響は小さく、可視光に対して酸化物半導体と同程度の透光性を有する。
【０２５０】
また、酸化物導電体は、トランジスタが有する半導体膜に含まれる金属元素を一種類以上有することが好ましい。同一の金属元素を有する酸化物半導体を、トランジスタを構成する層のうち２層以上に用いることで、製造装置（例えば、成膜装置、加工装置等）を２以上の工程で共通で用いることが可能となるため、製造コストを抑制することができる。
【０２５１】
液晶素子３４０は透過型の液晶素子である。液晶素子３４０は、導電層３１１、液晶３１２、導電層３１３が積層された積層構造を有する。導電層３１１および導電層３１３は可視光を透過する材料を含む。また、液晶３１２と導電層３１１の間に配向膜１３３ａが設けられ、液晶３１２と導電層３１３の間に配向膜１３３ｂが設けられている。また、基板３６１の外側の面には、偏光板１３０ｂを有する。また、基板３５１の外側の面には、偏光板１３０ａを有する。
【０２５２】
液晶素子３４０において、導電層３１１及び導電層３１３は可視光を透過する機能を有する。基板３６１側から入射した光は、偏光板１３０ｂにより偏光され、導電層３１１、液晶３１２、及び導電層３１３等を透過し偏光板１３０ａに達する。このとき、導電層３１１と導電層３１３の間に与える電圧によって液晶の配向を制御し、光の光学変調を制御することができる。すなわち、偏光板１３０ａを介して射出される光の強度を制御することができる。
【０２５３】
トランジスタ２０５、トランジスタ２０２、及び発光素子３６０等はそれぞれ可視光を透過することができるため、液晶素子３４０を透過する光を、これらを介して基板３５１側から視認することができる。
【０２５４】
なお、液晶素子３４０の構成によっては、偏光板１３０ａと偏光板１３０ｂのうち、いずれか一方、または両方を設けない構成としてもよい。例えば、液晶素子３４０としてゲストホスト型の液晶素子を適用した場合には、偏光板１３０ａを無くすことができる。これにより、発光素子３６０の光取り出し効率を高めることができる。
【０２５５】
発光素子３６０は、両面発光型（デュアルエミッション型）の発光素子である。発光素子３６０は、絶縁層２２０側から導電層１９１、ＥＬ層１９２、および導電層１９３の順に積層された積層構造を有する。また導電層１９３を覆って絶縁層１９４が設けられている。導電層１９１及び導電層１９３は可視光を透過する材料を含む。発光素子３６０が発する光の一部は、着色層１３４、基板３５１等を介して、外部に射出される。
【０２５６】
発光素子３６０としてデュアルエミッション型の発光素子を用いることで、発光素子３６０が設けられている領域も、透過領域として用いることができる。なお、精細度が低い（例えば１００ｐｐｉ未満）場合や、発光素子３６０以外の透過領域の面積が十分大きい場合などでは、発光素子３６０をトップエミッション型の発光素子としてもよい。このとき、導電層１９３に可視光を反射する材料を用いることができる。これにより、発光素子３６０の光取り出し効率を向上させることができる。
【０２５７】
ここで、基板３５１の外側の面に配置する偏光板１３０ａ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、外光反射を抑制するために光拡散板を設けてもよい。また、偏光板の種類に応じて、液晶素子３４０に用いる液晶素子のセルギャップ、配向、駆動電圧等を調整することで、所望のコントラストが実現されるようにすればよい。
【０２５８】
導電層１９１の端部を覆う絶縁層２１６上には、絶縁層２１７が設けられている。絶縁層２１７は、絶縁層２２０と基板３５１が必要以上に接近することを抑制するスペーサとしての機能を有する。またＥＬ層１９２や導電層１９３を遮蔽マスク（メタルマスク）を用いて形成する場合には、当該遮蔽マスクが被形成面に接触することを抑制する機能を有していてもよい。なお、絶縁層２１７は不要であれば設けなくてもよい。
【０２５９】
トランジスタ２０５のソースまたはドレインの一方は、導電層２２４を介して発光素子３６０の導電層１９１と電気的に接続されている。
【０２６０】
配線２０９は、接続部２０７を介して導電層３１１と電気的に接続されている。ここで、接続部２０７は、絶縁層２２０に設けられた開口を介して、絶縁層２２０の両面に設けられる導電層同士を接続する部分である。
【０２６１】
基板３５１の端部に近い領域には、接続部２０４が設けられている。接続部２０４は、接続層２４２を介してＦＰＣ３７２と電気的に接続されている。接続部２０４は接続部２０７と同様の構成を有している。接続部２０４の下面は、導電層３１１と同一の導電膜を加工して得られた導電層が露出している。これにより、接続部２０４とＦＰＣ３７２とを接続層２４２を介して電気的に接続することができる。
【０２６２】
接着層１６１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３１１と同一の導電膜を加工して得られた導電層と、導電層３１３の一部が、接続体２４３により電気的に接続されている。したがって、基板３６１側に形成された導電層３１３に、基板３５１側に接続されたＦＰＣ３７２から入力される信号または電位を、接続部２５２を介して供給することができる。
【０２６３】
接続体２４３としては、例えば導電性の粒子を用いることができる。導電性の粒子としては、有機樹脂またはシリカなどの粒子の表面を金属材料で被覆したものを用いることができる。金属材料としてニッケルや金を用いると接触抵抗を低減できるため好ましい。またニッケルをさらに金で被覆するなど、２種類以上の金属材料を層状に被覆させた粒子を用いることが好ましい。また接続体２４３として、弾性変形、または塑性変形する材料を用いることが好ましい。このとき導電性の粒子である接続体２４３は、図１６（Ａ）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。
【０２６４】
接続体２４３は、接着層１６１に覆われるように配置することが好ましい。例えば、硬化前の接着層１６１に接続体２４３を分散させておけばよい。
【０２６５】
ここで、図１６（Ａ）では、トランジスタ２０１およびトランジスタ２０５の例として、チャネルが形成される半導体層２３１を２つのゲートで挟持する構成が適用されている。一方のゲートは導電層２２１により、他方のゲートは絶縁層２１２を介して半導体層２３１と重なる導電層２２３により構成されている。このような構成とすることで、トランジスタのしきい値電圧を制御することができる。このとき、２つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジスタを駆動してもよい。このようなトランジスタは他のトランジスタと比較して電界効果移動度を高めることが可能であり、オン電流を増大させることができる。その結果、高速駆動が可能な回路を作製することができる。さらには、回路部の占有面積を縮小することが可能となる。オン電流の大きなトランジスタを適用することで、表示パネルを大型化、または高精細化したときに配線数が増大したとしても、各配線における信号遅延を低減することが可能であり、表示ムラを抑制することができる。
【０２６６】
なお、回路３６４が有するトランジスタと、表示部３６２が有するトランジスタは、同じ構造であってもよい。また回路３６４が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよいし、異なる構造のトランジスタを組み合わせて用いてもよい。また、表示部３６２が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよいし、異なる構造のトランジスタを組み合わせて用いてもよい。
【０２６７】
各トランジスタを覆う絶縁層２１２、絶縁層２１３のうち少なくとも一方は、水や水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。すなわち、絶縁層２１２または絶縁層２１３はバリア膜として機能させることができる。このような構成とすることで、トランジスタに対して外部から不純物が拡散することを効果的に抑制することが可能となり、信頼性の高い表示パネルを実現できる。
【０２６８】
〔断面構成例２〕
図１７には、液晶素子３４０と電気的に接続するトランジスタ２０６を有する例を示している。トランジスタ２０６は、液晶素子３４０の選択トランジスタとして機能する。これにより、液晶素子３４０をアクティブマトリクス方式の液晶素子とすることができる。
【０２６９】
トランジスタ２０６は、上記トランジスタ２０２と同様に、透光性を有する導電層２２１ｔ、導電層２２２ｔ等を備える。そのため、トランジスタ２０６が設けられる領域も、透過領域として機能する。
【０２７０】
接続部２０７において、導電層２２１ｔと、トランジスタ２０６のソースまたはドレインの一方として機能する導電層２２２ｔの一部とが、接して設けられている。これにより、液晶素子３４０の導電層３１１は、接続部２０７を介してトランジスタ２０６と電気的に接続されている。また、接続部２０７が設けられる領域も、透過領域として機能する。
【０２７１】
また、トランジスタ２０６の半導体層２３１に酸化物半導体を用いることで、液晶素子３４０を低いフレーム周波数（例えば１Ｈｚ未満）で駆動することが可能となる。これにより、液晶素子３４０を駆動する際の消費電力を低減できる。
【０２７２】
〔断面構成例３〕
図１８には、図１６（Ａ）等で示した構成において、トランジスタ２０１、トランジスタ２０２、トランジスタ２０５の構成が異なる例を示している。
【０２７３】
トランジスタ２０２は、いわゆるトップゲート構造のトランジスタである。また、トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５は、トランジスタ２０２に第２のゲートとして機能する導電層が追加されたトランジスタである。
【０２７４】
トランジスタ２０２及びトランジスタ２０５の、ゲート電極として機能する導電層、並びにソース電極及びドレイン電極として機能する導電層には、可視光を透過する導電膜を用いることが好ましい。これにより、トランジスタ２０２及びトランジスタ２０５が設けられる領域を透過領域とすることができる。
【０２７５】
一方、トランジスタ２０１のゲート電極として機能する導電層、並びにソース電極及びドレイン電極として機能する導電層には、可視光を遮光する導電膜を用いることができる。
【０２７６】
〔断面構成例４〕
また、本発明の一態様の表示パネルは、図１９に示すように、画素に設けられるトランジスタ２０５と、トランジスタ２０８が重なる領域を有する構成であってもよい。このような構成とすることで、一画素あたりの面積を小さくすることができ、高精細な画像が表示できる画素密度の高い表示パネルを形成することができる。
【０２７７】
このような構成とすることで、ガラス基板などを用いて作製した場合であっても、１５００ｐｐｉ、または２０００ｐｐｉを超える精細度の表示パネルを実現することができる。
【０２７８】
トランジスタ２０８のソースまたはドレインの一方が、トランジスタ２０５の一方のゲートとして機能する。
【０２７９】
例えば、発光素子３６０を駆動するためのトランジスタであるトランジスタ２０５と、トランジスタ２０８が重なる領域を有するような構成とすることができる。または、液晶素子３４０にアクティブマトリクス型のトランジスタを適用する場合には、液晶素子３４０を駆動するためのトランジスタと、トランジスタ２０５およびトランジスタ２０８の一方が重なる領域を有するように構成であってもよい。
【０２８０】
トランジスタ２０８及びトランジスタ２０５の、ゲート電極、並びにソース電極及びドレイン電極として機能する導電層には、それぞれ透光性を有する導電膜を用いることが好ましい。
【０２８１】
〔断面構成例５〕
上記では、一対の基板の間に、絶縁層２２０を挟んで発光素子３６０と液晶素子３４０とを設ける構成としたが、これに限られない。例えば、発光素子３６０と一対の基板とを備える発光パネルと、液晶素子３４０と一対の基板とを備える液晶パネルとを、互いに貼り合せる構成としてもよい。このような例を図２０に示す。
【０２８２】
図２０において、液晶素子３４０は、基板３６１ａと基板３６１ｂの間に挟持されている。また、発光素子３６０、トランジスタ２０１、トランジスタ２０２、トランジスタ２０５等は、基板３５１ａと基板３５１ｂとの間に挟持されている。基板３５１ａと基板３５１ｂを有する構成を発光パネル、基板３６１ａと基板３６１ｂを有する構成を液晶パネルとそれぞれ呼ぶことができる。
【０２８３】
また、基板３６１ｂと基板３５１ａとは、接着層３５２により貼り合わされている。接着層３５２は、透光性を有する。例えば、シート状もしくはフィルム状の接着剤を用いることができる。一例としては、ＯＣＡ（ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｌｅａｒ  ａｄｈｅｓｉｖｅ）フィルムを好適に用いることができる。
【０２８４】
このような構成により、偏光板１３０ａを、基板３５１ａと基板３６１ｂとの間に配置することができる。これにより、発光素子３６０の光取り出し効率を高めることができ、低い消費電力で明るい表示を行うことができる。
【０２８５】
このような構成とすることで、発光パネルと液晶パネルをそれぞれ個別に作製し、貼り合せることができる。これにより、歩留りを高めることができる。また、液晶素子３４０にパッシブ方式またはセグメント方式を採用し、１つの液晶素子３４０を、複数の発光素子３６０を包含する程度に大きくすることが好ましい。これにより、発光パネルと液晶パネルとを貼り合せる際に高い位置精度が要求されないため、生産性を向上できる。
【０２８６】
［作製方法例］
以下では、本発明の一態様の表示装置の作製方法の一例として、図１６（Ａ）等に示す表示装置の作製方法について説明する。
【０２８７】
まず支持基板を準備し、当該支持基板上に導電層３１１を形成し、続いて絶縁層２２０を形成する。その後、絶縁層２２０上にトランジスタ２０１、トランジスタ２０２、トランジスタ２０５、発光素子３６０等を形成する。このとき、絶縁層２２０に導電層３１１に達する開口を形成し、当該開口を覆うように導電層２２１等を設けることで、接続部２０７を形成することができる。
【０２８８】
ここで、導電層２２１ｔと導電層２２１とは、以下のように形成することができる。まず導電層２２１ｔとなる導電膜を成膜し、当該導電膜上のレジストマスクを用いて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、導電層２２１ｔを形成する。続いて、導電層２２１ｔを覆う導電膜を成膜し、レジストマスクを用いて当該導電膜をエッチングすることで、導電層２２１を形成することができる。導電層２２１の形成時のエッチングは、導電層２２１ｔがエッチングされない、またはエッチングされにくい条件で行うことが好ましい。また、導電層２２２と導電層２２２ｔの形成も、同様の方法を用いることができる。
【０２８９】
続いて、接着層１６２により、基板３５１と支持基板とを貼り合せる。その後、支持基板と導電層３１１及び絶縁層２２０の間で剥離を行う。
【０２９０】
支持基板と導電層３１１及び絶縁層２２０の間で剥離するためには、これらの間に剥離層を設ける。剥離層としては、剥離層と支持基板の間、剥離層中、または剥離層と導電層３１１又は絶縁層２２０の間で剥離が生じる構成を用いることができる。
【０２９１】
例えば、剥離層としてタングステンなどの高融点金属材料を含む層と、当該金属材料の酸化物を含む層を積層して用い、その上に窒化シリコン、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコンなどの無機絶縁材料を含む絶縁層を積層して用いることができる。このとき、タングステンと酸化タングステンの界面、酸化タングステン中、または酸化タングステンと絶縁層の界面で剥離することができる。
【０２９２】
または剥離層に有機樹脂を用い、支持基板と剥離層との界面、または剥離層中、または剥離層と、その上の絶縁層との界面で剥離する構成としてもよい。
【０２９３】
有機樹脂としては、代表的にはポリイミド樹脂を用いることができる。ポリイミド樹脂は、耐熱性に優れるため好ましい。このほかにアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂等を用いることができる。有機樹脂は、例えばスピンコート、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、樹脂前駆体と溶媒の混合材料を支持基板上に形成する。その後、加熱処理を行うことにより、溶媒等が除去しつつ、材料を硬化させ、有機樹脂を含む剥離層を形成することができる。
【０２９４】
例えば、ポリイミドを用いる場合には、脱水によりイミド結合が生じる樹脂前駆体を用いることができる。または、可溶性のポリイミド樹脂を含む材料を用いてもよい。
【０２９５】
有機樹脂は、感光性、または非感光性のいずれの樹脂を用いてもよい。感光性のポリイミドは、表示パネルの平坦化膜等に好適に用いられる材料であるため、形成装置や材料を共有することができる。そのため本発明の一態様の構成を実現するために新たな装置や材料を必要としない。また、感光性の樹脂材料を用いることにより、露光及び現像処理を施すことで、剥離層を加工することが可能となる。例えば、開口部を形成することや、不要な部分を除去することができる。さらに露光方法や露光条件を最適化することで、表面に凹凸形状を形成することも可能となる。例えば多重露光技術や、ハーフトーンマスクやグレートーンマスクを用いた露光技術などを用いればよい。
【０２９６】
また剥離層を局所的に加熱することにより、剥離性を向上させることができる場合がある。例えば、加熱方法としてレーザ光を照射することが挙げられる。このとき、レーザ光に線状のレーザを用い、これを走査することにより、レーザ光を照射することが好ましい。これにより、支持基板の面積を大きくした際の工程時間を短縮することができる。レーザ光としては、波長３０８ｎｍのエキシマレーザを好適に用いることができる。
【０２９７】
レーザ光などの光を照射することにより剥離性を向上させる場合、剥離層と重ねて発熱層を設けてもよい。当該発熱層は、光を吸収して発熱する機能を有する層である。発熱層は、支持基板と剥離層との間に設けることが好ましいが、剥離層上に配置してもよい。発熱層としては、レーザ光等に用いる光の一部を吸収しうる材料を用いることができる。例えば、レーザ光として３０８ｎｍのエキシマレーザを用いる場合、発熱層としては、金属や酸化物等を用いることができる。例えば、チタンやタングステンなどの金属、酸化チタン、酸化タングステン、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物などの酸化物導電体材料、または、インジウムを含む酸化物半導体材料などを用いることができる。
【０２９８】
また、剥離後に、発光素子３６０や液晶素子３４０の光の経路上に剥離層の一部が残存する場合がある。剥離層が可視光の一部を吸収する場合には、剥離層を透過した光が着色してしまう場合があるため、剥離を行った後に、これをエッチングにより除去することが好ましい。例えば、剥離層に有機樹脂を用いた場合には、酸素を含む雰囲気下におけるプラズマ処理（アッシング処理ともいう）等で、残存した剥離層を除去することができる。
【０２９９】
剥離後に、導電層３１１の表面が露出するように、エッチングなどの処理をすることで、液晶素子３４０により効率的に電界をかけることが可能となり、駆動電圧を低減できる。なお、剥離後に導電層３１１の表面に、水などの不純物が拡散しにくい絶縁膜（例えば酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を含む膜）が残存する場合には、これを残すことで、液晶３１２への不純物の拡散を防止する保護膜として機能させることができる。
【０３００】
その後、絶縁層２２０及び導電層３１１上に配向膜１３３ａを形成する。その後、あらかじめ導電層３１３、配向膜１３３ｂ等を形成した基板３６１と、基板３５１とを、液晶３１２を挟んで貼り合せる。
【０３０１】
以上の方法により、図１６（Ａ）に示す表示パネル３００を形成することができる。
【０３０２】
［各構成要素について］
以下では、上記に示す各構成要素について説明する。
【０３０３】
〔基板〕
表示パネルが有する基板には、平坦面を有する材料を用いることができる。表示素子からの光を取り出す基板には、該光を透過する材料を用いる。例えば、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、有機樹脂などの材料を用いることができる。
【０３０４】
厚さの薄い基板を用いることで、表示パネルの軽量化、薄型化を図ることができる。さらに、可撓性を有する程度の厚さの基板を用いることで、可撓性を有する表示パネルを実現できる。
【０３０５】
可撓性を有し、可視光に対する透過性を有する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂等が挙げられる。特に、熱膨張係数の低い材料を用いることが好ましく、例えば、熱膨張係数が３０×１０−６／Ｋ以下であるポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＥＴ等を好適に用いることができる。また、ガラス繊維に有機樹脂を含浸した基板や、無機フィラーを有機樹脂に混ぜて熱膨張係数を下げた基板を使用することもできる。このような材料を用いた基板は、重量が軽いため、該基板を用いた表示パネルも軽量にすることができる。
【０３０６】
上記材料中に繊維体が含まれている場合、繊維体は有機化合物または無機化合物の高強度繊維を用いる。高強度繊維とは、具体的には引張弾性率またはヤング率の高い繊維のことを言い、代表例としては、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエチレン系繊維、アラミド系繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維が挙げられる。ガラス繊維としては、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、Ｑガラス等を用いたガラス繊維が挙げられる。これらは、織布または不織布の状態で用い、この繊維体に樹脂を含浸させ樹脂を硬化させた構造物を、可撓性を有する基板として用いてもよい。可撓性を有する基板として、繊維体と樹脂からなる構造物を用いると、曲げや局所的押圧による破損に対する信頼性が向上するため、好ましい。
【０３０７】
または、可撓性を有する程度に薄いガラスなどを基板に用いることもできる。または、ガラスと樹脂材料とが接着層により貼り合わされた複合材料を用いてもよい。
【０３０８】
可撓性を有する基板に、表示パネルの表面を傷などから保護するハードコート層（例えば、窒化シリコン、酸化アルミニウムなど）や、押圧を分散可能な材質の層（例えば、アラミド樹脂など）等が積層されていてもよい。また、水分等による表示素子の寿命の低下等を抑制するために、可撓性を有する基板に透水性の低い絶縁膜が積層されていてもよい。例えば、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等の無機絶縁材料を用いることができる。
【０３０９】
基板は、複数の層を積層して用いることもできる。特に、ガラス層を有する構成とすると、水や酸素に対するバリア性を向上させ、信頼性の高い表示パネルとすることができる。
【０３１０】
〔トランジスタ〕
トランジスタは、ゲート電極として機能する導電層と、半導体層と、ソース電極として機能する導電層と、ドレイン電極として機能する導電層と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層と、を有する。
【０３１１】
なお、本発明の一態様の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルの上下にゲート電極が設けられていてもよい。
【０３１２】
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
【０３１３】
また、トランジスタに用いる半導体材料としては、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上である金属酸化物を用いることができる。代表的には、インジウムを含む金属酸化物などであり、例えば、後述するＣＡＣ−ＯＳなどを用いることができる。
【０３１４】
シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい金属酸化物を用いたトランジスタは、その低いオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量素子に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。
【０３１５】
半導体層は、例えばインジウム、亜鉛およびＭ（アルミニウム、チタン、ガリウム、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ランタン、セリウム、スズ、ネオジムまたはハフニウム等の金属）を含むＩｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物で表記される膜とすることができる。
【０３１６】
半導体層を構成する金属酸化物がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物の場合、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ≧Ｍ、Ｚｎ≧Ｍを満たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：８等が好ましい。なお、成膜される半導体層の原子数比はそれぞれ、上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス４０％の変動を含む。
【０３１７】
本実施の形態で例示したボトムゲート構造のトランジスタは、作製工程を削減できるため好ましい。またこのとき金属酸化物を用いることで、多結晶シリコンよりも低温で形成できる、半導体層よりも下層の配線や電極の材料、基板の材料として、耐熱性の低い材料を用いることが可能なため、材料の選択の幅を広げることができる。例えば、極めて大面積のガラス基板などを好適に用いることができる。
【０３１８】
半導体層としては、キャリア密度の低い金属酸化物膜を用いる。例えば、半導体層は、キャリア密度が１×１０１７／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１５／ｃｍ３以下、さらに好ましくは１×１０１３／ｃｍ３以下、より好ましくは１×１０１１／ｃｍ３以下、さらに好ましくは１×１０１０／ｃｍ３未満であり、１×１０−９／ｃｍ３以上のキャリア密度の金属酸化物を用いることができる。そのような金属酸化物を、高純度真性または実質的に高純度真性な金属酸化物と呼ぶ。これにより不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低いため、安定な特性を有する金属酸化物であるといえる。
【０３１９】
なお、これらに限られず、必要とするトランジスタの半導体特性および電気特性（電界効果移動度、しきい値電圧等）に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とするトランジスタの半導体特性を得るために、半導体層のキャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。
【０３２０】
半導体層を構成する金属酸化物において、第１４族元素の一つであるシリコンや炭素が含まれると、半導体層において酸素欠損が増加し、ｎ型化してしまう。このため、半導体層におけるシリコンや炭素の濃度（二次イオン質量分析法により得られる濃度）を、２×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。
【０３２１】
また、アルカリ金属およびアルカリ土類金属は、金属酸化物と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジスタのオフ電流が増大してしまうことがある。このため半導体層における二次イオン質量分析法により得られるアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。
【０３２２】
また、半導体層を構成する金属酸化物に窒素が含まれていると、キャリアである電子が生じ、キャリア密度が増加し、ｎ型化しやすい。この結果、窒素が含まれている金属酸化物を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため半導体層における二次イオン質量分析法により得られる窒素濃度は、５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にすることが好ましい。
【０３２３】
酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、非単結晶酸化物半導体と、に分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、ＣＡＡＣ−ＯＳ（ｃ−ａｘｉｓ−ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶酸化物半導体、ｎｃ−ＯＳ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、擬似非晶質酸化物半導体（ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、及び非晶質酸化物半導体などがある。
【０３２４】
また、本発明の一態様で開示されるトランジスタの半導体層には、ＣＡＣ−ＯＳ（Ｃｌｏｕｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）を用いてもよい。
【０３２５】
なお、本発明の一態様で開示されるトランジスタの半導体層は、上述した非単結晶酸化物半導体またはＣＡＣ−ＯＳを好適に用いることができる。また、非単結晶酸化物半導体としては、ｎｃ−ＯＳまたはＣＡＡＣ−ＯＳを好適に用いることができる。
【０３２６】
なお、本発明の一態様では、トランジスタの半導体層として、ＣＡＣ−ＯＳを用いると好ましい。ＣＡＣ−ＯＳを用いることで、トランジスタに高い電気特性または高い信頼性を付与することができる。
【０３２７】
なお、半導体層がＣＡＡＣ−ＯＳの領域、多結晶酸化物半導体の領域、ｎｃ−ＯＳの領域、擬似非晶質酸化物半導体の領域、及び非晶質酸化物半導体の領域のうち、二種以上を有する混合膜であってもよい。混合膜は、例えば上述した領域のうち、いずれか二種以上の領域を含む単層構造、または積層構造を有する場合がある。
【０３２８】
＜ＣＡＣ−ＯＳの構成＞
以下では、本発明の一態様で開示されるトランジスタに用いることができるＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）−ＯＳの構成について説明する。
【０３２９】
ＣＡＣ−ＯＳとは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、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、金属酸化物において、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。
【０３３０】
なお、金属酸化物は、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。
【０３３１】
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。
【０３３２】
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金属酸化物である。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。
【０３３３】
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。
【０３３４】
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。
【０３３５】
一方、ＣＡＣ−ＯＳは、金属酸化物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。
【０３３６】
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。
【０３３７】
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。
【０３３８】
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。
【０３３９】
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。
【０３４０】
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。
【０３４１】
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。
【０３４２】
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。
【０３４３】
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。
【０３４４】
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、金属酸化物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、金属酸化物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。
【０３４５】
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、金属酸化物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。
【０３４６】
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。
【０３４７】
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。
【０３４８】
また、半導体層にＣＡＣ−ＯＳを有するトランジスタは電界効果移動度が高く、且つ駆動能力が高いので、該トランジスタを、駆動回路、代表的にはゲート信号を生成する走査線駆動回路に用いることで、額縁幅の狭い（狭額縁ともいう）表示装置を提供することができる。また、該トランジスタを、表示装置が有する信号線駆動回路（とくに、信号線駆動回路が有するシフトレジスタの出力端子に接続されるデマルチプレクサ）に用いることで、表示装置に接続される配線数が少ない表示装置を提供することができる。
【０３４９】
また、半導体層にＣＡＣ−ＯＳを有するトランジスタは低温ポリシリコンを用いたトランジスタのように、レーザ結晶化工程が不要である。これのため、大面積基板を用いた表示装置であっても、製造コストを低減することが可能である。さらに、ウルトラハイビジョン（「４Ｋ解像度」、「４Ｋ２Ｋ」、「４Ｋ」）、スーパーハイビジョン（「８Ｋ解像度」、「８Ｋ４Ｋ」、「８Ｋ」）のよう高解像度であり、且つ大型の表示装置において、半導体層にＣＡＣ−ＯＳを有するトランジスタを駆動回路及び表示部に用いることで、短時間での書き込みが可能であり、表示不良を低減することが可能であり好ましい。
【０３５０】
または、トランジスタのチャネルが形成される半導体にシリコンを用いてもよい。シリコンとしてアモルファスシリコンを用いてもよいが、特に結晶性を有するシリコンを用いることが好ましい。例えば、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンなどを用いることが好ましい。特に、多結晶シリコンは、単結晶シリコンに比べて低温で形成でき、且つアモルファスシリコンに比べて高い電界効果移動度と高い信頼性を備える。
【０３５１】
本実施の形態で例示したボトムゲート構造のトランジスタは、作製工程を削減できるため好ましい。またこのときアモルファスシリコンを用いることで、多結晶シリコンよりも低温で形成できるため、半導体層よりも下層の配線や電極の材料、基板の材料として、耐熱性の低い材料を用いることが可能なため、材料の選択の幅を広げることができる。例えば、極めて大面積のガラス基板などを好適に用いることができる。一方、トップゲート型のトランジスタは、自己整合的に不純物領域を形成しやすいため、特性のばらつきなどを低減することができるため好ましい。このとき特に、多結晶シリコンや単結晶シリコンなどを用いる場合に適している。
【０３５２】
〔導電層〕
遮光性のトランジスタのゲート、ソースおよびドレインのほか、表示装置を構成する各種配線および電極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、またはタングステンなどの金属、またはこれを主成分とする合金などが挙げられる。またこれらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、チタン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、タングステン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、タングステン膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜または窒化チタン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛等の酸化物を用いてもよい。また、マンガンを含む銅を用いると、エッチングによる形状の制御性が高まるため好ましい。
【０３５３】
また、透光性のトランジスタのゲート、ソースおよびドレインのほか、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層に用いることのできる、透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物またはグラフェンを用いることができる。または、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、またはチタンなどの金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）などを用いてもよい。なお、金属材料、合金材料（またはそれらの窒化物）を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすればよい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。これらは、表示装置を構成する各種配線および電極などの導電層や、表示素子が有する導電層（画素電極や共通電極として機能する導電層）にも用いることができる。
【０３５４】
また、透光性を有する導電性材料として、不純物元素を含有させるなどして低抵抗化された酸化物半導体（酸化物導電体（ＯＣ：Ｏｘｉｄｅ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ））を用いることが好ましい。
【０３５５】
〔絶縁層〕
各絶縁層に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル、エポキシなどの樹脂、シロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることもできる。
【０３５６】
また、発光素子は、一対の透水性の低い絶縁膜の間に設けられていることが好ましい。これにより、発光素子に水等の不純物が侵入することを抑制でき、装置の信頼性の低下を抑制できる。
【０３５７】
透水性の低い絶縁膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の窒素と珪素を含む膜や、窒化アルミニウム膜等の窒素とアルミニウムを含む膜等が挙げられる。また、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いてもよい。
【０３５８】
例えば、透水性の低い絶縁膜の水蒸気透過量は、１×１０−５［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、好ましくは１×１０−６［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、より好ましくは１×１０−７［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、さらに好ましくは１×１０−８［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下とする。
【０３５９】
〔液晶素子〕
液晶素子としては、例えば垂直配向（ＶＡ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードが適用された液晶素子を用いることができる。垂直配向モードとしては、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｓｕｐｅｒ  Ｖｉｅｗ）モードなどを用いることができる。
【０３６０】
また、液晶素子には、様々なモードが適用された液晶素子を用いることができる。例えばＶＡモードのほかに、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  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、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ゲストホストモード等が適用された液晶素子を用いることができる。
【０３６１】
なお、液晶素子は、液晶の光学的変調作用によって光の透過または非透過を制御する素子である。なお、液晶の光学的変調作用は、液晶にかかる電界（横方向の電界、縦方向の電界または斜め方向の電界を含む）によって制御される。なお、液晶素子に用いる液晶としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）、高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  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。
【０３６２】
また、液晶材料としては、ポジ型の液晶、またはネガ型の液晶のいずれを用いてもよく、適用するモードや設計に応じて最適な液晶材料を用いればよい。
【０３６３】
また、液晶の配向を制御するため、配向膜を設けることができる。なお、横電界方式を採用する場合、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために数重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を液晶層に用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が短く、光学的等方性である。また、ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となるため、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる。
【０３６４】
また、液晶素子として、透過型の液晶素子、反射型の液晶素子、または半透過型の液晶素子などがある。
【０３６５】
本発明の一態様では、特に透過型の液晶素子を好適に用いることができる。
【０３６６】
透過型または半透過型の液晶素子を用いる場合、一対の基板を挟むように、２つの偏光板を設ける。また偏光板よりも外側に、バックライトを設ける。バックライトとしては、直下型のバックライトであってもよいし、エッジライト型のバックライトであってもよい。ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を備える直下型のバックライトを用いると、ローカルディミングが容易となり、コントラストを高めることができるため好ましい。また、エッジライト型のバックライトを用いると、バックライトを含めたモジュールの厚さを低減できるため好ましい。
【０３６７】
なお、エッジライト型のバックライトをオフ状態とすることで、シースルー表示を行うことができる。
【０３６８】
〔発光素子〕
発光素子としては、自発光が可能な素子を用いることができ、電流または電圧によって輝度が制御される素子をその範疇に含んでいる。例えば、ＬＥＤ、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子等を用いることができる。
【０３６９】
発光素子は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型などがある。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
【０３７０】
本発明の一態様では、特にトップエミッション型またはデュアルエミッション型の発光素子を好適に用いることができる。
【０３７１】
ＥＬ層は少なくとも発光層を有する。ＥＬ層は、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、またはバイポーラ性の物質（電子輸送性および正孔輸送性が高い物質）等を含む層をさらに有していてもよい。
【０３７２】
ＥＬ層には低分子系化合物および高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。ＥＬ層を構成する層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
【０３７３】
陰極と陽極の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、ＥＬ層に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はＥＬ層において再結合し、ＥＬ層に含まれる発光物質が発光する。
【０３７４】
発光素子として、白色発光の発光素子を適用する場合には、ＥＬ層に２種類以上の発光物質を含む構成とすることが好ましい。例えば２以上の発光物質の各々の発光が補色の関係となるように、発光物質を選択することにより白色発光を得ることができる。例えば、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｙ（黄）、Ｏ（橙）等の発光を示す発光物質、またはＲ、Ｇ、Ｂのうち２以上の色のスペクトル成分を含む発光を示す発光物質のうち、２以上を含むことが好ましい。また、発光素子からの発光のスペクトルが、可視光領域の波長（例えば３５０ｎｍ乃至７５０ｎｍ）の範囲内に２以上のピークを有する発光素子を適用することが好ましい。また、黄色の波長領域にピークを有する材料の発光スペクトルは、緑色および赤色の波長領域にもスペクトル成分を有する材料であることが好ましい。
【０３７５】
ＥＬ層は、一の色を発光する発光材料を含む発光層と、他の色を発光する発光材料を含む発光層とが積層された構成とすることが好ましい。例えば、ＥＬ層における複数の発光層は、互いに接して積層されていてもよいし、いずれの発光材料も含まない領域を介して積層されていてもよい。例えば、蛍光発光層と燐光発光層との間に、当該蛍光発光層または燐光発光層と同一の材料（例えばホスト材料、アシスト材料）を含み、且ついずれの発光材料も含まない領域を設ける構成としてもよい。これにより、発光素子の作製が容易になり、また、駆動電圧が低減される。
【０３７６】
また、発光素子は、ＥＬ層を１つ有するシングル素子であってもよいし、複数のＥＬ層が電荷発生層を介して積層されたタンデム素子であってもよい。
【０３７７】
可視光を透過する導電膜は、例えば、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを用いて形成することができる。また、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、もしくはチタン等の金属材料、これら金属材料を含む合金、またはこれら金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等も、透光性を有する程度に薄く形成することで用いることができる。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウム錫酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。また、グラフェン等を用いてもよい。
【０３７８】
可視光を反射する導電膜は、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、もしくはパラジウム等の金属材料、またはこれら金属材料を含む合金を用いることができる。また、上記金属材料や合金に、ランタン、ネオジム、またはゲルマニウム等が添加されていてもよい。また、チタン、ニッケル、またはネオジムと、アルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）を用いてもよい。また銅、パラジウム、マグネシウムと、銀を含む合金を用いてもよい。銀と銅を含む合金は、耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム膜またはアルミニウム合金膜に接して金属膜または金属酸化物膜を積層することで、酸化を抑制することができる。このような金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタンや酸化チタンなどが挙げられる。また、上記可視光を透過する導電膜と金属材料からなる膜とを積層してもよい。例えば、銀とインジウム錫酸化物の積層膜、銀とマグネシウムの合金とインジウム錫酸化物の積層膜などを用いることができる。
【０３７９】
電極は、それぞれ、蒸着法やスパッタリング法を用いて形成すればよい。そのほか、インクジェット法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法、またはメッキ法を用いて形成することができる。
【０３８０】
なお、上述した、発光層、ならびに正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、および電子注入性の高い物質、バイポーラ性の物質等を含む層は、それぞれ量子ドットなどの無機化合物や、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を有していてもよい。例えば、量子ドットを発光層に用いることで、発光材料として機能させることもできる。
【０３８１】
なお、量子ドット材料としては、コロイド状量子ドット材料、合金型量子ドット材料、コア・シェル型量子ドット材料、コア型量子ドット材料などを用いることができる。また、１２族と１６族、１３族と１５族、または１４族と１６族の元素グループを含む材料を用いてもよい。または、カドミウム、セレン、亜鉛、硫黄、リン、インジウム、テルル、鉛、ガリウム、ヒ素、アルミニウム等の元素を含む量子ドット材料を用いてもよい。
【０３８２】
〔接着層〕
接着層としては、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂、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。
【０３８３】
また、上記樹脂に乾燥剤を含んでいてもよい。例えば、アルカリ土類金属の酸化物（酸化カルシウムや酸化バリウム等）のように、化学吸着によって水分を吸着する物質を用いることができる。または、ゼオライトやシリカゲル等のように、物理吸着によって水分を吸着する物質を用いてもよい。乾燥剤が含まれていると、水分などの不純物が素子に侵入することを抑制でき、表示パネルの信頼性が向上するため好ましい。
【０３８４】
また、上記樹脂に屈折率の高いフィラーや光散乱部材を混合することにより、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、酸化チタン、酸化バリウム、ゼオライト、ジルコニウム等を用いることができる。
【０３８５】
〔接続層〕
接続層としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）や、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。
【０３８６】
〔着色層〕
着色層に用いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、顔料または染料が含まれた樹脂材料などが挙げられる。
【０３８７】
〔遮光層〕
遮光層として用いることのできる材料としては、カーボンブラック、チタンブラック、金属、金属酸化物、複数の金属酸化物の固溶体を含む複合酸化物等が挙げられる。遮光層は、樹脂材料を含む膜であってもよいし、金属などの無機材料の薄膜であってもよい。また、遮光層に、着色層の材料を含む膜の積層膜を用いることもできる。例えば、ある色の光を透過する着色層に用いる材料を含む膜と、他の色の光を透過する着色層に用いる材料を含む膜との積層構造を用いることができる。着色層と遮光層の材料を共通化することで、装置を共通化できるほか工程を簡略化できるため好ましい。
【０３８８】
以上が構成要素についての説明である。
【０３８９】
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【実施例１】
【０３９０】
本実施例では、可視光を透過する材料を用いてトランジスタを作製した。
【０３９１】
［トランジスタ構造］
作製したトランジスタの構成を、図２１（Ａ）に示す。作製したトランジスタは、ボトムゲート構造のトランジスタである。作製したトランジスタは、半導体層（ＯＳ）、第１のゲート電極（Ｂｏｔｔｏｍ−ｇａｔｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）、第２のゲート電極（Ｂａｃｋ−ｇａｔｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）、ソース電極及びドレイン電極（Ｓ／Ｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）に、それぞれ透光性を有する材料を用いた、可視光を透過するトランジスタである。
【０３９２】
［トランジスタの作製］
トランジスタの作製方法について説明する。第１のゲート電極は、シリコンを含むインジウムスズ酸化物膜をスパッタリング法により形成した。続けて、ゲート線（図示しない）となる配線として、銅膜をスパッタリング法により形成した。ゲート絶縁膜（ＧＩ）は、窒化シリコン膜と酸化シリコン膜の積層構造とし、プラズマＣＶＤ法により形成した。半導体層は、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物膜をスパッタリング法により形成した。ソース電極及びドレイン電極は、インジウム亜鉛酸化物膜をスパッタリング法により形成した。ソース電極及びドレイン電極の加工は、エッチング時に半導体層が消失しないように、半導体層の加工時とは異なるエッチング液を用いた。続けて、ソース線（図示しない）となる配線として、銅膜をスパッタリング法により形成した。次に、絶縁層（Ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ）として、酸化窒化シリコン膜をプラズマＣＶＤ法により形成し、その後、第２のゲート電極を形成した。
【０３９３】
ここで、半導体層には、ＣＡＣ−ＯＳ膜と、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の積層構造を用いた。薬液耐性及びプラズマ耐性の高いＣＡＡＣ−ＯＳ膜を上側に設けることで、トランジスタ形成工程中のダメージによる影響を抑制できる。また、第２のゲート電極には、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜とＣＡＣ−ＯＳ膜の積層構造を用いた。
【０３９４】
［トランジスタの電気特性］
図２１（Ｂ）に、作製したトランジスタの電気特性を測定した結果を示す。ここでは、ゲート−ソース間電圧（Ｖｇ）を変化させながら測定したソース−ドレイン間電流（Ｉｄ）（Ｉｄ−Ｖｇ特性ともいう）を測定した。また、ドレイン電圧（Ｖｄ）は、０．１Ｖ、２０Ｖの２条件とした。また図２１（Ｂ）には、Ｖｄを２０ＶとしたＩｄ−Ｖｇ特性から見積もった電界効果移動度を合わせて示している。測定したトランジスタのチャネル長は約２μｍ、チャネル幅は約３．２５μｍである。図２１（Ｂ）に示すように、極めてチャネル長が小さいにも関わらず、ノーマリーオフで良好な特性が得られている。また、電界効果移動度は、市販される製品では概ね１０ｃｍ２／Ｖｓであるのに対し、作製したトランジスタでは３５ｃｍ２／Ｖｓを超える値を示している。
【０３９５】
図２２には、作製したトランジスタに用いた透光性を有する導電膜として、酸化物導電体膜（ＯＣ）、インジウム亜鉛酸化物膜（ＩＺＯ（登録商標））、およびシリコンを含むインジウムスズ酸化物膜（ＩＴＳＯ）のシート抵抗を測定した結果を示している。いずれも十分に低抵抗であることが確認できる。
【０３９６】
以上が実施例１についての説明である。本実施例は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態及び実施例と適宜組み合わせて実施することができる。
【実施例２】
【０３９７】
本実施例では、本発明の一態様の表示装置を作製した。ここでは、発光素子と、液晶素子とを備え、ＶＲモードとＡＲモードを切り替えて用いることのできる表示装置を作製した。
【０３９８】
［発光素子について］
表示装置に用いた発光素子について説明する。図２３に、発光素子の構成を示す。ここでは、発光素子を透過領域の一部とし、透過モードにおける透過率を向上させるために、発光素子の一対の電極に、それぞれ透明導電膜を用いている。発光素子には、中間層を挟んで青色の発光層と、赤色及び緑色の発光層とを積層した、２層タンデム構造を採用した。青色の発光層には蛍光材料を用い、赤色、緑色の発光層には、燐光材料を用いた。
【０３９９】
［液晶素子について］
液晶素子は、ＡＲモードとＶＲモードとを切り替えるためのシャッターとして機能する。液晶素子は、ＶＲモードでは外光を遮断し、ＡＲモードでは外光を透過する。そのため、トランジスタ等を設けないシンプルな構成であるパッシブ駆動を適用した。液晶素子を構成する電極等に、遮光性の材料を用いる必要がないため、開口率は１００％となる。
【０４００】
表示装置を主としてＶＲモードで使用する場合、液晶素子をノーマリーブラックとすることで、消費電力を低減できる。本実施例では、ＶＡモードの液晶素子を採用した。ＶＡモードのパッシブ型の液晶素子を作製する際、光配向処理を行った。これにより、液晶素子に電圧を印加すると、液晶素子全体に亘って液晶分子を同一の方向に配向させることができ、ＡＲモードで使用する際に透過率を高めることができる。
【０４０１】
図２４に、作製した液晶素子の電圧−透過率特性を示す。電圧を印加しない状態において、透過率が極めて低いノーマリーブラックの特性が得られていることが分かる。
【０４０２】
［表示装置の作製］
以下では、一対の基板の間に発光素子と液晶素子を有する表示装置の作製方法について説明する。図２５（Ａ）〜（Ｆ）に、作製工程の概略図を示す。
【０４０３】
まず、図２５（Ａ）に示すように、ガラス基板（Ｇｌａｓｓ）上に剥離層（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ）、絶縁層（Ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ）、及びトランジスタ等を含む制御回路（Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）を順に形成した。また、異なるガラス基板上にカラーフィルタ（ＣＦ）を形成した。なお、透過モードにおける透過率を向上させるために、ブラックマトリクスは形成していない。続いて、図２５（Ｂ）に示すように、制御回路上に発光素子（ＯＬＥＤ）を形成し、２枚のガラス基板を封止樹脂により貼り合せた。続いて、図２５（Ｃ）に示すように、剥離層と絶縁層との間で剥離した後、図２５（Ｄ）に示すように、絶縁層上に液晶素子の一方の電極として機能する透明導電膜（ＩＴＯ）を形成した。続いて、異なるガラス基板上も同様に液晶素子の他方の電極として機能する透明導電膜を形成し、図２５（Ｅ）に示すように液晶（ＬＣ）を挟んで２枚のガラス基板を貼り合せた。これにより、２枚のガラス基板の間に、発光素子、制御回路、及び液晶素子を挟み込んだ、厚さの薄い表示装置を実現できる。最後に、図２５（Ｆ）に示すように、それぞれのガラス基板の一部を分断して端子部を露出させた。
【０４０４】
作製した表示装置の仕様を表１に、液晶素子の仕様を表２に、それぞれ示す。画素構成は、図６で示したジグザグ配置を採用し、精細度が１０５８ｐｐｉと極めて高精細な表示装置を実現した。
【０４０５】
【表１】
2018189937.tif 000003
【０４０６】
【表２】
2018189937.tif 000004
【０４０７】
［透過率の測定］
ここで、表示装置のバスライン以外の導電層に、可視光を透過する導電膜を用いた透明画素を適用することで、透過モードにおける透過率が向上することを確認するため、以下の２つの試料を作製し、透過率を測定した。
【０４０８】
試料は、ガラス基板上に制御回路を形成し、封止樹脂を用いてもう一方のガラス基板で封止したものである。そのため、ここで用いた試料には、発光素子及び液晶素子は形成していない。一つ目の試料は、バスライン以外の導電層に可視光を透過する導電膜を用いて作製し、透明画素としたものである。二つ目の試料は、バスライン以外の導電層にも可視光を遮光する導電膜を用いて作製したものである。
【０４０９】
測定は、図２６（Ａ）に示すように、試料を透過する光の強度Ｉ１を測定した。透過率Ｔは、透過光の強度Ｉ１を入射光の強度Ｉ０で割った値とした。
【０４１０】
図２６（Ｂ）、（Ｃ）に、透明画素を用いた試料（Ｓａｍｐｌｅと表記）と、透明画素ではない試料（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅと表記）の２つの試料について測定した、透過率の測定結果を示す。図２６（Ｂ）は、直進方向の透過率の測定結果であり、図２６（Ｃ）は、積分球を用い、全方位について測定した結果である。図２６（Ｂ）、（Ｃ）には、横軸に波長を、縦軸に透過率をそれぞれ示している。図２６（Ｂ）に示すように、透明画素を用いない場合には透過率が７％程度であるのに対し、透明画素を適用した試料では約３０％に達している。また、全方位について測定した図２６（Ｃ）では、透明画素を用いない場合には透過率が２０％程度であるのに対し、透明画素を適用した試料では平均で約４８％にまで向上している。このように、透明画素を用いることで透過率を増大させることができている。
【０４１１】
［表示装置１］
ここでは、透明画素を採用し、極めて高精細な表示パネルを作製した。ここで作製した表示パネルは、液晶素子を用いないものであり、表示パネルの仕様は上記表１と同様である。
【０４１２】
図２７に、透明画素を採用して作製した表示パネルの、表示状態における写真を示す。なおここで示す表示パネルは、液晶素子を用いずに、一対の基板の間に制御回路、発光素子、及びカラーフィルタを封止した表示パネルである。図２７に示すように、透明画素を採用しても正常に動作していることが確認できた。
【０４１３】
［表示装置２］
ここでは、発光素子と液晶素子とを一対の基板の間に挟持し、ＶＲモードとＡＲモードを切り替えることのできるディスプレイパネルを作製した。なお、ここで示すディスプレイパネルは、透明画素ではなく、遮光性の導電膜を用いた画素を適用したものである。
【０４１４】
図２８（Ａ）にＶＲモード、図２８（Ｃ）にＡＲモードで、ディスプレイパネルをそれぞれ駆動した時の、表示状態における写真を示す。また図２８（Ｂ）、図２８（Ｄ）には、撮影時の状態を示す模式図を示している。撮影は、背景画像が表示されたスマートフォンの画面上に、作製したディスプレイパネルを配置し、上面側から行った。
【０４１５】
ＶＲモードでは、液晶素子が遮光状態であるため、背景画像は視認されず、発光素子で表示された画像のみを見ることが出来ている。一方、ＡＲモードでは、ディスプレイパネルを透過した背景画像に重ねて、発光素子で表示された画像を見ることができている。
【０４１６】
なお、ここで示したディスプレイパネルは、透明画素が適用されていない表示パネルであるため、透明画素を適用することにより、さらに透過像を鮮明に見ることが可能となる。
【０４１７】
以上が実施例２についての説明である。本実施例は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態及び実施例と適宜組み合わせて実施することができる。
【実施例３】
【０４１８】
以下では、上記実施例２で作製した表示装置を有する光学系（光学システム）について説明する。
【０４１９】
図２９（Ａ）に、光学システム（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍと表記）の模式図を示す。光学システムは、ディスプレイパネル（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｄｉｓｐｌａｙと表記）を挟む一対のレンズ（Ｌｅｎｓ）を有する。また、観察者とは反対側に、像を反転するためのプリズム（Ｐｒｉｓｍ）を有する。ディスプレイパネルは、一対のレンズの焦点に位置するように配置されている。一対のレンズには、同じ焦点距離の両凸レンズを用いた。
【０４２０】
プリズムとしては、図２９（Ｂ）に示すようなシュミット・ペカン（Ｓｃｈｍｉｄｔ−Ｐｅｃｈａｎ）型の正立プリズムを用いた。なお、プリズムには正立プリズムを用いればよく、例えばアッベ・ケーニッヒ（Ａｂｂｅ−Ｋｏｅｎｉｇ）型のプリズムなどを用いることもできる。
【０４２１】
図２９（Ａ）に示すように、プリズムに入射される光（破線で示す）は、プリズムにより反転され、１つ目のレンズで屈折され、ディスプレイパネルを透過し、２つ目のレンズで屈折する際に再度反転することで、観察者は正立像を見ることができる。
【０４２２】
また図２９（Ａ）には、背景像（Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ  ｉｍａｇｅと表記）と、ディスプレイパネルが表示する表示画像（ｄｉｓｐｌａｙ  ｉｍａｇｅと表記）と、これらが重ね合わされた、合成画像（Ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｅｄ  ｉｍａｇｅと表記）とをそれぞれ示している。
【０４２３】
続いて、図２９（Ａ）に示す光学システムを用いて表示を行った。図２９（Ｃ）にＶＲモード、図２９（Ｄ）にＡＲモードで、ディスプレイパネルをそれぞれ駆動した時の、表示状態における写真を示す。このように、ＡＲモードではディスプレイパネルの画素の周期性に起因する回折の影響を受けることなく、背景像が鮮明に観察できることが確認できた。また、背景像と表示画像が共に正立した合成画像が得られていることが確認できた。
【０４２４】
以上が実施例３についての説明である。
【符号の説明】
【０４２５】
１０    表示装置
１０ａ    電子機器
１０ＥＬ    表示部
１０ＬＣ    透過制御部
１１    制御部
１２    光学センサ
１３ＥＬ    駆動部
１３ＬＣ    駆動部
１５    演算部
２０Ｂ    光
２０ｅ    光
２０Ｇ    光
２０ｉｎ    光
２０Ｒ    光
２０ｔ    透過光
２１    基板
２２    表示領域
２３    導電層
２４    液晶
２５    導電層
３０    画素
３１    基板
３９ａ    偏光板
３９ｂ    偏光板
４０    液晶素子
４１ａ    画素回路
４１ｂ    画素回路
４２ａ    画素回路
４２ｂ    画素回路
４３ａ    画素回路
４３ｂ    画素回路
４５    機能層
４５ａ    機能層
４５ｂ    機能層
５０    副画素
５０ａ    副画素
５１    配線
５１ａ    配線
５１ｂ    配線
５２    配線
５２ａ    配線
５２ｂ    配線
５２ｃ    配線
５２ｄ    配線
５３    配線
５３ａ    配線
５３ｂ    配線
５３ｃ    配線
５５    半導体層
５６    導電層
５７    導電層
５８    導電層
５９    配線
６０    表示素子
６１    トランジスタ
６１ａ    トランジスタ
６１ｂ    トランジスタ
６１ｃ    トランジスタ
６１ｄ    トランジスタ
６２    トランジスタ
６２ａ    トランジスタ
６３    容量素子
６４    画素電極
７０    画素ユニット
７０ａ    画素
７０ｂ    画素
７１ａ    副画素
７１ｂ    副画素
７２ａ    副画素
７２ｂ    副画素
７３ａ    副画素
７３ｂ    副画素
８１    絶縁層
８３    絶縁層
８４    絶縁層
８９    接着層
９０    発光素子
９０Ｂ    発光素子
９０Ｇ    発光素子
９０Ｒ    発光素子
９０Ｗ    発光素子
９１    導電層
９１Ｂ１    画素電極
９１Ｂ２    画素電極
９１Ｇ１    画素電極
９１Ｇ２    画素電極
９１Ｒ１    画素電極
９１Ｒ２    画素電極
９２    ＥＬ層
９２Ｂ    ＥＬ層
９２Ｇ    ＥＬ層
９２Ｒ    ＥＬ層
９３    導電層
１００    画像表示機
１００ａ    画像表示機
１０１    筐体
１０２    表示部
１０２ＥＬ    表示パネル
１０２ｐ    表示パネル
１０３    カメラ
１０４    装着具
１１７    絶縁層
１３０ａ    偏光板
１３０ｂ    偏光板
１３３ａ    配向膜
１３３ｂ    配向膜
１３４    着色層
１６１    接着層
１６２    接着層
１９１    導電層
１９２    ＥＬ層
１９３    導電層
１９４    絶縁層
２０１    トランジスタ
２０２    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
２０８    トランジスタ
２０９    配線
２１１    絶縁層
２１２    絶縁層
２１３    絶縁層
２１４    絶縁層
２１５    絶縁層
２１６    絶縁層
２１７    絶縁層
２２０    絶縁層
２２１    導電層
２２１ｔ    導電層
２２２    導電層
２２２ｔ    導電層
２２３    導電層
２２４    導電層
２３１    半導体層
２４２    接続層
２４３    接続体
２５２    接続部
３００    表示パネル
３１１    導電層
３１２    液晶
３１３    導電層
３４０    液晶素子
３５１    基板
３５１ａ    基板
３５１ｂ    基板
３５２    接着層
３６０    発光素子
３６１    基板
３６１ａ    基板
３６１ｂ    基板
３６２    表示部
３６４    回路
３６５    配線
３６６    タッチセンサ
３７２    ＦＰＣ
３７３    ＩＣ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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