(57)【要約】【課題】輝度を高められる表示装置を提供する。信頼性の高い表示装置を提供する。表示装置の表示品位を高める。使用環境によらず、高い表示品位で映像を表示する。【解決手段】表示装置は、互いに重なる発光素子と、第１の領域と、第２の領域と、を有する。第１の領域は、光が入射する第１の部分、光の一部を反射し、第３の部分に供給する第２の部分、光が射出される第３の部分を有する。第２の領域は、第３の部分から射出される光が入射する第４の部分、光の一部を反射し、第６の部分に供給する第５の部分、光が射出される第６の部分を有する。第１の部分は、第３の部分の面積よりも小さく、且つ第４の部分は、第６の部分の面積よりも小さい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、第１の領域と、第２の領域と、を有し、
前記発光素子、前記第１の領域、及び前記第２の領域とは、互いに重なる部分を有し、
前記発光素子は、光を射出する機能を有し、
前記第１の領域は、第１の部分、第２の部分、及び第３の部分を有し、
前記第１の部分は、前記光が入射する部分であり、
前記第２の部分は、前記光の一部を反射し、前記第３の部分に供給する部分であり、
前記第３の部分は、前記光が射出される部分であり、
前記第２の領域は、第４の部分、第５の部分、及び第６の部分を有し、
前記第４の部分は、前記第３の部分から射出される前記光が入射する部分であり、
前記第５の部分は、前記光の一部を反射し、前記第６の部分に供給する部分であり、
前記第６の部分は、前記光が射出される部分であり、
前記第１の部分は、前記第３の部分の面積よりも小さく、
前記第４の部分は、前記第６の部分の面積よりも小さい、
表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記発光素子は、第１の電極、発光性の物質を含む層、及び第２の電極を有し、
前記第１の電極は、可視光を透過する機能を有し、且つ前記第２の電極と前記第１の領域との間に位置し、
前記第２の電極は、可視光を反射する機能を有する、
表示装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
第１のトランジスタと、当該第１のトランジスタを覆う第１の絶縁層と、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の絶縁層は、第１の開口を有し、
前記第１の領域は、前記第１の開口の内側に位置する、
表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
液晶素子を有し、
前記液晶素子は、第３の電極と、第４の電極と、当該第３の電極と第４の電極の間に液晶と、を有し、
前記第３の電極は、可視光を反射する機能を有し、且つ、前記第４の電極と前記第２の領域との間に第２の開口を有し、
前記第６の部分から射出される前記光は、前記第２の開口を介して射出される、
表示装置。
【請求項５】
請求項４において、
第２のトランジスタと、当該第２のトランジスタを覆う第２の絶縁層と、を有し、
前記第２のトランジスタは、前記液晶素子と電気的に接続され、
前記第２の絶縁層は、第３の開口を有し、
前記第２の領域は、前記第３の開口の内側に位置する、
表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
前記第１の領域と、前記第２の領域との間に、接着層を有する、
表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
前記第２の部分は、可視光を反射し、且つ、筒状の形状を有する第１の光反射層と、当該第１の光反射層の内側に第１の樹脂層と、を有し、
前記第１の光反射層の内側の面は、前記第１の部分側から前記第３の部分側にかけて、連続的に径が大きくなる凸曲面を有する、
表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
前記第５の部分は、可視光を反射し、且つ筒状の形状を有する第２の光反射層と、当該第２の光反射層の内側に第２の樹脂層と、を有し、
前記第２の光反射層の内側の面は、前記第４の部分側から前記第６の部分側にかけて、連続的に径が大きくなる凸曲面を有する、
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、
着色層を有し、
前記着色層は、前記第１の領域と、前記第２の領域との間に位置する、
表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項８のいずれか一において、
着色層を有し、
前記着色層は、前記第１の部分と前記第３の部分の間、または、前記第４の部分と前記第６の部分の間に位置する、
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】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
アクティブマトリクス型液晶表示装置には大きく分けて透過型と反射型の二種類のタイプが知られている。
【０００７】
透過型の液晶表示装置は、冷陰極蛍光ランプやＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などのバックライトを用い、液晶の光学変調作用を利用して、バックライトからの光が液晶を透過して液晶表示装置外部に出力される状態と、出力されない状態とを選択し、明と暗の表示を行わせ、さらにそれらを組み合わせることで、画像表示を行うものである。
【０００８】
また、反射型の液晶表示装置は、液晶の光学変調作用を利用して、外光、即ち入射光が画素電極で反射して装置外部に出力される状態と、入射光が装置外部に出力されない状態とを選択し、明と暗の表示を行わせ、さらにそれらを組み合わせることで、画像表示を行うものである。反射型の液晶表示装置は、透過型の液晶表示装置と比較して、バックライトを使用しないため、消費電力が少ないといった長所を有する。
【０００９】
例えば、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】
【００１０】
【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】
【００１１】
表示装置が適用される電子機器において、使用環境に応じて最適な輝度で画像を表示することが求められている。特に、特に、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、スマートウォッチ、ノート型パーソナルコンピュータ等の、バッテリを電源に用いる機器においては、設置型の機器と異なり、使用環境が変化することが多い。特に、外光の明るい場所などでは、高い輝度で表示することが求められている。
【００１２】
本発明の一態様は、輝度を高められる表示装置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、表示装置の表示品位を高めることを課題の一とする。または、使用環境によらず、高い表示品位で映像を表示することを課題の一とする。または、表示装置の消費電力を低減することを課題の一とする。
【００１３】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。また、明細書等の記載から上記以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一態様は、発光素子と、第１の領域と、第２の領域と、を有する表示装置である。発光素子、第１の領域、及び第２の領域とは、互いに重なる部分を有する。発光素子は、光を射出する機能を有する。第１の領域は、第１の部分、第２の部分、及び第３の部分を有する。第１の部分は、光が入射する部分であり、第２の部分は、光の一部を反射し、第３の部分に供給する部分であり、第３の部分は、光が射出される部分である。第２の領域は、第４の部分、第５の部分、及び第６の部分を有する。第４の部分は、第３の部分から射出される光が入射する部分であり、第５の部分は、光の一部を反射し、第６の部分に供給する部分であり、第６の部分は、光が射出される部分である。また、第１の部分は、第３の部分の面積よりも小さく、第４の部分は、第６の部分の面積よりも小さいことを特徴とする。
【００１５】
また、上記において、発光素子は、第１の電極、発光性の物質を含む層、及び第２の電極を有することが好ましい。このとき、第１の電極は、可視光を透過する機能を有し、且つ第２の電極と第１の領域との間に位置し、第２の電極は、可視光を反射する機能を有することが好ましい。
【００１６】
また、上記において、第１のトランジスタと、当該第１のトランジスタを覆う第１の絶縁層と、を有することが好ましい。このとき、第１のトランジスタは、発光素子と電気的に接続され、第１の絶縁層は、第１の開口を有し、第１の領域は、第１の開口の内側に位置することが好ましい。
【００１７】
また、上記において、液晶素子を有することが好ましい。このとき、液晶素子は、第３の電極と、第４の電極と、当該第３の電極と第４の電極の間に液晶と、を有する構成とする。また、第３の電極は、可視光を反射する機能を有し、且つ、第４の電極と第２の領域との間に第２の開口を有することが好ましい。また、第６の部分から射出される光は、第２の開口を介して射出されることが好ましい。
【００１８】
また、上記において、第２のトランジスタと、当該第２のトランジスタを覆う第２の絶縁層と、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、液晶素子と電気的に接続され、第２の絶縁層は、第３の開口を有し、第２の領域は、第３の開口の内側に位置することが好ましい。
【００１９】
また、上記において、第１の領域と、第２の領域との間に、接着層を有することが好ましい。
【００２０】
また、上記において、第２の部分は、可視光を反射し、且つ、筒状の形状を有する第１の光反射層と、当該第１の光反射層の内側に第１の樹脂層と、を有することが好ましい。さらに、第１の光反射層の内側の面は、第１の部分側から第３の部分側にかけて、連続的に径が大きくなる凸曲面を有することが好ましい。
【００２１】
また、上記において、第５の部分は、可視光を反射し、且つ筒状の形状を有する第２の光反射層と、当該第２の光反射層の内側に第２の樹脂層と、を有することが好ましい。このとき、第２の光反射層の内側の面は、第４の部分側から第６の部分側にかけて、連続的に径が大きくなる凸曲面を有することが好ましい。
【００２２】
また、上記において、第１の領域と、第２の領域との間に位置する着色層を有することが好ましい。または、第１の部分と第３の部分の間、または、第４の部分と第６の部分の間に位置する着色層を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の一態様によれば、輝度を高められる表示装置を提供できる。または、信頼性の高い表示装置を提供できる。または、表示装置の表示品位を高めることができる。または、使用環境によらず、高い表示品位で映像を表示することができる。または、表示装置の消費電力を低減することができる。
【００２４】
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、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施の形態に係る、表示装置の構成例。
【図２】実施の形態に係る、表示装置の構成例。
【図３】実施の形態に係る、表示装置の構成例。
【図４】実施の形態に係る、表示装置の構成例。
【図５】実施の形態に係る、表示装置の構成例。
【図６】実施の形態に係る、表示装置の構成例。
【図７】実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。
【図８】実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。
【図９】実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。
【図１０】実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。
【図１１】実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。
【図１２】実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。
【図１３】実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。
【図１４】実施の形態に係る、表示装置の構成例。
【図１５】実施の形態に係る、表示装置の構成例。
【図１６】実施の形態に係る、トランジスタの構成例。
【図１７】実施の形態に係る、表示装置の構成例。
【図１８】実施の形態に係る、表示装置の回路図。
【図１９】実施の形態に係る、表示装置の回路図。
【図２０】実施の形態に係る、表示モジュールの構成例。
【図２１】実施の形態に係る、電子機器。
【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】
（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、図面を参照して説明する。
【００３３】
［構成例１］
〔構成例１−１〕
図１（Ａ）に、本発明の一態様の表示装置が有する構成を模式的に示した図を示す。
【００３４】
表示装置は、発光部２０と、第１の領域１１ａと、第２の領域１１ｂと、を有する。
【００３５】
発光部２０は、可視光を発する部分である。
【００３６】
第１の領域１１ａは、受光部１２ａと、集光部１３ａと、光射出部１４ａと、を有する。受光部１２ａは発光部２０が発する光２０ａが入射する部分であり、光射出部１４ａは集光部１３ａを透過した光２０ｂを射出する部分である。受光部１２ａの面積は、光射出部１４ａよりも大きい。集光部１３ａは、受光部１２ａと光射出部１４ａとの間に位置する。集光部１３ａはその内部の側面（内壁ともいう）が可視光を反射する機能を有する。
【００３７】
また、集光部１３ａの内壁は、光射出部１４ａから受光部１２ａにかけて連続的に幅が大きくなるように湾曲した形状となっている。言い換えると、集光部１３ａの発光面に垂直な断面において、対向する一対の内壁の表面が双曲線の一部を切り取ったような形状を有する。
【００３８】
第２の領域１１ｂは、第１の領域１１ａと概略同様の形状を有する。第２の領域１１ｂは、受光部１２ｂと、集光部１３ｂと、光射出部１４ｂと、を有する。受光部１２ｂは、第１の領域１１ａの光射出部１４ａから射出された光２０ｂが入射する部分であり、光射出部１４ｂは、集光部１３ｂを透過した光２０ｃを射出する部分である。
【００３９】
ここで、受光部１２ｂの面積は、受光部１２ａよりも小さいことが好ましい。また、光射出部１４ｂの面積は、光射出部１４ａの面積よりも小さいことが好ましい。
【００４０】
発光部２０から発せられた光２０ａの一部は、まず第１の領域１１ａの受光部１２ａに入射し、集光部１３ａを透過して光射出部１４ａから光２０ｂが射出される。このとき、発光部２０から発せられる光２０ａの輝度（単位面積あたりの光束）よりも、光射出部１４ａから射出される光２０ｂの輝度が高くなる。
【００４１】
さらに、第１の領域１１ａの光射出部１４ａから射出された光２０ｂのほとんどは、受光部１２ｂに入射し、集光部１３ｂを透過して光射出部１４ｂから光２０ｃが射出される。このとき、受光部１２ｂに入射される光２０ｂの輝度よりも、光射出部１４ｂから射出される光２０ｃの輝度が高くなる。
【００４２】
このように、第１の領域１１ａと第２の領域１１ｂの２つを介して射出される光２０ｃは、発光部２０が発する光２０ａよりも極めて高い輝度となる。また、第１の領域１１ａ及び第２の領域１１ｂを有さない場合（すなわち、光２０ａがそのまま射出される場合）と比較したとき、同じ輝度を得るために必要な発光部２０が発する光２０ａの輝度を低くすることができる。例えば発光部２０にエレクトロルミネセンス素子を用いた場合に、当該素子に流す電流密度を低くできるため、信頼性の低下を抑制することができる。
【００４３】
〔構成例１−２〕
図１（Ｂ）には、光反射部３０を有する構成を示している。光反射部３０は、外光を反射した反射光である光３０ａを発する機能を有する。
【００４４】
また光反射部３０は、第２の領域１１ｂの光射出部１４ｂと重なる開口を有し、当該開口から光２０ｃが射出される。
【００４５】
ここで、光反射部３０が有する開口の面積は、発光部２０の面積よりも小さいことが好ましい。表示装置は、発光部２０が発し、第１の領域１１ａ及び第２の領域１１ｂにより輝度が高められた光２０ｃと、光反射部３０で反射される光３０ａと、により、階調を表現することができる。
【００４６】
ここで、表示に寄与する部分の面積は、発光部２０の面積（発光面積）と、光反射部３０の面積（反射面積）の和となる。したがって、表示装置の表示領域の面積に対する、表示に寄与する部分の面積の割合を開口率としたとき、開口率を１００％より大きく、２００％未満とすることができる。すなわち、第１の領域１１ａ及び第２の領域１１ｂを有さない場合に比べて、開口率を極めて大きいものとすることができる。
【００４７】
開口率の好ましい値としては、例えば１００％より大きく２００％未満、好ましくは１２０％より大きく２００％未満、より好ましくは１４０％より大きく２００％未満である。開口率が高いほど、表示部が表示可能な最大輝度を高めることができる。さらに、開口率が高いほど、発光部に設けられる発光素子の劣化が抑制され、表示装置の信頼性を高めることができる。
【００４８】
以上が構成例１についての説明である。
【００４９】
［構成例２］
以下では、本発明の一態様のより具体的な構成例について、図面を参照して説明する。
【００５０】
図２は、本発明の一態様の表示装置１０を表示面側からみたときの斜視図である。表示装置１０は、基板２１と基板３１を有する。図２では、基板３１を破線で示している。
【００５１】
表示装置１０は、基板２１と基板３１との間に、表示部３２、回路部３４、配線３５等を有する。また、図２では、基板３１にＩＣ３７とＦＰＣ３６が実装されている例を示している。そのため、図２に示す表示装置１０は、表示モジュールとも呼ぶことができる。
【００５２】
回路部３４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。
【００５３】
配線３５は、表示部３２または回路部３４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、ＦＰＣ３６を介して外部から入力されるか、ＩＣ３７から入力される。
【００５４】
また、図２では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式等により、基板３１にＩＣ３７が設けられている例を示している。ＩＣ３７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ＩＣ３７は必要でなければ設けなくてもよい。またＩＣ３７は、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）方式等により、ＦＰＣ３６に実装してもよい。
【００５５】
〔断面構成例２−１〕
以下では、本発明の一態様の表示装置の断面構成例について説明する。
【００５６】
図３に、以下で例示する断面構成例を示す。図３は、図２で示した表示装置１０の表示部３２の一部の断面構成の一例である。また、図３に示す構成は、図１（Ａ）で例示した構成に対応した、より具体的な断面構成例である。
【００５７】
表示装置１０は、基板２１と基板３１の間に、発光素子６０、トランジスタ７０、第１の領域１１ａ、及び第２の領域１１ｂを有する。また第１の領域１１ａと第２の領域１１ｂとの間に、接着層９９を有する。
【００５８】
トランジスタ７０は、ゲートとして機能する導電層７１と、半導体層７２と、一部がゲート絶縁層として機能する絶縁層８２と、ソース又はドレインの一方として機能する導電層７３ａと、ソース又はドレインの他方として機能する導電層７３ｂと、を有する。また、トランジスタ７０は、一部が第２のゲート絶縁層として機能する絶縁層８３と、第２のゲートとして機能する導電層７４と、を有する。
【００５９】
トランジスタ７０は、絶縁層８１の基板２１側の面上に設けられている。絶縁層８１の基板２１側には、それぞれトランジスタ７０のゲート絶縁層として機能する絶縁層８２及び絶縁層８３と、トランジスタ７０を覆う絶縁層８４、絶縁層８５、絶縁層８６、絶縁層８７等が設けられている。
【００６０】
発光素子６０は、導電層６１と、導電層６３と、これらの間に位置するＥＬ層６２と、を有する。また導電層６３を覆って絶縁層６４が設けられている。導電層６１は可視光を透過する機能を有し、導電層６３は可視光を反射する機能を有する。すなわち、発光素子６０は、被形成面側に光を射出する、いわゆるボトムエミッション型の発光素子である。
【００６１】
導電層６１は、絶縁層８６の基板２１側に設けられている。導電層６１は、絶縁層８６、絶縁層８５、絶縁層８４、及び絶縁層８３に設けられた開口を介して、導電層７３ｂと電気的に接続され、これにより、発光素子６０とトランジスタ７０とが電気的に接続されている。
【００６２】
また、絶縁層６４と基板２１とは、接着層８９により貼り合わされている。
【００６３】
基板３１の基板２１側の面には、絶縁層９６と絶縁層９７とが積層して設けられている。また、絶縁層９７と絶縁層８１とは、接着層９９により貼り合わされている。
【００６４】
絶縁層８５、絶縁層８６、及び絶縁層８７は、それぞれ平坦化膜として機能することが好ましく、有機樹脂を含むことが好ましい。また、絶縁層８１、絶縁層８２、絶縁層８３、絶縁層８４は、それぞれ無機絶縁性材料を含むことが好ましい。
【００６５】
第１の領域１１ａは、発光素子６０と重なる位置に設けられている。以下、第１の領域１１ａの構成について説明する。図４に、第１の領域１１ａ及びその近傍の拡大図を示す。
【００６６】
絶縁層８２と絶縁層８３に開口部が設けられ、当該開口部を覆って絶縁層８４が設けられている。また、絶縁層８４を覆う絶縁層８５には、絶縁層８２と絶縁層８３に設けられた開口部と重なる位置に、開口部が設けられている。さらに、絶縁層８５の開口部の側面に沿って、光反射層１５ａが設けられている。そして、絶縁層８５の開口部を埋めるように、絶縁層８６が設けられている。
【００６７】
絶縁層８５の開口部は、被形成面側（基板３１側）から基板２１側にかけて、連続的に径が広がる凸曲面形状を有する。言い換えると、絶縁層８５は、側面と被形成面の成す角の角度が、被形成面側から連続的に小さくなる、いわゆるテーパ形状を有する。したがって、絶縁層８５の開口部の側面に沿って設けられる光反射層１５ａの表面も同様の形状となる。すなわち、光反射層１５ａの表面は、基板３１側から基板２１側にかけて、連続的に径が広がる凸曲面を有する。
【００６８】
受光部１２ａは、光反射層１５ａの湾曲した表面に囲まれた領域のうち、基板２１側の端部に相当する。より具体的には、光反射層１５ａの表面に接する平面と、表示面に平行な面との成す角（以下、傾斜角ともいう）が角度θである光反射層１５ａの表面上の点を結ぶ閉曲線に囲まれた領域を、受光部１２ａとすることができる。ここで、上述した表示面に平行な面に代えて、基板２１の表面、基板３１の表面、絶縁層８１の表面、導電層６１の表面を、光反射層１５ａの表面の傾斜角を推し量るための基準面としてもよい。また、上記角度θは、４５度よりも大きく、９０度以下とすることができる。
【００６９】
また、光反射層１５ａは、その表面の傾斜角が５０度以上、好ましくは６０度以上、より好ましくは７０度以上、さらに好ましくは８０度以上であって、９０度以下である部分を有することが好ましい。傾斜角が９０度に近いほど、集光部１３ａにおける光の反射頻度が低減するため好ましい。
【００７０】
または、単に光反射層１５ａの基板２１側の端部を結ぶ閉曲線に囲まれた領域を、受光部１２ａとしてもよい。
【００７１】
光射出部１４ａは、光反射層１５ａの基板３１側の端部を結ぶ閉曲線に囲まれた領域に相当する。
【００７２】
集光部１３ａは、受光部１２ａと、光射出部１４ａの間の領域に相当する。
【００７３】
光射出部１４ａの面積と受光部１２ａの面積の差が大きいほど、光射出部１４ａから射出される光の強度を高めることができる。例えば、受光部１２ａの面積は、光射出部１４ａの面積の１倍よりも大きく１００倍以下、好ましくは１．５倍以上５０倍以下、より好ましくは２倍以上２５倍以下とすることが好ましい。
【００７４】
また、第１の領域１１ａの高さが高いほど好ましい。言い換えると、受光部１２ａと光射出部１４ａの間の距離、または集光部１３ａの高さが大きいほど好ましい。例えば、第１の領域１１ａは、断面において、光射出部１４ａの幅に対する、第１の領域１１ａの高さの比が、０．５以上１０以下、好ましくは０．６以上５以下、より好ましくは、０．７以上３以下である部分を有することが好ましい。
【００７５】
また、集光部１３ａに位置する絶縁層８６は、屈折率が高いことが好ましい。より具体的には、絶縁層８６は、絶縁層８５、絶縁層８３、絶縁層８２、絶縁層８１、接着層９９の少なくとも一よりも屈折率の高い材料を用いることが好ましい。例えば、絶対屈折率が１よりも大きく２．５以下、好ましくは１．２以上２．０以下、より好ましくは、１．３以上１．９以下である材料を用いることが好ましい。
【００７６】
光反射層１５ａとしては、可視光領域の光に対する反射率の高い材料を用いることが好ましい。例えば、アルミニウムまたは銀を含む材料を用いることが好ましい。
【００７７】
以上が、第１の領域１１ａについての説明である。
【００７８】
図３に示すように、第２の領域１１ｂは、絶縁層９６に設けられた開口部と、絶縁層９６の開口部の側面に沿って設けられた光反射層１５ｂと、絶縁層９６の開口部を埋めるように設けられた絶縁層９７の一部と、により形成されている。
【００７９】
第２の領域１１ｂは、受光部１２ｂ、集光部１３ｂ、及び光射出部１４ｂを有する。第２の領域１１ｂの好ましい形状や、構成については、上記第１の領域１１ａの説明を援用できる。
【００８０】
図３に示す構成では、絶縁層８２及び絶縁層８３の一部が開口され、発光素子６０の光路上に位置しない例を示している。このように、発光素子６０の光路上に存在する界面の数を出来るだけ減らすことで、界面散乱の影響を低減し、光取り出し効率を高めることができる。
【００８１】
また、絶縁層８４が絶縁層８２及び絶縁層８３の開口部における側面を覆って設けられている。これにより、絶縁層８２及び絶縁層８３の側面が露出しないため、絶縁層８１と絶縁層８２の界面、または絶縁層８２と絶縁層８３の界面を経由し、不純物がトランジスタ７０へ拡散することを防ぐことができる。
【００８２】
以上が、断面構成例２−１についての説明である。
【００８３】
〔断面構成例２−２〕
以下では、本発明の一態様の表示装置の例として、反射型の液晶素子と、発光素子の両方を有し、発光モード、反射モード、およびハイブリッドモードの表示を行うことのできる、表示装置（表示パネル）の例を説明する。このような表示パネルを、ＥＲ−Ｈｙｂｒｉｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ（Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  Ｈｙｂｒｉｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ、または、Ｅｍｉｓｓｉｏｎ／Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  Ｈｙｂｒｉｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ）とも呼ぶことができる。
【００８４】
このような表示パネルの一例としては、可視光を反射する電極を備える液晶素子と、発光素子とを積層して配置した構成が挙げられる。このとき、可視光を反射する電極が開口を有し、当該開口と発光素子とが重ねて配置されていることが好ましい。これにより、発光モードでは当該開口を介して発光素子からの光が射出されるように駆動することができる。また、平面視において、液晶素子と発光素子を並べて配置した場合と比べて、これらを積層して配置することで、液晶素子と発光素子の両方を有する画素の大きさを小さくすることができるため、より高精細な表示装置を実現できる。
【００８５】
このような表示パネルは、屋外など外光の明るい場所では反射モードで表示することにより、極めて電力消費が低い駆動を行うことができる。また夜間や室内など外光が暗い場所では、発光モードで表示することにより、最適な輝度で画像を表示することができる。さらに、発光モードと反射モードの両方のモードで表示することにより、極めて外光が明るい場所であっても従来の表示パネルに比べて、低い消費電力で、且つコントラストの高い表示を行うことができる。
【００８６】
図５に、以下で例示する断面構成例を示す。図５に示す構成は、図１（Ｂ）で示した構成に対応した、より具体的な断面構成例である。また、図５に示す構成は、図３で例示した構成と比較して、接着層９９と基板３１の間の構成が主に相違している。なお、図５では、図３で示したトランジスタ７０に代えて、トランジスタ７０ａを有する。
【００８７】
表示装置は、接着層９９と基板３１との間に、液晶素子４０、接続部８０、トランジスタ７０ｂ、第２の領域１１ｂ、着色層５４等を有する。トランジスタ７０ｂと液晶素子４０の間には、絶縁層９１及び絶縁層９２が設けられている。
【００８８】
トランジスタ７０ｂは、絶縁層９２の基板２１側の面に設けられている。絶縁層９２の基板２１側には、絶縁層９３、絶縁層９４、絶縁層９５、絶縁層９６、絶縁層９７等が積層して設けられている。絶縁層９３および絶縁層９４は、それぞれ一部がトランジスタ７０ｂのゲート絶縁層として機能する。絶縁層９６及び絶縁層９７は、それぞれ平坦化層として機能することが好ましい。
【００８９】
絶縁層９２の基板３１側には、導電層２３ａと導電層２３ｂが積層して設けられている。また導電層２３ａと導電層２３ｂを覆って、絶縁層９１が設けられている。また、導電層２３ａの基板３１側には、配向膜２６ａが設けられている。一方、基板３１の基板２１側の面には、導電層２５と配向膜２６ｂが積層して設けられている。配向膜２６ａと配向膜２６ｂの間に、液晶２４が挟持されている。導電層２３ａ、液晶２４、及び導電層２５により液晶素子４０が構成されている。
【００９０】
また表示装置は、絶縁層９１の両面に設けられる導電層同士を電気的に接続する接続部８０を有する。図５では、接続部８０が、絶縁層９１及び絶縁層９２に設けられた開口と、当該開口に位置し、トランジスタ７０ｂ等のゲートと同一の導電膜を加工して得られた導電層と、を有する構成を示している。トランジスタ７０ｂのソース又はドレインの一方と導電層２３ｂは、接続部８０を介して電気的に接続されている。
【００９１】
図５に示すように、接続部８０と重なる領域において、導電層２３ａの表面が平坦であるため、接続部８０が設けられる部分も液晶素子４０の表示領域として機能させることができる。特に高精細な表示装置においては、一つの画素の占有面積に対する接続部８０の面積の割合が高くなるため、この領域を表示領域として使用できることで、高い開口率を実現することができる。
【００９２】
導電層２３ａは、可視光を透過する機能を有する。また導電層２３ｂは、可視光を反射する機能を有する。したがって液晶素子４０は、反射型の液晶素子として機能する。
【００９３】
また、可視光を反射する導電層２３ｂには、発光素子６０、第１の領域１１ａ、及び第２の領域１１ｂと重なる領域において、開口部が設けられている。発光素子６０から射出された光は、当該開口部、及び可視光を透過する導電層２３ａ等を介して、基板３１側に射出される。
【００９４】
第２の領域１１ｂの構成について説明する。上述した導電層２３ｂの開口部を覆って絶縁層９１が設けられている。また当該開口部と重なる位置に、絶縁層９２、絶縁層９３、及び絶縁層９４に開口部が形成され、当該開口部における側面を覆って絶縁層９５が設けられている。また、絶縁層９６には、絶縁層９２、絶縁層９３、及び絶縁層９４の開口部と重なる位置に、開口部が設けられている。さらに、絶縁層９６の開口部の側面、及び絶縁層９５の側面に沿って、光反射層１５ｂが設けられている。そして、絶縁層９６の開口部を埋めるように、絶縁層８７が設けられている。
【００９５】
第２の領域１１ｂは、受光部１２ｂ、集光部１３ｂ、及び光射出部１４ｂを有する。第２の領域１１ｂの好ましい形状や、構成については、上記の説明を援用できる。
【００９６】
第１の領域１１ａと第２の領域１１ｂとの間には、着色層５４が設けられている。着色層５４は、絶縁層９７の基板２１側の面に設けられている。
【００９７】
図５に示す表示装置は、発光素子６０と電気的に接続するトランジスタ７０ａと、液晶素子４０と電気的に接続するトランジスタ７０ｂを有するため、液晶素子４０と発光素子６０をそれぞれ独立に制御することが可能である。
【００９８】
図５では、液晶素子４０と基板３１との間に着色層を有さない構成としたが、図６に示すように、着色層５４ａを有する構成としてもよい。またこのとき、着色層５４ａと導電層２５との間に、平坦化層として機能する絶縁層９８を有することが好ましい。またこのとき、着色層５４を有さない構成としてもよく、その場合には第１の領域１１ａと第２の領域１１ｂの間の距離を縮小することが可能となる。
【００９９】
［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について、図面を参照して説明する。ここでは、上記断面構成例２−２及び図５で例示した表示装置の作製方法について説明する。
【０１００】
図７〜１３に示す各図は、以下で説明する作製方法に係る、工程の各段階における断面概略図である。
【０１０１】
なお、表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スパッタリング法、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅ  Ｌａｓｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、原子層成膜（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を用いて形成することができる。ＣＶＤ法としては、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）法や、熱ＣＶＤ法でもよい。熱ＣＶＤ法の例として、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  ＣＶＤ）法を使ってもよい。
【０１０２】
また、表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等の方法により形成することができる。
【０１０３】
また、表示装置を構成する薄膜を加工する際には、フォトリソグラフィ法等を用いて加工することができる。または、遮蔽マスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を形成してもよい。または、ナノインプリント法、サンドブラスト法、リフトオフ法などにより薄膜を加工してもよい。
【０１０４】
フォトリソグラフィ法としては、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、エッチング等により当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法と、感光性を有する薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法と、がある。
【０１０５】
フォトリソグラフィ法において、露光に用いる光は、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、またはこれらを混合させた光を用いることができる。そのほか、紫外線やＫｒＦレーザ光、またはＡｒＦレーザ光等を用いることもできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。また、露光に用いる光として、極端紫外光（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ−ｖｉｏｌｅｔ）やＸ線を用いてもよい。また、露光に用いる光に換えて、電子ビームを用いることもできる。極端紫外光、Ｘ線または電子ビームを用いると、極めて微細な加工が可能となるため好ましい。なお、電子ビームなどのビームを走査することにより露光を行う場合には、フォトマスクは不要である。
【０１０６】
薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウェットエッチング法、サンドブラスト法などを用いることができる。
【０１０７】
〔剥離層４３ａ、絶縁層８１の形成〕
まず、支持基板４４ａ上に、剥離層４３ａと絶縁層８１を形成する（図７（Ａ））。
【０１０８】
支持基板４４ａとしては、装置内または装置間における搬送が容易な程度に剛性を有する基板を用いることができる。また、作製工程にかかる熱に対して耐熱性を有する基板を用いる。例えば、厚さ０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下のガラス基板を用いることができる。
【０１０９】
剥離層４３ａ及び絶縁層８１に用いる材料としては、剥離層４３ａと絶縁層８１の界面、または剥離層４３ａ中で剥離が生じるような材料を選択することができる。
【０１１０】
例えば、剥離層４３ａ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、絶縁層８２として、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の層を積層して用いることができる。なお、本明細書中において、酸化窒化物は、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い材料を指し、窒化酸化物は、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を指す。剥離層４３ａに高融点金属材料を用いると、その後の工程において、高い温度での処理が可能となるため、材料や形成方法の選択の自由度が高まるため好ましい。
【０１１１】
剥離層４３ａとして、タングステンと酸化タングステンの積層構造を用いた場合では、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８２の界面で剥離することができる。
【０１１２】
または剥離層４３ａとして、有機樹脂を用い、支持基板４４ａと剥離層４３ａとの界面、または剥離層４３ａ中、または剥離層４３ａと絶縁層８１の界面で剥離する構成としてもよい。
【０１１３】
剥離層４３ａ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。なお、剥離層４３ａとしては、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。
【０１１４】
有機樹脂を含む剥離層４３ａは、まずスピンコート、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４４ａ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４３ａを形成することができる。
【０１１５】
例えば、剥離層４３ａに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。
【０１１６】
剥離層４３ａに有機樹脂を用いる場合、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４３ａ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や、多重露光技術などを用いればよい。
【０１１７】
剥離層４３ａに有機樹脂を用いた場合、剥離層４３ａ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。
【０１１８】
または、剥離層４３ａに接して、酸素、水素、または水などを含む層を設け、加熱処理により剥離層４３ａ中、または剥離層４３ａと当該層との界面に酸素、水素、または水などを供給することにより、剥離性を向上させてもよい。これにより、レーザ装置等を用いる必要が無いため、より低コストで表示装置を作製することができる。
【０１１９】
また、剥離後に、発光素子６０や液晶素子４０の光の経路上に剥離層４３ａが残存する場合がある。剥離層４３ａが可視光の一部を吸収する場合には、剥離層４３ａ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、これを除去することが好ましい。例えば、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４３ａを除去することができる。
【０１２０】
〔トランジスタ７０ａの形成〕
続いて、絶縁層８１上に導電層７１を形成する。導電層７１は、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。
【０１２１】
続いて、絶縁層８１及び導電層７１を覆って絶縁層８２を形成する。
【０１２２】
続いて、半導体層７２を形成する。半導体層７２は、半導体膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該半導体膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。
【０１２３】
続いて、導電層７３ａ及び導電層７３ｂを形成する。導電層７３ａ及び導電層７３ｂは、導電層７１と同様の方法により形成できる。
【０１２４】
続いて、絶縁層８２、導電層７３ａ、導電層７３ｂ、及び半導体層７２を覆って絶縁層８３を形成する。
【０１２５】
続いて、絶縁層８３上に半導体層７２と重なる導電層７４を形成する。導電層７４は、導電層７１と同様の方法により形成できる。
【０１２６】
以上の工程により、トランジスタ７０ａを形成することができる（図７（Ｂ））。
【０１２７】
〔開口部の形成〕
続いて、絶縁層８３及び絶縁層８２に開口部を形成する。開口部は、絶縁層８３上にレジストマスクを形成し、絶縁層８３及び絶縁層８２を順にエッチングすることにより形成できる。このとき、絶縁層８１がエッチングにより消失しない条件でエッチングを行うことが好ましい。なお、後に形成する絶縁層８４と剥離層４３ａとの間で剥離が可能な場合や、剥離層４３ａと支持基板４４ａとの間で剥離を行う場合には、絶縁層８１もエッチングにより除去してもよい。
【０１２８】
〔絶縁層８４の形成〕
続いて、トランジスタ７０ａを覆う絶縁層８４を形成する（図７（Ｃ））。絶縁層８４は、上記絶縁層８３及び絶縁層８２の開口部における側面を覆って設ける。
【０１２９】
絶縁層８４には、水や水素などが拡散しにくい材料を用いることが好ましい。例えば、絶縁層８４として、無機絶縁膜を用いることができる。絶縁層８４として、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、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、または窒化酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料の層を、単層で、または積層して用いることができる。これにより、絶縁層８４はトランジスタ７０ａの保護層として機能する。
【０１３０】
なお、図７（Ｃ）に示すように、絶縁層８２及び絶縁層８３の開口部における側面がテーパ形状を有するように、絶縁層８２及び絶縁層８３が加工されていることが好ましい。これにより、絶縁層８２及び絶縁層８３の側面を覆う絶縁層８４の一部を、図７（Ｃ）に示すように傾斜させることができる。
【０１３１】
〔絶縁層８５、光反射層１５ａの形成〕
続いて、絶縁層８４を覆って、開口部を有する絶縁層８５を形成する。絶縁層８５に感光性の材料を用いることで、フォトリソグラフィ法等により開口部を形成することができる。なお絶縁層８５として、絶縁膜を成膜した後に、レジストマスクを用いて当該絶縁膜の一部をエッチングして開口部を形成してもよい。絶縁層８５に有機絶縁材料を用いると、その上面の平坦性を高めることができるため好ましい。
【０１３２】
このように、トランジスタ７０ａを覆う絶縁層として、無機絶縁材料を含む絶縁層８４と、有機絶縁材料を含む絶縁層８５の積層構造を有する構成とすることで、バリア性と平坦性を両立できるため好ましい。
【０１３３】
また、絶縁層８５に有機絶縁材料を用いることで、絶縁層８４の開口部近傍の形状を、なだらかな曲面形状にすることが容易となる。
【０１３４】
続いて、光反射層１５ａを形成する（図７（Ｄ））。光反射層１５ａは、光反射性の膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該光反射性の膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。
【０１３５】
光反射層１５ａに用いる光反射性の膜としては、例えば金属膜または合金膜を用いることができる。
【０１３６】
〔絶縁層８６の形成〕
続いて、絶縁層８５、光反射層１５ａを覆って絶縁層８６を形成する（図７（Ｅ））。絶縁層８６は、絶縁層８２、絶縁層８３、及び絶縁層８５に形成された開口部と重なる部分において、凹部を埋めるように形成する。絶縁層８６として、有機絶縁材料を用いると、凹部の埋め込み性と、表面の平坦性を高めることができるため好ましい。
【０１３７】
絶縁層８６を形成することにより、第１の領域１１ａが形成される。
【０１３８】
〔導電層６１、絶縁層８７の形成〕
続いて、絶縁層８６、絶縁層８５、絶縁層８４、及び絶縁層８３に、導電層７３ｂ等に達する開口を形成する。
【０１３９】
続いて、絶縁層８６上に導電層７３ｂと電気的に接続する導電層６１を形成する。導電層６１は、導電層７１等と同様の方法により形成できる。
【０１４０】
続いて、導電層６１の端部を覆う絶縁層８７を形成する（図８（Ａ））。絶縁層８７は、絶縁層８５等と同様の方法により形成できる。
【０１４１】
〔発光素子６０の形成〕
続いて、導電層６１の上面が露出した部分、及び絶縁層８７上に、ＥＬ層６２、導電層６３を積層して形成する。これにより、発光素子６０が形成される。
【０１４２】
ＥＬ層６２は、代表的には蒸着法により形成できる。ＥＬ層６２のうち、少なくとも一つの層を、画素間で作り分ける場合には、メタルマスクなどの遮蔽マスクを用いた蒸着法を用いて形成することができる。また、ＥＬ層６２は、インクジェット法等を用いて形成してもよい。
【０１４３】
〔絶縁層６４の形成〕
続いて、導電層６３上に絶縁層６４を形成することが好ましい。絶縁層６４は、スパッタリング法やＡＬＤ法などの、形成温度を低くしても緻密な膜を形成できる成膜方法を用いることが好ましい。また、無機絶縁材料を含む膜と、有機絶縁材料を含む膜の積層構造としてもよい。
【０１４４】
例えば、導電層６３上にスパッタリング法により絶縁膜を成膜し、この上にＡＬＤ法によりさらに絶縁膜を成膜することで、積層構造を有する絶縁層６４とすることが好ましい。スパッタリング法は、成膜速度を高めることが容易であるため、十分なバリア性能が得られる程度に厚い絶縁膜を形成するのに適している。さらに、ＡＬＤ法は、極めて段差被覆性が高い成膜方法であるため、スパッタリング法により形成した絶縁膜のピンホールや欠陥を埋めることができる。このような方法により、極めてバリア性に優れた絶縁層６４を形成することができる。
【０１４５】
〔基板２１の貼り合せ〕
続いて、絶縁層６４と基板２１とを、接着層８９を用いて貼り合せる（図８（Ｃ））。接着層８９としては、硬化性の樹脂等を用いることができる。
【０１４６】
〔支持基板４４ａの剥離〕
続いて、絶縁層８１と剥離層４３ａとの間で剥離することにより、支持基板４４ａ及び剥離層４３ａを除去する（図９（Ａ））。
【０１４７】
絶縁層８１と支持基板４４ａとを剥離する方法としては、機械的な力を加えることや、剥離層をエッチングすること、または支持基板４４ａの端部に液体を滴下する、または支持基板４４ａを液体に含浸させるなどし、剥離界面に液体を浸透させることなどが、一例として挙げられる。または、剥離界面を形成する２層の熱膨張率の違いを利用し、支持基板４４ａを加熱または冷却することにより剥離を行ってもよい。
【０１４８】
また、剥離を行う前に、剥離界面の一部を露出させる処理を行ってもよい。例えばレーザや鋭利な部材などにより、剥離層４３ａ上の絶縁層８１の一部を除去する。これにより、絶縁層８１が除去された部分を出発点（起点）として、剥離を進行させることができる。
【０１４９】
また、上述したように、剥離層４３ａにレーザ光を照射することで、剥離性を高めてもよい。または、剥離層４３ａの形成後から、剥離工程まで間の工程で、加熱処理を行うことで、剥離性を向上させてもよい。
【０１５０】
剥離を終えた後、絶縁層８１の表面に剥離層４３ａの一部が残存している場合がある。その場合、残存した剥離層４３ａを洗浄、エッチング、プラズマ処理、または拭き取りなどを行うことにより除去してもよい。また、残存した剥離層４３ａが表示装置１０の動作や、表示品位に影響のない場合には、除去しなくてもよい。その場合には、絶縁層８１と後述する接着層９９との間に、剥離層４３ａに含まれる元素を含む層が残存する。
【０１５１】
この段階における断面概略図が、図９（Ｂ）に相当する。
【０１５２】
〔剥離層４３ｂ、絶縁層４５の形成〕
支持基板４４ｂ上に、剥離層４３ｂと、絶縁層４５を積層して形成する。
【０１５３】
支持基板４４ｂは、上記支持基板４４ａと同様の基板を用いることができる。また、剥離層４３ｂ及び絶縁層４５は、上記剥離層４３ａまたは絶縁層８１と同様の方法により形成することができる。
【０１５４】
〔導電層２３ａ及び導電層２３ｂの形成〕
続いて、絶縁層４５上に導電層２３ａを形成する。導電層２３ａとしては、酸化物導電性材料を用いることが好ましい。導電層２３ａとして酸化物導電性材料を用いることで、後述する第２の領域１１ｂと重なる領域に導電層２３ａが位置していても、光を透過させることができる。導電層２３ａとしては、例えば金属酸化物や、低抵抗化された酸化物半導体材料を用いることができる。
【０１５５】
導電層２３ａに酸化物半導体材料を用いる場合には、プラズマ処理や熱処理等により、酸化物半導体材料中に酸素欠損を生じさせることによりキャリア密度を高めてもよい。また酸化物半導体材料中に、水素や窒素の他、アルゴンなどの希ガス等の不純物を導入することによりキャリア密度を高めてもよい。また導電層２３ａ上に形成する導電層２３ｂとして、酸素が拡散しやすい材料を用いることで、酸化物半導体中の酸素を低減させてもよい。なお、上述した方法を二以上適用してもよい。
【０１５６】
続いて、導電層２３ａ上に開口部を有する導電層２３ｂを形成する（図１０（Ａ））。導電層２３ｂとしては、金属、または合金材料含む単層構造、または積層構造を用いることができる。導電層２３ｂとして積層構造を用いる場合には、導電層２３ａと接する層に、それ以外の層よりも反射率の高い材料を用いることが好ましい。
【０１５７】
〔絶縁層９１、絶縁層９２の形成〕
続いて、導電層２３ａ及び導電層２３ｂを覆って絶縁層９１及び絶縁層９２を積層して形成する（図１０（Ｂ））。絶縁層９１及び絶縁層９２には、それぞれ無機絶縁材料を用いることが好ましい。
【０１５８】
なお、図１０（Ｂ）等では、絶縁層９２の上面が平坦であるように示したが、実際には下側に設けられる層の上面形状を反映した凹凸形状を有していてもよい。
【０１５９】
〔接続部８０の形成〕
続いて、絶縁層９２及び絶縁層９１に、導電層２３ｂに達する開口部を形成する。
【０１６０】
続いて、絶縁層９２上に導電層７１を形成する。このとき同時に、絶縁層９２及び絶縁層９１に設けられた開口部と重なる部分に、導電層２３ｂと電気的に接続される導電層を形成する。これにより、接続部８０を形成することができる（図１０（Ｃ））。
【０１６１】
〔トランジスタ７０ｂの形成〕
続いて、絶縁層９３、半導体層７２、導電層７３ａ、導電層７３ｂ、絶縁層９４、及び導電層７４を形成することにより、トランジスタ７０ｂを形成する（図１０（Ｄ））。
【０１６２】
絶縁層９３及び絶縁層９４は、上記絶縁層８２または絶縁層８３と同様の方法により形成することができる。
【０１６３】
〔開口部の形成〕
続いて、絶縁層９４、絶縁層９３、及び絶縁層９２に開口部を形成する。開口部は、絶縁層９４上にレジストマスクを形成し、絶縁層９４、絶縁層９３及び絶縁層９２を順にエッチングすることにより形成できる。このとき、絶縁層９１がエッチングにより消失しない条件でエッチングを行うことが好ましい。
【０１６４】
〔絶縁層９５の形成〕
続いて、トランジスタ７０ｂを覆う絶縁層９５を形成する（図１０（Ｅ））。絶縁層９５は、絶縁層９４、絶縁層９３、及び絶縁層９２の開口部における側面を覆って設ける。絶縁層９５としては、上記絶縁層８４と同様の方法により形成することができる。
【０１６５】
〔絶縁層９６、光反射層１５ｂの形成〕
続いて、絶縁層９５を覆って、開口部を有する絶縁層９６を形成する。絶縁層９６は、上記絶縁層８５と同様の方法により形成することができる。
【０１６６】
続いて、絶縁層９６の開口部に位置する光反射層１５ｂを形成する（図１１（Ａ））。光反射層１５ｂは、上記光反射層１５ａと同様の方法により形成することができる。
【０１６７】
〔絶縁層９７の形成〕
続いて、絶縁層９６、光反射層１５ｂを覆って絶縁層９７を形成する。絶縁層９７は、絶縁層９２、絶縁層９３、絶縁層９４、及び絶縁層９６に形成された開口部と重なる部分において、凹部を埋めるように形成する。絶縁層９７は、絶縁層８６と同様の方法により形成することができる。
【０１６８】
絶縁層９６を形成することにより、第２の領域１１ｂが形成される。
【０１６９】
続いて、絶縁層９６上に着色層５４を形成する（図１１（Ｂ））。着色層５４は、絶縁層８５等と同様の方法により形成できる。
【０１７０】
〔支持基板４４ｃの貼り合せ〕
続いて、接着層４６ａを用いて、支持基板４４ｃと絶縁層９７とを貼り合せる。支持基板４４ｃは、上記支持基板４４ａ等と同様の材料を用いることができる。また、接着層４６ａは、後に容易に剥がすことのできる材料を用いることが好ましい。たとえば、接着層４６ａとして粘着性の材料、両面テープ、シリコーンシート、または水溶性の接着剤などを用いることができる。
【０１７１】
〔支持基板４４ｂの剥離〕
続いて、剥離層４３ｂと絶縁層４５との間で剥離し、支持基板４４ｂ及び剥離層４３ｂを除去する（図１１（Ｃ））。
【０１７２】
〔絶縁層４５の除去〕
続いて、絶縁層４５を除去する。絶縁層４５は、例えばドライエッチング法またはウェットエッチング法により、除去することができる。絶縁層４５を除去することで、導電層２３ｂの表面が露出する。
【０１７３】
なお、絶縁層４５が透光性を有する場合には、これを除去しなくてもよい。その場合、絶縁層４５が厚すぎると、液晶素子４０の駆動電圧が上昇してしまう恐れがあるため、上記エッチング法により薄膜化してもよい。
【０１７４】
〔配向膜２６ａの形成〕
続いて、導電層２３ａ上に配向膜２６ａを形成する（図１２（Ａ））。配向膜２６ａは、薄膜を成膜した後に、ラビング処理を行うことによりすることができる。
【０１７５】
なお、絶縁層４５として有機樹脂を用いた場合には、これを除去せずにラビング処理することで、配向膜２６ａとしてもよい。または、剥離層４３ｂに有機樹脂を用い、剥離層４３ｂと支持基板４４ｂとの間で剥離した場合には、剥離層４３ｂを除去せずにラビング処理することで、配向膜２６ａとしてもよい。このとき、絶縁層４５はあらかじめ薄く形成しておくか、絶縁層４５を設けないことが好ましい。
【０１７６】
〔基板３１の準備〕
続いて、あらかじめ基板３１上に導電層２５、及び配向膜２６ｂ等を形成した基板を準備する。導電層２５及び配向膜２６ｂは、それぞれ導電層２３ａまたは配向膜２６ａと同様の方法により形成すればよい。
【０１７７】
〔支持基板４４ｃと基板３１の貼り合せ〕
続いて、支持基板４４ｃと基板３１のいずれか一方、または両方に、これらを接着する接着層（図示しない）を形成する。接着層は、画素が配置されている領域を囲むように形成する。接着層は、例えばスクリーン印刷法や、ディスペンス法等により形成することができる。接着層としては、熱硬化性樹脂や紫外線硬化樹脂等を用いることができる。また、紫外線により仮硬化した後に、熱を加えることにより硬化する樹脂などを用いてもよい。または、接着層として、紫外線硬化性と熱硬化性の両方を有する樹脂などを用いてもよい。
【０１７８】
続いて、液晶２４を含む組成物をディスペンス法等により接着層に囲まれた領域に滴下する。また、当該組成物にカイラル剤等が含まれていてもよい。
【０１７９】
続いて、液晶２４を挟むように支持基板４４ｃと基板３１とを貼り合せ、接着層を硬化する。貼り合せは、減圧雰囲気下で行うと支持基板４４ｃと基板３１の間に気泡等が混入することを防ぐことができるため好ましい。
【０１８０】
なお、液晶２４を含む組成物は、支持基板４４ｃと基板３１を貼り合せた後に、減圧雰囲気下において、接着層に設けた隙間から注入する方法を用いてもよい。また、液晶２４を含む組成物の滴下後に粒状のギャップスペーサを画素が配置されている領域や、当該領域の外側に配置してもよいし、当該ギャップスペーサを含む組成物を滴下してもよい。
【０１８１】
基板３１と支持基板４４ｃとを貼り合せることにより、液晶素子４０が形成される。この段階における断面概略図が図１２（Ｂ）に相当する。
【０１８２】
〔支持基板４４ｃの除去〕
続いて、接着層４６ａと支持基板４４ｃを除去する。
【０１８３】
この段階における断面概略図が、図１２（Ｃ）に相当する。
【０１８４】
〔基板２１と基板３１の貼り合せ〕
最後に、図１３に示すように、接着層９９を挟んで基板２１と基板３１とを貼り合せた後、接着層９９を硬化させる。
【０１８５】
接着層９９は、基板２１と基板３１のいずれか一方、または両方に塗布することで形成すればよい。例えば、スクリーン印刷法や、ディスペンス法等により形成することができる。または、接着層９９として、例えば、シート状もしくはフィルム状の接着剤を用いてもよい。例えば、ＯＣＡ（ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｌｅａｒ  ａｄｈｅｓｉｖｅ）フィルムを好適に用いることができる。
【０１８６】
以上の工程により、図５に示す表示装置を作製することができる。
【０１８７】
［変形例］
以下では、上記断面構成例２と、一部の構成の異なる断面構成の一例について説明する。
【０１８８】
〔変形例１〕
図１４（Ａ）は、表示装置の接着層９９と液晶２４の間の部分を抜き出した断面構成を示している。図１４（Ａ）に示す構成は、図５で例示した構成と比較して、絶縁層９６を有さない点で主に相違している。
【０１８９】
図１４（Ａ）において、光反射層１５ｂは、開口部に位置する絶縁層９５の一部を覆って設けられている。このような構成とすることで、絶縁層９６を省略できるため、作製コストを低減することができ、また厚さの薄い表示装置を実現できる。
【０１９０】
〔変形例２〕
図１４（Ｂ）に示す構成は、図５に示す構成と比較して、着色層５４の位置が異なる点で主に相違している。
【０１９１】
着色層５４は、絶縁層９７と絶縁層９５の間に位置している。さらに、着色層５４は、絶縁層９２、絶縁層９３、絶縁層９４、及び絶縁層９６により形成された開口部を埋めるように形成されている。着色層５４の一部は、光反射層１５ｂと接して設けられている。
【０１９２】
このような構成により、着色層５４を絶縁層９７の表面から突出して形成する必要がないため、厚さの薄い表示装置を実現できる。
【０１９３】
また、光反射層１５ｂにより繰り返し反射する光は、着色層５４の内部を透過するため、より色純度の高い光を射出することが可能となる。
【０１９４】
〔変形例３〕
図１４（Ｃ）に示す構成は、図５に示す構成と比較して、絶縁層９６を有さない点、及び着色層５４の位置が異なる点で、主に相違している。
【０１９５】
図１４（Ｃ）では、着色層５４が絶縁層９７と絶縁層９５の間に位置している。さらに、着色層５４は、絶縁層９２、絶縁層９３、及び絶縁層９４により形成された開口部を埋めるように形成されている。着色層５４の一部は、光反射層１５ｂと接して設けられている。これにより、厚さの薄い表示装置を実現できる。
【０１９６】
また、光反射層１５ｂにより繰り返し反射する光は、着色層５４の内部を透過するため、より色純度の高い光を射出することが可能となる。
【０１９７】
〔変形例４〕
図１５（Ａ）には、基板２１と接着層９９の間の部分を抜き出した断面構成を示している。図１５（Ａ）に示す構成は、図５で例示した構成と比較して、着色層５４を有する点で主に相違している。
【０１９８】
着色層５４は、絶縁層８４と絶縁層８６の間に位置している。さらに、着色層５４は、絶縁層８２、絶縁層８３、及び絶縁層８５により形成された開口部を埋めるように形成されている。着色層５４の一部は、光反射層１５ａと接して設けられている。
【０１９９】
このような構成とすることで、第１の領域１１ａから射出される光が、着色された状態で射出される。また、着色層５４と発光素子６０との間の距離を近づけることが可能なため、隣接画素間における混色を効果的に抑制することができる。
【０２００】
〔変形例５〕
図１５（Ｂ）に示す構成は、図５に示す構成と比較して、絶縁層８６の形状が異なる点で主に相違している。
【０２０１】
図１５（Ｂ）では、絶縁層８６が絶縁層８２、絶縁層８３、及び絶縁層８５により形成される開口部及びその近傍に形成されている。また絶縁層８５と絶縁層８７は、一部が接して設けられている。
【０２０２】
また、絶縁層８６は、基板２１側に突出した曲面を有する形状を有している。これにより、絶縁層８６の基板２１側の面に沿って形成される導電層６１、ＥＬ層６２、及び導電層６３の一部も同様に、曲面形状を有する。このような構成により、ＥＬ層６２から発せられる光は、第１の領域１１ａの中央部に向かって射出されやすくなるため、図５等で例示した構成に比べて、より取り出し効率を高めることができる。
【０２０３】
以上が、変形例についての説明である。
【０２０４】
［トランジスタについて］
以下では、本発明の一態様の表示装置に用いることのできる、トランジスタの構成例について説明する。
【０２０５】
以下で例示するトランジスタは、上記トランジスタ７０、トランジスタ７０ａ、またはトランジスタ７０ｂ等に置き換えて用いることができる。
【０２０６】
図１６（Ａ）に示すトランジスタ１１０は、ボトムゲート構造のトランジスタである。
【０２０７】
トランジスタ１１０は、絶縁層１３１上に設けられている。トランジスタ１１０は、ゲート電極として機能する導電層１１１と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層１３２の一部と、半導体層１１２と、ソース電極またはドレイン電極の一方として機能する導電層１１３ａと、ソース電極またはドレイン電極の他方として機能する導電層１１３ｂと、を有する。
【０２０８】
また、図１６（Ａ）では、トランジスタ１１０を覆う絶縁層１３３と、平坦化層として機能する絶縁層１３４と、導電層１１３ｂと電気的に接続され、画素電極として機能する導電層１２１と、導電層１２１の端部を覆う絶縁層１３５を示している。
【０２０９】
トランジスタ１１０は、ゲート電極として機能する導電層１１１が、半導体層１１２よりも被形成面側（絶縁層１３１側）に位置する。また、絶縁層１３２が導電層１１１を覆って設けられている。また半導体層１１２は、導電層１１１を覆って設けられている。半導体層１１２の導電層１１１と重なる領域が、チャネル形成領域に相当する。また、導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂは、それぞれ半導体層１１２の上面及び側端部に接して設けられている。
【０２１０】
なお、トランジスタ１１０は、導電層１１１よりも半導体層１１２の幅が大きい場合の例を示している。このような構成により、導電層１１１と導電層１１３ａまたは導電層１１３ｂの間に半導体層１１２が配置されるため、導電層１１１と導電層１１３ａまたは導電層１１３ｂとの間の寄生容量を小さくすることができる。
【０２１１】
トランジスタ１１０は、チャネルエッチ型のトランジスタであり、トランジスタの占有面積を縮小することが比較的容易であるため、高精細な表示装置に好適に用いることができる。
【０２１２】
図１６（Ｂ）に示したトランジスタ１１０ａは、トランジスタ１１０と比較して、導電層１１４及び絶縁層１３６を有する点で相違している。導電層１１４は、絶縁層１３３上に設けられ、半導体層１１２と重なる領域を有する。また絶縁層１３６は、導電層１１４及び絶縁層１３３を覆って設けられている。
【０２１３】
導電層１１４は、半導体層１１２を挟んで導電層１１１とは反対側に位置している。導電層１１１を第１のゲート電極とした場合、導電層１１４は、第２のゲート電極として機能することができる。導電層１１１と導電層１１４に同じ電位を与えることで、トランジスタ１１０ａのオン電流を高めることができる。また導電層１１１及び導電層１１４の一方にしきい値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタ１１０ａのしきい値電圧を制御することができる。
【０２１４】
ここで、導電層１１４として、酸化物を含む導電性材料を用いることが好ましい。これにより、導電層１１４を構成する導電膜の成膜時に、酸素を含む雰囲気下で成膜することで、絶縁層１３３に酸素を供給することができる。好適には、成膜ガス中の酸素ガスの割合を９０％以上１００％以下の範囲とすることが好ましい。絶縁層１３３に供給された酸素は、後の熱処理により半導体層１１２に供給され、半導体層１１２中の酸素欠損の低減を図ることができる。
【０２１５】
特に、導電層１１４には低抵抗化された酸化物半導体を用いることが好ましい。このとき、絶縁層１３６に水素を放出する絶縁膜、例えば窒化シリコン膜等を用いることが好ましい。絶縁層１３６の成膜中、またはその後の熱処理によって導電層１１４中に水素が供給され、導電層１１４の電気抵抗を効果的に低減することができる。
【０２１６】
図１６（Ｃ）に示すトランジスタ１１０ｂは、トップゲート構造のトランジスタである。
【０２１７】
トランジスタ１１０ｂは、ゲート電極として機能する導電層１１１が、半導体層１１２よりも上側（被形成面側とは反対側）に設けられている。また、絶縁層１３１上に半導体層１１２が形成されている。また半導体層１１２上には、絶縁層１３２及び導電層１１１が積層して形成されている。また、絶縁層１３３は、半導体層１１２の上面及び側端部、絶縁層１３３の側面、及び導電層１１１を覆って設けられている。導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂは、絶縁層１３３上に設けられている。導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂは、絶縁層１３３に設けられた開口を介して、半導体層１１２の上面と電気的に接続されている。
【０２１８】
なお、ここでは絶縁層１３２が、導電層１１１と重ならない部分に存在しない場合の例を示しているが、絶縁層１３２が半導体層１１２の上面及び側端部を覆って設けられていてもよい。
【０２１９】
トランジスタ１１０ｂは、導電層１１１と導電層１１３ａまたは導電層１１３ｂとの物理的な距離を離すことが容易なため、これらの間の寄生容量を低減することが可能である。
【０２２０】
図１６（Ｄ）に示すトランジスタ１１０ｃは、トランジスタ１１０ｂと比較して、導電層１１５及び絶縁層１３７を有している点で相違している。導電層１１５は絶縁層１３１上に設けられ、半導体層１１２と重なる領域を有する。また絶縁層１３７は、導電層１１５及び絶縁層１３１を覆って設けられている。
【０２２１】
導電層１１５は、上記導電層１１４と同様に第２のゲート電極として機能する。そのため、オン電流を高めることや、しきい値電圧を制御することなどが可能である。
【０２２２】
図１６（Ｅ）には、トランジスタ１１０とトランジスタ１１０ｄとを積層した構成を示している。トランジスタ１１０ｄは、一対のゲート電極を有するトランジスタである。
【０２２３】
トランジスタ１１０ｄは、第１のゲート電極として機能する導電層１１３ｂの一部と、第１のゲート絶縁層として機能する絶縁層１３３の一部と、半導体層１１２ａと、ソース電極及びドレイン電極の一方として機能する導電層１１３ｃと、ソース電極及びドレイン電極の他方として機能する導電層１１３ｄと、第２のゲート絶縁層として機能する絶縁層１３６の一部と、第２のゲート電極として機能する導電層１１４ａと、を有する。
【０２２４】
このような構成は、特に発光素子を駆動する回路に好適に適用することができる。すなわち、トランジスタ１１０を、画素の選択、非選択状態を制御するトランジスタ（スイッチングトランジスタ、または選択トランジスタともいう）に用い、トランジスタ１１０ｄを発光素子１２０に流れる電流を制御するトランジスタ（駆動トランジスタともいう）に用いることが好ましい。
【０２２５】
図１６（Ｅ）に示す構成では、導電層１１４ａと同一の導電膜を加工して形成された導電層１１４ｂが、絶縁層１３６に設けられた開口を介して導電層１１３ｃと電気的に接続されている。また、導電層１２１は、絶縁層１３４に設けられた開口を介して、導電層１１４ｂと電気的に接続されている。
【０２２６】
［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。
【０２２７】
表示装置が有する基板には、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。
【０２２８】
厚さの薄い基板を用いることで、表示装置の軽量化、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装置を実現できる。
【０２２９】
また、発光を取り出さない側の基板は、透光性を有していなくてもよいため、上記に挙げた基板の他に、金属基板等を用いることもできる。金属基板は熱伝導性が高く、基板全体に熱を容易に伝導できるため、表示装置の局所的な温度上昇を抑制することができ、好ましい。可撓性や曲げ性を得るためには、金属基板の厚さは、１０μｍ以上２００μｍ以下が好ましく、２０μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。
【０２３０】
金属基板を構成する材料としては、特に限定はないが、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル等の金属、もしくはアルミニウム合金またはステンレス等の合金などを好適に用いることができる。
【０２３１】
また、金属基板の表面を酸化する、又は表面に絶縁膜を形成するなどにより、絶縁処理が施された基板を用いてもよい。例えば、スピンコート法やディップ法などの塗布法、電着法、蒸着法、又はスパッタリング法などを用いて絶縁膜を形成してもよいし、酸素雰囲気で放置する又は加熱するほか、陽極酸化法などによって、基板の表面に酸化膜を形成してもよい。
【０２３２】
可撓性及び可視光に対する透過性を有する材料としては、例えば、可撓性を有する程度の厚さのガラスや、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装置も軽量にすることができる。
【０２３３】
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。
【０２３４】
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。
【０２３５】
可撓性を有する基板に、表示装置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。
【０２３６】
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、信頼性の高い表示装置とすることができる。
【０２３７】
〔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。
【０２３８】
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、トップゲート型又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。
【０２３９】
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、又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。
【０２４０】
また、トランジスタに用いる半導体材料としては、例えば、第１４族の元素（シリコン、ゲルマニウム等）、化合物半導体又は金属酸化物を半導体層に用いることができる。代表的には、シリコンを含む半導体、ガリウムヒ素を含む半導体又はインジウムを含む金属酸化物などを適用できる。
【０２４１】
特にシリコンよりもバンドギャップの大きな金属酸化物を適用することが好ましい。シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると、トランジスタのオフ状態における電流を低減できるため好ましい。
【０２４２】
特に、半導体層として、複数の結晶部を有し、当該結晶部はｃ軸が半導体層の被形成面、または半導体層の上面に対し概略垂直に配向し、且つ隣接する結晶部間には粒界が確認できない金属酸化物を用いることが好ましい。
【０２４３】
このような金属酸化物は、結晶粒界を有さないために表示パネルを湾曲させたときの応力によって金属酸化物膜にクラックが生じてしまうことが抑制される。したがって、可撓性を有し、湾曲させて用いる表示装置などに、このような金属酸化物を好適に用いることができる。
【０２４４】
また半導体層としてこのような結晶性を有する金属酸化物を用いることで、電気特性の変動が抑制され、信頼性の高いトランジスタを実現できる。
【０２４５】
また、シリコンよりもバンドギャップの大きな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。このようなトランジスタを画素に適用することで、各画素の階調を維持しつつ、駆動回路を停止することも可能となる。その結果、極めて消費電力の低減された表示装置を実現できる。
【０２４６】
半導体層は、例えば少なくともインジウム、亜鉛及び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を含むことが好ましい。また、該金属酸化物を用いたトランジスタの電気特性のばらつきを減らすため、それらと共に、スタビライザーを含むことが好ましい。
【０２４７】
スタビライザーとしては、上記Ｍで記載の金属を含め、例えば、ガリウム、スズ、ハフニウム、アルミニウム、またはジルコニウム等がある。また、他のスタビライザーとしては、ランタノイドである、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム等がある。
【０２４８】
半導体層を構成する金属酸化物として、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｇｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｏ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物を用いることができる。
【０２４９】
なお、ここで、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物とは、ＩｎとＧａとＺｎを主成分として有する酸化物という意味であり、ＩｎとＧａとＺｎの比率は問わない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の金属元素が入っていてもよい。
【０２５０】
また、半導体層と導電層は、上記酸化物のうち同一の金属元素を有していてもよい。半導体層と導電層を同一の金属元素とすることで、製造コストを低減させることができる。例えば、同一の金属組成の金属酸化物ターゲットを用いることで、製造コストを低減させることができる。また半導体層と導電層を加工する際のエッチングガスまたはエッチング液を共通して用いることができる。ただし、半導体層と導電層は、同一の金属元素を有していても、組成が異なる場合がある。例えば、トランジスタ及び容量素子の作製工程中に、膜中の金属元素が脱離し、異なる金属組成となる場合がある。
【０２５１】
半導体層を構成する金属酸化物は、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以上であることが好ましい。このように、エネルギーギャップの広い金属酸化物を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。
【０２５２】
半導体層を構成する金属酸化物がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ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、４：２：４．１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、誤差として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。
【０２５３】
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。
【０２５４】
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及び電気特性（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。
【０２５５】
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。
【０２５６】
また、アルカリ金属及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。
【０２５７】
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。
【０２５８】
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、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。
【０２５９】
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。
【０２６０】
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。
【０２６１】
＜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  Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ）−ＯＳの構成について説明する。
【０２６２】
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。
【０２６３】
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。
【０２６４】
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。
【０２６５】
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。
【０２６６】
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。
【０２６７】
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。
【０２６８】
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。
【０２６９】
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。
【０２７０】
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。
【０２７１】
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。
【０２７２】
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。
【０２７３】
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。
【０２７４】
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。
【０２７５】
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。
【０２７６】
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。
【０２７７】
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。
【０２７８】
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。
【０２７９】
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。
【０２８０】
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。
【０２８１】
または、トランジスタのチャネルが形成される半導体に、シリコンを用いることが好ましい。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。このような多結晶半導体を画素に適用することで画素の開口率を向上させることができる。また極めて高精細な表示部とする場合であっても、ゲート駆動回路とソース駆動回路を画素と同一基板上に形成することが可能となり、電子機器を構成する部品数を低減することができる。
【０２８２】
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。
【０２８３】
〔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。
【０２８４】
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。
【０２８５】
〔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。
【０２８６】
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。
【０２８７】
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。
【０２８８】
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。
【０２８９】
〔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。
【０２９０】
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）モード等が適用された液晶素子を用いることができる。
【０２９１】
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、縦方向の電界又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）、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。
【０２９２】
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。
【０２９３】
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。
【０２９４】
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を用いることができる。
【０２９５】
本発明の一態様では、特に反射型の液晶素子を用いることができる。
【０２９６】
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。
【０２９７】
反射型の液晶素子を用いる場合には、表示面側に偏光板を設ける。またこれとは別に、表示面側に光拡散板を配置すると、視認性を向上させられるため好ましい。
【０２９８】
〔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、電流又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、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子等を用いることができる。
【０２９９】
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。
【０３００】
本発明の一態様では、特にボトムエミッション型の発光素子を用いることができる。
【０３０１】
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、又はバイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）等を含む層をさらに有していてもよい。
【０３０２】
ＥＬ層には低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。ＥＬ層を構成する層は、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。
【０３０３】
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。
【０３０４】
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〜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、緑色及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。
【０３０５】
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。
【０３０６】
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。
【０３０７】
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、又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。
【０３０８】
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、又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、又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又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。
【０３０９】
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、又はメッキ法を用いて形成することができる。
【０３１０】
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、及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。
【０３１１】
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。
【０３１２】
〔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。
【０３１３】
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。
【０３１４】
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。
【０３１５】
〔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。
【０３１６】
〔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。
【０３１７】
〔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。
【０３１８】
以上が各構成要素についての説明である。
【０３１９】
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。
【０３２０】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の例として、反射型の液晶素子と、発光素子の両方を有し、発光モード、反射モード、及びこれらを同時に行うハイブリッドモードの表示を行うことのできる、表示装置（表示パネル）の例を説明する。このような表示パネルを、ＥＲ−Ｈｙｂｒｉｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ（Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  Ｈｙｂｒｉｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ、または、Ｅｍｉｓｓｉｏｎ／Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  Ｈｙｂｒｉｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ）とも呼ぶことができる。
【０３２１】
本発明の一態様の表示装置は、可視光を反射する第１の表示素子と、可視光を発する第２の表示素子とが混在した表示装置である。
【０３２２】
表示装置は、第１の表示素子が反射する第１の光と、第２の表示素子が発する第２の光のうち、いずれか一方、または両方により、画像を表示する機能を有する。または、表示装置は、第１の表示素子が反射する第１の光の光量と、第２の表示素子が発する第２の光の光量と、をそれぞれ制御することにより、階調を表現する機能を有する。
【０３２３】
また、表示装置は、第１の表示素子の反射光の光量を制御することにより階調を表現する第１の画素と、第２の表示素子からの発光の光量を制御することにより階調を表現する第２の画素を有する構成とすることが好ましい。第１の画素及び第２の画素は、例えばそれぞれマトリクス状に複数配置され、表示部を構成する。
【０３２４】
また、第１の画素と第２の画素は、同ピッチで、表示領域内に配置されていることが好ましい。このとき、隣接する第１の画素と第２の画素を合わせて、画素ユニットと呼ぶことができる。
【０３２５】
さらに、第１の画素及び第２の画素は表示装置の表示領域に混在して配置されていることが好ましい。これにより、後述するように複数の第１の画素のみで表示された画像と、複数の第２の画素のみで表示された画像、及び複数の第１の画素及び複数の第２の画素の両方で表示された画像のそれぞれは、同じ表示領域に表示することができる。
【０３２６】
第１の画素が有する第１の表示素子には、外光を反射して表示する素子を用いることができる。このような素子は、光源を持たないため、表示の際の消費電力を極めて小さくすることが可能となる。
【０３２７】
第１の表示素子には、代表的には反射型の液晶素子を用いることができる。または、第１の表示素子として、シャッター方式のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）素子、光干渉方式のＭＥＭＳ素子の他、マイクロカプセル方式、電気泳動方式、エレクトロウェッティング方式、電子粉流体（登録商標）方式等を適用した素子などを用いることができる。
【０３２８】
また、第２の画素が有する第２の表示素子は光源を有し、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。
【０３２９】
第２の表示素子には、例えばＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、半導体レーザなどの自発光性の発光素子を用いることができる。または、第２の画素が有する表示素子として、光源であるバックライトと、バックライトからの光の透過光の光量を制御する透過型の液晶素子とを組み合わせたものを用いてもよい。
【０３３０】
第１の画素は、例えば白色（Ｗ）を呈する副画素、または例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の光をそれぞれ呈する副画素を有する構成とすることができる。また、第２の画素も同様に、例えば白色（Ｗ）を呈する副画素、または例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の光をそれぞれ呈する副画素を有する構成とすることができる。なお、第１の画素及び第２の画素がそれぞれ有する副画素は、４色以上であってもよい。副画素の種類が多いほど、消費電力を低減することが可能で、また色再現性を高めることができる。
【０３３１】
このような表示パネルの一例としては、可視光を反射する電極を備える液晶素子と、発光素子とを積層して配置した構成が挙げられる。このとき、可視光を反射する電極が開口を有し、当該開口と発光素子とが重ねて配置されていることが好ましい。これにより、発光モードでは当該開口を介して発光素子からの光が射出されるように駆動することができる。また、平面視において、液晶素子と発光素子を並べて配置した場合と比べて、これらを積層して配置することで、液晶素子と発光素子の両方を有する画素の大きさを小さくすることができるため、より高精細な表示装置を実現できる。
【０３３２】
さらに、液晶素子を駆動するトランジスタと、発光素子を構成するトランジスタとをそれぞれ個別に有することが好ましい。これにより、液晶素子と発光素子とを、それぞれ独立して駆動することができる。
【０３３３】
ここで、液晶素子を駆動する画素回路に、酸化物半導体が適用され、オフ電流が極めて低いトランジスタを適用することが好ましい。または、当該画素回路に記憶素子を適用してもよい。これにより、液晶素子を用いて静止画を表示する際に画素への書き込み動作を停止しても、階調を維持させることが可能となる。すなわち、フレームレートを極めて小さくしても表示を保つことができる。これにより、極めて低消費電力な表示を行うことができる。
【０３３４】
本発明の一態様は、反射型の素子で画像を表示する第１のモード、発光素子で画像を表示する第２のモード、及び反射型の素子及び発光素子で画像を表示する第３のモードを切り替えることができる。特に第３のモードは、ハイブリッドモードとも呼ぶことができる。
【０３３５】
第１のモードは、反射型の素子による反射光を用いて画像を表示するモードである。第１のモードは光源が不要であるため、極めて低消費電力な駆動モードである。例えば、外光の照度が十分高く、且つ外光が白色光またはその近傍の光である場合に有効である。第１のモードは、例えば本や書類などの文字情報を表示することに適した表示モードである。また、反射光を用いるため、目に優しい表示を行うことができ、目が疲れにくいという効果を奏する。
【０３３６】
第２のモードでは、発光素子による発光を利用して画像を表示するモードである。そのため、外光の照度や色度によらず、極めて鮮やかな（コントラストが高く、且つ色再現性の高い）表示を行うことができる。例えば、夜間や暗い室内など、外光の照度が極めて小さい場合などに有効である。また外光が暗い場合、明るい表示を行うと使用者が眩しく感じてしまう場合がある。これを防ぐために、第２のモードでは輝度を抑えた表示を行うことが好ましい。またこれにより、眩しさを抑えることに加え、消費電力も低減することができる。第２のモードは、鮮やかな画像や滑らかな動画などを表示することに適したモードである。
【０３３７】
第３のモードでは、反射型の素子による反射光と、発光素子による発光の両方を利用して表示を行うモードである。具体的には、反射型の素子が呈する光と、発光素子が呈する光を混色させることにより、１つの色を表現するように駆動する。第１のモードよりも鮮やかな表示をしつつ、第２のモードよりも消費電力を抑えることができる。例えば、室内照明下や、朝方や夕方の時間帯など、外光の照度が比較的低い場合や、外光の色度が白色ではない場合などに有効である。また、反射光と発光とを混色させた光を用いることで、まるで絵画を見ているかのように感じさせる画像を表示することが可能となる。
【０３３８】
［構成例］
図１７（Ａ）は、表示装置４００の構成の一例を示すブロック図である。表示装置４００は、表示部３６２にマトリクス状に配列した複数の画素４１０を有する。また表示装置４００は、回路ＧＤと、回路ＳＤを有する。また方向Ｒに配列した複数の画素４１０、及び回路ＧＤと電気的に接続する複数の配線Ｇ１、複数の配線Ｇ２、複数の配線ＡＮＯ、及び複数の配線ＣＳＣＯＭを有する。また方向Ｃに配列した複数の画素４１０、及び回路ＳＤと電気的に接続する複数の配線Ｓ１及び複数の配線Ｓ２を有する。
【０３３９】
なお、ここでは簡単のために回路ＧＤと回路ＳＤを１つずつ有する構成を示したが、液晶素子を駆動する回路ＧＤ及び回路ＳＤと、発光素子を駆動する回路ＧＤ及び回路ＳＤとを、別々に設けてもよい。
【０３４０】
画素４１０は、反射型の液晶素子と、発光素子を有する。画素４１０において、液晶素子と発光素子とは、互いに重なる部分を有する。
【０３４１】
図１７（Ｂ１）は、画素４１０が有する導電層３１１ｂの構成例を示す。導電層３１１ｂは、画素４１０における液晶素子の反射電極として機能する。また導電層３１１ｂには、開口４５１が設けられている。
【０３４２】
図１７（Ｂ１）には、導電層３１１ｂと重なる領域に位置する発光素子３６０を破線で示している。発光素子３６０は、導電層３１１ｂが有する開口４５１と重ねて配置されている。これにより、発光素子３６０が発する光は、開口４５１を介して表示面側に射出される。
【０３４３】
図１７（Ｂ１）では、方向Ｒに隣接する画素４１０が異なる色に対応する画素である。このとき、図１７（Ｂ１）に示すように、方向Ｒに配列する複数の画素において、開口４５１が一直線上に配列されないように、それぞれ導電層３１１ｂの異なる位置に設けられていることが好ましい。これにより、隣接する２つの発光素子３６０を離すことが可能で、発光素子３６０が発する光が隣接する画素４１０が有する着色層に入射してしまう現象（クロストークともいう）を抑制することができる。また、隣接する２つの発光素子３６０を離して配置することができるため、発光素子３６０のＥＬ層をシャドウマスク等により作り分ける場合であっても、高い精細度の表示装置を実現できる。
【０３４４】
また、図１７（Ｂ２）に示すような配列としてもよい。
【０３４５】
非開口部の総面積に対する開口４５１の総面積の比の値が大きすぎると、液晶素子を用いた表示が暗くなってしまう。また、非開口部の総面積に対する開口４５１の総面積の比の値が小さすぎると、発光素子３６０を用いた表示が暗くなってしまう。
【０３４６】
また、反射電極として機能する導電層３１１ｂに設ける開口４５１の面積が小さすぎると、発光素子３６０が射出する光から取り出せる光の効率が低下してしまう。
【０３４７】
開口４５１の形状は、例えば多角形、四角形、楕円形、円形または十字等の形状とすることができる。また、細長い筋状、スリット状、市松模様状の形状としてもよい。また、開口４５１を隣接する画素に寄せて配置してもよい。好ましくは、開口４５１を同じ色を表示する他の画素に寄せて配置する。これにより、クロストークを抑制できる。
【０３４８】
［回路構成例］
図１８は、画素４１０の構成例を示す回路図である。図１８では、隣接する２つの画素４１０を示している。
【０３４９】
画素４１０は、スイッチＳＷ１、容量素子Ｃ１、液晶素子３４０、スイッチＳＷ２、トランジスタＭ、容量素子Ｃ２、及び発光素子３６０等を有する。また、画素４１０には、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線ＡＮＯ、配線ＣＳＣＯＭ、配線Ｓ１、及び配線Ｓ２が電気的に接続されている。また、図１８では、液晶素子３４０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ１、及び発光素子３６０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ２を示している。
【０３５０】
図１８では、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２に、トランジスタを用いた場合の例を示している。
【０３５１】
スイッチＳＷ１は、ゲートが配線Ｇ１と接続され、ソース又はドレインの一方が配線Ｓ１と接続され、ソース又はドレインの他方が容量素子Ｃ１の一方の電極、及び液晶素子３４０の一方の電極と接続されている。容量素子Ｃ１は、他方の電極が配線ＣＳＣＯＭと接続されている。液晶素子３４０は、他方の電極が配線ＶＣＯＭ１と接続されている。
【０３５２】
またスイッチＳＷ２は、ゲートが配線Ｇ２と接続され、ソース又はドレインの一方が配線Ｓ２と接続され、ソース又はドレインの他方が、容量素子Ｃ２の一方の電極、トランジスタＭのゲートと接続されている。容量素子Ｃ２は、他方の電極がトランジスタＭのソース又はドレインの一方、及び配線ＡＮＯと接続されている。トランジスタＭは、ソース又はドレインの他方が発光素子３６０の一方の電極と接続されている。発光素子３６０は、他方の電極が配線ＶＣＯＭ２と接続されている。
【０３５３】
図１８では、トランジスタＭが半導体を挟む２つのゲートを有し、これらが接続されている例を示している。これにより、トランジスタＭが流すことのできる電流を増大させることができる。
【０３５４】
配線Ｇ１には、スイッチＳＷ１を導通状態または非導通状態に制御する信号を与えることができる。配線ＶＣＯＭ１には、所定の電位を与えることができる。配線Ｓ１には、液晶素子３４０が有する液晶の配向状態を制御する信号を与えることができる。配線ＣＳＣＯＭには、所定の電位を与えることができる。
【０３５５】
配線Ｇ２には、スイッチＳＷ２を導通状態または非導通状態に制御する信号を与えることができる。配線ＶＣＯＭ２及び配線ＡＮＯには、発光素子３６０が発光する電位差が生じる電位をそれぞれ与えることができる。配線Ｓ２には、トランジスタＭの導通状態を制御する信号を与えることができる。
【０３５６】
図１８に示す画素４１０は、例えば反射モードの表示を行う場合には、配線Ｇ１及び配線Ｓ１に与える信号により駆動し、液晶素子３４０による光学変調を利用して表示することができる。また、発光モードで表示を行う場合には、配線Ｇ２及び配線Ｓ２に与える信号により駆動し、発光素子３６０を発光させて表示することができる。また両方のモードで駆動する場合には、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線Ｓ１及び配線Ｓ２のそれぞれに与える信号により駆動することができる。
【０３５７】
なお、図１８では一つの画素４１０に、一つの液晶素子３４０と一つの発光素子３６０とを有する例を示したが、これに限られない。図１９（Ａ）は、一つの画素４１０に一つの液晶素子３４０と４つの発光素子３６０（発光素子３６０ｒ、３６０ｇ、３６０ｂ、３６０ｗ）を有する例を示している。図１９（Ａ）に示す画素４１０は、図１８とは異なり、１つの画素でフルカラーの表示が可能な画素である。
【０３５８】
図１９（Ａ）では図１８の例に加えて、画素４１０に配線Ｇ３及び配線Ｓ３が接続されている。
【０３５９】
図１９（Ａ）に示す例では、例えば４つの発光素子３６０を、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、及び白色（Ｗ）を呈する発光素子を用いることができる。また液晶素子３４０として、白色を呈する反射型の液晶素子を用いることができる。これにより、反射モードの表示を行う場合には、反射率の高い白色の表示を行うことができる。また発光モードで表示を行う場合には、演色性の高い表示を低い電力で行うことができる。
【０３６０】
また、図１９（Ｂ）には、画素４１０の構成例を示している。画素４１０は、導電層３１１が有する開口部と重なる発光素子３６０ｗと、導電層３１１の周囲に配置された発光素子３６０ｒ、発光素子３６０ｇ、及び発光素子３６０ｂとを有する。発光素子３６０ｒ、発光素子３６０ｇ、及び発光素子３６０ｂは、発光面積がほぼ同等であることが好ましい。
【０３６１】
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。
【０３６２】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様を用いて作製することができる表示モジュールについて説明する。
【０３６３】
図２０（Ａ）に示す表示モジュール６０００は、上部カバー６００１と下部カバー６００２との間に、ＦＰＣ６００５に接続された表示パネル６００６、フレーム６００９、プリント基板６０１０、及びバッテリ６０１１を有する。
【０３６４】
例えば、本発明の一態様を用いて作製された表示装置を、表示パネル６００６に用いることができる。これにより、高い歩留まりで表示モジュールを作製することができる。
【０３６５】
上部カバー６００１及び下部カバー６００２は、表示パネル６００６のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
【０３６６】
また、表示パネル６００６に重ねてタッチパネルを設けてもよい。タッチパネルとしては、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルを表示パネル６００６に重畳して用いることができる。また、タッチパネルを設けず、表示パネル６００６に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。
【０３６７】
フレーム６００９は、表示パネル６００６の保護機能の他、プリント基板６０１０の動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム６００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。
【０３６８】
プリント基板６０１０は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリ６０１１による電源であってもよい。バッテリ６０１１は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
【０３６９】
また、表示モジュール６０００は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加して設けてもよい。
【０３７０】
図２０（Ｂ）は、光学式のタッチセンサを備える表示モジュール６０００の断面概略図である。
【０３７１】
表示モジュール６０００は、プリント基板６０１０に設けられた発光部６０１５及び受光部６０１６を有する。また、上部カバー６００１と下部カバー６００２により囲まれた領域に一対の導光部（導光部６０１７ａ、導光部６０１７ｂ）を有する。
【０３７２】
表示パネル６００６は、フレーム６００９を間に介してプリント基板６０１０やバッテリ６０１１と重ねて設けられている。表示パネル６００６とフレーム６００９は、導光部６０１７ａ、導光部６０１７ｂに固定されている。
【０３７３】
発光部６０１５から発せられた光６０１８は、導光部６０１７ａにより表示パネル６００６の上部を経由し、導光部６０１７ｂを通って受光部６０１６に達する。例えば指やスタイラスなどの被検知体により、光６０１８が遮られることにより、タッチ操作を検出することができる。
【０３７４】
発光部６０１５は、例えば表示パネル６００６の隣接する２辺に沿って複数設けられる。受光部６０１６は、発光部６０１５と表示パネル６００６を挟んで対向する位置に複数設けられる。これにより、タッチ操作がなされた位置の情報を取得することができる。
【０３７５】
発光部６０１５は、例えばＬＥＤ素子などの光源を用いることができる。特に、発光部６０１５として、使用者に視認されず、且つ使用者にとって無害である赤外線を発する光源を用いることが好ましい。
【０３７６】
受光部６０１６は、発光部６０１５が発する光を受光し、電気信号に変換する光電素子を用いることができる。好適には、赤外線を受光可能なフォトダイオードを用いることができる。
【０３７７】
導光部６０１７ａ、導光部６０１７ｂとしては、少なくとも光６０１８を透過する部材を用いることができる。導光部６０１７ａ及び導光部６０１７ｂを用いることで、発光部６０１５と受光部６０１６とを表示パネル６００６の下側に配置することができ、外光が受光部６０１６に到達してタッチセンサが誤動作することを抑制できる。特に、可視光を吸収し、赤外線を透過する樹脂を用いることが好ましい。これにより、タッチセンサの誤動作をより効果的に抑制できる。
【０３７８】
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。
【０３７９】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を適用可能な電子機器について説明する。
【０３８０】
本発明の一態様の表示装置は、外光の強さによらず、高い視認性を実現することができる。そのため、携帯型の電子機器、装着型の電子機器（ウェアラブル機器）、及び電子書籍端末などに好適に用いることができる。
【０３８１】
図２１（Ａ）、（Ｂ）に、携帯情報端末８００の一例を示す。携帯情報端末８００は、筐体８０１、筐体８０２、表示部８０３、表示部８０４、及びヒンジ部８０５等を有する。
【０３８２】
筐体８０１と筐体８０２は、ヒンジ部８０５で連結されている。携帯情報端末８００は、図２１（Ａ）に示すように折り畳んだ状態から、図２１（Ｂ）に示すように筐体８０１と筐体８０２を開くことができる。
【０３８３】
例えば表示部８０３及び表示部８０４に、文書情報を表示することが可能であり、電子書籍端末としても用いることができる。また、表示部８０３及び表示部８０４に静止画像や動画像を表示することもできる。
【０３８４】
このように、携帯情報端末８００は、持ち運ぶ際には折り畳んだ状態にできるため、汎用性に優れる。
【０３８５】
なお、筐体８０１及び筐体８０２には、電源ボタン、操作ボタン、外部接続ポート、スピーカ、マイク等を有していていもよい。
【０３８６】
図２１（Ｃ）に携帯情報端末の一例を示す。図２１（Ｃ）に示す携帯情報端末８１０は、筐体８１１、表示部８１２、操作ボタン８１３、外部接続ポート８１４、スピーカ８１５、マイク８１６、カメラ８１７等を有する。
【０３８７】
表示部８１２に、本発明の一態様の表示装置を備える。
【０３８８】
携帯情報端末８１０は、表示部８１２にタッチセンサを備える。電話を掛ける、或いは文字を入力するなどのあらゆる操作は、指やスタイラスなどで表示部８１２に触れることで行うことができる。
【０３８９】
また、操作ボタン８１３の操作により、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や、表示部８１２に表示される画像の種類を切り替えることができる。例えば、メール作成画面から、メインメニュー画面に切り替えることができる。
【０３９０】
また、携帯情報端末８１０の内部に、ジャイロセンサまたは加速度センサ等の検出装置を設けることで、携帯情報端末８１０の向き（縦か横か）を判断して、表示部８１２の画面表示の向きを自動的に切り替えるようにすることができる。また、画面表示の向きの切り替えは、表示部８１２を触れること、操作ボタン８１３の操作、またはマイク８１６を用いた音声入力等により行うこともできる。
【０３９１】
携帯情報端末８１０は、例えば、電話機、手帳または情報閲覧装置等から選ばれた一つまたは複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとして用いることができる。携帯情報端末８１０は、例えば、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、動画再生、インターネット通信、ゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。
【０３９２】
図２１（Ｄ）に、カメラの一例を示す。カメラ８２０は、筐体８２１、表示部８２２、操作ボタン８２３、シャッターボタン８２４等を有する。またカメラ８２０には、着脱可能なレンズ８２６が取り付けられている。
【０３９３】
表示部８２２に、本発明の一態様の表示装置を備える。
【０３９４】
ここではカメラ８２０として、レンズ８２６を筐体８２１から取り外して交換することが可能な構成としたが、レンズ８２６と筐体が一体となっていてもよい。
【０３９５】
カメラ８２０は、シャッターボタン８２４を押すことにより、静止画、または動画を撮像することができる。また、表示部８２２はタッチパネルとしての機能を有し、表示部８２２をタッチすることにより撮像することも可能である。
【０３９６】
なお、カメラ８２０は、ストロボ装置や、ビューファインダーなどを別途装着することができる。または、これらが筐体８２１に組み込まれていてもよい。
【０３９７】
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】
【０３９８】
１０    表示装置
１１ａ    第１の領域
１１ｂ    第２の領域
１２ａ    受光部
１２ｂ    受光部
１３ａ    集光部
１３ｂ    集光部
１４ａ    光射出部
１４ｂ    光射出部
１５ａ    光反射層
１５ｂ    光反射層
２０    発光部
２０ａ    光
２０ｂ    光
２０ｃ    光
２１    基板
２３ａ    導電層
２３ｂ    導電層
２４    液晶
２５    導電層
２６ａ    配向膜
２６ｂ    配向膜
３０    光反射部
３０ａ    光
３１    基板
３２    表示部
３４    回路部
３５    配線
３６    ＦＰＣ
３７    ＩＣ
４０    液晶素子
４３ａ    剥離層
４３ｂ    剥離層
４４ａ    支持基板
４４ｂ    支持基板
４４ｃ    支持基板
４５    絶縁層
４６ａ    接着層
５４    着色層
５４ａ    着色層
６０    発光素子
６１    導電層
６２    ＥＬ層
６３    導電層
６４    絶縁層
７０    トランジスタ
７０ａ    トランジスタ
７０ｂ    トランジスタ
７１    導電層
７２    半導体層
７３ａ    導電層
７３ｂ    導電層
７４    導電層
８０    接続部
８１    絶縁層
８２    絶縁層
８３    絶縁層
８４    絶縁層
８５    絶縁層
８６    絶縁層
８７    絶縁層
８９    接着層
９１    絶縁層
９２    絶縁層
９３    絶縁層
９４    絶縁層
９５    絶縁層
９６    絶縁層
９７    絶縁層
９８    絶縁層
９９    接着層
１１０    トランジスタ
１１０ａ    トランジスタ
１１０ｂ    トランジスタ
１１０ｃ    トランジスタ
１１０ｄ    トランジスタ
１１１    導電層
１１２    半導体層
１１２ａ    半導体層
１１３ａ    導電層
１１３ｂ    導電層
１１３ｃ    導電層
１１３ｄ    導電層
１１４    導電層
１１４ａ    導電層
１１４ｂ    導電層
１１５    導電層
１２０    発光素子
１２１    導電層
１３１    絶縁層
１３２    絶縁層
１３３    絶縁層
１３４    絶縁層
１３５    絶縁層
１３６    絶縁層
１３７    絶縁層
３１１    導電層
３１１ｂ    導電層
３４０    液晶素子
３６０    発光素子
３６０ｂ    発光素子
３６０ｇ    発光素子
３６０ｒ    発光素子
３６０ｗ    発光素子
３６２    表示部
４００    表示装置
４１０    画素
４５１    開口
８００    携帯情報端末
８０１    筐体
８０２    筐体
８０３    表示部
８０４    表示部
８０５    ヒンジ部
８１０    携帯情報端末
８１１    筐体
８１２    表示部
８１３    操作ボタン
８１４    外部接続ポート
８１５    スピーカ
８１６    マイク
８１７    カメラ
８２０    カメラ
８２１    筐体
８２２    表示部
８２３    操作ボタン
８２４    シャッターボタン
８２６    レンズ
６０００    表示モジュール
６００１    上部カバー
６００２    下部カバー
６００５    ＦＰＣ
６００６    表示パネル
６００９    フレーム
６０１０    プリント基板
６０１１    バッテリ
６０１５    発光部
６０１６    受光部
６０１７ａ    導光部
６０１７ｂ    導光部
６０１８    光
【図１】
2018036583.tif 000003
【図２】
2018036583.tif 000004
【図３】
2018036583.tif 000005
【図４】
2018036583.tif 000006
【図５】
2018036583.tif 000007
【図６】
2018036583.tif 000008
【図７】
2018036583.tif 000009
【図８】
2018036583.tif 000010
【図９】
2018036583.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2018036583.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2018036583.tif 000017
【図１６】
2018036583.tif 000018
【図１７】
2018036583.tif 000019
【図１８】
2018036583.tif 000020
【図１９】
2018036583.tif 000021
【図２０】
2018036583.tif 000022
【図２１】
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