JP2018025795A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用環境によらず、高い表示品位で映像を表示すること。軽くて割れにくい表示装置を提供すること。表示装置の消費電力を低減すること。【解決手段】反射型の第１の表示素子と、第１の表示素子と接続される第１のトランジスタと、第２の表示素子と、第２の表示素子と接続される第２のトランジスタと、を有する表示装置とする。反射型の第１の表示素子及び第１のトランジスタと、第２の表示素子及び第２のトランジスタとは、接着層により貼り合せられる。第２の表示素子からの光は、第１の表示素子側の表示面に射出され、第２の表示素子から表示面との光路上に設けられる集光手段もしくは導光手段により、光は集光または導光されて射出される。【選択図】図１

Description

本発明の一態様は、表示装置に関する。

なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置、入出力装置、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法、を一例として挙げることができる。

なお、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。トランジスタ、半導体回路、演算装置、記憶装置等は半導体装置の一態様である。また、撮像装置、電気光学装置、発電装置（薄膜太陽電池、有機薄膜太陽電池等を含む）、及び電子機器は半導体装置を有している場合がある。

表示装置の一つとして、液晶素子を備える液晶表示装置がある。例えば、画素電極をマトリクス状に配置し、画素電極の各々に接続するスイッチング素子としてトランジスタを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置が注目を集めている。

例えば、画素電極の各々に接続するスイッチング素子として、金属酸化物をチャネル形成領域とするトランジスタを用いるアクティブマトリクス型液晶表示装置が知られている（特許文献１及び特許文献２）。

アクティブマトリクス型液晶表示装置には大きく分けて透過型と反射型の二種類のタイプが知られている。

透過型の液晶表示装置は、冷陰極蛍光ランプやＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などのバックライトを用い、液晶の光学変調作用を利用して、バックライトからの光が液晶を透過して液晶表示装置外部に出力される状態と、出力されない状態とを画素ごとに選択し、明と暗の表示を行わせ、さらにそれらを組み合わせることで、画像表示を行うものである。

また、反射型の液晶表示装置は、液晶の光学変調作用を利用して、外光、即ち入射光が画素電極で反射して液晶表示装置外部に出力される状態と、入射光が液晶表示装置外部に出力されない状態とを画素ごとに選択し、明と暗の表示を行わせ、さらにそれらを組み合わせることで、画像表示を行うものである。反射型の液晶表示装置は、透過型の液晶表示装置と比較して、バックライトを使用しないため、消費電力が少ないといった長所を有する。

特開２００７−１２３８６１号公報 特開２００７−９６０５５号公報

表示装置が適用される電子機器において、その消費電力を低減することが求められている。特に、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、スマートウォッチ、ノート型パーソナルコンピュータ等の、バッテリを電源に用いる機器においては、表示装置の消費電力が大きな割合を占めるため、表示装置の低消費電力化が求められている。

また、携帯型の電子機器は、外光の強い環境下と、外光の少ない環境下の両方において、高い視認性が求められている。

また、携帯型の電子機器は、落下させてしまったときや、ズボンのポケット等に入れたときに、表示装置が割れてしまう場合がある。そのため電子機器に設けられる表示装置として、軽くて割れにくいことが求められている。

本発明の一態様は、表示装置の消費電力を低減し、且つ、表示装置の表示品位を高めることを課題の一とする。または、表示装置の消費電力を低減し、且つ、使用環境によらず、高い表示品位で映像を表示することを課題の一とする。または、軽くて割れにくい表示装置を提供することを課題の一とする。または、曲げられる表示装置を提供することを課題の一とする。

または、生産性の高い表示装置の作製方法を提供することを課題の一とする。

本発明の一態様の表示装置は、反射型の第１の表示素子と、第１の表示素子と電気的に接続する第１のトランジスタと、第２の表示素子と、第２の表示素子と電気的に接続する第２のトランジスタと、集光手段もしくは導光手段と、を有する。第１の表示素子及び第１のトランジスタと、第２の表示素子及び第２のトランジスタとは、接着層により貼り合せられている。第１の表示素子と接着層との間に第１のトランジスタが位置し、第２のトランジスタと接着層との間に第２の表示素子が位置する。第１の表示素子に対して、第１のトランジスタが位置する側の反対側には、表示面がある。第２の表示素子は、接着層及び第１の表示素子を通って、表示面側に光を発し、第１の表示素子は表示面側に光を反射する。そして、第２の表示素子が発する光は、接着層と第１の表示素子との間において、集光手段もしくは導光手段により集光もしくは導光される。

集光手段もしくは導光手段は、低屈折率材料の第１の絶縁層と高屈折率材料の第２の絶縁層とを有し、第１の絶縁層と第２の絶縁層との境界面の全反射を利用して、発光素子が発する光は集光される。

別の形態では、集光手段もしくは導光手段は、第１の絶縁層と金属膜とを有し、金属膜表面の反射を利用して、発光素子が発する光は集光もしくは導光される。

また、上記第１のトランジスタ及び第２のトランジスタは、チャネルとして酸化物半導体を有することが好ましい。

本発明の一態様によれば、表示装置の消費電力を低減でき、且つ、明るい表示により表示装置の表示品位を高めることができる。または、使用環境によらず、高い表示品位で映像を表示する表示装置を提供できる。または、軽くて割れにくい表示装置を提供できる。または、曲げられる表示装置を提供できる。または、生産性の高い表示装置の作製方法を提供できる。

実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示装置の回路図。 実施の形態に係る、表示装置の回路図。 実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示装置の構成例。 実施の形態に係る、表示モジュールの構成例。 実施の形態に係る、電子機器。

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。

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。

なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。

なお、本明細書等における「第１」、「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではない。

トランジスタは半導体素子の一種であり、電流や電圧の増幅や、導通または非導通を制御するスイッチング動作などを実現することができる。本明細書におけるトランジスタは、ＩＧＦＥＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）や薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を含む。

（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、及びその作製方法について説明する。

本発明の一態様の表示装置は、発光素子と反射型の液晶素子とが、積層して設けられた構成を有する。反射型の液晶素子は、反射光の光量を制御することにより階調を表現することができる。発光素子は、発する光の光量を制御することにより階調を表現することができる。

なお、反射型表示素子として、液晶素子のほかに、シャッター方式のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）素子、光干渉方式のＭＥＭＳ素子、マイクロカプセル方式、電気泳動方式、エレクトロウェッティング方式、電子粉流体（登録商標）方式等を適用した表示素子などを用いることができる。また、発光型表示素子として、例えばＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの自発光性の発光素子を用いることができる。

表示装置は、例えば反射光のみを利用して表示を行うこと、発光素子からの光のみを利用して表示を行うこと、及び、反射光と発光素子からの光の両方を利用して表示を行うことができる。

表示装置において、反射型の液晶素子は視認側（表示面側）に設けられ、発光素子は視認側とは反対側に設けられる。発光素子は、液晶素子が有する反射電極とは重ならない領域（例えば、反射電極の開口）から、視認側に光を射出することができる。

また表示装置は、発光素子及び反射型の液晶素子が、それぞれトランジスタと電気的に接続されるアクティブマトリクス型の表示装置とすることができる。

このとき、表示装置は、発光素子と電気的に接続する第１のトランジスタを含む第１の素子層、発光素子を含む第２の素子層、液晶素子と電気的に接続する第２のトランジスタを含む第３の素子層、及び液晶素子を含む第４の素子層を有する。そして、表示装置は、視認側とは反対側から、第１の素子層、第２の素子層、第３の素子層、第４の素子層の順で積層されている。

ここで、第４の素子層の視認側と、第１の素子層の視認側とは反対側に、それぞれ樹脂層（第１の樹脂層、第２の樹脂層）を設けることが好ましい。これにより、表示装置を極めて軽くすることが可能で、また表示装置を割れにくくすることが可能となる。

第１の樹脂層及び第２の樹脂層（以下、まとめて樹脂層とも表記する）は、極めて薄いことを特徴とする。より具体的には、それぞれ厚さが０．１μｍ以上３μｍ以下とすることが好ましい。そのため、２つの表示パネルを積層した構成であっても、厚さを薄くすることができる。また、発光素子が発する光の経路上に樹脂層が配置される場合であっても、当該樹脂層が薄いため光の吸収が抑制され、より高い効率で光を取り出すことができ、消費電力を小さくすることができる。

樹脂層は、例えば以下のように形成することができる。すなわち、支持基板上に低粘度の熱硬化性の樹脂材料を塗布し、熱処理により硬化させて樹脂層を形成する。そして樹脂層上に、各素子層を形成する。その後、樹脂層と、支持基板との間で剥離を行うことにより、樹脂層の一方の面を露出させる。

支持基板と樹脂層とを剥離する際、これらの密着性を低下させる方法として、レーザ光を照射することが挙げられる。例えば、レーザ光に線状のレーザを用い、これを走査することにより、レーザ光を照射することが好ましい。これにより、支持基板の面積を大きくした際の工程時間を短縮することができる。レーザ光としては、波長３０８ｎｍのエキシマレーザを好適に用いることができる。

樹脂層に用いることのできる材料としては、代表的には熱硬化性のポリイミドが挙げられる。特に感光性のポリイミドを用いることが好ましい。感光性のポリイミドは、表示パネルの平坦化膜等に好適に用いられる材料であるため、形成装置や材料を共有することができる。そのため本発明の一態様の構成を実現するために新たな装置や材料を必要としない。

また、樹脂層に感光性の樹脂材料を用いることにより、露光及び現像処理を施すことで、樹脂層を加工することが可能となる。例えば、開口部を形成することや、不要な部分を除去することができる。さらに露光方法や露光条件を最適化することで、表面に凹凸形状を形成することも可能となる。例えばハーフトーンマスクやグレートーンマスクを用いた露光技術や、多重露光技術などを用いればよい。

なお、非感光性の樹脂材料を用いてもよい。このとき、樹脂層上にレジストマスクやハードマスクを形成して開口部や凹凸形状を形成する方法を用いることもできる。

また、発光素子からの光の経路上に位置する樹脂層を、部分的に除去することが好ましい。すなわち、第１の樹脂層に、発光素子と重なる開口部を設ける。これにより、発光素子からの光の一部が樹脂層に吸収されることに伴う色再現性の低下や、光取り出し効率の低下を抑制することができる。

また、第２の素子層の発光素子と第４の素子層の液晶素子との間であって、且つ発光素子からの光の経路上に、集光手段または導光手段を設ける。集光手段または導光手段により、発光素子からの光を効率良く集光または導光し、表示装置において有限な光透過領域からより多くの光を射出できる。

本発明の図１の表示装置のように、発光素子１２０からの光が表示装置から射出される面（表示面）と、発光源である発光素子１２０との間が離れていると、その間に存在する層により、発光素子１２０からの光は、閉じ込められ、吸収される恐れがある。具体的には、第２の素子層２００ａの発光素子と第４の素子層２００ｂの液晶素子との間で、発光素子１２０からの光が閉じ込められる。そのため表示装置の表示面から射出される発光素子１２０の光は少なくなってしまう。しかし、集光手段５００（もしくは導光手段とも言う）により、閉じ込められ、吸収されてしまっていた光を集めることができ、表示装置の有限な光透過領域に発光素子１２０の光を導き、射出させることができる。

樹脂層の発光素子からの光の経路上に位置する部分が、他の部分よりも薄くなるように、樹脂層に凹部が形成された構成としてもよい。すなわち、樹脂層は厚さの異なる２つの部分を有し、厚さの薄い部分が発光素子と重なる構成とすることもできる。この構成としても、樹脂層による発光素子からの光の吸収を低減できる。

特に、第４の素子層の視認側に位置する樹脂層には、発光素子と重なる開口部を設けることが好ましい。これにより、さらに色再現性や光取り出し効率を向上させることができる。さらに、反射型の液晶素子における光の経路上に位置する樹脂層の一部を除去し、反射型の液晶素子と重なる開口部を設けることが好ましい。これにより、反射型の液晶素子の反射率を向上させることができる。また、反射型の液晶素子から反射される光が樹脂層を透過することにより着色されることを抑制できる。

樹脂層に開口部を形成する方法としては、例えば以下の方法を用いることができる。すなわち、樹脂層の開口部となる部分を、部分的に薄く形成し、上述した方法により支持基板と樹脂層とを剥離する。そして樹脂層の剥離した表面にプラズマ処理等を行うことで、樹脂層を薄膜化すると、樹脂層の薄い部分に開口を形成することができる。

または、以下の方法を用いることもできる。すなわち、支持基板上に光吸収層を形成し、当該光吸収層上に開口部を有する樹脂層を形成し、さらに開口部を覆う透光性の層を形成する。光吸収層は、光を吸収して加熱されることで、水素または酸素などのガスを放出する層である。したがって、支持基板側から光を照射し、光吸収層からガスを放出させることで、光吸収層と支持基板の界面、または光吸収層と透光性の層との間の密着性が低下し、剥離を生じさせることができる。または、光吸収層自体が破断して、剥離させることができる。

また、第１のトランジスタ及び第２のトランジスタには、チャネルを形成する半導体として、酸化物半導体を用いることが好ましい。酸化物半導体はトランジスタの作製工程にかかる最高温度を低温化（例えば４００℃以下、好ましくは３５０℃以下）しても、高いオン電流を実現でき、また高い信頼性を確保することができる。また、酸化物半導体を用いることで、トランジスタの被形成面側に位置する樹脂層に用いる材料として、高い耐熱性が要求されないため、材料の選択の幅を広げることができる。例えば、平坦化膜として用いる樹脂材料と兼ねることもできる。

酸化物半導体を用いた場合では、耐熱性の高い特殊な材料が不要で、且つ厚く形成しなくてもよいため、表示パネル全体に対する当該樹脂層にかかるコストの割合を小さくできる。

また、酸化物半導体は、バンドギャップが広く（例えば２．５ｅＶ以上、または３．０ｅＶ以上）、光を透過する性質を有する。そのため、支持基板と樹脂層の剥離工程において、レーザ光が酸化物半導体に照射されても吸収しにくいため、その電気的特性への影響を抑制できる。したがって、上述のように樹脂層を薄く形成することが可能となる。

本発明の一態様は、感光性のポリイミドに代表される低粘度な感光性樹脂材料を用いて薄く形成した樹脂層と、低温であっても電気特性に優れたトランジスタを実現できる酸化物半導体と、を組み合わせることにより、極めて生産性に優れた表示装置を実現できる。

もちろん、第１のトランジスタ及び第２のトランジスタの、チャネルを形成する半導体として、酸化物半導体に限らず、ポリシリコン、アモルファスシリコン、単結晶シリコン、有機半導体等の半導体を用いてもよい。

酸化物半導体（Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒまたは単にＯＳともいう）は、本明細書等において金属酸化物（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ）に分類される。金属酸化物とは、広い表現での金属の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体（透明酸化物導電体を含む）、酸化物半導体などに分類される。つまり、金属酸化物が増幅作用、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、当該金属酸化物を、金属酸化物半導体（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、略してＯＳと呼ぶことができる。また、ＯＳ ＦＥＴと記載する場合においては、金属酸化物または酸化物半導体を有するトランジスタと換言することができる。

また、酸化物半導体が、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ ａｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌ）の結晶構造を有していてもよい。ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に対し、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）装置を用いて構造解析を行うと、例えばＩｎＧａＺｎＯ_４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ膜のｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、回折角（２θ）が３１°近傍にピークが現れる場合がある。このピークは、ＩｎＧａＺｎＯ_４の結晶の（００９）面に帰属されることから、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の結晶がｃ軸配向性を有し、ｃ軸が被形成面または上面に概略垂直な方向を向いていることが確認できる。

ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、異なる結晶部間ではａ軸およびｂ軸の配向は不規則であるが、ｃ軸配向性を有し、かつｃ軸が被形成面または上面の法線ベクトルに平行な方向を向いていることがわかる。従って、ＣＡＡＣの酸化物半導体を断面ＴＥＭ観察すると、層状に配列した金属原子の各層は、結晶のａｂ面に平行な面である。

また、酸化物半導体が、ＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）の機能または材料の構成を有していてもよい。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、トランジスタの半導体層に用いる場合、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。

また、本明細書等において、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、上述の導電性の機能を有する導電性領域と、上述の絶縁性の機能を有する絶縁性領域を有する。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以下のサイズで酸化物半導体の材料中に分散している場合がある。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。

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。

続いて、画素の構成について説明する。表示装置は、発光素子と第１のトランジスタを有する第１の画素と、液晶素子と第２のトランジスタを有する第２の画素と、を有する構成とすることができる。第１の画素及び第２の画素は、それぞれマトリクス状に複数配置され、表示部を構成する。また、表示装置は、第１の画素を駆動する第１の駆動部と、第２の画素を駆動する第２の駆動部を有することが好ましい。

また、第１の画素と第２の画素は、同じ周期で表示領域内に配置されていることが好ましい。さらに、第１の画素及び第２の画素は表示装置の表示領域に混在して配置されていることが好ましい。これにより、後述するように複数の第１の画素のみで表示された画像と、複数の第２の画素のみで表示された画像、及び複数の第１の画素及び複数の第２の画素の両方で表示された画像のそれぞれは、同じ表示領域に表示することができる。

ここで、第１の画素は、例えば白色（Ｗ）を呈する１つの画素により構成されていることが好ましい。また第２の画素は、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の光をそれぞれ呈する副画素を有することが好ましい。またはこれに加えて白色（Ｗ）または黄色（Ｙ）の光を呈する副画素を有していてもよい。このような第１の画素と第２の画素が同じ周期で配列することで、第１の画素の面積を大きくし、第１の画素の開口率を高めることができる。

なお、第１の画素として、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の光をそれぞれ呈する副画素を有していてもよく、これに加えて白色（Ｗ）または黄色（Ｙ）の光を呈する副画素を有していてもよい。

本発明の一態様は、第１の画素で画像を表示する第１のモード、第２の画素で画像を表示する第２のモード、及び第１の画素及び第２の画素で画像を表示する第３のモードを切り替えることができる。

第１のモードでは、反射光のみを利用して表示を行うことができるため、光源が不要である。そのため極めて低消費電力な駆動モードである。例えば、外光の照度が十分高く、且つ外光が白色光またはその近傍の光である場合に有効である。第１のモードは、例えば本や書類などの文字情報を表示することに適した表示モードである。

第２のモードでは、光源の光を利用して表示を行うことができるため、外光の照度や色度によらず、極めて色再現性が高く鮮やかな表示を行うことができる。例えば、夜間や暗い室内など、外光の照度が極めて小さい場合などに有効である。また外光が暗い場合、明るい表示を行うと使用者が眩しく感じてしまう場合がある。これを防ぐために、第２のモードでは輝度を抑えた表示を行うことが好ましい。またこれにより、眩しさを抑えることに加え、消費電力も低減することができる。第２のモードは、鮮やかな画像や滑らかな動画などを表示することに適したモードである。

第３のモードでは、光源の光と、反射光の両方を利用して表示を行うことができる。具体的には、第１の画素が呈する光と、第１の画素と隣接する第２の画素が呈する光を混色させることにより、１つの色を表現するように駆動する。第１のモードよりも色再現性が高く鮮やかな表示をしつつ、第２のモードよりも消費電力を抑えることができる。例えば、室内照明下や、朝方や夕方の時間帯など、外光の照度が比較的低い場合や、外光の色度が白色ではない場合などに有効である。

続いて、表示装置に用いることのできるトランジスタについて説明する。第１のトランジスタと、第２のトランジスタとは、同じ構成のトランジスタであってもよいし、それぞれ異なるトランジスタであってもよい。

トランジスタの構成としては、例えばボトムゲート構造のトランジスタが挙げられる。ボトムゲート構造のトランジスタは、半導体層よりも下側（被形成面側）にゲート電極を有する。また、例えばソース電極及びドレイン電極が、半導体層の上面及び側端部に接して設けられていることを特徴とする。

また、トランジスタの他の構成としては、例えばトップゲート構造のトランジスタが挙げられる。トップゲート構造のトランジスタは、半導体層よりも上側（被形成面側とは反対側）にゲート電極を有する。また、例えば第１のソース電極及び第１のドレイン電極が、半導体層の上面の一部及び側端部を覆う絶縁層上に設けられ、且つ当該絶縁層に設けられた開口を介して半導体層と電気的に接続されることを特徴とする。

また、トランジスタとして、半導体層を挟んで対向して設けられる第１のゲート電極及び第２のゲート電極を有していることが好ましい。

ここで、反射型の液晶素子の反射電極は画素電極としても機能し、第２のトランジスタと電気的に接続されている。そして、反射電極は、視認側に位置する面が一様に平坦であることを特徴とする。さらに、当該反射電極の平坦な部分の裏面側（視認側とは反対側）において、第２のトランジスタのソース又はドレインの一方が電気的に接続される構成を有する。これにより、反射電極の視認側の面に凹部が形成されないため、表示部の開口率を高めることが可能となる。

また、反射電極を覆って絶縁層が設けられ、第２のトランジスタは当該絶縁層の反射電極とは反対側の面に設けられている。すなわち、第２のトランジスタの裏面側（被形成面側）に、絶縁層を介して反射電極が設けられた構成を有する。第２のトランジスタのソース又はドレインの一方は、絶縁層に設けられた開口を介して反射電極と電気的に接続される。

また、反射電極の視認側に、第３の樹脂層を有することが好ましい。反射電極及び第２のトランジスタを、支持基板上に形成された第３の樹脂層上に形成し、支持基板と第３の樹脂層との界面で剥離することにより、このような構成を作製できる。このとき、当該第３の樹脂層は、反射電極と液晶との間に位置するため、配向膜として用いることが好ましい。

また、発光素子は被形成面側とは反対側に光を射出するトップエミッション型の発光素子を好適に適用することができる。第１のトランジスタと発光素子とは、視認側とは反対側から順に積層されて形成されている。

また、本発明の一態様の表示装置は、第１のトランジスタと第２のトランジスタとが、上下方向に向かい合って設けられた構成を有する。つまり、第１のトランジスタを構成する複数の膜が積層される向きと、第２のトランジスタを構成する複数の膜が積層される向きとが、正反対であると表現することもできる。

以下では、本発明の一態様の表示装置のより具体的な例について、図面を参照して説明する。

なお、以下では「上」、「下」などの向きを示す表現は、基本的には図面の向きと合わせて用いるものとする。しかしながら、説明を容易にするためなどの目的で、明細書中の「上」または「下」が意味する向きが、図面とは一致しない場合がある。一例としては、積層体等の積層順（または形成順）などを説明する場合に、図面において当該積層体が設けられる側の面（被形成面、支持面、接着面、平坦面など）が当該積層体よりも上側に位置していても、その向きを下、これとは反対の向きを上、などと表現する場合がある。

［構成例１］
図１（Ａ）に、表示装置１０の断面概略図を示す。表示装置１０は、素子層１００ａ、素子層２００ａ、素子層１００ｂ、及び素子層２００ｂが、この順で積層された構成を有する。また、表示装置１０は、裏側（視認側とは反対側）に基板１１と、表側（視認側）に基板１２と、を有する。また、基板１１と素子層１００ａとの間に樹脂層１０１と、基板１２と素子層２００ｂとの間に樹脂層２０２とを有する。樹脂層１０１と基板１１とは接着層５１により貼り合わされている。また樹脂層２０２と基板１２とは接着層５２により貼り合わされている。

素子層１００ａは、樹脂層１０１上にトランジスタ１１０を有する。素子層２００ａは、トランジスタ１１０と電気的に接続された発光素子１２０を有する。素子層１００ｂは、トランジスタ２１０を有する。素子層２００ｂは、トランジスタ２１０と電気的に接続された液晶素子２２０を有する。

また、樹脂層２０２には、開口部が設けられている。図１（Ａ）に示す領域３１は、発光素子１２０と重なる領域であって、且つ樹脂層２０２の開口部と重なる領域である。また、領域３１は遮光層１５３の開口部と重なる領域である。

素子層１００ｂは、集光手段５００を有する。集光手段５００により、発光素子１２０からの光が表示面より効率よく射出される。図１（Ａ）の集光手段５００は、低屈折率材料と高屈折率材料の境界面における全反射を利用したものである。具体的には、集光手段５００は、透光性を有する高屈折率材料の絶縁層５２１と、透光性を有する低屈折率材料の絶縁層５２０とで構成される。絶縁層５２１と絶縁層５２０との境界面において、入射光が臨界角以上の場合は、その境界面で全反射が起きる。そのため、集光手段５００を設けることで、集光手段を設けない構成では、絶縁層２３４に吸収、閉じ込められていた光を、表示面に導光及び集光させることができる。

透光性を有する高屈折率材料の絶縁層５２１としては、例えば、ＳｉＣ、ＴｉＯ_２、ＺｎＳ、ＣｅＯ_２、インジウム錫酸化物などを用いることができる。ポリカーボネート、ポリエステル樹脂なども用いることができる。また透光性を有する低屈折率材料の絶縁層５２０としては、例えば、酸化シリコン、ＣａＦ_２、ＭｇＦ_２などを用いることができる。アクリル、フッ素樹脂なども用いることができる。

また、集光手段５００の別の形態として、図１（Ｂ）に示すように、金属膜５２２による光の反射を利用してもよい。具体的には、集光手段５００として、絶縁層２３４に開口を設けて、その開口に金属膜５２２を設け、発光素子１２０からの光が金属膜５２２で反射するようにする。このようにすることで、絶縁層２３４に吸収されていた光を、金属膜５２２で反射させて、表示面に導光及び集光させることができる。

なお、金属膜５２２の反射率を向上するために、金属膜５２２の表面を透光性を有する絶縁層もしくは透光性を有する半導体膜で覆っても良い。絶縁層または半導体膜で覆われる金属膜５２２の表面とは、発光素子１２０からの光が反射する面のことである。

金属膜５２２としては、反射率の高い金属を用いることが好ましい。金属膜５２２としては、アルミニウム、銀、またはこれらの金属材料を含む合金等が挙げられる。そのほか、金、白金、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、もしくはパラジウム等の金属材料、またはこれら金属材料を含む合金を用いることができる。また、上記金属材料または合金に、ランタン、ネオジム、またはゲルマニウム等が添加されていてもよい。アルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金、アルミニウム、ニッケル、及びランタンの合金（Ａｌ−Ｎｉ−Ｌａ）等のアルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）、銀と銅の合金、銀とパラジウムと銅の合金（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、ＡＰＣとも記す）、銀とマグネシウムの合金等の銀を含む合金を用いてもよい。銀と銅を含む合金は、耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム膜またはアルミニウム合金膜に接して金属膜又は金属酸化物膜を積層することで、酸化を抑制することができる。このような金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタンや酸化チタンなどが挙げられる。

図１（Ｂ）と、図１（Ａ）とは、集光手段５００の構成が異なるだけで、その他の構成は同一である。

図示しないが、図１（Ａ）の集光手段５００の上面の面積は、遮光層１５３の開口部の面積と概略一致、または遮光層１５３の開口部の面積よりも一回り大きくしてもよい。より詳しくは、絶縁層５２１の着色層１５２と接する面の面積が、遮光層１５３の開口部の面積と同じか、それよりも大きければよい。そうすれば、発光素子１２０から遮光層１５３の開口部を通ってくる光を、集光手段５００により効率よく集光して、表示装置の視認側へ射出させることができる。

図１（Ｂ）も上述と同様である。絶縁物５２３の着色層１５２と接する面の面積が、遮光層１５３の開口部の面積と概略一致、または遮光層１５３の開口部の面積よりも一回り大きくしてもよい。このようにすることで、発光素子１２０からの光を効率よく導光及び集光して、表示装置の視認側へ射出させることができる。

図２に、別の構成の集光手段を図示する。図２は、集光手段５００の断面形状が、発光素子１２０から表示面に向かって先細りするテーパー形状となっている。図２（Ａ）では、絶縁層５２１が発光素子１２０から表示面に向かって先細りするテーパー形状であり、絶縁層５２０は絶縁層５２１の側面を覆っている。図２（Ｂ）では、集光手段５００の絶縁物５２３が発光素子１２０から表示面に向かって先細りするテーパー形状であり、絶縁物５２３の側面を金属膜５２２が覆う。光は八方に拡散するため、集光手段５００にテーパー形状を持たせることで、表示装置の視認側へより多くの光を射出することができる。

また、別の構成の集光手段を図１６に示す。図１６の集光手段５００は、高屈折率材料の絶縁層５２１と、低屈折率材料の絶縁層５２０と、絶縁層５２０の外側を覆う金属膜５２８を有する。金属膜５２８は、図１（Ｂ）の金属膜５２２と同じ材料を適用できる。

図１（Ａ）の全反射を利用した集光手段は、入射光の入射角度が、絶縁層５２０と絶縁層５２１との境界面に対して臨界角以上であれば全反射が起きる。しかし、入射光の入射角度が臨界角未満であれば、境界面で反射せずに絶縁層５２０に入射してしまう。一方で、金属膜は入射した光に対して高い光反射率を有する。したがって、図１６（Ａ）の構成の集光手段は、入射角が臨界角未満で絶縁層５２０に入射してしまった光も、金属膜５２８で反射させることで、表示面に光を集めることができる。

図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）の集光手段５００にテーパー形状を持たせた構成である。テーパー形状とする作用効果は、図２の集光手段の作用効果を援用できる。

〔素子層１００ａ、素子層２００ａ〕
樹脂層１０１上には、トランジスタ１１０、発光素子１２０、絶縁層１３１、絶縁層１３２、絶縁層１３３、絶縁層１３４、絶縁層１３５等が設けられている。

トランジスタ１１０は、ゲート電極として機能する導電層１１１と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層１３２の一部と、半導体層１１２と、ソース電極またはドレイン電極の一方として機能する導電層１１３ａと、ソース電極またはドレイン電極の他方として機能する導電層１１３ｂと、を有する。

半導体層１１２は、酸化物半導体を含むことが好ましい。

絶縁層１３３及び絶縁層１３４は、トランジスタ１１０を覆って設けられている。絶縁層１３４は、平坦化層として機能する。

発光素子１２０は、導電層１２１と、ＥＬ層１２２と、導電層１２３と、が積層された構成を有する。導電層１２１は可視光を反射する機能を有し、導電層１２３は可視光を透過する機能を有する。したがって、発光素子１２０は、被形成面とは反対側に光を射出する上面射出型（トップエミッション型ともいう）の発光素子である。

導電層１２１は、絶縁層１３４及び絶縁層１３３に設けられた開口を介して導電層１１３ｂと電気的に接続されている。絶縁層１３５は、導電層１２１の端部を覆い、且つ導電層１２１の表面の一部が露出するように開口が設けられている。ＥＬ層１２２及び導電層１２３は、絶縁層１３５及び導電層１２１の露出した部分を覆って、順に設けられている。

発光素子１２０は、接着層１５１によって封止されている。また、素子層２００ａと素子層１００ｂとは、接着層１５１により貼り合わされている。

ここで、絶縁層１３１、絶縁層１３２、絶縁層１３３、絶縁層１３４、トランジスタ１１０を含む積層構造を、素子層１００ａと呼ぶこととする。また、絶縁層１３５及び発光素子１２０を含む積層構造を、素子層２００ａと呼ぶこととする。なお、素子層２００ａは、後述する着色層１５２、及び遮光層１５３を含んでいてもよい。

〔素子層１００ｂ、素子層２００ｂ〕
樹脂層２０２の視認側とは反対側に、絶縁層２０４、液晶素子２２０、樹脂層２０１、トランジスタ２１０、絶縁層２３１、絶縁層２３２、絶縁層２３３、絶縁層２３４等が設けられている。また、絶縁層２３４と同一層に集光手段５００が設けられている。

液晶素子２２０は、導電層２２１ａ、導電層２２１ｂ、液晶２２２、及び導電層２２３を有する。液晶２２２は、導電層２２１ｂと導電層２２３との間に挟持されている。導電層２２１ａと導電層２２１ｂは接して設けられ、画素電極として機能する。導電層２２１ａは、可視光を反射する機能を有し、反射電極として機能する。導電層２２１ｂは、可視光を透過する機能を有する。したがって、液晶素子２２０は反射型の液晶素子である。

また液晶２２２は、その周囲を図示しない領域で接着層により封止されている。また導電層２２３と液晶２２２との間に、配向膜２２４が設けられている。また、導電層２２１ｂと液晶２２２との間に、樹脂層２０１が設けられている。樹脂層２０１は配向膜として機能する。

導電層２２１ａを覆って絶縁層２３１が設けられている。トランジスタ２１０は、絶縁層２３１の導電層２２１ａ側とは反対側の面を被形成面として形成されている。

トランジスタ２１０は、ゲート電極として機能する導電層２１１と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２３２の一部と、半導体層２１２と、ソース電極またはドレイン電極の一方として機能する導電層２１３ａと、ソース電極またはドレイン電極の他方として機能する導電層２１３ｂと、を有する。

半導体層２１２は、酸化物半導体を含むことが好ましい。

絶縁層２３３及び絶縁層２３４は、トランジスタ２１０を覆って設けられている。絶縁層２３４は、平坦化層として機能する。絶縁層２３４の一部に集光手段５００を設ける。図１（Ａ）では集光手段５００は、透光性を有する高屈折率材料の絶縁層５２１と透光性を有する低屈折率材料の絶縁層５２０とでなる。図１（Ｂ）では集光手段５００は、絶縁層２３４の一部に開口を設け、その開口に金属膜５２２を設ける。金属膜５２２の内側の絶縁物５２３は、絶縁層２３４と同じ材料でもよいし、異なる材料でもよい。

導電層２１３ｂは、絶縁層２３２及び絶縁層２３１に設けられた開口を介して導電層２２１ａと電気的に接続されている。導電層２２１ａと導電層２１３ｂとが接続する部分において、導電層２２１ａの視認側の面が平坦であるため、当該部分も液晶素子２２０の一部として機能させることができ、開口率を高めることができる。

配向膜として機能する樹脂層２０１は、導電層２２１ｂを覆って設けられている。樹脂層２０１は、導電層２２１ｂ等を支持する機能を有している。

樹脂層２０２の樹脂層２０１側には、導電層２２３と配向膜２２４とが積層されて設けられている。また、樹脂層２０２と導電層２２３との間に絶縁層２０４が設けられている。なお、導電層２２３と基板１２との間に、液晶素子２２０の反射光を着色するための着色層を設けてもよい。また、隣接画素間の混色を抑制する遮光層を設けてもよい。

絶縁層２０４は、樹脂層２０２の開口部を覆って設けられている。また、絶縁層２０４の樹脂層２０２の開口部と重なる部分は、接着層５２と接して設けられている。

絶縁層２３４の基板１１側の面には、着色層１５２と遮光層１５３が設けられている。着色層１５２は、発光素子１２０と重なる位置に設けられている。また遮光層１５３は、発光素子１２０と重なる部分に開口を有する。

ここで、絶縁層２３１、絶縁層２３２、絶縁層２３３、絶縁層２３４、トランジスタ２１０を含む積層構造を、素子層１００ｂと呼ぶこととする。また、導電層２２１ａ、導電層２２１ｂ、樹脂層２０１、液晶２２２、配向膜２２４、導電層２２３、絶縁層２０４を含む積層構造を、素子層２００ｂと呼ぶこととする。

〔表示装置１０〕
表示装置１０は、上面から見たときに、発光素子１２０が、液晶素子２２０の反射電極として機能する導電層２２１ａと重ならない部分を有する。これにより、図１に示すように、発光素子１２０からは、着色層１５２によって着色された発光２１が、視認側に射出される。また、液晶素子２２０では、導電層２２１ａにより外光が反射された反射光２２が液晶２２２を介して射出される。

発光素子１２０から射出された発光２１は、樹脂層２０２の開口部を通って視認側に射出される。したがって、樹脂層２０２が可視光の一部を吸収する場合であっても、発光２１の光路上に樹脂層２０２が存在しないため、光取り出し効率や、色再現性を高いものとすることができる。

また、発光素子１２０から射出された発光２１の一部は、集光手段５００を介して視認側に射出される。したがって、集光手段がない従来の構成では、絶縁層２３４で吸収、閉じ込められていた光を、図１及び図２で示す構成により視認側へ集光させることができる。

また、導電層２２１ｂは、発光素子１２０と重なる部分にも配置されている。導電層２２１ｂは可視光を透過するため、発光２１の光路上に導電層２２１ｂが位置していても、これを透過することができる。導電層２２１ｂが導電層２２１ａよりも広い範囲に設けられることにより、導電層２２１ａが設けられる領域よりも外側の領域の液晶２２２にも電界をかけて配向させることが可能となる。そのため、液晶２２２の配向欠陥が生じる領域の面積を縮小でき、開口率を高めることができる。導電層２２１ｂは、例えば可視光領域（例えば波長が４００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の範囲）における全範囲で、透過率が６０％以上、好ましくは７０％以上、より好ましくは８０％以上であることが好ましい。

なお、図１等において、導電層２２１ｂは図の両端に亘って設けられているが、実際には画素毎に島状に設けられ、隣接する画素間で電気的に絶縁されている。

なお、隣接画素間の距離が十分に大きい場合や、導電層２２１ａの面積が十分大きい場合など、配向欠陥の開口率への影響が少ない場合には、導電層２２１ｂを有さない構成としてもよい。

図１に示すように、素子層１００ａ及び素子層２００ａにおいて、発光素子１２０の反射電極として機能する導電層１２１は、トランジスタ１１０よりも視認側に位置している。そのため、トランジスタ１１０を発光素子１２０と重ねて配置することが可能で、画素の集積度や開口率を高めることが可能となる。

同様に、素子層１００ｂ及び素子層２００ｂにおいて、液晶素子２２０の反射電極として機能する導電層２２１ａは、トランジスタ２１０の視認側に位置している。そのため、トランジスタ２１０を液晶素子２２０と重ねて配置することが可能で、画素の集積度や開口率を高めることができる。

表示装置１０は、トランジスタ２１０とトランジスタ１１０とが、互いに向き合うように積層された構成を有する。言い換えると、トランジスタ２１０とトランジスタ１１０とが、互いに上下が反転した構成を有する。

また、基板１２は偏光板、または円偏光板として機能することが好ましい。または、基板１２よりも外側に、偏光板または円偏光板を設けてもよい。

ここでは、液晶素子２２０と重ねて着色層を配置しない構成としているが、液晶素子２２０の樹脂層２０２側に着色層を設ける構成としてもよい。

また、基板１１及び基板１２は、ガラス基板等を用いてもよいが、樹脂を含む材料を用いることが好ましい。樹脂材料を用いると、同じ厚さであってもガラス等を用いた場合に比べて、表示装置１０を軽量化できる。また、可撓性を有する程度に薄い材料（ガラス基板等を含む）を用いると、より軽量化できるため好ましい。また、樹脂材料を用いることで、表示装置の耐衝撃性を向上させることができ、割れにくい表示装置を実現できる。

また、基板１１は視認側とは反対側に位置する基板であるため、可視光に対して透光性を有していなくてもよい。そのため、金属材料を用いることもできる。金属材料は熱伝導性が高く、基板全体に熱を容易に伝導できるため、表示装置１０の局所的な温度上昇を抑制することができる。

以上が構成例についての説明である。

［作製方法例］
以下では、図１で例示した表示装置１０の作製方法の例について、図面を参照して説明する。

なお、表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スパッタリング法、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、原子層成膜（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を用いて形成することができる。ＣＶＤ法としては、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）法や、熱ＣＶＤ法でもよい。熱ＣＶＤ法の例として、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ ＣＶＤ）法を使ってもよい。

また、表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷等の方法、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、ナイフコート等のツール（設備）を用いることにより形成することができる。

また、表示装置を構成する薄膜を加工する際には、フォトリソグラフィ法等を用いて加工することができる。または、遮蔽マスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を形成してもよい。または、ナノインプリント法、サンドブラスト法、リフトオフ法などにより薄膜を加工してもよい。フォトリソグラフィ法としては、加工したい薄膜上に感光性のレジスト材料を塗布し、これをフォトマスク用いて露光した後、現像することにより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。

フォトリソグラフィ法において、露光に用いる光は、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、またはこれらを混合させた光を用いることができる。そのほか、紫外線やＫｒＦレーザ光、またはＡｒＦレーザ光等を用いることもできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。また、露光に用いる光として、極端紫外光（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ−ｖｉｏｌｅｔ）やＸ線を用いてもよい。また、露光に用いる光に換えて、電子ビームを用いることもできる。極端紫外光、Ｘ線または電子ビームを用いると、極めて微細な加工が可能となるため好ましい。なお、光や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。

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。

まず、素子層１００ａ及び素子層２００ａの形成方法を説明する。

〔支持基板の準備〕
まず、支持基板６１を準備する。支持基板６１としては、搬送が容易となる程度に剛性を有する材料であり、且つ作製工程にかかる温度に対して耐熱性を有する材料を用いることができる。例えば、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、有機樹脂、半導体、金属または合金などの材料を用いることができる。ガラスとしては、例えば、無アルカリガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等を用いることができる。

〔樹脂層の形成〕
続いて、支持基板６１上に、樹脂層１０１を形成する（図３（Ａ））。樹脂層１０１は、後の工程で支持基板６１を分離させるために形成する。なお、支持基板６１の分離方法は、別の方法でもよい。例えば、支持基板６１上にタングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造を設け、積層構造に物理的力を加えて支持基板６１を分離することもできる。または、支持基板６１上に、加熱により水素または酸素を放出する材料により剥離層を形成し、剥離層に光を照射して支持基板６１を分離することも可能である。水素または酸素を放出する材料としては、水素化アモルファスシリコン、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム等を用いることができる。無機膜の積層構造、または水素または酸素を放出する材料を用いて剥離をする場合は、樹脂層１０１を形成する必要はない。

まず、樹脂層１０１となる材料を支持基板６１上に塗布する。塗布は、スピンコート法を用いると大型の基板に均一に薄い樹脂層１０１を形成できるため好ましい。

他の塗布方法として、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等の方法を用いてもよい。

当該材料は、熱により重合が進行する熱硬化性（熱重合性ともいう）を発現する重合性モノマーを有する。さらに、当該材料は、感光性を有することが好ましい。また当該材料は、粘度を調整するための溶媒が含まれていることが好ましい。

当該材料には、重合後にポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂となる、重合性モノマーを含むことが好ましい。すなわち、形成された樹脂層１０１は、これら樹脂材料を含む。特に当該材料に、イミド結合を有する重合性モノマーを用いることで、ポリイミド樹脂に代表される樹脂を樹脂層１０１に用いると、耐熱性や耐候性を向上させることができるため好ましい。

塗布に用いる当該材料の粘度は、５ｃＰ以上５００ｃＰ未満、好ましくは粘度が５ｃＰ以上１００ｃＰ未満、より好ましくは粘度が１０ｃＰ以上５０ｃＰ以下であることが好ましい。材料の粘度が低いほど、塗布が容易となる。また、材料の粘度が低いほど、気泡の混入を抑制でき、良質な膜を形成できる。また材料の粘度が低いほど、薄く均一に塗布することが可能なため、より薄い樹脂層１０１を形成することができる。

続いて、塗布した材料を重合させるための加熱処理（ポストベーク処理）を行うことで樹脂層１０１を形成する。加熱は、後のトランジスタ１１０の作製工程にかかる最高温度よりも高い温度で加熱することが好ましい。例えば３００℃以上６００℃以下、好ましくは３５０℃以上５５０℃以下、より好ましくは４００℃以上５００℃以下、代表的には４５０℃で加熱することが好ましい。樹脂層１０１の形成時に、表面が露出した状態でこのような温度で加熱することにより、樹脂層１０１から脱離しうるガスを除去することができるため、トランジスタ１１０の作製工程中にガスが脱離することを抑制できる。

樹脂層１０１の厚さは、０．０１μｍ以上１０μｍ未満であることが好ましく、０．１μｍ以上３μｍ以下であることがより好ましく、０．５μｍ以上１μｍ以下であることがさらに好ましい。低粘度の溶液を用いることで、樹脂層１０１を薄く均一に形成することが容易となる。

また、樹脂層１０１の熱膨張係数は、０．１ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下であることが好ましく、０．１ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下であることがより好ましい。樹脂層１０１の熱膨張係数が低いほど、加熱による膨張または収縮に伴う応力により、トランジスタ等が破損することを抑制できる。

また、トランジスタ１１０の半導体層１１２に酸化物半導体膜を用いる場合には、低温で形成できるため、樹脂層１０１に高い耐熱性が要求されない。そのため、材料のコストを低減することができる。樹脂層１０１等の耐熱性は、例えば加熱による重量減少率、具体的には５％重量減少温度等により評価できる。樹脂層１０１等の５％重量減少温度は、４５０℃以下、好ましくは４００℃以下、より好ましくは４００℃未満、さらに好ましくは３５０℃未満とすることができる。また、トランジスタ１１０等の形成工程にかかる最高温度を、３５０℃以下とすることが好ましい。

〔絶縁層１３１の形成〕
続いて、樹脂層１０１上に絶縁層１３１を形成する（図３（Ｂ））。

絶縁層１３１は、樹脂層１０１に含まれる不純物が、後に形成するトランジスタや発光素子に拡散することを防ぐバリア層として用いることができる。そのためバリア性の高い材料を用いることが好ましい。

バリア性の高い材料としては、例えば窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などの無機絶縁材料を用いることができる。また、上述の２以上の絶縁膜を積層して用いてもよい。特に、樹脂層１０１側から窒化シリコン膜と酸化シリコン膜の積層膜を用いることが好ましい。

また、樹脂層１０１の表面に凹凸がある場合、絶縁層１３１は当該凹凸を被覆することが好ましい。また、絶縁層１３１が当該凹凸を平坦化する平坦化層としての機能を有していてもよい。例えば、絶縁層１３１として、有機絶縁材料と無機絶縁材料を積層して用いることが好ましい。有機絶縁材料としては、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）樹脂等の有機樹脂を用いることができる。

絶縁層１３１は、例えば室温以上４００℃以下、好ましくは１００℃以上３５０℃以下、より好ましくは１５０℃以上３００℃以下の温度で形成することが好ましい。

〔トランジスタの形成〕
続いて、図３（Ｃ）に示すように、絶縁層１３１上にトランジスタ１１０を形成する。ここではトランジスタ１１０の一例として、ボトムゲート構造のトランジスタを作製する場合の例を示している。

絶縁層１３１上に導電層１１１を形成する。導電層１１１は、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。

続いて、絶縁層１３２を形成する。絶縁層１３２は、絶縁層１３１に用いることのできる無機絶縁膜を援用できる。

続いて、半導体層１１２を形成する。半導体層１１２は、半導体膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該半導体膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。

半導体膜は、成膜時の基板温度を室温以上３００℃以下、好ましくは室温以上２２０℃以下、より好ましくは、室温以上２００℃以下、さらに好ましくは室温以上１７０℃以下の温度で形成する。ここで成膜時の基板温度が室温であるとは、基板を加熱しないことを指す。このとき、成膜時に基板が受けるエネルギーにより、室温よりも高い温度になる場合も含む。また、室温とは例えば１０℃以上３０℃以下の温度範囲を指し、代表的には２５℃とする。

半導体膜としては、酸化物半導体を用いることが好ましい。特にシリコンよりもバンドギャップの大きな酸化物半導体を適用することが好ましい。シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると、トランジスタのオフ状態における電流を低減できるため好ましい。

また、酸化物半導体として、バンドギャップが２．５ｅＶ以上、好ましくは２．８ｅＶ以上、より好ましくはバンドギャップが３．０ｅＶ以上の材料を用いることが好ましい。このような酸化物半導体を用いることにより、後述する剥離工程におけるレーザ光等の光の照射において、当該光が半導体膜を透過するため、トランジスタの電気特性への悪影響が生じにくくなる。

特に、本発明の一態様に用いる半導体膜は、不活性ガス（例えばＡｒ）及び酸素ガスのいずれか一方または両方を含む雰囲気下にて、スパッタリング法によって成膜することが好ましい。

成膜時の基板温度は室温以上２００℃以下、好ましくは室温以上１７０℃以下の温度とすることが好ましい。基板の温度を高めることにより、配向性を有する結晶部がより多く形成され、電気的な安定性に優れた半導体膜を形成できる。このような半導体膜を用いることで、電気的な安定性に優れたトランジスタを実現できる。また、基板温度を低くする、または基板を加熱しない状態で成膜することで、配向性を有する結晶部の割合が小さく、キャリア移動度の高い半導体膜を形成できる。このような半導体膜を用いることで、高い電界効果移動度を示すトランジスタを実現できる。

また、成膜時の酸素の流量比（酸素分圧）を、０％以上１００％未満、好ましくは０％以上５０％以下、より好ましくは０％以上３３％以下、さらに好ましくは０％以上１５％以下とすることが好ましい。酸素流量を低減することにより、キャリア移動度の高い半導体膜を形成でき、より高い電界効果移動度を示すトランジスタを実現できる。一方、酸素の流量比を高めることにより、結晶性の高い半導体膜を形成でき、電気的な安定性に優れた半導体膜とすることができる。

成膜時の基板温度と、成膜時の酸素流量を上述の範囲とすることで、配向性を有する結晶部と、配向性を有さない結晶部とが混在した半導体膜を得ることができる。また、基板温度と酸素流量を上述の範囲内で最適化することにより、配向性を有する結晶部と配向性を有さない結晶部の存在割合を制御することが可能となる。

半導体膜の成膜に用いることの可能な酸化物ターゲットとしては、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物に限られず、例えば、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物（Ｍは、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｂ、Ｙ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｇ、Ｖ、Ｂｅ、またはＣｕのいずれか一つ、または複数）を適用することができる。

また、複数の結晶粒を有する多結晶酸化物を含むスパッタリングターゲットを用いて、結晶部を含む半導体膜を成膜すると、多結晶酸化物を含まないスパッタリングターゲットを用いた場合に比べて、結晶性を有する半導体膜が得られやすい。

特に、膜の厚さ方向（膜面方向、膜の被形成面、または膜の表面に垂直な方向ともいう）に配向性を有する結晶部と、このような配向性を有さずに無秩序に配向する結晶部が混在した半導体膜を適用したトランジスタは、電気特性の安定性を高くできる、チャネル長を微細にすることが容易となる、などの特徴がある。一方、配向性を有さない結晶部のみで構成される半導体膜を適用したトランジスタは、電界効果移動度を高めることができる。なお、後述するように、酸化物半導体中の酸素欠損を低減することにより、高い電界効果移動度と高い電気特性の安定性を両立したトランジスタを実現することができる。

極めて低温で半導体層１１２を形成できる。そのため、樹脂層１０１を薄く形成することが可能となる。

続いて、導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂを形成する。導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂは、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。

なお、導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂの加工の際に、レジストマスクに覆われていない半導体層１１２の一部がエッチングにより薄膜化する場合がある。半導体層１１２として配向性を有する結晶部を含む酸化物半導体膜を用いると、この薄膜化を抑制できるため好ましい。

以上のようにして、トランジスタ１１０を作製できる。トランジスタ１１０は、チャネルが形成される半導体層１１２に、酸化物半導体を含むトランジスタである。またトランジスタ１１０において、導電層１１１の一部はゲートとして機能し、絶縁層１３２の一部はゲート絶縁層として機能し、導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂは、それぞれソース又はドレインのいずれか一方として機能する。

〔絶縁層１３３の形成〕
続いて、トランジスタ１１０を覆う絶縁層１３３を形成する。絶縁層１３３は、絶縁層１３２と同様の方法により形成することができる。

絶縁層１３３は例えば室温以上４００℃以下、好ましくは１００℃以上３５０℃以下、より好ましくは１５０℃以上３００℃以下の温度で形成することが好ましい。温度が高いほど緻密でバリア性の高い絶縁膜とすることができる。

また、絶縁層１３３として、酸素を含む雰囲気下で上述のような低温で成膜した酸化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜等の酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。また当該酸化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜上に窒化シリコン膜などの酸素を拡散、透過しにくい絶縁膜を積層して形成することが好ましい。酸素を含む雰囲気下で低温で形成した酸化物絶縁膜は、加熱により多くの酸素を放出しやすい絶縁膜とすることができる。このような酸素を放出する酸化物絶縁膜と、酸素を拡散、透過しにくい絶縁膜を積層した状態で、加熱処理を行うことにより、半導体層１１２に酸素を供給することができる。その結果、半導体層１１２中の酸素欠損、及び半導体層１１２と絶縁層１３３の界面の欠陥を修復し、欠陥準位を低減することができる。これにより、極めて信頼性の高い半導体装置を実現できる。

以上の工程により、可撓性を有する樹脂層１０１上にトランジスタ１１０と、これを覆う絶縁層１３３を形成することができる。なお、この段階において、後述する方法を用いて樹脂層１０１と支持基板６１とを分離することで、表示素子を有さないフレキシブルデバイスを作製することもできる。例えば、トランジスタ１１０や、トランジスタ１１０に加えて容量素子、抵抗素子、及び配線などを形成することで、半導体回路を有するフレキシブルデバイスを作製することができる。

〔絶縁層１３４の形成〕
続いて、絶縁層１３３上に絶縁層１３４を形成する。絶縁層１３４は、後に形成する表示素子の被形成面を有する層であるため、平坦化層として機能する層であることが好ましい。絶縁層１３４は、絶縁層１３１に用いることのできる有機絶縁膜または無機絶縁膜を援用できる。

絶縁層１３４は、樹脂層１０１と同様に、感光性及び熱硬化性を有する樹脂材料を用いることが好ましい。特に、絶縁層１３４と樹脂層１０１とに、同じ材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層１３４と樹脂層１０１の材料や、これらを形成するための装置を共通化することが可能となる。

また、絶縁層１３４は、樹脂層１０１と同様に、０．０１μｍ以上１０μｍ未満であることが好ましく、０．１μｍ以上３μｍ以下であることがより好ましく、０．５μｍ以上１μｍ以下であることがさらに好ましい。低粘度の溶液を用いることで、絶縁層１３４を薄く均一に形成することが容易となる。

〔発光素子１２０の形成〕
続いて、絶縁層１３４及び絶縁層１３３に、導電層１１３ｂ等に達する開口を形成する。

その後、導電層１２１を形成する。導電層１２１は、その一部が画素電極として機能する。導電層１２１は、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。

続いて、図３（Ｄ）に示すように、導電層１２１の端部を覆う絶縁層１３５を形成する。絶縁層１３５は、絶縁層１３１に用いることのできる有機絶縁膜または無機絶縁膜を援用できる。

絶縁層１３５は、樹脂層１０１と同様に、感光性及び熱硬化性を有する樹脂材料を用いることが好ましい。特に、絶縁層１３５と樹脂層１０１とに、同じ材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層１３５と樹脂層１０１の材料や、これらを形成するための装置を共通化することが可能となる。

また、絶縁層１３５は、樹脂層１０１と同様に、０．０１μｍ以上１０μｍ未満であることが好ましく、０．１μｍ以上３μｍ以下であることがより好ましく、０．５μｍ以上１μｍ以下であることがさらに好ましい。低粘度の溶液を用いることで、絶縁層１３５を薄く均一に形成することが容易となる。

続いて、図３（Ｅ）に示すように、ＥＬ層１２２及び導電層１２３を形成する。

ＥＬ層１２２は、蒸着法、塗布法、印刷法、吐出法などの方法で形成することができる。ＥＬ層１２２を画素毎に作り分ける場合、メタルマスクなどのシャドウマスクを用いた蒸着法、またはインクジェット法等により形成することができる。ＥＬ層１２２を画素毎に作り分けない場合には、メタルマスクを用いない蒸着法を用いることができる。ここでは、メタルマスクを用いない蒸着法により形成した例を示している。

導電層１２３は、蒸着法やスパッタリング法等を用いて形成することができる。

以上のようにして、発光素子１２０を形成することができる。発光素子１２０は、一部が画素電極として機能する導電層１２１、ＥＬ層１２２、及び一部が共通電極として機能する導電層１２３が積層された構成を有する。

なお、導電層１２３を覆って、水等の不純物に対するバリア層として機能する絶縁層を形成してもよい。

絶縁層に無機絶縁膜を用いる場合、例えばスパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、ＡＬＤ法、蒸着法などの成膜方法を好適に用いることができる。また、無機絶縁膜を成膜する際に発光素子１２０がダメージを受けることを防ぐため、無機絶縁膜と発光素子１２０との間、具体的には無機絶縁膜と導電層１２３との間に、有機絶縁膜を形成することが好ましい。このとき、有機絶縁膜は薄くてもよく（例えば１００ｎｍ以下）、例えば蒸着法などを用いて形成することもできる。

以上により、素子層１００ａと素子層２００ａを形成することができる。図３（Ｅ）に示す時点では、素子層１００ａと素子層２００ａとが、支持基板６１に支持された状態である。

続いて、素子層１００ｂの形成方法について説明する。

〔樹脂層２０１の形成〕
支持基板６３を準備し、支持基板６３上に樹脂層２０１を形成する（図４（Ａ））。支持基板６３は、支持基板６１の記載を援用できる。樹脂層２０１の形成方法及び材料については、樹脂層１０１と同様の方法及び材料を用いることができる。また、樹脂層１０１と同様に、樹脂層２０１を用いない別の分離方法を用いてもよい。その場合は、支持基板６１の分離方法と同様に、無機膜の積層構造や加熱により水素または酸素を放出する材料の剥離層を用いてもよい。

なお、樹脂層２０１上に、バリア膜として機能する絶縁層を形成してもよい。当該絶縁層の形成方法及び材料については、絶縁層１３１の記載を援用できる。

〔導電層２２１ｂ、導電層２２１ａの形成〕
続いて、導電層２２１ｂと導電層２２１ａとを積層して形成する（図４（Ｂ））。

まず、導電層２２１ｂとなる導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより導電層２２１ｂを形成する。続いて、導電層２２１ａとなる導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより導電層２２１ａを形成する。

または、まず導電層２２１ｂとなる導電膜と、導電層２２１ａとなる導電膜とを、それぞれ連続して成膜した後、導電層２２１ａとなる導電膜を加工し、続いて導電層２２１ｂとなる導電膜を加工してもよい。このとき、それぞれ個別にレジストマスクを形成して加工を行ってもよいが、ハーフトーンマスク、またはグレートーンマスク等の多階調マスク用いた露光技術、または２以上のフォトマスクを用いた多重露光技術を用いると、工程数を削減できるため好ましい。

〔絶縁層２３１の形成〕
続いて、導電層２２１ａ、導電層２２１ｂ及び樹脂層２０１を覆って絶縁層２３１を形成する（図４（Ｃ））。絶縁層２３１の形成方法及び材料については、絶縁層１３１の記載を援用できる。

〔トランジスタ２１０の形成〕
続いて、図４（Ｄ）に示すように、絶縁層２３１上に、トランジスタ２１０を形成する。

まず、絶縁層２３１上に導電層２１１を形成し、導電層２１１及び絶縁層２３１を覆って絶縁層２３２を形成し、絶縁層２３２上に半導体層２１２を形成する。導電層２１１、絶縁層２３２、及び半導体層２１２は、それぞれ上記導電層１１１、絶縁層１３２、または半導体層１１２と同様の方法により形成できる。

続いて、絶縁層２３２及び絶縁層２３１に、導電層２２１ａに達する開口を形成する。

その後、導電層２１３ａ及び導電層２１３ｂを形成する。導電層２１３ａ及び導電層２１３ｂは、導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂと同様の方法により形成できる。

ここで、導電層２１３ｂを、絶縁層２３１及び絶縁層２３２の開口を埋めるように形成することで、導電層２１３ｂと導電層２２１ａとが電気的に接続される。

以上の工程により、トランジスタ２１０を形成することができる。

トランジスタ２１０は、チャネルが形成される半導体層２１２に、酸化物半導体を含むトランジスタである。またトランジスタ２１０において、導電層２１１の一部はゲートとして機能し、絶縁層２３２の一部はゲート絶縁層として機能し、導電層２１３ａ及び導電層２１３ｂは、それぞれソース又はドレインのいずれか一方として機能する。

〔絶縁層２３３、絶縁層２３４、集光手段５００の形成〕
続いて、トランジスタ２１０を覆って絶縁層２３３及び絶縁層２３４を順に形成する。絶縁層２３３及び絶縁層２３４は、それぞれ上記絶縁層１３３または絶縁層１３４と同様の方法により形成できる。

その後、絶縁層２３４に、絶縁層２３３に達する開口を形成する。透光性を有する高屈折率材料の絶縁層５２１と透光性を有する絶縁層２３４の材料とが同じでもよい場合は、開口は、絶縁層５２０が形成される部分のみに設ける。その後、図１（Ａ）で示す低屈折率材料の絶縁層５２０を形成する。絶縁層５２０は、絶縁層２３４の開口を埋めるように形成される。絶縁層５２０は、絶縁層５２１（絶縁層２３４）よりも屈折率が小さい材料であればよい（図４（Ｅ））。

また、透光性を有する高屈折率材料の絶縁層５２１として絶縁層２３４を利用せず、新たに形成する場合は、絶縁層２３４に、集光手段５００が形成される大きさの開口を形成する。そして、絶縁層５２０及び絶縁層５２１を形成する。

絶縁層２３４に形成した開口を絶縁層５２１及び絶縁層５２０で埋めた後、必要であれば、絶縁層２３４と集光手段５００との表面とが同一平面となるように、平坦化処理を行ってもよい。

透光性を有する高屈折率材料の絶縁層５２１としては、例えば、ＳｉＣ、ＴｉＯ_２、ＺｎＳ、ＣｅＯ_２、インジウム錫酸化物などを用いることができる。ポリカーボネート、ポリエステル樹脂なども用いることができる。また透光性を有する低屈折率材料の絶縁層５２０としては、例えば、酸化シリコン、ＣａＦ_２、ＭｇＦ_２などを用いることができる。アクリル、フッ素樹脂なども用いることができる。

また、図４では、図１（Ａ）の透光性を有する高屈折材料の絶縁層５２１と透光性を有する低屈折率材料の絶縁層５２０を有する集光手段５００の例を示すが、図１（Ｂ）の集光手段５００も同様に形成できる。その場合は、絶縁層２３４を形成した後に、図１（Ｂ）の金属膜５２２が形成される部分に開口を形成し、その開口を埋めるように金属膜５２２を形成する。したがって、図１（Ｂ）の場合は、絶縁層２３４と絶縁物５２３とは同一材料となる。もちろん、絶縁層２３４と絶縁物５２３とを異なる材料を用いて形成してもよい。不要な部分についた金属膜はエッチングで除去するとよい。

図２で示すように集光手段５００をテーパー形状にする場合は、絶縁層２３４に形成する開口を、底面（絶縁層２３３側）よりも上面（着色層１５２側）のほうが面積が広くなるように形成する。そして、開口を低屈折率材料で埋め、低屈折率材料に再度テーパー形状の開口を形成して、その開口に高屈折率材料を埋める。このようにして、図２（Ａ）の集光手段５００を形成することができる。絶縁層２３４に形成した開口にどのような順番及び手法で絶縁層５２０及び絶縁層５２１を形成するかは、上述の方法に限らず、既存の成膜方法及びエッチング手法から適宜選択すればよい。

図２（Ｂ）で示す集光手段５００の場合も、絶縁層２３４に形成する開口を、底面（絶縁層２３３側）よりも上面（着色層１５２側）のほうが面積が広くなるように形成する。そして、開口を金属膜で埋め、金属膜に再度テーパー形状の開口を形成して、その開口に絶縁物を埋める。このようにして、図２（Ｂ）の集光手段５００を形成することができる。絶縁層２３４に形成した開口にどのような順番及び手法で絶縁物５２３及び金属膜５２２を形成するかは、上述の方法に限らず、既存の成膜方法及びエッチング手法から適宜選択すればよい。

図１６の集光手段についても、絶縁層２３４に開口を形成した後に、金属膜５２８及び絶縁層５２０を形成し、必要であればさらに絶縁層５２１も形成すればよい。

以上により、素子層１００ｂを形成することができる。図４（Ｅ）に示す時点では、素子層１００ｂが、支持基板６３に支持された状態である。

〔着色層１５２、遮光層１５３の形成〕
続いて、絶縁層２３４上に遮光層１５３及び着色層１５２を形成する（図４（Ｆ））。

遮光層１５３は、例えば金属材料または樹脂材料を用いることができる。金属材料を用いる場合には、導電膜を成膜した後に、フォトリソグラフィ法等を用いて不要な部分を除去することにより形成できる。また金属材料、顔料または染料を含む感光性の樹脂材料を用いた場合は、フォトリソグラフィ法等により形成することができる。遮光層１５３は、集光手段５００と重なる開口部を有する構成とする。

着色層１５２は、感光性の材料を用いることで、フォトリソグラフィ法等により島状に加工することができる。

このとき、遮光層１５３は、着色層１５２と重なる開口部を有する構成とする。

また遮光層１５３は、トランジスタ２１０を覆って設けることが好ましい。特に、トランジスタ２１０としてボトムゲート型のトランジスタを用いた場合には、遮光層１５３によって外光や、発光素子１２０からの光が半導体層２１２に到達することを抑制でき、信頼性を向上させることができる。

集光手段５００が図１（Ｂ）の金属膜５２２を有する場合は、金属膜５２２と遮光層１５３とを同一材料を用いて形成することも可能である。絶縁層２３４に、金属膜５２２を設けるための開口を形成した後、絶縁層２３４の上面と開口を埋めるように導電層を形成する。そして、図１（Ｂ）の絶縁物５２３と重なる部分の導電層だけを除去して、金属膜５２２と遮光層１５３とを同時に形成することもできる。この場合は、金属膜５２２と遮光層１５３は一体化している。

〔貼り合せ〕
続いて、図５（Ａ）に示すように、支持基板６１と支持基板６３とを、素子層１００ａと素子層１００ｂとが向かい合うように、接着層１５１を用いて貼り合せる。そして、接着層１５１を硬化させる。これにより、発光素子１２０を接着層１５１で封止することができる。

接着層１５１は、硬化型の材料を用いることが好ましい。例えば光硬化性を示す樹脂、反応硬化性を示す樹脂、熱硬化性を示す樹脂等を用いることができる。特に、溶媒を含まない樹脂材料を用いることが好ましい。

このとき、支持基板６１と支持基板６３の位置ずれが生じてしまうと、発光素子１２０からの光が、素子層１００ｂ等の遮光性の部材や、遮光層１５３等に遮られてしまう場合がある。そのため、支持基板６３上、及び支持基板６１上には、それぞれ位置合わせ用のマーカーが形成されていることが好ましい。

〔支持基板６１の分離〕
続いて、図５（Ｂ）に示すように、支持基板６１側から、支持基板６１を介して樹脂層１０１に光７０を照射する。

光７０としては、好適にはレーザ光を用いることができる。特に、線状のレーザを用いることが好ましい。

なお、レーザ光と同等のエネルギーを照射可能であれば、フラッシュランプ等を用いてもよい。

光７０は、少なくともその一部が支持基板６１を透過し、且つ樹脂層１０１に吸収される波長の光を用いることが好ましい。特に、光７０の波長としては、可視光線から紫外線の波長領域の光を用いることが好ましい。例えば波長が２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の光、好ましくは波長が２５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の光を用いることが好ましい。特に、波長３０８ｎｍのエキシマレーザを用いると、生産性に優れるため好ましい。エキシマレーザは、ＬＴＰＳにおけるレーザ結晶化にも用いるため、既存のＬＴＰＳ製造ラインの装置を流用することができ、新たな設備投資を必要としないため好ましい。また、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第三高調波である波長３５５ｎｍのＵＶレーザなどの固体ＵＶレーザ（半導体ＵＶレーザともいう）を用いてもよい。また、レーザとして、ＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｗａｖｅ）レーザを用いてもよいし、パルスレーザを用いてもよい。パルスレーザとしては、ナノ秒、ピコ秒、フェムト秒等の短時間のパルスレーザ、またはそれよりも長時間（例えば数１００Ｈｚ以下）のパルスレーザを用いることができる。

光７０として、線状のレーザ光を用いる場合には、支持基板６１と光源とを相対的に移動させることで光７０を走査し、剥離したい領域に亘って光７０を照射する。この段階では、樹脂層１０１が配置される全面に亘って照射すると、樹脂層１０１全体が剥離可能となり、後の分離の工程で支持基板６１の外周部をスクライブ等により分断する必要がない。または、樹脂層１０１が配置される領域の外周部に光７０を照射しない領域を設けると、当該領域は、密着性は高いままであるため、光７０の照射時に樹脂層１０１と支持基板６１とが分離してしまうことを抑制できるため好ましい。

光７０の照射により、樹脂層１０１の支持基板６１側の表面近傍、または樹脂層１０１の内部の一部が改質され、支持基板６１と樹脂層１０１との密着性が低下し、容易に剥離可能な状態とすることができる。

続いて、支持基板６１と樹脂層１０１とを分離する（図５（Ｃ））。

分離は、支持基板６３をステージに固定した状態で、支持基板６１に垂直方向に引っ張る力をかけることにより行うことができる。例えば支持基板６１の上面の一部を吸着し、上方に引っ張ることにより、引き剥がすことができる。ステージは、支持基板６３を固定できればどのような構成でもよいが、例えば真空吸着、静電吸着などが可能な吸着機構を有していてもよいし、支持基板６３を物理的に留める機構を有していてもよい。または、支持基板６１をステージに固定した状態で、支持基板６３に垂直方向に引っ張る力をかけることで分離してもよい。

また、分離は表面に粘着性を有するドラム状の部材を支持基板６１または支持基板６３の上面に押し当て、これを回転させることにより行ってもよい。このとき、剥離方向にステージを動かしてもよい。

また、樹脂層１０１の外周部に光７０を照射しない領域を設けた場合、樹脂層１０１に光を照射した部分の一部に切欠き部を形成し、剥離のきっかけとしてもよい。切欠き部は、例えば鋭利な刃物または針状の部材を用いることや、支持基板６１と樹脂層１０１を同時にスクライブにより切断すること等により形成することができる。

なお、光７０の照射条件によっては、樹脂層１０１の内部で分離（破断）が生じることにより、樹脂層１０１の一部が支持基板６１側に残存する場合がある。図５（Ｃ）では、樹脂層１０１内部で破断し、支持基板６１側に樹脂層１０１の一部である樹脂層１０１ａが残存している場合を示している。

または、樹脂層１０１の表面の一部が融解する場合にも、同様に支持基板６１側に樹脂層１０１の一部が残存することがある。なお、支持基板６１と樹脂層１０１の界面で剥離する場合、支持基板６１側に樹脂層１０１の一部が残存しないことがある。

支持基板６１側に残存する樹脂層１０１ａの厚さは、例えば、１００ｎｍ以下、具体的は４０ｎｍ以上７０ｎｍ以下程度とすることができる。残存した樹脂層１０１ａを除去することで、支持基板６１は再利用が可能である。例えば、支持基板６１にガラスを用い、樹脂層１０１にポリイミド樹脂を用いた場合は、アッシング処理や、発煙硝酸等により残存した樹脂層１０１ａを除去することができる。

〔基板１１の貼り合せ〕
続いて、図６（Ａ）に示すように、接着層５１を用いて樹脂層１０１と基板１１とを貼り合せる。

接着層５１は、上記接着層１５１の記載を援用できる。

基板１１及び後述する基板１２としては、樹脂材料を用いると、同じ厚さであってもガラス等を用いた場合に比べて、表示装置を軽量化できる。また、可撓性を有する程度に薄い材料を用いると、より軽量化できるため好ましい。また、樹脂材料を用いることで、表示装置の耐衝撃性を向上させることができ、割れにくい表示装置を実現できる。

また、基板１１は視認側とは反対側に位置する基板であるため、可視光に対して透光性を有していなくてもよい。そのため、金属材料を用いることもできる。金属材料は熱伝導性が高く、基板全体に熱を容易に伝導できるため、表示装置の局所的な温度上昇を抑制することができる。

続いて、素子層２００ｂの形成方法について説明する。

〔支持基板６３の分離〕
続いて、支持基板６３側から、支持基板６３を介して樹脂層２０１に光７０を照射する（図６（Ｂ））。光７０の照射方法については、上記の記載を援用できる。

その後、図６（Ｃ）に示すように支持基板６３と樹脂層２０１とを分離する。図６（Ｃ）では、樹脂層２０１の内部で破断し、支持基板６３側に樹脂層２０１の一部である樹脂層２０１ａが残存している例を示している。

〔樹脂層２０１の薄膜化〕
続いて、樹脂層２０１の一部を除去し、樹脂層２０１を薄膜化する。薄膜化後の樹脂層２０１の厚さは、例えば樹脂層１０１よりも薄くすることができる。より具体的には例えば１ｎｍ以上３μｍ未満、好ましくは５ｎｍ以上１μｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下とすることが好ましい。

薄膜化は、樹脂層２０１をエッチング可能な方法であればよく、プラズマ処理、ドライエッチング法またはウエットエッチング法などを用いることができる。特にドライエッチング法を用いると、均一性が高いため好ましい。また、樹脂層２０１は有機物を含むため、酸素を含む雰囲気下でのプラズマ処理（アッシング処理ともいう）を用いることが特に好ましい。また、ウエットエッチング法を用いる場合には、樹脂層２０１が完全に除去されることを防ぐため、希釈したエッチング液等を用いてエッチングすることが好ましい。または、樹脂層２０１となる薄膜の形成時に用いる材料を、溶媒で十分に希釈して粘度を低くするなどし、樹脂層２０１を薄く形成することにより薄膜化を行わない方法を用いてもよい。

図７（Ａ）では、樹脂層２０１の上面に、プラズマ８０を照射することで、樹脂層２０１の上部の一部をエッチングし、薄膜化している様子を示している。

〔ラビング処理〕
続いて、樹脂層２０１の上面に対してラビング処理を行う。これにより、樹脂層２０１を配向膜として用いることができる。

図７（Ｂ）は、ラビング処理時の様子を示している。図７（Ｂ）に示すように、回転するラビングロール８５を樹脂層２０１に押し当てた状態で、図中の一点鎖線の矢印で示すように、基板１１をスライドさせることにより、樹脂層２０１に一軸配向処理を施すことができる。

なお、ここでは樹脂層２０１を薄膜化し、これを配向膜として用いる場合の例を示したが、樹脂層２０１の薄膜化において、表面の平坦性が低下してしまう場合がある。その場合には、上記樹脂層２０１の薄膜化の工程において、樹脂層２０１を完全に除去した後、配向膜となる樹脂等を形成してもよい。そして、当該樹脂等に対してラビング処理を行い、配向膜を形成することができる。

なお、ここでは図示しないが、基板１１の貼り合せ以降の工程において、搬送を容易にするため、基板１１側を他の支持基板に固定することが好ましい。例えば、基板１１と当該支持基板とを粘着性の材料、両面テープ、シリコーンシート、または水溶性の接着剤などにより固定することができる。また、後述の支持基板６４の貼り合せ工程以降においても、同様に基板１１側を他の支持基板に固定した状態とすることが好ましい。

〔光吸収層１０３の形成〕
続いて、支持基板６４を準備する。支持基板６４は、支持基板６１の記載を援用することができる。

続いて、支持基板６４上に、光吸収層１０３を形成する（図８（Ａ））。光吸収層１０３は、後の光７０の照射工程において、当該光７０を吸収し、発熱することにより、水素または酸素等を放出する層である。

光吸収層１０３としては、例えば加熱により水素が放出される、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）膜を用いることができる。水素化アモルファスシリコン膜は、例えばＳｉＨ_４を成膜ガスに含むプラズマＣＶＤ法により成膜することができる。また、さらに水素を多く含有させるため、成膜後に水素を含む雰囲気下で加熱処理をしてもよい。

または、光吸収層１０３として、加熱により酸素が放出される酸化物膜を用いることもできる。特に、酸化物半導体膜または酸化物導電体膜は、酸化シリコン膜等の絶縁膜に比べてバンドギャップが狭く、光を吸収しやすいため好ましい。なお、酸化物導電体膜は、酸化物半導体膜の欠陥準位または不純物準位を高めることで形成することができる。酸化物半導体を用いる場合、上述した半導体層１１２の形成方法、及び後述する半導体層に用いることのできる材料を援用できる。酸化物膜は、例えば酸素を含む雰囲気下でプラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等により成膜することができる。特に酸化物半導体膜を用いる場合には、酸素を含む雰囲気下でスパッタリング法により成膜することが好ましい。また、さらに酸素を含有させるため、成膜後に酸素を含む雰囲気下で加熱処理をしてもよい。

または、光吸収層１０３に用いることのできる酸化物膜として、酸化物絶縁膜を用いてもよい。例えば、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化窒化シリコン膜等を用いることもできる。例えば、このような酸化物絶縁膜を、酸素を含む雰囲気下にて、低温（例えば２５０℃以下、好ましくは２２０℃以下）で成膜することで、酸素を過剰に含有した酸化物絶縁膜を形成することができる。成膜は、例えばスパッタリング法またはプラズマＣＶＤ法等を用いることができる。

〔樹脂層２０２の形成〕
続いて、光吸収層１０３上に、開口部を有する樹脂層２０２を形成する（図８（Ｂ））。樹脂層２０２の形成方法及び材料については、開口部を形成する部分以外は樹脂層１０１と同様の方法及び材料を用いることができる。光吸収層１０３と樹脂層２０２の積層は、支持基板６４を剥離させるために形成するが、別の剥離方法を用いてもよい。例えば、支持基板６４上にタングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造を設け、積層構造に物理的力を加えて支持基板６４を分離することもできる。その場合は、光吸収層１０３と樹脂層２０２の形成工程、及び光７０の照射工程は必要はない。支持基板６４上に無機膜の積層構造を設けた後に、絶縁層２０４、導電層２２３、配向膜２２４を順次形成すればよい。

樹脂層２０２の形成は、まず感光性の材料を光吸収層１０３上に塗布して薄膜を形成し、プリベーク処理を行う。続いて、フォトマスクを用いて当該材料を露光し、現像処理を行うことで、開口部を有する樹脂層２０２を形成することができる。その後、ポストベーク処理を行い、材料を十分に重合させるとともに、膜中のガスを除去する。

〔絶縁層２０４の形成〕
続いて、樹脂層２０２、及び樹脂層２０２の開口部を覆って絶縁層２０４を形成する（図８（Ｃ））。絶縁層２０４の一部は、光吸収層１０３と接して設けられる。絶縁層２０４は、樹脂層２０２に含まれる不純物が、後に形成するトランジスタや液晶素子等に拡散することを防ぐバリア層として用いることができる。そのためバリア性の高い材料を用いることが好ましい。

絶縁層２０４の形成方法及び材料については、絶縁層１３１の記載を援用できる。

〔導電層２２３の形成〕
続いて、絶縁層２０４上に導電層２２３を形成する。導電層２２３は可視光を透過する材料を用いることができる。導電層２２３は、導電膜を成膜することにより形成することができる。なお、導電層２２３は、メタルマスクなどのシャドウマスクを用いたスパッタリング法等の方法により、樹脂層２０２の外周部に導電層２２３が設けられないように形成してもよい。または、導電膜を成膜した後にフォトリソグラフィ法等により不要な部分をエッチングにより除去してもよい。

〔配向膜２２４の形成〕
続いて、導電層２２３上に配向膜２２４を形成する（図８（Ｄ））。配向膜２２４は、樹脂等の薄膜を成膜した後に、ラビング処理を行うことにより形成できる。

〔基板１１と支持基板６４との貼り合せ〕
続いて、図９（Ａ）に示すように、基板１１と支持基板６４とを、液晶２２２を挟んで貼り合せる。このとき、樹脂層２０２の開口部と発光素子１２０とが重なるように、貼り合せを行う。また、樹脂層２０２の開口部と、遮光層１５３の開口部及び着色層１５２とが重なるように、貼り合せを行う。

またこのとき、樹脂層２０１と樹脂層２０２とを、外周部において図示しない接着層により接着する。

例えば、樹脂層２０１と樹脂層２０２のいずれか一方、または両方に、これらを接着する接着層（図示しない）を形成する。接着層は、画素が配置されている領域を囲むように形成する。接着層は、例えばスクリーン印刷法や、ディスペンス法等により形成することができる。接着層としては、熱硬化性樹脂や紫外線硬化樹脂等を用いることができる。また、紫外線により仮硬化した後に、熱を加えることにより硬化する樹脂などを用いてもよい。または、接着層として、紫外線硬化性と熱硬化性の両方を有する樹脂などを用いてもよい。

続いて、液晶２２２をディスペンス法等により接着層に囲まれた領域に滴下する。続いて、液晶２２２を挟むように基板１１と支持基板６４とを貼り合せ、接着層を硬化する。貼り合せは、減圧雰囲気下で行うと基板１１と支持基板６４との間に気泡等が混入することを防ぐことができるため好ましい。

なお、液晶２２２の滴下後に、画素が配置されている領域や、当該領域の外側に粒状のギャップスペーサを散布してもよいし、当該ギャップスペーサを含む液晶２２２を滴下してもよい。また、液晶２２２は、基板１１と支持基板６４を貼り合せた後に、減圧雰囲気下において、接着層に設けた隙間から注入する方法を用いてもよい。

以上により、液晶素子２２０を形成することができる、また同時に、素子層２００ｂを形成することができる。なお、この時点では、表示面側に支持基板６４と光吸収層１０３が設けられた状態である。

〔支持基板６４の分離〕
続いて、図９（Ｂ）に示すように、支持基板６４側から、支持基板６４を介して光吸収層１０３に光７０を照射する。光７０の照射方法については、上記の記載を援用できる。

ここでは、光７０は、少なくともその一部が支持基板６１を透過し、且つ光吸収層１０３に吸収される波長の光を選択して用いる。

光７０の照射により、光吸収層１０３が加熱され、光吸収層１０３から水素または酸素等が放出される。このとき放出される水素または酸素等は、ガス状となって放出される。放出されたガスは光吸収層１０３と樹脂層２０２の界面近傍、または光吸収層１０３と支持基板６４の界面近傍に留まり、これらを引き剥がす力が生じる。その結果、光吸収層１０３と樹脂層２０２の密着性、または光吸収層１０３と支持基板６４の密着性が低下し、容易に剥離可能な状態とすることができる。

また、光吸収層１０３から放出されるガスの一部が、光吸収層１０３中に留まる場合もある。そのため、光吸収層１０３が脆化し、光吸収層１０３の内部で分離しやすい状態となる場合がある。

また、光吸収層１０３として、酸素を放出する膜を用いた場合、光吸収層１０３から放出された酸素により、樹脂層２０２の一部が酸化され、脆化する場合がある。これにより、樹脂層２０２と光吸収層１０３との界面で剥離しやすい状態とすることができる。

また、樹脂層２０２の開口部と重なる領域においても、上記と同じ理由により、光吸収層１０３と絶縁層２０４との界面や、光吸収層１０３と支持基板６４の界面の密着性が低下し、剥離しやすい状態となる。または、光吸収層１０３が脆化し、分離しやすい状態となる場合もある。

一方、光７０を照射していない領域は、密着性は高いままである。

ここで、光吸収層１０３と、トランジスタ２１０の半導体層２１２にそれぞれ酸化物半導体膜を用いた場合、光７０としては、当該酸化物半導体膜が吸収しうる波長の光を用いる。しかしながら、光吸収層１０３と半導体層２１２との間には、反射電極として機能する導電層２２１ａが設けられている。したがって、光７０のうち光吸収層１０３で吸収しきれずに透過する光が存在しても、導電層２２１ａによって吸収または反射されるため、これが半導体層１１２に到達することが抑制される。また、万が一、導電層２２１ａをも透過した光７０が存在したとしても、トランジスタ２１０としてボトムゲート構造とした場合には、導電層２２１ａと半導体層２１２との間にゲート電極として機能する導電層２１１が設けられるため、導電層２１１により反射または吸収することができる。その結果、トランジスタ２１０の電気特性の変動はほとんど生じない。

続いて、支持基板６４と樹脂層２０２とを分離する（図１０（Ａ））。上記の記載を援用することができる。図１０（Ａ）では、光吸収層１０３と樹脂層２０２との界面、及び光吸収層１０３と絶縁層２０４の界面で分離が生じている例を示している。

なお、光吸収層１０３の一部が、樹脂層２０２及び絶縁層２０４の表面に接して残存する場合がある。例えば、光吸収層１０３の内部で分離（破断）が生じている場合などがある。なお、光吸収層１０３と支持基板６４との界面で剥離が生じる場合には、光吸収層１０３の全部が樹脂層２０２及び絶縁層２０４に接して残存する場合がある。

このように、光吸収層の一部が残存した場合、これを除去することが好ましい。残存した光吸収層の除去は、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が、特にドライエッチング法を用いることが好ましい。なお、残存した光吸収層を除去する際に、樹脂層２０２の一部、及び絶縁層２０４の一部がエッチングにより薄くなる場合がある。なお、光吸収層１０３に透光性を有する材料を用いた場合や、残存した光吸収層が、透光性を有する程度に薄い場合には、残存した光吸収層を残したままの状態としてもよい。

〔基板１２の貼り合せ〕
続いて、接着層５２を用いて樹脂層２０２と基板１２とを貼り合せる（図１０（Ｂ））。接着層５２は、上記接着層１５１の記載を援用できる。

基板１２は、視認側に位置する基板であるため、可視光に対して透光性を有する材料を用いることができる。

以上の工程により、図１、図２、または図１６に示す表示装置１０を作製することができる。

本形態により作製された表示装置１０は、集光手段５００により、発光素子１２０からの光を効率よく表示面に射出でき、より明るい表示を提供でき、表示装置の表示品位を高めることができる。特に、表示の際に発光素子１２０を用いて表示を行う第２のモード及び第３のモードのときに、その表示品位を高めることができる。また、基板１１、基板１２に樹脂基板を用いることで、表示装置１０は軽くて割れにくく、曲げることもできる。

第２のモードは、光源である発光素子１２０の光を利用して表示を行うことができるため、外光の照度や色度によらず、極めて色再現性が高く鮮やかな表示を行うことができる。例えば、夜間や暗い室内など、外光の照度が極めて小さい場合などに有効である。また外光が暗い場合、明るい表示を行うと使用者が眩しく感じてしまう場合がある。これを防ぐために、第２のモードでは輝度を抑えた表示を行うことが好ましい。またこれにより、眩しさを抑えることに加え、消費電力も低減することができる。第２のモードは、鮮やかな画像や滑らかな動画などを表示することに適したモードである。したがって、集光手段５００を設けることで、消費電力は変わらずに、第２のモードにおいてより明るい表示を提供できる。言い換えれば、より少ない消費電力により、従来の明るさを持つ表示を提供できる。さらに、従来の明るさの表示をより少ない電流値で実現することが可能となるため、発光素子１２０への負荷が減り、発光素子１２０の寿命を延ばすことができる。

第３のモードでは、光源である発光素子１２０の光と、反射光の両方を利用して表示を行うことができる。具体的には、発光素子１２０が発する光と、液晶素子２２０を介して発する光とを混色させることにより、１つの色を表現するように駆動する。第１のモードよりも色再現性が高く鮮やかな表示をしつつ、第２のモードよりも消費電力を抑えることができる。例えば、室内照明下や、朝方や夕方の時間帯など、外光の照度が比較的低い場合や、外光の色度が白色ではない場合などに有効である。

したがって、第３のモードにおいても、集光手段５００を設けることで、発光素子１２０からの光をより多く射出することができ、低消費電力、表示品位の向上、使用環境に依存しない表示を提供できる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、図１とは異なる構成の集光手段を有する表示装置及びその作製方法について説明する。本形態での説明のうち、実施の形態１と同一符号であるものは、実施の形態１の説明を援用することができる。

図１１は、実施の形態１の図４に対応し、素子層１００ｂを形成する工程を示す。実施の形態１の図４（Ａ）乃至図４（Ｃ）と同様の工程を行い、図１１（Ａ）の構成とする。

絶縁層２３１を形成した後に、絶縁層２３１上に絶縁物５２４を形成する。その後、導電層２１１と絶縁物５２４上に絶縁層２３２を形成し、実施の形態１の図４（Ｄ）と同様な方法でトランジスタ２１０を形成する（図１１（Ｂ））。トランジスタ２１０のゲート電極として機能する導電層２１１と絶縁物５２４との形成順序はどちらが先でもよい。

絶縁物５２４は透光性を有する高屈折率材料で形成し、絶縁層２３２は透光性を有する低屈折率材料で形成する。透光性を有する高屈折率材料としては、例えば、ＳｉＣ、ＴｉＯ_２、ＺｎＳ、ＣｅＯ_２、インジウム錫酸化物、ポリカーボネート、ポリエステル樹脂などを用いることができる。また透光性を有する低屈折率材料としては、例えば、酸化シリコン、ＣａＦ_２、ＭｇＦ_２、アクリル、フッ素樹脂などを用いることができる。

続いて、トランジスタ２１０及び絶縁層２３２を覆って絶縁層２３３及び絶縁層２３４を順に形成する。絶縁層２３３及び絶縁層２３４は、それぞれ実施の形態１の絶縁層１３３または絶縁層１３４と同様の方法により形成できる（図１１（Ｃ））。

絶縁層２３４形成後に、絶縁層２３４、絶縁層２３３、絶縁層２３２、絶縁物５２４のエッチバックを行う。エッチバックを行うことで、絶縁物５２４の上面を露出させる。また、エッチバック処理により平坦化処理も兼ねることができる。

続いて、絶縁層２３４及び絶縁物５２４上に遮光層１５３及び着色層１５２を形成する（図１１（Ｄ））。

その後は、実施の形態１の図５乃至図１０と同様な工程を経て、図１２に示す表示装置１０が得られる。図１２の表示装置は、絶縁物５２４と絶縁層２３２との境界面において全反射が起こるようにし、光の全反射を利用した集光手段５００を有する。

本形態では、絶縁物５２４を絶縁層２３１と絶縁層２３２との間に形成したが、絶縁物５２４を絶縁層２３２と絶縁層２３３との間に形成しても構わない。また、絶縁層２３３と絶縁層２３４との間に絶縁物５２４を形成しても構わない。また、導電層２２１ｂと絶縁層２３１との間に絶縁物５２４を形成しても構わない。

つまり、遮光層１５３の開口から射出する発光素子１２０の光の経路上に、絶縁物５２４と、その他の絶縁層２３１、絶縁層２３２、絶縁層２３３、絶縁層２３４のいずれか一とを有する集光手段５００があればよい。発光２１は、絶縁物５２４と絶縁物５２４の側面を覆う絶縁層（絶縁層２３１、２３２、２３３、２３４のいずれか）との境界面において全反射が起こることで、より効率的に表示装置の表示面へ光を導光及び集光することができる。そのため、明るい表示が実現でき、表示装置の表示品位を高めることができる。

また、図１１（Ｂ）の絶縁物５２４の側面に金属膜を設けて、金属面での反射を利用した集光手段を形成してもよい。その場合、絶縁物５２４を形成した後、導電層２１１となる導電膜を絶縁物５２４上に形成する。導電層２１１を形成するためのエッチングと同時に、絶縁物５２４の側面を覆う金属膜を形成する。その後は、図１１（Ｂ）乃至図１１（Ｄ）と同様に絶縁層２３２以降を形成してゆけばよい。もちろん、導電層２１１とは異なる材料の金属膜で、絶縁物５２４の側面を覆っても構わない。

また、絶縁物５２４と、絶縁物５２４の側面を覆う絶縁層（絶縁層２３１、２３２、２３３、２３４のいずれか）との境界面で、全反射されずに入射した光を、金属膜により反射する集光手段としてもよい。その場合は、図１６の構成のように、絶縁物５２４の側面を覆う絶縁層のさらに外側に金属膜を設ける。そのようにすることで、入射角が臨界角未満で入射してしまった光も、金属膜で反射させることで、表示面に光を集めることができる。

次に、また別の構成の集光手段を有する表示装置及びその作製方法について説明する。実施の形態１の図４（Ｄ）までと同様の工程を経て、図１３（Ａ）の状態とする。

次に、トランジスタ２１０を覆って絶縁層２３３及び絶縁層２３４を順に形成する（図１３（Ｂ））。絶縁層２３３及び絶縁層２３４は、それぞれ実施の形態１の絶縁層１３３または絶縁層１３４と同様の方法により形成できる。

続いて、絶縁層２３４上に遮光層１５３及び着色層１５２を形成する（図１３（Ｃ））。

次に、遮光層１５３及び着色層１５２上に絶縁層を形成する。この絶縁層に、着色層１５２及び遮光層１５３に達する開口を形成する。この開口は着色層１５２の外縁に沿って形成してもよい。開口を形成することで、絶縁層５２５と絶縁物５２７を形成する（図１３（Ｄ））。その後、開口を埋めるように絶縁物５２６を形成する（図１３（Ｅ））。絶縁物５２７は透光性を有する高屈折率材料で形成し、絶縁物５２６は透光性を有する低屈折率材料で形成する。具体的な高屈折率材料及び低屈折率材料については、実施の形態１の絶縁層５２１及び絶縁層５２０と同様の材料を用いることができる。

以上により、低屈折率材料でなる絶縁物５２６と高屈折率材料でなる絶縁物５２７とでなる集光手段５００が形成される。

また、絶縁層に開口を形成して、絶縁層５２５と絶縁物５２７を形成した後に、開口に金属膜を形成すると、図１（Ｂ）のような金属の反射を利用した集光手段５００が形成される。

また、絶縁層５２５と絶縁物５２６との間に金属膜を設けて、図１６のような構成の集光手段としてもよい。そうすれば、絶縁物５２６に入射した光を金属膜で反射し、表示面側に集光することができる。

その後は、実施の形態１の図５乃至図１０と同様な工程を経て、図１４に示す表示装置１０が得られる。図１４の表示装置は、集光手段５００を素子層１００ｂの絶縁層に埋め込むのではなく、新たな層を、着色層１５２と接着層１５１との間に形成する。図１４では、集光手段５００は、絶縁物５２６と絶縁物５２７との境界面における光の全反射を利用したものである。しかし、絶縁物５２６を金属膜として、金属の反射を利用した集光手段５００としてもよい。

また、実施の形態１の図２と同様に、素子層２００ａから素子層１００ｂに向かって先細りするように、絶縁物５２６及び絶縁物５２７にテーパー形状を持たせてもよい。また、絶縁物５２６を金属膜として、その金属膜にテーパー形状を持たせてもよい。テーパー形状により、より効率的に光を集めることができ、樹脂層２０２の開口部より多くの光を射出することができる。

（実施の形態３）
実施の形態１及び２で例示した表示装置１０は、トランジスタ１１０とトランジスタ２１０の両方に、ボトムゲート構造のトランジスタを適用した場合の例である。

実施の形態１及び２のトランジスタ１１０は、ゲート電極として機能する導電層１１１が、半導体層１１２よりも被形成面側（樹脂層１０１側）に位置する。また、ゲート絶縁層として機能する絶縁層１３２が導電層１１１を覆って設けられている。また半導体層１１２は、導電層１１１を覆って設けられている。半導体層１１２の導電層１１１と重なる領域が、チャネル形成領域に相当する。また、導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂは、それぞれ半導体層１１２の上面及び側端部に接して設けられている。

なお、トランジスタ１１０は、導電層１１１よりも半導体層１１２の幅が大きい場合の例を示している。このような構成により、導電層１１１と導電層１１３ａまたは導電層１１３ｂの間に半導体層１１２が配置されるため、導電層１１１と導電層１１３ａまたは導電層１１３ｂとの間の寄生容量を小さくすることができる。

トランジスタ１１０は、チャネルエッチ型のトランジスタであり、トランジスタの占有面積を縮小することが比較的容易であるため、高精細な表示装置に好適に用いることができる。

トランジスタ２１０は、トランジスタ１１０と共通の特徴を有している。

ここで、トランジスタ１１０及びトランジスタ２１０に適用可能な、トランジスタの構成例について説明する。

図１５（Ａ）に示したトランジスタ１１０ａは、トランジスタ１１０と比較して、導電層１１４及び絶縁層１３６を有する点で相違している。導電層１１４は、絶縁層１３３上に設けられ、半導体層１１２と重なる領域を有する。また絶縁層１３６は、導電層１１４及び絶縁層１３３を覆って設けられている。

導電層１１４は、半導体層１１２を挟んで導電層１１１とは反対側に位置している。導電層１１１を第１のゲート電極とした場合、導電層１１４は、第２のゲート電極として機能することができる。導電層１１１と導電層１１４に同じ電位を与えることで、トランジスタ１１０ａのオン電流を高めることができる。また導電層１１１及び導電層１１４の一方にしきい値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタ１１０ａのしきい値電圧を制御することができる。

ここで、導電層１１４として、酸化物を含む導電性材料を用いることが好ましい。これにより、導電層１１４を構成する導電膜の成膜時に、酸素を含む雰囲気下で成膜することで、絶縁層１３３に酸素を供給することができる。好適には、成膜ガス中の酸素ガスの割合を９０％以上１００％以下の範囲とすることが好ましい。絶縁層１３３に供給された酸素は、後の熱処理により半導体層１１２に供給され、半導体層１１２中の酸素欠損の低減を図ることができる。

特に、導電層１１４には低抵抗化された酸化物半導体を用いることが好ましい。このとき、絶縁層１３６に水素を放出する絶縁膜、例えば窒化シリコン膜等を用いることが好ましい。絶縁層１３６の成膜中、またはその後の熱処理によって導電層１１４中に水素が供給され、導電層１１４の電気抵抗を効果的に低減することができる。

図１５（Ｂ）に示すトランジスタ１１０ｂは、トップゲート構造のトランジスタである。

トランジスタ１１０ｂは、ゲート電極として機能する導電層１１１が、半導体層１１２よりも上側（被形成面側とは反対側）に設けられている。また、絶縁層１３１上に半導体層１１２が形成されている。また半導体層１１２上には、絶縁層１３２及び導電層１１１が積層して形成されている。また、絶縁層１３３は、半導体層１１２の上面及び側端部、絶縁層１３２の側面、及び導電層１１１を覆って設けられている。導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂは、絶縁層１３３上に設けられている。導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂは、絶縁層１３３に設けられた開口を介して、半導体層１１２の上面と電気的に接続されている。

なお、ここでは絶縁層１３２が、導電層１１１と重ならない部分に存在しない場合の例を示しているが、絶縁層１３２が半導体層１１２の上面及び側端部を覆って設けられていてもよい。

トランジスタ１１０ｂは、導電層１１１と導電層１１３ａまたは導電層１１３ｂとの物理的な距離を離すことが容易なため、これらの間の寄生容量を低減することが可能である。

図１５（Ｃ）に示すトランジスタ１１０ｃは、トランジスタ１１０ｂと比較して、導電層１１５及び絶縁層１３７を有している点で相違している。導電層１１５は絶縁層１３１上に設けられ、半導体層１１２と重なる領域を有する。また絶縁層１３７は、導電層１１５及び絶縁層１３１を覆って設けられている。

導電層１１５は、上記導電層１１４と同様に第２のゲート電極として機能する。そのため、オン電流を高めることや、しきい値電圧を制御することなどが可能である。

図１５（Ｄ）には、トランジスタ１１０とトランジスタ１１０ｄとを積層した構成を示している。トランジスタ１１０ｄは、一対のゲート電極を有するトランジスタである。

トランジスタ１１０ｄは、第１のゲート電極として機能する導電層１１３ｂの一部と、第１のゲート絶縁層として機能する絶縁層１３３の一部と、半導体層１１２ａと、ソース電極及びドレイン電極の一方として機能する導電層１１３ｃと、ソース電極及びドレイン電極の他方として機能する導電層１１３ｄと、第２のゲート絶縁層として機能する絶縁層１３６の一部と、第２のゲート電極として機能する導電層１１４ａと、を有する。

このような構成は、特に第１の素子層１００ａに好適に適用することができる。すなわち、トランジスタ１１０を、画素の選択、非選択状態を制御するトランジスタ（スイッチングトランジスタ、または選択トランジスタともいう）に用い、トランジスタ１１０ｄを発光素子１２０に流れる電流を制御するトランジスタ（駆動トランジスタともいう）に用いることが好ましい。

図１５（Ｄ）に示す構成では、導電層１１４ａは、絶縁層１３６に設けられた開口を介して導電層１１３ｃと電気的に接続されている。また、導電層１２１は、絶縁層１３４に設けられた開口を介して、導電層１１４ａと電気的に接続されている。このとき、導電層１１４ａと半導体層１１２ａの間の容量成分（ゲート容量ともいう）を、画素の保持容量として利用することができる。

なお、図１５（Ｅ）に示すように、導電層１１３ｃと導電層１２１とを接続するための電極として機能する導電層１１４ｂと、トランジスタ１１０ｄの第２のゲート電極として機能する導電層１１４ａとを、別々に設ける構成としてもよい。このとき、導電層１１４ａは、導電層１１３ｃと接続されないため、例えばトランジスタ１１０ｄのしきい値電圧を制御するための電位を与えてもよいし、第１のゲート電極として機能する導電層１１３ｂと電気的に接続し、これらに同じ電位を与えてもよい。

図１等に示すトランジスタ１１０に代えて、トランジスタ１１０ａ、トランジスタ１１０ｂ、トランジスタ１１０ｃ、またはトランジスタ１１０ｄ等を用いることができる。また、トランジスタ２１０に代えて、トランジスタ１１０ａ、トランジスタ１１０ｂ、トランジスタ１１０ｃ、またはトランジスタ１１０ｄ等を用いることができる。

ここで、表示装置１０において、素子層１００ａが有するトランジスタと、素子層１００ｂが有するトランジスタとを、異なるトランジスタで構成してもよい。一例としては、発光素子１２０と電気的に接続するトランジスタは、比較的大きな電流を流す必要があるためトランジスタ１１０ａ、トランジスタ１１０ｃ、トランジスタ１１０ｄ等のように、ゲート電極を２つ有するトランジスタを適用し、その他のトランジスタには、トランジスタの占有面積を低減するために、トランジスタ１１０等を好適に適用することができる。

以上がトランジスタについての説明である。

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置のより具体的な例について説明する。以下で例示する表示装置は、反射型の液晶素子と、発光素子の両方を有し、透過モードと反射モードの両方の表示を行うことのできる、表示装置である。

［構成例］
図１７（Ａ）は、表示装置４００の構成の一例を示すブロック図である。表示装置４００は、表示部３６２にマトリクス状に配列した複数の画素４１０を有する。また表示装置４００は、回路ＧＤと、回路ＳＤを有する。また方向Ｒに配列した複数の画素４１０、及び回路ＧＤと電気的に接続する複数の配線Ｇ１、複数の配線Ｇ２、複数の配線ＡＮＯ、及び複数の配線ＣＳＣＯＭを有する。また方向Ｃに配列した複数の画素４１０、及び回路ＳＤと電気的に接続する複数の配線Ｓ１及び複数の配線Ｓ２を有する。

なお、ここでは簡単のために回路ＧＤと回路ＳＤを１つずつ有する構成を示したが、液晶素子を駆動する回路ＧＤ及び回路ＳＤと、発光素子を駆動する回路ＧＤ及び回路ＳＤとを、別々に設けてもよい。より具体的には、実施の形態１で例示した素子層１００ａと素子層１００ｂとが、それぞれ個別に回路ＧＤ及び回路ＳＤを有していてもよい。

画素４１０は、反射型の液晶素子と、発光素子を有する。画素４１０において、液晶素子と発光素子とは、互いに重なる部分を有する。

図１７（Ｂ１）は、画素４１０が有する導電層３１１ｂの構成例を示す。導電層３１１ｂは、画素４１０における液晶素子の反射電極として機能する。また導電層３１１ｂには、開口４５１が設けられている。

図１７（Ｂ１）には、導電層３１１ｂと重なる領域に位置する発光素子３６０を破線で示している。発光素子３６０は、導電層３１１ｂが有する開口４５１と重ねて配置されている。これにより、発光素子３６０が発する光は、開口４５１を介して表示面側に射出される。したがって、実施の形態１及び２で説明した集光手段は、図１７（Ｂ１）（Ｂ２）では、開口４５１と重なるように設けられるか、または発光素子３６０と重なるように設けられる。集光手段は開口４５１よりも一回り大きい上面形状としてもよい。このようにすることで、発光素子３６０からの光が集光手段により効率的に集められ、集光手段により効率的に集められた光が開口４５１より射出される。

図１７（Ｂ１）では、方向Ｒに隣接する画素４１０が異なる色に対応する画素である。このとき、図１７（Ｂ１）に示すように、方向Ｒに隣接する２つの画素において、開口４５１が一列に配列されないように、導電層３１１ｂの異なる位置に設けられていることが好ましい。これにより、隣接する２つの画素の各発光素子３６０を離すことが可能で、発光素子３６０が発する光が隣接する画素４１０が有する着色層に入射してしまう現象（クロストークともいう）を抑制することができる。また、隣接する２つの発光素子３６０を離して配置することができるため、発光素子３６０のＥＬ層をシャドウマスク等により作り分ける場合であっても、高い精細度の表示装置を実現できる。

また、図１７（Ｂ２）に示すような配列としてもよい。

開口４５１の形状は、例えば多角形、四角形、楕円形、円形または十字等の形状とすることができる。また、細長い筋状、スリット状、市松模様状の形状としてもよい。また、開口４５１を隣接する画素に寄せて配置してもよい。好ましくは、開口４５１を同じ色を表示する他の画素に寄せて配置する。これにより、クロストークを抑制できる。

実施の形態１及び２で述べた集光手段の上面形状は、開口４５１の形状と相似の形状であるとよい。例えば、開口４５１が多角形であれば、集光手段の上面形状を多角形とし、開口４５１が十字形状であれば、集光手段の上面形状を十字形状とする。集光手段の上面の面積は、開口４５１の面積と同じか、それより大きくする。このようにすることで、発光素子３６０からの光が集光手段により効率的に集められ、集光手段により効率的に集められた光が開口４５１より射出される。また、集光手段は、隣接する複数の画素にまたがるように配置してもよい。

［回路構成例］
図１８は、画素４１０の構成例を示す回路図である。図１８では、隣接する２つの画素４１０を示している。

画素４１０は、スイッチＳＷ１、容量素子Ｃ１、液晶素子３４０、スイッチＳＷ２、トランジスタＭ、容量素子Ｃ２、及び発光素子３６０等を有する。また、画素４１０には、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線ＡＮＯ、配線ＣＳＣＯＭ、配線Ｓ１、及び配線Ｓ２が電気的に接続されている。また、図１８では、液晶素子３４０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ１、及び発光素子３６０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ２を示している。

図１８では、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２に、トランジスタを用いた場合の例を示している。スイッチＳＷ１は、液晶素子３４０に電気的に接続し、実施の形態１及び２のトランジスタ２１０に対応する。トランジスタＭは、発光素子３６０に電気的に接続し、実施の形態１及び２のトランジスタ１１０に対応する。

スイッチＳＷ１は、ゲートが配線Ｇ１と接続され、ソース又はドレインの一方が配線Ｓ１と接続され、ソース又はドレインの他方が容量素子Ｃ１の一方の電極、及び液晶素子３４０の一方の電極と接続されている。容量素子Ｃ１は、他方の電極が配線ＣＳＣＯＭと接続されている。液晶素子３４０は、他方の電極が配線ＶＣＯＭ１と接続されている。

またスイッチＳＷ２は、ゲートが配線Ｇ２と接続され、ソース又はドレインの一方が配線Ｓ２と接続され、ソース又はドレインの他方が、容量素子Ｃ２の一方の電極、トランジスタＭのゲートと接続されている。容量素子Ｃ２は、他方の電極がトランジスタＭのソース又はドレインの一方、及び配線ＡＮＯと接続されている。トランジスタＭは、ソース又はドレインの他方が発光素子３６０の一方の電極と接続されている。発光素子３６０は、他方の電極が配線ＶＣＯＭ２と接続されている。

図１８では、トランジスタＭが半導体を挟む２つのゲートを有し、これらが接続されている例を示している。これにより、トランジスタＭが流すことのできる電流を増大させることができる。２つのゲートを有するトランジスタＭの具体的な構成としては、例えば、実施の形態３の図１５（Ａ）または図１５（Ｃ）の構成が挙げられる。

配線Ｇ１には、スイッチＳＷ１を導通状態または非導通状態に制御する信号を与えることができる。配線ＶＣＯＭ１には、所定の電位を与えることができる。配線Ｓ１には、液晶素子３４０が有する液晶の配向状態を制御する信号を与えることができる。配線ＣＳＣＯＭには、所定の電位を与えることができる。

配線Ｇ２には、スイッチＳＷ２を導通状態または非導通状態に制御する信号を与えることができる。配線ＶＣＯＭ２及び配線ＡＮＯには、発光素子３６０が発光する電位差が生じる電位をそれぞれ与えることができる。配線Ｓ２には、トランジスタＭの導通状態を制御する信号を与えることができる。

図１８に示す画素４１０は、例えば反射モードの表示を行う場合には、配線Ｇ１及び配線Ｓ１に与える信号により駆動し、液晶素子３４０による光学変調を利用して表示することができる。また、透過モードで表示を行う場合には、配線Ｇ２及び配線Ｓ２に与える信号により駆動し、発光素子３６０を発光させて表示することができる。また両方のモードで駆動する場合には、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線Ｓ１及び配線Ｓ２のそれぞれに与える信号により駆動することができる。

なお、図１８では一つの画素４１０に、一つの液晶素子３４０と一つの発光素子３６０とを有する例を示したが、これに限られない。図１９（Ａ）は、一つの画素４１０に一つの液晶素子３４０と４つの発光素子３６０（発光素子３６０ｒ、３６０ｇ、３６０ｂ、３６０ｗ）を有する例を示している。図１９（Ａ）に示す画素４１０は、図１８とは異なり、１つの画素でフルカラーの表示が可能な画素である。

図１９（Ａ）では図１８の例に加えて、画素４１０に配線Ｇ３及び配線Ｓ３が接続されている。

図１９（Ａ）に示す例では、例えば４つの発光素子３６０を、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、及び白色（Ｗ）を呈する発光素子を用いることができる。また液晶素子３４０として、白色を呈する反射型の液晶素子を用いることができる。これにより、反射モードの表示を行う場合には、反射率の高い白色の表示を行うことができる。また透過モードで表示を行う場合には、演色性の高い表示を低い電力で行うことができる。

また、図１９（Ｂ）には、画素４１０の構成例を示している。画素４１０は、導電層３１１ｂが有する開口４５１と重なる発光素子３６０ｗと、導電層３１１ｂの周囲に配置された発光素子３６０ｒ、発光素子３６０ｇ、及び発光素子３６０ｂとを有する。発光素子３６０ｒ、発光素子３６０ｇ、及び発光素子３６０ｂは、発光面積がほぼ同等であることが好ましい。

図１９（Ｂ）において、実施の形態１及び２で説明した集光手段は、開口４５１と重なるように設ける。または発光素子３６０ｗと重なるように設ける。

［表示装置の構成例］
図２０は、本発明の一態様の表示装置３００の斜視概略図である。表示装置３００は、基板３５１と基板３６１とが貼り合わされた構成を有する。図２０では、基板３６１を破線で明示している。

表示装置３００は、表示部３６２、回路部３６４、配線３６５、回路部３６６、配線３６７等を有する。基板３５１には、例えば回路部３６４、配線３６５、回路部３６６、配線３６７、及び液晶素子の反射電極として機能する導電層３１１ｂ等が設けられる。また図２０では基板３５１上にＩＣ３７３、ＦＰＣ３７２、ＩＣ３７５及びＦＰＣ３７４が実装されている例を示している。そのため、図２０に示す構成は、表示装置３００とＩＣ３７３、ＦＰＣ３７２、ＩＣ３７５及びＦＰＣ３７４を有する表示モジュールと言うこともできる。

回路部３６４は、例えば走査線駆動回路として機能する回路を用いることができる。

配線３６５は、表示部や回路部３６４に信号や電力を供給する機能を有する。当該信号や電力は、ＦＰＣ３７２を介して外部、またはＩＣ３７３から配線３６５に入力される。

また、図２０では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式等により、基板３５１にＩＣ３７３が設けられている例を示している。ＩＣ３７３は、例えば走査線駆動回路、または信号線駆動回路などとしての機能を有するＩＣを適用できる。なお表示装置３００が走査線駆動回路及び信号線駆動回路として機能する回路を備える場合や、走査線駆動回路や信号線駆動回路として機能する回路を外部に設け、ＦＰＣ３７２を介して表示装置３００を駆動するための信号を入力する場合などでは、ＩＣ３７３を設けない構成としてもよい。また、ＩＣ３７３を、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）方式等により、ＦＰＣ３７２に実装してもよい。

図２０には、表示部３６２の一部の拡大図を示している。表示部３６２には、複数の表示素子が有する導電層３１１ｂがマトリクス状に配置されている。導電層３１１ｂは、可視光を反射する機能を有し、後述する液晶素子３４０の反射電極として機能する。

また、図２０に示すように、導電層３１１ｂは中央部に開口を有する。さらに導電層３１１ｂよりも基板３５１側に、発光素子３６０を有する。従って、図２０では導電層３１１ｂの開口より発光素子３６０の一部が見える。発光素子３６０からの光は、導電層３１１ｂの開口を介して基板３６１側に射出される。発光素子３６０からの光は、実施の形態１及び２で説明した集光手段により、より効率的に集められ、導電層３１１ｂの開口より射出される。

［断面構成例］
図２１に、図２０で例示した表示装置３００の、ＦＰＣ３７２を含む領域の一部、回路部３６４を含む領域の一部、表示部３６２を含む領域の一部、回路部３６６を含む領域の一部、及びＦＰＣ３７４を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。

図２１に示す表示装置は、基板３５１側から素子層１００ａ、素子層２００ａ、素子層１００ｂ、及び素子層２００ｂが順に積層された構成を有する。素子層１００ａと基板３５１の間には樹脂層１０１を有する。素子層２００ｂと基板３６１の間には樹脂層２０２を有する。樹脂層１０１と基板３５１とは、接着層５１によって接着されている。また樹脂層２０２と基板３６１とは、接着層５２により接着されている。

〔素子層１００ａ、素子層２００ａ〕
素子層１００ａは、樹脂層１０１上に、絶縁層４７８、複数のトランジスタ、容量素子４０５、配線３６５、絶縁層４１１、絶縁層４１２、絶縁層４１３、絶縁層４１４等を有する。素子層２００ａは、絶縁層４１５、発光素子３６０、スペーサ４１６、着色層４２５、遮光層４２６等を有する。着色層４２５と遮光層４２６は後述する絶縁層５１４側に設けられ、絶縁層５１４は接着層４１７によって樹脂層１０１側と接着されている。

回路部３６４はトランジスタ４０１を有する。表示部３６２は、トランジスタ４０２、トランジスタ４０３及び容量素子４０５を有する。

各トランジスタは、ゲート、絶縁層４１１、半導体層、ソース、及びドレインを有する。ゲートと半導体層は、絶縁層４１１を介して重なる。絶縁層４１１の一部は、ゲート絶縁層としての機能を有し、他の一部は、容量素子４０５の誘電体としての機能を有する。トランジスタ４０２のソース又はドレインとして機能する導電層は、容量素子４０５の一方の電極を兼ねる。

図２１では、ボトムゲート構造のトランジスタを示す。回路部３６４と表示部３６２とで、トランジスタの構造が異なっていてもよい。回路部３６４及び表示部３６２は、それぞれ、複数の種類のトランジスタを有していてもよい。

容量素子４０５は、一対の電極と、その間の誘電体とを有する。容量素子４０５は、トランジスタ４０２及び４０３のゲートと同一の材料、及び同一の工程で形成した導電層と、トランジスタ４０２及び４０３のソース及びドレインと同一の材料、及び同一の工程で形成した導電層と、を有する。

絶縁層４１２、絶縁層４１３、及び絶縁層４１４は、それぞれ、トランジスタ等を覆って設けられる。トランジスタ等を覆う絶縁層の数は特に限定されない。絶縁層４１４は、平坦化層としての機能を有する。絶縁層４１２、絶縁層４１３、及び絶縁層４１４のうち、少なくとも一層には、水又は水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。外部から不純物がトランジスタに拡散することを効果的に抑制することが可能となり、表示装置の信頼性を高めることができる。

絶縁層４１４として有機材料を用いる場合、表示装置の端部に露出した絶縁層４１４を通って発光素子３６０等に表示装置の外部から水分等の不純物が侵入する恐れがある。不純物の侵入により、発光素子３６０が劣化すると、表示装置の劣化につながる。そのため、図２１に示すように、絶縁層４１４が、表示装置の端部に位置しないことが好ましい。図２１の構成では、有機材料を用いた絶縁層が表示装置の端部に位置しないため、発光素子３６０に不純物が侵入することを抑制できる。

発光素子３６０は、導電層４２１、ＥＬ層４２２、及び導電層４２３を有する。発光素子３６０は、光学調整層４２４を有していてもよい。発光素子３６０は、導電層４２３側に光を射出する、トップエミッション構造である。

トランジスタ、容量素子、及び配線等を、発光素子３６０の発光領域と重ねて配置することで、表示部３６２の開口率を高めることができる。

導電層４２１及び導電層４２３のうち、一方は、陽極として機能し、他方は、陰極として機能する。導電層４２１及び導電層４２３の間に、発光素子３６０の閾値電圧より高い電圧を印加すると、ＥＬ層４２２に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はＥＬ層４２２において再結合し、ＥＬ層４２２に含まれる発光物質が発光する。

導電層４２１は、トランジスタ４０３のソース又はドレインと電気的に接続される。これらは、直接接続されてもよいし、他の導電層を介して接続されてもよい。導電層４２１は、画素電極として機能し、発光素子３６０ごとに設けられている。隣り合う２つの導電層４２１は、絶縁層４１５によって電気的に絶縁されている。

ＥＬ層４２２は、発光性の物質を含む層である。

導電層４２３は、共通電極として機能し、複数の発光素子３６０にわたって設けられている。導電層４２３には、定電位が供給される。

発光素子３６０は、接着層４１７を介して着色層４２５と重なる。スペーサ４１６は、接着層４１７を介して遮光層４２６と重なる。図２１では、導電層４２３と遮光層４２６との間に隙間がある場合を示しているが、これらが接していてもよい。図２１では、スペーサ４１６を基板３５１側に設ける構成を示したが、基板３６１側（例えば遮光層４２６よりも基板３６１側）に設けてもよい。

カラーフィルタ（着色層４２５）とマイクロキャビティ構造（光学調整層４２４）との組み合わせにより、表示装置からは、色純度の高い光を取り出すことができる。光学調整層４２４の膜厚は、各画素の色に応じて変化させる。

着色層４２５は特定の波長域の光を透過する有色層である。例えば、赤色、緑色、青色、又は黄色の波長域の光を透過するカラーフィルタなどを用いることができる。

なお、本発明の一態様は、カラーフィルタ方式に限られず、塗り分け方式、色変換方式、又は量子ドット方式等を適用してもよい。

遮光層４２６は、隣接する着色層４２５の間に設けられている。遮光層４２６は隣接する発光素子３６０からの光を遮光し、隣接する発光素子３６０間における混色を抑制する。ここで、着色層４２５の端部を、遮光層４２６と重なるように設けることにより、光漏れを抑制することができる。遮光層４２６としては、発光素子３６０が発する光を遮る材料を用いることができる。なお、遮光層４２６は、回路部３６４などの表示部３６２以外の領域に設けると、導波光などによる意図しない光漏れを抑制できるため好ましい。

樹脂層１０１の一方の表面には絶縁層４７８が形成されている。また、発光素子３６０の基板３６１側には、絶縁層５１３等が設けられている。絶縁層４７８及び絶縁層５１３に防湿性の高い膜を用いることが好ましい。一対の防湿性の高い絶縁層の間に発光素子３６０及びトランジスタ等を配置することで、これらの素子に水等の不純物が侵入することを抑制でき、表示装置の信頼性が高くなるため好ましい。なお、着色層４２５と遮光層４２６を覆って、防湿性の高い絶縁膜を設けてもよい。

防湿性の高い絶縁膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の窒素と珪素を含む膜、及び、窒化アルミニウム膜等の窒素とアルミニウムを含む膜等が挙げられる。また、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いてもよい。

例えば、防湿性の高い絶縁膜の水蒸気透過量は、１×１０^−５［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）］以下、好ましくは１×１０^−６［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）］以下、より好ましくは１×１０^−７［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）］以下、さらに好ましくは１×１０^−８［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）］以下とする。

接続部４０６は、配線３６５を有する。配線３６５は、例えばトランジスタのソース及びドレインと同一の材料、及び同一の工程で形成することができる。接続部４０６は、回路部３６４に外部からの信号や電位を伝達する外部入力端子と電気的に接続する。ここでは、外部入力端子としてＦＰＣ３７２を設ける例を示している。接続層４１９を介してＦＰＣ３７２と接続部４０６は電気的に接続する。

接続層４１９としては、様々な異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）及び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。

以上が素子層１００ａ及び素子層２００ａについての説明である。

〔素子層１００ｂ、素子層２００ｂ〕
素子層１００ｂと素子層２００ｂとは、絶縁層５１０を介して積層されている。素子層１００ｂと素子層２００ｂは、縦電界方式が適用された反射型液晶表示装置であるということができる。

素子層１００ｂは、絶縁層５１０よりも基板３５１側に、複数のトランジスタ、容量素子（図示しない）、配線３６７、絶縁層５１１、絶縁層５１２、絶縁層５１３、絶縁層５１４、集光手段５００等を有する。また素子層２００ｂは、絶縁層５１０よりも基板３６１側に、液晶素子３４０、樹脂層２０１、配向膜５６４、接着層５１７、絶縁層５７６等を有する。また素子層２００ｂと接着層５２の間に、樹脂層２０２が設けられている。

集光手段５００により、発光素子３６０からの光は効率よく集められ、基板３６１の表示面側に射出される。集光手段５００は遮光層４２６の開口と重なるように設けられる。集光手段５００としては、実施の形態１及び２の構成を適用できる。

樹脂層２０１と樹脂層２０２とは、接着層５１７によって貼り合わされている。樹脂層２０１、樹脂層２０２、及び接着層５１７に囲まれた領域に、液晶５６３が封止されている。基板３６１の外側の面には、偏光板５９９が位置する。

また樹脂層２０２には、液晶素子３４０及び発光素子３６０と重なる開口部が設けられている。樹脂層２０２の開口部と集光手段５００とが重なると、集光手段により集光された光が、樹脂層２０２で吸収されることなく表示面に射出されるので好ましい。

液晶素子３４０は、導電層３１１ｂ、導電層５６１、導電層５６２、及び液晶５６３を有する。導電層３１１ｂ及び導電層５６１は電気的に接続され、画素電極として機能する。導電層５６２は共通電極として機能する。導電層５６１と導電層５６２との間に生じる電界により、液晶５６３の配向を制御することができる。液晶５６３と導電層５６１の間には配向膜として機能する樹脂層２０１が設けられている。液晶５６３と導電層５６２の間には、配向膜５６４が設けられている。

また、導電層５６１と導電層３１１ｂとは積層して設けられ、導電層５６１と導電層３１１ｂを覆って絶縁層５１０が設けられている。絶縁層５１０と導電層５６１のそれぞれの基板３６１側の表面は、高さが概略一致している。また、絶縁層５１０と導電層５６１の基板３６１側の表面に、樹脂層２０１が設けられている。導電層３１１ｂは、可視光を反射する機能を有し、反射電極として機能する。導電層５６１は、可視光を透過する機能を有する。

また平面視において、導電層５６１は導電層３１１ｂよりも外側に延在して設けられている。導電層５６１の一部は、発光素子３６０と重ねて設けられている。反射電極である導電層３１１ｂと重ならない導電層５６１の部分から、発光素子３６０からの光が透過する。つまり、反射電極である導電層３１１ｂの開口より、発光素子３６０からの光が透過する。発光素子３６０からの光が透過する経路上に集光手段５００を設ける。集光手段５００は、導電層３１１ｂの開口と重なる。また、集光手段５００は導電層５６１とも重なる。

樹脂層２０２を覆って、絶縁層５７６、導電層５６２、及び配向膜５６４等が設けられている。

絶縁層５１０の基板３５１側には、トランジスタ５０１、トランジスタ５０３、容量素子（図示しない）、配線３６７等が設けられている。また、絶縁層５１０の基板３５１側には、絶縁層５１１、絶縁層５１２、絶縁層５１３、絶縁層５１４等の絶縁層が設けられている。絶縁層５１４の基板３５１側には、着色層４２５及び遮光層４２６が設けられている。

トランジスタ５０３のソース又はドレインの一方は、絶縁層５１０に設けられた開口を介して導電層３１１ｂと電気的に接続されている。図２１では、トランジスタ５０３のゲート電極と同一の導電膜を加工して形成した導電層を介して、トランジスタ５０３のソース又はドレインの一方と導電層３１１ｂとが電気的に接続されている例を示している。

図２１に示すように、導電層３１１ｂは、トランジスタ５０３のソース又はドレインの一方とのコンタクト部においても、視認側の面を平坦な形状とすることが可能である。したがって、当該コンタクト部も表示に寄与できるため、開口率を向上させることができる。

ここで、トランジスタ５０３のソース又はドレインのうち、導電層３１１ｂと電気的に接続されていない方の導電層は、信号線の一部として機能してもよい。また、トランジスタ５０３のゲートとして機能する導電層は、走査線の一部として機能してもよい。

図２１では、表示部３６２の例として、着色層を設けない構成を示している。そのため、液晶素子３４０は、白黒の階調表示を行う素子である。

図２１では、回路部３６６の例としてトランジスタ５０１が設けられている例を示している。

各トランジスタを覆う絶縁層５１２、絶縁層５１３のうち少なくとも一方は、水や水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。

ここでは、反射型の液晶表示装置とするため、導電層３１１ｂに可視光を反射する導電性材料を用い、導電層５６２に可視光を透過する導電性材料を用いる。

ここで、偏光板５９９として直線偏光板を用いてもよいが、円偏光板を用いることもできる。円偏光板としては、例えば直線偏光板と１／４波長位相差板を積層したものを用いることができる。これにより、外光反射を抑制することができる。また、偏光板５９９の種類に応じて、液晶素子３４０に用いる液晶素子のセルギャップ、配向、駆動電圧等を調整することで、所望のコントラストが実現されるようにすればよい。

樹脂層２０１の端部に近い領域には、接続部５０６が設けられている。接続部５０６には、端子として機能する導電層５８１が設けられている。導電層５８１は、絶縁層５１０に設けられた開口を介して、配線３６７と電気的に接続されている。また導電層５８１はその上面が露出して設けられ、接続層５１９を介してＦＰＣ３７４と電気的に接続されている。図２１に示す例では、配線３６７の一部と、トランジスタのゲート電極と同一の導電膜を加工して得られた導電層と、導電層３１１ｂと同一の導電膜を加工して得られた導電層と、導電層５６１と同一の導電膜を加工して得られた導電層５８１と、を積層することで接続部５０６を構成している例を示している。

また、導電層５８１の上面は、樹脂層２０１の上面の高さよりも突出して設けられている。樹脂層２０１に開口を形成し、当該開口を埋めるように導電層５８１を形成し、樹脂層２０１と支持基板とを分離した後に、樹脂層２０１の薄膜化を行うことで、このような形状の導電層５８１を形成することができる。導電層５８１の上面が突出することで、露出した表面の表面積が増大し、接続層５１９との密着性を向上させることができる。

また、導電層５６２は、樹脂層２０２の端部に近い部分において、樹脂層２０１側に設けられた導電層と接続体５４３により電気的に接続されている。これにより、樹脂層２０１側に配置されるＦＰＣ３７４やＩＣ等から導電層５６２に電位や信号を供給することができる。

接続体５４３としては、例えば導電性の粒子を用いることができる。導電性の粒子としては、有機樹脂またはシリカなどの粒子の表面を金属材料で被覆したものを用いることができる。金属材料としてニッケルや金を用いると接触抵抗を低減できるため好ましい。またニッケルをさらに金で被覆するなど、２種類以上の金属材料を層状に被覆させた粒子を用いることが好ましい。また接続体５４３として、弾性変形、または塑性変形する材料を用いることが好ましい。このとき導電性の粒子である接続体５４３は、図２１に示すように上下方向に潰れた形状となる場合がある。こうすることで、接続体５４３と、これと電気的に接続する導電層との接触面積が増大し、接触抵抗を低減できるほか、接続不良などの不具合の発生を抑制することができる。

接続体５４３は、接着層５１７に覆われるように配置することが好ましい。例えば硬化前の接着層５１７に、接続体５４３を分散させておけばよい。

なお、導電層５８１、導電層３１１ｂ、及び導電層５６１等は、トランジスタ５０３等の被形成面側に位置している。そのため、これら導電層は、裏面電極とも呼ぶことができる。

以上が素子層１００ｂ及び素子層２００ｂについての説明である。

［各構成要素について］
以下では、上記に示す各構成要素について説明する。

〔基板〕
表示パネルが有する基板には、平坦面を有する材料を用いることができる。表示素子からの光を取り出す側の基板には、該光を透過する材料を用いる。例えば、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、有機樹脂などの材料を用いることができる。

厚さの薄い基板を用いることで、表示パネルの軽量化、薄型化を図ることができる。さらに、可撓性を有する程度の厚さの基板を用いることで、可撓性を有する表示パネルを実現できる。

また、発光を取り出さない側の基板は、透光性を有していなくてもよいため、上記に挙げた基板の他に、金属基板等を用いることもできる。金属基板は熱伝導性が高く、基板全体に熱を容易に伝導できるため、表示パネルの局所的な温度上昇を抑制することができ、好ましい。可撓性や曲げ性を得るためには、金属基板の厚さは、１０μｍ以上４００μｍ以下が好ましく、２０μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。

金属基板を構成する材料としては、特に限定はないが、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル等の金属、もしくはアルミニウム合金またはステンレス等の合金などを好適に用いることができる。

また、金属基板の表面を酸化する、又は表面に絶縁膜を形成するなどにより、絶縁処理が施された基板を用いてもよい。例えば、スピンコート法やディップ法などの塗布法、電着法、蒸着法、又はスパッタリング法などを用いて絶縁膜を形成してもよいし、酸素雰囲気で放置する又は加熱するほか、陽極酸化法などによって、基板の表面に酸化膜を形成してもよい。

可撓性及び可視光に対する透過性を有する材料としては、例えば、可撓性を有する程度の厚さのガラスや、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂等が挙げられる。特に、熱膨張係数の低い材料を用いることが好ましく、例えば、熱膨張係数が３０×１０^−６／Ｋ以下であるポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＥＴ等を好適に用いることができる。また、ガラス繊維に有機樹脂を含浸した基板や、無機フィラーを有機樹脂に混ぜて熱膨張係数を下げた基板を使用することもできる。このような材料を用いた基板は、重量が軽いため、該基板を用いた表示パネルも軽量にすることができる。

上記材料中に繊維体が含まれている場合、繊維体は有機化合物または無機化合物の高強度繊維を用いる。高強度繊維とは、具体的には引張弾性率またはヤング率の高い繊維のことを言い、代表例としては、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエチレン系繊維、アラミド系繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維が挙げられる。ガラス繊維としては、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、Ｑガラス等を用いたガラス繊維が挙げられる。これらは、織布または不織布の状態で用い、この繊維体に樹脂を含浸させ樹脂を硬化させた構造物を、可撓性を有する基板として用いてもよい。可撓性を有する基板として、繊維体と樹脂からなる構造物を用いると、曲げや局所的押圧による破損に対する信頼性が向上するため、好ましい。

または、可撓性を有する程度に薄いガラス、金属などを基板に用いることもできる。または、ガラスと樹脂材料とが接着層により貼り合わされた複合材料を用いてもよい。特に、ガラス層を有する構成とすると、水や酸素に対するバリア性を向上させ、信頼性の高い表示パネルとすることができる。

可撓性を有する基板に、表示パネルの表面を傷などから保護するハードコート層（例えば、窒化シリコン、酸化アルミニウムなど）や、押圧を分散可能な材質の層（例えば、アラミド樹脂など）等が積層されていてもよい。また、水分等による表示素子の寿命の低下等を抑制するために、可撓性を有する基板に透水性の低い絶縁膜が積層されていてもよい。例えば、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等の無機絶縁材料を用いることができる。

〔トランジスタ〕
トランジスタは、ゲート電極として機能する導電層と、半導体層と、ソース電極として機能する導電層と、ドレイン電極として機能する導電層と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層と、を有する。上記では、ボトムゲート構造のトランジスタを適用した場合を示している。

なお、本発明の一態様の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型又はボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルの上下にゲート電極が設けられていてもよい。

トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。

また、トランジスタに用いる半導体材料としては、酸化物半導体を用いることができる。代表的には、インジウムを含む酸化物半導体などを適用できる。

特にシリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると、トランジスタのオフ状態における電流を低減できるため好ましい。

また、シリコンよりもバンドギャップの大きな酸化物半導体を用いたトランジスタは、その低いオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量素子に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。このようなトランジスタを画素に適用することで、各画素の階調を維持しつつ、駆動回路を停止することも可能となる。その結果、極めて消費電力の低減された表示装置を実現できる。

半導体層は、例えば少なくともインジウム、亜鉛及びＭ（アルミニウム、チタン、ガリウム、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ランタン、セリウム、スズ、ネオジムまたはハフニウム等の金属）を含むＩｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物で表記される膜を含むことが好ましい。また、該酸化物半導体を用いたトランジスタの電気特性のばらつきを減らすため、それらと共に、スタビライザーを含むことが好ましい。

スタビライザーとしては、上記Ｍで記載の金属を含め、例えば、ランタノイドである、プラセオジム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム等がある。

半導体層を構成する酸化物半導体として、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｇｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｏ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物を用いることができる。

なお、ここで、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物とは、ＩｎとＧａとＺｎを主成分として有する酸化物という意味であり、ＩｎとＧａとＺｎの比率は問わない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の金属元素が入っていてもよい。

また、半導体層と導電層は、上記酸化物のうち同一の金属元素を有していてもよい。半導体層と導電層を同一の金属元素とすることで、製造コストを低減させることができる。例えば、同一の金属組成の金属酸化物ターゲットを用いることで、製造コストを低減させることができる。また半導体層と導電層を加工する際のエッチングガスまたはエッチング液を共通して用いることができる。ただし、半導体層と導電層は、同一の金属元素を有していても、組成が異なる場合がある。例えば、トランジスタ及び容量素子の作製工程中に、膜中の金属元素が脱離し、異なる金属組成となる場合がある。

半導体層を構成する酸化物半導体は、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上であることが好ましい。このように、エネルギーギャップの広い酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。

半導体層を構成する酸化物半導体がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物の場合、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ≧Ｍ、Ｚｎ≧Ｍを満たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：８等が好ましい。なお、成膜される半導体層の原子数比はそれぞれ、上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス４０％の変動を含む。

本実施の形態で例示したボトムゲート構造のトランジスタは、作製工程を削減できるため好ましい。またこのとき酸化物半導体を用いることで、多結晶シリコンよりも低温で形成でき、半導体層よりも下層の配線や電極の材料、基板の材料として、耐熱性の低い材料を用いることが可能なため、材料の選択の幅を広げることができる。例えば、極めて大面積のガラス基板などを好適に用いることができる。

〔導電層〕
トランジスタのゲート、ソースおよびドレインのほか、表示装置を構成する各種配線および電極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、またはタングステンなどの金属、またはこれを主成分とする合金などが挙げられる。またこれらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、チタン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、タングステン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、タングステン膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜または窒化チタン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛等の酸化物を用いてもよい。また、マンガンを含む銅を用いると、エッチングによる形状の制御性が高まるため好ましい。

また、表示素子（液晶素子、発光素子またはその他の表示素子）が有する導電層（画素電極や共通電極として機能する導電層）には、可視光を透過する導電性材料、または可視光を反射する導電性材料を用いることができる。

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、亜鉛、錫の中から選ばれた一種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、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、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛などが挙げられる。また、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、もしくはチタン等の金属材料、これら金属材料を含む合金、又はこれら金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等も、透光性を有する程度に薄く形成することで用いることができる。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウム錫酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。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。

可視光を反射する導電性材料としては、例えば、アルミニウム、銀、またはこれらの金属材料を含む合金等が挙げられる。そのほか、金、白金、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、もしくはパラジウム等の金属材料、またはこれら金属材料を含む合金を用いることができる。また、上記金属材料または合金に、ランタン、ネオジム、またはゲルマニウム等が添加されていてもよい。アルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金、アルミニウム、ニッケル、及びランタンの合金（Ａｌ−Ｎｉ−Ｌａ）等のアルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）、銀と銅の合金、銀とパラジウムと銅の合金（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、ＡＰＣとも記す）、銀とマグネシウムの合金等の銀を含む合金を用いてもよい。銀と銅を含む合金は、耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム膜またはアルミニウム合金膜に接して金属膜又は金属酸化物膜を積層することで、酸化を抑制することができる。このような金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタンや酸化チタンなどが挙げられる。また、上記可視光を透過する導電膜と金属材料からなる膜とを積層してもよい。例えば、銀とインジウム錫酸化物の積層膜、銀とマグネシウムの合金とインジウム錫酸化物の積層膜などを用いることができる。

導電層は、それぞれ、蒸着法やスパッタリング法を用いて形成すればよい。そのほか、インクジェット法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法、又はメッキ法を用いて形成することができる。

〔絶縁層〕
各絶縁層に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、ポリイミド、アクリル、エポキシ、シリコーン樹脂等の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることもできる。

また発光素子は、一対の透水性の低い絶縁膜の間に設けられていることが好ましい。これにより、発光素子に水等の不純物が侵入することを抑制でき、装置の信頼性の低下を抑制できる。

透水性の低い絶縁膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の窒素と珪素を含む膜や、窒化アルミニウム膜等の窒素とアルミニウムを含む膜等が挙げられる。また、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いてもよい。

例えば、透水性の低い絶縁膜の水蒸気透過量は、１×１０^−５［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）］以下、好ましくは１×１０^−６［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）］以下、より好ましくは１×１０^−７［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）］以下、さらに好ましくは１×１０^−８［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）］以下とする。

〔表示素子について〕
表示面側に位置する第１の画素が有する表示素子には、外光を反射して表示する素子を用いることができる。このような素子は、光源を持たないため、表示の際の消費電力を極めて小さくすることが可能となる。第１の画素が有する表示素子には、代表的には反射型の液晶素子を用いることができる。または、第１の画素が有する表示素子として、シャッター方式のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）素子、光干渉方式のＭＥＭＳ素子の他、マイクロカプセル方式、電気泳動方式、エレクトロウェッティング方式、電子粉流体（登録商標）方式等を適用した素子などを用いることができる。

また、表示面側とは反対側に位置する第２の画素が有する表示素子は光源を有し、その光源からの光を利用して表示する素子を用いることができる。このような画素が射出する光は、その輝度や色度が外光に左右されることがないため、色再現性が高く（色域が広く）、且つコントラストの高い、つまり鮮やかな表示を行うことができる。第２の画素が有する表示素子には、例えばＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの自発光性の発光素子を用いることができる。または、第２の画素が有する表示素子として、光源であるバックライトと、バックライトからの光の透過光の光量を制御する透過型の液晶素子とを組み合わせたものを用いてもよい。

〔液晶素子〕
液晶素子としては、例えば垂直配向（ＶＡ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードが適用された液晶素子を用いることができる。垂直配向モードとしては、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｕｐｅｒ Ｖｉｅｗ）モードなどを用いることができる。

また、液晶素子には、様々なモードが適用された液晶素子を用いることができる。例えばＶＡモードのほかに、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード等が適用された液晶素子を用いることができる。

なお、液晶素子は、液晶の光学的変調作用によって光の透過または非透過を制御する素子である。なお、液晶の光学的変調作用は、液晶にかかる電界（横方向の電界、縦方向の電界又は斜め方向の電界を含む）によって制御される。なお、液晶素子に用いる液晶としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。これらの液晶材料は、条件により、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。

また、液晶材料としては、ポジ型の液晶、またはネガ型の液晶のいずれを用いてもよく、適用するモードや設計に応じて最適な液晶材料を用いればよい。

また、液晶の配向を制御するため、配向膜を設けることができる。なお、横電界方式を採用する場合、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために数重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を液晶層に用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が短く、光学的等方性である。また、ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となるため、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる。

本発明の一態様では、特に反射型の液晶素子を用いることができる。反射型の液晶素子は、視認側に位置する電極に可視光を透過する導電性材料を用い、視認側とは反対側に位置する電極に可視光を反射する導電性材料を用いることができる。

反射型の液晶素子を用いる場合には、表示面側に偏光板を設ける。またこれとは別に、表示面側に光拡散板を配置すると、視認性を向上させられるため好ましい。

〔発光素子〕
発光素子としては、自発光が可能な素子を用いることができ、電流又は電圧によって輝度が制御される素子をその範疇に含んでいる。例えば、ＬＥＤ、ＱＬＥＤ、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子等を用いることができる。

本発明の一態様では、特に発光素子は、トップエミッション型の発光素子を用いることが好ましい。光を取り出す側の電極には、上記可視光を透過する導電性材料を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、上記可視光を反射する導電性材料を用いることが好ましい。

ＥＬ層は少なくとも発光層を有する。ＥＬ層は、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、又はバイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）等を含む層をさらに有していてもよい。

ＥＬ層には低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。ＥＬ層を構成する層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。

陰極と陽極の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、ＥＬ層に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はＥＬ層において再結合し、ＥＬ層に含まれる発光物質が発光する。

発光素子として、白色発光の発光素子を適用する場合には、ＥＬ層に２種類以上の発光物質を含む構成とすることが好ましい。例えば２以上の発光物質の各々の発光が補色の関係となるように、発光物質を選択することにより白色発光を得ることができる。例えば、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｙ（黄）、Ｏ（橙）等の発光を示す発光物質、またはＲ、Ｇ、Ｂのうち２以上の色のスペクトル成分を含む発光を示す発光物質のうち、２以上を含むことが好ましい。また、発光素子からの発光のスペクトルが、可視光領域の波長（例えば３５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下）の範囲内に２以上のピークを有する発光素子を適用することが好ましい。また、黄色の波長領域にピークを有する材料の発光スペクトルは、緑色及び赤色の波長領域にもスペクトル成分を有する材料であることが好ましい。

ＥＬ層は、一の色を発光する発光材料を含む発光層と、他の色を発光する発光材料を含む発光層とが積層された構成とすることが好ましい。例えば、ＥＬ層における複数の発光層は、互いに接して積層されていてもよいし、いずれの発光材料も含まない領域を介して積層されていてもよい。例えば、蛍光発光層と燐光発光層との間に、当該蛍光発光層または燐光発光層と同一の材料（例えばホスト材料、アシスト材料）を含み、且ついずれの発光材料も含まない領域を設ける構成としてもよい。これにより、発光素子の作製が容易になり、また、駆動電圧が低減される。

また、発光素子は、ＥＬ層を１つ有するシングル素子であってもよいし、複数のＥＬ層が電荷発生層を介して積層されたタンデム素子であってもよい。

なお、上述した、発光層、ならびに正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、及び電子注入性の高い物質、バイポーラ性の物質等を含む層は、それぞれ量子ドットなどの無機化合物や、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を有していてもよい。例えば、量子ドットを発光層に用いることで、発光材料として機能させることもできる。

なお、量子ドット材料としては、コロイド状量子ドット材料、合金型量子ドット材料、コア・シェル型量子ドット材料、コア型量子ドット材料などを用いることができる。また、１２族と１６族、１３族と１５族、または１４族と１６族の元素グループを含む材料を用いてもよい。または、カドミウム、セレン、亜鉛、硫黄、リン、インジウム、テルル、鉛、ガリウム、ヒ素、アルミニウム等の元素を含む量子ドット材料を用いてもよい。

発光素子の電極に用いることのできる、可視光を透過する導電性材料、及び可視光を反射する導電性材料については、上記を援用できる。

〔接着層〕
接着層としては、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。

また、上記樹脂に乾燥剤を含んでいてもよい。例えば、アルカリ土類金属の酸化物（酸化カルシウムや酸化バリウム等）のように、化学吸着によって水分を吸着する物質を用いることができる。または、ゼオライトやシリカゲル等のように、物理吸着によって水分を吸着する物質を用いてもよい。乾燥剤が含まれていると、水分などの不純物が素子に侵入することを抑制でき、表示パネルの信頼性が向上するため好ましい。

また、上記樹脂に屈折率の高いフィラーや光散乱部材を混合することにより、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、酸化チタン、酸化バリウム、ゼオライト、ジルコニウム等を用いることができる。

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

〔着色層〕
着色層に用いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、顔料または染料が含まれた樹脂材料などが挙げられる。

〔遮光層〕
遮光層として用いることのできる材料としては、カーボンブラック、チタンブラック、金属、金属酸化物、複数の金属酸化物の固溶体を含む複合酸化物等が挙げられる。遮光層は、樹脂材料を含む膜であってもよいし、金属などの無機材料の薄膜であってもよい。また、遮光層に、着色層の材料を含む膜の積層膜を用いることもできる。例えば、ある色の光を透過する着色層に用いる材料を含む膜と、他の色の光を透過する着色層に用いる材料を含む膜との積層構造を用いることができる。着色層と遮光層の材料を共通化することで、装置を共通化できるほか工程を簡略化できるため好ましい。

以上が各構成要素についての説明である。

［変形例］
以下では、上記断面構成例で例示した表示装置とは一部の構成の異なる例を説明する。なお、上記と重複する部分については説明を省略し、相違点のみ説明する。

〔断面構成例の変形例１〕
図２２は、図２１と比較してトランジスタの構成及び樹脂層２０２の構成が異なる点、ならびに着色層５６５、遮光層５６６、及び絶縁層５６７を有する点で相違している。

図２２に示すトランジスタ４０１、トランジスタ４０３、トランジスタ５０１は、第２のゲート電極を有する。このように、回路部３６４や回路部３６６に設けるトランジスタ、及び発光素子３６０に流れる電流を制御するトランジスタ等に、一対のゲートを有するトランジスタを適用することが好ましい。

樹脂層２０２は、液晶素子３４０と重なる開口部と、発光素子３６０と重なる開口部とが、別々に設けられている。これにより、液晶素子３４０の反射率を向上させることができる。

また、絶縁層５７６の液晶素子３４０側の面には、遮光層５６６と、着色層５６５が設けられている。着色層５６５は、液晶素子３４０と重ねて設けられている。これにより、素子層２００ｂはカラー表示を行うことができる。また、遮光層５６６は、液晶素子３４０と重なる開口部と、発光素子３６０と重なる開口部を有する。これにより、隣接画素間の混色を抑制し、色再現性の高い表示装置を実現できる。

〔断面構成例の変形例２〕
図２３は、各トランジスタにトップゲート型のトランジスタを適用した場合の例である。このように、トップゲート型のトランジスタを適用することにより、寄生容量が低減できるため、表示のフレーム周波数を高めることができる。また、例えば８インチ以上の大型の表示パネルに好適に用いることができる。

また図２３では、トランジスタ４０１、トランジスタ４０２、トランジスタ４０３、トランジスタ５０１に第２のゲート電極を有するトップゲート型のトランジスタを適用した場合の例を示している。

素子層１００ａ側のトランジスタは、絶縁層４７８上に導電層４９１を有する。また導電層４９１を覆って絶縁層４１８が設けられている。また、素子層１００ｂ側のトランジスタは、絶縁層５１０上に導電層５９１を有する。また導電層５９１を覆って絶縁層５７８が設けられている。

以上が変形例についての説明である。

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。

（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様を用いて作製することができる表示モジュールについて説明する。

図２４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に接続されたタッチパネル８００４、ＦＰＣ８００５に接続された表示パネル８００６、フレーム８００９、プリント基板８０１０、及びバッテリ８０１１を有する。

本発明の一態様を用いて作製された表示装置は、例えば、表示パネル８００６に用いることができる。

上部カバー８００１及び下部カバー８００２は、タッチパネル８００４及び表示パネル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。

タッチパネル８００４としては、抵抗膜方式又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、タッチパネル８００４を設けず、表示パネル８００６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。

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。

プリント基板８０１０は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリ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。

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。

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。

（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を適用可能な電子機器について説明する。

本発明の一態様の表示装置は、外光の強さによらず、高い視認性を実現することができる。そのため、携帯型の電子機器、装着型の電子機器（ウェアラブル機器）、及び電子書籍端末などに好適に用いることができる。

図２５（Ａ）、（Ｂ）に、携帯情報端末８００の一例を示す。携帯情報端末８００は、筐体８０１、筐体８０２、表示部８０３、表示部８０４、及びヒンジ部８０５等を有する。

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２５（Ａ）に示すように折り畳んだ状態から、図２５（Ｂ）に示すように筐体８０１と筐体８０２を開くことができる。

例えば表示部８０３及び表示部８０４に、文書情報を表示することが可能であり、電子書籍端末としても用いることができる。また、表示部８０３及び表示部８０４に静止画像や動画像を表示することもできる。

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。

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。

図２５（Ｃ）に携帯情報端末の一例を示す。図２５（Ｃ）に示す携帯情報端末８１０は、筐体８１１、表示部８１２、操作ボタン８１３、外部接続ポート８１４、スピーカ８１５、マイク８１６、カメラ８１７等を有する。

表示部８１２に、本発明の一態様の表示装置を備える。

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。

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。

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。

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。

図２５（Ｄ）に、カメラの一例を示す。カメラ８２０は、筐体８２１、表示部８２２、操作ボタン８２３、シャッターボタン８２４等を有する。またカメラ８２０には、着脱可能なレンズ８２６が取り付けられている。

表示部８２２に、本発明の一態様の表示装置を備える。

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。

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。

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。

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。

１０ 表示装置
１１ 基板
１２ 基板
２１ 発光
２２ 反射光
３１ 領域
５１ 接着層
５２ 接着層
６１ 支持基板
６３ 支持基板
６４ 支持基板
７０ 光
８０ プラズマ
８５ ラビングロール
１００ａ 素子層
１００ｂ 素子層
１０１ 樹脂層
１０１ａ 樹脂層
１０３ 光吸収層
１１０ トランジスタ
１１０ａ トランジスタ
１１０ｂ トランジスタ
１１０ｃ トランジスタ
１１０ｄ トランジスタ
１１１ 導電層
１１２ 半導体層
１１２ａ 半導体層
１１３ａ 導電層
１１３ｂ 導電層
１１３ｃ 導電層
１１３ｄ 導電層
１１４ 導電層
１１４ａ 導電層
１１４ｂ 導電層
１１５ 導電層
１２０ 発光素子
１２１ 導電層
１２２ ＥＬ層
１２３ 導電層
１３１ 絶縁層
１３２ 絶縁層
１３３ 絶縁層
１３４ 絶縁層
１３５ 絶縁層
１３６ 絶縁層
１３７ 絶縁層
１５１ 接着層
１５２ 着色層
１５３ 遮光層
２００ａ 素子層
２００ｂ 素子層
２０１ 樹脂層
２０１ａ 樹脂層
２０２ 樹脂層
２０４ 絶縁層
２１０ トランジスタ
２１１ 導電層
２１２ 半導体層
２１３ａ 導電層
２１３ｂ 導電層
２２０ 液晶素子
２２１ａ 導電層
２２１ｂ 導電層
２２２ 液晶
２２３ 導電層
２２４ 配向膜
２３１ 絶縁層
２３２ 絶縁層
２３３ 絶縁層
２３４ 絶縁層
３００ 表示装置
３１１ｂ 導電層
３４０ 液晶素子
３５１ 基板
３６０ 発光素子
３６０ｂ 発光素子
３６０ｇ 発光素子
３６０ｒ 発光素子
３６０ｗ 発光素子
３６１ 基板
３６２ 表示部
３６４ 回路部
３６５ 配線
３６６ 回路部
３６７ 配線
３７２ ＦＰＣ
３７３ ＩＣ
３７４ ＦＰＣ
３７５ ＩＣ
４００ 表示装置
４０１ トランジスタ
４０２ トランジスタ
４０３ トランジスタ
４０５ 容量素子
４０６ 接続部
４１０ 画素
４１１ 絶縁層
４１２ 絶縁層
４１３ 絶縁層
４１４ 絶縁層
４１５ 絶縁層
４１６ スペーサ
４１７ 接着層
４１８ 絶縁層
４１９ 接続層
４２１ 導電層
４２２ ＥＬ層
４２３ 導電層
４２４ 光学調整層
４２５ 着色層
４２６ 遮光層
４５１ 開口
４７８ 絶縁層
４９１ 導電層
５００ 集光手段
５０１ トランジスタ
５０３ トランジスタ
５０６ 接続部
５１０ 絶縁層
５１１ 絶縁層
５１２ 絶縁層
５１３ 絶縁層
５１４ 絶縁層
５１７ 接着層
５１９ 接続層
５２０ 絶縁層
５２１ 絶縁層
５２２ 金属膜
５２３ 絶縁物
５２４ 絶縁物
５２５ 絶縁層
５２６ 絶縁物
５２７ 絶縁物
５２８ 金属膜
５４３ 接続体
５６１ 導電層
５６２ 導電層
５６３ 液晶
５６４ 配向膜
５６５ 着色層
５６６ 遮光層
５６７ 絶縁層
５７６ 絶縁層
５７８ 絶縁層
５８１ 導電層
５９１ 導電層
５９９ 偏光板
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
８０００ 表示モジュール
８００１ 上部カバー
８００２ 下部カバー
８００３ ＦＰＣ
８００４ タッチパネル
８００５ ＦＰＣ
８００６ 表示パネル
８００９ フレーム
８０１０ プリント基板
８０１１ バッテリ

Claims (5)

1. 反射型の第１の表示素子と、
   前記第１の表示素子と電気的に接続する第１のトランジスタと、
   第２の表示素子と、
   前記第２の表示素子と電気的に接続する第２のトランジスタと、
   集光手段または導光手段と、を有し、
   前記第１の表示素子及び前記第１のトランジスタと、前記第２の表示素子及び前記第２のトランジスタとは、接着層により貼り合せられ、
   前記第１の表示素子と前記接着層との間に前記第１のトランジスタは位置し、
   前記第２のトランジスタと前記接着層との間に前記第２の表示素子は位置し、
   前記第１の表示素子の、前記第１のトランジスタが位置する側の反対側には、表示面があり、
   前記第２の表示素子からの光は、前記接着層及び前記第１の表示素子を通って、前記表示面側に射出され、
   前記第１の表示素子は、前記表示面側に光を反射する機能を有し、
   前記第２の表示素子からの光は、前記接着層と前記第１の表示素子との間において、前記集光手段または前記導光手段により集光または導光されることを特徴とする表示装置。
2. 反射型の第１の表示素子と、
   前記第１の表示素子と電気的に接続する第１のトランジスタと、
   第２の表示素子と、
   前記第２の表示素子と電気的に接続する第２のトランジスタと、
   高屈折率材料を有する第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層の側面を覆う低屈折率材料を有する第２の絶縁層とを有する集光手段または導光手段と、を有し、
   前記第１の表示素子及び前記第１のトランジスタと、前記第２の表示素子及び前記第２のトランジスタとは、接着層により貼り合せられ、
   前記第１の表示素子と前記接着層との間に前記第１のトランジスタは位置し、
   前記第２のトランジスタと前記接着層との間に前記第２の表示素子は位置し、
   前記第１の表示素子の、前記第１のトランジスタが位置する側の反対側には、表示面があり、
   前記第２の表示素子からの光は、前記接着層及び前記第１の表示素子を通って、前記表示面側に射出され、
   前記第１の表示素子は、前記表示面側に光を反射する機能を有し、
   前記第２の表示素子からの光は、前記接着層と前記第１の表示素子との間において、前記集光手段または前記導光手段により集光または導光されることを特徴とする表示装置。
3. 反射型の第１の表示素子と、
   前記第１の表示素子と電気的に接続する第１のトランジスタと、
   第２の表示素子と、
   前記第２の表示素子と電気的に接続する第２のトランジスタと、
   絶縁層と、前記絶縁層の側面を覆う金属膜とを有する集光手段または導光手段と、を有し、
   前記第１の表示素子及び前記第１のトランジスタと、前記第２の表示素子及び前記第２のトランジスタとは、接着層により貼り合せられ、
   前記第１の表示素子と前記接着層との間に前記第１のトランジスタは位置し、
   前記第２のトランジスタと前記接着層との間に前記第２の表示素子は位置し、
   前記第１の表示素子の、前記第１のトランジスタが位置する側の反対側には、表示面があり、
   前記第２の表示素子からの光は、前記接着層及び前記第１の表示素子を通って、前記表示面側に射出され、
   前記第１の表示素子は、前記表示面側に光を反射する機能を有し、
   前記第２の表示素子からの光は、前記接着層と前記第１の表示素子との間において、前記集光手段または前記導光手段により集光または導光されることを特徴とする表示装置。
4. 請求項２において、
   前記第１の絶縁層は、ＳｉＣ、ＴｉＯ_２、ＺｎＳ、ＣｅＯ_２、またはインジウム錫酸化物を有し、
   前記第２の絶縁層は、酸化シリコン、ＣａＦ_２、ＭｇＦ_２、アクリル、またはフッ素樹脂を有することを特徴とする表示装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
   前記第１の表示素子は液晶素子であり、前記第２の表示素子は発光素子であることを特徴とする表示装置。

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