(57)【要約】開口率が高い表示装置を提供する。画素に、第１のトランジスタ、第２のトランジスタ、第１の絶縁層、第２の絶縁層、導電層、画素電極、液晶材料を含む層、及び共通電極を有する表示装置である。第１の絶縁層は第１のトランジスタのチャネル形成領域上に位置する。導電層は第１の絶縁層上に位置する。第２の絶縁層は、第１のトランジスタ、第２のトランジスタ、第１の絶縁層、及び導電層上に位置する。画素電極は第２の絶縁層上に位置し、液晶材料を含む層は画素電極上に位置し、共通電極は液晶材料を含む層上に位置する。共通電極は、液晶材料を含む層及び画素電極を介して、導電層と重なる。画素は、導電層が第１のトランジスタと電気的に接続される第１の接続部と、画素電極が第２のトランジスタと電気的に接続される第２の接続部と、を有する。導電層、画素電極、及び共通電極は、それぞれ、可視光を透過する機能を有する。
2020089728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素を有し、
前記画素は、第１のトランジスタ、第２のトランジスタ、第１の絶縁層、第２の絶縁層、第１の導電層、画素電極、液晶材料を含む層、及び共通電極を有し、
前記第１の絶縁層は、前記第１のトランジスタのチャネル形成領域上に位置し、
前記第１の導電層は、前記第１の絶縁層上に位置し、
前記第２の絶縁層は、前記第１のトランジスタ、前記第２のトランジスタ、前記第１の絶縁層、及び前記第１の導電層上に位置し、
前記画素電極は、前記第２の絶縁層上に位置し、
前記液晶材料を含む層は、前記画素電極上に位置し、
前記共通電極は、前記液晶材料を含む層上に位置し、
前記共通電極は、前記液晶材料を含む層及び前記画素電極を介して、前記第１の導電層と重なる領域を有し、
前記画素は、さらに、第１の接続部と、第２の接続部と、を有し、
前記第１の接続部では、前記第１の導電層が前記第１のトランジスタと電気的に接続され、
前記第２の接続部では、前記画素電極が前記第２のトランジスタと電気的に接続され、
前記第１の導電層、前記画素電極、及び前記共通電極は、それぞれ、可視光を透過する機能を有する、表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記画素は、さらに、第２の導電層を有し、
前記第１の導電層と前記第２の導電層とは、同一表面上に位置し、
前記第１の導電層と前記第２の導電層とは、互いに電気的に絶縁されており、
前記共通電極は、前記液晶材料を含む層及び前記画素電極を介して、前記第２の導電層と重なる領域を有する、表示装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記画素電極と前記共通電極との間に電圧を印加している状態に比べて、前記画素電極と前記共通電極との間に電圧を印加していない状態の方が、前記液晶材料を含む層における可視光の透過率が高い、表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一において、
前記液晶材料を含む層は、高分子材料を有し、
前記高分子材料は、多官能モノマーと単官能モノマーとの共重合体であり、
前記多官能モノマーは、安息香酸フェニル骨格を有し、
前記単官能モノマーは、シクロヘキシルベンゼン骨格を有する、表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一において、
前記第１の接続部では、前記第１のトランジスタは、可視光を透過する機能を有する、表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一において、
前記第２の接続部では、前記第２のトランジスタは、可視光を透過する機能を有する、表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一において、
前記画素は、さらに、第３の導電層を有し、
前記第１の導電層と前記第３の導電層とは、同一表面上に位置し、
前記第１の導電層と前記第３の導電層とは、互いに電気的に絶縁されており、
前記第２の接続部では、前記画素電極が前記第３の導電層と接する領域を有し、前記第３の導電層が前記第２のトランジスタのソースまたはドレインと接する領域を有する、表示装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記第２のトランジスタのソースまたはドレインは、可視光を透過する機能を有する、表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一において、
前記第１の絶縁層は、前記第１のトランジスタ上に位置する、表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一において、
前記第１の絶縁層は、平坦化機能を有する、表示装置。
【請求項１１】
請求項１乃至３のいずれか一において、
前記第１のトランジスタのゲート、ソース、及びドレイン、並びに、前記第２のトランジスタのゲート、ソース、及びドレインのうち少なくとも一つは、第１の層と、前記第１の層上の第２の層と、を有し、
前記第２の層は、前記第１の層よりも抵抗値が小さい、表示装置。
【請求項１２】
請求項１乃至３のいずれか一において、
前記第１のトランジスタのゲート、ソース、及びドレイン、並びに、前記第２のトランジスタのゲート、ソース、及びドレインのうち少なくとも一つは、第１の層と、前記第１の層上の第２の層と、前記第２の層上の第３の層と、を有し、
前記第２の層は、前記第１の層よりも抵抗値が小さく、
前記第３の層は、前記第２の層よりも可視光の反射率が低く、
前記第２の層と前記第３の層とは、同じ金属元素を少なくとも一つ含む、表示装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一において、
フィールドシーケンシャル駆動方式により表示する機能を有する、表示装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか一に記載の表示装置と、コネクタ及び集積回路のうち少なくとも一方と、を有する、表示モジュール。
【請求項１５】
請求項１乃至１３のいずれか一に記載の表示装置と、発光素子を有する発光装置と、を積層して有し、
前記発光装置は、画像を表示する機能を有し、
前記発光素子が発する光は、前記表示装置を介して取り出される、表示モジュール。
【請求項１６】
請求項１４または１５に記載の表示モジュールと、
アンテナ、バッテリ、筐体、カメラ、スピーカ、マイク、及び操作ボタンのうち少なくとも一つと、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、表示装置、表示モジュール、及び電子機器に関する。【０００２】なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置（例えば、タッチセンサなど）、入出力装置（例えば、タッチパネルなど）、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法を一例として挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】表示装置として、液晶表示装置や発光表示装置に代表されるフラットパネルディスプレイが広く用いられている。これらの表示装置を構成するトランジスタの半導体材料には主にシリコンが用いられているが、近年、金属酸化物を用いたトランジスタを表示装置の画素に用いる技術も開発されている。【０００４】特許文献１及び特許文献２には、半導体材料に金属酸化物を用いたトランジスタを、表示装置の画素のスイッチング素子などに用いる技術が開示されている。【０００５】また、オフ電流が極めて低いトランジスタをメモリセルに用いる構成の記憶装置が特許文献３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１２３８６１号公報
【特許文献２】特開２００７−９６０５５号公報
【特許文献３】特開２０１１−１１９６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】本発明の一態様は、可視光の透過性が高い表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、開口率が高い表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、消費電力の低い表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、信頼性の高い表示装置を提供することを課題の一とする。または、広い温度範囲で安定した動作が可能な表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、利便性の高い表示装置を提供することを課題の一とする。【０００８】なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】本発明の一態様は、画素に、第１のトランジスタ、第２のトランジスタ、第１の絶縁層、第２の絶縁層、第１の導電層、画素電極、液晶材料を含む層、及び共通電極を有する、表示装置である。第１の絶縁層は、第１のトランジスタのチャネル形成領域上に位置する。第１の導電層は、第１の絶縁層上に位置する。第２の絶縁層は、第１のトランジスタ、第２のトランジスタ、第１の絶縁層、及び第１の導電層上に位置する。画素電極は、第２の絶縁層上に位置する。液晶材料を含む層は、画素電極上に位置する。共通電極は、液晶材料を含む層上に位置する。共通電極は、液晶材料を含む層及び画素電極を介して、第１の導電層と重なる領域を有する。画素は、さらに、第１の接続部と、第２の接続部と、を有する。第１の接続部では、第１の導電層が第１のトランジスタと電気的に接続される。第２の接続部では、画素電極が第２のトランジスタと電気的に接続される。第１の導電層、画素電極、及び共通電極は、それぞれ、可視光を透過する機能を有する。【００１０】画素は、さらに、第２の導電層を有することが好ましい。第１の導電層と第２の導電層とは、同一表面上に位置することが好ましい。第１の導電層と第２の導電層とは、互いに電気的に絶縁されていることが好ましい。共通電極は、液晶材料を含む層及び画素電極を介して、第２の導電層と重なる領域を有することが好ましい。【００１１】画素電極と共通電極との間に電圧を印加している状態に比べて、画素電極と共通電極との間に電圧を印加していない状態の方が、液晶材料を含む層における可視光の透過率が高いことが好ましい。【００１２】液晶材料を含む層は、高分子材料を有することが好ましい。高分子材料は、多官能モノマーと単官能モノマーとの共重合体であることが好ましい。多官能モノマーは、安息香酸フェニル骨格を有することが好ましい。単官能モノマーは、シクロヘキシルベンゼン骨格を有することが好ましい。【００１３】第１の接続部では、第１のトランジスタは、可視光を透過する機能を有することが好ましい。【００１４】第２の接続部では、第２のトランジスタは、可視光を透過する機能を有することが好ましい。【００１５】画素は、さらに、第３の導電層を有することが好ましい。第１の導電層と第３の導電層とは、同一表面上に位置することが好ましい。第１の導電層と第３の導電層とは、互いに電気的に絶縁されていることが好ましい。第２の接続部では、画素電極が第３の導電層と接する領域を有し、第３の導電層が第２のトランジスタのソースまたはドレインと接する領域を有することが好ましい。【００１６】第２のトランジスタのソースまたはドレインは、可視光を透過する機能を有することが好ましい。【００１７】第１の絶縁層は、第１のトランジスタ上に位置することが好ましい。また、第１の絶縁層は、平坦化機能を有することが好ましい。【００１８】第１のトランジスタのゲート、ソース、及びドレイン、並びに、第２のトランジスタのゲート、ソース、及びドレインのうち少なくとも一つは、第１の層と、第１の層上の第２の層と、を有することが好ましい。第２の層は、第１の層よりも抵抗値が小さいことが好ましい。【００１９】または、第１のトランジスタのゲート、ソース、及びドレイン、並びに、第２のトランジスタのゲート、ソース、及びドレインのうち少なくとも一つは、第１の層と、第１の層上の第２の層と、第２の層上の第３の層と、を有することが好ましい。第２の層は、第１の層よりも抵抗値が小さいことが好ましく、第３の層は、第２の層よりも可視光の反射率が低いことが好ましい。第２の層と第３の層とは、同じ金属元素を少なくとも一つ含むことが好ましい。【００２０】本発明の一態様の表示装置は、フィールドシーケンシャル駆動方式により表示する機能を有することが好ましい。【００２１】本発明の一態様は、上記いずれかの構成の表示装置と、発光素子を有する発光装置と、を積層して有する、表示モジュールである。発光装置は、画像を表示する機能を有する。発光素子が発する光は、表示装置を介して取り出される。【００２２】本発明の一態様は、上記いずれかの構成の表示装置を有し、フレキシブルプリント回路基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ、以下、ＦＰＣと記す）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）等のコネクタが取り付けられたモジュール、またはＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式もしくはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）方式等により集積回路（ＩＣ）が実装されたモジュール等のモジュールである。【００２３】本発明の一態様は、上記のモジュールと、アンテナ、バッテリ、筐体、カメラ、スピーカ、マイク、及び操作ボタンのうち少なくとも一つと、を有する電子機器である。
【発明の効果】
【００２４】本発明の一態様により、可視光の透過性が高い表示装置を提供できる。または、本発明の一態様により、開口率が高い表示装置を提供できる。または、本発明の一態様により、消費電力の低い表示装置を提供できる。または、本発明の一態様により、信頼性の高い表示装置を提供できる。または、本発明の一態様により、広い温度範囲で安定した動作が可能な表示装置を提供できる。または、本発明の一態様により、利便性の高い表示装置を提供できる。【００２５】なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】図１Ａ、図１Ｂは表示装置の一例を示す断面図である。
図２は画素の一例を示す回路図である。
図３Ａは表示モジュールの一例を示す上面図である。図３Ｂは表示モジュールの一例を示す断面図である。
図４は画素の一例を示す上面図である。
図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄは表示モジュールの一例を示す断面図である。
図６は表示モジュールの一例を示す断面図である。
図７は画素の一例を示す上面図である。
図８は表示モジュールの一例を示す断面図である。
図９は表示モジュールの一例を示す断面図である。
図１０は表示モジュールの一例を示す断面図である。
図１１は表示モジュールの一例を示す断面図である。
図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃ、図１２Ｄは電子機器の一例を示す図である。
図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃ、図１３Ｄは電子機器の一例を示す図である。
図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃは電子機器の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】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。
【００２８】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。
【００２９】また、図面において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
【００３０】なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、又は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能である。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能である。
【００３１】（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及び表示モジュールについて、図１〜図１１を用いて説明する。
【００３２】本発明の一態様の表示装置は、１つの画素に、液晶素子と、２つのトランジスタと、を少なくとも有する。本発明の一態様の表示装置は、画像信号に補正信号を付加するための機能を有する。当該補正信号は、容量結合によって画像信号に付加され、液晶素子に供給される。したがって、液晶素子では補正された画像を表示することができる。
【００３３】画像信号に補正信号を付加することで、画像信号のみを用いる場合に比べて、高い電圧をかけて液晶素子を駆動させることができる。これにより、駆動電圧が比較的高い構成の液晶素子を駆動させることが容易になる。
【００３４】また、当該補正によって、例えば、液晶素子は、画像信号のみを用いて表現できる階調よりも多くの階調を表現することができる。
【００３５】また、当該補正によって、ソースドライバの出力電圧よりも高い電圧で、液晶素子を駆動させることができる。画素内で、液晶素子に供給する電圧を所望の値に変えることができるため、既存のソースドライバを転用でき、ソースドライバを新規に設計するコストなどを削減することができる。また、ソースドライバの出力電圧が高くなることを抑制でき、ソースドライバの消費電力を低減することができる。
【００３６】高い電圧をかけて液晶素子を駆動させることで、表示装置を広い温度範囲で使用することができ、低温環境及び高温環境のいずれにおいても信頼性高く表示を行うことができる。例えば、本発明の一態様の表示装置を車載用またはカメラ用の表示装置として利用することができる。
【００３７】また、高い電圧をかけて液晶素子を駆動させることができるため、液晶素子に印加する電圧を一時的に高くして液晶の配向を速く変化させるオーバードライブ駆動により液晶の応答速度を向上させることもできる。
【００３８】補正信号は、例えば、外部機器にて生成され、各画素に書き込まれる。補正信号の生成は、外部機器を用いてリアルタイムで行ってもよいし、記録媒体に保存されている補正信号を読み出して画像信号と同期させてもよい。
【００３９】本発明の一態様の表示装置では、供給する画像信号は変化させず、補正信号を供給した画素で新たな画像信号を生成することができる。外部機器を用いて新しい画像信号そのものを生成する場合に比べて、外部機器にかかる負荷を低減することができる。また、新たな画像信号を画素で生成するための動作は少ないステップで行うことができ、画素数が多く水平期間の短い表示装置でも対応することができる。
【００４０】また、本発明の一態様の表示装置において、液晶素子は、一対の電極と、液晶材料を含む層と、を有する。本発明の一態様の表示装置では、代表的には、一対の電極間に電圧が印加されていないとき（オフ状態）に、液晶材料を含む層が可視光を透過する状態を示し、一対の電極間に電圧が印加されているとき（オン状態）に、液晶材料を含む層が可視光を散乱する状態を示すモード（リバースモードともいう）を用いる。これにより、表示装置が画像を表示していない状態における、表示装置の可視光の透過性を高めることができる。したがって、本発明の一態様の表示装置は、例えば、透明ディスプレイ（シースルーディスプレイともいう）として用いることができる。
【００４１】リバースモードを適用する場合、液晶材料を含む層は、液晶材料及び高分子材料を有することが好ましい。具体的には、液晶材料を含む層には、高分子液晶、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）、高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）、高分子安定化液晶等を用いることができる。
【００４２】リバースモードを適用する場合、液晶素子の駆動電圧が比較的高くなりやすい。上記の通り、本発明の一態様の表示装置は、高い電圧をかけて液晶素子を駆動させることができるため、リバースモードを適用する際に好適な構成である。
【００４３】また、本発明の一態様の表示装置は、１つの画素に、少なくとも２つの容量素子を有することが好ましい。２つの容量素子はいずれも可視光を透過する材料で形成される。これにより、画素は、高い開口率と、大きな保持容量と、を両立することができる。
【００４４】表示装置の開口率（画素の開口率ともいえる）を高めることで、表示装置における可視光の透過性を高めることができるため、シースルーディスプレイとして好適に用いることができる。また、開口率を高めることで、光取り出し効率（または画素の透過率）を高めることができる。これにより、表示装置の消費電力を低減させることができる。
【００４５】画素の保持容量を大きくすることで、液晶素子等のリーク電流が大きくても安定した表示を行うことができる。また、容量の大きい液晶材料を駆動させることができる。そのため、液晶材料の選択の幅を広げることができる。
【００４６】画素の保持容量を大きくすることで、画素の階調を長時間にわたって保持することができる。具体的には、画素の保持容量を大きくすることで、１フレーム期間ごとに画像信号の書き換えを行わずに前の期間に書きこんだ画像信号を保持させることができ、例えば数フレームまたは数１０フレームの期間にわたって画素の階調を保持することが可能となる。
【００４７】また、トランジスタが有する電極と、容量素子または液晶素子が有する電極と、の接続部は、可視光を透過する機能を有することが好ましい。これにより、画素の開口率を高めることができる。
【００４８】また、本発明の一態様の表示装置は、偏光板を設けなくてもよい。これにより、表示装置における可視光の透過率を高めることができる。
【００４９】また、本発明の一態様の表示装置は、ブラックマトリクスなどの遮光層を設けなくてもよい。これにより、画素の透過率を向上させることができる。
【００５０】＜表示装置の断面構成例＞
図１Ａに、表示装置１０の断面図を示す。図１Ａに示す表示装置１０は、基板１３１、トランジスタＳＷ１１、トランジスタＳＷ１２、絶縁層２１５、導電層１１５ａ、導電層１１５ｂ、絶縁層１２１、画素電極１１１ａ、液晶材料を含む層１１２、共通電極１１３、及び基板１３２を有する。
【００５１】表示装置１０は、画素に、液晶素子１１０と、２つのトランジスタ（トランジスタＳＷ１１及びトランジスタＳＷ１２）と、２つの容量素子（容量素子Ｃｗ及び容量素子Ｃｓ）と、を有する。
【００５２】トランジスタＳＷ１１及びトランジスタＳＷ１２は、それぞれ、基板１３１上に位置する。絶縁層２１５は、トランジスタＳＷ１１上及びトランジスタＳＷ１２上に位置する。導電層１１５ａ及び導電層１１５ｂは、それぞれ、絶縁層２１５上に位置する。絶縁層１２１は、トランジスタＳＷ１１、トランジスタＳＷ１２、絶縁層２１５、導電層１１５ａ、及び導電層１１５ｂ上に位置する。画素電極１１１ａは、絶縁層１２１上に位置する。液晶材料を含む層１１２は、画素電極１１１ａ上に位置する。共通電極１１３は、液晶材料を含む層１１２上に位置する。基板１３２は、共通電極１１３上に位置する。
【００５３】共通電極１１３は、液晶材料を含む層１１２及び画素電極１１１ａを介して、導電層１１５ａと重なる領域を有する。導電層１１５ａはトランジスタＳＷ１１のソースまたはドレインと電気的に接続される。画素電極１１１ａはトランジスタＳＷ１２のソースまたはドレインと電気的に接続される。導電層１１５ａ、導電層１１５ｂ、画素電極１１１ａ、及び共通電極１１３は、それぞれ、可視光を透過する機能を有する。
【００５４】画素電極１１１ａ、液晶材料を含む層１１２、及び共通電極１１３は、液晶素子１１０として機能することができる。画素電極１１１ａと共通電極１１３とは、液晶材料を含む層１１２を介して互いに積層されている。
【００５５】導電層１１５ａ、絶縁層１２１、及び画素電極１１１ａは、１つの容量素子Ｃｗとして機能することができる。また、導電層１１５ｂ、絶縁層１２１、及び画素電極１１１ａは、１つの容量素子Ｃｓとして機能することができる。
【００５６】容量素子Ｃｗの容量は、容量素子Ｃｓの容量よりも大きいことが好ましい。例えば、画素電極１１１ａと導電層１１５ａとが重なる領域の面積は、画素電極１１１ａと導電層１１５ｂとが重なる領域の面積より大きいことが好ましい。
【００５７】表示装置１０の構成は、タッチパネルに適用することもできる。図１Ｂに示すタッチパネル１１は、図１Ａに示す表示装置１０にタッチセンサＴＣを搭載した例である。タッチセンサＴＣを表示装置１０の表示面に近い位置に設けることで、タッチセンサＴＣの感度を高めることができる。
【００５８】本発明の一態様のタッチパネルが有する検知素子（センサ素子ともいう）に限定は無い。指やスタイラスなどの被検知体の近接または接触を検知することのできる様々なセンサを、検知素子として適用することができる。
【００５９】センサの方式としては、例えば、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、光学方式、感圧方式など様々な方式を用いることができる。
【００６０】静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。また、投影型静電容量方式としては、自己容量方式、相互容量方式等がある。相互容量方式を用いると、同時多点検知が可能となるため好ましい。
【００６１】本発明の一態様のタッチパネルは、別々に作製された表示装置と検知素子とを貼り合わせる構成、表示素子を支持する基板及び対向基板の一方または双方に検知素子を構成する電極等を設ける構成等、様々な構成を適用することができる。
【００６２】＜画素の回路構成例＞
表示装置１０は、ｍ行ｎ列（ｍ、ｎはそれぞれ１以上の整数）のマトリクス状に配置された複数の画素１５を有する。図２に、画素１５（ｉ，ｊ）（ｉは１以上ｍ以下の整数、ｊは１以上ｎ以下の整数）の回路図を示す。
【００６３】画素１５（ｉ，ｊ）は、トランジスタＳＷ１１、トランジスタＳＷ１２、容量素子Ｃｗ、容量素子Ｃｓ、及び液晶素子１１０（ｉ，ｊ）を有する。なお、本明細書等では、トランジスタＳＷ１１、トランジスタＳＷ１２、容量素子Ｃｗ、及び容量素子Ｃｓをまとめて、画素回路１２０（ｉ，ｊ）と記す。
【００６４】トランジスタＳＷ１１のソースまたはドレインの一方は、容量素子Ｃｗの一方の電極と電気的に接続される。容量素子Ｃｗの他方の電極は、トランジスタＳＷ１２のソースまたはドレインの一方、容量素子Ｃｓの一方の電極、及び液晶素子１１０の一方の電極と電気的に接続される。
【００６５】ここで、トランジスタＳＷ１１のソースまたはドレインの一方及び容量素子Ｃｗの一方の電極が接続されるノードをノードＮＳとする。容量素子Ｃｗの他方の電極、トランジスタＳＷ１２のソースまたはドレインの一方、容量素子Ｃｓの一方の電極、及び液晶素子１１０の一方の電極が接続されるノードをノードＮＡとする。
【００６６】トランジスタＳＷ１１のゲートは、配線ＧＬ１（ｉ）と電気的に接続される。トランジスタＳＷ１２のゲートは、配線ＧＬ２（ｉ）と電気的に接続される。トランジスタＳＷ１１のソースまたはドレインの他方は、配線ＳＬ１（ｊ）と電気的に接続される。トランジスタＳＷ１２のソースまたはドレインの他方は、配線ＳＬ２（ｊ）と電気的に接続される。
【００６７】容量素子Ｃｓの他方の電極は、配線ＣＳＣＯＭと電気的に接続される。液晶素子１１０の他方の電極は、配線ＶＣＯＭと電気的に接続される。配線ＣＳＣＯＭ及び配線ＶＣＯＭにはそれぞれ任意の電位を供給することができる。
【００６８】配線ＧＬ１（ｉ）及び配線ＧＬ２（ｉ）はそれぞれ走査線と呼ぶことができ、トランジスタの動作を制御する機能を有する。配線ＳＬ１（ｊ）は、画像信号を供給する信号線としての機能を有する。配線ＳＬ２（ｊ）は、ノードＮＡにデータを書き込むための信号線としての機能を有する。
【００６９】図２に示す各トランジスタは、ゲートと電気的に接続されたバックゲートを有するが、バックゲートの接続はこれに限定されない。また、トランジスタにバックゲートを設けなくてもよい。
【００７０】トランジスタＳＷ１１を非導通とすることで、ノードＮＳの電位を保持することができる。また、トランジスタＳＷ１２を非導通とすることで、ノードＮＡの電位を保持することができる。また、トランジスタＳＷ１２を非導通とした状態で、トランジスタＳＷ１１を介してノードＮＳに所定の電位を供給することで、容量素子Ｃｗを介した容量結合により、ノードＮＳの電位の変化に応じてノードＮＡの電位を変化させることができる。
【００７１】画素１５（ｉ，ｊ）において、配線ＳＬ２（ｊ）からノードＮＡに書き込まれた補正信号は、配線ＳＬ１（ｊ）から供給される画像信号と容量結合され、液晶素子１１０に供給される。したがって、液晶素子１１０では補正された画像を表示することができる。
【００７２】トランジスタＳＷ１１にオフ電流の極めて低いトランジスタを用いることで、ノードＮＳの電位を長時間保持することができる。同様に、トランジスタＳＷ１２にオフ電流の極めて低いトランジスタを用いることで、ノードＮＡの電位を長時間保持することができる。オフ電流の極めて低いトランジスタとしては、例えば、金属酸化物をチャネル形成領域に用いたトランジスタ（以下、ＯＳトランジスタ）が挙げられる。また、画素が有するトランジスタに、シリコンをチャネル形成領域に有するトランジスタ（以下、Ｓｉトランジスタ）を適用してもよい。Ｓｉトランジスタとしては、アモルファスシリコンを有するトランジスタ、結晶性のシリコン（代表的には、低温ポリシリコンや、単結晶シリコン）を有するトランジスタなどが挙げられる。または、ＯＳトランジスタと、Ｓｉトランジスタとの両方を用いてもよい。
【００７３】例えば、１フレーム期間ごとに補正信号及び画像信号を書き換える場合、トランジスタＳＷ１１及びトランジスタＳＷ１２には、ＯＳトランジスタを用いてもよく、Ｓｉトランジスタを用いてもよい。ノードＮＳまたはノードＮＡの電位を長時間保持する必要がある場合、トランジスタＳＷ１１及びトランジスタＳＷ１２には、ＳｉトランジスタよりもＯＳトランジスタを用いることが好ましい。
【００７４】＜表示モジュールの構成例１＞
図３Ａに、表示モジュール５０の上面図を示し、図３Ｂに、表示モジュール５０の断面図を示す。
【００７５】図３Ａ、図３Ｂに示す表示モジュール５０は、表示装置と、表示装置に接続されたフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）と、ライトユニット３０（図３Ａでは省略）と、を有する。
【００７６】表示装置は、表示領域１００、ゲートドライバＧＤ＿Ｌ、及びゲートドライバＧＤ＿Ｒを有する。
【００７７】表示領域１００は、複数の画素１５を有し、画像を表示する機能を有する。
【００７８】図３Ａに示すように、画素１５（ｉ，ｊ）は、配線ＧＬ１（ｉ）、配線ＧＬ２（ｉ）、配線ＳＬ１（ｊ）、及び配線ＳＬ２（ｊ）と電気的に接続されている。
【００７９】図３Ｂに示すように、画素１５（ｉ，ｊ）は、図２に示す画素回路１２０（ｉ，ｊ）と、液晶素子１１０（ｉ，ｊ）と、が積層された構成を有する。画素回路１２０（ｉ，ｊ）は、ゲートドライバＧＤ（図３Ａに示すゲートドライバＧＤ＿Ｌ及びゲートドライバＧＤ＿Ｒに対応）と電気的に接続されている。
【００８０】液晶素子１１０（ｉ，ｊ）における光の散乱または透過を制御することで、表示モジュール５０は、画像を表示することができる。具体的には、液晶素子１１０（ｉ，ｊ）が、ライトユニット３０から射出された光３２を散乱し、散乱光３４を外部に射出することで、表示モジュール５０は、画像を表示することができる。
【００８１】ライトユニット３０は、少なくとも光源を有する。光源としては、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子等を用いることができる。光源として、例えば、赤色、緑色、青色の３色のＬＥＤを用いることができる。
【００８２】ライトユニット３０は、導光機能を有する構造体及び光拡散機能を有する構造体の一方又は双方を有していてもよい。例えば、ライトユニット３０は、導光板（ライトガイドともいう）、輝度上昇フィルム、光拡散フィルム、及び光拡散板のうち、少なくとも一つを有していてもよい。例えば、光源が発した光は、導光板及び光拡散フィルムを介して、表示装置に入射することが好ましい。
【００８３】表示モジュール５０は、光源として、エッジライト型のライトを用いるため、直下型のバックライトを用いる場合に比べて、表示装置における可視光を透過する領域を広くすることができ、また、表示装置における可視光の透過性を高めることができる。これにより、表示モジュール５０を介して、表示モジュール５０の後ろの風景を見ることができる。例えば、図３Ｂに示すように、画素１５（ｉ，ｊ）に入射した外光３５の少なくとも一部は、表示モジュール５０を通過し、表示モジュール５０の外部に射出される。
【００８４】また、本発明の一態様の表示装置は、フィールドシーケンシャル駆動方式により表示する機能を有することが好ましい。フィールドシーケンシャル駆動方式は、時分割によりカラー表示を行う駆動方式である。具体的には、赤色、緑色、青色等の各色の発光素子を、時間をずらして順次点灯し、これと同期させて画素を駆動し、継時加法混色法に基づいてカラー表示を行う。
【００８５】フィールドシーケンシャル駆動方式を適用する場合、１つの画素を複数の異なる色の副画素で構成する必要がないため、画素の開口率を大きくすることができる。また、表示装置の高精細化も可能である。また、カラーフィルタなどの着色層を設ける必要がないため、着色層による光の吸収がなく、画素の透過率を向上させることができる。これにより、必要な輝度を少ない電力で得ることができるため、低消費電力化が実現できる。また、表示装置の作製工程を簡略化し、作製コストを低減できる。
【００８６】フィールドシーケンシャル駆動方式を適用する場合、高いフレーム周波数が求められる。本発明の一態様の表示装置は、１つの画素に２つの容量素子を有するため、画素の保持容量が大きく、液晶素子に高い電圧を供給することができるため、液晶素子の応答速度を向上させることができる。例えば、液晶素子に印加する電圧を一時的に高くして液晶の配向を速く変化させるオーバードライブ駆動により、液晶素子の応答速度を向上させることができる。したがって、本発明の一態様の表示装置は、高いフレーム周波数が求められるフィールドシーケンシャル駆動方式を適用する際に好適な構成であるといえる。
【００８７】また、本発明の一態様の表示装置は、単色表示であってもよい。単色表示の表示装置においても、１つの画素を複数の異なる色の副画素で構成する必要がないため、画素の開口率を大きくすることができる。また、表示装置の高精細化も可能である。また、カラーフィルタなどの着色層を設ける必要がないため、着色層による光の吸収がなく、画素の透過率を向上させることができる。これにより、必要な輝度を少ない電力で得ることができるため、低消費電力化が実現できる。また、表示装置の作製工程を簡略化し、作製コストを低減できる。
【００８８】また、本発明の一態様の表示装置は、１つの画素が複数の異なる色の副画素で構成されていてもよい。例えば、赤色を呈する副画素、緑色を呈する副画素、及び青色を呈する副画素によって１つの画素ユニットが構成されることで、表示領域１００ではフルカラーの表示を行うことができる。なお、副画素が呈する色は、赤、緑、及び青に限られない。画素ユニットには、例えば、白、黄、マゼンタ、またはシアン等の色を呈する副画素を用いてもよい。
【００８９】表示装置は、走査線駆動回路（ゲートドライバ）、信号線駆動回路（ソースドライバ）、及びタッチセンサ用の駆動回路のうち一つまたは複数を内蔵していてもよい。また、これらのうち一つまたは複数が外付けされていてもよい。図３Ａ、図３Ｂに示す表示モジュール５０は、ゲートドライバを内蔵しており、ソースドライバを有する集積回路（ＩＣ）が外付けされる構成である。
【００９０】ゲートドライバＧＤ＿Ｌ及びゲートドライバＧＤ＿Ｒは、表示領域１００を挟んで向かい合う位置に設けられている。配線ＧＬ１（ｉ）は、ゲートドライバＧＤ＿Ｌ及びゲートドライバＧＤ＿Ｒの双方から同時に選択信号が供給される。同様に、配線ＧＬ２（ｉ）は、ゲートドライバＧＤ＿Ｌ及びゲートドライバＧＤ＿Ｒの双方から同時に選択信号が供給される。１つの配線に、ゲートドライバＧＤ＿Ｌ及びゲートドライバＧＤ＿Ｒの双方から同時に選択信号を供給することで、当該配線への選択信号の供給能力を高めることができる。なお、目的などに応じて、ゲートドライバＧＤ＿Ｌ及びゲートドライバＧＤ＿Ｒの一方を省略してもよい。
【００９１】ゲートドライバＧＤ＿Ｌ及びゲートドライバＧＤ＿Ｒには、ＦＰＣを介して外部から信号及び電力が供給される。
【００９２】ソースドライバＳＤは、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  ｇｌａｓｓ）法またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｆｉｌｍ）法などを用いて、表示装置が有する端子に電気的に接続される。配線ＳＬ１（ｊ）及び配線ＳＬ２（ｊ）は、それぞれ、ソースドライバＳＤから画像信号または補正信号などの信号が供給される。
【００９３】≪画素の上面レイアウト例１≫
図４に、画素１５（ｉ，ｊ）の上面図を示す。図４は、配線ＧＬ１（ｉ）から画素電極１１１ａまでの積層構造を画素電極１１１ａ側から見た上面図である。
【００９４】画素は、接続部７１と接続部７２を有する。接続部７１では、導電層１１５ａがトランジスタＳＷ１１と電気的に接続されている。具体的には、導電層１１５ａと導電層２２２ｐとが電気的に接続されている。接続部７２では、画素電極１１１ａがトランジスタＳＷ１２と電気的に接続されている。具体的には、画素電極１１１ａと導電層２２２ｆとが電気的に接続されている。
【００９５】接続部７１及び接続部７２は、それぞれ、可視光を透過する領域を有することが好ましい。例えば、トランジスタＳＷ１１及びトランジスタＳＷ１２において、ソースまたはドレインとして機能する導電層（図４では、導電層２２２ｐ及び導電層２２２ｆ）に、可視光を透過する導電性材料を用いることで、接続部７１及び接続部７２に、可視光を透過する領域を設けることができ、画素１５（ｉ，ｊ）の開口率を高めることができる。これにより、表示装置１０における可視光の透過性を高めることができる。また、画素１５（ｉ，ｊ）の可視光を透過する領域を広くすることができる。
【００９６】図４に示すように、信号線として機能する配線ＳＬ１（ｊ）は、導電層２２２ｑを介して、半導体層２３１ｂと電気的に接続される。なお、導電層２２２ｑを設けず、配線ＳＬ１（ｊ）と半導体層２３１ｂとが接していてもよい。
【００９７】同様に、信号線として機能する配線ＳＬ２（ｊ）は、導電層２２２ｇを介して、半導体層２３１ａと電気的に接続される。また、導電層２２２ｇを設けず、配線ＳＬ２（ｊ）と半導体層２３１ａとが接していてもよい。
【００９８】可視光を透過する導電性材料は、銅やアルミニウムなどの可視光を遮る導電性材料と比較して抵抗率が大きいことがある。走査線及び信号線などのバスラインは、信号遅延を防ぐため、銅やアルミニウムなどの抵抗率が小さい導電性材料（金属材料）を用いて形成することが好ましい。これにより、バスラインの幅の縮小またはバスラインの薄膜化が可能となる。ただし、画素の大きさや、バスラインの幅、バスラインの厚さなどによっては、バスラインに可視光を透過する導電性材料を用いることができる。
【００９９】具体的には、信号線として機能する配線ＳＬ１（ｊ）及び配線ＳＬ２（ｊ）は、抵抗率が小さい導電性材料を用いて形成されることが好ましい。また、ゲート及び走査線として機能する配線ＧＬ１（ｉ）及び配線ＧＬ２（ｉ）は、抵抗率が小さい導電性材料を用いて形成されることが好ましい。抵抗率が小さい導電性材料としては、金属、合金等が挙げられる。バックゲートとして機能するゲート２２３ａ及びゲート２２３ｂは、可視光を遮る導電性材料を用いて形成されてもよい。
【０１００】ゲート２２３ａ及びゲート２２３ｂに可視光を遮る導電層を用いることで、光源の光及び外光が半導体層２３１ａ及び半導体層２３１ｂのチャネル形成領域に照射されることを抑制できる。このように、半導体層のチャネル形成領域を、可視光を遮る導電層と重ねると、光によるトランジスタの特性変動を抑制できる。これにより、トランジスタの信頼性を高めることができる。
【０１０１】また、ゲート２２３ａ及びゲート２２３ｂに、金属酸化物を用いてもよい。ゲート２２３ａ及びゲート２２３ｂに金属酸化物を用いることで、半導体層２３１ａ及び半導体層２３１ｂのチャネル形成領域から酸素が引き抜かれることを抑制することができる。これにより、トランジスタの信頼性を高めることができる。
【０１０２】≪表示モジュールの断面構成例１≫
図５Ａに、表示モジュール５０の断面図を示す。なお、画素の部分は、図４に示す一点鎖線Ｇ１−Ｇ２間及びＧ３−Ｇ４間の断面図に相当する。
【０１０３】図５Ａに示す表示モジュール５０は、表示装置にＦＰＣが接続された構成である。
【０１０４】本発明の一態様の表示モジュールは、偏光板を有していないため、可視光の透過率が高い。また、図５Ａ以降に示す断面図では、光源の図示を省略するが、本発明の一態様の表示モジュールは、エッジライト型のライトを用いるため、直下型のバックライトを用いる場合に比べて、表示モジュールにおける可視光を透過する領域を広くできる。したがって、本発明の一態様の表示モジュールは、可視光の透過性が高く、当該表示モジュールを介して、当該表示モジュールの後ろの風景を見ることができる。
【０１０５】図５Ａに示す表示モジュール５０は、基板１３１、基板１３２、トランジスタＳＷ１１、トランジスタＳＷ１２、絶縁層２１５、導電層１１５ａ、導電層１１５ｂ、導電層１１５ｃ、絶縁層１２１、画素電極１１１ａ、液晶材料を含む層１１２、共通電極１１３、配向膜１１４ａ、配向膜１１４ｂ、接着層１４１、スペーサＫＢ等を有する。
【０１０６】表示モジュール５０は、フィールドシーケンシャル駆動方式を用いてカラー画像を表示することができる。そのため、図５Ａに示す表示モジュール５０は、カラーフィルタなどの着色層を有さない。さらに、表示モジュール５０は、ブラックマトリクスなどの遮光層も有さない。したがって、画素の透過率を向上させることができる。
【０１０７】基板１３１上にトランジスタＳＷ１１及びトランジスタＳＷ１２が位置する。
【０１０８】トランジスタＳＷ１１は、ゲート２２１ｂ、ゲート絶縁層２１１、半導体層２３１ｂ、導電層２２２ｐ、導電層２２２ｑ、絶縁層２１３、絶縁層２１４、及びゲート２２３ｂを有する。導電層２２２ｐ及び導電層２２２ｑのうち一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。絶縁層２１３及び絶縁層２１４はゲート絶縁層として機能する。さらに、導電層２２２ｂを、トランジスタＳＷ１１の構成要素としてもよい。導電層２２２ｂは、導電層２２２ｑと接続されている。
【０１０９】ここで、ゲート２２１ｂと配線ＧＬ１（ｉ）とは同一の導電層で構成されている。１つの導電層が、ゲート２２１ｂとして機能する部分と、配線ＧＬ１（ｉ）として機能する部分を有するといえる。導電層２２２ｂは、配線ＳＬ１（ｊ）の一部に相当する。
【０１１０】トランジスタＳＷ１２は、ゲート２２１ａ、ゲート絶縁層２１１、半導体層２３１ａ、導電層２２２ｆ、導電層２２２ｇ、絶縁層２１３、絶縁層２１４、及びゲート２２３ａを有する。導電層２２２ｆ及び導電層２２２ｇのうち一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。絶縁層２１３及び絶縁層２１４はゲート絶縁層として機能する。さらに、導電層２２２ａを、トランジスタＳＷ１２の構成要素としてもよい。導電層２２２ａは、導電層２２２ｇと接続されている。
【０１１１】ここで、ゲート２２１ａと配線ＧＬ２（ｉ）とは同一の導電層で構成されている。１つの導電層が、ゲート２２１ａとして機能する部分と、配線ＧＬ２（ｉ）として機能する部分を有するといえる。導電層２２２ａは、配線ＳＬ２（ｊ）の一部に相当する。
【０１１２】導電層２２２ｆ、２２２ｇ、２２２ｐ、２２２ｑは、可視光を透過する材料で形成される。したがって、図５Ａに示す外光３５の少なくとも一部は、導電層２２２ｆと導電層１１５ｃの接続部（図４の接続部７２に相当）を透過して、表示モジュールの外部に射出される。同様に、導電層２２２ｐと導電層１１５ａの接続部（図４の接続部７１に相当）も、可視光を透過することができる。これにより、画素の開口率を高めることができ、表示モジュールにおける可視光の透過性を高めることができる。
【０１１３】図５Ｂに示すように、トランジスタのソース及びドレインは、可視光を遮る材料で形成されていてもよい。導電層２２２ｅは、導電層２２２ａと同一の材料、同一の工程で形成することができる。
【０１１４】図５Ｂに示すように、画素電極１１１ａは導電層１１５ｃを介さずに、トランジスタのソース又はドレイン（ここでは導電層２２２ｅ）と直接接続されていてもよい。
【０１１５】図５Ｃ、図５Ｄに示すように、トランジスタのゲートは、積層構造であってもよい。また、トランジスタのソース、ドレイン、さらには、走査線、信号線などの配線についても、それぞれ、積層構造とすることができる。これらトランジスタの電極及びトランジスタと電気的に接続される配線は、それぞれ、抵抗値が小さいことが好ましい。例えば、これら電極及び配線には、それぞれ、銅やアルミニウムなどの抵抗率が小さい金属材料を用いることが好ましい。
【０１１６】ここで、銅を用いる場合、下地（基板や絶縁層など）の材料によっては密着性が低くなるため、下地との密着性の高い膜上に、銅膜を積層することが好ましい。また、銅が他の層に拡散することを抑制するため、バリア性の高い膜と、銅膜とを積層することが好ましい。
【０１１７】図５Ｃに示すゲート２２１ｍ、導電層２２２ｍ、及びゲート２２３ｍは、それぞれ、チタン、モリブデン、マンガン、及びアルミニウムのうち少なくとも一つを有することが好ましい。また、ゲート２２１ｎ、導電層２２２ｎ、及びゲート２２３ｎは、それぞれ、銅及びアルミニウムのうち一方または双方を有することが好ましい。
【０１１８】なお、ゲート２２１ｍ、２２１ｎ、導電層２２２ｍ、２２２ｎ、ゲート２２３ｍ、２２３ｎの材料は上記に限られない。例えば、ゲート２２１ｎは、ゲート２２１ｍよりも抵抗値が小さいことが好ましい。例えば、導電層２２２ｎは、導電層２２２ｍよりも抵抗値が小さいことが好ましい。例えば、ゲート２２３ｎは、ゲート２２３ｍよりも抵抗値が小さいことが好ましい。
【０１１９】また、金属材料は、反射率が高い場合がある。したがって、金属膜の表面に酸化処理などを施し、反射率を抑制することが好ましい。これにより、表示面側から視認した場合において、外光の反射による視認性の低下を抑えることができる。
【０１２０】図５Ｄに示すゲート２２１ｓ、導電層２２２ｓ、及びゲート２２３ｓは、それぞれ、チタン、モリブデン、マンガン、及びアルミニウムのうち少なくとも一つを有することが好ましい。また、ゲート２２１ｔ、導電層２２２ｔ、及びゲート２２３ｔは、それぞれ、銅を有することが好ましい。また、ゲート２２１ｕ、導電層２２２ｕ、及びゲート２２３ｕは、それぞれ、酸化銅を有することが好ましい。
【０１２１】なお、ゲート２２１ｓ、２２１ｔ、２２１ｕ、導電層２２２ｓ、２２２ｔ、２２２ｕ、ゲート２２３ｓ、２２３ｔ、２２３ｕの材料は上記に限られない。例えば、ゲート２２１ｔは、ゲート２２１ｓよりも抵抗値が小さいことが好ましい。導電層２２２ｔは、導電層２２２ｓよりも抵抗値が小さいことが好ましい。ゲート２２３ｔは、ゲート２２３ｓよりも抵抗値が小さいことが好ましい。ゲート２２１ｕは、ゲート２２１ｔよりも可視光の反射率が低いことが好ましい。導電層２２２ｕは、導電層２２２ｔよりも可視光の反射率が低いことが好ましい。ゲート２２３ｕは、ゲート２２３ｔよりも可視光の反射率が低いことが好ましい。ゲート２２１ｔとゲート２２１ｕとは、同じ金属元素を少なくとも一つ含むことが好ましい。導電層２２２ｔと導電層２２２ｕとは、同じ金属元素を少なくとも一つ含むことが好ましい。ゲート２２３ｔとゲート２２３ｕとは、同じ金属元素を少なくとも一つ含むことが好ましい。
【０１２２】図５Ａでは、トランジスタＳＷ１１、ＳＷ１２がバックゲート（図５Ａではゲート２２３ａ、２２３ｂ）を有する例を示したが、バックゲートを有していなくてもよい。
【０１２３】図４に示すように、トランジスタが有する２つのゲートは、電気的に接続されていることが好ましい。２つのゲートが電気的に接続されている構成のトランジスタは、他のトランジスタと比較して電界効果移動度を高めることが可能であり、オン電流を増大させることができる。その結果、高速動作が可能な回路を作製することができる。さらには回路部の占有面積を縮小することが可能となる。オン電流の大きなトランジスタを適用することで、表示装置を大型化、または高精細化して配線数が増大したとしても、各配線における信号遅延を低減することが可能であり、表示ムラを抑制することが可能である。また、回路部の占有面積を縮小できるため、表示装置の狭額縁化が可能である。また、このような構成を適用することで、信頼性の高いトランジスタを実現することができる。
【０１２４】本実施の形態では、半導体層２３１ａ及び半導体層２３１ｂに金属酸化物を用いる場合を例に挙げて説明する。
【０１２５】半導体層２３１ａ、２３１ｂと接するゲート絶縁層２１１及び絶縁層２１３は酸化物絶縁層であることが好ましい。なお、ゲート絶縁層２１１または絶縁層２１３が積層構造である場合、少なくとも半導体層２３１ａ、２３１ｂと接する層が酸化物絶縁層であることが好ましい。これにより、半導体層２３１ａ、２３１ｂに酸素欠損が生じることを抑制でき、トランジスタの信頼性を高めることができる。
【０１２６】絶縁層２１４は窒化物絶縁層であることが好ましい。これにより、半導体層２３１ａ、２３１ｂに不純物が入り込むことを抑制でき、トランジスタの信頼性を高めることができる。
【０１２７】絶縁層２１５は、平坦化機能を有することが好ましく、例えば、有機絶縁層であることが好ましい。なお、絶縁層２１５は形成しなくてもよく、絶縁層２１４上に接して導電層１１５ａ等を形成してもよい。
【０１２８】絶縁層２１５上に導電層１１５ｃが位置し、導電層１１５ｃ上に絶縁層１２１が位置し、絶縁層１２１上に画素電極１１１ａが位置する。画素電極１１１ａは、導電層２２２ｆと電気的に接続されている。具体的には、導電層２２２ｆは導電層１１５ｃと接し、導電層１１５ｃは画素電極１１１ａと接する。
【０１２９】絶縁層２１５上に導電層１１５ａが位置する。導電層１１５ａは、導電層２２２ｐと接しており、電気的に接続されている。
【０１３０】導電層１１５ａと画素電極１１１ａとは、絶縁層１２１を介して重なる部分を有する。導電層１１５ａ、絶縁層１２１、及び画素電極１１１ａは、１つの容量素子Ｃｗとして機能することができる。
【０１３１】絶縁層２１５上に導電層１１５ｂが位置する。導電層１１５ｂと画素電極１１１ａとは、絶縁層１２１を介して重なる部分を有する。導電層１１５ｂ、絶縁層１２１、及び画素電極１１１ａは、１つの容量素子Ｃｓとして機能することができる。
【０１３２】このように、表示モジュール５０は、１つの画素に２つの容量素子を有する。したがって、画素の保持容量を大きくすることができる。
【０１３３】また、２つの容量素子はいずれも可視光を透過する材料で形成され、かつ、互いに重なる領域を有する。これにより、画素は、高い開口率と、大きな保持容量と、を両立することができる。
【０１３４】容量素子Ｃｗの容量は、容量素子Ｃｓの容量よりも大きいことが好ましい。そのため、画素電極１１１ａと導電層１１５ａとが重なる領域の面積は、画素電極１１１ａと導電層１１５ｂとが重なる領域の面積より大きいことが好ましい。
【０１３５】絶縁層１２１上には、画素電極１１１ａが設けられている。画素電極１１１ａ上には、配向膜１１４ａが設けられている。基板１３２には、共通電極１１３が設けられており、共通電極１１３に接してスペーサＫＢが設けられている。そして、スペーサＫＢ及び共通電極１１３を覆うように配向膜１１４ｂが設けられている。液晶材料を含む層１１２は、配向膜１１４ａと配向膜１１４ｂとの間に設けられている。
【０１３６】液晶材料には、誘電率の異方性（Δε）が正であるポジ型の液晶材料と、負であるネガ型の液晶材料がある。本発明の一態様では、どちらの材料を用いることもでき、適用するモード及び設計に応じて最適な液晶材料を用いることができる。
【０１３７】液晶素子１１０の駆動電圧を低くするためには、液晶材料の誘電率の異方性（Δε）の絶対値が大きいことが好ましい。ポジ型は、ネガ型に比べて、誘電率の異方性（Δε）の絶対値を大きくしやすいため、ポジ型の液晶材料を用いると、液晶材料の選択の幅が広がり好ましい。
【０１３８】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、液晶材料を含む層１１２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。
【０１３９】本発明の一態様の表示装置では、一対の電極（画素電極１１１ａ及び共通電極１１３）間に電圧が印加されていないとき（オフ状態）に、液晶材料を含む層１１２が可視光を透過する状態を示し、一対の電極間に電圧が印加されているとき（オン状態）に、液晶材料を含む層１１２が可視光を散乱する状態を示すモード（リバースモード）を適用することが好ましい。これにより、表示モジュール５０が画像を表示していない状態における、表示モジュール５０の可視光の透過性を高めることができる。そのため、表示モジュール５０を、シースルーディスプレイとして用いることができる。
【０１４０】このようなモードを適用する場合、液晶材料を含む層１１２は、液晶材料及び高分子材料を有することが好ましい。
【０１４１】液晶材料としては、ネマティック液晶を用いることが好ましい。
【０１４２】高分子材料は、多官能モノマーと単官能モノマーとの共重合体であることが好ましい。
【０１４３】単官能モノマーとしては、アクリレート、メタクリレートなどが挙げられる。多官能モノマーとしては、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が挙げられる。
【０１４４】多官能モノマーは、安息香酸フェニル骨格を有することが好ましい。多官能モノマーとしては、例えば、安息香酸フェニル骨格を有するジアクリレートが挙げられる。
【０１４５】多官能モノマーとして用いることができる材料としては、例えば、構造式（１）〜（３）で表される材料が挙げられる。
【０１４６】
【化１】
2020089728.tif 000003
【０１４７】単官能モノマーは、シクロヘキシルベンゼン骨格を有することが好ましい。単官能モノマーとしては、例えば、シクロヘキシルベンゼン骨格を有するアクリレートが挙げられる。
【０１４８】単官能モノマーとして用いることができる材料としては、例えば、構造式（４）〜（６）で表される材料が挙げられる。
【０１４９】
【化２】
2020089728.tif 000004
【０１５０】例えば、液晶材料を含む層１１２は、液晶材料、モノマー、及び光重合開始剤を含む材料層を、光を照射して硬化することで、形成することができる。
【０１５１】なお、本発明の一態様の表示装置で用いる液晶素子は、リバースモードに限られず、様々なモードを適用することができる。
【０１５２】本実施の形態の表示装置は、透過型の液晶表示装置であるため、一対の電極（画素電極１１１ａ及び共通電極１１３）の双方に、可視光を透過する導電性材料を用いる。また、導電層１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃも可視光を透過する導電性材料を用いて形成することで、容量素子Ｃｗ及び容量素子Ｃｓを設けても画素の開口率が低下することを抑制できる。なお、容量素子の誘電体として機能する絶縁層１２１には、窒化シリコン膜が好適である。
【０１５３】可視光を透過する導電性材料としては、例えば、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）の中から選ばれた一種以上を含む材料を用いるとよい。具体的には、酸化インジウム、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛などが挙げられる。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。
【０１５４】また、可視光を透過する導電膜は、酸化物半導体を用いて形成することができる（以下、酸化物導電層ともいう）。酸化物導電層は、例えば、インジウムを含むことが好ましく、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、ＳｎまたはＨｆ）を含むことがさらに好ましい。
【０１５５】酸化物半導体は、膜中の酸素欠損、及び膜中の水素、水等の不純物濃度のうち少なくとも一方によって、抵抗を制御することができる半導体材料である。そのため、酸化物半導体層へ酸素欠損及び不純物濃度の少なくとも一方が増加する処理、または酸素欠損及び不純物濃度の少なくとも一方が低減する処理を選択することによって、酸化物導電層の有する抵抗率を制御することができる。
【０１５６】なお、このように、酸化物半導体を用いて形成された酸化物導電層は、キャリア密度が高く低抵抗な酸化物半導体層、導電性を有する酸化物半導体層、または導電性の高い酸化物半導体層ということもできる。
【０１５７】基板１３１と基板１３２は接着層１４１によって貼り合わされている。
【０１５８】ＦＰＣは、導電層２２１ｃと電気的に接続されている。具体的には、ＦＰＣは接続体１３９と接し、接続体１３９は導電層２２２ｃと接し、導電層２２２ｃは導電層２２１ｃと接する。導電層２２１ｃは、基板１３１上に形成され、導電層２２２ｃはゲート絶縁層２１１上に形成されている。導電層２２１ｃは、ゲート２２１ａ、２２１ｂと同一の工程、同一の材料で形成することができる。導電層２２２ｃは、導電層２２２ａ、２２２ｂと同一の工程、同一の材料で形成することができる。
【０１５９】≪タッチパネル≫
本発明の一態様では、タッチセンサが搭載された表示装置または表示モジュール（以下、タッチパネルとも記す）を作製することができる。
【０１６０】図６に、表示モジュール５１の断面図を示す。表示モジュール５１は、表示モジュール５０の構成に、タッチセンサを追加した構成を有する。
【０１６１】基板１８０と基板１３２とは、接着層１８６によって貼り合わされている。基板１８０の基板１３２側には、電極１８１及び電極１８２が設けられている。電極１８１と電極１８２とは、絶縁層１８５によって互いに電気的に絶縁されている。基板１８０の端部に近い領域には、接続部が設けられている。接続部では、配線１８７が、導電層１８８及び接続体１８９を介してＦＰＣ２と電気的に接続されている。
【０１６２】タッチセンサが有する電極及び配線が、画素の開口部（表示に用いられる部分）と重なる位置に設けられる場合、当該電極及び配線には、可視光を透過する材料を用いる。また、画素の開口部と重ならない位置に設けられる場合は、当該電極及び配線に、可視光を遮る材料を用いることができる。したがって、電極１８１、１８２に、金属等の抵抗率の低い材料を用いることができる。例えば、タッチセンサの配線及び電極として、メタルメッシュを用いることが好ましい。これにより、タッチセンサの配線及び電極の抵抗を下げることができる。また、大型の表示装置のタッチセンサとして好適である。なお、一般的に金属は反射率が大きい材料であるが、酸化処理などを施すことにより暗色にすることができる。したがって、表示面側から視認した場合においても、外光の反射による視認性の低下を抑えることができる。
【０１６３】また、当該配線及び当該電極を、金属層と反射率の小さい層（以下、暗色層と記す）の積層で形成してもよい。暗色層の一例としては、酸化銅を含む層、塩化銅または塩化テルルを含む層などがある。また、暗色層を、Ａｇ粒子、Ａｇファイバー、Ｃｕ粒子等の金属微粒子、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、グラフェン等のナノ炭素粒子、並びに、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン、ポリピロールなどの導電性高分子などを用いて形成してもよい。
【０１６４】≪構成要素の材料≫
次に、本実施の形態の表示装置及び表示モジュールの各構成要素に用いることができる材料等の詳細について、説明を行う。
【０１６５】表示装置が有する基板の材質などに大きな制限はなく、様々な基板を用いることができる。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、またはプラスチック基板等を用いることができる。
【０１６６】厚さの薄い基板を用いることで、表示装置の軽量化及び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。
【０１６７】本実施の形態の表示装置が有するトランジスタは、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれの構造としてもよい。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。
【０１６８】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、半導体特性を有する金属酸化物（酸化物半導体ともいう）、シリコン、ゲルマニウム等が挙げられる。シリコンとしては、アモルファスシリコン、結晶性のシリコン（低温ポリシリコン、単結晶シリコンなど）などが挙げられる。
【０１６９】トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
【０１７０】半導体層は、例えば、インジウムと、Ｍ（Ｍは、ガリウム、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、スズ、銅、バナジウム、ベリリウム、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、及びマグネシウムから選ばれた一種または複数種）と、亜鉛と、を有することが好ましい。特に、Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、及びスズから選ばれた一種または複数種であることが好ましい。
【０１７１】特に、半導体層として、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、及び亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物（ＩＧＺＯとも記す）を用いることが好ましい。
【０１７２】半導体層が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は、Ｉｎの原子数比がＭの原子数比以上であることが好ましい。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＝２：１：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：８、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝６：１：６、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：２：５等が挙げられる。
【０１７３】スパッタリングターゲットとしては、多結晶の酸化物を含むターゲットを用いると、結晶性を有する半導体層を形成しやすくなるため好ましい。なお、成膜される半導体層の原子数比は、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。例えば、半導体層に用いるスパッタリングターゲットの組成がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：４．１［原子数比］の場合、成膜される半導体層の組成は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３［原子数比］の近傍となる場合がある。
【０１７４】なお、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３またはその近傍と記載する場合、Ｉｎの原子数比を４としたとき、Ｇａの原子数比が１以上３以下であり、Ｚｎの原子数比が２以上４以下である場合を含む。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝５：１：６またはその近傍であると記載する場合、Ｉｎの原子数比を５としたときに、Ｇａの原子数比が０．１より大きく２以下であり、Ｚｎの原子数比が５以上７以下である場合を含む。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１またはその近傍であると記載する場合、Ｉｎの原子数比を１としたときに、Ｇａの原子数比が０．１より大きく２以下であり、Ｚｎの原子数比が０．１より大きく２以下である場合を含む。
【０１７５】ゲートドライバＧＤ＿Ｌ、ＧＤ＿Ｒが有するトランジスタと表示領域１００が有するトランジスタは、同じ構造であってもよく、異なる構造であってもよい。ゲートドライバが有するトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、２種類以上の構造が組み合わせて用いられていてもよい。同様に、表示領域１００が有するトランジスタは、全て同じ構造であってもよく、２種類以上の構造が組み合わせて用いられていてもよい。
【０１７６】表示装置が有する絶縁層に用いることのできる絶縁材料としては、有機絶縁材料及び無機絶縁材料が挙げられる。有機絶縁材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、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、及びフェノール樹脂等が挙げられる。無機絶縁層としては、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜、及び酸化ネオジム膜等が挙げられる。
【０１７７】トランジスタのゲート、ソース、ドレインのほか、表示装置が有する各種配線及び電極等の導電層は、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、及びタングステンなどの金属、並びに、当該金属の少なくとも一つを主成分とする合金のうち、一つ又は複数を用いて、単層構造または積層構造で構成することができる。例えば、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、タングステン膜上にチタン膜を積層する二層構造、モリブデン膜上に銅膜を積層した二層構造、モリブデンとタングステンを含む合金膜上に銅膜を積層した二層構造、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、チタン膜または窒化チタン膜と、そのチタン膜または窒化チタン膜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、そのモリブデン膜または窒化モリブデン膜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。例えば、導電層を三層構造とする場合、一層目及び三層目には、チタン、窒化チタン、モリブデン、タングステン、モリブデンとタングステンを含む合金、モリブデンとジルコニウムを含む合金、または窒化モリブデンでなる膜を形成し、二層目には、銅、アルミニウム、金または銀、或いは銅とマンガンの合金等の低抵抗材料でなる膜を形成することが好ましい。なお、ＩＴＯ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、ＩＴＳＯ等の透光性を有する導電性材料を用いてもよい。なお、酸化物半導体の抵抗率を制御することで、酸化物導電層を形成してもよい。
【０１７８】接着層１４１としては、熱硬化樹脂、光硬化樹脂、または２液混合型の硬化性樹脂などの硬化性樹脂を用いることができる。例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、またはシロキサン樹脂などを用いることができる。
【０１７９】接続体１３９としては、例えば、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）、または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。
【０１８０】表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、それぞれ、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：Ｐｕｌｓｅｄ  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法の例として、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ：Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法及び熱ＣＶＤ法等が挙げられる。熱ＣＶＤ法の例として、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  ＣＶＤ）法が挙げられる。
【０１８１】表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、それぞれ、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット印刷、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。
【０１８２】表示装置を構成する薄膜は、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、もしくはリフトオフ法などにより薄膜を加工してもよい。フォトリソグラフィ法としては、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、エッチング等により当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法と、感光性を有する薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法と、がある。
【０１８３】フォトリソグラフィ法において、露光に用いる光としては、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、及びこれらを混合させた光が挙げられる。そのほか、紫外線、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。露光に用いる光としては、極端紫外光（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ−ｖｉｏｌｅｔ）及びＸ線等が挙げられる。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。
【０１８４】薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウエットエッチング法、サンドブラスト法などを用いることができる。
【０１８５】≪金属酸化物≫
以下では、半導体層に適用可能な金属酸化物について説明する。
【０１８６】なお、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物も金属酸化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物を、金属酸窒化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）と呼称してもよい。例えば、亜鉛酸窒化物（ＺｎＯＮ）などの窒素を有する金属酸化物を、半導体層に用いてもよい。
【０１８７】なお、本明細書等において、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｒｙｓｔａｌ）、及びＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と記載する場合がある。なお、ＣＡＡＣは結晶構造の一例を表し、ＣＡＣは機能、または材料の構成の一例を表す。
【０１８８】例えば、半導体層にはＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）−ＯＳを用いることができる。
【０１８９】ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅとは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。なお、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅを、トランジスタの活性層に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子（またはホール）を流す機能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能である。導電性の機能と、絶縁性の機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅに付与することができる。ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。
【０１９０】また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、導電性領域、及び絶縁性領域を有する。導電性領域は、上述の導電性の機能を有し、絶縁性領域は、上述の絶縁性の機能を有する。また、材料中において、導電性領域と、絶縁性領域とは、ナノ粒子レベルで分離している場合がある。また、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ材料中に偏在する場合がある。また、導電性領域は、周辺がぼけてクラウド状に連結して観察される場合がある。
【０１９１】また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅにおいて、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下のサイズで材料中に分散している場合がある。
【０１９２】また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、異なるバンドギャップを有する成分により構成される。例えば、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、絶縁性領域に起因するワイドギャップを有する成分と、導電性領域に起因するナローギャップを有する成分と、により構成される。当該構成の場合、キャリアを流す際に、ナローギャップを有する成分において、主にキャリアが流れる。また、ナローギャップを有する成分が、ワイドギャップを有する成分に相補的に作用し、ナローギャップを有する成分に連動してワイドギャップを有する成分にもキャリアが流れる。このため、上記ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅをトランジスタのチャネル形成領域に用いる場合、トランジスタのオン状態において高い電流駆動力、つまり大きなオン電流、及び高い電界効果移動度を得ることができる。
【０１９３】すなわち、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、マトリックス複合材（ｍａｔｒｉｘ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、または金属マトリックス複合材（ｍｅｔａｌ  ｍａｔｒｉｘ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と呼称することもできる。
【０１９４】酸化物半導体（金属酸化物）は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体と、に分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ（ｃ−ａｘｉｓ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶酸化物半導体、ｎｃ−ＯＳ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、擬似非晶質酸化物半導体（ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、及び非晶質酸化物半導体などがある。
【０１９５】ＣＡＡＣ−ＯＳは、ｃ軸配向性を有し、かつａ−ｂ面方向において複数のナノ結晶が連結し、歪みを有した結晶構造となっている。なお、歪みとは、複数のナノ結晶が連結する領域において、格子配列の揃った領域と、別の格子配列の揃った領域と、の間で格子配列の向きが変化している箇所を指す。
【０１９６】ナノ結晶は、六角形を基本とするが、正六角形状とは限らず、非正六角形状である場合がある。また、歪みにおいて、五角形及び七角形などの格子配列を有する場合がある。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳにおいて、歪み近傍においても、明確な結晶粒界（グレインバウンダリーともいう。）を確認することは難しい。すなわち、格子配列の歪みによって、結晶粒界の形成が抑制されていることがわかる。これは、ＣＡＡＣ−ＯＳが、ａ−ｂ面方向において酸素原子の配列が稠密でないことや、金属元素が置換することで原子間の結合距離が変化することなどによって、歪みを許容することができるためである。
【０１９７】また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、インジウム、及び酸素を有する層（以下、Ｉｎ層）と、元素Ｍ、亜鉛、及び酸素を有する層（以下、（Ｍ，Ｚｎ）層）とが積層した、層状の結晶構造（層状構造ともいう）を有する傾向がある。なお、インジウムと元素Ｍは、互いに置換可能であり、（Ｍ，Ｚｎ）層の元素Ｍがインジウムと置換した場合、（Ｉｎ，Ｍ，Ｚｎ）層と表すこともできる。また、Ｉｎ層のインジウムが元素Ｍと置換した場合、（Ｉｎ，Ｍ）層と表すこともできる。
【０１９８】ＣＡＡＣ−ＯＳは結晶性の高い金属酸化物である。一方、ＣＡＡＣ−ＯＳは、明確な結晶粒界を確認することが難しいため、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。また、金属酸化物の結晶性は不純物の混入や欠陥の生成などによって低下する場合があるため、ＣＡＡＣ−ＯＳは不純物や欠陥（酸素欠損（ＶＯ：ｏｘｙｇｅｎ  ｖａｃａｎｃｙともいう。）など）の少ない金属酸化物ともいえる。したがって、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する金属酸化物は、物理的性質が安定する。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する金属酸化物は熱に強く、信頼性が高い。
【０１９９】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、異なるナノ結晶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、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳや非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。
【０２００】なお、インジウムと、ガリウムと、亜鉛と、を有する金属酸化物の一種である、インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物（以下、ＩＧＺＯ）は、上述のナノ結晶とすることで安定な構造をとる場合がある。特に、ＩＧＺＯは、大気中では結晶成長がし難い傾向があるため、大きな結晶（ここでは、数ｍｍの結晶、または数ｃｍの結晶）よりも小さな結晶（例えば、上述のナノ結晶）とする方が、構造的に安定となる場合がある。
【０２０１】ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳは、ｎｃ−ＯＳと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する金属酸化物である。ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳは、鬆または低密度領域を有する。すなわち、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳは、ｎｃ−ＯＳ及びＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、結晶性が低い。
【０２０２】酸化物半導体（金属酸化物）は、多様な構造をとり、それぞれが異なる特性を有する。本発明の一態様の酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体、多結晶酸化物半導体、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ、ＣＡＡＣ−ＯＳのうち、二種以上を有していてもよい。
【０２０３】半導体層として機能する金属酸化物膜は、不活性ガス及び酸素ガスのいずれか一方または双方を用いて成膜することができる。なお、金属酸化物膜の成膜時における酸素の流量比（酸素分圧）に、特に限定はない。ただし、電界効果移動度が高いトランジスタを得る場合においては、金属酸化物膜の成膜時における酸素の流量比（酸素分圧）は、０％以上３０％以下が好ましく、５％以上３０％以下がより好ましく、７％以上１５％以下がさらに好ましい。
【０２０４】金属酸化物は、エネルギーギャップが２ｅＶ以上であることが好ましく、２．５ｅＶ以上であることがより好ましく、３ｅＶ以上であることがさらに好ましい。このように、エネルギーギャップの広い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。
【０２０５】金属酸化物膜は、スパッタリング法により形成することができる。そのほか、ＰＬＤ法、ＰＥＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＡＬＤ法、真空蒸着法などを用いてもよい。
【０２０６】＜表示モジュールの構成例２＞
図７に、画素１６（ｉ，ｊ）の上面図を示す。図７は、配線ＧＬ１（ｉ）から画素電極１１１ａまでの積層構造を画素電極１１１ａ側から見た上面図である。
【０２０７】図８に、表示モジュール５２の断面図を示す。なお、画素の部分は、図７に示す一点鎖線Ｇ１−Ｇ２間及びＧ３−Ｇ４間の断面図に相当する。
【０２０８】図７及び図８に示す構成は、トランジスタの構造が、図４及び図５Ａに示す構成とは異なる。以降では、先に記載された構成例と共通の部分については、説明を省略することがある。
【０２０９】図７及び図８に示すトランジスタＳＷ１１は、ゲート２２１ｂ、ゲート絶縁層２１１、半導体層２３１ｂ、導電層２２２ｐ、導電層２２２ｑ、ゲート絶縁層２２５、及びゲート２２３ｂを有する。導電層２２２ｐ及び導電層２２２ｑのうち一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。
【０２１０】図７及び図８に示すトランジスタＳＷ１２は、ゲート２２１ａ、ゲート絶縁層２１１、半導体層２３１ａ、導電層２２２ｆ、導電層２２２ｇ、ゲート絶縁層２２５、及びゲート２２３ａを有する。導電層２２２ｆ及び導電層２２２ｇのうち一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。
【０２１１】半導体層２３１ａ、２３１ｂは、それぞれ、一対の低抵抗領域２３１ｎと、一対の低抵抗領域２３１ｎの間に挟持されたチャネル形成領域２３１ｉと、を有する。
【０２１２】チャネル形成領域２３１ｉは、ゲート絶縁層２１１を介してゲート２２１ａまたはゲート２２１ｂと重なり、ゲート絶縁層２２５を介してゲート２２３ａまたはゲート２２３ｂと重なる。
【０２１３】導電層２２２ｆ、２２２ｇ、２２２ｐ、２２２ｑは、可視光を透過する材料で形成される。したがって、図８に示す外光３５の少なくとも一部は、導電層２２２ｆと導電層１１５ｃの接続部（図７の接続部７２に相当）を透過して、表示モジュールの外部に射出される。同様に、導電層２２２ｐと導電層１１５ａの接続部（図７の接続部７１に相当）も、可視光を透過することができる。これにより、画素の開口率を高めることができ、表示モジュールにおける可視光の透過性を高めることができる。
【０２１４】上述の通り、本実施の形態では、半導体層２３１ａ及び半導体層２３１ｂに金属酸化物を用いる場合を例に挙げて説明する。
【０２１５】チャネル形成領域２３１ｉと接するゲート絶縁層２１１及びゲート絶縁層２２５は酸化物絶縁層であることが好ましい。なお、ゲート絶縁層２１１またはゲート絶縁層２２５が積層構造である場合、少なくともチャネル形成領域２３１ｉと接する層が酸化物絶縁層であることが好ましい。これにより、チャネル形成領域２３１ｉに酸素欠損が生じることを抑制でき、トランジスタの信頼性を高めることができる。
【０２１６】絶縁層２１４は窒化物絶縁層であることが好ましい。これにより、半導体層２３１ａ、２３１ｂに不純物が入り込むことを抑制でき、トランジスタの信頼性を高めることができる。
【０２１７】絶縁層２１５は、平坦化機能を有することが好ましく、例えば、有機絶縁層であることが好ましい。
【０２１８】図８に示すように、ゲート絶縁層２２５は、低抵抗領域２３１ｎとチャネル形成領域２３１ｉとの双方と重なっていてもよい。図８に示すゲート絶縁層２２５は、ゲート２２３ａ、２２３ｂをマスクに用いてゲート絶縁層２２５を加工する工程を削減できる、絶縁層２１４の被形成面の段差を低くできる等のメリットを有する。なお、図９に示すように、ゲート絶縁層２２５は、チャネル形成領域２３１ｉ上にのみ形成され、低抵抗領域２３１ｎと重ならなくてもよい。
【０２１９】低抵抗領域２３１ｎは、チャネル形成領域２３１ｉよりも抵抗率が低い。ゲート２２３ａ、２２３ｂをマスクとして、不純物を添加することで、低抵抗領域２３１ｎを形成してもよい。当該不純物としては、例えば、水素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、フッ素、窒素、リン、ヒ素、アンチモン、ホウ素、アルミニウム、マグネシウム、シリコンなどが挙げられ、当該不純物は、イオン注入法またはイオンドーピング法を用いて添加することができる。また、上記不純物以外にも、半導体層２３１ａ、２３１ｂの構成元素の一つである、インジウムなどを添加することで低抵抗領域２３１ｎを形成してもよい。インジウムを添加することで、チャネル形成領域２３１ｉよりも低抵抗領域２３１ｎの方が、インジウムの濃度が高くなる場合がある。
【０２２０】ゲート絶縁層２２５が加熱により酸素を放出する機能を有する酸化物膜である場合、加熱により低抵抗領域２３１ｎに酸素が供給され、キャリア密度の低減、電気抵抗の上昇が生じる恐れがある。そこで、ゲート絶縁層２２５を介して半導体層の一部に不純物を添加することで低抵抗領域２３１ｎを形成することが好ましい。これにより、ゲート絶縁層２２５中にも不純物が添加される。加熱により酸素を放出する機能を有する酸化物膜に不純物を添加することで、放出される酸素の量を低減することができる。したがって、加熱によりゲート絶縁層２２５から低抵抗領域２３１ｎに酸素が供給されることを抑制でき、低抵抗領域２３１ｎの電気抵抗が低い状態を維持することができる。
【０２２１】また、ゲート絶縁層２２５及びゲート２２３ａ、２２３ｂを形成した後に、半導体層２３１ａ、２３１ｂの一部の領域に接するように第１の層を形成し、加熱処理を施すことにより、当該領域を低抵抗化させ、低抵抗領域２３１ｎを形成することができる。
【０２２２】第１の層としては、アルミニウム、チタン、タンタル、タングステン、クロム、及びルテニウムなどの金属元素の少なくとも一を含む膜を用いることができる。特に、アルミニウム、チタン、タンタル、及びタングステンの少なくとも一を含むことが好ましい。または、これら金属元素の少なくとも一を含む窒化物、またはこれら金属元素の少なくとも一を含む酸化物を好適に用いることができる。特に、タングステン膜、チタン膜などの金属膜、窒化アルミニウムチタン膜、窒化チタン膜、窒化アルミニウム膜などの窒化物膜、酸化アルミニウムチタン膜などの酸化物膜などを好適に用いることができる。
【０２２３】第１の層の厚さは、例えば０．５ｎｍ以上２０ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以上１５ｎｍ以下、より好ましくは０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、さらに好ましくは１ｎｍ以上６ｎｍ以下とすることができる。代表的には、５ｎｍ程度、または約２ｎｍ程度とすることができる。第１の層がこのように薄い場合であっても、十分に半導体層２３１ａ、２３１ｂを低抵抗化できる。
【０２２４】低抵抗領域２３１ｎは、チャネル形成領域２３１ｉよりもキャリア密度の高い領域とすることが重要である。例えば低抵抗領域２３１ｎは、チャネル形成領域２３１ｉよりも水素を多く含む領域、または、チャネル形成領域２３１ｉよりも酸素欠損を多く含む領域とすることができる。酸化物半導体中の酸素欠損と水素原子とが結合すると、キャリアの発生源となる。
【０２２５】半導体層２３１ａ、２３１ｂの一部の領域に第１の層を接して設けた状態で、加熱処理を行うことで、当該領域中の酸素が第１の層に吸引され、当該領域中に酸素欠損を多く形成することができる。これにより、低抵抗領域２３１ｎを極めて低抵抗な領域とすることができる。
【０２２６】このように形成された低抵抗領域２３１ｎは、後の処理で高抵抗化しにくいといった特徴を有する。例えば、酸素を含む雰囲気下での加熱処理や、酸素を含む雰囲気下での成膜処理などを行っても、低抵抗領域２３１ｎの導電性が損なわれる恐れがないため、電気特性が良好で、且つ信頼性の高いトランジスタを実現できる。
【０２２７】加熱処理を経た後の第１の層が導電性を有する場合には、加熱処理後に第１の層を除去することが好ましい。一方、第１の層が絶縁性を有する場合には、これを残存させることで第１の層を保護絶縁膜として機能させることができる。
【０２２８】ＦＰＣは、導電層２２２ｃと電気的に接続されている。具体的には、ＦＰＣは接続体１３９と接し、接続体１３９は導電層１１１ｂと接し、導電層１１１ｂは導電層２２２ｃと接する。導電層２２２ｃは絶縁層２１４上に形成され、導電層１１１ｂは、絶縁層１２１上に形成されている。導電層２２２ｃは、導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂと同一の工程、同一の材料で形成することができる。導電層１１１ｂは、画素電極１１１ａと同一の工程、同一の材料で形成することができる。
【０２２９】図９に示すように、表示装置は、可視光を透過する導電層２２２ｆ、２２２ｇ、２２２ｐ、２２２ｑ（図７及び図８参照）を有していなくてもよい。これにより、表示装置の作製工程を簡略化することができる。
【０２３０】図９では、導電層１１５ｃと半導体層２３１ａ（の低抵抗領域２３１ｎ）とが互いに接しており、導電層１１５ａと半導体層２３１ｂ（の低抵抗領域２３１ｎ）とが互いに接している。例えば、半導体層２３１ａ及び半導体層２３１ｂに、可視光を透過する材料（金属酸化物など）を用いることで、容量素子ＣｗとトランジスタＳＷ１１とのコンタクト部、及び、液晶素子１１０とトランジスタＳＷ１２とのコンタクト部に、可視光を透過する領域を設けることができる。
【０２３１】図９では、半導体層２３１ａ（の低抵抗領域２３１ｎ）と可視光を遮る導電層２２２ａとが互いに接しており、半導体層２３１ｂ（の低抵抗領域２３１ｎ）と可視光を遮る導電層２２２ｂとが互いに接している。
【０２３２】図９において、低抵抗領域２３１ｎは、半導体層２３１ａ、２３１ｂのうち絶縁層２１４と接する領域である。絶縁層２１４は、窒素または水素を有することが好ましい。これにより、絶縁層２１４中の窒素または水素が低抵抗領域２３１ｎに入り込み、低抵抗領域２３１ｎのキャリア濃度を高めることができる。
【０２３３】＜表示モジュールの構成例３＞
図１０に示す表示モジュール５５及び図１１に示す表示モジュール５７は、それぞれ、液晶表示装置と発光装置とを積層して有する。表示モジュール５５、５７は、それぞれ、発光装置が発する光３３を、液晶表示装置を介して、外部に射出する構成である。また、液晶表示装置は、エッジライト型のライトから光が入射し、液晶材料を含む層で当該光を散乱させ、散乱光３４を外部に射出する構成である。
【０２３４】図１０及び図１１に示す液晶表示装置の構成は、図５Ａと同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０２３５】図１０に示す表示モジュール５５は、発光装置５４を有する。発光装置５４は、接着層１６９によって、液晶表示装置に貼り合わされている。発光装置５４は、カラーフィルタ方式が適用されたトップエミッション構造の発光装置である。発光素子１５０は、着色層を介して、液晶表示装置側に光を射出する（光３３参照）。
【０２３６】発光装置５４は、基板１６１、接着層１６３、絶縁層１６５、トランジスタＳＷ１３、発光素子１５０、接着層１６７、絶縁層１６８、着色層ＣＦ１、及び着色層ＣＦ２等を有する。
【０２３７】トランジスタＳＷ１３としては、液晶表示装置に用いることができるトランジスタを適用できる。液晶表示装置が有するトランジスタと発光装置５４が有するトランジスタは、同一であってもよく、異なっていてもよい。
【０２３８】発光素子１５０としては、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などのＥＬ素子を用いることが好ましい。ＥＬ素子が有する発光物質としては、蛍光を発する物質（蛍光材料）、燐光を発する物質（燐光材料）、無機化合物（量子ドット材料など）、熱活性化遅延蛍光を示す物質（熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ｄｅｌａｙｅｄ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料）などが挙げられる。また、発光素子１５０として、マイクロＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などのＬＥＤを用いることもできる。
【０２３９】発光素子１５０は、画素電極１５１、ＥＬ層１５２、及び共通電極１５３を有する。画素電極１５１は、トランジスタＳＷ１３のソースまたはドレインと電気的に接続されている。画素電極１５１は、可視光を反射することが好ましい。画素電極１５１の端部は、絶縁層１５５によって覆われている。ＥＬ層１５２は、複数の副画素に共通して用いられる。ＥＬ層１５２は、少なくとも発光物質を含む。共通電極１５３は、可視光を透過する。
【０２４０】発光装置５４は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。１つの画素は、１つ以上の副画素を有する。１つの副画素は、１つの発光素子１５０を有する。例えば、画素には、副画素を３つ有する構成（Ｒ、Ｇ、Ｂの３色、または、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の３色など）、または、副画素を４つ有する構成（Ｒ、Ｇ、Ｂ、白色（Ｗ）の４色、または、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの４色など）を適用できる。
【０２４１】発光装置の精細度は、液晶表示装置の精細度と同じであってもよく、異なっていてもよい。発光装置５４と液晶表示装置の精細度が同じ場合、液晶表示装置の１つの画素に、発光装置５４の１つの画素（複数の副画素）が重なる。
【０２４２】発光素子１５０が発した光は、着色層を介して、発光装置５４から射出される。例えば、着色層ＣＦ１を介して、第１の色の光が取り出され、着色層ＣＦ２を介して、第２の色の光が取り出される。
【０２４３】ＦＰＣ３は、接続体１３９を介して、導電層２２２ｄと電気的に接続されている。
【０２４４】絶縁層１６５及び絶縁層１６８としては、防水性の高い絶縁層を用いることが好ましい。これにより、発光素子１５０に水などの不純物が入り込むことを抑制し、発光素子１５０の信頼性を高めることができる。絶縁層１６５及び絶縁層１６８は、それぞれ、無機絶縁膜を有することが好ましい。
【０２４５】接着層１６３、１６７、１６９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。
【０２４６】基板１６１の材質などに大きな制限はなく、様々な基板を用いることができる。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、またはプラスチック基板等を用いることができる。
【０２４７】基板１６１としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリアミド樹脂（ナイロン、アラミド等）、ポリシロキサン樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ＡＢＳ樹脂、セルロースナノファイバー等の樹脂基板を用いることが好ましい。これにより、発光装置５４の薄型化及び軽量化を図ることができる。
【０２４８】図１１に示す表示モジュール５７は、発光装置５６を有する。
【０２４９】発光装置５６は、主に、着色層ＣＦ１、着色層ＣＦ２、絶縁層１６８、接着層１６９を有さず、保護層１５４を有し、ＥＬ層１５２が副画素ごとに作り分けられている点で、発光装置５４と異なる。発光装置５４と共通の構成については説明を省略する。
【０２５０】ＥＬ層１５２が副画素ごとに作り分けられているため、発光装置５６は、着色層が不要である。また、共通電極１５３上に保護層１５４を有することで、発光素子１５０の信頼性を高めることができる。保護層１５４は、防水性の高い無機膜を有することが好ましい。
【０２５１】以上のように、本発明の一態様の表示装置は、画像信号に補正信号を付加するための機能を有するため、高い電圧で、液晶素子を駆動させることができる。したがって、駆動電圧の高い液晶素子を表示装置に用いることができる。例えば、リバースモードで駆動する液晶素子、液晶材料と高分子材料を含む液晶素子などを用いた表示装置であっても、画像を良好に表示することができる。
【０２５２】また、本発明の一態様の表示装置は、トランジスタと画素電極とが電気的に接続される接続部が、可視光を透過する機能を有するため、画素の開口率をさらに高めることができる。
【０２５３】また、本発明の一態様の表示装置は、フィールドシーケンシャル駆動方式により表示する機能を有するため、画素の開口率をさらに高めることができ、また、カラーフィルタ等の着色層を不要にできるため、画素の透過率を高めることができる。
【０２５４】本発明の一態様の表示装置は、シースルーディスプレイとして好適な構成である。
【０２５５】本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、１つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
【０２５６】（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について図１２〜図１４を用いて説明する。
【０２５７】本実施の形態の電子機器は、表示部に、本発明の一態様の表示装置を有する。これにより、電子機器の表示部は、高品質な映像を表示することができる。また、広い温度範囲で信頼性高く表示を行うことができる。
【０２５８】本実施の形態の電子機器の表示部には、例えばフルハイビジョン、２Ｋ、４Ｋ、８Ｋ、１６Ｋ、またはそれ以上の解像度を有する映像を表示させることができる。
【０２５９】本発明の一態様の表示装置を用いることができる電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｇｅ：電子看板）、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、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、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置などが挙げられる。また、本発明の一態様の表示装置は、携帯型の電子機器、装着型の電子機器（ウェアラブル機器）、ＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｒｅａｌｉｔｙ）機器、ＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  Ｒｅａｌｉｔｙ）機器などにも好適に用いることができる。
【０２６０】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。
【０２６１】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、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。
【０２６２】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、電子機器がアンテナ及び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。
【０２６３】本発明の一態様の電子機器は、センサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの）を有していてもよい。
【０２６４】本発明の一態様の電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）を実行する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出す機能等を有することができる。
【０２６５】さらに、複数の表示部を有する電子機器においては、一つの表示部を主として画像情報を表示し、別の一つの表示部を主として文字情報を表示する機能、または複数の表示部に視差を考慮した画像を表示することで立体的な画像を表示する機能等を有することができる。さらに、受像部を有する電子機器においては、静止画または動画を撮影する機能、撮影した画像を自動または手動で補正する機能、撮影した画像を記録媒体（外部または電子機器に内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能等を有することができる。なお、本発明の一態様の電子機器が有する機能はこれらに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０２６６】図１２Ａに、テレビジョン装置１８１０を示す。テレビジョン装置１８１０は、表示部１８１１、筐体１８１２、スピーカ１８１３等を有する。さらに、ＬＥＤランプ、操作キー（電源スイッチ、または操作スイッチを含む）、接続端子、各種センサ、マイクロフォン等を有することができる。
【０２６７】テレビジョン装置１８１０は、リモコン操作機１８１４により、操作することができる。
【０２６８】テレビジョン装置１８１０が受信できる放送電波としては、地上波、または衛星から送信される電波などが挙げられる。また放送電波として、アナログ放送、デジタル放送などがあり、また映像及び音声、または音声のみの放送などがある。例えばＵＨＦ帯（約３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）またはＶＨＦ帯（３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）のうちの特定の周波数帯域で送信される放送電波を受信することができる。また例えば、複数の周波数帯域で受信した複数のデータを用いることで、転送レートを高くすることができ、より多くの情報を得ることができる。これによりフルハイビジョンを超える解像度を有する映像を、表示部１８１１に表示させることができる。例えば、４Ｋ、８Ｋ、１６Ｋ、またはそれ以上の解像度を有する映像を表示させることができる。
【０２６９】また、インターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）などのコンピュータネットワークを介したデータ伝送技術により送信された放送のデータを用いて、表示部１８１１に表示する画像を生成する構成としてもよい。このとき、テレビジョン装置１８１０にチューナーを有さなくてもよい。
【０２７０】図１２Ｂは円柱状の柱１８２２に取り付けられたデジタルサイネージ１８２０を示している。デジタルサイネージ１８２０は、表示部１８２１を有する。
【０２７１】表示部１８２１が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示部１８２１が広いほど、人の目につきやすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることができる。
【０２７２】表示部１８２１にタッチパネルを適用することで、表示部１８２１に静止画または動画を表示するだけでなく、使用者が直感的に操作することができ、好ましい。また、路線情報もしくは交通情報などの情報を提供するための用途に用いる場合には、直感的な操作によりユーザビリティを高めることができる。
【０２７３】図１２Ｃはノート型のパーソナルコンピュータ１８３０を示している。パーソナルコンピュータ１８３０は、表示部１８３１、筐体１８３２、タッチパッド１８３３、接続ポート１８３４等を有する。
【０２７４】タッチパッド１８３３は、ポインティングデバイスや、ペンタブレット等の入力手段として機能し、指やスタイラス等で操作することができる。
【０２７５】また、タッチパッド１８３３には表示素子が組み込まれている。図１２Ｃに示すように、タッチパッド１８３３の表面に入力キー１８３５を表示することで、タッチパッド１８３３をキーボードとして使用することができる。このとき、入力キー１８３５に触れた際に、振動により触感を実現するため、振動モジュールがタッチパッドｌ８３３に組み込まれていてもよい。
【０２７６】図１２Ｄに示す情報端末１８４０は、表示部１８４１、筐体１８４２、検知部１８４３等を有する。
【０２７７】表示部１８４１にタッチパネルを適用することで、指やスタイラスなどを用いて、情報端末１８４０を操作することができる。
【０２７８】検知部１８４３には、照度センサ、撮像装置、姿勢検出装置、圧力センサ、人感センサなどのうち少なくとも一つを用いることができる。
【０２７９】図１３Ａ、図１３Ｂに、携帯情報端末８００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。
【０２８０】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１３Ａに示すように折り畳んだ状態から、図１３Ｂに示すように筐体８０１と筐体８０２を開くことができる。
【０２８１】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でき、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。
【０２８２】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。
【０２８３】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もよい。
【０２８４】図１３Ｃに携帯情報端末の一例を示す。図１３Ｃ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。
【０２８５】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。
【０２８６】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。
【０２８７】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。
【０２８８】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。
【０２８９】図１３Ｄ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。
【０２９０】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。
【０２９１】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。
【０２９２】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。
【０２９３】図１４Ａに、本発明の一態様の表示装置を車載用ディスプレイとして搭載した一例を示す。表示部１１００及び表示部１１１０はナビゲーション情報、スピードメーターやタコメータ、走行距離、燃料計、ギア状態、空調の設定などを表示することで、様々な情報を提供することができる。表示は使用者の好みに合わせて適宜その表示項目やレイアウトを変更することができる。本発明の一態様の表示装置は、広い温度範囲で使用することができ、低温環境及び高温環境のいずれにおいても信頼性高く表示を行うことができる。したがって、本発明の一態様の表示装置を車載用のディスプレイとして利用することで、走行の安全性を高めることができる。
【０２９４】本発明の一態様の表示装置は、画素の開口率が高く、光を遮る領域が少ないため、当該表示装置を介して、当該表示装置の後ろの風景を見ることができる。そのため、本発明の一態様の表示装置は、車のフロントガラス、建造物の窓、ショーウィンドウ、ＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  Ｒｅａｌｉｔｙ）向け機器などに用いることができる。
【０２９５】図１４Ｂに、本発明の一態様の表示装置を建造物の窓に用いた一例を示す。窓全体に表示装置１２００を設けてもよく、窓の一部に表示装置１２００を設け、他の部分にはガラスを用いてもよい。表示装置１２００は、室内または屋外に向けて画像１２１０を表示することができる。また、表示装置１２００に画像１２１０を表示しない場合、表示装置１２００が光を透過するため、表示装置１２００を介して、室内及び屋外の一方から他方を見ることができる。つまり、表示装置１２００を、従来の窓ガラスのように扱うことができる。
【０２９６】図１４Ｃに、本発明の一態様の表示装置をショーウィンドウのケースに用いた一例を示す。ケースの一面全体に表示装置１３００を設けてもよく、一部に表示装置１３００を設け、他の部分にはガラスを用いてもよい。表示装置１３００は、ケースの外側に向けて画像１３１０を表示することができる。画像１３１０としては、例えば、ケースの内側の被装飾体１３２０（商品など、図１４Ｃではバッグ）を飾る画像（図１４Ｃではリボン）が挙げられる。また、画像１３１０には、商品の説明や宣伝の文章が含まれていてもよい。
【０２９７】以上示したとおり、本発明の一態様の表示装置を適用して電子機器を得ることができる。表示装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用できる。
【０２９８】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】
【０２９９】ＣＦ１：着色層、ＣＦ２：着色層、ＣＳＣＯＭ：配線、ＧＬ１：配線、ＧＬ２：配線、ＳＬ１：配線、ＳＬ２：配線、ＳＷ１１：トランジスタ、ＳＷ１２：トランジスタ、ＳＷ１３：トランジスタ、ＶＣＯＭ：配線、１０：表示装置、１１：タッチパネル、１５：画素、１６：画素、３０：ライトユニット、３２：光、３３：光、３４：散乱光、３５：外光、５０：表示モジュール、５１：表示モジュール、５２：表示モジュール、５４：発光装置、５５：表示モジュール、５６：発光装置、５７：表示モジュール、７１：接続部、７２：接続部、１００：表示領域、１１０：液晶素子、１１１ａ：画素電極、１１１ｂ：導電層、１１２：液晶材料を含む層、１１３：共通電極、１１４ａ：配向膜、１１４ｂ：配向膜、１１５ａ：導電層、１１５ｂ：導電層、１１５ｃ：導電層、１２０：画素回路、１２１：絶縁層、１３１：基板、１３２：基板、１３９：接続体、１４１：接着層、１５０：発光素子、１５１：画素電極、１５２：ＥＬ層、１５３：共通電極、１５４：保護層、１５５：絶縁層、１６１：基板、１６３：接着層、１６５：絶縁層、１６７：接着層、１６８：絶縁層、１６９：接着層、１８０：基板、１８１：電極、１８２：電極、１８５：絶縁層、１８６：接着層、１８７：配線、１８８：導電層、１８９：接続体、２１１：ゲート絶縁層、２１３：絶縁層、２１４：絶縁層、２１５：絶縁層、２２１ａ：ゲート、２２１ｂ：ゲート、２２１ｃ：導電層、２２１ｍ：ゲート、２２１ｎ：ゲート、２２１ｓ：ゲート、２２１ｔ：ゲート、２２１ｕ：ゲート、２２２ａ：導電層、２２２ｂ：導電層、２２２ｃ：導電層、２２２ｄ：導電層、２２２ｅ：導電層、２２２ｆ：導電層、２２２ｇ：導電層、２２２ｍ：導電層、２２２ｎ：導電層、２２２ｐ：導電層、２２２ｑ：導電層、２２２ｓ：導電層、２２２ｔ：導電層、２２２ｕ：導電層、２２３ａ：ゲート、２２３ｂ：ゲート、２２３ｍ：ゲート、２２３ｎ：ゲート、２２３ｓ：ゲート、２２３ｔ：ゲート、２２３ｕ：ゲート、２２５：ゲート絶縁層、２３１ａ：半導体層、２３１ｂ：半導体層、２３１ｉ：チャネル形成領域、２３１ｎ：低抵抗領域、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、１１００：表示部、１１１０：表示部、１２００：表示装置、１２１０：画像、１３００：表示装置、１３１０：画像、１３２０：被装飾体、１８１０：テレビジョン装置、１８１１：表示部、１８１２：筐体、１８１３：スピーカ、１８１４：リモコン操作機、１８２０：デジタルサイネージ、１８２１：表示部、１８２２：柱、１８３０：パーソナルコンピュータ、１８３１：表示部、１８３２：筐体、１８３３：タッチパッド、１８３４：接続ポート、１８３５：入力キー、１８４０：情報端末、１８４１：表示部、１８４２：筐体、１８４３：検知部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【国際調査報告】
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