(57)【要約】      （修正有）【課題】可撓性を有し、消費電力の低い、また、可撓性を有する、全天候型の表示パネルを提供する。【解決手段】可撓性を有する表示パネルであって、第１の表示素子１０３及び第２の表示素子１０７を有し、第１の表示素子１０３は、第２の表示素子１０７と重なる第１の部分を有し、第１の部分は、第２の表示素子１０７側に光を射出することができる機能を有し、第２の表示素子１０７は、光の透過率が可変である部分を有する。【選択図】図２
2016038490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する表示パネルであって、
第１の表示素子及び第２の表示素子を有し、
前記第１の表示素子は、前記第１の表示素子と前記第２の表示素子とが、互いに重なる第１の部分を有し、
前記第１の表示素子の前記第１の部分は、前記第２の表示素子側に光を射出することができる機能を有し、
前記第２の表示素子は、光の透過率が可変である部分を有する、表示パネル。
【請求項２】
可撓性を有する表示パネルであって、
第１の基板、第２の基板、第１の接着層、第１の表示素子、及び第２の表示素子を有し、
前記接着層は、前記第１の基板と前記第２の基板との間に位置し、
前記第１の表示素子は、前記第１の基板と前記接着層との間に位置し、
前記第２の表示素子は、前記第２の基板と前記接着層との間に位置し、
前記第１の表示素子は、第１の電極、発光性の有機化合物を含む層、及び第２の電極を有し、
前記発光性の有機化合物を含む層は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に位置し、
前記第２の表示素子は、第３の電極、液晶を含む層、及び第４の電極を有し、
前記液晶を含む層は、前記第３の電極と前記第４の電極との間に位置し、
前記第１の表示素子は、前記第１の表示素子と前記第２の表示素子とが、互いに重なる第１の部分を有し、
前記第１の表示素子の前記第１の部分は、前記第２の表示素子側に光を射出することができる機能を有し、
前記第２の表示素子は、光の透過率が可変である部分を有する、表示パネル。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１の電極は、前記第１の基板と前記第２の電極との間に位置し、
前記第１の電極は、可視光を反射することができる機能を有し、
前記第２の電極は、可視光を透過することができる機能を有し、
前記第３の電極は、可視光を透過することができる機能を有し、
前記第４の電極は、可視光を透過することができる機能を有する、表示パネル。
【請求項４】
請求項２又は３において、
第２の接着層、第３の接着層、第１の絶縁層、第２の絶縁層、第１のトランジスタ、及び第２のトランジスタを有し、
前記第１の絶縁層は、前記第１の基板と前記第１の表示素子の間に位置し、
前記第２の接着層は、前記第１の基板と前記第１の絶縁層の間に位置し、
前記第２の絶縁層は、前記第２の基板と前記第２の表示素子の間に位置し、
前記第３の接着層は、前記第２の基板と前記第２の絶縁層の間に位置し、
前記第１のトランジスタと前記第１の電極とは、電気的に接続され、
前記第２のトランジスタと前記第４の電極とは、電気的に接続される、表示パネル。
【請求項５】
請求項４において、
着色層及び遮光層を有し、
前記第１の表示素子の第１の部分は、前記着色層と重なる部分を有し、
前記第２のトランジスタは、前記遮光層と重なる部分を有し、
前記着色層は、前記第２の基板と前記第４の電極の間に位置し、
前記着色層と前記遮光層とは、同一平面上に設けられている部分を有する、表示パネル。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれか一項において、
前記液晶を含む層は、高分子分散型液晶又は高分子ネットワーク型液晶を含む、表示パネル。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の表示パネルと、
ＦＰＣと、を有する、表示モジュール。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の表示パネル、又は請求項７に記載の表示モジュールと、
アンテナ、バッテリ、筐体、スピーカ、マイク、操作スイッチ、又は操作ボタンと、を有する、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、表示パネル、表示モジュール、表示装置、及び電子機器に関する。または、本発明の一態様は、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発明の一態様は、物、方法、又は製造方法に関する。本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、又は組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。そのため、より具体的に本明細書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（例えば、タッチセンサなど）、出力装置、入出力装置（例えば、タッチパネルなど）、それらの駆動方法、又は、それらの製造方法を一例として挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】
近年、可撓性を有する基板（以下、可撓性基板とも記す）上に半導体素子、表示素子、又は発光素子などの機能素子が設けられたフレキシブルデバイスの開発が進められている。フレキシブルデバイスの代表的な例としては、照明装置、画像表示装置の他、トランジスタなどの半導体素子を有する種々の半導体回路などが挙げられる。
【０００４】
表示装置は様々な用途への応用が期待されている。表示装置としては、例えば、発光素子を有する発光装置や、液晶素子を有する液晶表示装置が開発されている。
【０００５】
エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用した発光素子（ＥＬ素子とも記す）は、薄型軽量化が容易である、入力信号に対し高速に応答可能である、直流低電圧電源を用いて駆動可能である等の特徴を有する。
【０００６】
例えば、特許文献１には、フィルム基板上に、スイッチング素子であるトランジスタや有機ＥＬ素子を備えたフレキシブルなアクティブマトリクス型の発光装置が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、液晶による光の散乱を利用して表示を行う、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）、高分子分散液晶、ポリマー分散型液晶ともいう）を用いた液晶表示装置が開示されている。高分子分散型液晶を用いた液晶表示装置は、偏光板や配向膜を必要としないため、コストの削減や、消費電力の低減を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１７４１５３号公報
【特許文献２】特開２０１２−３２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の一態様は、消費電力の低い表示パネルもしくは表示装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、全天候型の表示パネルもしくは表示装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、利便性の高い表示パネルもしくは表示装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、周囲の明るさによらず、視認性の高い表示パネルもしくは表示装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、可撓性を有する表示パネルもしくは表示装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、表示パネルもしくは表示装置の薄型化又は軽量化を目的の一とする。
【００１０】
または、本発明の一態様は、新規な表示パネル、表示装置、入出力装置、又は電子機器などを提供することを目的の一とする。
【００１１】
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、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様は、可撓性を有する表示パネルであって、第１の表示素子及び第２の表示素子を有し、第１の表示素子は、第１の表示素子と第２の表示素子とが、互いに重なる第１の部分を有し、第１の表示素子の第１の部分は、第２の表示素子側に光を射出することができる機能を有し、第２の表示素子は、光の透過率が可変である部分を有する、表示パネルである。
【００１３】
また、本発明の一態様は、可撓性を有する表示パネルであって、第１の基板、第２の基板、第１の接着層、第１の表示素子、及び第２の表示素子を有し、接着層は、第１の基板と第２の基板との間に位置し、第１の表示素子は、第１の基板と接着層との間に位置し、第２の表示素子は、第２の基板と接着層との間に位置し、第１の表示素子は、第１の電極、発光性の有機化合物を含む層（以下、ＥＬ層と記す）、及び第２の電極を有し、ＥＬ層は、第１の電極と第２の電極との間に位置し、第２の表示素子は、第３の電極、液晶を含む層、及び第４の電極を有し、液晶を含む層は、第３の電極と第４の電極との間に位置し、第１の表示素子は、第１の表示素子と第２の表示素子とが、互いに重なる第１の部分を有し、第１の表示素子の第１の部分は、第２の表示素子側に光を射出することができる機能を有し、第２の表示素子は、光の透過率が可変である部分を有する、表示パネルである。
【００１４】
上記各構成において、第１の電極は、第１の基板と第２の電極との間に位置し、第１の電極は、可視光を反射することができる機能を有し、第２の電極は、可視光を透過することができる機能を有し、第３の電極は、可視光を透過することができる機能を有し、第４の電極は、可視光を透過することができる機能を有することが好ましい。
【００１５】
上記各構成において、第２の接着層、第３の接着層、第１の絶縁層、第２の絶縁層、第１のトランジスタ、及び第２のトランジスタを有し、第１の絶縁層は、第１の基板と第１の表示素子の間に位置し、第２の接着層は、第１の基板と第１の絶縁層の間に位置し、第２の絶縁層は、第２の基板と第２の表示素子の間に位置し、第３の接着層は、第２の基板と第２の絶縁層の間に位置し、第１のトランジスタと第１の電極とは、電気的に接続され、第２のトランジスタと第４の電極とは、電気的に接続されることが好ましい。
【００１６】
上記各構成において、着色層及び遮光層を有し、第１の表示素子の第１の部分は、着色層と重なる部分を有し、第２のトランジスタは、遮光層と重なる部分を有し、着色層は、第２の基板と第４の電極の間に位置し、着色層と遮光層とは、同一平面上に設けられている部分を有することが好ましい。
【００１７】
上記各構成において、液晶を含む層は、高分子分散型液晶又は高分子ネットワーク型液晶を含むことが好ましい。
【００１８】
また、本発明の一態様は、上記各構成が適用された表示パネルに、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表示モジュールである。または、本発明の一態様は、上記各構成が適用された表示パネルに、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式等によりＩＣが実装された表示モジュールである。
【００１９】
また、上記各構成の表示パネルや表示モジュールを用いた電子機器も本発明の一態様である。例えば、本発明の一態様は、上記各構成の表示パネル又は表示モジュールと、アンテナ、バッテリ、筐体、スピーカ、マイク、操作スイッチ、又は操作ボタンと、を有する、電子機器である。
【００２０】
また、本発明の一態様は、表示パネル、検知器、及び駆動装置を有し、表示パネルは、可撓性を有し、表示パネルは、第１の表示素子及び第２の表示素子を有し、検知器は、表示パネルが使用される環境の明るさを検知して、検知情報を供給することができる機能を有し、駆動装置は、検知情報を供給され、かつ表示パネルを駆動することができる機能を有し、駆動装置は、検知情報が所定の明るさ未満の情報を含む場合に、画像信号を第１の表示素子に供給し、かつ光を透過する状態にする信号を第２の表示素子に供給し、検知情報が所定の明るさ以上の情報を含む場合に、画像情報を第２の表示素子に供給することができる機能を有する、表示装置である。
【００２１】
また、本発明の一態様は、検知情報を取得する第１のステップと、検知情報が所定の明るさ未満の情報を含む場合に第３のステップに進み、検知情報が所定の明るさ以上の情報を含む場合に第４のステップに進む第２のステップと、画像信号を第１の表示素子に供給し且つ光を透過する状態にする信号を第２の表示素子に供給する第３のステップと、画像情報を第２の表示素子に供給する第４のステップと、を有する、表示装置の駆動方法である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の一態様により、消費電力の低い表示パネルもしくは表示装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、全天候型の表示パネルもしくは表示装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、利便性の高い表示パネルもしくは表示装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、周囲の明るさによらず、視認性の高い表示パネルもしくは表示装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、可撓性を有する表示パネルもしくは表示装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、表示パネルもしくは表示装置の薄型化又は軽量化が可能となる。
【００２３】
または、本発明の一態様により、新規な表示パネル、表示装置、入出力装置、又は電子機器などを提供することができる。
【００２４】
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、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】本発明の一態様の表示パネルの一例を示す図。
【図２】本発明の一態様の表示パネルの一例を示す図。
【図３】本発明の一態様の表示パネルの一例を示す図。
【図４】本発明の一態様の表示パネルの一例を示す図。
【図５】本発明の一態様の表示パネルの一例を示す図。
【図６】本発明の一態様の表示パネルの一例を示す図。
【図７】本発明の一態様の表示装置の一例を示す図。
【図８】本発明の一態様の表示装置の駆動方法の一例を示す図。
【図９】表示パネルの作製方法の一例を示す図。
【図１０】表示パネルの作製方法の一例を示す図。
【図１１】表示パネルの作製方法の一例を示す図。
【図１２】表示パネルの作製方法の一例を示す図。
【図１３】ＣＡＡＣ−ＯＳの断面におけるＣｓ補正高分解能ＴＥＭ像、及びＣＡＡＣ−ＯＳの断面模式図。
【図１４】ＣＡＡＣ−ＯＳの平面におけるＣｓ補正高分解能ＴＥＭ像。
【図１５】ＣＡＡＣ−ＯＳ及び単結晶酸化物半導体のＸＲＤによる構造解析を説明する図。
【図１６】ＣＡＡＣ−ＯＳの電子回折パターンを示す図。
【図１７】Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物の電子照射による結晶部の変化を示す図。
【図１８】ＣＡＡＣ−ＯＳ及びｎｃ−ＯＳの成膜モデルを説明する模式図。
【図１９】ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶及びペレットを説明する図。
【図２０】ＣＡＡＣ−ＯＳの成膜モデルを説明する模式図。
【図２１】電子機器及び照明装置の一例を示す図。
【図２２】電子機器の一例を示す図。
【図２３】電子機器の一例を示す図。
【図２４】電子機器の一例を示す図。
【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】
また、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
【００２９】
なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、又は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
【００３０】
本明細書において、「平行」とは、二つの直線が−１０°以上１０°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、−５°以上５°以下の場合も含まれる。また、「略平行」とは、二つの直線が−３０°以上３０°以下の角度で配置されている状態をいう。また、「垂直」とは、二つの直線が８０°以上１００°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。また、「略垂直」とは、二つの直線が６０°以上１２０°以下の角度で配置されている状態をいう。
【００３１】
また、本明細書において、結晶が三方晶又は菱面体晶である場合、六方晶系として表す。
【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パネルについて、図１〜図６を用いて説明する。
【００３３】
本発明の一態様は、可撓性を有する表示パネルであって、第１の表示素子及び第２の表示素子を有し、第１の表示素子は、第２の表示素子と重なる第１の部分を有し、第１の表示素子の第１の部分は、第２の表示素子側に光を射出することができる機能を有し、第２の表示素子は、光の透過率が可変である部分を有する、表示パネルである。
【００３４】
本発明の一態様において、第１の表示素子は、発光素子であり、例えば、有機ＥＬ素子を適用できる。第２の表示素子は、光を透過する状態と、光を透過しない状態（例えば、光を散乱する状態）とで切り替わることができる素子であり、例えば、高分子分散型液晶又は高分子ネットワーク型液晶を用いた液晶素子を適用できる。
【００３５】
本発明の一態様の表示パネルは、周囲の明るさや、表示パネルへの外光の入射状況に応じて、表示に用いる素子を切り替える（第１の表示素子又は第２の表示素子のどちらを用いて表示するか選択する）ことで、使用者が、周囲の明るさによらず、表示パネルの表示を十分に視認することができる。
【００３６】
例えば、表示パネルに外光が十分に入射されるときは、外光と第２の表示素子を用いて表示を行うことができる。これにより、表示パネルの消費電力を低減させることができる。また、表示パネルの周囲が暗く、表示パネルに入射される外光が少なくても、第１の表示素子からの発光を第２の表示素子が透過する状態とすることで、第１の表示素子を用いて表示を行うことができる。このように、本発明の一態様により、周囲の明るさによらず、視認性が高く利便性の高い表示パネル又は全天候型の表示パネルを実現できる。また、本発明の一態様の表示パネルは、基板等に可撓性を有する材料を用いることで、可撓性を有する表示パネルとすることができる。例えば、基板に有機樹脂フィルムを用いることで、表示パネルのフレキシブル化、薄型化、軽量化等が可能となる。
【００３７】
本発明の一態様の表示パネルは、第１の表示素子１つに対して第２の表示素子を１つ有してもよいし、２つ以上有してもよい。例えば、第１の表示素子で構成される画素の数と第２の表示素子で構成される画素の数が同一であると、第１の表示素子を用いた表示と第２の表示素子を用いた表示が同等の解像度となり、好ましい。
【００３８】
図１（Ａ）は、表示パネル１００の上面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の一点鎖線Ａ１−Ａ２間の断面図である。
【００３９】
表示パネル１００は、基板１０１、素子層１１３、接着層１０５、素子層１１７、及び基板１０９を有する。表示パネル１００は、基板１０１と基板１０９との間に、素子層１１３及び素子層１１７を有する。表示パネル１００は、素子層１１３と素子層１１７の間に、接着層１０５を有する。
【００４０】
基板１０１及び基板１０９はそれぞれ可撓性を有する。なお、基板の一部が可撓性を有していてもよいし、基板全体が可撓性を有していてもよい。
【００４１】
素子層１１３及び素子層１１７は、それぞれ、表示素子を有する。各素子層は、さらに、表示素子を駆動するためのトランジスタ等を有していてもよい。素子層１１３が有する表示素子と、素子層１１７が有する表示素子とは、互いに重なる素子領域１０２（画素ともいう）を有する。図１（Ａ）に示すように、素子領域１０２はマトリクス状に配置され、表示装置の表示領域１１０を構成している。
【００４２】
図２（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、図１（Ａ）の一点鎖線Ｂ１−Ｂ２間の断面図である。なお、図２（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ表示素子１０３の構成が異なる形態を示している。図２（Ａ）は、表示素子１０３に塗り分け方式の有機ＥＬ素子を適用する場合の一例である。図２（Ｂ）は、表示素子１０３に白色の光を射出する有機ＥＬ素子を適用する場合の一例である。図２（Ｃ）は、有機ＥＬ素子に微小共振器構造（マイクロキャビティともいう）を組み合わせた場合の一例である。
【００４３】
表示パネル１００は、基板１０１、素子層１１３、接着層１０５、素子層１１７、及び基板１０９を有する。１つの素子領域１０２には、１つの表示素子１０３と１つの表示素子１０７とが重なる領域を有する。素子領域１０２において、着色層１８１は、表示素子１０３及び表示素子１０７と重なるように配置する。
【００４４】
素子層１１３は、トランジスタ層１２１及び表示素子１０３を有する。
【００４５】
本実施の形態では、表示素子１０３に有機ＥＬ素子を用いる。表示素子１０３は、下部電極１３１、ＥＬ層１３３、及び上部電極１３５を有する。下部電極１３１は、可視光を反射することができる。上部電極１３５は、可視光を透過することができる。下部電極１３１の端部は、絶縁層１４１によって覆われている。
【００４６】
発光素子を用いて表示を行う場合、複数の発光素子は、それぞれ独立に、発光状態又は非発光状態となる。発光素子を用いた表示は、表示パネルの周囲が暗くても視認性が高い。
【００４７】
図２（Ａ）に示すように、塗り分け方式の発光素子を用いてもよい。発光層等を塗り分けることで、素子領域１０２によって発光素子の発光色を異ならせることができる。例えば、赤色、黄色、緑色、青色、又は白色の光を呈する発光層をＥＬ層に用いることができる。
【００４８】
図２（Ｂ）に示すように、白色の光を射出する発光素子を用いてもよい。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、電荷発生層を介して積層されたＥＬ層を複数有するタンデム素子であってもよい。例えば、青色の光を呈する発光層を有する蛍光発光ユニットと、緑色の光を呈する発光層及び赤色の光を呈する発光層を有する燐光発光ユニットと、を有し、白色の光を呈するタンデム素子を用いることができる。
【００４９】
また、図２（Ｃ）に示すように、微小共振器構造を発光素子に組み合わせて用いることができる。例えば、発光素子の下部電極及び上部電極を用いて微小共振器構造を構成し、発光素子から特定の光を効率よく取り出してもよい。
【００５０】
具体的には、可視光を反射する反射膜を下部電極１３１に用い、可視光の一部を透過し一部を反射する半透過・半反射膜を上部電極１３５に用いる。そして、所定の波長を有する光が効率よく取り出されるように、下部電極１３１と上部電極１３５の間の光学距離を調整する。
【００５１】
例えば、第１の下部電極１３１Ｒ、第２の下部電極１３１Ｇ、及び第３の下部電極１３１Ｂは、ＥＬ層１３３からの所望の光を共振させ、その波長を強めることができるように、光学距離を調整する機能を有する。なお、光学距離を調整する層は、下部電極１３１に限られず、発光素子を構成する少なくとも一つの層により光学距離を調整すればよい。
【００５２】
なお、図２（Ｂ）、（Ｃ）の構成は、ＥＬ層１３３を塗り分けずに発光素子を作製することができるため、表示パネルの作製工程を少なくし、生産性を高めることができる。また、表示パネルの高精細化を容易とすることができる。
【００５３】
素子層１１７は、トランジスタ層１９１及び表示素子１０７を有する。また、素子層１１７は、着色層１８１及び遮光層１８３を有していてもよい。着色層１８１及び遮光層１８３は、トランジスタ層１９１及び表示素子１０７の間に位置する。
【００５４】
本実施の形態では、表示素子１０７に液晶素子を用いる。表示素子１０７は、電極１７１、液晶を含む層１７３、及び電極１７５を有する。電極１７１は、可視光を透過することができる。電極１７５は、可視光を透過することができる。
【００５５】
液晶素子を用いて表示を行う場合、複数の液晶素子は、それぞれ独立に、可視光を透過する状態又は可視光を透過しない状態（例えば可視光を散乱する状態）となる。このような液晶素子を用いることで、外光を光源として利用した表示を行うことができ、表示パネルの低消費電力化を実現できる。
【００５６】
液晶素子は、アクティブマトリクス方式であっても、パッシブマトリクス方式であってもよい。
【００５７】
液晶を含む層１７３は、網目状の構造を備える高分子と網目状の構造を有する高分子から相分離した液晶を含む。
【００５８】
液晶を含む層１７３には、高分子分散型液晶を用いることが好ましい。高分子分散型液晶は、液晶を高分子中に分散させた層を液晶層として用いる液晶方式である。液晶は、粒径が約０．１μｍ以上２０μｍ以下（代表的には１μｍ程度）の微小粒である。なお、駆動方法としてはＰＤＬＣモードを用いる。
【００５９】
また、液晶を含む層１７３には、高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ））を用いてもよい。高分子ネットワーク型液晶は、高分子ネットワーク中に液晶が連続的に配置された層を液晶層として用いる液晶方式である。
【００６０】
液晶を含む層１７３は、高分子ネットワークを形成する高分子層中に液晶粒が分散された構成となっている。
【００６１】
液晶粒としては、ネマティック液晶を用いることができる。
【００６２】
また、高分子層（ポリマー層）としては光硬化樹脂を用いることができる。光硬化樹脂は、アクリレート、メタクリレートなどの単官能モノマーでもよく、ジアクリレート、トリアクリレート、ジメタクリレート、トリメタクリレートなどの多官能モノマーでもよく、これらを混合させたものでもよい。また、液晶性のものでも非液晶性のものでもよく、両者を混合させてもよい。光硬化樹脂は、用いる光重合開始剤の反応する波長の光で硬化する樹脂を選択すれば良く、代表的には紫外線硬化樹脂を用いることができる。
【００６３】
例えば、液晶を含む層１７３は、ネマティック液晶を用いた液晶粒、光硬化樹脂を用いた高分子層、及び光重合開始剤を含む液晶材料に、光硬化樹脂、及び光重合開始剤が反応する波長の光を照射して硬化し、形成することができる。
【００６４】
光重合開始剤は、光照射によってラジカルを発生させるラジカル重合開始剤でもよく、酸を発生させる酸発生剤でもよく、塩基を発生させる塩基発生剤でもよい。
【００６５】
液晶を含む層１７３を形成する方法として、ディスペンサ法（滴下法）や、毛細管現象を用いて液晶を注入する注入法を用いることができる。
【００６６】
また、高分子分散型液晶は、あらかじめ液晶を配向させず、かつ入射した光に偏光を行わないため、配向膜及び偏光板を設けなくてもよい。
【００６７】
従って、高分子分散型液晶を用いた表示パネルは、配向膜及び偏光板を設けないため、配向膜及び偏光板による光の吸収がなく、より高輝度な明るい表示画面とすることができる。よって、光の利用効率がよいため、低消費電力化にもなる。配向膜及び偏光板にかかる工程やコストを削減することができ、より高スループット、低コストを実現できる。また配向膜を設けないためラビング処理も不要となり、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、作製工程中の表示パネルの不良や破損を軽減することができる。よって表示パネルを歩留まりよく作製でき、生産性を向上させることが可能となる。特に、トランジスタは、静電気の影響によりトランジスタの電気的な特性が著しく変動して設計範囲を逸脱する恐れがある。よってトランジスタを有する表示パネルに高分子分散型液晶材料を用いることはより効果的である。
【００６８】
例えば、屈折率の異方性Δｎが０．１５以上、好ましくは０．２以上の液晶材料を用いることができる。また、配向した状態の液晶材料とおよそ等しい屈折率を備える高分子を用いることができる。
【００６９】
液晶材料の屈折率の異方性が大きいと、光を散乱する効果が高められ、液晶を含む層１７３を薄くすることができる。これにより、駆動電圧を低減することができる。
【００７０】
また、材料の比誘電率Δεが大きいと、駆動電圧を低減することができる。
【００７１】
例えば、液晶材料を含むモノマーを重合して、液晶を含む層１７３を形成することができる。具体的には、液晶材料と、重量百分率でおよそ２０％以上３０％未満のモノマーと、を含む組成物に紫外線を照射する。紫外線が照射されたモノマーは、液晶材料と相分離しながら重合し、液晶を含む層１７３を形成することができる。例えば、アクリル系の材料をモノマーに用いることができる。
【００７２】
液晶を含む層１７３の厚さであるセルギャップは２μｍ以上３０μｍ以下（好ましくは３μｍ以上８μｍ以下）とすればよい。なお、本明細書においてセルギャップの厚さとは、液晶層の厚さ（膜厚）の最大値とする。
【００７３】
高分子分散型液晶の動作原理を説明する。液晶を含む層１７３において、電極１７１と電極１７５に電圧を印加しない場合（オフ状態ともいう）は、高分子層内に分散している液晶粒はランダムに配列し高分子の屈折率と液晶分子の屈折率とが異なるため、液晶粒によって、入射した光は散乱された状態となる。
【００７４】
一方、電極１７１と電極１７５に電圧を印加した場合（オン状態ともいう）、液晶を含む層１７３に電界が形成され、液晶粒内の液晶分子は電界方向に配列し高分子の屈折率と液晶分子短軸の屈折率とがほぼ一致するため、入射した光は液晶粒で散乱されず、液晶を含む層１７３を透過する。よって、液晶を含む層１７３は透光性となり透明な状態となる。
【００７５】
後述するように、本発明の一態様の表示パネルでは、表示素子１０３が有する反射電極を利用することにより、外部からの入射光は、液晶を含む層１７３で散乱した後、該反射電極で反射して、再度、液晶を含む層１７３に入射するため、液晶を含む層１７３の２倍の厚さの液晶を含む層１７３と同等の散乱効果が得られる。したがって、本発明の一態様では、セルギャップを狭くすることができる。セルギャップを狭くすることができると、表示素子１０７を低電圧で駆動でき好ましい。
【００７６】
トランジスタ層１２１及びトランジスタ層１９１は、それぞれ、表示素子を駆動するためのトランジスタを有する。各トランジスタ層は、さらに、抵抗素子、容量素子等の機能素子を有していてもよい。
【００７７】
図３（Ａ）〜（Ｃ）を用いて、本発明の一態様の表示パネルの表示方法を説明する。
【００７８】
図３（Ａ）は、表示素子１０３を動作させて画像を表示する例である。図３（Ａ）では、すべての素子領域１０２（つまり、すべての画素）において、電極１７１と電極１７５の間に電圧が印加された状態となっている。この状態において、液晶を含む層１７３は可視光を透過する状態１７４となり、白地の矢印で示すように、表示素子１０３から射出した光が透過し、画像として表示される。表示素子１０３を用いることで、屋内での使用等であっても、視認性が高い表示、又は鮮やかな表示を行うことができる。
【００７９】
なお、表示素子１０３を動作させて画像を表示する際、液晶を含む層１７３が可視光を散乱する状態となっていてもよい。例えば、表示素子１０３に点欠陥（輝点欠陥）が生じた場合、表示素子１０３が射出した光を、液晶を含む層１７３により散乱させることで、輝点の発光強度を弱め、輝点を見難くすることが可能となる。
【００８０】
図３（Ｂ）は、表示素子１０７を動作させて画像を表示する例である。図３（Ｂ）に示す二点鎖線の円内の拡大図を図３（Ｃ）に示す。表示素子１０７は外光の反射を利用して表示を行う。ここでは、赤色の着色層１８１Ｒを用いた画素と青色の着色層１８１Ｂを用いた画素において、電極１７１と電極１７５の間に電圧を印加した場合を例示する。着色層１８１Ｒ及び着色層１８１Ｂと重なる液晶を含む層１７３は可視光を透過する状態１７４となり、これらの画素に入射した外光（太い点線）は、まず着色層でそれぞれ赤色光、青色光となって液晶を含む層１７３を通過する。そして、太い実線の矢印で示すように、可視光を反射する下部電極１３１で反射され、再度、液晶を含む層１７３と着色層を通過して、画像として表示される。
【００８１】
一方、緑色の着色層１８１Ｇを用いた画素の電極１７１と電極１７５の間には電圧は印加されず、画素に入射した外光（太い点線の矢印）は着色層１８１Ｇで緑色光となり液晶を含む層１７３に入射した後、細い点線の矢印で示すように、液晶を含む層１７３内で様々な方向に散乱される。また、液晶を含む層１７３を通過し表示素子１０３の下部電極１３１に到達した光も、下部電極１３１により反射され、再度、液晶を含む層１７３に入射し、液晶を含む層１７３内で様々な方向に散乱される。また、液晶を含む層１７３を再度通過し、着色層１８１Ｇに再度入射した光は、液晶を含む層１７３での散乱により減衰しており、ほとんど表示パネルから取り出されない。この状況が表示パネルにおける黒表示の状態となる。
【００８２】
本発明の一態様の表示パネルにおいて、着色層の膜厚は、通常の透過型液晶表示パネルに使用する場合に対して半分程度の膜厚とすることが可能である。着色層が薄いと、表示素子１０３から射出する光の減衰が抑制でき好ましい。表示素子１０７では外光の反射を使用するため、表示素子内で発光させる必要がなく、消費電力を抑えることが可能となる。
【００８３】
表示パネルは、液晶を含む層１７３の散乱時に黒表示を行う構成に限られない。例えば、図２（Ｃ）に示すように、表示素子１０３に微小共振器構造を用いる場合などでは、液晶を含む層１７３の透過時に、表示パネルは黒表示の状態となってもよい。
【００８４】
微小共振器構造を用いると、表示素子１０３での外光の反射が抑制され、外光がほとんど表示パネルから取り出されないことがある。この状況を表示パネルにおける黒表示の状態としてもよい。この場合、液晶を含む層１７３での散乱による反射光を着色層から取り出すことで、画像を表示することができる。
【００８５】
図４〜図６に本発明の一態様の表示パネルの具体例を示す。なお、図１〜図３を用いて詳述した構成については、説明を省略する場合がある。
【００８６】
図４（Ａ）に示す表示パネル１００は、表示領域１１０と駆動回路２０２を有する。表示領域１１０には、素子領域がマトリクス状に配置されている。図４（Ａ）では、赤色の着色層を用いた素子領域１０２Ｒ、緑色の着色層を用いた素子領域１０２Ｇ、青色の着色層を用いた素子領域１０２Ｂの３種類の素子領域（画素）を有する例を示す。さらに、白色の光を射出する（着色層を有していない）素子領域や、黄色の着色層を用いた素子領域を有していてもよい。また、図４（Ａ）に示す表示パネルには、ＦＰＣ４４５及びＦＰＣ４８５が電気的に接続されている。
【００８７】
図４（Ａ）に示す一点鎖線Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄ、及びＥ−Ｆ間の断面図を図４（Ｂ）に示す。
【００８８】
図４（Ｂ）に示す表示パネル１００は、表示素子１０３に塗り分け方式の有機ＥＬ素子を適用する場合の一例である。
【００８９】
図４（Ｂ）に示す表示パネル１００は、基板１０１、表示素子１０３、接着層１０５、表示素子１０７、絶縁層１４１、着色層１８１、遮光層１８３、及び基板１０９を有する。表示素子１０３は、下部電極１３１、ＥＬ層１３３、及び上部電極１３５を有する。表示素子１０７は、電極１７１、液晶を含む層１７３、及び電極１７５を有する。
【００９０】
さらに、図４（Ｂ）に示す表示パネル１００は、接着層４５３、絶縁層４５５、トランジスタ４７０ａ、トランジスタ４７０ｂ、導電層４７１、容量素子４７３、絶縁層４５７、絶縁層４６１ａ、絶縁層４６１ｂ、導電層４６２、接着層４０３、遮光層４０４、絶縁層４０５、絶縁層４０６、絶縁層４０７、絶縁層４１６ａ、絶縁層４１６ｂ、絶縁層４１６ｃ、トランジスタ４２０ａ、トランジスタ４２０ｂ、導電層４３６、導電層４３７、導電層４３８、導電層４３９、導電層４８２、及び接続体４８３を有する。
【００９１】
基板１０１と絶縁層４５５は接着層４５３で貼り合わされている。基板１０９と絶縁層４０５は接着層４０３で貼り合わされている。絶縁層４０５や絶縁層４５５に防湿性の高い膜を用いると、発光素子等の表示素子やトランジスタに水等の不純物が侵入することを抑制でき、表示パネルの信頼性が高くなるため好ましい。
【００９２】
絶縁層４５５上には、トランジスタ４７０ａ、トランジスタ４７０ｂ、導電層４７１、容量素子４７３等が設けられている。
【００９３】
トランジスタ４２０ａ及びトランジスタ４７０ａは、表示領域１１０に含まれる。トランジスタ４７０ａは、表示素子１０３と電気的に接続されている。具体的には、トランジスタ４７０ａのソース又はドレインが、導電層４６２を介して下部電極１３１と電気的に接続されている。トランジスタ４２０ａは、表示素子１０７と電気的に接続されている。具体的には、トランジスタ４２０ａのソース又はドレインが、導電層４３７及び導電層４３９を介して、電極１７５と電気的に接続されている。
【００９４】
また、トランジスタ４２０ｂ及びトランジスタ４７０ｂは、駆動回路２０２に含まれる。一点鎖線Ｅ−Ｆ間の断面図に示すトランジスタのソース又はドレインは、導電層４３６及び導電層４３８を介して、電極１７１と電気的に接続されている。
【００９５】
図４（Ｂ）では、ゲート電極を２つ有する構造のトランジスタを例示したが、本発明の一態様はこれに限られない。例えば、同一平面上に設けられた２つのトランジスタのうち、一方が１つのゲート電極を有する構造であり、他方が２つのゲート電極を有する構造であってもよい。また、例えば、表示領域１１０と駆動回路２０２とで、トランジスタの構造が異なっていてもよい。
【００９６】
導電層４７１は、駆動回路２０２に外部からの信号（ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、又はリセット信号等）や電位を伝達する外部入力端子と電気的に接続する。ここでは、外部入力端子としてＦＰＣ４８５を設ける例を示している。工程数の増加を防ぐため、導電層４７１は、発光部や駆動回路部に用いる電極や配線と同一の材料、同一の工程で作製することが好ましい。導電層４７１は、導電層４８２及び接続体４８３を介して、ＦＰＣ４８５と電気的に接続されている。
【００９７】
基板１０９と遮光層１８３の間に設けられるトランジスタや配線等に用いる導電層は、表示パネルの使用者から視認される場合がある。特に、電極や配線に光の反射性が高い導電層や透光性の低い導電層を用いると、使用者が該電極や該配線を視認しやすくなる。表示パネルの表示品位の向上のためには、これら電極や配線が使用者に視認されにくいことが好ましい。そこで、遮光層４０４を設けることが好ましい。遮光層４０４は基板１０９から厚さ方向で最も近い導電層と、基板１０９との間に設けることが好ましい。これにより、表示パネルの使用者に電極や配線が視認されることを抑制でき、表示品位の向上を図ることができる。
【００９８】
絶縁層４０７及び絶縁層４５７は、それぞれ、トランジスタを構成する半導体への不純物の拡散を抑制する効果を奏する。絶縁層４０６、絶縁層４１６ａ、絶縁層４１６ｂ、絶縁層４１６ｃ、絶縁層４６１ａ、及び絶縁層４６１ｂには、それぞれ、トランジスタや導電層等に起因する表面凹凸を低減するために平坦化機能を有する絶縁層を選択することが好適である。
【００９９】
図５に、本発明の一態様の表示パネルの別の例を示す。図５に示す表示パネルは、表示素子１０３に有機ＥＬ素子に微小共振器構造を組み合わせた場合の一例である。なお、先に説明した構成と同様の構成については説明を省略する場合がある。
【０１００】
図５に示す表示パネルは、基板１０１、表示素子１０３、接着層１０５、表示素子１０７、絶縁層１４１、着色層１８１、遮光層１８３、及び基板１０９を有する。表示素子１０３は、第１の電極とＥＬ層の間に光学調整層１３２を有する。
【０１０１】
さらに、図５に示す表示パネルは、接着層４５３、絶縁層４５５、トランジスタ４７０ａ、トランジスタ４７０ｂ、導電層４７１、トランジスタ４７４、絶縁層４５７、絶縁層４５９、絶縁層４６１ａ、絶縁層４６１ｂ、導電層４６２、接着層４０３、絶縁層４０５、絶縁層４０７、絶縁層４０９、絶縁層４１６、トランジスタ４２０ａ、トランジスタ４２０ｂ、導電層４２１、絶縁層４２８、接続体４４３、絶縁層４６７、及び接続体４８３を有する。
【０１０２】
また、図５に示す表示パネルは、タッチパネルと貼り合わされている。タッチパネルは、基板８８８、接着層８８９、絶縁層８９３、容量素子８８０、絶縁層８９７、接着層８９８、及び基板８９９を有する。表示パネルの基板１０９とタッチパネルの基板８９９は、接着層８７９で貼り合わされている。
【０１０３】
基板８８８及び基板８９９は、可撓性を有する。基板８８８及び基板８９９は、基板１０１や基板１０９に用いることができる材料を適用することができる。
【０１０４】
接着層８７９、接着層８８９、接着層８９８には、接着層１０５に用いることができる材料を適用することができる。なお、タッチパネルは、基板を有していなくてもよく、表示パネルの基板１０９とタッチパネルの絶縁層８９７を、接着層で貼り合わせてもよい。
【０１０５】
絶縁層８９７は、絶縁層４０５及び絶縁層４５５に用いることができる材料を適用することができる。
【０１０６】
容量素子８８０は、複数の導電層８９６と、該複数の導電層８９６と接続する導電層８９４と、導電層８９６及び導電層８９４の間の絶縁層８９５と、を有する。導電層８９４を介して、複数の導電層８９６は電気的に接続されている。容量素子８８０は、絶縁層８９３に覆われていてもよい。導電層８９６は、接続体８９２を介してＦＰＣ８９１と電気的に接続する。
【０１０７】
導電層８９４及び導電層８９６は、透光性を有する導電性材料を用いて形成する。透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる。なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元する方法としては、熱を加える方法等を挙げることができる。
【０１０８】
なお、導電層８９４、導電層８９６などの導電膜、つまり、タッチパネルを構成する配線や電極に用いることのできる材料として、一例としては、ＩＴＯ、インジウム亜鉛酸化物などの透明導電膜などが望ましいが、その他の材料としては、例えば、抵抗値が低いものが望ましい。一例として、銀、銅、アルミニウム、カーボンナノチューブ、グラフェン、ハロゲン化金属（ハロゲン化銀など）などを用いてもよい。さらに、非常に細くした（例えば、直径が数ナノメートル）多数の導電体を用いて構成される金属ナノワイヤを用いてもよい。または、導電体を網目状にした金属メッシュを用いてもよい。一例としては、Ａｇナノワイヤ、Ｃｕナノワイヤ、Ａｌナノワイヤ、Ａｇメッシュ、Ｃｕメッシュ、又はＡｌメッシュなどを用いてもよい。Ａｇナノワイヤの場合、光透過率は８９％以上、シート抵抗値は４０Ω／□以上１００Ω／□以下を実現することができる。なお、透過率が高いため、表示素子に用いる電極、例えば、画素電極や共通電極に、金属ナノワイヤ、金属メッシュ、カーボンナノチューブ、グラフェンなどを用いてもよい。
【０１０９】
トランジスタ４７４は、表示領域１１０に含まれる。図５では、素子領域に、ゲート電極を１つ有する構造のトランジスタを適用し、駆動回路にゲート電極を２つ有する構造のトランジスタを適用する例を示す。
【０１１０】
導電層４２１は、駆動回路２０２に外部からの信号や電位を伝達する外部入力端子と電気的に接続する。ここでは、外部入力端子としてＦＰＣ４４５を設ける例を示している。導電層４２１は、接続体４４３を介して、ＦＰＣ４４５と電気的に接続されている。
【０１１１】
絶縁層４０９及び絶縁層４５９は、それぞれ、トランジスタを構成する半導体への不純物の拡散を抑制する効果を奏する。
【０１１２】
絶縁層４２８は、スペーサとしての機能を有し、表示素子１０７が有する一対の電極の間隔を調整することができる。また、絶縁層４６７は、スペーサとしての機能を有し、表示素子１０３が有する一対の電極の間隔を調整することができる。
【０１１３】
図６に、本発明の一態様の表示パネルの別の例を示す。図５に示す表示パネルは、トップエミッション型であったが、図６では、ボトムエミッション型の例を示す。なお、先に説明した構成と同様の構成については説明を省略する場合がある。
【０１１４】
図６に示す表示パネルは、基板１０１、表示素子１０３、接着層１０５ａ、接着層１０５ｂ、表示素子１０７、絶縁層１４１、着色層１８１、遮光層１８３、及び基板１０９を有する。
【０１１５】
さらに、図６に示す表示パネルは、接着層４５３、トランジスタ４７０ａ、トランジスタ４７０ｂ、導電層４７１、絶縁層４５５、絶縁層４５７、絶縁層４５９、絶縁層４６１ａ、絶縁層４６１ｂ、導電層４６２、接着層４０３、絶縁層４０５、絶縁層４０７、絶縁層４０９、絶縁層４１６、トランジスタ４２０ａ、トランジスタ４２０ｂ、導電層４２１、絶縁層４２８、接続体４４３、基板４５１、絶縁層４６７、及び接続体４８３を有する。
【０１１６】
基板４５１は、可撓性を有する。基板４５１は、基板１０１や基板１０９に用いることができる材料を適用することができる。
【０１１７】
図６では、絶縁層４５５と基板４５１が接着層１０５ａにより貼り合わされ、基板４５１と表示素子１０７の電極が接着層１０５ｂにより貼り合わされている例を示す。表示パネルは、基板４５１を有していなくてもよく、絶縁層４５５と表示素子１０７の電極が接着層で貼り合わせてもよい。
【０１１８】
図６では、図５とは異なる構造のトランジスタを適用する例を示す。具体的には、トランジスタのチャネル形成領域となる半導体膜の一部の領域上に、ゲート電極及びゲート絶縁膜を形成したのち、半導体膜の、ゲート電極及びゲート絶縁膜に覆われていない領域を低抵抗化して、ソース領域及びドレイン領域を形成する、セルフアライン（自己整合）構造のトランジスタを示す。
【０１１９】
次に、表示パネルに用いることができる材料等を説明する。なお、本明細書中で先に説明した構成については説明を省略する場合がある。
【０１２０】
基板１０１及び基板１０９には、ガラス、石英、有機樹脂、金属、合金などの材料を用いることができる。表示パネルの表示面側の基板には、可視光を透過する材料を用いる。
【０１２１】
特に、可撓性基板を用いることが好ましい。例えば、有機樹脂や可撓性を有する程度の厚さのガラス、金属、合金を用いることができる。
【０１２２】
ガラスに比べて有機樹脂は比重が小さいため、可撓性基板として有機樹脂を用いると、ガラスを用いる場合に比べて表示パネルを軽量化でき、好ましい。
【０１２３】
基板には、靱性が高い材料を用いることが好ましい。これにより、耐衝撃性に優れ、破損しにくい表示パネルを実現できる。例えば、有機樹脂基板や、厚さの薄い金属基板もしくは合金基板を用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて、軽量であり、破損しにくい表示パネルを実現できる。
【０１２４】
金属材料や合金材料は熱伝導性が高く、基板全体に熱を容易に伝導できるため、表示パネルの局所的な温度上昇を抑制することができ、好ましい。金属材料や合金材料を用いた基板の厚さは、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。
【０１２５】
金属基板や合金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、又は、アルミニウム合金もしくはステンレス等の金属の合金などを好適に用いることができる。
【０１２６】
また、基板に、熱放射率が高い材料を用いると表示パネルの表面温度が高くなることを抑制でき、表示パネルの破壊や信頼性の低下を抑制できる。例えば、基板を金属基板と熱放射率の高い層（例えば、金属酸化物やセラミック材料を用いることができる）の積層構造としてもよい。
【０１２７】
可撓性基板は、上記材料を用いた層が、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、窒化シリコン層など）や、押圧を分散可能な材質の層（例えば、アラミド樹脂層など）等と積層されて構成されていてもよい。
【０１２８】
可撓性基板は、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。
【０１２９】
例えば、本明細書等において、様々な基板を用いて、トランジスタや表示素子を形成することができる。基板の種類は、特定のものに限定されることはない。その基板の一例としては、半導体基板（例えば単結晶基板又はシリコン基板）、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、以下のものがあげられる。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）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）に代表されるプラスチックがある。または、一例としては、アクリル等の合成樹脂などがある。または、一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどがある。または、一例としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。特に、半導体基板、単結晶基板、又はＳＯＩ基板などを用いてトランジスタを製造することによって、特性、サイズ、又は形状などのばらつきが少なく、電流能力が高く、サイズの小さいトランジスタを製造することができる。このようなトランジスタによって回路を構成すると、回路の低消費電力化、又は回路の高集積化を図ることができる。
【０１３０】
また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、トランジスタを形成してもよい。または、基板とトランジスタの間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に半導体装置を一部あるいは全部完成させた後、基板より分離し、他の基板に転載するために用いることができる。その際、トランジスタは耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも転載できる。なお、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造の構成や、基板上にポリイミド等の有機樹脂膜が形成された構成等を用いることができる。
【０１３１】
つまり、ある基板を用いてトランジスタを形成し、その後、別の基板にトランジスタを転置し、別の基板上にトランジスタを配置してもよい。トランジスタが転置される基板の一例としては、上述したトランジスタを形成することが可能な基板に加え、紙基板、セロファン基板、アラミドフィルム基板、ポリイミドフィルム基板、石材基板、木材基板、布基板（天然繊維（絹、綿、麻）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、又はゴム基板などがある。これらの基板を用いることにより、特性のよいトランジスタの形成、消費電力の小さいトランジスタの形成、壊れにくい装置の製造、耐熱性の付与、軽量化、又は薄型化を図ることができる。
【０１３２】
接着層１０５には、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤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。
【０１３３】
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。又は、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機能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。
【０１３４】
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、発光素子からの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。
【０１３５】
表示パネル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、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。トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されず、例えば、シリコン、ゲルマニウム、有機半導体等が挙げられる。または、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系金属酸化物などの、インジウム、ガリウム、亜鉛のうち少なくとも一つを含む酸化物半導体を用いてもよい。
【０１３６】
特に、表示素子１０３に接続されるトランジスタ、及び表示素子１０７に接続されるトランジスタに、オフ状態においてリークする電流が極めて小さいトランジスタを用いると、画像信号を保持することができる時間を長くすることができる。例えば、画像信号の書き込みを１１．６μＨｚ（１日に１回）以上０．１Ｈｚ（１秒間に０．１回）未満の頻度、好ましくは０．２８ｍＨｚ（１時間に１回）以上１Ｈｚ（１秒間に１回）未満の頻度としても画像を保持することができる。これにより、画像信号の書き込みの頻度を低減することができる。その結果、表示パネル１００の消費電力を削減することができる。もちろん、画像信号の書き込みを３０Ｈｚ（１秒間に３０回）以上、好ましくは６０Ｈｚ（１秒間に６０回）以上９６０Ｈｚ（１秒間に９６０回）未満の頻度とすることもできる。
【０１３７】
オフ状態においてリークする電流が極めて小さいトランジスタとしては、例えば、酸化物半導体を半導体層に用いたトランジスタを用いることができる。具体的には、少なくともインジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）及びＭ（Ａｌ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、ＣｅまたはＨｆ等の金属）を含むＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物で表記される材料を含む酸化物半導体を、好適に半導体層に用いることができる。または、ＩｎとＺｎの双方を含むことが好ましい。
【０１３８】
例えば、ソースとドレインとの間の電圧を０．１Ｖ、５Ｖ、または、１０Ｖ程度とした場合に、トランジスタのチャネル幅で規格化したオフ電流を数ｙＡ／μｍ乃至数ｚＡ／μｍにまで低減することが可能となる。
【０１３９】
酸化物半導体膜を構成する酸化物半導体として、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、Ｉｎ−Ｇａ系酸化物を用いることができる。
【０１４０】
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。
【０１４１】
本発明の一態様に好適に用いることができる、酸化物半導体については、実施の形態４で詳述する。
【０１４２】
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。例えば、単結晶シリコン、ポリシリコンまたはアモルファスシリコンなどをトランジスタの半導体層に適用できる。
【０１４３】
トランジスタの特性安定化等のため、下地膜を設けることが好ましい。下地膜としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜などの無機絶縁膜を用い、単層で又は積層して作製することができる。下地膜はスパッタリング法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法（プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  ＣＶＤ）法など）、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、塗布法、印刷法等を用いて形成できる。なお、下地膜は、必要で無ければ設けなくてもよい。
【０１４４】
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。
【０１４５】
発光素子は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型のいずれであってもよい。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
【０１４６】
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（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、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ＩＴＯ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。
【０１４７】
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、アルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金、アルミニウム、ニッケル、及びランタンの合金（Ａｌ−Ｎｉ−Ｌａ）等のアルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）や、銀と銅の合金、銀とパラジウムと銅の合金（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、ＡＰＣとも記す）、銀とマグネシウムの合金等の銀を含む合金を用いて形成することができる。銀と銅を含む合金は、耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム合金膜に接する金属膜又は金属酸化物膜を積層することで、アルミニウム合金膜の酸化を抑制することができる。該金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタン、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ＩＴＯの積層膜、銀とマグネシウムの合金とＩＴＯの積層膜などを用いることができる。
【０１４８】
微小共振器構造を組み合わせる場合、発光素子の上部電極には、半透過・半反射電極を用いることができる。半透過・半反射電極は、反射性を有する導電性材料と透光性を有する導電性材料により形成される。該導電性材料としては、可視光の反射率が２０％以上８０％以下、好ましくは４０％以上７０％以下であり、かつその抵抗率が１×１０−２Ω・ｃｍ以下の導電性材料が挙げられる。半透過・半反射電極としては、導電性を有する金属、合金、導電性化合物などを１種又は複数種用いて形成することができる。とくに、仕事関数が小さい（３．８ｅＶ以下）材料を用いることが好ましい。例えば、元素周期表の第１族又は第２族に属する元素（リチウム、セシウム等のアルカリ金属、カルシウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金属、マグネシウム等）、これら元素を含む合金（例えば、Ａｇ−Ｍｇ、Ａｌ−Ｌｉ）、ユーロピウム、イッテルビウム等の希土類金属、これら希土類金属を含む合金、アルミニウム、銀等を用いることができる。また、半透過・半反射電極としては、スパッタリング法、蒸着法、印刷法または塗布法等を用いて形成することができる。
【０１４９】
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。
【０１５０】
下部電極１３１及び上部電極１３５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１３３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１３３において再結合し、ＥＬ層１３３に含まれる発光物質が発光する。
【０１５１】
ＥＬ層１３３は少なくとも発光層を有する。ＥＬ層１３３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。
【０１５２】
ＥＬ層１３３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１３３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。
【０１５３】
発光素子は、２以上の発光物質を含んでいてもよい。これにより、例えば、白色発光の発光素子を実現することができる。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、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｙ（黄）、又はＯ（橙）等の発光を示す発光物質や、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を用いることができる。例えば、青の発光を示す発光物質と、黄の発光を示す発光物質を用いてもよい。このとき、黄の発光を示す発光物質の発光スペクトルは、緑及び赤のスペクトル成分を含むことが好ましい。また、発光素子の発光スペクトルは、可視領域の波長（例えば３５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下、又は４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下など）の範囲内に２以上のピークを有することが好ましい。
【０１５４】
ＥＬ層１３３は、複数の発光層を有していてもよい。ＥＬ層１３３において、複数の発光層は、互いに接して積層されていてもよいし、分離層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、分離層を設けてもよい。
【０１５５】
分離層は、例えば、燐光発光層中で生成する燐光材料等の励起状態から蛍光発光層中の蛍光材料等へのデクスター機構によるエネルギー移動（特に三重項エネルギー移動）を防ぐために設けることができる。分離層は数ｎｍ程度の厚さがあればよい。具体的には、０．１ｎｍ以上２０ｎｍ以下、あるいは１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、あるいは１ｎｍ以上５ｎｍ以下である。分離層は、単一の材料（好ましくはバイポーラ性の物質）、又は複数の材料（好ましくは正孔輸送性材料及び電子輸送性材料）を含む。
【０１５６】
分離層は、該分離層と接する発光層に含まれる材料を用いて形成してもよい。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。例えば、燐光発光層が、ホスト材料、アシスト材料、及び燐光材料（ゲスト材料）からなる場合、分離層を、該ホスト材料及びアシスト材料で形成してもよい。上記構成を別言すると、分離層は、燐光材料を含まない領域を有し、燐光発光層は、燐光材料を含む領域を有する。これにより、分離層と燐光発光層とを燐光材料の有無で蒸着することが可能となる。また、このような構成とすることで、分離層と燐光発光層を同じチャンバーで成膜することが可能となる。これにより、製造コストを削減することができる。
【０１５７】
遮光層は、隣接する着色層の間に設けられている。遮光層は隣接する発光素子からの光を遮光し、隣接する発光素子間における混色を抑制する。ここで、着色層の端部を、遮光層と重なるように設けることにより、光漏れを抑制することができる。遮光層としては、発光素子からの発光を遮る材料を用いることができ、例えば、金属材料や顔料や染料を含む樹脂材料を用いてブラックマトリクスを形成すればよい。なお、遮光層は、駆動回路部などの発光部以外の領域に設けると、導波光などによる意図しない光漏れを抑制できるため好ましい。
【０１５８】
着色層は特定の波長帯域の光を透過する有色層である。例えば、赤色、緑色、青色、又は黄色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタなどを用いることができる。各着色層は、様々な材料を用いて、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ法を用いたエッチング方法などでそれぞれ所望の位置に形成する。また、白色の副画素では、発光素子と重ねて透明又は白色等の樹脂を配置してもよい。
【０１５９】
絶縁層４０５や絶縁層４５５としては、防湿性の高い絶縁膜を用いることが好ましい。又は、絶縁層４０５や絶縁層４５５は、意図しない不純物の発光素子等への拡散を防ぐ機能を有していることが好ましい。
【０１６０】
防湿性の高い絶縁膜としては、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。
【０１６１】
例えば、防湿性の高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。
【０１６２】
発光素子は、一対の防湿性の高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、表示パネルの信頼性の低下を抑制できる。
【０１６３】
絶縁層４０７、絶縁層４０９、絶縁層４５７及び絶縁層４５９としては、例えば、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などの無機絶縁膜を用いることができる。また、絶縁層４０６、絶縁層４１６ａ、絶縁層４１６ｂ、絶縁層４１６ｃ、絶縁層４６１ａ、及び絶縁層４６１ｂとしては、例えば、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン系樹脂等の有機材料をそれぞれ用いることができる。また、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）等を用いることができる。また、絶縁膜を複数積層させることで、各絶縁層を形成してもよい。
【０１６４】
絶縁層１４１としては、有機絶縁材料又は無機絶縁材料を用いて形成する。樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、シロキサン樹脂、エポキシ樹脂、又はフェノール樹脂等を用いることができる。特に感光性の樹脂材料を用い、下部電極上に開口部を形成し、その開口部の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。
【０１６５】
絶縁層１４１の形成方法は、特に限定されないが、フォトリソグラフィ法、スパッタ法、蒸着法、液滴吐出法（インクジェット法等）、印刷法（スクリーン印刷、オフセット印刷等）等を用いればよい。
【０１６６】
絶縁層４２８及び絶縁層４６７は、それぞれ、無機絶縁材料、有機絶縁材料、金属材料等を用いて形成することができる。例えば、無機絶縁材料や有機絶縁材料としては、上記絶縁層に用いることができる各種材料が挙げられる。
【０１６７】
トランジスタの電極や配線、又は発光素子の補助電極等として機能する、表示パネルに用いる導電層は、例えば、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料又はこれらの元素を含む合金材料を用いて、単層で又は積層して形成することができる。また、導電層は、導電性の金属酸化物を用いて形成してもよい。導電性の金属酸化物としては酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３等）、酸化スズ（ＳｎＯ２等）、ＺｎＯ、ＩＴＯ、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ等）又はこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
【０１６８】
接続体としては、様々な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。
【０１６９】
本明細書等において、表示素子、表示素子を有するパネルである表示パネル、発光素子、及び発光素子を有するパネルである発光パネルは、様々な形態を用いること、又は様々な素子を有することができる。表示素子、表示パネル、発光素子又は発光パネルの一例としては、ＥＬ素子（有機物及び無機物を含むＥＬ素子、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子）、ＬＥＤ（白色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤなど）、トランジスタ（電流に応じて発光するトランジスタ）、電子放出素子、液晶素子、電子インク、電気泳動素子、グレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、ＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）を用いた表示素子、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、ＤＭＳ（デジタル・マイクロ・シャッター）、ＩＭＯＤ（インターフェアレンス・モジュレーション）素子、シャッター方式のＭＥＭＳ表示素子、光干渉方式のＭＥＭＳ表示素子、エレクトロウェッティング素子、圧電セラミックディスプレイ、カーボンナノチューブなど、電気磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化する表示媒体を有するものがある。ＥＬ素子を用いた表示パネルの一例としては、ＥＬディスプレイなどがある。電子放出素子を用いた表示パネルの一例としては、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）又はＳＥＤ方式平面型ディスプレイ（ＳＥＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｅｒ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などがある。液晶素子を用いた表示パネルの一例としては、液晶ディスプレイ（透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディスプレイ、直視型液晶ディスプレイ、投射型液晶ディスプレイ）などがある。電子インク、電子粉流体、又は電気泳動素子を用いた表示パネルの一例としては、電子ペーパーなどがある。なお、半透過型液晶ディスプレイや反射型液晶ディスプレイを実現する場合には、画素電極の一部又は全部が、反射電極としての機能を有するようにすればよい。例えば、画素電極の一部又は全部が、アルミニウム、銀などを有するようにすればよい。さらに、その場合、反射電極の下に、ＳＲＡＭなどの記憶回路を設けることも可能である。これにより、さらに、消費電力を低減することができる。なお、ＬＥＤを用いる場合、ＬＥＤの電極や窒化物半導体の下に、グラフェンやグラファイトを配置してもよい。グラフェンやグラファイトは、複数の層を重ねて、多層膜としてもよい。このように、グラフェンやグラファイトを設けることにより、その上に、窒化物半導体、例えば、結晶を有するｎ型ＧａＮ半導体層などを容易に成膜することができる。さらに、その上に、結晶を有するｐ型ＧａＮ半導体層などを設けて、ＬＥＤを構成することができる。なお、グラフェンやグラファイトと、結晶を有するｎ型ＧａＮ半導体層との間に、ＡｌＮ層を設けてもよい。なお、ＬＥＤが有するＧａＮ半導体層は、ＭＯＣＶＤで成膜してもよい。ただし、グラフェンを設けることにより、ＬＥＤが有するＧａＮ半導体層は、スパッタ法で成膜することも可能である。
【０１７０】
例えば、本明細書等において、画素に能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を有するアクティブマトリクス方式、又は画素に能動素子を有しないパッシブマトリクス方式を用いることができる。
【０１７１】
アクティブマトリクス方式では、トランジスタだけでなく、様々な能動素子を用いることができる。例えば、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｍｅｔａｌ）、又はＴＦＤ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｄｉｏｄｅ）などを用いることも可能である。これらの素子は、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。又は、これらの素子は、素子のサイズが小さいため、開口率を向上させることができ、低消費電力化や高輝度化を図ることができる。
【０１７２】
パッシブマトリクス方式では、能動素子を用いないため、製造工程を少なくすることができ、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。又は、パッシブマトリクス方式では、能動素子を用いないため、開口率を向上させることができ、低消費電力化、又は高輝度化などを図ることができる。
【０１７３】
なお、本発明の一態様の表示パネルは、表示パネルとして用いてもよいし、照明パネルとして用いてもよい。例えば、バックライトやフロントライトなどの光源、つまり、表示パネルのための照明パネルとして活用してもよい。
【０１７４】
以上のように、本発明の一態様の表示パネルは、表示素子１０３と表示素子１０７を有し、表示素子１０７は高分子分散型液晶を有し、表示素子１０７は表示素子１０３が射出する光を透過する状態または散乱する状態にすることができる機能を備える。これにより、表示素子を選択的に利用することができ、低消費電力化及び利便性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。
【０１７５】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０１７６】
（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とその駆動方法について図７及び図８を用いて説明する。
【０１７７】
図７は本発明の一態様の表示装置を説明するブロック図である。図７に示す表示装置２００は、表示パネル１００と、検知器２１５と、駆動装置２１３を有する。
【０１７８】
表示パネル１００には、実施の形態１で説明した、本発明の一態様の表示パネルを用いることができる。
【０１７９】
検知器２１５は、表示装置２００が使用される環境の明るさを検知することができる。検知器２１５は、該検知した明るさの情報を含む検知情報を駆動装置２１３に供給することができる。例えば、光電変換素子と光電変換素子が供給する信号に基づいて、環境の照度を検出および出力する回路を検知器２１５に用いることができる。検知器２１５は、例えば、フォトダイオード、ＣＣＤ又はＣＭＯイメージセンサ等を有していてもよい。
【０１８０】
駆動装置２１３は、検知器２１５から供給された情報を元に表示パネル１００の駆動方法を決定し、表示パネル１００を駆動することができる。
【０１８１】
駆動装置２１３は、検知情報が所定の明るさ未満の情報を含む場合に、画像信号を表示素子１０３に供給し、かつ光を透過する状態にする信号を表示素子１０７に供給し、検知情報が所定の明るさ以上の情報を含む場合に、画像情報を表示素子１０７に供給する機能を有する。
【０１８２】
次に、図８に示すフローチャートを用いて、表示装置２００の駆動方法の一例を説明する。
【０１８３】
まず、表示装置２００内の検知器２１５を用いて、照度を検出する（ステップＳ１０１）。
【０１８４】
ステップＳ１０１で、検知された照度が、所定の照度Ｘ未満であれば、表示素子１０７に透過信号を供給する（ステップＳ１０２）。これにより、表示素子１０７が光を透過する状態となる。そして、画像信号を表示素子１０３に供給し、画像を表示させる（ステップＳ１０３）。
【０１８５】
一方、ステップＳ１０１で、検知された照度が、所定の照度Ｘ以上であれば、表示素子１０３をオフ状態とする（ステップＳ１０４）。そして、画像信号を表示素子１０７に供給し、画像を表示させる（ステップＳ１０５）。
【０１８６】
そして、タイマー等で予め設定した時間が経過した後にステップＳ１０１に戻り、再度照度を検出し、上記ステップを繰り返す。
【０１８７】
表示素子１０３では自発光により画像を表示させるため電力消費を伴うが、表示素子１０７は外光を利用して画像を表示させる。したがって、照度が高い環境下においては、外光及び表示素子１０７を用いて画像表示することで、表示装置の消費電力を大幅に削減することができる。また、本発明の一態様の表示装置は、照度により自動で表示状態が変えることができるため、使用者がどちらの表示素子を用いるかを常に設定する必要はない。ゆえに、低消費電力化で利便性に優れた表示装置を提供することができる。
【０１８８】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０１８９】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示パネルの作製方法について、図９〜図１２を用いて説明する。
【０１９０】
まず、作製基板２０１上に剥離層２０３を形成し、剥離層２０３上に被剥離層２０５を形成する（図９（Ａ））。また、作製基板２２１上に剥離層２２３を形成し、剥離層２２３上に被剥離層２２５を形成する（図９（Ｂ））。
【０１９１】
ここでは、島状の剥離層を形成する例を示したがこれに限られない。この工程では、作製基板から被剥離層を剥離する際に、作製基板と剥離層の界面、剥離層と被剥離層の界面、又は剥離層中で剥離が生じるような材料を選択する。本実施の形態では、被剥離層と剥離層の界面で剥離が生じる場合を例示するが、剥離層や被剥離層に用いる材料の組み合わせによってはこれに限られない。なお、被剥離層が積層構造である場合、剥離層と接する層を特に第１の層と記す。
【０１９２】
例えば、剥離層がタングステン膜と酸化タングステン膜との積層構造である場合、タングステン膜と酸化タングステン膜との界面（又は界面近傍）で剥離が生じることで、被剥離層側に剥離層の一部（ここでは酸化タングステン膜）が残ってもよい。また被剥離層側に残った剥離層は、その後除去してもよい。
【０１９３】
作製基板には、少なくとも作製行程中の処理温度に耐えうる耐熱性を有する基板を用いる。作製基板としては、例えばガラス基板、石英基板、サファイア基板、半導体基板、セラミック基板、金属基板、樹脂基板、プラスチック基板などを用いることができる。
【０１９４】
作製基板にガラス基板を用いる場合、作製基板と剥離層との間に、下地膜として、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の絶縁膜を形成すると、ガラス基板からの汚染を防止でき、好ましい。
【０１９５】
剥離層は、タングステン、モリブデン、チタン、タンタル、ニオブ、ニッケル、コバルト、ジルコニウム、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、シリコンから選択された元素、該元素を含む合金材料、又は該元素を含む化合物材料等を用いて形成できる。シリコンを含む層の結晶構造は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれでもよい。また、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化亜鉛、二酸化チタン、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物等の金属酸化物を用いてもよい。剥離層に、タングステン、チタン、モリブデンなどの高融点金属材料を用いると、被剥離層の形成工程の自由度が高まるため好ましい。
【０１９６】
剥離層は、例えばスパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、塗布法（スピンコーティング法、液滴吐出法、ディスペンス法等を含む）、印刷法等により形成できる。剥離層の厚さは例えば１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下とする。
【０１９７】
剥離層が単層構造の場合、タングステン層、モリブデン層、又はタングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成することが好ましい。また、タングステンの酸化物もしくは酸化窒化物を含む層、モリブデンの酸化物もしくは酸化窒化物を含む層、又はタングステンとモリブデンの混合物の酸化物もしくは酸化窒化物を含む層を形成してもよい。なお、タングステンとモリブデンの混合物とは、例えば、タングステンとモリブデンの合金に相当する。
【０１９８】
また、剥離層として、タングステンを含む層とタングステンの酸化物を含む層の積層構造を形成する場合、タングステンを含む層を形成し、その上層に酸化物で形成される絶縁膜を形成することで、タングステン層と絶縁膜との界面に、タングステンの酸化物を含む層が形成されることを活用してもよい。また、タングステンを含む層の表面を、熱酸化処理、酸素プラズマ処理、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）プラズマ処理、オゾン水等の酸化力の強い溶液での処理等を行ってタングステンの酸化物を含む層を形成してもよい。またプラズマ処理や加熱処理は、酸素、窒素、亜酸化窒素単独、あるいは該ガスとその他のガスとの混合気体雰囲気下で行ってもよい。上記プラズマ処理や加熱処理により、剥離層の表面状態を変えることにより、剥離層と後に形成される絶縁膜との密着性を制御することが可能である。
【０１９９】
なお、作製基板と被剥離層の界面で剥離が可能な場合には、剥離層を設けなくてもよい。例えば、作製基板としてガラスを用い、ガラスに接してポリイミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリカーボネート、アクリル等の有機樹脂を形成する。次に、レーザ照射や加熱処理を行うことで、作製基板と有機樹脂の密着性を向上させる。そして、有機樹脂上に絶縁膜やトランジスタ等を形成する。その後、先のレーザ照射よりも高いエネルギー密度でレーザ照射を行う、又は、先の加熱処理よりも高い温度で加熱処理を行うことで、作製基板と有機樹脂の界面で剥離することができる。また、剥離の際には、作製基板と有機樹脂の界面に液体を浸透させて分離してもよい。
【０２００】
当該方法では、耐熱性の低い有機樹脂上に絶縁膜やトランジスタ等を形成するため、作製工程で基板に高温をかけることが難しい。ここで、酸化物半導体を用いたトランジスタは、高温の作製工程が必須でないため、有機樹脂上に好適に形成することができる。
【０２０１】
なお、該有機樹脂を、装置を構成する基板として用いてもよいし、該有機樹脂を除去し、被剥離層の露出した面に接着剤を用いて別の基板を貼り合わせてもよい。
【０２０２】
または、作製基板と有機樹脂の間に金属層を設け、該金属層に電流を流すことで該金属層を加熱し、金属層と有機樹脂の界面で剥離を行ってもよい。
【０２０３】
被剥離層として形成する層に特に限定は無い。例えば、図４に示す表示パネルを作製する場合は、被剥離層２０５として、絶縁層４５５、トランジスタ４７０ａ、トランジスタ４７０ｂ、表示素子１０３等を形成し、被剥離層２２５として、絶縁層４０５、遮光層４０４、トランジスタ４２０ａ、トランジスタ４２０ｂ、着色層１８１、遮光層１８３、表示素子１０７等を形成すればよい。
【０２０４】
剥離層に接して形成する絶縁層４０５、４５５は、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、又は窒化酸化シリコン膜等を用いて、単層又は多層で形成することが好ましい。
【０２０５】
該絶縁層は、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、塗布法、印刷法等を用いて形成することが可能であり、例えば、プラズマＣＶＤ法によって成膜温度を２５０℃以上４００℃以下として形成することで、緻密で非常に防湿性の高い膜とすることができる。なお、絶縁層の厚さは１０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下、さらには２００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下が好ましい。
【０２０６】
次に、作製基板２０１と作製基板２２１とを、それぞれの被剥離層が形成された面が対向するように、接着層２０７を用いて貼り合わせ、接着層２０７を硬化させる（図９（Ｃ））。
【０２０７】
なお、作製基板２０１と作製基板２２１の貼り合わせは減圧雰囲気下で行うことが好ましい。
【０２０８】
なお、図９（Ｃ）では、剥離層２０３との剥離層２２３の大きさが異なる場合を示したが、図９（Ｄ）に示すように、同じ大きさの剥離層を用いてもよい。
【０２０９】
接着層２０７は剥離層２０３、被剥離層２０５、被剥離層２２５、及び剥離層２２３と重なるように配置する。そして、接着層２０７の端部は、剥離層２０３又は剥離層２２３の少なくとも一方（先に剥離したい方）の端部よりも内側に位置することが好ましい。これにより、作製基板２０１と作製基板２２１が強く密着することを抑制でき、後の剥離工程の歩留まりが低下することを抑制できる。
【０２１０】
接着層２０７には、例えば、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の接着剤等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。接着剤としては、所望の領域にのみ配置できる程度に流動性の低い材料を用いることが好ましい。例えば、接着シート、粘着シート、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。
【０２１１】
接着剤は、貼り合わせ前から粘着性を有していてもよく、貼り合わせ後に加熱や光照射によって粘着性を発現してもよい。
【０２１２】
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、大気中の水分の侵入による機能素子の劣化を抑制でき、装置の信頼性が向上するため好ましい。
【０２１３】
次に、レーザ光の照射により、剥離の起点を形成する（図１０（Ａ）（Ｂ））。
【０２１４】
作製基板２０１及び作製基板２２１はどちらから剥離してもよい。剥離層の大きさが異なる場合、大きい剥離層を形成した基板から剥離してもよいし、小さい剥離層を形成した基板から剥離してもよい。一方の基板上にのみ半導体素子、発光素子、表示素子等の素子を作製した場合、素子を形成した側の基板から剥離してもよいし、他方の基板から剥離してもよい。ここでは、作製基板２０１を先に剥離する例を示す。
【０２１５】
レーザ光は、硬化状態の接着層２０７と、被剥離層２０５と、剥離層２０３とが重なる領域に対して照射する（図１０（Ａ）の矢印Ｐ１参照）。
【０２１６】
第１の層の一部を除去することで、剥離の起点を形成できる（図１０（Ｂ）の点線で囲った領域参照）。このとき、第１の層だけでなく、被剥離層２０５の他の層や、剥離層２０３、接着層２０７の一部を除去してもよい。
【０２１７】
レーザ光は、剥離したい剥離層が設けられた基板側から照射することが好ましい。剥離層２０３と剥離層２２３が重なる領域にレーザ光の照射をする場合は、被剥離層２０５及び被剥離層２２５のうち被剥離層２０５のみにクラックを入れることで、選択的に作製基板２０１及び剥離層２０３を剥離することができる（図１０（Ｂ）の点線で囲った領域参照。ここでは被剥離層２０５を構成する各層の一部を除去する例を示す。）。
【０２１８】
そして、形成した剥離の起点から、被剥離層２０５と作製基板２０１とを分離する（図１０（Ｃ）（Ｄ））。これにより、被剥離層２０５を作製基板２０１から作製基板２２１に転置することができる。なお、剥離の起点よりも外側に形成された接着層２０７は、作製基板２０１側又は作製基板２２１の少なくとも一方に残存することになる。図１０（Ｃ）（Ｄ）では双方の側に残存する例を示すがこれに限られない。
【０２１９】
例えば、剥離の起点から、物理的な力（人間の手や治具で引き剥がす処理や、ローラーを回転させながら分離する処理等）によって被剥離層と作製基板２０１とを分離すればよい。
【０２２０】
また、剥離層２０３と被剥離層との界面に水などの液体を浸透させて作製基板２０１と被剥離層とを分離してもよい。毛細管現象により液体が剥離層２０３と被剥離層の間にしみこむことで、容易に分離することができる。また、剥離時に生じる静電気が、被剥離層に含まれる機能素子に悪影響を及ぼすこと（半導体素子が静電気により破壊されるなど）を抑制できる。
【０２２１】
次に、露出した被剥離層２０５と基板２３１とを、接着層２３３を用いて貼り合わせ、接着層２３３を硬化させる（図１１（Ａ））。
【０２２２】
なお、被剥離層２０５と基板２３１の貼り合わせは減圧雰囲気下で行うことが好ましい。
【０２２３】
次に、レーザ光の照射により、剥離の起点を形成する（図１１（Ｂ）（Ｃ））。
【０２２４】
レーザ光は、硬化状態の接着層２３３と、被剥離層２２５と、剥離層２２３とが重なる領域に対して照射する（図１１（Ｂ）の矢印Ｐ２参照）。第１の層の一部を除去することで、剥離の起点を形成できる（図１１（Ｃ）の点線で囲った領域参照。ここでは被剥離層２２５を構成する各層の一部を除去する例を示す。）。このとき、第１の層だけでなく、被剥離層２２５の他の層や、剥離層２２３、接着層２３３の一部を除去してもよい。
【０２２５】
レーザ光は、剥離層２２３が設けられた作製基板２２１側から照射することが好ましい。
【０２２６】
そして、形成した剥離の起点から、被剥離層２２５と作製基板２２１とを分離する（図１１（Ｄ））。これにより、被剥離層２０５及び被剥離層２２５を基板２３１に転置することができる。なお、剥離の起点よりも外側に形成された接着層２３３は、作製基板２２１側又は基板２３１の少なくとも一方に残存することになる。図１１（Ｄ）では双方の側に残存する例を示すがこれに限られない。
【０２２７】
以上に示した本発明の一態様の表示パネルの作製方法では、それぞれ剥離層及び被剥離層が設けられた一対の作製基板を貼り合わせた後、レーザ光の照射により剥離の起点を形成し、それぞれの剥離層と被剥離層とを剥離しやすい状態にしてから、剥離を行う。これにより、剥離工程の歩留まりを向上させることができる。
【０２２８】
また、それぞれ被剥離層が形成された一対の作製基板をあらかじめ貼り合わせた後に、剥離をし、作製したい装置を構成する基板を貼り合わせることができる。したがって、被剥離層の貼り合わせの際に、可撓性が低い作製基板どうしを貼り合わせることができ、可撓性基板どうしを貼り合わせた際よりも貼り合わせの位置合わせ精度を向上させることができる。
【０２２９】
なお、図１２（Ａ）に示すように、剥離したい被剥離層２０５の端部は、剥離層２０３の端部よりも内側に位置するよう形成することが好ましい。これにより、剥離工程の歩留まりを高くすることができる。また、剥離したい被剥離層２０５が複数ある場合、図１２（Ｂ）に示すように、被剥離層２０５ごとに剥離層２０３を設けてもよいし、図１２（Ｃ）に示すように、１つの剥離層２０３上に複数の被剥離層２０５を設けてもよい。
【０２３０】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０２３１】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示パネル等に適用できる酸化物半導体について図１３〜図２０を用いて説明する。
【０２３２】
＜酸化物半導体の構造について＞
以下では、酸化物半導体の構造について説明する。
【０２３３】
酸化物半導体は、例えば、非単結晶酸化物半導体と単結晶酸化物半導体とに分けられる。または、酸化物半導体は、例えば、結晶性酸化物半導体と非晶質酸化物半導体とに分けられる。
【０２３４】
なお、非単結晶酸化物半導体としては、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ  Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶酸化物半導体、微結晶酸化物半導体、非晶質酸化物半導体などがある。また、結晶性酸化物半導体としては、単結晶酸化物半導体、ＣＡＡＣ−ＯＳ、多結晶酸化物半導体、微結晶酸化物半導体などがある。
【０２３５】
まずは、ＣＡＡＣ−ＯＳについて説明する。
【０２３６】
ＣＡＡＣ−ＯＳは、ｃ軸配向した複数の結晶部（ペレットともいう。）を有する酸化物半導体の一つである。
【０２３７】
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）によって、ＣＡＡＣ−ＯＳの明視野像及び回折パターンの複合解析像（高分解能ＴＥＭ像ともいう。）を観察することで複数のペレットを確認することができる。一方、高分解能ＴＥＭ像によっても明確なペレット同士の境界、即ち結晶粒界（グレインバウンダリーともいう。）を確認することができない。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳは、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。
【０２３８】
例えば、図１３（Ａ）に示すように、試料面と略平行な方向から、ＣＡＡＣ−ＯＳの断面の高分解能ＴＥＭ像を観察する。ここでは、球面収差補正（Ｓｐｈｅｒｉｃａｌ  Ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ  Ｃｏｒｒｅｃｔｏｒ）機能を用いてＴＥＭ像を観察する。なお、球面収差補正機能を用いた高分解能ＴＥＭ像を、以下では、特にＣｓ補正高分解能ＴＥＭ像と呼ぶ。なお、Ｃｓ補正高分解能ＴＥＭ像の取得は、例えば、日本電子株式会社製原子分解能分析電子顕微鏡ＪＥＭ−ＡＲＭ２００Ｆなどによって行うことができる。
【０２３９】
図１３（Ａ）の領域（１）を拡大したＣｓ補正高分解能ＴＥＭ像を図１３（Ｂ）に示す。図１３（Ｂ）より、ペレットにおいて、金属原子が層状に配列していることを確認できる。金属原子の各層は、ＣＡＡＣ−ＯＳの膜を形成する面（被形成面ともいう。）又は上面の凹凸を反映した形状であり、ＣＡＡＣ−ＯＳの被形成面又は上面と平行に配列する。
【０２４０】
図１３（Ｂ）において、ＣＡＡＣ−ＯＳは特徴的な原子配列を有する。図１３（Ｃ）は、特徴的な原子配列を、補助線で示したものである。図１３（Ｂ）及び図１３（Ｃ）より、ペレット一つの大きさは１ｎｍ以上３ｎｍ以下程度であり、ペレットとペレットとの傾きにより生じる隙間の大きさは０．８ｎｍ程度であることがわかる。したがって、ペレットを、ナノ結晶（ｎｃ：ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌ）と呼ぶこともできる。
【０２４１】
ここで、Ｃｓ補正高分解能ＴＥＭ像から、基板５１２０上のＣＡＡＣ−ＯＳのペレット５１００の配置を模式的に示すと、レンガ又はブロックが積み重なったような構造となる（図１３（Ｄ）参照。）。図１３（Ｃ）で観察されたペレットとペレットとの間で傾きが生じている箇所は、図１３（Ｄ）に示す領域５１６１に相当する。
【０２４２】
また、例えば、図１４（Ａ）に示すように、試料面と略垂直な方向から、ＣＡＡＣ−ＯＳの平面のＣｓ補正高分解能ＴＥＭ像を観察する。図１４（Ａ）の領域（１）、領域（２）及び領域（３）を拡大したＣｓ補正高分解能ＴＥＭ像を、それぞれ図１４（Ｂ）、図１４（Ｃ）及び図１４（Ｄ）に示す。図１４（Ｂ）、図１４（Ｃ）及び図１４（Ｄ）より、ペレットは、金属原子が三角形状、四角形状又は六角形状に配列していることを確認できる。しかしながら、異なるペレット間で、金属原子の配列に規則性は見られない。
【０２４３】
例えば、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳに対し、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）装置を用いてｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による構造解析を行うと、図１５（Ａ）に示すように回折角（２θ）が３１°近傍にピークが現れる場合がある。このピークは、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の（００９）面に帰属されることから、ＣＡＡＣ−ＯＳの結晶がｃ軸配向性を有し、ｃ軸が被形成面又は上面に略垂直な方向を向いていることが確認できる。
【０２４４】
なお、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳのｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による構造解析では、２θが３１°近傍のピークの他に、２θが３６°近傍にもピークが現れる場合がある。２θが３６°近傍のピークは、ＣＡＡＣ−ＯＳ中の一部に、ｃ軸配向性を有さない結晶が含まれることを示している。ＣＡＡＣ−ＯＳは、２θが３１°近傍にピークを示し、２θが３６°近傍にピークを示さないことが好ましい。
【０２４５】
一方、ＣＡＡＣ−ＯＳに対し、ｃ軸に略垂直な方向からＸ線を入射させるｉｎ−ｐｌａｎｅ法による構造解析を行うと、２θが５６°近傍にピークが現れる。このピークは、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の（１１０）面に帰属される。ＣＡＡＣ−ＯＳの場合は、２θを５６°近傍に固定し、試料面の法線ベクトルを軸（φ軸）として試料を回転させながら分析（φスキャン）を行っても、図１５（Ｂ）に示すように明瞭なピークは現れない。これに対し、ＩｎＧａＺｎＯ４の単結晶酸化物半導体であれば、２θを５６°近傍に固定してφスキャンした場合、図１５（Ｃ）に示すように（１１０）面と等価な結晶面に帰属されるピークが６本観察される。したがって、ＸＲＤを用いた構造解析から、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ａ軸及びｂ軸の配向が不規則であることが確認できる。
【０２４６】
次に、ＣＡＡＣ−ＯＳであるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物に対し、試料面に平行な方向からプローブ径が３００ｎｍの電子線を入射させたときの回折パターン（制限視野透過電子回折パターンともいう。）を図１６（Ａ）に示す。図１６（Ａ）より、例えば、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の（００９）面に起因するスポットが確認される。したがって、電子回折によっても、ＣＡＡＣ−ＯＳに含まれるペレットがｃ軸配向性を有し、ｃ軸が被形成面又は上面に略垂直な方向を向いていることがわかる。一方、同じ試料に対し、試料面に垂直な方向からプローブ径が３００ｎｍの電子線を入射させたときの回折パターンを図１６（Ｂ）に示す。図１６（Ｂ）より、リング状の回折パターンが確認される。したがって、電子回折によっても、ＣＡＡＣ−ＯＳに含まれるペレットのａ軸及びｂ軸は配向性を有さないことがわかる。なお、図１６（Ｂ）における第１リングは、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の（０１０）面及び（１００）面などに起因すると考えられる。また、図１６（Ｂ）における第２リングは（１１０）面などに起因すると考えられる。
【０２４７】
このように、それぞれのペレット（ナノ結晶）のｃ軸が、被形成面又は上面に略垂直な方向を向いていることから、ＣＡＡＣ−ＯＳをＣＡＮＣ（Ｃ−Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ）を有する酸化物半導体と呼ぶこともできる。
【０２４８】
ＣＡＡＣ−ＯＳは、不純物濃度の低い酸化物半導体である。不純物は、水素、炭素、シリコン、遷移金属元素などの酸化物半導体の主成分以外の元素である。特に、シリコンなどの、酸化物半導体を構成する金属元素よりも酸素との結合力の強い元素は、酸化物半導体から酸素を奪うことで酸化物半導体の原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。また、鉄やニッケルなどの重金属、アルゴン、二酸化炭素などは、原子半径（又は分子半径）が大きいため、酸化物半導体内部に含まれると、酸化物半導体の原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。なお、酸化物半導体に含まれる不純物は、キャリアトラップやキャリア発生源となる場合がある。
【０２４９】
また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、欠陥準位密度の低い酸化物半導体である。例えば、酸化物半導体中の酸素欠損は、キャリアトラップとなることや、水素を捕獲することによってキャリア発生源となることがある。
【０２５０】
また、ＣＡＡＣ−ＯＳを用いたトランジスタは、可視光や紫外光の照射による電気特性の変動が小さい。
【０２５１】
次に、微結晶酸化物半導体について説明する。
【０２５２】
微結晶酸化物半導体は、高分解能ＴＥＭ像において、結晶部を確認することのできる領域と、明確な結晶部を確認することのできない領域と、を有する。微結晶酸化物半導体に含まれる結晶部は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、又は１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の大きさであることが多い。特に、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、又は１ｎｍ以上３ｎｍ以下の微結晶であるナノ結晶を有する酸化物半導体を、ｎｃ−ＯＳ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）と呼ぶ。また、ｎｃ−ＯＳは、例えば、高分解能ＴＥＭ像では、結晶粒界を明確に確認できない場合がある。なお、ナノ結晶は、ＣＡＡＣ−ＯＳにおけるペレットと同じ起源を有する可能性がある。そのため、以下ではｎｃ−ＯＳの結晶部をペレットと呼ぶ場合がある。
【０２５３】
ｎｃ−ＯＳは、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。また、ｎｃ−ＯＳは、異なるペレット間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。したがって、ｎｃ−ＯＳは、分析方法によっては、非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。例えば、ｎｃ−ＯＳに対し、ペレットよりも大きい径のＸ線を用いるＸＲＤ装置を用いて構造解析を行うと、ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、結晶面を示すピークが検出されない。また、ｎｃ−ＯＳに対し、ペレットよりも大きいプローブ径（例えば５０ｎｍ以上）の電子線を用いる電子回折（制限視野電子回折ともいう。）を行うと、ハローパターンのような回折パターンが観測される。一方、ｎｃ−ＯＳに対し、ペレットの大きさと近いかペレットより小さいプローブ径の電子線を用いるナノビーム電子回折を行うと、スポットが観測される。また、ｎｃ−ＯＳに対しナノビーム電子回折を行うと、円を描くように（リング状に）輝度の高い領域が観測される場合がある。また、ｎｃ−ＯＳに対しナノビーム電子回折を行うと、リング状の領域内に複数のスポットが観測される場合がある。
【０２５４】
このように、それぞれのペレット（ナノ結晶）の結晶方位が規則性を有さないことから、ｎｃ−ＯＳをＮＡＮＣ（Ｎｏｎ−Ａｌｉｇｎｅｄ  ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ）を有する酸化物半導体と呼ぶこともできる。
【０２５５】
ｎｃ−ＯＳは、非晶質酸化物半導体よりも規則性の高い酸化物半導体である。そのため、ｎｃ−ＯＳは、非晶質酸化物半導体よりも欠陥準位密度が低くなる。ただし、ｎｃ−ＯＳは、異なるペレット間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、ｎｃ−ＯＳは、ＣＡＡＣ−ＯＳと比べて欠陥準位密度が高くなる。
【０２５６】
次に、非晶質酸化物半導体について説明する。
【０２５７】
非晶質酸化物半導体は、膜中における原子配列が不規則であり、結晶部を有さない酸化物半導体である。石英のような無定形状態を有する酸化物半導体が一例である。
【０２５８】
非晶質酸化物半導体は、高分解能ＴＥＭ像において結晶部を確認することができない。
【０２５９】
非晶質酸化物半導体に対し、ＸＲＤ装置を用いた構造解析を行うと、ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、結晶面を示すピークが検出されない。また、非晶質酸化物半導体に対し、電子回折を行うと、ハローパターンが観測される。また、非晶質酸化物半導体に対し、ナノビーム電子回折を行うと、スポットが観測されず、ハローパターンが観測される。
【０２６０】
非晶質構造については、様々な見解が示されている。例えば、原子配列に全く秩序性を有さない構造を完全な非晶質構造（ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ  ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）と呼ぶ場合がある。また、最近接原子間距離又は第２近接原子間距離まで秩序性を有し、かつ長距離秩序性を有さない構造を非晶質構造と呼ぶ場合もある。したがって、最も厳格な定義によれば、僅かでも原子配列に秩序性を有する酸化物半導体を非晶質酸化物半導体と呼ぶことはできない。また、少なくとも、長距離秩序性を有する酸化物半導体を非晶質酸化物半導体と呼ぶことはできない。よって、結晶部を有することから、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ及びｎｃ−ＯＳを、非晶質酸化物半導体又は完全な非晶質酸化物半導体と呼ぶことはできない。
【０２６１】
なお、酸化物半導体は、ｎｃ−ＯＳと非晶質酸化物半導体との間の物性を示す構造を有する場合がある。そのような構造を有する酸化物半導体を、特に非晶質ライク酸化物半導体（ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）と呼ぶ。
【０２６２】
ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳは、高分解能ＴＥＭ像において鬆（ボイドともいう。）が観察される場合がある。また、高分解能ＴＥＭ像において、明確に結晶部を確認することのできる領域と、結晶部を確認することのできない領域と、を有する。
【０２６３】
以下では、酸化物半導体の構造による電子照射の影響の違いについて説明する。
【０２６４】
ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ及びＣＡＡＣ−ＯＳを準備する。いずれの試料もＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物である。
【０２６５】
まず、各試料の高分解能断面ＴＥＭ像を取得する。高分解能断面ＴＥＭ像により、各試料は、いずれも結晶部を有することがわかる。
【０２６６】
さらに、各試料の結晶部の大きさを計測する。図１７は、各試料の結晶部（２２箇所から４５箇所）の平均の大きさの変化を調査した例である。図１７より、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳは、電子の累積照射量に応じて結晶部が大きくなっていくことがわかる。具体的には、図１７中に（１）で示すように、ＴＥＭによる観察初期においては１．２ｎｍ程度の大きさだった結晶部（初期核ともいう。）が、累積照射量が４．２×１０８ｅ−／ｎｍ２においては２．６ｎｍ程度の大きさまで成長していることがわかる。一方、ｎｃ−ＯＳ及びＣＡＡＣ−ＯＳは、電子照射開始時から電子の累積照射量が４．２×１０８ｅ−／ｎｍ２になるまでの範囲で、電子の累積照射量によらず結晶部の大きさに変化が見られないことがわかる。具体的には、図１７中の（２）で示すように、ＴＥＭによる観察の経過によらず、結晶部の大きさは１．４ｎｍ程度であることがわかる。また、図１７中の（３）で示すように、ＴＥＭによる観察の経過によらず、結晶部の大きさは２．１ｎｍ程度であることがわかる。
【０２６７】
このように、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳは、ＴＥＭによる観察程度の微量な電子照射によって、結晶化が起こり、結晶部の成長が見られる場合がある。一方、良質なｎｃ−ＯＳ、及びＣＡＡＣ−ＯＳであれば、ＴＥＭによる観察程度の微量な電子照射による結晶化はほとんど見られないことがわかる。
【０２６８】
なお、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳ及びｎｃ−ＯＳの結晶部の大きさの計測は、高分解能ＴＥＭ像を用いて行うことができる。例えば、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶は層状構造を有し、Ｉｎ−Ｏ層の間に、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ層を２層有する。ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の単位格子は、Ｉｎ−Ｏ層を３層有し、またＧａ−Ｚｎ−Ｏ層を６層有する、計９層がｃ軸方向に層状に重なった構造を有する。よって、これらの近接する層同士の間隔は、（００９）面の格子面間隔（ｄ値ともいう。）と同程度であり、結晶構造解析からその値は０．２９ｎｍと求められている。そのため、高分解能ＴＥＭ像における格子縞に着目し、格子縞の間隔が０．２８ｎｍ以上０．３０ｎｍ以下である箇所においては、それぞれの格子縞がＩｎＧａＺｎＯ４の結晶のａ−ｂ面に対応する。
【０２６９】
また、酸化物半導体は、構造ごとに密度が異なる場合がある。例えば、ある酸化物半導体の組成がわかれば、該組成と同じ組成における単結晶の密度と比較することにより、その酸化物半導体の構造を推定することができる。例えば、単結晶の密度に対し、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳの密度は７８．６％以上９２．３％未満となる。また、例えば、単結晶の密度に対し、ｎｃ−ＯＳの密度及びＣＡＡＣ−ＯＳの密度は９２．３％以上１００％未満となる。なお、単結晶の密度に対し密度が７８％未満となる酸化物半導体は、成膜すること自体が困難である。
【０２７０】
上記について、具体例を用いて説明する。例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１［原子数比］を満たす酸化物半導体において、菱面体晶構造を有する単結晶ＩｎＧａＺｎＯ４の密度は６．３５７ｇ／ｃｍ３となる。よって、例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１［原子数比］を満たす酸化物半導体において、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳの密度は５．０ｇ／ｃｍ３以上５．９ｇ／ｃｍ３未満となる。また、例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１［原子数比］を満たす酸化物半導体において、ｎｃ−ＯＳの密度及びＣＡＡＣ−ＯＳの密度は５．９ｇ／ｃｍ３以上６．３ｇ／ｃｍ３未満となる。
【０２７１】
なお、同じ組成の単結晶が存在しない場合がある。その場合、任意の割合で組成の異なる単結晶を組み合わせることにより、所望の組成の単結晶に相当する密度を算出することができる。所望の組成の単結晶の密度は、組成の異なる単結晶を組み合わせる割合に対して、加重平均を用いて算出すればよい。ただし、密度は、可能な限り少ない種類の単結晶を組み合わせて算出することが好ましい。
【０２７２】
なお、酸化物半導体は、例えば、非晶質酸化物半導体、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳ、微結晶酸化物半導体、ＣＡＡＣ−ＯＳのうち、二種以上を有する積層膜であってもよい。
【０２７３】
不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低い（酸素欠損が少ない）酸化物半導体は、キャリア密度を低くすることができる。したがって、そのような酸化物半導体を、高純度真性又は実質的に高純度真性な酸化物半導体と呼ぶ。ＣＡＡＣ−ＯＳ及びｎｃ−ＯＳは、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳ及び非晶質酸化物半導体よりも不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低い。即ち、高純度真性又は実質的に高純度真性な酸化物半導体となりやすい。したがって、ＣＡＡＣ−ＯＳ又はｎｃ−ＯＳを用いたトランジスタは、しきい値電圧がマイナスとなる電気特性（ノーマリーオンともいう。）になることが少ない。また、高純度真性又は実質的に高純度真性な酸化物半導体は、キャリアトラップが少ない。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳ又はｎｃ−ＯＳを用いたトランジスタは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとなる。なお、酸化物半導体のキャリアトラップに捕獲された電荷は、放出するまでに要する時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、不純物濃度が高く、欠陥準位密度が高い酸化物半導体を用いたトランジスタは、電気特性が不安定となる場合がある。
【０２７４】
＜成膜モデル＞
以下では、ＣＡＡＣ−ＯＳ及びｎｃ−ＯＳの成膜モデルの一例について説明する。
【０２７５】
図１８（Ａ）は、スパッタリング法によりＣＡＡＣ−ＯＳが成膜される様子を示した成膜室内の模式図である。
【０２７６】
ターゲット５１３０は、バッキングプレートに接着されている。バッキングプレートを介してターゲット５１３０と向かい合う位置には、複数のマグネットが配置される。該複数のマグネットによって磁場が生じている。マグネットの磁場を利用して成膜速度を高めるスパッタリング法は、マグネトロンスパッタリング法と呼ばれる。
【０２７７】
ターゲット５１３０は、多結晶構造を有し、いずれかの結晶粒には劈開面が含まれる。
【０２７８】
一例として、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を有するターゲット５１３０の劈開面について説明する。図１９（Ａ）に、ターゲット５１３０に含まれるＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の構造を示す。なお、図１９（Ａ）は、ｃ軸を上向きとし、ｂ軸に平行な方向からＩｎＧａＺｎＯ４の結晶を観察した場合の構造である。
【０２７９】
図１９（Ａ）より、近接する二つのＧａ−Ｚｎ−Ｏ層において、それぞれの層における酸素原子同士が近距離に配置されていることがわかる。そして、酸素原子が負の電荷を有することにより、近接する二つのＧａ−Ｚｎ−Ｏ層は互いに反発する。その結果、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶は、近接する二つのＧａ−Ｚｎ−Ｏ層の間に劈開面を有する。
【０２８０】
基板５１２０は、ターゲット５１３０と向かい合うように配置しており、その距離ｄ（ターゲット−基板間距離（Ｔ−Ｓ間距離）ともいう。）は０．０１ｍ以上１ｍ以下、好ましくは０．０２ｍ以上０．５ｍ以下とする。成膜室内は、ほとんどが成膜ガス（例えば、酸素、アルゴン、又は酸素を５体積％以上の割合で含む混合ガス）で満たされ、０．０１Ｐａ以上１００Ｐａ以下、好ましくは０．１Ｐａ以上１０Ｐａ以下に制御される。ここで、ターゲット５１３０に一定以上の電圧を印加することで、放電が始まり、プラズマが確認される。なお、ターゲット５１３０の近傍には磁場によって、高密度プラズマ領域が形成される。高密度プラズマ領域では、成膜ガスがイオン化することで、イオン５１０１が生じる。イオン５１０１は、例えば、酸素の陽イオン（Ｏ＋）やアルゴンの陽イオン（Ａｒ＋）などである。
【０２８１】
イオン５１０１は、電界によってターゲット５１３０側に加速され、やがてターゲット５１３０と衝突する。このとき、劈開面から平板状又はペレット状のスパッタ粒子であるペレット５１００ａ及びペレット５１００ｂが剥離し、叩き出される。なお、ペレット５１００ａ及びペレット５１００ｂは、イオン５１０１の衝突の衝撃によって、構造に歪みが生じる場合がある。
【０２８２】
ペレット５１００ａは、三角形、例えば正三角形の平面を有する平板状又はペレット状のスパッタ粒子である。また、ペレット５１００ｂは、六角形、例えば正六角形の平面を有する平板状又はペレット状のスパッタ粒子である。なお、ペレット５１００ａ及びペレット５１００ｂなどの平板状又はペレット状のスパッタ粒子を総称してペレット５１００と呼ぶ。ペレット５１００の平面の形状は、三角形、六角形に限定されない、例えば、三角形が複数個合わさった形状となる場合がある。例えば、三角形（例えば、正三角形）が２個合わさった四角形（例えば、ひし形）となる場合もある。
【０２８３】
ペレット５１００は、成膜ガスの種類などに応じて厚さが決定する。理由は後述するが、ペレット５１００の厚さは、均一にすることが好ましい。また、スパッタ粒子は厚みのないペレット状である方が、厚みのあるサイコロ状であるよりも好ましい。例えば、ペレット５１００は、厚さを０．４ｎｍ以上１ｎｍ以下、好ましくは０．６ｎｍ以上０．８ｎｍ以下とする。また、例えば、ペレット５１００は、幅を１ｎｍ以上３ｎｍ以下、好ましくは１．２ｎｍ以上２．５ｎｍ以下とする。ペレット５１００は、上述の図１７中の（１）で説明した初期核に相当する。例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を有するターゲット５１３０にイオン５１０１を衝突させる場合、図１９（Ｂ）に示すように、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ層、Ｉｎ−Ｏ層及びＧａ−Ｚｎ−Ｏ層の３層を有するペレット５１００が飛び出してくる。なお、図１９（Ｃ）は、ペレット５１００をｃ軸に平行な方向から観察した場合の構造である。したがって、ペレット５１００は、二つのＧａ−Ｚｎ−Ｏ層（パン）と、Ｉｎ−Ｏ層（具）と、を有するナノサイズのサンドイッチ構造と呼ぶこともできる。
【０２８４】
ペレット５１００は、プラズマを通過する際に電荷を受け取ることで、側面が負又は正に帯電する場合がある。ペレット５１００は、側面に酸素原子を有し、当該酸素原子が負に帯電する可能性がある。このように、側面が同じ極性の電荷を帯びることにより、電荷同士の反発が起こり、平板状の形状を維持することが可能となる。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳが、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物である場合、インジウム原子と結合した酸素原子が負に帯電する可能性がある。または、インジウム原子、ガリウム原子又は亜鉛原子と結合した酸素原子が負に帯電する可能性がある。また、ペレット５１００は、プラズマを通過する際にインジウム原子、ガリウム原子、亜鉛原子及び酸素原子などと結合することで成長する場合がある。上述の図１７中の（２）と（１）の大きさの違いが、プラズマ中での成長分に相当する。ここで、基板５１２０が室温程度である場合、ペレット５１００がこれ以上成長しないためｎｃ−ＯＳとなる（図１８（Ｂ）参照。）。成膜可能な温度が室温程度であることから、基板５１２０が大面積である場合でもｎｃ−ＯＳの成膜は可能である。なお、ペレット５１００をプラズマ中で成長させるためには、スパッタリング法における成膜電力を高くすることが有効である。成膜電力を高くすることで、ペレット５１００の構造を安定にすることができる。
【０２８５】
図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）に示すように、例えば、ペレット５１００は、プラズマ中を凧のように飛翔し、ひらひらと基板５１２０上まで舞い上がっていく。ペレット５１００は電荷を帯びているため、ほかのペレット５１００が既に堆積している領域が近づくと、斥力が生じる。ここで、基板５１２０の上面では、基板５１２０の上面に平行な向きの磁場（水平磁場ともいう。）が生じている。また、基板５１２０及びターゲット５１３０間には、電位差が与えられているため、基板５１２０からターゲット５１３０に向けて電流が流れている。したがって、ペレット５１００は、基板５１２０の上面において、磁場及び電流の作用によって、力（ローレンツ力）を受ける。このことは、フレミングの左手の法則によって理解できる。
【０２８６】
ペレット５１００は、原子一つと比べると質量が大きい。そのため、基板５１２０の上面を移動するためには何らかの力を外部から印加することが重要となる。その力の一つが磁場及び電流の作用で生じる力である可能性がある。なお、ペレット５１００に与える力を大きくするためには、基板５１２０の上面において、基板５１２０の上面に平行な向きの磁場が１０Ｇ以上、好ましくは２０Ｇ以上、さらに好ましくは３０Ｇ以上、より好ましくは５０Ｇ以上となる領域を設けるとよい。または、基板５１２０の上面において、基板５１２０の上面に平行な向きの磁場が、基板５１２０の上面に垂直な向きの磁場の１．５倍以上、好ましくは２倍以上、さらに好ましくは３倍以上、より好ましくは５倍以上となる領域を設けるとよい。
【０２８７】
このとき、マグネットと基板５１２０とが相対的に移動すること、又は回転することによって、基板５１２０の上面における水平磁場の向きは変化し続ける。したがって、基板５１２０の上面において、ペレット５１００は、様々な方向への力を受け、様々な方向へ移動することができる。
【０２８８】
また、図１８（Ａ）に示すように基板５１２０が加熱されている場合、ペレット５１００と基板５１２０との間で摩擦などによる抵抗が小さい状態となっている。その結果、ペレット５１００は、基板５１２０の上面を滑空するように移動する。ペレット５１００の移動は、平板面を基板５１２０に向けた状態で起こる。その後、既に堆積しているほかのペレット５１００の側面まで到達すると、側面同士が結合する。このとき、ペレット５１００の側面にある酸素原子が脱離する。脱離した酸素原子によって、ＣＡＡＣ−ＯＳ中の酸素欠損が埋まる場合があるため、欠陥準位密度の低いＣＡＡＣ−ＯＳとなる。なお、基板５１２０の上面の温度は、例えば、１００℃以上５００℃未満、１５０℃以上４５０℃未満、又は１７０℃以上４００℃未満とすればよい。即ち、基板５１２０が大面積である場合でもＣＡＡＣ−ＯＳの成膜は可能である。
【０２８９】
また、ペレット５１００が基板５１２０上で加熱されることにより、原子が再配列し、イオン５１０１の衝突で生じた構造の歪みが緩和される。歪みの緩和されたペレット５１００は、ほぼ単結晶となる。ペレット５１００がほぼ単結晶となることにより、ペレット５１００同士が結合した後に加熱されたとしても、ペレット５１００自体の伸縮はほとんど起こり得ない。したがって、ペレット５１００間の隙間が広がることで結晶粒界などの欠陥を形成し、クレバス化することがない。
【０２９０】
また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、単結晶酸化物半導体が一枚板のようになっているのではなく、ペレット５１００（ナノ結晶）の集合体がレンガ又はブロックが積み重なったような配列をしている。また、その間には結晶粒界を有さない。そのため、成膜時の加熱、成膜後の加熱又は曲げなどで、ＣＡＡＣ−ＯＳに縮みなどの変形が生じた場合でも、局部応力を緩和する、又は歪みを逃がすことが可能である。したがって、可とう性を有する半導体装置に適した構造である。なお、ｎｃ−ＯＳは、ペレット５１００（ナノ結晶）が無秩序に積み重なったような配列となる。
【０２９１】
ターゲットをイオンでスパッタした際に、ペレットだけでなく、酸化亜鉛などが飛び出す場合がある。酸化亜鉛はペレットよりも軽量であるため、先に基板５１２０の上面に到達する。そして、０．１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下、又は０．５ｎｍ以上２ｎｍ以下の酸化亜鉛層５１０２を形成する。図２０に断面模式図を示す。
【０２９２】
図２０（Ａ）に示すように、酸化亜鉛層５１０２上にはペレット５１０５ａと、ペレット５１０５ｂと、が堆積する。ここで、ペレット５１０５ａとペレット５１０５ｂとは、互いに側面が接するように配置している。また、ペレット５１０５ｃは、ペレット５１０５ｂ上に堆積した後、ペレット５１０５ｂ上を滑るように移動する。また、ペレット５１０５ａの別の側面において、酸化亜鉛とともにターゲットから飛び出した複数の粒子５１０３が基板５１２０の加熱により結晶化し、領域５１０５ａ１を形成する。なお、複数の粒子５１０３は、酸素、亜鉛、インジウム及びガリウムなどを含む可能性がある。
【０２９３】
そして、図２０（Ｂ）に示すように、領域５１０５ａ１は、ペレット５１０５ａと同化し、ペレット５１０５ａ２となる。また、ペレット５１０５ｃは、その側面がペレット５１０５ｂの別の側面と接するように配置する。
【０２９４】
次に、図２０（Ｃ）に示すように、さらにペレット５１０５ｄがペレット５１０５ａ２上及びペレット５１０５ｂ上に堆積した後、ペレット５１０５ａ２上及びペレット５１０５ｂ上を滑るように移動する。また、ペレット５１０５ｃの別の側面に向けて、さらにペレット５１０５ｅが酸化亜鉛層５１０２上を滑るように移動する。
【０２９５】
そして、図２０（Ｄ）に示すように、ペレット５１０５ｄは、その側面がペレット５１０５ａ２の側面と接するように配置する。また、ペレット５１０５ｅは、その側面がペレット５１０５ｃの別の側面と接するように配置する。また、ペレット５１０５ｄの別の側面において、酸化亜鉛とともにターゲットから飛び出した複数の粒子５１０３が基板５１２０の加熱により結晶化し、領域５１０５ｄ１を形成する。
【０２９６】
以上のように、堆積したペレット同士が接するように配置し、ペレットの側面において成長が起こることで、基板５１２０上にＣＡＡＣ−ＯＳが形成される。したがって、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ｎｃ−ＯＳよりも一つ一つのペレットが大きくなる。上述の図１７中の（３）と（２）の大きさの違いが、堆積後の成長分に相当する。
【０２９７】
また、ペレット５１００の隙間が極めて小さくなることで、一つの大きなペレットが形成される場合がある。大きなペレットは、単結晶構造を有する。例えば、大きなペレットの大きさが、上面から見て１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、１５ｎｍ以上１００ｎｍ以下、又は２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下となる場合がある。したがって、トランジスタのチャネル形成領域が、大きなペレットよりも小さい場合、チャネル形成領域として単結晶構造を有する領域を用いることができる。また、ペレットが大きくなることで、トランジスタのチャネル形成領域、ソース領域及びドレイン領域として単結晶構造を有する領域を用いることができる場合がある。
【０２９８】
このように、トランジスタのチャネル形成領域などが、単結晶構造を有する領域に形成されることによって、トランジスタの周波数特性を高くすることができる場合がある。
【０２９９】
以上のようなモデルにより、ペレット５１００が基板５１２０上に堆積していくと考えられる。したがって、エピタキシャル成長とは異なり、被形成面が結晶構造を有さない場合においても、ＣＡＡＣ−ＯＳの成膜が可能であることがわかる。例えば、基板５１２０の上面（被形成面）の構造が非晶質構造（例えば非晶質酸化シリコン）であっても、ＣＡＡＣ−ＯＳを成膜することは可能である。
【０３００】
また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、被形成面である基板５１２０の上面に凹凸がある場合でも、その形状に沿ってペレット５１００が配列することがわかる。例えば、基板５１２０の上面が原子レベルで平坦な場合、ペレット５１００はａｂ面と平行な平面である平板面を下に向けて並置する。ペレット５１００の厚さが均一である場合、厚さが均一で平坦、かつ高い結晶性を有する層が形成される。そして、当該層がｎ段（ｎは自然数。）積み重なることで、ＣＡＡＣ−ＯＳを得ることができる。
【０３０１】
一方、基板５１２０の上面が凹凸を有する場合でも、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ペレット５１００が凹凸に沿って並置した層がｎ段（ｎは自然数。）積み重なった構造となる。基板５１２０が凹凸を有するため、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ペレット５１００間に隙間が生じやすい場合がある。ただし、ペレット５１００間で分子間力が働き、凹凸があってもペレット間の隙間はなるべく小さくなるように配列する。したがって、凹凸があっても高い結晶性を有するＣＡＡＣ−ＯＳとすることができる。
【０３０２】
したがって、ＣＡＡＣ−ＯＳは、レーザ結晶化が不要であり、大面積のガラス基板などであっても均一な成膜が可能である。
【０３０３】
このようなモデルによってＣＡＡＣ−ＯＳが成膜されるため、スパッタ粒子が厚みのないペレット状である方が好ましい。なお、スパッタ粒子が厚みのあるサイコロ状である場合、基板５１２０上に向ける面が一定とならず、厚さや結晶の配向を均一にできない場合がある。
【０３０４】
以上に示した成膜モデルにより、非晶質構造を有する被形成面上であっても、高い結晶性を有するＣＡＡＣ−ＯＳを得ることができる。
【０３０５】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０３０６】
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器及び照明装置について、図２１〜図２４を用いて説明する。
【０３０７】
本発明の一態様の表示パネル等を用いて、曲面を有し、視認性が高く、消費電力の低い電子機器や照明装置を作製できる。また、本発明の一態様の表示パネル等を用いて、可撓性を有し、視認性が高く、消費電力の低い電子機器や照明装置を作製できる。
【０３０８】
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
【０３０９】
また、本発明の一態様の電子機器又は照明装置は可撓性を有するため、家屋やビルの内壁もしくは外壁、又は、自動車の内装もしくは外装の曲面に沿って組み込むことも可能である。
【０３１０】
また、本発明の一態様の電子機器は、二次電池を有していてもよく、非接触電力伝送を用いて、二次電池を充電することができると好ましい。
【０３１１】
二次電池としては、例えば、ゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池（リチウムイオンポリマー電池）等のリチウムイオン二次電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛電池などが挙げられる。
【０３１２】
本発明の一態様の電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信することで、表示部で映像や情報等の表示を行うことができる。また、電子機器が二次電池を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。
【０３１３】
図２１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ１）、（Ｃ２）、（Ｄ）、（Ｅ）に、湾曲した表示部７０００を有する電子機器の一例を示す。表示部７０００はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。なお、表示部７０００は可撓性を有していてもよい。
【０３１４】
表示部７０００は、本発明の一態様の表示パネル等を用いて作製される。
【０３１５】
本発明の一態様により、湾曲した表示部を備え、且つ視認性が高く、消費電力の低い電子機器を提供できる。
【０３１６】
図２１（Ａ）に携帯電話機の一例を示す。携帯電話機７１００は、筐体７１０１、表示部７０００、操作ボタン７１０３、外部接続ポート７１０４、スピーカ７１０５、マイク７１０６等を有する。
【０３１７】
図２１（Ａ）に示す携帯電話機７１００は、表示部７０００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７０００に触れることで行うことができる。
【０３１８】
また、操作ボタン７１０３の操作により、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や、表示部７０００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。
【０３１９】
図２１（Ｂ）にテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置７２００は、筐体７２０１に表示部７０００が組み込まれている。ここでは、スタンド７２０３により筐体７２０１を支持した構成を示している。
【０３２０】
図２１（Ｂ）に示すテレビジョン装置７２００の操作は、筐体７２０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機７２１１により行うことができる。または、表示部７０００にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部７０００に触れることで操作してもよい。リモコン操作機７２１１は、当該リモコン操作機７１１１から出力する情報を表示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機７２１１が備える操作キー又はタッチパネルにより、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部７０００に表示される映像を操作することができる。
【０３２１】
なお、テレビジョン装置７２００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）又は双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０３２２】
図２１（Ｃ１）、（Ｃ２）、（Ｄ）、（Ｅ）に携帯情報端末の一例を示す。各携帯情報端末は、筐体７３０１及び表示部７０００を有する。さらに、操作ボタン、外部接続ポート、スピーカ、マイク、アンテナ、又はバッテリ等を有していてもよい。表示部７０００にはタッチセンサを備える。携帯情報端末の操作は、指やスタイラスなどで表示部７０００に触れることで行うことができる。
【０３２３】
図２１（Ｃ１）は、携帯情報端末７３００の斜視図であり、図２１（Ｃ２）は携帯情報端末７３００の上面図である。図２１（Ｄ）は、携帯情報端末７３１０の斜視図である。図２１（Ｅ）は、携帯情報端末７３２０の斜視図である。
【０３２４】
本実施の形態で例示する携帯情報端末は、例えば、電話機、手帳又は情報閲覧装置等から選ばれた一つ又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それぞれ用いることができる。本実施の形態で例示する携帯情報端末は、例えば、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。
【０３２５】
携帯情報端末７３００、携帯情報端末７３１０及び携帯情報端末７３２０は、文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。例えば、図２１（Ｃ１）、（Ｄ）に示すように、３つの操作ボタン７３０２を一の面に表示し、矩形で示す情報７３０３を他の面に表示することができる。図２１（Ｃ１）、（Ｃ２）では、携帯情報端末の上側に情報が表示される例を示し、図２１（Ｄ）では、携帯情報端末の横側に情報が表示される例を示す。また、携帯情報端末の３面以上に情報を表示してもよく、図２１（Ｅ）では、情報７３０４、情報７３０５、情報７３０６がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。
【０３２６】
なお、情報の例としては、ＳＮＳ（ソーシャル・ネットワーキング・サービス）の通知、電子メールや電話などの着信を知らせる表示、電子メールなどの題名もしくは送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報が表示されている位置に、情報の代わりに、操作ボタン、アイコンなどを表示してもよい。
【０３２７】
例えば、携帯情報端末７３００の使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末７３００を収納した状態で、その表示（ここでは情報７３０３）を確認することができる。
【０３２８】
具体的には、着信した電話の発信者の電話番号又は氏名等を、携帯情報端末７３００の上方から観察できる位置に表示する。使用者は、携帯情報端末７３００をポケットから取り出すことなく、表示を確認し、電話を受けるか否かを判断できる。
【０３２９】
図２１（Ｆ）〜（Ｈ）に、湾曲した発光部を有する照明装置の一例を示している。
【０３３０】
図２１（Ｆ）〜（Ｈ）に示す各照明装置が有する発光部は、本発明の一態様の表示パネル等を用いて作製される。
【０３３１】
本発明の一態様により、湾曲した発光部を備え、且つ視認性が高く、消費電力の低い照明装置を提供できる。
【０３３２】
図２１（Ｆ）に示す照明装置７４００は、波状の発光面を有する発光部７４０２を備える。したがってデザイン性の高い照明装置となっている。
【０３３３】
図２１（Ｇ）に示す照明装置７４１０の備える発光部７４１２は、凸状に湾曲した２つの発光部が対称的に配置された構成となっている。したがって照明装置７４１０を中心に全方位を照らすことができる。
【０３３４】
図２１（Ｈ）に示す照明装置７４２０は、凹状に湾曲した発光部７４２２を備える。したがって、発光部７４２２からの発光を、照明装置７４２０の前面に集光するため、特定の範囲を明るく照らす場合に適している。また、このような形態とすることで、影ができにくいとう効果を奏する。
【０３３５】
また、照明装置７４００、照明装置７４１０及び照明装置７４２０の備える各々の発光部は可撓性を有していてもよい。発光部を可塑性の部材や可動なフレームなどの部材で固定し、用途に合わせて発光部の発光面を自在に湾曲可能な構成としてもよい。
【０３３６】
照明装置７４００、照明装置７４１０及び照明装置７４２０は、それぞれ、操作スイッチ７４０３を備える台部７４０１と、台部７４０１に支持される発光部を有する。
【０３３７】
なおここでは、台部によって発光部が支持された照明装置について例示したが、発光部を備える筐体を天井に固定する、又は天井からつり下げるように用いることもできる。発光面を湾曲させて用いることができるため、発光面を凹状に湾曲させて特定の領域を明るく照らす、又は発光面を凸状に湾曲させて部屋全体を明るく照らすこともできる。
【０３３８】
図２２（Ａ１）、（Ａ２）、（Ｂ）〜（Ｉ）に、可撓性を有する表示部７００１を有する携帯情報端末の一例を示す。
【０３３９】
表示部７００１は、本発明の一態様の表示パネル等を用いて作製される。例えば、曲率半径０．０１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲げることができる表示パネル等を適用できる。また、表示部７００１はタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部７００１に触れることで携帯情報端末を操作することができる。
【０３４０】
本発明の一態様により、可撓性を有する表示部を備え、且つ視認性が高く、消費電力の低い電子機器を提供できる。
【０３４１】
図２２（Ａ１）は、携帯情報端末の一例を示す斜視図であり、図９（Ａ２）は、携帯情報端末の一例を示す側面図である。携帯情報端末７５００は、筐体７５０１、表示部７００１、引き出し部材７５０２、操作ボタン７５０３等を有する。
【０３４２】
携帯情報端末７５００は、筐体７５０１内にロール状に巻かれた可撓性を有する表示部７００１を有する。
【０３４３】
また、携帯情報端末７５００は内蔵された制御部によって映像信号を受信可能で、受信した映像を表示部７００１に表示することができる。また、携帯情報端末７５００にはバッテリが内蔵されている。また、筐体７５０１にコネクターを接続する端子部を備え、映像信号や電力を有線により外部から直接供給する構成としてもよい。
【０３４４】
また、操作ボタン７５０３によって、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や表示する映像の切り替え等を行うことができる。なお、図２２（Ａ１）、（Ａ２）、（Ｂ）では、携帯情報端末７５００の側面に操作ボタン７５０３を配置する例を示すが、これに限られず、携帯情報端末７５００の表示面と同じ面（おもて面）や、裏面に配置してもよい。
【０３４５】
図２２（Ｂ）には、表示部７００１を引き出し部材７５０２により引き出した状態の携帯情報端末７５００を示す。この状態で表示部７００１に映像を表示することができる。また、表示部７００１の一部がロール状に巻かれた図２２（Ａ１）の状態と表示部７００１を引き出し部材７５０２により引き出した図２２（Ｂ）の状態とで、携帯情報端末７５００が異なる表示を行う構成としてもよい。例えば、図２２（Ａ１）の状態のときに、表示部７００１のロール状に巻かれた部分を非表示とすることで、携帯情報端末７５００の消費電力を下げることができる。
【０３４６】
なお、表示部７００１を引き出した際に表示部７００１の表示面が平面状となるように固定するため、表示部７００１の側部に補強のためのフレームを設けていてもよい。
【０３４７】
なお、この構成以外に、筐体にスピーカを設け、映像信号と共に受信した音声信号によって音声を出力する構成としてもよい。
【０３４８】
図２２（Ｃ）〜（Ｅ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末の一例を示す。図２２（Ｃ）では、展開した状態、図２２（Ｄ）では、展開した状態又は折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態、図２２（Ｅ）では、折りたたんだ状態の携帯情報端末７６００を示す。携帯情報端末７６００は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により一覧性に優れる。
【０３４９】
表示部７００１はヒンジ７６０２によって連結された３つの筐体７６０１に支持されている。ヒンジ７６０２を介して２つの筐体７６０１間を屈曲させることにより、携帯情報端末７６００を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。
【０３５０】
図２２（Ｆ）、（Ｇ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末の一例を示す。図２２（Ｆ）では、表示部７００１が外側になるように折りたたんだ状態、図２２（Ｇ）では、表示部７００１が内側になるように折りたたんだ状態の携帯情報端末７６５０を示す。携帯情報端末７６５０は表示部７００１及び非表示部７６５１を有する。携帯情報端末７６５０を使用しない際に、表示部７００１が内側になるように折りたたむことで、表示部７００１の汚れや傷つきを抑制できる。
【０３５１】
図２２（Ｈ）に、可撓性を有する携帯情報端末の一例を示す。携帯情報端末７７００は、筐体７７０１及び表示部７００１を有する。さらに、入力手段であるボタン７７０３ａ、７７０３ｂ、音声出力手段であるスピーカ７７０４ａ、７７０４ｂ、外部接続ポート７７０５、マイク７７０６等を有していてもよい。また、携帯情報端末７７００は、可撓性を有するバッテリ７７０９を搭載することができる。バッテリ７７０９は例えば表示部７００１と重ねて配置してもよい。
【０３５２】
筐体７７０１、表示部７００１、及びバッテリ７７０９は可撓性を有する。そのため、携帯情報端末７７００を所望の形状に湾曲させることや、携帯情報端末７７００に捻りを加えることが容易である。例えば、携帯情報端末７７００は、表示部７００１が内側又は外側になるように折り曲げて使用することができる。または、携帯情報端末７７００をロール状に巻いた状態で使用することもできる。このように、筐体７７０１及び表示部７００１を自由に変形することが可能であるため、携帯情報端末７７００は、落下した場合、又は意図しない外力が加わった場合であっても、破損しにくいという利点がある。
【０３５３】
また、携帯情報端末７７００は軽量であるため、筐体７７０１の上部をクリップ等で把持してぶら下げて使用する、又は、筐体７７０１を磁石等で壁面に固定して使用するなど、様々な状況において利便性良く使用することができる。
【０３５４】
図２２（Ｉ）に腕時計型の携帯情報端末の一例を示す。携帯情報端末７８００は、バンド７８０１、表示部７００１、入出力端子７８０２、操作ボタン７８０３等を有する。バンド７８０１は、筐体としての機能を有する。また、携帯情報端末７８００は、可撓性を有するバッテリ７８０５を搭載することができる。バッテリ７８０５は例えば表示部７００１やバンド７８０１と重ねて配置してもよい。
【０３５５】
バンド７８０１、表示部７００１、及びバッテリ７８０５は可撓性を有する。そのため、携帯情報端末７８００を所望の形状に湾曲させることが容易である。
【０３５６】
操作ボタン７８０３は、時刻設定のほか、電源のオン、オフ動作、無線通信のオン、オフ動作、マナーモードの実行及び解除、省電力モードの実行及び解除など、様々な機能を持たせることができる。例えば、携帯情報端末７８００に組み込まれたオペレーションシステムにより、操作ボタン７８０３の機能を自由に設定することもできる。
【０３５７】
また、表示部７００１に表示されたアイコン７８０４に指等で触れることで、アプリケーションを起動することができる。
【０３５８】
また、携帯情報端末７８００は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。
【０３５９】
また、携帯情報端末７８００は入出力端子７８０２を有していてもよい。入出力端子７８０２を有する場合、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うことができる。また入出力端子７８０２を介して充電を行うこともできる。なお、本実施の形態で例示する携帯情報端末の充電動作は、入出力端子を介さずに非接触電力伝送により行ってもよい。
【０３６０】
図２３（Ａ）に自動車９７００の外観を示す。図２３（Ｂ）に自動車９７００の運転席を示す。自動車９７００は、車体９７０１、車輪９７０２、ダッシュボード９７０３、ライト９７０４等を有する。本発明の一態様の表示パネルは、自動車９７００の表示部などに用いることができる。例えば、図２３（Ｂ）に示す表示部９７１０乃至表示部９７１５に本発明の一態様の表示パネルを設けることができる。
【０３６１】
表示部９７１０と表示部９７１１は、自動車のフロントガラスに設けられた表示装置である。本発明の一態様の表示パネルの少なくとも一部を、透光性を有する材料で作製することによって、反対側が透けて見える、いわゆるシースルー状態の表示装置とすることができる。シースルー状態の表示装置であれば、自動車９７００の運転時にも視界の妨げになることがない。よって、本発明の一態様の表示パネルを自動車９７００のフロントガラスに設置することができる。なお、表示装置に、表示装置を駆動するためのトランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材料を用いた有機トランジスタや、酸化物半導体を用いたトランジスタなど、透光性を有するトランジスタを用いるとよい。
【０３６２】
表示部９７１２はピラー部分に設けられた表示装置である。例えば、車体に設けられた撮像手段からの映像を表示部９７１２に映し出すことによって、ピラーで遮られた視界を補完することができる。表示部９７１３はダッシュボード部分に設けられた表示装置である。例えば、車体に設けられた撮像手段からの映像を表示部９７１３に映し出すことによって、ダッシュボードで遮られた視界を補完することができる。すなわち、自動車の外側に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、死角を補い、安全性を高めることができる。また、見えない部分を補完する映像を映すことによって、より自然に違和感なく安全確認を行うことができる。
【０３６３】
また、図２４は、運転席と助手席にベンチシートを採用した自動車の室内を示している。表示部９７２１は、ドア部に設けられた表示装置である。例えば、車体に設けられた撮像手段からの映像を表示部９７２１に映し出すことによって、ドアで遮られた視界を補完することができる。また、表示部９７２２は、ハンドルに設けられた表示装置である。表示部９７２３は、ベンチシートの座面の中央部に設けられた表示装置である。なお、表示装置を座面や背もたれ部分などに設置して、当該表示装置を、当該表示装置の発熱を熱源としたシートヒーターとして利用することもできる。
【０３６４】
表示部９７１４、表示部９７１５、または表示部９７２２はナビゲーション情報、スピードメーターやタコメーター、走行距離、給油量、ギア状態、エアコンの設定など、その他様々な情報を提供することができる。また、表示部に表示される表示項目やレイアウトなどは、使用者の好みに合わせて適宜変更することができる。なお、上記情報は、表示部９７１０乃至表示部９７１３、表示部９７２１、表示部９７２３にも表示することができる。また、表示部９７１０乃至表示部９７１５、表示部９７２１乃至表示部９７２３は照明装置として用いることも可能である。また、表示部９７１０乃至表示部９７１５、表示部９７２１乃至表示部９７２３は加熱装置として用いることも可能である。
【０３６５】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０３６６】
１００    表示パネル
１０１    基板
１０２    素子領域
１０２Ｂ    素子領域
１０２Ｇ    素子領域
１０２Ｒ    素子領域
１０３    表示素子
１０５    接着層
１０５ａ    接着層
１０５ｂ    接着層
１０７    表示素子
１０９    基板
１１０    表示領域
１１３    素子層
１１７    素子層
１２１    トランジスタ層
１３１    下部電極
１３１Ｂ    下部電極
１３１Ｇ    下部電極
１３１Ｒ    下部電極
１３２    光学調整層
１３３    ＥＬ層
１３５    上部電極
１４１    絶縁層
１７１    電極
１７３    液晶を含む層
１７４    可視光を透過する状態
１７５    電極
１８１    着色層
１８１Ｂ    着色層
１８１Ｇ    着色層
１８１Ｒ    着色層
１８３    遮光層
１９１    トランジスタ層
２００    表示装置
２０１    作製基板
２０２    駆動回路
２０３    剥離層
２０５    被剥離層
２０７    接着層
２１３    駆動装置
２１５    検知器
２２１    作製基板
２２３    剥離層
２２５    被剥離層
２３１    基板
２３３    接着層
４０３    接着層
４０４    遮光層
４０５    絶縁層
４０６    絶縁層
４０７    絶縁層
４０９    絶縁層
４１６    絶縁層
４１６ａ    絶縁層
４１６ｂ    絶縁層
４１６ｃ    絶縁層
４２０ａ    トランジスタ
４２０ｂ    トランジスタ
４２１    導電層
４２８    絶縁層
４３６    導電層
４３７    導電層
４３８    導電層
４３９    導電層
４４３    接続体
４４５    ＦＰＣ
４５１    基板
４５３    接着層
４５５    絶縁層
４５７    絶縁層
４５９    絶縁層
４６１ａ    絶縁層
４６１ｂ    絶縁層
４６２    導電層
４６７    絶縁層
４７０ａ    トランジスタ
４７０ｂ    トランジスタ
４７１    導電層
４７３    容量素子
４７４    トランジスタ
４８２    導電層
４８３    接続体
４８５    ＦＰＣ
８７９    接着層
８８０    容量素子
８８８    基板
８８９    接着層
８９１    ＦＰＣ
８９２    接続体
８９３    絶縁層
８９４    導電層
８９５    絶縁層
８９６    導電層
８９７    絶縁層
８９８    接着層
８９９    基板
５１００    ペレット
５１００ａ    ペレット
５１００ｂ    ペレット
５１０１    イオン
５１０２    酸化亜鉛層
５１０３    粒子
５１０５ａ    ペレット
５１０５ａ１    領域
５１０５ａ２    ペレット
５１０５ｂ    ペレット
５１０５ｃ    ペレット
５１０５ｄ    ペレット
５１０５ｄ１    領域
５１０５ｅ    ペレット
５１２０    基板
５１３０    ターゲット
５１６１    領域
７０００    表示部
７００１    表示部
７１００    携帯電話機
７１０１    筐体
７１０３    操作ボタン
７１０４    外部接続ポート
７１０５    スピーカ
７１０６    マイク
７１１１    リモコン操作機
７２００    テレビジョン装置
７２０１    筐体
７２０３    スタンド
７２１１    リモコン操作機
７３００    携帯情報端末
７３０１    筐体
７３０２    操作ボタン
７３０３    情報
７３０４    情報
７３０５    情報
７３０６    情報
７３１０    携帯情報端末
７３２０    携帯情報端末
７４００    照明装置
７４０１    台部
７４０２    発光部
７４０３    操作スイッチ
７４１０    照明装置
７４１２    発光部
７４２０    照明装置
７４２２    発光部
７５００    携帯情報端末
７５０１    筐体
７５０２    部材
７５０３    操作ボタン
７６００    携帯情報端末
７６０１    筐体
７６０２    ヒンジ
７６５０    携帯情報端末
７６５１    非表示部
７７００    携帯情報端末
７７０１    筐体
７７０３ａ    ボタン
７７０３ｂ    ボタン
７７０４ａ    スピーカ
７７０４ｂ    スピーカ
７７０５    外部接続ポート
７７０６    マイク
７７０９    バッテリ
７８００    携帯情報端末
７８０１    バンド
７８０２    入出力端子
７８０３    操作ボタン
７８０４    アイコン
７８０５    バッテリ
９７００    自動車
９７０１    車体
９７０２    車輪
９７０３    ダッシュボード
９７０４    ライト
９７１０    表示部
９７１１    表示部
９７１２    表示部
９７１３    表示部
９７１４    表示部
９７１５    表示部
９７２１    表示部
９７２２    表示部
９７２３    表示部
【図１】
2016038490.tif 000003
【図２】
2016038490.tif 000004
【図３】
2016038490.tif 000005
【図４】
2016038490.tif 000006
【図５】
2016038490.tif 000007
【図６】
2016038490.tif 000008
【図７】
2016038490.tif 000009
【図８】
2016038490.tif 000010
【図９】
2016038490.tif 000011
【図１０】
2016038490.tif 000012
【図１１】
2016038490.tif 000013
【図１２】
2016038490.tif 000014
【図１７】
2016038490.tif 000015
【図１８】
2016038490.tif 000016
【図２０】
2016038490.tif 000017
【図２１】
2016038490.tif 000018
【図２２】
2016038490.tif 000019
【図２３】
2016038490.tif 000020
【図２４】
2016038490.tif 000021
【図１３】
2016038490.tif 000022
【図１４】
2016038490.tif 000023
【図１５】
2016038490.tif 000024
【図１６】
2016038490.tif 000025
【図１９】
2016038490.tif 000026