技術 表示装置およびその作製方法、表示モジュールならびに電子機器

0001

本発明の一態様は、表示装置およびその作製方法、表示モジュールならびに電子機器に関する。

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。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書等で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。

0003

バックライトとして面発光を行う光源を用い、透過型の液晶表示装置を組み合わせることで、消費電力の低減と表示品質の低下の抑制を両立する液晶表示装置が知られている（特許文献１参照）。

0004

特開２０１１−２４８３５１号公報

0005

本発明の一態様は、高輝度の画像を表示することができる表示装置およびその作製方法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、消費電力を低減した表示装置およびその作製方法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、表示品位の高い表示装置およびその作製方法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、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置およびその作製方法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、新規な表示装置およびその作製方法を提供することを課題の一とする。

0006

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。

0007

本発明の一態様は、画素を有し、画素は、第１の表示素子と、第２の表示素子と、第３の表示素子と、第４の表示素子と、第１の着色膜と、第２の着色膜と、第３の着色膜と、第４の着色膜と、を有し、第１乃至第３の表示素子は、発光層を有し、第４の表示素子は、液晶層および導電膜を有し、第１の着色膜は、第１の表示素子と重なる領域を有し、第２の着色膜は、第２の表示素子と重なる領域を有し、第３の着色膜は、第３の表示素子と重なる領域を有し、第１乃至第３の着色膜は、互いに異なる色の光を透過する機能を有し、第４の着色膜は、導電膜と重なる領域を有し、第４の着色膜は、第１の表示素子と重なる領域を有さず、第４の着色膜は、第２の表示素子と重なる領域を有さず、第４の着色膜は、第３の表示素子と重なる領域を有さず、第４の着色膜は、第１の着色膜を透過する色の光、第２の着色膜を透過する色の光または第３の着色膜を透過する色の光のいずれか一を透過する機能を有し、導電膜は、第４の表示素子に入射した光を反射する機能を有する表示装置である。

0008

また、本発明の一態様は、第１の画素と、第２の画素と、第３の画素と、第４の画素と、を有し、第１の画素は、第１の表示素子と、第２の表示素子と、第３の表示素子と、第４の表示素子と、第５の表示素子と、第１の着色膜と、第２の着色膜と、第３の着色膜と、第４の着色膜と、を有し、第２の画素は、第６の表示素子と、第７の表示素子と、第８の表示素子と、第９の表示素子と、第１０の表示素子と、第５の着色膜と、第６の着色膜と、第７の着色膜と、第８の着色膜と、を有し、第３の画素は、第１１の表示素子と、第１２の表示素子と、第１３の表示素子と、第１４の表示素子と、第１５の表示素子と、第９の着色膜と、第１０の着色膜と、第１１の着色膜と、第１２の着色膜と、を有し、第４の画素は、第１６の表示素子と、第１７の表示素子と、第１８の表示素子と、第１９の表示素子と、第２０の表示素子と、第１３の着色膜と、第１４の着色膜と、第１５の着色膜と、を有し、第１乃至第４の表示素子、第６乃至第９の表示素子、第１１乃至第１４の表示素子および第１６乃至第１９の表示素子は、発光層を有し、第５の表示素子、第１０の表示素子、第１５の表示素子および第２０の表示素子は、液晶層および導電膜を有し、第１の着色膜は、第１の表示素子と重なる領域を有し、第２の着色膜は、第２の表示素子と重なる領域を有し、第３の着色膜は、第３の表示素子と重なる領域を有し、第５の着色膜は、第６の表示素子と重なる領域を有し、第６の着色膜は、第７の表示素子と重なる領域を有し、第７の着色膜は、第８の表示素子と重なる領域を有し、第９の着色膜は、第１１の表示素子と重なる領域を有し、第１０の着色膜は、第１２の表示素子と重なる領域を有し、第１１の着色膜は、第１３の表示素子と重なる領域を有し、第１３の着色膜は、第１６の表示素子と重なる領域を有し、第１４の着色膜は、第１７の表示素子と重なる領域を有し、第１５の着色膜は、第１８の表示素子と重なる領域を有し、第４の着色膜は、第１乃至第４の表示素子と重なる領域を有さず、第８の着色膜は、第６乃至第９の表示素子と重なる領域を有さず、第１２の着色膜は、第１１乃至第１４の表示素子と重なる領域を有さず、第４の着色膜、第８の着色膜および第１２の着色膜は、導電膜と重なる領域を有し、第１乃至第３の着色膜は、互いに異なる色の光を透過する機能を有し、第４の着色膜、第５の着色膜、第９の着色膜および第１３の着色膜は、第１の着色膜が透過する色の光と同様の色の光を透過する機能を有し、第６の着色膜、第８の着色膜、第１０の着色膜および第１４の着色膜は、第２の着色膜が透過する色の光と同様の色の光を透過する機能を有し、第７の着色膜、第１１の着色膜、第１２の着色膜および第１５の着色膜は、第３の着色膜が透過する色の光と同様の色の光を透過する機能を有し、導電膜は、第５の表示素子に入射した光を、第５の表示素子が表示を行う方向に反射する機能を有し、導電膜は、第１０の表示素子に入射した光を、第１０の表示素子が表示を行う方向に反射する機能を有し、導電膜は、第１５の表示素子に入射した光を、第１５の表示素子が表示を行う方向に反射する機能を有し、導電膜は、第２０の表示素子に入射した光を反射する機能を有する表示装置である。

0009

また、上記態様において、発光層は、白色光を発光する機能を有し、第１の着色膜は、青色の光を透過する機能を有し、第２の着色膜は、緑色の光を透過する機能を有し、第３の着色膜は、赤色の光を透過する機能を有してもよい。

0010

また、上記態様において、発光層は、ＥＬ層であってもよい。

0011

本発明の一態様の表示装置と、タッチセンサと、を有する表示モジュールも本発明の一態様である。

0012

また、本発明の一態様の表示装置、または本発明の一態様の表示モジュールと、操作キーまたはバッテリと、を有する電子機器も本発明の一態様である。

0013

本発明の一態様は、高輝度の画像を表示することができる表示装置およびその作製方法を提供することができる。または、本発明の一態様は、消費電力を低減した表示装置およびその作製方法を提供することができる。または、本発明の一態様は、表示品位の高い表示装置およびその作製方法を提供することができる。または、本発明の一態様は、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置およびその作製方法を提供することができる。または、本発明の一態様は、新規な表示装置およびその作製方法を提供することができる。

0014

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。

0015

表示装置を説明するブロック図。
画素を説明する回路図。
表示素子の表示領域を説明する模式図。
画素を説明する回路図。
表示素子の表示領域を説明する模式図。
表示装置が有する画素の上面および断面を説明する図。
表示装置が有する画素の断面を説明する図。
表示素子の表示領域を説明する模式図。
表示装置が有する画素の作製方法を説明する上面図および断面図。
表示装置が有する画素の作製方法を説明する上面図および断面図。
表示装置が有する画素の作製方法を説明する上面図および断面図。
表示装置が有する画素の作製方法を説明する上面図および断面図。
表示装置が有する画素の作製方法を説明する上面図および断面図。
タッチパネルの一例を示す斜視図。
タッチセンサの一例を示す断面図。
タッチパネルの一例を示す断面図。
タッチセンサのブロック図およびタイミングチャート図。
本発明に係る金属酸化物膜の原子数比の範囲を説明する図。
金属酸化物膜の積層構造のバンド図。
表示モジュールを説明する図。
電子機器を説明する図。
表示装置を説明する斜視図。
表示装置の表示結果を示す写真。

0016

以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。ただし、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態およ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、以下の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。

0017

また、図面において、大きさ、層の厚さ、または領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は、理想的な例を模式的に示したものであり、図面に示す形状または値などに限定されない。

0018

また、本明細書にて用いる「第１」、「第２」、「第３」という序数詞は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではないことを付記する。

0019

また、本明細書において、「上に」、「下に」などの配置を示す語句は、構成同士の位置関係を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている。また、構成同士の位置関係は、各構成を描写する方向に応じて適宜変化するものである。従って、明細書で説明した語句に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。

0020

また、本明細書等において、トランジスタとは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む少なくとも三つの端子を有する素子である。そして、ドレイン（ドレイン端子、ドレイン領域またはドレイン電極）とソース（ソース端子、ソース領域またはソース電極）の間にチャネル領域を有しており、ドレインとチャネル領域とソースとを介して電流を流すことができるものである。なお、本明細書等において、チャネル領域とは、電流が主として流れる領域をいう。

0021

また、ソースやドレインの機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書等においては、ソースやドレインの用語は、入れ替えて用いることができるものとする。

0022

また、本明細書等において、「電気的に接続」には、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限を受けない。例えば、「何らかの電気的作用を有するもの」には、電極や配線をはじめ、トランジスタなどのスイッチング素子、抵抗素子、インダクタ、キャパシタ、その他の各種機能を有する素子などが含まれる。

0023

また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、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。

0024

本明細書等において、金属酸化物膜（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ）とは、広い表現での金属の酸化物である。金属酸化物膜は、酸化物絶縁膜、酸化物導電膜（透明酸化物導電膜を含む）、酸化物半導体膜（Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒまたは単にＯＳともいう）などに分類される。例えば、トランジスタの活性層に金属酸化物膜を用いた場合、当該金属酸化物膜を酸化物半導体膜と呼称する場合がある。つまり、金属酸化物膜が増幅作用、整流作用、及びスイッチング作用の少なくとも１つを有する場合、当該金属酸化物膜を、金属酸化物膜半導体（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、略してＯＳと呼ぶことができる。また、ＯＳＦＥＴと記載する場合においては、金属酸化物膜または酸化物半導体膜を有するトランジスタと換言することができる。

0025

また、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物膜も金属酸化物膜（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膜を、金属酸窒化物（ｍｅｔａｌ ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）と呼称してもよい。

0026

また、本明細書等において、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ ａｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌ）、及びＣＡＣ（ｃｌｏｕｄ ａｌｉｇｎｅｄ ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ）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。

0027

また、本明細書等において、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。

0028

また、本明細書等において、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。

0029

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。

0030

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。

0031

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。

0032

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置および当該表示装置の作製方法について、図１乃至図１３を用いて説明を行う。

0033

＜１−１．表示装置の構成例＞
まず、表示装置の構成例について、図１を用いて説明する。図１に示す表示装置５００は、画素部５０２と、画素部５０２の外側に配置されるゲートドライバ回路部５０４ａ、５０４ｂと、画素部５０２の外側に配置されるソースドライバ回路部５０６ａ、５０６ｂと、を有する。

0034

［画素部］
画素部５０２は、Ｘ行（Ｘは２以上の自然数）、Ｙ列（Ｙは２以上の自然数）に配置される画素１０（Ｘ，Ｙ）を有する。また、画素１０（Ｘ，Ｙ）は、２種類の表示素子を有し、当該２種類の表示素子は、それぞれ異なる機能を有する。２種類の表示素子の一方は、入射する光を反射する機能を有し、２種類の表示素子の他方は、光を発する機能を有する。なお、当該２種類の表示素子の詳細については、後述する。

0035

なお、詳細は後述するが、１つの画素１０（Ｘ，Ｙ）は、２種類の表示素子の一方を１個有する。一方、１つの画素１０（Ｘ，Ｙ）は、２種類の表示素子の他方を複数有する。例えば、１つの画素１０（Ｘ，Ｙ）は、２種類の表示素子の他方を３個または４個有する。

0036

［ゲートドライバ回路部］
ゲートドライバ回路部５０４ａ、５０４ｂおよびソースドライバ回路部５０６ａ、５０６ｂの一部または全部は、画素部５０２と同一基板上に形成されていることが望ましい。これにより、部品数や端子数を減らすことが出来る。ゲートドライバ回路部５０４ａ、５０４ｂおよびソースドライバ回路部５０６ａ、５０６ｂの一部または全部が画素部５０２と同一基板上に形成されない場合には、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）またはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）によって、別途用意された駆動回路基板（例えば、単結晶半導体膜または多結晶半導体膜で形成された駆動回路基板）を、表示装置５００に形成してもよい。

0037

また、ゲートドライバ回路部５０４ａ、５０４ｂは、画素１０（Ｘ，Ｙ）を選択する信号（走査信号）を出力する機能を有し、ソースドライバ回路部５０６ａ、５０６ｂは、画素１０（Ｘ，Ｙ）が有する表示素子を駆動するための信号（データ信号）を供給する機能を有する。

0038

また、ゲートドライバ回路部５０４ａは、走査信号が与えられる配線（以下、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ＋１］、および走査線ＧＬ＿Ｌ［Ｘ］）の電位を制御する機能、または初期化信号を供給する機能を有する。また、ゲートドライバ回路部５０４ｂは、走査信号が与えられる配線（以下、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ＋１］、走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ＋１］、走査線ＧＬ＿Ｅ１［Ｘ］、および走査線ＧＬ＿Ｅ２［Ｘ］）の電位を制御する機能、または初期化信号を供給する機能を有する。なお、上記において、ｍはＸ以下の自然数を表す。

0039

ただし、ゲートドライバ回路部５０４ａ、５０４ｂは、上記の機能に限定されず、別の信号を制御または供給する機能を有していてもよい。

0040

なお、図１においては、ゲートドライバ回路部として、ゲートドライバ回路部５０４ａと、ゲートドライバ回路部５０４ｂと、２つ設ける構成について例示したが、これに限定されず、１つのゲートドライバ回路部、または３つ以上のゲートドライバ回路部を設ける構成としてもよい。

0041

［ソースドライバ回路部］
ソースドライバ回路部５０６ａは、画像信号を元に画素１０（Ｘ，Ｙ）に書き込むデータ信号を生成する機能、データ信号が与えられる配線（信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ＋１］および信号線ＳＬ＿Ｌ［Ｙ］）の電位を制御する機能、または初期化信号を供給する機能を有する。ソースドライバ回路部５０６ｂは、画像信号を元に画素１０（Ｘ，Ｙ）に書き込むデータ信号を生成する機能、データ信号が与えられる配線（信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ＋１］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［Ｙ］、信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ＋１］、および信号線ＳＬ＿Ｅ２［Ｙ］）の電位を制御する機能、または初期化信号を供給する機能を有する。なお、上記において、ｎはＹ以下の自然数を表す。

0042

ただし、ソースドライバ回路部５０６ａ、５０６ｂは、上記の機能に限定されず、別の信号を生成、制御または供給する機能を有していてもよい。

0043

また、ソースドライバ回路部５０６ａ、５０６ｂは、複数のアナログスイッチなどを用いて構成される。ソースドライバ回路部５０６ａ、５０６ｂは、複数のアナログスイッチを順次オン状態にすることにより、画像信号を時分割した信号をデータ信号として出力できる。

0044

なお、図１においては、ソースドライバ回路部を２つ設ける構成について例示したが、これに限定されず、１つのゲートドライバ回路部、または３つ以上のゲートドライバ回路部を設ける構成としてもよい。例えば、ソースドライバ回路部を１つだけ設け、当該ソースドライバ回路部により信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ＋１］、信号線ＳＬ＿Ｌ［Ｙ］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ＋１］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［Ｙ］、信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ＋１］、および信号線ＳＬ＿Ｅ２［Ｙ］を制御してもよい。

0045

［画素］
また、画素１０（Ｘ，Ｙ）は、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ＋１］、および走査線ＧＬ＿Ｌ［Ｘ］の一つを介してパルス信号が入力され、信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ＋１］、信号線ＳＬ＿Ｌ［Ｙ］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ＋１］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［Ｙ］、信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ＋１］、および信号線ＳＬ＿Ｅ２［Ｙ］）の一つを介してデータ信号が入力される。

0046

例えば、ｍ行ｎ列目の画素１０（ｍ，ｎ）は、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ］を介してゲートドライバ回路部５０４ａからパルス信号が入力され、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ］の電位に応じて信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ］を介してソースドライバ回路部５０６ａからデータ信号が入力される。

0047

また、ｍ行ｎ列目の画素１０（ｍ，ｎ）は、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］および走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ］を介してゲートドライバ回路部５０４ｂからパルス信号が入力され、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］および走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ］の電位に応じて信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ］および信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ］を介してソースドライバ回路部５０６ｂからデータ信号が入力される。

0048

また、画素１０（ｍ，ｎ）は、先の説明の通り、２種類の表示素子を有する。走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ＋１］、および走査線ＧＬ＿Ｌ［Ｘ］は、２種類の表示素子の一方の電位を制御する配線であり、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ＋１］、走査線ＧＬ＿Ｅ１［Ｘ］、走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ＋１］、および走査線ＧＬ＿Ｅ２［Ｘ］は、２種類の表示素子の他方の電位を制御する配線である。

0049

また、信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ］、ＳＬ＿Ｌ［ｎ＋１］、およびＳＬ＿Ｌ［Ｙ］は、２種類の表示素子の一方に与えられるデータ信号の電位を制御する配線であり、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ］、ＳＬ＿Ｅ１［ｎ＋１］、ＳＬ＿Ｅ１［Ｙ］、信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ］、ＳＬ＿Ｅ２［ｎ＋１］、およびＳＬ＿Ｅ２［Ｙ］は、２種類の表示素子の他方に与えられるデータ信号の電位を制御する配線である。

0050

［外部回路］
表示装置５００には、外部回路５０８が接続される。なお、表示装置５００が外部回路５０８を有する構成としてもよい。

0051

外部回路５０８は、図１に示すように、アノード電位が与えられる配線（以下、ＡＮＯＤＥ、または配線ＡＯＮＤＥ）と電気的に接続されている。

0052

＜１−２．画素の回路構成＞
次に、画素１０（ｍ，ｎ）、画素１０（ｍ，ｎ＋１）、画素１０（ｍ＋１，ｎ）および画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）の回路構成の一例について、図２を用いて説明する。

0053

図２は、表示装置５００が有する画素１０（ｍ，ｎ）、画素１０（ｍ，ｎ＋１）、画素１０（ｍ＋１，ｎ）および画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）の一例を説明する回路図である。

0054

画素１０（ｍ，ｎ）は、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ］、および信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ］を有する。画素１０（ｍ，ｎ＋１）は、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ＋１］、信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ＋１］、および信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ＋１］を有する。画素１０（ｍ＋１，ｎ）は、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ＋１］、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ＋１］、走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ＋１］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ］、および信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ］を有する。画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）は、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ＋１］、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ＋１］、走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ＋１］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ＋１］、信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ＋１］、および信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ＋１］を有する。

0055

また、画素１０（ｍ，ｎ）、画素１０（ｍ，ｎ＋１）、画素１０（ｍ＋１，ｎ）および画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）は、それぞれトランジスタＭＡ１乃至ＭＡ４と、トランジスタＭＡ５と、トランジスタＭＢ１乃至ＭＢ４と、容量素子Ｃｓ＿Ｌと、表示素子１２と、表示素子１４と、を有する。なお、図２において、画素１０（ｍ，ｎ）、画素１０（ｍ，ｎ＋１）、画素１０（ｍ＋１，ｎ）および画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）は、それぞれ表示素子１２を１個ずつ有し、表示素子１４を４個ずつ（表示素子１４Ｂ、表示素子１４Ｇ、表示素子１４Ｒ、表示素子１４Ｗ）有する。また、図２などにおいて、画素１０（ｍ，ｎ）が有する表示素子１２を表示素子１２Ｂと表記し、画素１０（ｍ，ｎ＋１）が有する表示素子１２を表示素子１２Ｇと表記し、画素１０（ｍ＋１，ｎ）が有する表示素子１２を表示素子１２Ｒと表記し、画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）が有する表示素子１２を表示素子１２Ｗと表記している。

0056

表示素子１２は、２種類の表示素子の一方に該当し、入射する光を反射する機能を有する。表示素子１４は、２種類の表示素子の他方に該当し、光を発する機能を有する。なお、表示素子１４は、例えば白色光を発する機能を有する。

0057

画素１０（ｍ，ｎ）、画素１０（ｍ，ｎ＋１）、画素１０（ｍ＋１，ｎ）および画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）は、それぞれ表示素子１２および表示素子１４と電気的に接続される配線ＴＣＯＭと、表示素子１２と電気的に接続される配線ＣＳＣＯＭと、表示素子１４と電気的に接続される配線ＡＮＯＤＥおよび配線ＣＡＴＨＯＤＥと、を有する。

0058

走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ＋１］、信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ＋１］、配線ＣＳＣＯＭ、および配線ＴＣＯＭは、それぞれ表示素子１２を駆動するための配線である。また、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ＋１］、走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ＋１］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ＋１］、信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ］、信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ＋１］、配線ＡＮＯＤＥ、配線ＣＡＴＨＯＤＥ、および配線ＣＳＣＯＭは、それぞれ表示素子１４を駆動するための配線である。

0059

＜１−３．表示素子１２の構成例＞
表示素子１２は、光の反射または光の透過を制御する機能を有する。特に、表示素子１２を光の反射を制御する、所謂反射型の表示素子とすると好適である。表示素子１２を反射型の表示素子とすることで、外光を用いて表示を行うことが可能となるため、表示装置の消費電力を抑制することができる。例えば、表示素子１２としては、反射膜と液晶素子と偏光板とを組み合わせた構成、またはマイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム（ＭＥＭＳ）を用いる構成等とすればよい。なお、表示素子１２として、反射膜を有しない透過型の表示素子としてもよい。

0060

＜１−４．表示素子１４の構成例＞
表示素子１４は、光を発する機能、すなわち発光する機能を有する。よって、表示素子１４を、発光素子として読み替えてもよい。例えば、表示素子１４としては、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、半導体レーザなどの自発光性の発光素子を用いる構成等とすればよい。

0061

このように、本発明の一態様の表示装置では、表示素子１２および表示素子１４に示すように、異なる機能を有する表示素子を用いる。例えば、表示素子の一方を液晶素子とし、他方をＥＬ素子を用いることで、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。また、外光が明るい環境下においては、液晶素子を利用し、外光が暗い環境下においては、ＥＬ素子を用いることで、消費電力が低く、表示品位の高い表示装置を提供することができる。

0062

＜１−５．表示素子の駆動方法＞
次に、表示素子１２および表示素子１４の駆動方法について、図２を用いて説明する。なお、以下の説明においては、表示素子１２に液晶素子を用い、表示素子１４（表示素子１４Ｂ、表示素子１４Ｇ、表示素子１４Ｒ、および表示素子１４Ｗ）に発光素子を用いる構成とする。

0063

［表示素子１２の駆動方法］
画素１０（ｍ，ｎ）において、トランジスタＭＡ５のゲート電極は、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ］に電気的に接続される。また、トランジスタＭＡ５のソース電極またはドレイン電極の一方は信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ］に電気的に接続され、他方は表示素子１２の一対の電極の一方に電気的に接続される。トランジスタＭＡ５は、オン状態とオフ状態とを切り替えることにより、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。

0064

また、表示素子１２の一対の電極の他方は、配線ＴＣＯＭと電気的に接続される。

0065

また、容量素子Ｃｓ＿Ｌの一対の電極の一方は、トランジスタＭＡ５のソース電極またはドレイン電極の他方、および表示素子１２の一対の電極の一方に電気的に接続され、容量素子Ｃｓ＿Ｌの一対の電極の他方は、配線ＣＳＣＯＭに電気的に接続される。容量素子Ｃｓ＿Ｌは、画素１０（ｍ，ｎ）に書き込まれたデータを保持する機能を有する。

0066

例えば、図１に示すゲートドライバ回路部５０４ａにより、各行の画素１０（ｍ，ｎ）を順次選択し、トランジスタＭＡ５がオン状態になることで、データ信号のデータを書き込む。データが書き込まれた画素１０（ｍ，ｎ）は、トランジスタＭＡ５がオフ状態になることで保持状態になる。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。

0067

［表示素子１４の駆動方法］
画素１０（ｍ，ｎ）において、トランジスタＭＡ１のゲート電極は、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］に電気的に接続される。また、トランジスタＭＡ１のソース電極およびドレイン電極の一方は、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ］に電気的に接続され、他方はトランジスタＭＢ１のゲート電極および配線ＴＣＯＭに電気的に接続される。トランジスタＭＡ１は、オン状態とオフ状態とを切り替えることにより、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。

0068

また、トランジスタＭＢ１のソース電極およびドレイン電極の一方は、表示素子１４Ｂの一対の電極の一方に電気的に接続され、トランジスタＭＢ１のソース電極およびドレイン電極の他方は、配線ＡＮＯＤＥに電気的に接続される。また、表示素子１４Ｂの一対の電極の他方は、配線ＣＡＴＨＯＤＥに電気的に接続される。トランジスタＭＢ１は、表示素子１４Ｂに与えられる電流を制御する、所謂駆動トランジスタとしての機能を有する。

0069

また、トランジスタＭＡ１のソース電極およびドレイン電極の他方と、配線ＡＮＯＤＥとの間には、容量素子が形成される。当該容量素子は、画素１０（ｍ，ｎ）に書き込まれたデータを保持する機能を有する。また、トランジスタＭＢ１は、バックゲート電極を有し、当該バックゲート電極は、トランジスタＭＢ１のソース電極およびドレイン電極の一方と電気的に接続される。

0070

また、画素１０（ｍ，ｎ）において、トランジスタＭＡ２のゲート電極は、走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ］に電気的に接続される。また、トランジスタＭＡ２のソース電極およびドレイン電極の一方は、信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ］に電気的に接続され、他方はトランジスタＭＢ２のゲート電極および配線ＴＣＯＭに電気的に接続される。トランジスタＭＡ２は、オン状態とオフ状態とを切り替えることにより、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。

0071

また、トランジスタＭＢ２のソース電極およびドレイン電極の一方は、表示素子１４Ｇの一対の電極の一方に電気的に接続され、トランジスタＭＢ２のソース電極およびドレイン電極の他方は、配線ＡＮＯＤＥに電気的に接続される。トランジスタＭＢ２は、表示素子１４Ｇに与えられる電流を制御する、所謂駆動トランジスタとしての機能を有する。

0072

また、トランジスタＭＡ２のソース電極およびドレイン電極の他方と、配線ＡＮＯＤＥとの間には、容量素子が形成される。当該容量素子は、画素１０（ｍ，ｎ）に書き込まれたデータを保持する機能を有する。また、トランジスタＭＢ２は、バックゲート電極を有し、当該バックゲート電極は、トランジスタＭＢ２のソース電極およびドレイン電極の一方と電気的に接続される。

0073

また、画素１０（ｍ，ｎ）において、トランジスタＭＡ３のゲート電極は、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］に電気的に接続される。また、トランジスタＭＡ３のソース電極およびドレイン電極の一方は、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ］に電気的に接続され、他方はトランジスタＭＢ３のゲート電極および配線ＴＣＯＭに電気的に接続される。トランジスタＭＡ３は、オン状態とオフ状態とを切り替えることにより、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。

0074

また、トランジスタＭＢ３のソース電極およびドレイン電極の一方は、表示素子１４Ｒの一対の電極の一方に電気的に接続され、トランジスタＭＢ３のソース電極およびドレイン電極の他方は、配線ＡＮＯＤＥに電気的に接続される。トランジスタＭＢ３は、表示素子１４Ｒに与えられる電流を制御する、所謂駆動トランジスタとしての機能を有する。

0075

また、トランジスタＭＡ３のソース電極およびドレイン電極の他方と、配線ＡＮＯＤＥとの間には、容量素子が形成される。当該容量素子は、画素１０（ｍ，ｎ）に書き込まれたデータを保持する機能を有する。また、トランジスタＭＢ３は、バックゲート電極を有し、当該バックゲート電極は、トランジスタＭＢ２のソース電極およびドレイン電極の一方と電気的に接続される。

0076

また、画素１０（ｍ，ｎ）において、トランジスタＭＡ４のゲート電極は、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］に電気的に接続される。また、トランジスタＭＡ４のソース電極およびドレイン電極の一方は、信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ］に電気的に接続され、他方はトランジスタＭＢ４のゲート電極および配線ＴＣＯＭに電気的に接続される。トランジスタＭＡ４は、オン状態とオフ状態とを切り替えることにより、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。

0077

また、トランジスタＭＢ４のソース電極およびドレイン電極の一方は、表示素子１４Ｗの一対の電極の一方に電気的に接続され、トランジスタＭＢ４のソース電極およびドレイン電極の他方は、配線ＡＮＯＤＥに電気的に接続される。トランジスタＭＢ４は、表示素子１４Ｗに与えられる電流を制御する、所謂駆動トランジスタとしての機能を有する。

0078

また、トランジスタＭＡ４のソース電極およびドレイン電極の他方と、配線ＡＮＯＤＥとの間には、容量素子が形成される。当該容量素子は、画素１０（ｍ，ｎ）に書き込まれたデータを保持する機能を有する。また、トランジスタＭＢ３は、バックゲート電極を有し、当該バックゲート電極は、トランジスタＭＢ４のソース電極およびドレイン電極の一方と電気的に接続される。

0079

例えば、図１に示すゲートドライバ回路部５０４ｂにより、各行の画素１０（ｍ，ｎ）を順次選択し、トランジスタＭＡ１乃至ＭＡ４をオン状態にしてデータ信号のデータを書き込む。データが書き込まれた画素１０（ｍ，ｎ）は、トランジスタＭＡ１乃至ＭＡ４がオフ状態になることで保持状態になる。さらに、書き込まれたデータ信号の電位に応じてトランジスタＭＢ１のソース電極とドレイン電極の間に流れる電流量が制御され、表示素子１４は、流れる電流量に応じた輝度で発光する。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。

0080

このように、本発明の一態様の表示装置においては、２つの表示素子を、異なるトランジスタを用いて、それぞれ独立に制御することができる。よって、表示品位の高い表示装置を提供することができる。

0081

また、図２に示すように、表示素子１４の駆動用トランジスタ（トランジスタＭＢ１乃至ＭＢ４）がバックゲート電極を有する構成、すなわち、トランジスタが複数のゲート電極を有する構成とすることで、トランジスタの信頼性または駆動能力を向上させることができる。例えば、図２に示すように、バックゲート電極がソース電極またはドレイン電極のいずれか一方に接続されることで、トランジスタのバックチャネル側の電位を固定することができる。また、図面においては、図示しないが、バックゲート電極をゲート電極（第１のゲート電極またはフロントゲート電極ともいう）に接続することで、トランジスタの電流駆動能力を向上させることができる。

0082

また、本発明の一態様の表示装置に用いるトランジスタ（トランジスタＭＡ１乃至ＭＡ５、およびトランジスタＭＢ１乃至ＭＢ４）は、金属酸化物膜を有すると好ましい。金属酸化物膜を有するトランジスタは、比較的高い電界効果移動度が得られるため、高速駆動が可能となる。また、金属酸化物膜を有するトランジスタのオフ電流は、極めて小さい。したがって、表示装置のリフレッシュレートを下げても、表示装置の輝度の維持が可能となり、消費電力を抑制することができる。

0083

なお、表示装置５００は、表示素子１２および表示素子１４の少なくともいずれか一方を用いて階調表示を行うことができる。例えば、表示素子１２は、液晶素子であるため、外光の強度が強い環境下において視認性を向上させることができる。一方で表示素子１４は、所謂発光素子のため、外光の強度が弱い環境下において視認性を向上させることができる。

0084

なお、表示装置５００は、表示素子１２および表示素子１４の双方を用いて階調表示を行ってもよい。表示素子１２および表示素子１４の双方を用いて階調表示を行うことで、表示素子１２および表示素子１４のいずれか一方を用いて階調表示を行う場合に比べ、視認性を向上させることができる。

0085

画素１０（ｍ，ｎ＋１）、画素１０（ｍ＋１，ｎ）および画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）が有する表示素子についても、画素１０（ｍ，ｎ）が有する表示素子と同様の方法により駆動することができる。

0086

＜１−６．表示素子の表示領域＞
次に、表示素子１２および表示素子１４の画素１０（ｍ，ｎ）、画素１０（ｍ，ｎ＋１）、画素１０（ｍ＋１，ｎ）および画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）における表示領域について、図３を用いて説明する。

0087

図３は、画素１０（ｍ，ｎ）、画素１０（ｍ，ｎ＋１）、画素１０（ｍ＋１，ｎ）および画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）の表示領域を説明する模式図である。

0088

画素１０（ｍ，ｎ）は、表示素子１２Ｂの表示領域として機能する表示領域１２Ｂｄを有する。画素１０（ｍ，ｎ＋１）は、表示素子１２Ｇの表示領域として機能する表示領域１２Ｇｄを有する。画素１０（ｍ＋１，ｎ）は、表示素子１２Ｒの表示領域として機能する表示領域１２Ｒｄを有する。画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）は、表示素子１２Ｗの表示領域として機能する表示領域１２Ｗｄを有する。

0089

画素１０（ｍ，ｎ）、画素１０（ｍ，ｎ＋１）、画素１０（ｍ＋１，ｎ）および画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）は、表示素子１４Ｂの表示領域として機能する表示領域１４Ｂｄと、表示素子１４Ｇの表示領域として機能する表示領域１４Ｇｄと、表示素子１４Ｒの表示領域として機能する表示領域１４Ｒｄと、表示素子１４Ｗの表示領域として機能する表示領域１４Ｗｄと、を有する。

0090

表示領域１２Ｂｄ、表示領域１２Ｇｄ、表示領域１２Ｒｄおよび表示領域１２Ｗｄは入射した光を反射する領域を有する。例えば、表示領域１２Ｂｄ、表示領域１２Ｇｄ、表示領域１２Ｒｄおよび表示領域１２Ｗｄには、後述する反射電極としての機能を有する導電膜が設けられる。

0091

表示領域１４Ｂｄは表示素子１４Ｂが発した光を透過する領域を有し、表示領域１４Ｇｄは表示素子１４Ｇが発した光を透過する領域を有し、表示領域１４Ｒｄは表示素子１４Ｒが発した光を透過する領域を有し、表示領域１４Ｗｄは表示素子１４Ｗが発した光を透過する領域を有する。

0092

表示領域１２Ｂｄ、表示領域１２Ｇｄ、表示領域１２Ｒｄ、表示領域１４Ｂｄ、表示領域１４Ｇｄおよび表示領域１４Ｒｄには、特定の色の光を透過する着色膜を設けることができる。例えば、表示領域１２Ｂｄおよび表示領域１４Ｂｄには、青色（波長４５０ｎｍ以上５００ｎｍ未満）の光を透過する着色膜を設けることができる。例えば、表示領域１２Ｇｄおよび表示領域１４Ｇｄには、緑色（波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満）の光を透過する着色膜を設けることができる。例えば、表示領域１２Ｒｄおよび表示領域１４Ｒｄには、赤色（波長６２０ｎｍ以上７５０ｎｍ未満）の光を透過する着色膜を設けることができる。

0093

以上により、表示領域１２Ｂｄおよび表示領域１４Ｂｄは例えば青色の光を射出する機能を有し、表示領域１２Ｇｄおよび表示領域１４Ｇｄは例えば緑色の光を射出する機能を有し、表示領域１２Ｒｄおよび表示領域１４Ｒｄは例えば赤色の光を射出する機能を有する。なお、表示領域１２Ｗｄおよび表示領域１４Ｗｄには着色膜が設けられていない。したがって、表示領域１２Ｗｄは、表示素子１２Ｗが反射した光である白色光を射出する機能を有し、表示領域１４Ｗｄは、表示素子１４Ｗが発する白色光を射出する機能を有する。なお、例えば紫色（３８０ｎｍ以上４５０ｎｍ未満）、黄色（５７０ｎｍ以上５９０ｎｍ未満）、橙色（５９０ｎｍ以上６２０ｎｍ未満）などの光を射出する領域を、表示領域１２Ｂｄ、表示領域１２Ｇｄ、表示領域１２Ｒｄ、表示領域１２Ｗｄ、表示領域１４Ｂｄ、表示領域１４Ｇｄ、表示領域１４Ｒｄおよび表示領域１４Ｗｄのいずれかと代えて設けてもよいし、上記表示領域に加えて設けてもよい。

0094

以上に示すように、本発明の一態様の表示装置では、入射する光を反射する機能を有する表示素子１２では１個の画素１０で１色を表現する。例えば、図３に示すように、画素１０（ｍ，ｎ）では青色を表現し、画素１０（ｍ，ｎ＋１）では緑色を表現し、画素１０（ｍ＋１，ｎ）では赤色を表現し、画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）では白色を表現する。一方、光を発する機能を有する表示素子１４では、１個の画素１０で複数（ここでは、青色、緑色、赤色および白色）の色を表現する。つまり、図３に示すように、複数の画素１０が青色、緑色、赤色および白色を表現することができる。表示装置５００を図３に示す構成とすることにより、表示素子１２が表示素子１４と同様に１個の画素１０で複数の色を表現する場合より、表示領域１２Ｂｄ、表示領域１２Ｇｄ、表示領域１２Ｒｄおよび表示領域１２Ｗｄの面積を広くすることができる。このため、表示素子１２が射出する光の取り出し効率を高めることができ、高輝度の画像を表示することができる。また、表示素子１２では、１個の画素１０で１色を表現すればよいため、表示素子１２が表示素子１４と同様に１個の画素１０で複数の色を表現する場合より、表示装置５００の駆動方法を簡易なものとすることができる。このため、表示装置５００の消費電力を低減することができる。

0095

なお、表示素子１４が白色光を発する機能を有する場合について説明したが、例えば表示素子１４Ｂが青色の光を発する機能を有し、表示素子１４Ｇが緑色の光を発する機能を有し、表示素子１４Ｒが赤色の光を発する機能を有し、表示素子１４Ｗが白色光を発する機能を有してもよい。この場合、表示領域１４Ｂｄ、表示領域１４Ｇｄ、表示領域１４Ｒｄおよび表示領域１４Ｗｄに着色膜を設けない構成とすることができる。

0096

図２および図３では表示素子１２Ｗおよび表示素子１４Ｗを設ける場合の構成を示したが、表示素子１２Ｗおよび表示素子１４Ｗを省略した構成としてもよい。図４は、表示素子１２Ｗおよび表示素子１４Ｗを省略した構成における画素１０の一例を説明する回路図である。図４に示すように、例えば画素１０（ｍ，ｎ）が表示素子１２Ｂを有し、画素１０（ｍ，ｎ＋１）が表示素子１２Ｇを有し、画素１０（ｍ，ｎ＋２）が表示素子１２Ｒを有する構成とすることができる。なお、画素１０（ｍ，ｎ＋２）は、走査線ＧＬ＿Ｌ［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｅ１［ｍ］、走査線ＧＬ＿Ｅ２［ｍ］、信号線ＳＬ＿Ｅ１［ｎ＋２］、信号線ＳＬ＿Ｌ［ｎ＋２］、および信号線ＳＬ＿Ｅ２［ｎ＋２］を有する。

0097

図５は、画素１０が図４に示す構成である場合における、画素１０（ｍ，ｎ）、画素１０（ｍ，ｎ＋１）および画素１０（ｍ，ｎ＋２）の表示領域を説明する模式図である。画素１０（ｍ，ｎ）の構成および画素１０（ｍ，ｎ＋１）の構成は、図３と同様である。また、画素１０（ｍ，ｎ＋２）の構成は、図３に示す画素１０（ｍ＋１，ｎ）の構成と同様である。

0098

画素１０を図４および図５に示す構成とすることにより、画素１０の１個あたりの占有面積を小さくすることができる。これにより、表示装置５００は高解像度の画像を表示することができる。

0099

なお、画素１０は、表示素子１２Ｗを有し、表示素子１４Ｗを有さない構成としてもよい。また、画素１０は、表示素子１４Ｗを有し、表示素子１２Ｗを有さない構成としてもよい。

0100

図２に示す表示素子１２Ｂ、表示素子１２Ｇ、表示素子１２Ｒおよび表示素子１２Ｗを有する画素１０の位置関係はあくまで一例であり、本発明の一態様の表示装置の機能を損なわない範囲で任意の画素１０に表示素子１２Ｂ、表示素子１２Ｇ、表示素子１２Ｒおよび表示素子１２Ｗを設けることができる。例えば、画素１０（ｍ，ｎ）に表示素子１２Ｒを設け、画素１０（ｍ＋１，ｎ）に表示素子１２Ｂを設けてもよい。

0101

また、図４に示す表示素子１２Ｂ、表示素子１２Ｇおよび表示素子１２Ｒを有する画素１０の位置関係はあくまで一例であり、本発明の一態様の表示装置の機能を損なわない範囲で任意の画素１０に表示素子１２Ｂ、表示素子１２Ｇおよび表示素子１２Ｒを設けることができる。例えば、画素１０（ｍ，ｎ）に表示素子１２Ｒを設け、画素１０（ｍ，ｎ＋２）に表示素子１２Ｂを設けてもよい。

0102

＜１−７．表示装置の構成例（断面）＞
次に、表示装置５００が有する画素１０の断面構造の一例について、図６（Ａ）、（Ｂ）および図７を用いて説明する。

0103

なお、図６（Ａ）は、画素１０の上面図の一例を表しており、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す、一点鎖線Ａ１−Ａ２、Ａ３−Ａ４、およびＡ５−Ａ６の切断面の断面図に相当する。なお、図６（Ａ）に示す画素１０の上面図において、煩雑になることを避けるため構成要素の一部を省略して示している。

0104

図６（Ａ）、（Ｂ）に示す画素１０は、基板８０と、基板９０との間に表示素子１２と、表示素子１４と、トランジスタＴｒ１と、トランジスタＴｒ２と、トランジスタＴｒ３と、を有する。

0105

なお、トランジスタＴｒ１は、先に示すトランジスタＭＡ５に相当する。また、トランジスタＴｒ２は、先に示すトランジスタＭＡ１乃至ＭＡ４のいずれか一つに相当する。また、トランジスタＴｒ３は、先に示すトランジスタＭＢ１乃至ＭＢ４のいずれか一つに相当する。

0106

また、表示素子１２は、液晶層９６を有し、表示素子１４は、ＥＬ層７６を有する。また、トランジスタＴｒ１は、表示素子１２を選択する機能を有し、トランジスタＴｒ２は、表示素子１４を選択する機能を有し、トランジスタＴｒ３は、表示素子１４の駆動を制御する機能を有する。また、トランジスタＴｒ１と、トランジスタＴｒ２とは、同一表面上に形成され、トランジスタＴｒ３は、トランジスタＴｒ１およびトランジスタＴｒ２よりも上方に形成され、且つトランジスタＴｒ２が有するソース電極またはドレイン電極のいずれか一方をゲート電極として有する。

0107

なお、表示素子１２は、第１の画素電極として機能する導電膜３６、および導電膜３８を有する。また、トランジスタＴｒ１は、導電膜３６と電気的に接続され、表示素子１２を選択する機能を有する。また、トランジスタＴｒ３は、導電膜７０と電気的に接続され、表示素子１４を選択する機能を有する。

0108

また、画素１０は、容量素子１６を有する。容量素子１６は、一対の電極を有し、一対の電極の一方は、容量電極として機能する導電膜４２を有し、一対の電極の他方は、導電膜３６を有する。なお、導電膜４２は、トランジスタＴｒ１およびトランジスタＴｒ２のいずれか一方または双方の下方に配置される。

0109

なお、容量素子１６は、先に説明の容量素子Ｃｓ＿Ｌに相当する。

0110

容量電極として機能する導電膜４２を、トランジスタＴｒ１およびトランジスタＴｒ２のいずれか一方または双方の下方に配置することで、表示素子１２の書き換えに伴うノイズ、別言すると液晶の画素の書き換えに伴うノイズを低減することができる。

0111

また、図６（Ｂ）に示すように、トランジスタＴｒ１と、トランジスタＴｒ２とは、同一表面上に形成され、トランジスタＴｒ３が、トランジスタＴｒ１およびトランジスタＴｒ２よりも上方に形成されることで、回路面積を縮小させることができる。また、トランジスタＴｒ３は、トランジスタＴｒ２が有するソース電極またはドレイン電極のいずれか一方をゲート電極として有する構成であるため、製造工程を短縮することができる。

0112

また、図６（Ｂ）に示すように、トランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２、およびトランジスタＴｒ３は、それぞれ逆スタガ型構造（ボトムゲート構造ともいう）のトランジスタであると好ましい。ボトムゲート構造のトランジスタとすることで、比較的簡単なプロセスでトランジスタを作製することができる。ただし、本発明の一態様は、これに限定されず、トップゲート構造のトランジスタを用いてもよい。

0113

また、表示素子１２は、入射する光を反射する機能を有する。なお、表示素子１２は、所謂液晶素子であり、一対の電極間に液晶層９６を有する。当該一対の電極の一方は導電膜３６を有し、一対の電極の他方は導電膜９２を有する。また、図６（Ｂ）に示すように、表示素子１２は、液晶層９６に接する配向膜９４、９８を有していてもよい。また、導電膜３６は、反射電極としての機能を有する。図６（Ｂ）の破線の矢印のように外部から入射する光を導電膜３６によって反射させることで、視認側に光を反射させることができる。つまり、表示素子１２に入射した光を、表示素子１２が表示を行う方向に反射する機能を有する。

0114

表示素子１４は、光を発する機能を有する。なお、表示素子１４は、所謂発光素子であり、一対の電極間に発光層を有する。当該発光層として、例えばＥＬ層７６とすることができる。当該一対の電極の一方は導電膜７０を有し、一対の電極の他方は導電膜７８を有する。また、導電膜７８は、反射電極としての機能を有する。図６（Ｂ）の二点鎖線の矢印のようにＥＬ層７６が発する光は、導電膜７８によって反射され、導電膜７０を通過して液晶層９６側に取り出される。また、表示素子１４から発せられる光は、導電膜３６に設けられた開口部を通り基板９０側に取り出される。なお、図６（Ｂ）においては、当該開口部を表示領域１４ｄとして明示している。

0115

表示領域１４ｄと重なるように着色膜６９が設けられ、表示素子１４からの光は、着色膜６９を通過して外部に取り出される。これにより、着色膜６９を透過する色の光のみ外部に取り出される。また、図６（Ｂ）に示すように着色膜６９は、トランジスタＴｒ１の一部を覆う構成とすると好ましい。特に、トランジスタＴｒ１のチャネル領域を覆う構成とすることで、チャネル領域に入り込む光の量を低減することができる。チャネル領域に入り込む光の量を低減することで、トランジスタＴｒ１の耐光性を高めることが可能となる。

0116

また、基板９０と接して着色膜１００が設けられる。着色膜１００は、導電膜３６と重なる領域を有するように設けられる。当該構成とすることで、導電膜３６により反射された光は、着色膜１００を通過して外部に取り出される。これにより、着色膜１００を透過する色の光のみ外部に取り出される。また、着色膜１００は、表示領域１４ｄと重ならないように設けられる。つまり、表示素子１４と重ならないように設けられる。これにより、表示素子１４から発せられる光が着色膜１００に吸収され、色相などが変化することを抑制することができる。したがって、表示素子１４により表示される画像の表示品位を高めることができる。

0117

基板９０および着色膜１００と接してオーバーコート膜１０４が設けられる。オーバーコート膜１０４は、平坦化膜としての機能を有する。また、オーバーコート膜１０４は、導電膜９２と接する。オーバーコート膜１０４として、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などを用いることができる。

0118

図７は、図６（Ｂ）に示す画素１０から着色膜６９を省略した構成の断面図である。当該構成の画素１０では、表示素子１４として、青色、緑色、赤色、白色などの光をそれぞれ発するＥＬ層７６が形成された発光素子とすればよい。また、表示素子１４が表示素子１４Ｗである場合も、画素１０は図７に示す構成となる。なお、ＥＬ層７６は、例えばＦＦＭ（Ｆｉｎｅ Ｍｅｔａｌ Ｍａｓｋ）を用いて作製することができる。

0119

導電膜３８は、図８に示すように設けてもよい。図８は、図３に示した画素１０（ｍ，ｎ）、画素１０（ｍ，ｎ＋１）、画素１０（ｍ＋１，ｎ）および画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）が有する各表示領域に、導電膜３８を追記した図である。なお、図の明瞭化のため、各表示領域はすべて破線で表し、ハッチングを省略している。

0120

また、導電膜３８Ｂは、表示領域１２Ｂｄに設けられた導電膜３６と電気的に接続された導電膜３８を表す。導電膜３８Ｇは、表示領域１２Ｇｄに設けられた導電膜３６と電気的に接続された導電膜３８を表す。導電膜３８Ｒは、表示領域１２Ｒｄに設けられた導電膜３６と電気的に接続された導電膜３８を表す。導電膜３８Ｗは、表示領域１２Ｗｄに設けられた導電膜３６と電気的に接続された導電膜３８を表す。

0121

図８に示す構成では、導電膜３８Ｂ、導電膜３８Ｇおよび導電膜３８Ｒは、表示領域１４Ｗｄと重なる領域を有さない。一方、導電膜３８Ｗは、画素１０（ｍ，ｎ）、画素１０（ｍ，ｎ＋１）、画素１０（ｍ＋１，ｎ）および画素１０（ｍ＋１，ｎ＋１）が有する表示領域１４Ｗｄのすべてと重なる領域を有する。これにより、青色の光、緑色の光または赤色の光に白色光が混ざることを抑制することができ、本発明の一態様の表示装置により表示される画像の表示品位を高めることができる。

0122

＜１−８．表示装置の作製方法＞
次に、図６（Ａ）、（Ｂ）に示す構成の画素１０の作製方法について、図９乃至図１３を用いて説明を行う。

0123

まず、基板３０上に導電膜３１、絶縁膜３２、および絶縁膜３４を順に形成する。その後、絶縁膜３４上に導電膜を成膜し、当該導電膜を島状に加工することで導電膜３６を形成する（図９（Ａ）参照）。

0124

導電膜３１は、第１の剥離層としての機能を有し、絶縁膜３２および絶縁膜３４は、第２の剥離層としての機能を有し、導電膜３６は反射膜としての機能を有する。なお、導電膜３６を第１の画素電極と呼称する場合がある。当該第１の画素電極としては、銀およびアルミニウムのいずれか一方または双方を有すると好適である。第１の画素電極を銀およびアルミニウムを含む構成とすることで、反射率を高めることが可能となる。なお、第１の画素電極が銀を含む構成とは、具体的には、銀と、パラジウムと、銅とを含む合金などが挙げられる。

0125

次に、絶縁膜３４および導電膜３６上に導電膜を成膜し、当該導電膜を島状に加工することで導電膜３８を形成する。その後、導電膜３６および導電膜３８上に絶縁膜４０を形成する（図９（Ｂ）参照）。

0126

導電膜３８は、透光性を有する導電性材料を用いて形成され、表示素子１２の一対の電極の一方の一部としての機能を有する。なお、導電膜３８は、以下の機能を有する。導電膜３８は、表示素子１２が有する液晶層９６の配向状態を制御する機能を有する。例えば、導電膜３８を設けない構成の場合、導電膜３６の開口部（図６（Ｂ）における表示領域１４ｄに相当）と重なる液晶層９６の配向状態が制御できない場合がある。一方で、導電膜３８を設ける構成の場合、導電膜３６および導電膜３８に印加される電位によって、液晶層９６の配向状態を好適に制御することができる。

0127

次に、絶縁膜４０上に導電膜を成膜し、当該導電膜を島状に加工することで導電膜４２を形成する。その後、導電膜４２上に絶縁膜４４を形成する。その後、絶縁膜４４上に導電膜を成膜し、当該導電膜を島状に加工することで、導電膜４６ａ、導電膜４６ｂ、および導電膜４６ｃを形成する。その後、絶縁膜４４、導電膜４６ａ、導電膜４６ｂ、および導電膜４６ｃ上に絶縁膜４８を形成する。その後、絶縁膜４８上に金属酸化物膜を成膜し、当該金属酸化物膜を島状に加工することで、金属酸化物膜５０ａ、および金属酸化物膜５０ｂを形成する。その後、絶縁膜４０、絶縁膜４４、および絶縁膜４８の所望の領域に開口部５１を形成する。なお、開口部５１は、導電膜３６の一部が露出するように形成される。（図９（Ｃ）参照）。

0128

また、導電膜４２は、容量素子１６の一対の電極の他方の電極としての機能を有する。すなわち、容量素子１６は、導電膜３６と、導電膜３８、絶縁膜４０、および導電膜４２を有し、導電膜３６および導電膜３８が容量素子１６の一対の電極の一方として機能し、導電膜４２が容量素子１６の一対の電極の他方として機能し、絶縁膜４０が容量素子１６の誘電体膜としての機能を有する。

0129

また、導電膜４６ａは、トランジスタＴｒ１のゲート電極としての機能を有する。また、導電膜４６ｃは、トランジスタＴｒ２のゲート電極としての機能を有する。

0130

次に、絶縁膜４８、金属酸化物膜５０ａ、金属酸化物膜５０ｂ、および開口部５１上に導電膜を成膜し、当該導電膜を島状に加工することで導電膜５２ａ、導電膜５２ｂ、導電膜５２ｃ、導電膜５２ｄ、および導電膜５２ｅを形成する（図９（Ｄ）参照）。

0131

導電膜５２ａは、トランジスタＴｒ１のソース電極またはドレイン電極としての機能を有する。また、導電膜５２ｂは、トランジスタＴｒ１のソース電極またはドレイン電極としての機能を有する。また、導電膜５２ｃは、トランジスタＴｒ３のゲート電極としての機能を有する。また、導電膜５２ｄは、トランジスタＴｒ２のソース電極またはドレイン電極としての機能を有する。また、導電膜５２ｅは、トランジスタＴｒ２のソース電極またはドレイン電極としての機能を有する。

0132

次に、絶縁膜４８、金属酸化物膜５０ａ、５０ｂ、および導電膜５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５２ｅ上に絶縁膜５４を形成する。その後、絶縁膜５４上に金属酸化物膜を成膜し、当該金属酸化物膜を加工することで島状の金属酸化物膜５６を形成する。その後、島状の金属酸化物膜５６上に導電膜を成膜し、当該導電膜を島状に加工することで、導電膜５８ａ、５８ｂを形成する（図１０（Ａ）参照）。

0133

導電膜５８ａ、５８ｂは、トランジスタＴｒ３のソース電極およびドレイン電極としての機能を有する。

0134

次に、絶縁膜５４、および導電膜５８ａ、５８ｂ上に絶縁膜６０、６２を形成する。その後、絶縁膜６０、６２の所望の領域に導電膜５８ｂに達する開口部６３を形成する。その後、開口部６３を覆うように、絶縁膜６２上に導電膜を成膜し、当該導電膜を島状に加工することで導電膜６４を形成する。（図１０（Ｂ）参照）。

0135

導電膜６４はトランジスタＴｒ３のバックゲート電極としての機能を有する。また、導電膜６４は、導電膜５８ｂと電気的に接続される。

0136

次に、絶縁膜６２上に着色膜６９を形成する。着色膜６９は、感光性の材料を用いることで、フォトリソグラフィ法などにより島状に加工することができる（図１０（Ｃ）参照）。

0137

次に、絶縁膜６２、および導電膜６４上に開口部を有する絶縁膜６８を形成する。その後、絶縁膜６８上に導電膜を成膜し、当該導電膜を島状に加工することで、導電膜７０を形成する。その後、絶縁膜６８および導電膜７０上に開口部を有する絶縁膜７２を形成する（図１１（Ａ）参照）。

0138

絶縁膜６８は、平坦化絶縁膜としての機能を有する。導電膜７０は、表示素子１４の一対の電極の一方としての機能、および第２の画素電極としての機能を有する。なお、導電膜７０は、導電膜５８ｂおよび導電膜６４と電気的に接続される。絶縁膜７２は、隣接する画素間で、表示素子１４の一部を分離する機能を有する。なお、第２の画素電極としての機能を有する導電膜７０は、インジウム、亜鉛、錫、およびシリコンの中から選ばれるいずれか一つまたは複数を有すると好適である。例えば、導電膜７０としては、インジウムと、錫と、シリコンとを有する導電膜を用いることができる。

0139

次に、絶縁膜７２上に構造体７４を形成する。その後、絶縁膜７２および構造体７４上にＥＬ層７６および導電膜７８を形成する（図１１（Ｂ）参照）。

0140

構造体７４は、表示素子１４と基板８０との間隔を制御する機能を有する。また、ＥＬ層７６は、発光する機能を有する。また、導電膜７８は、表示素子１４の一対の電極の他方としての機能を有する。

0141

次に、導電膜７８上に封止材８２を塗布し、トランジスタ、表示素子等が形成された基板３０と、基板８０とを貼り合わせる（図１２（Ａ）参照）。

0142

次に、基板３０と、基板８０とを分離する。本実施の形態においては、基板３０と、基板８０とは、導電膜３１と絶縁膜３２との界面近傍で分離される（図１２（Ｂ）参照）。

0143

なお、導電膜３１の界面から素子を分離する際に、導電膜３１と、絶縁膜３２との界面に極性溶媒（代表的には水）または非極性溶媒等を添加すると好ましい。例えば、導電膜３１の界面から素子を分離する際に、水を用いることで、剥離帯電に伴うダメージを軽減できるため好適である。

0144

なお、導電膜３１としては、例えば、以下の材料を用いることができる。導電膜３１としては、タングステン、モリブデン、チタン、タンタル、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、ガリウム、シリコンから選択された元素、該元素を含む合金材料、または該元素を含む化合物材料を含み、単層または積層された構造を用いることができる。また、シリコンを含む層の場合、該シリコンを含む層の結晶構造としては、非晶質、微結晶、多結晶、単結晶のいずれでもよい。

0145

また、導電膜３１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層を形成することで、タングステン層と絶縁層との界面に、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、一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）プラズマ処理、または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、一酸化二窒素単独、あるいは当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、導電膜３１の表面状態を変えることにより、導電膜３１と後に形成される絶縁膜３２との密着性を制御することが可能である。

0146

なお、本実施の形態においては、導電膜３１を設ける構成について例示したが、これに限定されない。例えば、導電膜３１を設けない構成としてもよい。この場合、導電膜３１が形成される位置に、有機樹脂膜を形成すればよい。当該有機樹脂膜としては、例えば、ポリイミド系樹脂膜、ポリアミド系樹脂膜、アクリル系樹脂膜、エポキシ系樹脂膜、またはフェノール系樹脂膜等が挙げられる。なお、ポリイミド系の樹脂膜を用いる場合、感光性および熱硬化性の有機樹脂材料を用いると好適である。感光性および熱硬化性の有機樹脂材料を用いることで、当該有機樹脂材料に形状等を付与することが可能となる。

0147

また、導電膜３１の代わりに上記有機樹脂膜を用いる場合、基板３０上に形成される素子の分離方法としては、基板３０の下方側から、レーザ光（例えば、波長３０８ｎｍのエキシマレーザ、ＹＡＧレーザの第三高調波である波長３５５ｎｍのＵＶレーザなど）を照射することで、上記有機樹脂膜が脆弱化し、基板３０と有機樹脂膜との界面、有機樹脂膜の内部、または有機樹脂膜と絶縁膜３２との界面で分離することができる。

0148

また、上記レーザ光を照射する場合、レーザ光の照射エネルギー密度を調整することで、基板３０と絶縁膜３２との間に、密着性が高い領域と、密着性が弱い領域とを作り分けてから剥離してもよい。また、上記レーザ光としては、線状のレーザを用いてもよい。

0149

次に、基板８０の下方に形成された絶縁膜３２および絶縁膜３４を除去し、導電膜３６および導電膜３８の裏面を露出させる（図１３（Ａ）参照）。

0150

絶縁膜３２および絶縁膜３４の除去方法としては、ドライエッチング法およびウエットエッチング法のいずれか一方または双方を用いることができる。

0151

その後、導電膜３６および導電膜３８に接して配向膜９８を形成する（図１３（Ｂ））。

0152

次に、基板９０を準備し、基板９０上に着色膜１００を形成する。着色膜１００は、着色膜６９と同様に、感光性の材料を用いることでフォトリソグラフィ法などにより島状に加工することができる。

0153

その後、導電膜、例えばオーバーコート膜を成膜し、当該オーバーコート膜をＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法などで平坦化することによりオーバーコート膜１０４を形成する。

0154

次に、オーバーコート膜１０４と接して導電膜９２を形成し、導電膜９２と接して配向膜９４を形成する（図１３（Ｃ））。その後、図１３（Ｂ）に示す基板８０の配向膜９８が形成された側と、図１３（Ｃ）に示す基板９０の配向膜９４が形成された側との間に液晶層９６を充填することで、図６（Ａ）、（Ｂ）に示す画素１０を有する表示装置５００を作製することができる。

0155

＜１−９．表示装置の構成要素＞
次に、図１、図２、図４、図６乃至図１３に例示した表示装置５００および表示装置５００の作製方法に記載の各構成要素について、以下説明を行う。

0156

［基板］
基板３０、８０、９０として、作製工程中の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する材料を用いることができる。

0157

具体的には、無アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリガラス、クリスタルガラス、石英またはサファイア等を用いることができる。また、無機絶縁膜を用いてもよい。当該無機絶縁膜としては、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等が挙げられる。

0158

また、上記無アルカリガラスとしては、例えば、０．２ｍｍ以上０．７ｍｍ以下の厚さとすればよい。または、無アルカリガラスを研磨することで、上記の厚さとしてもよい。

0159

また、無アルカリガラスとして、第６世代（１５００ｍｍ×１８５０ｍｍ）、第７世代（１８７０ｍｍ×２２００ｍｍ）、第８世代（２２００ｍｍ×２４００ｍｍ）、第９世代（２４００ｍｍ×２８００ｍｍ）、第１０世代（２９５０ｍｍ×３４００ｍｍ）等の面積が大きなガラス基板を用いることができる。これにより、大型の表示装置を作製することができる。

0160

また、基板３０、８０、９０として、シリコンや炭化シリコンからなる単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、ＳＯＩ基板等を用いてもよい。

0161

また、基板３０、８０、９０として、金属等の無機材料を用いてもよい。金属等の無機材料としては、ステンレススチールまたはアルミニウム等が挙げられる。

0162

また、基板３０、８０、９０として、樹脂、樹脂フィルムまたはプラスチック等の有機材料を用いてもよい。当該樹脂フィルムとしては、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド（ナイロン、アラミド等）、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、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）、またはシロキサン結合を有する樹脂等が挙げられる。

0163

また、基板３０、８０、９０として、無機材料と有機材料とを組み合わせた複合材料を用いてもよい。当該複合材料としては、金属板または薄板状のガラス板と、樹脂フィルムとを貼り合わせた材料、繊維状の金属、粒子状の金属、繊維状のガラス、または粒子状のガラスを樹脂フィルムに分散した材料、もしくは繊維状の樹脂、粒子状の樹脂を無機材料に分散した材料等が挙げられる。

0164

また、基板３０、８０、９０としては、少なくとも上または下に形成される膜または層を支持できるものであればよく、絶縁膜、半導体膜、導電膜のいずれか一つまたは複数であってもよい。

0165

［導電膜］
導電膜３１、３６、３８、４２、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５２ｅ、５８ａ、５８ｂ、６４、７０、７８、９２としては、導電性を有する金属膜、可視光を反射する機能を有する導電膜、または可視光を透過する機能を有する導電膜を用いればよい。

0166

導電性を有する金属膜として、アルミニウム、金、白金、銀、銅、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン、ニッケル、鉄、コバルト、パラジウムまたはマンガンから選ばれた金属元素を含む材料を用いることができる。または、上述した金属元素を含む合金を用いてもよい。

0167

上述の導電性を有する金属膜として、具体的には、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、窒化タンタル膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜を形成する三層構造等を用いればよい。特に、銅元素を含む導電膜を用いることで、抵抗を低くすることが出来るため好適である。また、銅元素を含む導電膜としては、または、銅とマンガンとを含む合金膜が挙げられる。当該合金膜は、ウエットエッチング法を用いて加工できるため好適である。

0168

また、上述の導電性を有する導電膜として、導電性高分子または導電性ポリマーを用いてもよい。

0169

また、上述の可視光を反射する機能を有する導電膜としては、金、銀、銅、またはパラジウムから選ばれた金属元素を含む材料を用いることができる。特に、銀元素を含む導電膜を用いることで、可視光における反射率を高めることができるため好適である。

0170

また、上述の可視光を透過する機能を有する導電膜としては、インジウム、錫、亜鉛、ガリウム、またはシリコンから選ばれた元素を含む材料を用いることができる。具体的には、Ｉｎ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ酸化物（ＩＴＯともいう）、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｓｉ酸化物（ＩＴＳＯともいう）、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物等が挙げられる。

0171

また、上述の可視光を透過する機能を有する導電膜としては、グラフェンまたはグラファイトを含む膜を用いてもよい。グラフェンを含む膜としては、酸化グラフェンを含む膜を形成し、酸化グラフェンを含む膜を還元することにより、グラフェンを含む膜を形成することができる。還元する方法としては、熱を加える方法や還元剤を用いる方法等が挙げられる。

0172

また、導電膜３１、３６、３８、４２、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５２ｅ、５８ａ、５８ｂ、６４、７０、７８、９２を、無電解めっき法により形成することができる。当該無電解めっき法により形成できる材料としては、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｃｏ、Ａｇ、およびＰｄの中から選ばれるいずれか一つまたは複数を用いることが可能である。特に、ＣｕまたはＡｇを用いると、導電膜の抵抗を低くすることができるため、好適である。

0173

また、無電解めっき法により導電膜を形成した場合、当該導電膜の構成元素が外部に拡散しないように、当該導電膜の下に、拡散防止膜を形成してもよい。また、当該拡散防止膜と、当該導電膜との間に、導電膜を成長させることが出来るシード膜を形成してもよい。上記拡散防止膜としては、例えば、スパッタリング法を用いて形成することができる。また、当該拡散防止膜としては、例えば、窒化タンタル膜または窒化チタン膜を用いることができる。また、上記シード膜としては、無電解めっき法により形成することができる。また、当該シート膜としては、無電解めっき法により形成することができる導電膜の材料と同様の材料を用いることができる。

0174

また、上述の可視光を反射する機能を有する導電膜と、可視光を透過する機能を有する導電膜とを組み合わせて、反射する機能と透過する機能とを有する導電膜としてもよい。例えば、表示素子１４が有する一対の電極の一方を反射する機能を有する導電膜とし、他方を反射する機能と透過する機能とを有する導電膜とする構成が挙げられる。当該構成とすることで、一対の電極間で光の共振効果を利用した微小光共振器（マイクロキャビティ）構造となるため、特定波長における光強度を増加させることができる。

0175

なお、表示素子１４が有する一対の電極の他方（例えば導電膜７０）をＩｎ−Ｓｎ−Ｓｉ酸化物と、銀を含む合金との積層構造とすることができる。当該銀を含む合金としては、可視光を透過させるために、薄膜（例えば、５０ｎｍ以下、さらに好ましくは３０ｎｍ以下）とすればよい。

0176

［絶縁膜］
絶縁膜３２、３４、４０、４４、４８、５４、６０、６２、６８、７２としては、絶縁性の無機材料、絶縁性の有機材料、または絶縁性の無機材料と絶縁性の有機材料とを含む絶縁性の複合材料を用いることができる。

0177

上述の絶縁性の無機材料としては、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、酸化アルミニウム膜等が挙げられる。また、上述の無機材料を複数積層してもよい。

0178

また、上述の絶縁性の有機材料としては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド（ナイロン、アラミド等）、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、もしくはシロキサン結合を有する樹脂を含む材料が挙げられる。また、上述の絶縁性の有機材料としては、感光性を有する材料を用いてもよい。

0179

［金属酸化物膜］
金属酸化物膜５０ａ、５０ｂ、５６は、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（Ｍはガリウム、アルミニウム、シリコン、チタン、ゲルマニウム、ホウ素、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、鉄、ニッケル、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウム）等の酸化物で形成される。また、金属酸化物膜５０ａ、５０ｂ、５６として、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物を用いてもよい。当該物質を用いた金属酸化物は、シリコンよりもバンドギャップが大きい。したがって、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３のオフ状態における電流を低減できるため好ましい。なお、金属酸化物膜５０ａ、５０ｂ、５６に用いることのできる金属酸化物膜については、実施の形態３および実施の形態４にて詳細に説明を行う。

0180

［液晶層］
液晶層９６としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等が挙げられる。または、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す液晶材料を用いてもよい。または、ブルー相を示す液晶材料を用いてもよい。

0181

また、液晶層９６の駆動方法としては、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＦＦＳモード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モードなどが挙げられる。また、垂直配向（ＶＡ）モード、具体的には、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＣＰＡ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｐｉｎｗｈｅｅｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｕｐｅｒ−Ｖｉｅｗ）モードなどの駆動方法を用いてもよい。

0182

［ＥＬ層］
ＥＬ層７６としては、少なくとも発光材料を有する。当該発光材料としては、有機化合物、または量子ドットなどの無機化合物が挙げられる。

0183

上述の有機化合物、および無機化合物としては、例えば、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、グラビア印刷法等の方法を用いて形成することができる。

0184

有機化合物に用いることのできる材料としては、蛍光材料または燐光材料が挙げられる。寿命の観点からは、蛍光材料を用いればよく、効率の観点からは燐光材料を用いればよい。発光色に応じ、効率と寿命を考慮し、蛍光材料および燐光材料を適宜選択して用いればよい。または、蛍光材料および燐光材料の双方を有する構成としてもよい。

0185

また、量子ドットは、数ｎｍサイズの半導体ナノ結晶であり、１×１０３個から１×１０６個程度の原子から構成されている。量子ドットはサイズに依存してエネルギーシフトするため、同じ物質から構成される量子ドットであっても、サイズによって発光波長が異なり、用いる量子ドットのサイズを変更することによって容易に発光波長を調整することができる。

0186

また、量子ドットは、発光スペクトルのピーク幅が狭いため、色純度のよい発光を得ることができる。さらに、量子ドットの理論的な外部量子効率はほぼ１００％であると言われており、蛍光発光を呈する有機化合物の２５％を大きく上回り、燐光発光を呈する有機化合物と同等となっている。このことから、量子ドットを発光材料として用いることによって発光効率の高い発光素子を得ることができる。その上、無機化合物である量子ドットはその本質的な安定性にも優れているため、寿命の観点からも好ましい発光素子を得ることができる。

0187

量子ドットを構成する材料としては、周期表第１４族元素、周期表第１５族元素、周期表第１６族元素、複数の周期表第１４族元素からなる化合物、周期表第４族から周期表第１４族に属する元素と周期表第１６族元素との化合物、周期表第２族元素と周期表第１６族元素との化合物、周期表第１３族元素と周期表第１５族元素との化合物、周期表第１３族元素と周期表第１７族元素との化合物、周期表第１４族元素と周期表第１５族元素との化合物、周期表第１１族元素と周期表第１７族元素との化合物、酸化鉄類、酸化チタン類、カルコゲナイドスピネル類、各種半導体クラスターなどを挙げることができる。

0188

具体的には、セレン化カドミウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、セレン化亜鉛、酸化亜鉛、硫化亜鉛、テルル化亜鉛、硫化水銀、セレン化水銀、テルル化水銀、砒化インジウム、リン化インジウム、砒化ガリウム、リン化ガリウム、窒化インジウム、窒化ガリウム、アンチモン化インジウム、アンチモン化ガリウム、リン化アルミニウム、砒化アルミニウム、アンチモン化アルミニウム、セレン化鉛、テルル化鉛、硫化鉛、セレン化インジウム、テルル化インジウム、硫化インジウム、セレン化ガリウム、硫化砒素、セレン化砒素、テルル化砒素、硫化アンチモン、セレン化アンチモン、テルル化アンチモン、硫化ビスマス、セレン化ビスマス、テルル化ビスマス、ケイ素、炭化ケイ素、ゲルマニウム、錫、セレン、テルル、ホウ素、炭素、リン、窒化ホウ素、リン化ホウ素、砒化ホウ素、窒化アルミニウム、硫化アルミニウム、硫化バリウム、セレン化バリウム、テルル化バリウム、硫化カルシウム、セレン化カルシウム、テルル化カルシウム、硫化ベリリウム、セレン化ベリリウム、テルル化ベリリウム、硫化マグネシウム、セレン化マグネシウム、硫化ゲルマニウム、セレン化ゲルマニウム、テルル化ゲルマニウム、硫化錫、セレン化錫、テルル化錫、酸化鉛、フッ化銅、塩化銅、臭化銅、ヨウ化銅、酸化銅、セレン化銅、酸化ニッケル、酸化コバルト、硫化コバルト、四酸化三鉄、硫化鉄、酸化マンガン、硫化モリブデン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ジルコニウム、窒化ケイ素、窒化ゲルマニウム、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、セレンと亜鉛とカドミウムの化合物、インジウムと砒素とリンの化合物、カドミウムとセレンと硫黄の化合物、カドミウムとセレンとテルルの化合物、インジウムとガリウムと砒素の化合物、インジウムとガリウムとセレンの化合物、インジウムとセレンと硫黄の化合物、銅とインジウムと硫黄の化合物およびこれらの組合せなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、組成が任意の比率で表される、いわゆる合金型量子ドットを用いても良い。例えば、カドミウムとセレンと硫黄の合金型量子ドットは、元素の含有比率を変化させることで発光波長を変えることができるため、青色発光を得るには有効な手段の一つである。

0189

量子ドットの構造としては、コア型、コア−シェル型、コア−マルチシェル型などがあり、そのいずれを用いても良いが、コアを覆ってより広いバンドギャップを持つ別の無機材料でシェルを形成することによって、ナノ結晶表面に存在する欠陥やダングリングボンドの影響を低減することができる。これにより、発光の量子効率が大きく改善するためコア−シェル型やコア−マルチシェル型の量子ドットを用いることが好ましい。シェルの材料の例としては、硫化亜鉛や酸化亜鉛が挙げられる。

0190

また、量子ドットは、表面原子の割合が高いことから、反応性が高く、凝集が起こりやすい。そのため、量子ドットの表面には保護剤が付着しているまたは保護基が設けられていることが好ましい。当該保護剤が付着しているまたは保護基が設けられていることによって、凝集を防ぎ、溶媒への溶解性を高めることができる。また、反応性を低減させ、電気的安定性を向上させることも可能である。保護剤（または保護基）としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、トリプロピルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリヘキシルホスフィン、トリオクチルホスフィン等のトリアルキルホスフィン類、ポリオキシエチレンｎ−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンｎ−ノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、トリ（ｎ−ヘキシル）アミン、トリ（ｎ−オクチル）アミン、トリ（ｎ−デシル）アミン等の第３級アミン類、トリプロピルホスフィンオキシド、トリブチルホスフィンオキシド、トリヘキシルホスフィンオキシド、トリオクチルホスフィンオキシド、トリデシルホスフィンオキシド等の有機リン化合物、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類、また、ピリジン、ルチジン、コリジン、キノリン類等の含窒素芳香族化合物等の有機窒素化合物、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン等のアミノアルカン類、ジブチルスルフィド等のジアルキルスルフィド類、ジメチルスルホキシドやジブチルスルホキシド等のジアルキルスルホキシド類、チオフェン等の含硫黄芳香族化合物等の有機硫黄化合物、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の高級脂肪酸、アルコール類、ソルビタン脂肪酸エステル類、脂肪酸変性ポリエステル類、３級アミン変性ポリウレタン類、ポリエチレンイミン類等が挙げられる。

0191

量子ドットは、サイズが小さくなるに従いバンドギャップが大きくなるため、所望の波長の光が得られるようにそのサイズを適宜調節する。結晶サイズが小さくなるにつれて、量子ドットの発光は青色側へ、つまり、高エネルギー側へとシフトするため、量子ドットのサイズを変化させることにより、紫外領域、可視領域、赤外領域のスペクトルの波長領域にわたって、その発光波長を調節することができる。量子ドットのサイズ（直径）は０．５ｎｍ乃至２０ｎｍ、好ましくは１ｎｍ乃至１０ｎｍの範囲のものが通常良く用いられる。なお、量子ドットはそのサイズ分布が狭いほど、より発光スペクトルが狭線化し、色純度の良好な発光を得ることができる。また、量子ドットの形状は特に限定されず、球状、棒状、円盤状、その他の形状であってもよい。なお、棒状の量子ドットである量子ロッドはｃ軸方向に偏光した指向性を有する光を呈するため、量子ロッドを発光材料として用いることにより、より外部量子効率が良好な発光素子を得ることができる。

0192

また、ＥＬ素子では多くの場合、発光材料をホスト材料に分散することによって発光効率を高めるが、ホスト材料は発光材料以上の一重項励起エネルギーまたは三重項励起エネルギーを有する物質であることが必要である。特に青色の燐光材料を用いる場合においては、それ以上の三重項励起エネルギーを有する材料であり、且つ、寿命の観点で優れたホスト材料の開発は困難を極めている。一方で、量子ドットはホスト材料を用いずに量子ドットのみで発光層を構成しても発光効率を保つことができるため、この点でも寿命という観点から好ましい発光素子を得ることができる。量子ドットのみで発光層を形成する場合には、量子ドットはコア−シェル構造（コア−マルチシェル構造を含む）であることが好ましい。

0193

［配向膜］
配向膜９４、９８としては、ポリイミド樹脂等を含む材料を用いることができる。例えば、ポリイミド樹脂等を含む材料が、所定の方向に配向するようにラビング処理または光配向処理を行えばよい。

0194

［着色膜］
着色膜６９、１００は、所謂カラーフィルタとしての機能を有する。着色膜６９、１００としては、所定の色の光を透過する材料（例えば、青色の光を透過する材料、緑色の光を透過する材料、赤色の光を透過する材料、黄色の光を透過する材料または白色の光を透過する材料など）を用いればよい。

0195

［構造体］
構造体７４としては、有機材料、無機材料、または有機材料と無機材料との複合材料を含む絶縁性材料を用いることができる。当該絶縁性材料としては、絶縁膜３２、３４、４０、４４、４８、５４、６０、６２、６８、７２に列挙した材料を用いることができる。

0196

［封止材］
封止材８２としては、無機材料、有機材料、または無機材料と有機材料との複合材料等を用いることができる。上述の有機材料としては、例えば、熱溶融性の樹脂または熱硬化性の樹脂を含む有機材料が挙げられる。また、封止材８２としては、樹脂材料を含む接着剤（反応硬化型の接着剤、光硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤等）を用いてもよい。また、上述の樹脂材料としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、フェノール系樹脂、ポリイミド系樹脂、イミド系樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）系樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）系樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）系樹脂等が挙げられる。

0197

また、図１、図２、図４、図６乃至図１３には明示しないが、表示装置５００は、下記の構成要素を有していてもよい。

0198

［機能膜］
表示装置５００は、基板８０および基板９０のいずれか一方または双方に接して機能膜を有していてもよい。当該機能膜としては、偏光板、位相差板、拡散フィルム、反射防止フィルムまたは集光フィルム等を用いることができる。また、機能膜として、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜等を用いることができる。

0199

［遮光膜］
表示装置５００は、隣接する画素間に光の透過を抑制する遮光膜を有していてもよい。当該遮光膜としては、金属材料、または黒色顔料を含んだ有機樹脂材料等が挙げられる。

0200

このように、本発明の一態様の表示装置においては、２種類の表示素子を、異なるトランジスタを用いて、それぞれ独立に制御することができる。よって、表示品位の高い表示装置を提供することができる。

0201

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。

0202

（実施の形態２）
本実施の形態においては、本発明の一態様の表示装置に入力装置を取り付ける構成について、図１４乃至図１７を用いて説明を行う。

0203

＜２−１．入出力装置に関する説明＞
なお、本実施の形態において、表示装置５００と、入力装置とを合わせたタッチパネル２０００について説明する。また、入力装置の一例として、タッチセンサを用いる場合について説明する。

0204

図１４（Ａ）（Ｂ）は、タッチパネル２０００の斜視図である。なお、図１４（Ａ）（Ｂ）において、明瞭化のため、タッチパネル２０００の代表的な構成要素を示す。

0205

タッチパネル２０００は、表示装置５００とタッチセンサ２５９５とを有する（図１４（Ｂ）参照）。また、タッチパネル２０００は、基板８０、基板９０、および基板２５９０を有する。

0206

表示装置５００は、基板８０上に複数の画素および該画素に信号を供給することができる複数の配線２５１１を有する。複数の配線２５１１は、基板８０の外周部にまで引き回され、その一部が端子２５１９を構成している。端子２５１９はＦＰＣ２５０９（１）と電気的に接続する。

0207

基板２５９０は、タッチセンサ２５９５と、タッチセンサ２５９５と電気的に接続する複数の配線２５９８とを有する。複数の配線２５９８は、基板２５９０の外周部に引き回され、その一部は端子を構成する。そして、該端子はＦＰＣ２５０９（２）と電気的に接続される。なお、図１４（Ｂ）では明瞭化のため、基板２５９０の裏面側（基板８０と対向する面側）に設けられるタッチセンサ２５９５の電極や配線等を実線で示している。

0208

タッチセンサ２５９５として、例えば静電容量方式のタッチセンサを適用できる。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。

0209

投影型静電容量方式としては、主に駆動方式の違いから自己容量方式、相互容量方式などがある。相互容量方式を用いると同時多点検出が可能となるため好ましい。なお、図１４（Ｂ）に示すタッチセンサ２５９５は、投影型静電容量方式のタッチセンサを適用した構成である。

0210

また、タッチセンサ２５９５には、指等の検知対象の近接または接触を検知することができる、様々なセンサを適用することができる。

0211

投影型静電容量方式のタッチセンサ２５９５は、電極２５９１と電極２５９２とを有する。電極２５９１は、複数の配線２５９８のいずれかと電気的に接続し、電極２５９２は複数の配線２５９８の他のいずれかと電気的に接続する。

0212

電極２５９２は、図１４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、一方向に繰り返し配置された複数の四辺形が角部で接続される形状を有する。

0213

電極２５９１は四辺形であり、電極２５９２が延在する方向と交差する方向に繰り返し配置されている。

0214

配線２５９４は、電極２５９２を挟む二つの電極２５９１と電気的に接続する。このとき、電極２５９２と配線２５９４の交差部の面積ができるだけ小さくなる形状が好ましい。これにより、電極が設けられていない領域の面積を低減でき、透過率のバラツキを低減できる。その結果、タッチセンサ２５９５を透過する光の輝度のバラツキを低減することができる。

0215

なお、電極２５９１および電極２５９２の形状はこれに限定されず、様々な形状を取りうる。例えば、複数の電極２５９１をできるだけ隙間が生じないように配置し、絶縁層を介して電極２５９２を、電極２５９１と重ならない領域ができるように離間して複数設ける構成としてもよい。このとき、隣接する２つの電極２５９２の間に、これらとは電気的に絶縁されたダミー電極を設けると、透過率の異なる領域の面積を低減できるため好ましい。

0216

なお、電極２５９１、電極２５９２、配線２５９８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、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛等を有する透明導電膜（例えば、ＩＴＯなど）が挙げられる。また、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、例えば、抵抗値が低い方が好ましい。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、直径が数ナノメール）複数の導電体を用いて構成されるような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、Ａｌメッシュなどを用いてもよい。例えば、タッチパネルを構成する配線や電極にＡｇナノワイヤを用いる場合、可視光において透過率を８９％以上、シート抵抗値を４０Ω／□以上１００Ω／□以下とすることができる。また、上述した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の一例である、金属ナノワイヤ、金属メッシュ、カーボンナノチューブ、グラフェンなどは、可視光において透過率が高いため、表示素子に用いる電極（例えば、画素電極または共通電極など）として用いてもよい。

0217

＜２−２．タッチセンサに関する説明＞
次に、図１５を用いて、タッチセンサ２５９５の詳細について説明する。図１５は、図１４（Ｂ）に示す一点鎖線Ｘ１−Ｘ２間の断面図に相当する。

0218

タッチセンサ２５９５は、基板２５９０上に千鳥状に配置された電極２５９１および電極２５９２と、電極２５９１および電極２５９２を覆う絶縁層２５９３と、隣り合う電極２５９１を電気的に接続する配線２５９４とを有する。

0219

電極２５９１および電極２５９２は、透光性を有する導電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。

0220

例えば、透光性を有する導電性材料を基板２５９０上にスパッタリング法により成膜した後、フォトリソグラフィ法等の様々なパターニング技術により、不要な部分を除去して、電極２５９１および電極２５９２を形成することができる。

0221

また、絶縁層２５９３に用いる材料としては、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、またはシロキサン結合を有する樹脂材料、あるいは酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることができる。

0222

また、電極２５９１に達する開口が絶縁層２５９３に設けられ、配線２５９４が隣接する電極２５９１と電気的に接続する。透光性の導電性材料は、タッチパネルの開口率を高めることができるため、配線２５９４に好適に用いることができる。また、電極２５９１および電極２５９２より導電性の高い材料は、電気抵抗を低減できるため配線２５９４に好適に用いることができる。

0223

電極２５９２は、一方向に延在し、複数の電極２５９２がストライプ状に設けられている。また、配線２５９４は電極２５９２と交差して設けられている。

0224

一対の電極２５９１が１つの電極２５９２を挟んで設けられる。また、配線２５９４は一対の電極２５９１を電気的に接続している。

0225

なお、複数の電極２５９１は、１つの電極２５９２と必ずしも直交する方向に配置される必要はなく、０度を超えて９０度未満の角度をなすように配置されてもよい。

0226

また、配線２５９８は、電極２５９１または電極２５９２と電気的に接続される。また、配線２５９８の一部は、端子として機能する。配線２５９８としては、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、チタン、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、またはパラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。

0227

なお、絶縁層２５９３および配線２５９４を覆う絶縁層を設けて、タッチセンサ２５９５を保護してもよい。

0228

また、接続層２５９９は、配線２５９８とＦＰＣ２５０９（２）を電気的に接続させる。

0229

接続層２５９９としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。

0230

＜２−３．タッチパネルに関する説明＞
次に、図１６を用いて、タッチパネル２０００の詳細について説明する。図１６は、図１４（Ａ）に示す一点鎖線Ｘ３−Ｘ４間の断面図に相当する。

0231

図１６に示すタッチパネル２０００は、図６（Ａ）、（Ｂ）で説明した画素１０を有する表示装置５００と、図１５で説明したタッチセンサ２５９５と、を貼り合わせた構成である。

0232

また、図１６に示すタッチパネル２０００は、図６で説明した画素１０を有する表示装置５００および図１５で説明したタッチセンサ２５９５の他に、接着層２５９７と、反射防止層２５６９と、を有する。

0233

接着層２５９７は、配線２５９４と接して設けられる。なお、接着層２５９７は、タッチセンサ２５９５が表示装置５００に重なるように、基板２５９０を基板９０に貼り合わせている。また、接着層２５９７は、透光性を有すると好ましい。また、接着層２５９７としては、熱硬化性樹脂、または紫外線硬化樹脂を用いることができる。例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはシロキサン系樹脂を用いることができる。

0234

反射防止層２５６９は、画素１０に重なる位置に設けられる。反射防止層２５６９として、例えば円偏光板を用いることができる。

0235

また、タッチパネル２０００は、所謂アウトセル型のタッチパネルである。ただし、本発明の一態様は、上記構成に限定されず、インセル型のタッチパネル、またはオンセル型のタッチパネルとしてもよい。

0236

＜２−４．タッチパネルの駆動方法に関する説明＞
次に、タッチパネルの駆動方法の一例について、図１７を用いて説明を行う。

0237

図１７（Ａ）は、相互容量方式のタッチセンサの構成を示すブロック図である。図１７（Ａ）では、パルス電圧出力回路２６０１、電流検出回路２６０２を示している。なお、図１７（Ａ）では、パルス電圧が与えられる電極２６２１をＸ１−Ｘ６として、電流の変化を検知する電極２６２２をＹ１−Ｙ６として、それぞれ６本の配線で例示している。また、図１７（Ａ）は、電極２６２１と、電極２６２２とが重畳することで形成される容量２６０３を示している。なお、電極２６２１と電極２６２２とはその機能を互いに置き換えてもよい。

0238

パルス電圧出力回路２６０１は、Ｘ１−Ｘ６の配線に順にパルスを印加するための回路である。Ｘ１−Ｘ６の配線にパルス電圧が印加されることで、容量２６０３を形成する電極２６２１と電極２６２２との間に電界が生じる。この電極間に生じる電界が遮蔽等により容量２６０３の相互容量に変化を生じさせることを利用して、被検知体の近接、または接触を検出することができる。

0239

電流検出回路２６０２は、容量２６０３での相互容量の変化による、Ｙ１−Ｙ６の配線での電流の変化を検出するための回路である。Ｙ１−Ｙ６の配線では、被検知体の近接、または接触がないと検出される電流値に変化はないが、検出する被検知体の近接、または接触により相互容量が減少する場合には電流値が減少する変化を検出する。なお電流の検出は、積分回路等を用いて行えばよい。

0240

次に、図１７（Ｂ）には、図１７（Ａ）で示す相互容量方式のタッチセンサにおける入出力波形のタイミングチャートを示す。図１７（Ｂ）では、１フレーム期間で各行列での被検知体の検出を行うものとする。また図１７（Ｂ）では、被検知体を検出しない場合（非タッチ）と被検知体を検出する場合（タッチ）との２つの場合について示している。なおＹ１−Ｙ６の配線については、検出される電流値に対応する電圧値とした波形を示している。

0241

Ｘ１−Ｘ６の配線には、順にパルス電圧が与えられ、該パルス電圧にしたがってＹ１−Ｙ６の配線での波形が変化する。被検知体の近接または接触がない場合には、Ｘ１−Ｘ６の配線の電圧の変化に応じてＹ１−Ｙ６の波形が一様に変化する。一方、被検知体が近接または接触する箇所では、電流値が減少するため、これに対応する電圧値の波形も変化する。

0242

このように、相互容量の変化を検出することにより、被検知体の近接または接触を検知することができる。

0243

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。

0244

（実施の形態３）
本実施の形態においては、本発明の一態様の金属酸化物膜について、図１８および図１９を用いて説明を行う。

0245

＜３−１．金属酸化物膜＞
以下に、本発明に係る金属酸化物膜について説明する。

0246

金属酸化物膜は、少なくともインジウムまたは亜鉛を含むことが好ましい。特にインジウムおよび亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウムまたはスズなどが含まれていることが好ましい。また、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。

0247

ここでは、金属酸化物膜が、インジウム、元素Ｍおよび亜鉛を有するＩｎＭＺｎＯである場合を考える。なお、元素Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウムまたはスズなどとする。そのほかの元素Ｍに適用可能な元素としては、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、マグネシウムなどがある。ただし、元素Ｍとして、前述の元素を複数組み合わせても構わない場合がある。

0248

＜３−２．金属酸化物膜の構造＞
金属酸化物膜は、単結晶金属酸化物膜と、それ以外の非単結晶金属酸化物膜と、に分けられる。非単結晶金属酸化物膜としては、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ（ｃ−ａｘｉｓ ａｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶金属酸化物膜、ｎｃ−ＯＳ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、擬似非晶質金属酸化物膜（ａ−ｌｉｋｅ ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）および非晶質金属酸化物膜などがある。

0249

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。

0250

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、およ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）を確認することはできない。即ち、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面方向において原子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と考えられる。

0251

また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、インジウム、および酸素を有する層（以下、Ｉｎ層）と、元素Ｍ、亜鉛、および酸素を有する層（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。

0252

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や非晶質金属酸化物膜と区別が付かない場合がある。

0253

ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ−ＯＳと非晶質金属酸化物膜との間の構造を有する金属酸化物膜である。ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、鬆または低密度領域を有する。即ち、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ−ＯＳおよびＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、結晶性が低い。

0254

金属酸化物膜は、多様な構造をとり、それぞれが異なる特性を有する。本発明の一態様の金属酸化物膜は、非晶質金属酸化物膜、多結晶金属酸化物膜、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ、ＣＡＡＣ−ＯＳのうち、二種以上を有していてもよい。

0255

＜３−３．金属酸化物膜の原子数比＞
次に、図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）、および図１８（Ｃ）を用いて、本発明に係る金属酸化物膜が有するインジウム、元素Ｍおよび亜鉛の原子数比の好ましい範囲について説明する。なお、図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）、および図１８（Ｃ）には、酸素の原子数比については記載しない。また、金属酸化物膜が有するインジウム、元素Ｍ、および亜鉛の原子数比のそれぞれの項を［Ｉｎ］、［Ｍ］、および［Ｚｎ］とする。

0256

図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）、および図１８（Ｃ）において、破線は、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝（１＋α）：（１−α）：１の原子数比（−１≦α≦１）となるライン、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝（１＋α）：（１−α）：２の原子数比となるライン、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝（１＋α）：（１−α）：３の原子数比となるライン、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝（１＋α）：（１−α）：４の原子数比となるライン、および［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝（１＋α）：（１−α）：５の原子数比となるラインを表す。

0257

また、一点鎖線は、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝５：１：βの原子数比（β≧０）となるライン、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝２：１：βの原子数比となるライン、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝１：１：βの原子数比となるライン、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝１：２：βの原子数比となるライン、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝１：３：βの原子数比となるライン、および［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝１：４：βの原子数比となるラインを表す。

0258

また、図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）、および図１８（Ｃ）に示す、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝０：２：１の原子数比、およびその近傍値の金属酸化物膜は、スピネル型の結晶構造をとりやすい。

0259

また、金属酸化物膜中に複数の相が共存する場合がある（二相共存、三相共存など）。例えば、原子数比が［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝０：２：１の近傍値である場合、スピネル型の結晶構造と層状の結晶構造との二相が共存しやすい。また、原子数比が［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝１：０：０の近傍値である場合、ビックスバイト型の結晶構造と層状の結晶構造との二相が共存しやすい。金属酸化物膜中に複数の相が共存する場合、異なる結晶構造の間において、結晶粒界が形成される場合がある。

0260

図１８（Ａ）に示す領域Ａは、金属酸化物膜が有する、インジウム、元素Ｍ、および亜鉛の原子数比の好ましい範囲の一例について示している。

0261

金属酸化物膜は、インジウムの含有率を高くすることで、金属酸化物膜のキャリア移動度（電子移動度）を高くすることができる。従って、インジウムの含有率が高い金属酸化物膜はインジウムの含有率が低い金属酸化物膜と比較してキャリア移動度が高くなる。

0262

一方、金属酸化物膜中のインジウムおよび亜鉛の含有率が低くなると、キャリア移動度が低くなる。従って、原子数比が［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝０：１：０、およびその近傍値である場合（例えば図１８（Ｃ）に示す領域Ｃ）は、絶縁性が高くなる。

0263

従って、本発明の一態様の金属酸化物膜は、キャリア移動度が高く、かつ、結晶粒界が少ない層状構造となりやすい、図１８（Ａ）の領域Ａで示される原子数比を有することが好ましい。

0264

特に、図１８（Ｂ）に示す領域Ｂでは、領域Ａの中でも、ＣＡＡＣ−ＯＳとなりやすく、キャリア移動度も高い優れた金属酸化物膜が得られる。

0265

ＣＡＡＣ−ＯＳは結晶性の高い金属酸化物膜である。一方、ＣＡＡＣ−ＯＳは、明確な結晶粒界を確認することはできないため、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、金属酸化物膜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（酸素欠損など）の少ない金属酸化物膜ともいえる。従って、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する金属酸化物膜は、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膜は熱に強く、信頼性が高い。

0266

なお、領域Ｂは、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝４：２：３から４．１、およびその近傍値を含む。近傍値には、例えば、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝５：３：４が含まれる。また、領域Ｂは、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝５：１：６、およびその近傍値、および［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝５：１：７、およびその近傍値を含む。

0267

なお、金属酸化物膜が有する性質は、原子数比によって一義的に定まらない。同じ原子数比であっても、形成条件により、金属酸化物膜の性質が異なる場合がある。例えば、金属酸化物膜をスパッタリング装置にて成膜する場合、ターゲットの原子数比からずれた原子数比の膜が形成される。また、成膜時の基板温度によっては、ターゲットの［Ｚｎ］よりも、膜の［Ｚｎ］が小さくなる場合がある。従って、図示する領域は、金属酸化物膜が特定の特性を有する傾向がある原子数比を示す領域であり、領域Ａ乃至領域Ｃの境界は厳密ではない。

0268

＜３−４．金属酸化物膜を有するトランジスタ＞
続いて、上記金属酸化物膜をトランジスタに用いる場合について説明する。

0269

なお、上記金属酸化物膜をトランジスタに用いることで、結晶粒界におけるキャリア散乱等を減少させることができるため、高い電界効果移動度のトランジスタを実現することができる。また、信頼性の高いトランジスタを実現することができる。

0270

また、トランジスタには、キャリア密度の低い金属酸化物膜を用いることが好ましい。金属酸化物膜のキャリア密度を低くする場合においては、金属酸化物膜中の不純物濃度を低くし、欠陥準位密度を低くすればよい。本明細書等において、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低いことを高純度真性または実質的に高純度真性と言う。例えば、金属酸化物膜は、キャリア密度が８×１０１１／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１１／ｃｍ３未満、さらに好ましくは１×１０１０／ｃｍ３未満であり、１×１０−９／ｃｍ３以上とすればよい。

0271

また、高純度真性または実質的に高純度真性である金属酸化物膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度も低くなる場合がある。

0272

また、金属酸化物膜のトラップ準位に捕獲された電荷は、消失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、トラップ準位密度の高い金属酸化物膜にチャネル領域が形成されるトランジスタは、電気特性が不安定となる場合がある。

0273

従って、トランジスタの電気特性を安定にするためには、金属酸化物膜中の不純物濃度を低減することが有効である。また、金属酸化物膜中の不純物濃度を低減するためには、近接する膜中の不純物濃度も低減することが好ましい。不純物としては、水素、窒素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、鉄、ニッケル、シリコン等がある。

0274

＜３−５．金属酸化物膜中における不純物＞
ここで、金属酸化物膜中における各不純物の影響について説明する。

0275

金属酸化物膜において、第１４族元素の一つであるシリコンや炭素が含まれると、金属酸化物膜において欠陥準位が形成される。このため、金属酸化物膜におけるシリコンや炭素の濃度と、金属酸化物膜との界面近傍のシリコンや炭素の濃度（二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により得られる濃度）を、２×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。

0276

また、金属酸化物膜にアルカリ金属またはアルカリ土類金属が含まれると、欠陥準位を形成し、キャリアを生成する場合がある。従って、アルカリ金属またはアルカリ土類金属が含まれている金属酸化物膜を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、金属酸化物膜中のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を低減することが好ましい。具体的には、ＳＩＭＳにより得られる金属酸化物膜中のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。

0277

また、金属酸化物膜において、窒素が含まれると、キャリアである電子が生じ、キャリア密度が増加し、ｎ型化しやすい。この結果、窒素が含まれている金属酸化物膜を半導体に用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。従って、該金属酸化物膜において、窒素はできる限り低減されていることが好ましい、例えば、金属酸化物膜中の窒素濃度は、ＳＩＭＳにおいて、５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、より好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、さらに好ましくは５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。

0278

また、金属酸化物膜に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になるため、酸素欠損を形成する場合がある。該酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸素と結合して、キャリアである電子を生成することがある。従って、水素が含まれている金属酸化物膜を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、金属酸化物膜中の水素はできる限り低減されていることが好ましい。具体的には、金属酸化物膜において、ＳＩＭＳにより得られる水素濃度を、１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、より好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、さらに好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満とする。

0279

不純物が十分に低減された金属酸化物膜をトランジスタのチャネル領域に用いることで、安定した電気特性を付与することができる。

0280

＜３−６．バンド図＞
続いて、該金属酸化物膜を２層構造、または３層構造とした場合について述べる。金属酸化物膜Ｓ１、金属酸化物膜Ｓ２、および金属酸化物膜Ｓ３の積層構造、および積層構造に接する絶縁膜のバンド図と、金属酸化物膜Ｓ２および金属酸化物膜Ｓ３の積層構造、および積層構造に接する絶縁膜のバンド図と、金属酸化物膜Ｓ１および金属酸化物膜Ｓ２の積層構造、および積層構造に接する絶縁膜のバンド図と、について、図１９を用いて説明する。

0281

図１９（Ａ）は、絶縁膜Ｉ１、金属酸化物膜Ｓ１、金属酸化物膜Ｓ２、金属酸化物膜Ｓ３、および絶縁膜Ｉ２を有する積層構造の膜厚方向のバンド図の一例である。また、図１９（Ｂ）は、絶縁膜Ｉ１、金属酸化物膜Ｓ２、金属酸化物膜Ｓ３、および絶縁膜Ｉ２を有する積層構造の膜厚方向のバンド図の一例である。また、図１９（Ｃ）は、絶縁膜Ｉ１、金属酸化物膜Ｓ１、金属酸化物膜Ｓ２、および絶縁膜Ｉ２を有する積層構造の膜厚方向のバンド図の一例である。なお、バンド図は、理解を容易にするため絶縁膜Ｉ１、金属酸化物膜Ｓ１、金属酸化物膜Ｓ２、金属酸化物膜Ｓ３、および絶縁膜Ｉ２の伝導帯下端のエネルギー準位（Ｅｃ）を示す。

0282

金属酸化物膜Ｓ１、金属酸化物膜Ｓ３は、金属酸化物膜Ｓ２よりも伝導帯下端のエネルギー準位が真空準位に近く、代表的には、金属酸化物膜Ｓ２の伝導帯下端のエネルギー準位と、金属酸化物膜Ｓ１、金属酸化物膜Ｓ３の伝導帯下端のエネルギー準位との差が、０．１５ｅＶ以上、または０．５ｅＶ以上、かつ２ｅＶ以下、または１ｅＶ以下であることが好ましい。すなわち、金属酸化物膜Ｓ１、金属酸化物膜Ｓ３の電子親和力と、金属酸化物膜Ｓ２の電子親和力との差が、０．１５ｅＶ以上、または０．５ｅＶ以上、かつ２ｅＶ以下、または１ｅＶ以下であることが好ましい。

0283

図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）、および図１９（Ｃ）に示すように、金属酸化物膜Ｓ１、金属酸化物膜Ｓ２、金属酸化物膜Ｓ３において、伝導帯下端のエネルギー準位はなだらかに変化する。換言すると、連続的に変化または連続接合するともいうことができる。このようなバンド図を有するためには、金属酸化物膜Ｓ１と金属酸化物膜Ｓ２との界面、または金属酸化物膜Ｓ２と金属酸化物膜Ｓ３との界面において形成される混合層の欠陥準位密度を低くするとよい。

0284

具体的には、金属酸化物膜Ｓ１と金属酸化物膜Ｓ２、金属酸化物膜Ｓ２と金属酸化物膜Ｓ３が、酸素以外に共通の元素を有する（主成分とする）ことで、欠陥準位密度が低い混合層を形成することができる。例えば、金属酸化物膜Ｓ２がＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ金属酸化物膜の場合、金属酸化物膜Ｓ１、金属酸化物膜Ｓ３として、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ金属酸化物膜、Ｇａ−Ｚｎ金属酸化物膜、酸化ガリウムなどを用いるとよい。

0285

このとき、キャリアの主たる経路は金属酸化物膜Ｓ２となる。金属酸化物膜Ｓ１と金属酸化物膜Ｓ２との界面、および金属酸化物膜Ｓ２と金属酸化物膜Ｓ３との界面における欠陥準位密度を低くすることができるため、界面散乱によるキャリア伝導への影響が小さく、高いオン電流が得られる。

0286

トラップ準位に電子が捕獲されることで、捕獲された電子は固定電荷のように振る舞うため、トランジスタのしきい値電圧はプラス方向にシフトしてしまう。金属酸化物膜Ｓ１、金属酸化物膜Ｓ３を設けることにより、トラップ準位を金属酸化物膜Ｓ２より遠ざけることができる。当該構成とすることで、トランジスタのしきい値電圧がプラス方向にシフトすることを防止することができる。

0287

金属酸化物膜Ｓ１、および金属酸化物膜Ｓ３は、金属酸化物膜Ｓ２と比較して、導電率が十分に低い材料を用いる。このとき、金属酸化物膜Ｓ２、金属酸化物膜Ｓ２と金属酸化物膜Ｓ１との界面、および金属酸化物膜Ｓ２と金属酸化物膜Ｓ３との界面が、主にチャネル領域として機能する。例えば、金属酸化物膜Ｓ１、金属酸化物膜Ｓ３には、図１８（Ｃ）において、絶縁性が高くなる領域Ｃで示す原子数比の金属酸化物膜を用いればよい。なお、図１８（Ｃ）に示す領域Ｃは、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝０：１：０、およびその近傍値、［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝１：３：２およびその近傍値、および［Ｉｎ］：［Ｍ］：［Ｚｎ］＝１：３：４、およびその近傍値である原子数比を示している。

0288

特に、金属酸化物膜Ｓ２に領域Ａで示される原子数比の金属酸化物膜を用いる場合、金属酸化物膜Ｓ１および金属酸化物膜Ｓ３には、［Ｍ］／［Ｉｎ］が１以上、好ましくは２以上である金属酸化物膜を用いることが好ましい。また、金属酸化物膜Ｓ３として、十分に高い絶縁性を得ることができる［Ｍ］／（［Ｚｎ］＋［Ｉｎ］）が１以上である金属酸化物膜を用いることが好適である。

0289

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。

0290

（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様で開示されるトランジスタに用いることができるＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ）−ＯＳの構成について説明する。

0291

ＣＡＣ−ＯＳとは、例えば、金属酸化物膜を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、金属酸化物膜において、一つあるいはそれ以上の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。

0292

なお、金属酸化物膜は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウムおよび亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。

0293

例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳ（ＣＡＣ−ＯＳの中でもＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を、特にＣＡＣ−ＩＧＺＯと呼称してもよい。）とは、インジウム酸化物（以下、ＩｎＯＸ１（Ｘ１は０よりも大きい実数）とする。）、またはインジウム亜鉛酸化物（以下、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２（Ｘ２、Ｙ２、およびＺ２は０よりも大きい実数）とする。）と、ガリウム酸化物（以下、ＧａＯＸ３（Ｘ３は０よりも大きい実数）とする。）、またはガリウム亜鉛酸化物（以下、ＧａＸ４ＺｎＹ４ＯＺ４（Ｘ４、Ｙ４、およびＺ４は０よりも大きい実数）とする。）などと、に材料が分離することでモザイク状となり、モザイク状のＩｎＯＸ１、またはＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２が、膜中に均一に分布した構成（以下、クラウド状ともいう。）である。

0294

つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物膜である。なお、本明細書において、例えば、第１の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比が、第２の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比よりも大きいことを、第１の領域は、第２の領域と比較して、Ｉｎの濃度が高いとする。

0295

なお、ＩＧＺＯは通称であり、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、およびＯによる１つの化合物をいう場合がある。代表例として、ＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ１（ｍ１は自然数）、またはＩｎ（１＋ｘ０）Ｇａ（１−ｘ０）Ｏ３（ＺｎＯ）ｍ０（−１≦ｘ０≦１、ｍ０は任意数）で表される結晶性の化合物が挙げられる。

0296

上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、またはＣＡＡＣ構造を有する。なお、ＣＡＡＣ構造とは、複数のＩＧＺＯのナノ結晶がｃ軸配向を有し、かつａ−ｂ面においては配向せずに連結した結晶構造である。

0297

一方、ＣＡＣ−ＯＳは、金属酸化物膜の材料構成に関する。ＣＡＣ−ＯＳとは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、およびＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。従って、ＣＡＣ−ＯＳにおいて、結晶構造は副次的な要素である。

0298

なお、ＣＡＣ−ＯＳは、組成の異なる二種類以上の膜の積層構造は含まないものとする。例えば、Ｉｎを主成分とする膜と、Ｇａを主成分とする膜との２層からなる構造は、含まない。

0299

なお、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。

0300

なお、ガリウムの代わりに、アルミニウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれている場合、ＣＡＣ−ＯＳは、一部に該金属元素を主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。

0301

ＣＡＣ−ＯＳは、例えば基板を意図的に加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、ＣＡＣ−ＯＳをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス（代表的にはアルゴン）、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば酸素ガスの流量比を０％以上３０％未満、好ましくは０％以上１０％以下とすることが好ましい。

0302

ＣＡＣ−ＯＳは、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）測定法のひとつであるＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法によるθ／２θスキャンを用いて測定したときに、明確なピークが観察されないという特徴を有する。すなわち、Ｘ線回折から、測定領域のａ−ｂ面方向、およびｃ軸方向の配向は見られないことが分かる。

0303

またＣＡＣ−ＯＳは、プローブ径が１ｎｍの電子線（ナノビーム電子線ともいう。）を照射することで得られる電子線回折パターンにおいて、リング状に輝度の高い領域と、該リング領域に複数の輝点が観測される。従って、電子線回折パターンから、ＣＡＣ−ＯＳの結晶構造が、平面方向、および断面方向において、配向性を有さないｎｃ（ｎａｎｏ−ｃｒｙｓｔａｌ）構造を有することがわかる。

0304

また例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳでは、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて取得したＥＤＸマッピングにより、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域とが、偏在し、混合している構造を有することが確認できる。

0305

ＣＡＣ−ＯＳは、金属元素が均一に分布したＩＧＺＯ化合物とは異なる構造であり、ＩＧＺＯ化合物と異なる性質を有する。つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、ＧａＯＸ３などが主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域と、に互いに相分離し、各元素を主成分とする領域がモザイク状である構造を有する。

0306

ここで、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域は、ＧａＯＸ３などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、金属酸化物膜としての導電性が発現する。従って、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域が、金属酸化物膜中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度（μ）が実現できる。

0307

一方、ＧａＯＸ３などが主成分である領域は、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、ＧａＯＸ３などが主成分である領域が、金属酸化物膜中に分布することで、リーク電流を抑制し、良好なスイッチング動作を実現できる。

0308

従って、ＣＡＣ−ＯＳを半導体素子に用いた場合、ＧａＯＸ３などに起因する絶縁性と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１に起因する導電性とが、相補的に作用することにより、高いオン電流（Ｉｏｎ）、および高い電界効果移動度（μ）を実現することができる。

0309

また、ＣＡＣ−ＯＳを用いた半導体素子は、信頼性が高い。従って、ＣＡＣ−ＯＳは、ディスプレイをはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。

0310

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。

0311

（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を有する表示モジュールおよび電子機器について、図２０乃至図２２を用いて説明を行う。

0312

＜４−１．表示モジュール＞
図２０に示す表示モジュール８０００は、上部カバー８００１と下部カバー８００２との間に、ＦＰＣ８００３が接続されたタッチパネル８００４、ＦＰＣ８００５が接続された表示パネル８００６、フレーム８００９、プリント基板８０１０、バッテリ８０１１を有する。

0313

本発明の一態様の表示装置は、例えば、表示パネル８００６に用いることができる。これにより、高輝度の画像を低消費電力で表示することができる。

0314

上部カバー８００１および下部カバー８００２は、タッチパネル８００４および表示パネル８００６のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。

0315

タッチパネル８００４は、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルを表示パネル８００６に重畳して用いることができる。また、表示パネル８００６の対向基板（封止基板）に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。また、表示パネル８００６の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチパネルとすることも可能である。

0316

フレーム８００９は、表示パネル８００６の保護機能の他、プリント基板８０１０の動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム８００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。

0317

プリント基板８０１０は、電源回路、ビデオ信号およびクロック信号を出力するための信号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリ８０１１による電源であってもよい。バッテリ８０１１は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。

0318

また、表示モジュール８０００は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加して設けてもよい。

0319

＜４−２．電子機器＞
図２１（Ａ）乃至図２１（Ｅ）、および図２２（Ａ）乃至図２２（Ｄ）は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐体９０００、表示部９００１、カメラ９００２、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、または操作スイッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（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）、マイクロフォン９００８等を有する。