(57)【要約】【課題】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。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。【解決手段】発光素子と、液晶素子と、を有する表示装置を、液晶素子が外光を遮光した状態で、発光素子により画像を表示する第１のモードと、液晶素子が外光を透過した状態で、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第２のモードと、の間で切り替えるように、駆動する。【選択図】図１
2018063399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の発光素子、第２の発光素子、及び液晶素子を有する表示装置であって、
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子とは、同一面上に離間して設けられ、
前記液晶素子は、前記第１の発光素子とは異なる面上に設けられ、
前記液晶素子は、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子との間の領域と重なる部分を有し、
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の発光素子と電気的に接続する第１のトランジスタを有する、
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する第２のトランジスタを有する、
表示装置。
【請求項４】
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５】
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、第１の基板と第２の基板の間に位置し、
前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子は、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に位置する、
表示装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記第１の発光素子と電気的に接続する第１のトランジスタと、前記液晶素子と電気的に接続する配線と、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７】
請求項５において、
前記第１の発光素子と電気的に接続する第１のトランジスタと、前記液晶素子と電気的に接続する配線と、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２の基板との間に位置し、
前記第１のトランジスタは、前記絶縁層の開口を介して、前記第１の発光素子と電気的に接続する、
表示装置。
【請求項８】
請求項６または請求項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１乃至請求項８のいずれか一において、
前記第１の発光素子は、５００ｐｐｉ以上５０００ｐｐｉ以下の精細度で配列された、
表示装置。
【請求項１０】
発光素子と、液晶素子と、を有する表示装置の駆動方法であって、
前記液晶素子が外光を遮光した状態で、前記発光素子により画像を表示する第１のモードと、
前記液晶素子が外光を透過した状態で、前記液晶素子を透過した透過像に重ねて、前記発光素子により画像を表示する第２のモードと、を切り替える、
表示装置の駆動方法。
【請求項１１】
発光素子と、液晶素子と、光学センサと、を有する表示装置の駆動方法であって、
前記光学センサで取得した情報に応じて、
前記液晶素子が外光を遮光した状態で、前記発光素子により画像を表示する第１のモードと、
前記液晶素子が外光を透過した状態で、前記液晶素子を透過した透過像に重ねて、前記発光素子により画像を表示する第２のモードと、を切り替える、
表示装置の駆動方法。
【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、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】
本発明の一態様は第１の発光素子、第２の発光素子、及び液晶素子を有する表示装置である。第１の発光素子と第２の発光素子とは、同一面上に離間して設けられる。液晶素子は、第１の発光素子とは異なる面上に設けられる。液晶素子は、第１の発光素子と第２の発光素子との間の領域と重なる部分を有する。また液晶素子は、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。
【００１４】
また、上記において、第１の発光素子と電気的に接続する第１のトランジスタを有することが好ましい。
【００１５】
また、上記において、液晶素子と電気的に接続する第２のトランジスタを有することが好ましい。
【００１６】
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ることが好ましい。
【００１７】
また、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の基板の間に位置することが好ましい。また第１の発光素子及び第２の発光素子は、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に位置することが好ましい。
【００１８】
また、上記において、第１の発光素子と電気的に接続する第１のトランジスタと、液晶素子と電気的に接続する配線と、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。
【００１９】
また、上記において、第１の発光素子と電気的に接続する第１のトランジスタと、液晶素子と電気的に接続する配線と、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２の基板との間に位置し、第１のトランジスタは、絶縁層の開口を介して、第１の発光素子と電気的に接続することが好ましい。
【００２０】
また、上記において、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。
【００２１】
また、上記において、第１の発光素子は、５００ｐｐｉ以上５０００ｐｐｉ以下の精細度で配列されることが好ましい。
【００２２】
また、本発明の他の一態様は、発光素子と、液晶素子と、を有する表示装置の駆動方法である。ここで、液晶素子が外光を遮光した状態で、発光素子により画像を表示する第１のモードと、液晶素子が外光を透過した状態で、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第２のモードと、を切り替えることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の他の一態様は、発光素子と、液晶素子と、光学センサと、を有する表示装置の駆動方法である。ここで、光学センサで取得した情報に応じて、液晶素子が外光を遮光した状態で、発光素子により画像を表示する第１のモードと、液晶素子が外光を透過した状態で、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第２のモードと、を切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
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、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。
【００２５】
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。
【００２６】
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】
【００２７】
【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】電子機器のブロック図及び使用方法例。
【図８】電子機器の駆動方法に係るフローチャート。
【図９】表示パネルの構成例。
【図１０】表示パネルの構成例。
【図１１】表示パネルの構成例。
【図１２】表示パネルの構成例。
【図１３】表示パネルの構成例。
【図１４】表示パネルの構成例。
【図１５】表示パネルの構成例。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
（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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【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】
液晶素子は、各透過領域に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。
【００５１】
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。
【００５２】
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に好適に用いることができる。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
［構成例］
図１（Ａ）に、表示装置１０の断面構成の一例を示す。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
発光素子９０が有する導電層９１は可視光を反射し、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側に（すなわち、被形成面側とは反対側に）光を射出する、トップエミッション型（上面射出型）の電界発光素子である。
【００５９】
または、発光素子９０は、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）の発光素子としてもよい。例えば、導電層９１と導電層９３の両方が、可視光を透過する構成とすることができる。このとき、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。
【００６０】
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。
【００６１】
ここで、導電層２３と導電層２５は、図示しない領域で、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、他方には液晶素子を制御する信号（電位）が供給される。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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、発光素子９０を用いてカラー表示を行うことができる。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
また、透過領域には、各着色層が設けられないことが好ましい。これにより、透過像が着色されてしまうことを防ぐことができる。
【００７５】
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３０ａ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３０ａと偏光板３０ｂ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。
【００７６】
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。これにより、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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
一方、液晶素子４０は、可視光を遮光する状態である。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。
【００８３】
これにより、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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
また、液晶素子４０は、可視光を透過する状態である。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。
【００８７】
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。
【００８８】
以上が、構成例についての説明である。
【００８９】
［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。
【００９０】
〔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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
〔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。
【００９６】
図２（Ｂ）には、島状の導電層２３を有する複数の液晶素子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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
［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。
【０１００】
図３（Ａ）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、発光素子９０Ｇ、液晶素子４０、配線９５、配線５１、配線５２、配線５３等を有する。なお、ここでは明示していないが、ここで示した以外に、配線、トランジスタ、電極等を有していてもよい。
【０１０１】
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５１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。
【０１０２】
図３（Ａ）では、発光素子９０Ｒ、発光素子９０Ｇ、及び発光素子９０Ｇ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。
【０１０３】
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（Ａ）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が視認できる領域にハッチングパターンを付しており、当該領域が、透過領域となる。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。
【０１０４】
図３（Ｂ）では、発光素子９０Ｒ、発光素子９０Ｇ、及び発光素子９０Ｇに加えて、発光素子９０Ｗを有する例を示している。また、図３（Ｂ）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（Ｂ）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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
図３（Ｂ）において、各発光素子及び各配線と重ならず、液晶素子４０が視認できる領域が、透過領域となる。
【０１０７】
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が、一方で発光領域の面積が縮小してしまう。また透過領域の面積の割合が大きいと、発光モードから透過モードに切り替わったときに、使用者が眩しく感じてしまう場合もある。したがって、透過領域の面積の割合は大きすぎない方が良い場合がある。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５０％以下、好ましくは３％以上４５％以下、より好ましくは５％以上４０％以下とすることができる。これにより、使用者に違和感や眩しさを感じさせることなく、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。
【０１０８】
［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。
【０１０９】
〔画素回路の構成例〕
図４（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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
配線５１ａ及び配線５１ｂは、それぞれゲート線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（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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
図４（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ＩＣ１７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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
なお、他の画素回路については、図４（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。
【０１１８】
図４（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。
【０１１９】
ここで、図４（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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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４（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。
【０１２２】
〔画素電極の配置方法例〕
図４（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。
【０１２３】
画素ユニット２０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。
【０１２４】
図４（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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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４（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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
〔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。
【０１２９】
図５（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５（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。
【０１３０】
最も下側に位置する導電膜により、配線５１とトランジスタ６２の一方のゲートなどが形成されている。これよりも後に形成される導電膜により、トランジスタ６１のゲート及びトランジスタ６２のもう一方のゲートなどが形成されている。これよりも後に形成される導電膜により、配線５２、各トランジスタのソース電極及びドレイン電極、並びに容量素子６３の一方の電極などが形成されている。これよりも後に形成される導電膜により、配線５３等が形成されている。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。
【０１３１】
図５（Ｂ）には、図５（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５（Ｂ）には、各画素電極と、表示領域２２も明示している。
【０１３２】
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、それぞれ左右対称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。
【０１３３】
このような画素レイアウトを用いることにより、例えば最少加工寸法が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。
【０１３４】
図５（Ｂ）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。各発光素子及び各配線と重ならず、液晶素子４０が視認できる領域が、透過領域に相当する。
【０１３５】
〔画素レイアウトの例２〕
図６（Ａ）、（Ｂ）に、図５（Ａ）、（Ｂ）と異なるレイアウトの例を示している。
【０１３６】
図６（Ａ）において、第１の導電膜により配線５１等が構成されている。また、これよりも上層に位置する第２の導電膜により、配線５２、配線５３等が構成されている。
【０１３７】
トランジスタ６１は、配線５１上に設けられた半導体層と、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、第１の導電膜からなる導電層と、当該導電層上の半導体層と、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、第１の導電膜からなる導電層とを含んで構成されている。
【０１３８】
図６（Ｂ）において、各画素電極は、配線５２ａ等の延伸方向に隣接する副画素の一部と重なるように配置されている。例えば、画素電極９１Ｇ１は、副画素７１ａ内のトランジスタ６１、容量素子６３、及び副画素７１ａを構成する配線や電極等の一部と重ねて設けられている。このような構成は、特に上面発光型（トップエミッション型）の発光素子を用いた場合に有効である。このように画素電極よりも下側に回路を配置することで、画素の占有面積を縮小したとしても、大きな開口率を実現できる。
【０１３９】
また、図６（Ｂ）に示すように、各画素電極は配線５２ａ等の信号線として機能する配線と重ならないように配置することが好ましい。こうすることで、信号線の電位の変化が画素電極の電位に影響を及ぼすことを抑制することができる。なお、画素電極を信号線と重ねて配置する必要がある場合には、画素電極の面積に対して、これらが重なる面積の割合が１０％以下、好ましくは５％以下とすればよい。
【０１４０】
また、画素電極が隣接する副画素内のトランジスタの半導体層と重なる場合、画素電極の電位が変化することによりトランジスタのしきい値電圧に変化が生じる場合がある。例えば、図６（Ｂ）では、画素電極９１Ｇ１は副画素７１ａの選択トランジスタとして機能するトランジスタ６１の半導体層と重ねて設けられている。このとき、画素電極は走査方向に対して１つ前の行に対応する副画素の選択トランジスタと重なるように設けることが好ましい。こうすることで、目的の副画素が選択され、画素電極の電位が変化したとしても、これと重なる隣接する副画素は非選択状態であり、当該隣接する副画素の選択トランジスタはオフ状態が維持される。隣接する副画素のゲート線には、当該副画素の選択トランジスタを確実にオフ状態とする電位を与えることができるため、しきい値電圧に多少の変化が生じても問題が生じないように駆動することが可能となる。
【０１４１】
図６（Ｂ）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。各発光素子及び各配線と重ならず、液晶素子４０が視認できる領域が、透過領域に相当する。
【０１４２】
以上が画素の配置方法例についての説明である。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
（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。
【０１４６】
図７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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
また、演算部１５は、光学センサ１２から入力された信号Ｌ０に含まれる映像信号を解析し、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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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、所定の時間間隔を置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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
例えば、図７（Ｂ１）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７（Ｂ１）では自転車との距離が十分に離れている状態である。図７（Ｂ１）の状態から、図７（Ｂ２）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。
【０１６１】
また、図７（Ｃ１）及び図７（Ｃ２）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。
【０１６２】
［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の駆動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８は、演算部１５の動作に係るフローチャートである。
【０１６３】
まず、ステップＳ１１において、非透過モードで表示を行う。
【０１６４】
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、以降継続して行われる。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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１６に移行する。
【０１７１】
ステップ１６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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
（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。
【０１７５】
［表示パネルの構成例］
図９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９では、基板３５１を破線で明示している。
【０１７６】
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９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９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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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、またはＩＣ３７３から配線３６５に入力される。
【０１７９】
また、図９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。
【０１８０】
図９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。
【０１８１】
また、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。
【０１８２】
［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。
【０１８３】
〔断面構成例１〕
図１０に、図９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。
【０１８４】
表示パネルは、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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
また、トランジスタ２０１およびトランジスタ２０５は、一部がゲートとして機能する導電層２２１、一部がソースまたはドレインとして機能する導電層２２２、半導体層２３１を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。
【０１９０】
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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
発光素子３６０は、トップ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１９３は可視光を透過する材料を含み、導電層１９１は可視光を反射する材料を含む。発光素子３６０が発する光は、着色層１３４、基板３５１等を介して、外部に射出される。
【０１９４】
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版を設けてもよい。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。
【０１９５】
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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
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。
【０１９８】
基板３５１の基板３６１と重ならない領域には、接続部２０４が設けられている。接続部２０４は、接続層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。
【０１９９】
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。
【０２００】
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１０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。
【０２０１】
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。例えば接着層１６１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。
【０２０２】
図１０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。
【０２０３】
図１０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。
【０２０４】
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。
【０２０５】
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。
【０２０６】
〔断面構成例２〕
図１１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。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。
【０２０７】
接続部２０７において、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２２２が設けられている。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。
【０２０８】
〔断面構成例３〕
図１２には、図１０で示した構成において、トランジスタ２０５の構成が異なる例を示している。また、画素の選択トランジスタとして機能するトランジスタ２０３を明示している。
【０２０９】
トランジスタ２０３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２０５は、トランジスタ２０３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。
【０２１０】
このようなトランジスタ構造は、例えばチャネルが形成される半導体に、酸化物半導体を用いる場合に好適に適用することができる。それ以外にも、多結晶半導体や、単結晶半導体などの、結晶性半導体を用いる場合に好適に用いることができる。例えば半導体材料としてシリコンを用いた場合には、多結晶シリコン（ポリシリコン）や、単結晶シリコンなどを好適に用いることができる。単結晶シリコンを用いる場合には、脆化層を設けた単結晶シリコン基板と絶縁層とを貼り合せ、脆化層を境界として剥離を行うことにより形成した単結晶薄膜を形成する技術などを用いることもできる。例えば、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｅｒ）技術などを用いることができる。
【０２１１】
また、シリコンウェハなどの単結晶基板にトランジスタを形成し、当該基板を透光性を有する程度にまで薄く研磨することで、単結晶半導体を備えるトランジスタを形成してもよい。
【０２１２】
結晶性半導体を用いることで、トランジスタのサイズを小さくできるため、画素サイズを極めて小さくすることができる。そのため、極めて高精細な表示装置を実現できる。
【０２１３】
〔断面構成例４〕
また、本発明の一態様の表示パネルは、図１３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。
【０２１４】
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。
【０２１５】
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に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。
【０２１６】
〔断面構成例５〕
図１４には、発光素子３６０の画素電極として機能する導電層１９１が、接続部２０７を介してトランジスタ２０５と接続される構成を有する。
【０２１７】
また図１３では、絶縁層２２０の上面と導電層１９１の上面の間で段差を有さないため、その上部に設けられるＥＬ層１９２や導電層１９３が、段差の影響受けることがない。そのため、図９で必要であった絶縁層２１６を設ける必要がなくなる。また、ＥＬ層１９２の被形成面が極めて平坦であるため、ＥＬ層１９２の厚さのばらつきが生じることを抑制できるため、輝度のムラを低減できる。
【０２１８】
〔断面構成例６〕
図１５では、図１４において、液晶素子３４０と電気的に接続するトランジスタ２０６を設けた場合の例を示している。すなわち、図１５で示す液晶素子３４０は、アクティブマトリクス方式が適用された液晶素子である。
【０２１９】
以上が、断面構成例についての説明である。
【０２２０】
［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。
【０２２１】
〔基板〕
表示パネルが有する基板には、平坦面を有する材料を用いることができる。表示素子からの光を取り出す側の基板には、該光を透過する材料を用いる。例えば、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、有機樹脂などの材料を用いることができる。
【０２２２】
または、透光性の基板上に単結晶半導体膜が形成されたＳＯＩ基板を用いてもよい。または、単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、または化合物半導体基板などを用い、表示パネルの作製工程を経た後に透光性を有する程度に薄く研磨してもよい。
【０２２３】
特に、熱膨張率の低い石英や、単結晶半導体基板等を用いると、極めて高い精細度（例えば３０００ｐｐｉ以上）の表示パネルを実現することができるため好ましい。
【０２２４】
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。
【０２２５】
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。
【０２２６】
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。
【０２２７】
または、可撓性を有する程度に薄いガラス、金属などを基板に用いることもできる。または、ガラスと樹脂材料とが接着層により貼り合わされた複合材料を用いてもよい。
【０２２８】
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。
【０２２９】
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。
【０２３０】
〔トランジスタ〕
トランジスタは、ゲート電極として機能する導電層と、半導体層と、ソース電極として機能する導電層と、ドレイン電極として機能する導電層と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層と、を有する。上記では、ボトムゲート構造のトランジスタを適用した場合を示している。
【０２３１】
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。
【０２３２】
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。
【０２３３】
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。
【０２３４】
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。
【０２３５】
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。
【０２３６】
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。
【０２３７】
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。
【０２３８】
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。
【０２３９】
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。
【０２４０】
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。
【０２４１】
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。
【０２４２】
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。
【０２４３】
また、半導体層は、例えば非単結晶構造でもよい。非単結晶構造は、例えば、ｃ軸に配向した結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ−Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、または、Ｃ−Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  ａｎｄ  Ａ−Ｂ−ｐｌａｎｅ  Ａｎｃｈｏｒｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶構造、微結晶構造、または非晶質構造を含む。非単結晶構造において、非晶質構造は最も欠陥準位密度が高く、ＣＡＡＣ−ＯＳは最も欠陥準位密度が低い。
【０２４４】
非晶質構造の金属酸化物膜は、例えば、原子配列が無秩序であり、結晶成分を有さない。または、非晶質構造の酸化物膜は、例えば、完全な非晶質構造であり、結晶部を有さない。
【０２４５】
なお、半導体層が、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、多結晶構造の領域、ＣＡＡＣ−ＯＳの領域、単結晶構造の領域のうち、二種以上を有する混合膜であってもよい。混合膜は、例えば上述した領域のうち、いずれか二種以上の領域を含む単層構造、または積層構造を有する場合がある。
【０２４６】
＜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。
【０２４７】
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。
【０２４８】
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。
【０２４９】
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。
【０２５０】
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。
【０２５１】
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。
【０２５２】
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。
【０２５３】
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。
【０２５４】
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。
【０２５５】
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。
【０２５６】
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。
【０２５７】
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。
【０２５８】
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。
【０２５９】
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。
【０２６０】
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。
【０２６１】
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。
【０２６２】
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。
【０２６３】
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。
【０２６４】
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。
【０２６５】
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。
【０２６６】
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からの信号の供給を行う信号線駆動回路（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。
【０２６７】
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。
【０２６８】
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。
【０２６９】
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。
【０２７０】
〔導電層〕
トランジスタのゲート、ソースおよびドレインのほか、表示装置を構成する各種配線および電極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、またはタングステンなどの金属、またはこれを主成分とする合金などが挙げられる。またこれらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、チタン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、タングステン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、タングステン膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜または窒化チタン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛等の酸化物を用いてもよい。また、マンガンを含む銅を用いると、エッチングによる形状の制御性が高まるため好ましい。
【０２７１】
また、透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物またはグラフェンを用いることができる。または、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、またはチタンなどの金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）などを用いてもよい。なお、金属材料、合金材料（またはそれらの窒化物）を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすればよい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。これらは、表示装置を構成する各種配線および電極などの導電層や、表示素子が有する導電層（画素電極や共通電極として機能する導電層）にも用いることができる。
【０２７２】
〔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。
【０２７３】
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。
【０２７４】
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。
【０２７５】
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。
【０２７６】
〔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。
【０２７７】
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。
【０２７８】
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。
【０２７９】
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。
【０２８０】
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。
【０２８１】
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。
【０２８２】
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。
【０２８３】
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。
【０２８４】
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。
【０２８５】
〔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。
【０２８６】
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。
【０２８７】
本発明の一態様では、特にトップ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。
【０２８８】
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。
【０２８９】
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。
【０２９０】
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。
【０２９１】
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。
【０２９２】
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。
【０２９３】
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。
【０２９４】
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。
【０２９５】
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。
【０２９６】
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。
【０２９７】
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。
【０２９８】
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。
【０２９９】
〔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。
【０３００】
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。
【０３０１】
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。
【０３０２】
〔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。
【０３０３】
〔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。
【０３０４】
〔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。
【０３０５】
以上が構成要素についての説明である。
【０３０６】
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。
【符号の説明】
【０３０７】
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
１７    ＩＣ
２０    画素ユニット
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
３０ａ    偏光板
３０ｂ    偏光板
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
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
６０    表示素子
６１    トランジスタ
６２    トランジスタ
６３    容量素子
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
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
９５    配線
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
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
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
２２２    導電層
２２３    導電層
２２４    導電層
２３１    半導体層
２４２    接続層
２４３    接続体
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
３６０    発光素子
３６１    基板
３６２    表示部
３６４    回路
３６５    配線
３６６    タッチセンサ
３７２    ＦＰＣ
３７３    ＩＣ
【図１】
2018063399.tif 000003
【図２】
2018063399.tif 000004
【図３】
2018063399.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018063399.tif 000009
【図８】
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【図９】
2018063399.tif 000011
【図１０】
2018063399.tif 000012
【図１１】
2018063399.tif 000013
【図１２】
2018063399.tif 000014
【図１３】
2018063399.tif 000015
【図１４】
2018063399.tif 000016
【図１５】
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