TWI777984B - 觸控感測器、顯示裝置、顯示模組以及電子裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明的一個實施方式的目的之一是藉由縮短觸控感測器的檢測時間提高觸摸檢測的回應性。本發明的一個實施方式是一種顯示裝置，包括：閘極驅動器；多個觸控感測器；以及多個觸摸用佈線，其中，閘極驅動器具有以相同時序向多個觸摸用佈線供應掃描信號的功能，並且，不同的位置上的觸控感測器以相同時序檢測多個觸摸。由此，提高觸摸檢測的回應性。閘極驅動器具有控制更新顯示的掃描信號及用於觸控感測器的檢測的掃描信號的功能。

Description

觸控感測器、顯示裝置、顯示模組以及電子裝置
本發明的一個實施方式係關於一種觸控感測器、顯示裝置、顯示模組及電子裝置。
注意，本發明的一個實施方式不侷限於上述技術領域。本說明書等所公開的發明的一個實施方式的技術領域係關於一種物體、方法或製造方法。此外，本發明係關於一種製程(process)、機器(machine)、產品(manufacture)或組合物(composition of matter)。本發明的一個實施方式尤其係關於一種半導體裝置、顯示裝置、發光裝置、蓄電裝置、記憶體裝置、觸控面板、其驅動方法或其製造方法。
另外，在本說明書等中，半導體裝置是指藉由利用半導體特性而能夠工作的元件、電路或裝置等。作為一個例子，電晶體和二極體等半導體元件是半導體裝置。作為另外的一個例子，包括半導體元件的電路是半導體裝置。作為另外的一個例子，具備包括半導體元件的電路的裝置是半導體裝置。
如智慧手機、平板電腦和電子書閱讀器等移動設備普及。電子裝置被要求小型化、薄型化、輕量化、撓性或操作性。另外，電子裝置被要求進行適合於如室外或室內等使用環境的照度的顯示。再者，智慧手機、平板電腦、電子書閱讀器等被要求觸摸輸入的操作性的提高。
例如，專利文獻1已公開了藉由在有自然光或室內照明光等充分明亮的外光的環境下進行利用反射光的顯示而在不能獲得充分的照度的環境下 進行利用透光元件的顯示而實現低功耗化的顯示裝置。
例如，在專利文獻2中，使用解碼器電路選擇性地更新特定區域的顯示以減少移動設備的功耗。
例如，專利文獻3公開了在一個像素中設置有控制液晶元件的像素電路及控制發光元件的像素電路的混合型顯示裝置。
[專利文獻1]日本專利申請公開第2011-154357號公報
[專利文獻2]日本專利申請公開第2011-085918號公報
[專利文獻3]國際專利申請公開第2007/041150號公報
為了提高電子裝置的觸摸輸入的操作性，提高觸摸檢測頻率即可。然而，當提高觸摸檢測頻率時，有顯示裝置的驅動信號等引起雜訊而觸摸的檢測精度下降的問題。
電子裝置被要求小型化、薄型化、輕量化、撓性或操作性。為了提高操作性需要使用包括觸控感測器的顯示裝置。為了小型化、薄型化、輕量化需要減少構件數量。此外，為了獲得撓性需要減薄顯示裝置的厚度。
智慧手機、平板電腦、電子書閱讀器及個人電腦等在能夠獲得明亮的外光的環境下使用的機會越來越多。其中，在能夠獲得明亮的外光的環境下使用的移動設備如智慧手機、平板電腦等進行高亮度的顯示以提高可見度。由此，功耗容易增加。因此，為了長時間使用電池，需要增大電池的電容。但是，當增大電池的電容時，有移動設備的重量變大的問題。
在長時間使用智慧手機、平板電腦及電子書閱讀器等時，需要減小功耗。作為控制功耗的方法的典型例子，有電源閘控或時脈閘控等控制方法。在顯示裝置的情況下，提出了減少顯示的更新次數等方法。然而，當顯示的更新間隔變長時，在保持資料的切換電晶體中發生電荷的洩漏。此時，有如下問題：電荷的洩漏導致所保持的資料的劣化，發生閃爍，由此可見度下降。
鑒於上述問題，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種觸摸輸入的操作性得到提高的顯示裝置。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種包括觸控感測器的新穎結構的顯示裝置。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種功耗得到降低的電子裝置。
注意，這些目的的記載並不妨礙其他目的的存在。此外，本發明的一個實施方式並不需要實現所有上述目的。另外，說明書、圖式以及申請專利範圍等的記載中顯然存在上述目的以外的目的，可以從說明書、圖式以及申請專利範圍等的記載中衍生上述自的以外的目的。
注意，本發明的一個實施方式的目的不侷限於上述目的。上述目的並不妨礙其他目的的存在。其他目的是上面沒有提到而將在下面的記載中進行說明的目的。所屬技術領域的通常知識者可以從說明書或圖式等的記載中導出並適當抽出該上面沒有提到的目的。另外，本發明的一個實施方式實現上述目的和/或其他目的中的至少一個目的。
本發明的一個實施方式是一種顯示裝置，包括：閘極驅動器；多個觸控感測器；以及多個佈線，其中，多個佈線分別連接於多個觸控感測器，閘極驅動器具有以相同時序向多個佈線供應掃描信號的功能，並且，不同的位置上的多個觸摸感測器具有以相同時序檢測多個觸摸的功能。
本發明的一個實施方式是一種顯示裝置，包括：顯示區域；以及閘極驅動器，其中，顯示區域包括多個像素、多個觸控感測器、多個掃描線及多個觸摸用佈線，閘極驅動器具有向多個掃描線供應第一掃描信號的功能，並且，閘極驅動器具有向多個觸摸用佈線供應用來檢測觸摸的第二掃描信號。
在上述顯示裝置中，像素較佳為包括第一顯示元件，並且第一顯示元件較佳為透過型液晶元件。
在上述顯示裝置中，像素較佳為包括第一顯示元件，並且第一顯示元件較佳為反射型液晶元件。
在上述顯示裝置中，像素較佳為包括第一顯示元件及第二顯示元件，第一顯示元件較佳為具有反射可見光的功能，並且第二顯示元件較佳為具有發射可見光的功能。
在上述顯示裝置中，第二顯示元件較佳為發光元件。
上述顯示裝置較佳為包括電晶體，電晶體較佳為在半導體層中包含多晶矽。
上述顯示裝置較佳為包括電晶體，電晶體較佳為在半導體層中包含金屬氧化物。
上述顯示裝置較佳為具有使用第一顯示元件所反射的第一光和第二顯示元件所發射的第二光中的一者或兩者顯示影像的功能。
本發明的一個實施方式可以提供一種觸摸輸入的操作性得到提高的顯示裝置。另外，本發明的一個實施方式可以提供一種包括觸控感測器的新穎的顯示裝置。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種功耗得到降低的電子裝置。
注意，本發明的一個實施方式的效果不侷限於上述效果。上述效果並不妨礙其他效果的存在。其他效果是上面沒有提到而將在下面的記載中進行說明的效果。所屬技術領域的通常知識者可以從說明書或圖式等的記載中導出並適當抽出該上面沒有提到的效果。另外，本發明的一個實施方式實現上述效果和/或其他效果中的至少一個效果。因此，本發明的一個實施方式有時根據情況而不具有上述效果。
ACF1‧‧‧導電材料
ADD‧‧‧佈線
AF1‧‧‧配向膜
AF2‧‧‧配向膜
ANO‧‧‧佈線
BM‧‧‧遮光膜
C11‧‧‧電容器
C12‧‧‧電容器
CF1‧‧‧彩色膜
COM‧‧‧佈線
COM-Rx‧‧‧佈線
COM-Tx‧‧‧佈線
CSCOM‧‧‧佈線
CTRL‧‧‧佈線
G1‧‧‧掃描線
G2‧‧‧掃描線
GVSS‧‧‧佈線
KB1‧‧‧結構體
L1‧‧‧可見光
L2‧‧‧光
ND1‧‧‧佈線
ND2‧‧‧佈線
ND3‧‧‧佈線
R1‧‧‧箭頭
S1‧‧‧信號線
S2‧‧‧信號線
SD1‧‧‧驅動電路
SD2‧‧‧驅動電路
SW1‧‧‧開關
SW2‧‧‧開關
V11‧‧‧資料
V12‧‧‧資料
VCOM1‧‧‧佈線
VCOM2‧‧‧導電層
10‧‧‧顯示裝置
11‧‧‧基板
12‧‧‧基板
13‧‧‧FPC
14‧‧‧導電層
20‧‧‧液晶元件
21‧‧‧導電層
21a‧‧‧導電層
21b‧‧‧導電層
22‧‧‧導電層
22a‧‧‧導電層
22b‧‧‧導電層
22c‧‧‧導電層
23‧‧‧液晶
24‧‧‧絕緣層
31‧‧‧彩色膜
61‧‧‧閘極驅動器
61a‧‧‧解碼器
61b‧‧‧選擇電路
61c‧‧‧移位暫存器
61d‧‧‧開關
61e‧‧‧開關
61f‧‧‧開關
61g‧‧‧緩衝器
61h‧‧‧開關
62‧‧‧接收電路
63‧‧‧觸控感測器
64‧‧‧像素
64a‧‧‧選擇電晶體
64b‧‧‧電容器
64c‧‧‧液晶顯示元件
64d‧‧‧接觸部
64e‧‧‧接觸部
64f‧‧‧共用電極
64g‧‧‧接觸部
64h‧‧‧佈線
65‧‧‧掃描線
66‧‧‧信號線
67‧‧‧電容器
68‧‧‧像素電極
200‧‧‧液晶顯示裝置
201‧‧‧顯示部
202‧‧‧閘極線驅動電路
203‧‧‧像素
231‧‧‧顯示區域
305a‧‧‧連接部
307a‧‧‧液晶元件
307b‧‧‧液晶元件
311‧‧‧基板
312‧‧‧絕緣層
313‧‧‧絕緣層
315‧‧‧絕緣層
317‧‧‧絕緣層
319‧‧‧絕緣層
331‧‧‧導電層
333‧‧‧導電層
335‧‧‧導電層
341‧‧‧彩色膜
343‧‧‧遮光膜
345‧‧‧絕緣層
347‧‧‧間隔物
349‧‧‧液晶
351‧‧‧導電層
352‧‧‧導電層
352a‧‧‧佈線
353‧‧‧絕緣層
361‧‧‧基板
365‧‧‧黏合層
367‧‧‧連接器
368‧‧‧IC
369‧‧‧FPC
370a‧‧‧電晶體
372‧‧‧多晶矽膜
373‧‧‧導電層
374a‧‧‧導電層
374b‧‧‧導電層
380a‧‧‧電晶體
501B‧‧‧絕緣膜
501C‧‧‧絕緣膜
504‧‧‧導電層
505‧‧‧接合層
506‧‧‧絕緣膜
508‧‧‧半導體膜
511B‧‧‧導電層
512A‧‧‧導電層
512B‧‧‧導電層
516‧‧‧絕緣膜
518‧‧‧絕緣膜
518A‧‧‧絕緣膜
518A1‧‧‧絕緣膜
518A2‧‧‧絕緣膜
518B‧‧‧絕緣膜
519B‧‧‧端子
520‧‧‧功能層
521‧‧‧絕緣膜
521A‧‧‧絕緣膜
521B‧‧‧絕緣膜
521C‧‧‧絕緣膜
522‧‧‧連接部
524‧‧‧導電層
528‧‧‧絕緣膜
530‧‧‧像素電路
550‧‧‧顯示元件
551‧‧‧電極
552‧‧‧電極
553‧‧‧包含發光材料的層
560‧‧‧光學元件
560A‧‧‧區域
560B‧‧‧區域
560C‧‧‧區域
565‧‧‧覆蓋膜
570‧‧‧基板
580‧‧‧透鏡
591A‧‧‧開口部
592B‧‧‧開口部
700‧‧‧顯示裝置
700B‧‧‧顯示裝置
702‧‧‧像素
703‧‧‧像素
705‧‧‧密封劑
720‧‧‧功能層
750‧‧‧顯示元件
751‧‧‧第一電極
751A‧‧‧導電層
751B‧‧‧反射膜
751C‧‧‧導電層
751H‧‧‧區域
752‧‧‧第二電極
753‧‧‧包含液晶材料的層
770‧‧‧基板
770D‧‧‧功能膜
770P‧‧‧功能膜
770PA‧‧‧功能膜
770PB‧‧‧功能膜
771‧‧‧絕緣膜
771A‧‧‧絕緣膜
771B‧‧‧絕緣膜
5200B‧‧‧資料處理裝置
5210‧‧‧運算裝置
5220‧‧‧輸入輸出裝置
5230‧‧‧顯示部
5240‧‧‧輸入部
5250‧‧‧檢測部
5290‧‧‧通訊部
在圖式中：圖1A示出觸控感測器的驅動時序，圖1B是說明顯示裝置的方塊圖；圖2是說明閘極驅動器的方塊圖； 圖3是說明顯示裝置的觸控感測器和像素的電路圖；圖4是說明顯示裝置的觸控感測器和像素的電路圖；圖5A至圖5C是示出顯示裝置的方式的剖面示意圖；圖6A和圖6B是示出顯示裝置的方式的剖面示意圖；圖7A和圖7B是說明顯示裝置的觸控感測器的結構的俯視圖；圖8A和圖8B是顯示裝置的俯視圖及剖面示意圖；圖9是顯示裝置的剖面示意圖；圖10A至圖10D是說明顯示裝置的像素的結構的示意圖；圖11A和圖11B是說明顯示裝置的像素的結構的剖面圖；圖12A和圖12B是說明顯示裝置的像素的結構的剖面圖；圖13A和圖13B是說明顯示裝置的像素的結構的剖面圖；圖14A和圖14B是說明顯示裝置的像素的結構的剖面圖；圖15A至圖15C是說明顯示裝置的結構的俯視圖及剖面圖；圖16A至圖16C是說明顯示裝置的結構的剖面圖；圖17是說明顯示裝置的結構的剖面圖；圖18A和圖18B是說明顯示裝置的像素的結構的仰視圖；圖19是說明顯示裝置的像素電路的電路圖；圖20A至圖20D是說明顯示裝置的反射膜的結構的剖面圖；圖21A至圖21C是說明顯示裝置的反射膜的結構的俯視圖；圖22A和圖22B是說明顯示裝置的像素和子像素的俯視圖；圖23A1、圖23A2、圖23B1、圖23B2、圖23C1、圖23C2、圖23D1、圖23D2、圖23E1、圖23E2、圖23F1、圖23F2是說明顯示裝置的光學元件的形狀的剖面圖及立體圖；圖24A至圖24C是說明顯示裝置的工作的圖；圖25A至圖25E是說明電子裝置的結構例子的圖；圖26A至圖26E是說明電子裝置的結構例子的圖；圖27是說明樣本的XRD譜的測定結果的圖；圖28A和圖28B是樣本的TEM影像，圖28C至圖28L是說明電子繞射圖案的圖；圖29A至圖29C是說明樣本的EDX面分析影像的圖。
下面，參照圖式對實施方式進行說明。但是，所屬技術領域的通常知識者可以很容易地理解一個事實，就是實施方式可以以多個不同形式來實施，其方式和詳細內容可以在不脫離本發明的精神及其範圍的條件下被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅限定在下面的實施方式所記載的內容中。
在圖式中，為便於清楚地說明，有時誇大表示大小、層的厚度或區域。因此，本發明並不一定限定於上述尺寸。此外，在圖式中，示意性地示出理想的例子，因此本發明不侷限於圖式所示的形狀或數值等。
本說明書所使用的“第一”、“第二”、“第三”等序數詞是為了避免組件的混淆而附加的，而不是為了在數目方面上進行限定的。
在本說明書中，為方便起見，使用了“上”、“下”等表示配置的詞句，以參照圖式說明組件的位置關係。另外，組件的位置關係根據描述各組件的方向適當地改變。因此，不侷限於本說明書中所說明的詞句，可以根據情況適當地更換。
在本說明書等中，電晶體是指至少包括閘極、汲極以及源極這三個端子的元件。電晶體在汲極(汲極端子、汲極區域或汲極電極)與源極(源極端子、源極區域或源極電極)之間具有通道區域，並且電流能夠藉由通道區域流過源極與汲極之間。注意，在本說明書等中，通道區域是指電流主要流過的區域。
另外，在使用極性不同的電晶體的情況或電路工作中的電流方向變化的情況等下，源極及汲極的功能有時相互調換。因此，在本說明書等中，源極和汲極可以相互調換。
在本說明書等中，“電連接”包括藉由“具有某種電作用的元件”連接的情況。在此，“具有某種電作用的元件”只要可以進行連接目標間的電信號的授收，就對其沒有特別的限制。例如，“具有某種電作用的元件”不僅包括電極和佈線，而且還包括電晶體等的切換元件、電阻元件、電感器、電容器、其他具有各種功能的元件等。
在本說明書等中，“平行”是指兩條直線形成的角度為-10°以上且10°以下的狀態。因此，也包括該角度為-5°以上且5°以下的狀態。另外，“垂直”是指兩條直線形成的角度為80°以上且100°以下的狀態。因此也包括85°以上且95°以下的角度的狀態。
另外，在本說明書等中，可以將“膜”和“層”相互調換。例如，有時可以將“導電層”變換為“導電膜”。此外，例如，有時可以將“絕緣膜”變換為“絕緣層”。
在本說明書等中，在沒有特別的說明的情況下，關態電流(off-state current)是指電晶體處於關閉狀態(也稱為非導通狀態、遮斷狀態)的汲極電流。在沒有特別的說明的情況下，在n通道電晶體中，關閉狀態是指閘極與源極間的電壓Vgs低於臨界電壓Vth的狀態，在p通道電晶體中，關閉狀態是指閘極與源極間的電壓Vgs高於臨界電壓Vth的狀態。例如，n通道電晶體的關態電流有時是指閘極與源極間的電壓Vgs低於臨界電壓Vth時的汲極電流。
電晶體的關態電流有時取決於Vgs。因此，“電晶體的關態電流為I以下”有時是指存在使電晶體的關態電流成為I以下的Vgs的值。電晶體的關態電流有時是指預定的Vgs中的關閉狀態、預定的範圍內的Vgs中的關閉狀態或能夠獲得充分被降低的關態電流的Vgs中的關閉狀態等時的關態電流。
作為一個例子，設想一種n通道電晶體，該n通道電晶體的臨界電壓Vth為0.5V，Vgs為0.5V時的汲極電流為1×10-9A，Vgs為0.1V時的汲極電流為1×10-13A，Vgs為-0.5V時的汲極電流為1×10-19A，Vgs為-0.8V時的汲極電流為1×10-22A。在Vgs為-0.5V時或在Vgs為-0.5V至-0.8V的範圍內，該電晶體的汲極電流為1×10-19A以下，所以有時稱該電晶體的關態電流為1×10-19A以下。由於存在使該電晶體的汲極電流成為1×10-22A以下的Vgs，因此有時稱該電晶體的關態電流為1×10-22A以下。
在本說明書等中，有時以每通道寬度W的電流值表示具有通道寬度W的電晶體的關態電流。另外，有時以每預定的通道寬度(例如1μm)的電流值表示具有通道寬度W的電晶體的關態電流。在為後者時，關態電流的 單位有時以具有電流/長度的次元的單位(例如，A/μm)表示。
電晶體的關態電流有時取決於溫度。在本說明書中，在沒有特別的說明的情況下，關態電流有時表示在室溫、60℃、85℃、95℃或125℃下的關態電流。或者，有時表示在保證包括該電晶體的半導體裝置等的可靠性的溫度下或者在包括該電晶體的半導體裝置等被使用的溫度(例如，5℃至35℃中的任一溫度)下的關態電流。“電晶體的關態電流為I以下”有時是指在室溫、60℃、85℃、95℃、125℃、保證包括該電晶體的半導體裝置等的可靠性的溫度下或者在包括該電晶體的半導體裝置等被使用的溫度(例如，5℃至35℃中的任一溫度)下存在使電晶體的關態電流成為I以下的Vgs的值。
電晶體的關態電流有時取決於汲極與源極間的電壓Vds。在本說明書中，在沒有特別的說明的情況下，關態電流有時表示Vds為0.1V、0.8V、1V、1.2V、1.8V、2.5V、3V、3.3V、10V、12V、16V或20V時的關態電流。或者，有時表示保證包括該電晶體的半導體裝置等的可靠性的Vds時或者包括該電晶體的半導體裝置等所使用的Vds時的關態電流。“電晶體的關態電流為I以下”有時是指：在Vds為0.1V、0.8V、1V、1.2V、1.8V、2.5V、3V、3.3V、10V、12V、16V、20V、保證包括該電晶體的半導體裝置的可靠性的Vds或包括該電晶體的半導體裝置等被使用的Vds下存在使電晶體的關態電流成為I以下的Vgs的值。
在上述關態電流的說明中，可以將汲極換稱為源極。也就是說，關態電流有時指電晶體處於關閉狀態時流過源極的電流。
在本說明書等中，有時將關態電流記作洩漏電流。在本說明書等中，關態電流例如有時指在電晶體處於關閉狀態時流在源極與汲極間的電流。
電壓是指兩個點之間的電位差，而電位是指某一點的靜電場中的某單位電荷所具有的靜電能(電位能量)。但是，一般來說，將某一點的電位與基準的電位(例如接地電位)之間的電位差簡單地稱為電位或電壓，通常，電位和電壓是同義詞。因此，在本說明書中，除了特別指定的情況以外，既可將“電位”稱為“電壓”，又可將“電壓”稱為“電位”。
實施方式1
在本實施方式中，參照圖1A至圖9說明觸摸檢測的操作性得到提高的 In-Cell型觸控感測器。
圖1A示出包括觸控感測器的顯示裝置10的驅動時序。圖1B示出顯示裝置10的方塊圖。作為例子，圖1A示出在1秒鐘表示60圖框的情況。1圖框是指更新顯示裝置所包括的像素的所有資料的期間。1圖框期間大約為16.6ms。
在圖1A中，1圖框期間包括更新顯示的期間T0至T1和使用觸控感測器檢測檢測物件的觸摸的期間T1至T3。檢測觸摸的期間T1至T3既可以具有與更新顯示的期間T0至T1相同的長度，又可以長於更新顯示的期間T0至T1。或者，更新顯示的期間T0至T1也可以長於檢測觸摸的期間T1至T3。在圖1A中，說明將更新顯示的期間T0至T1與檢測觸摸的期間T1至T3控制為相同長度的例子。
在圖1A中，示出使用1圖框期間T0至T3中的期間T0至T1更新顯示，使用除此之外的期間T1至T3檢測觸摸的例子。在檢測觸摸的期間內還設置檢測觸摸的期間T1至T2及T2至T3這兩個期間。藉由將檢測觸摸的次數設定為多次，可以提高觸摸的檢測精度。注意，也可以將檢測觸摸的次數設定為一次。
觸摸的檢測精度根據1圖框期間內的檢測觸摸的期間的個數決定。在圖1A的例子中，非檢測期間大約為8ms，設置兩個4ms的檢測期間。藉由將檢測觸摸的次數設定為多次，可以提高觸摸的檢測精度。
在更新顯示時被供應的控制信號引起雜訊，觸控感測器誤檢測該雜訊，因此較佳為在更新顯示的期間停止觸摸的檢測。另外，在檢測觸摸的期間不更新顯示。由此，用來更新顯示的電路較佳為在檢測觸摸的期間停止驅動。此外，作為用來保持所顯示的資料的選擇電晶體，較佳為使用在關閉狀態下洩漏電流小的選擇電晶體。關於像素，將在圖3中進行詳細的說明。關於洩漏電流小的電晶體，將在實施方式4中進行詳細的說明。
作為觸控感測器可以使用利用各種工作原理的觸控感測器，如投影型靜電電容式、表面型靜電電容式、電阻膜式、光學式等。藉由利用上述任何方式，可以在被檢測物接觸於或靠近於觸控感測器時輸入資料。在本實施方式中，以投影型靜電電容式的觸控感測器為例子進行說明。
圖1B所示的顯示裝置10包括用來使觸控感測器工作的控制行方向的信號線的閘極驅動器61、檢測觸摸的接收電路62、多個觸控感測器63。閘極驅動器61與觸控感測器63及像素64電連接。圖1B示出在與設置有觸控感測器63(1，6)的位置重疊的位置上設置有多個像素64的例子。
觸控感測器63包括像素、向觸控感測器供應掃描信號的觸摸用佈線COM-Tx、供應電信號以傳達觸摸的檢測的觸摸用佈線COM-Rx。關於像素將在圖3中進行詳細的說明，像素與用來更新顯示的掃描線、信號線、佈線CSCOM電連接。關於觸控感測器63，將在圖3中進行詳細的說明。雖然圖1B示出將觸控感測器63配置為6×6的例子，但是可以適當地選擇觸控感測器63的數量。
參照圖1B的方塊圖說明圖1A所示的驅動時序的詳細內容。圖1A所示的驅動時序示出觸控感測器63(1，1)與觸控感測器63(1，4)同時檢測觸摸的例子。
在配置於離開的位置的觸控感測器63(1，1)和觸控感測器63(1，4)進行檢測的情況下，因為兩個觸控感測器63間的距離遠，所以即使以相同時序供應掃描信號，信號也不彼此干涉。因此，兩個觸控感測器63能夠以相同時序檢測觸摸。
因此，可以使設置在顯示區域中的觸控感測器的掃描所需要的時間成為二分之一。換言之，與按每一行進行掃描的情況相比，可以使觸控感測器進行掃描時的頻率成為兩倍。雖然圖1A及圖1B示出向二行的觸摸用佈線COM-Tx同時供應掃描信號的例子，但是在觸摸檢測區域大時也可以向三行以上的觸摸用佈線同時供應掃描信號。
參照圖2說明閘極驅動器61。閘極驅動器61具有將用來更新顯示的掃描信號供應到掃描線的功能和將向觸控感測器供應的掃描信號供應到觸摸用佈線的功能。圖式中的n為1以上的整數。
閘極驅動器61包括解碼器61a、多個選擇電路61b、多個緩衝器61g。選擇電路61b包括移位暫存器61c、開關61d、開關61e、開關61f。
開關61d的端子2藉由緩衝器61g電連接於掃描線65(1)。開關61e的端子2藉由緩衝器61g電連接於掃描線65(2)。開關61f的端子2藉由緩衝器61g電連接於觸摸用佈線COM-Tx。
解碼器61a與佈線ADD、佈線CTRL電連接。輸出信號DE由供應到佈線ADD的信號Address生成。較佳為向多個佈線ADD供應多個信號Address。另外，藉由利用供應到佈線CTRL的信號Sel，可以切換地輸出用來更新顯示的掃描信號和用來檢測觸摸的掃描信號。例如，當更新顯示時，作為信號Sel供應“L”，當控制觸控感測器時，作為信號Sel供應“H”，由此可以將輸出信號DE用作不同的掃描信號。
選擇電路61b可以藉由緩衝器61g將多個掃描信號GOUT供應到多個掃描線。電連接於選擇電路61b的掃描線的數量根據連接於一個觸控感測器63的像素的數量可以適當地設定。
當作為信號Sel供應“L”時，移位暫存器61c具有依次輸出信號SR(1)至信號SR(6)的功能。
當作為信號Sel供應“L”時，開關61d所包括的端子1與端子2之間成為導通狀態，將信號SR(1)輸出到佈線ND1。向佈線ND1供應的信號藉由緩衝器61g供應到掃描線65(1)作為掃描信號GOUT(1)。
當作為信號Sel供應“L”時，開關61e所包括的端子1與端子2之間成為導通狀態，將信號SR(2)輸出到佈線ND2。向佈線ND2供應的信號藉由緩衝器61g供應到掃描線65(2)作為掃描信號GOUT(2)。
當作為信號Sel供應“L”時，開關61f所包括的端子3與端子2之間成為導通狀態，可以將向佈線COM供應的共用電位藉由緩衝器61g供應到觸摸用佈線COM-Tx。
當作為信號Sel供應“H”時，開關61d所包括的端子3與端子2之間成為導通狀態，將向佈線GVSS供應的L1電位輸出到佈線ND1。向佈線ND1供應的L1電位藉由緩衝器61g供應到掃描線65(1)作為掃描信號GOUT(1)。L1電位是指供應到掃描線的最小的電位。
當作為信號Sel供應“H”時，開關61e所包括的端子3與端子2之間成為導通狀態，將向佈線GVSS供應的L1電位輸出到佈線ND2。向佈線ND2供應的L1電位藉由緩衝器61g供應到掃描線65(2)作為掃描信號GOUT(2)。
當作為信號Sel供應“H”時，開關61f所包括的端子1與端子2之間成為導通狀態，將信號DE(1)輸出到佈線ND3。向佈線ND3供應的信號可以藉由緩衝器61g供應到觸摸用佈線COM-Tx作為掃描信號。
信號Sel為“H”的期間是檢測觸摸的期間，向各掃描線供應L1電位，向觸摸用佈線COM-Tx供應解碼器的輸出作為掃描信號。
在圖3中，觸控感測器63包括多個像素64。圖3示出一個觸控感測器63包括六個像素64的例子。當使用圖2的閘極驅動器61進行控制時，較佳為使用二級結構的移位暫存器61c。
像素64包括選擇電晶體64a、電容器64b、液晶顯示元件64c。液晶顯示元件64c包括像素電極68(在圖7A和圖7B中示出像素電極68)和根據像素電極68與佈線CSCOM的電位差改變配向方向的液晶。
在此，以觸控感測器63(1，1)為例進行說明。選擇電晶體64a的閘極與掃描線65(1)電連接。選擇電晶體64a的源極和汲極中的一個與信號線66電連接。選擇電晶體64a的源極和汲極中的另一個電連接於像素電極68及電容器64b的一個電極。電容器64b的另一個電極與佈線CSCOM電 連接。
觸摸用佈線COM-Rx(1)配置在觸控感測器63(1，1)中。觸摸用佈線COM-Rx(1)被用作觸控感測器的檢測元件的一個電極，觸摸用佈線COM-Tx(1)被用作觸控感測器的檢測元件的另一個電極。因此，在觸控感測器63(1，1)中，以觸摸用佈線COM-Tx(1)和觸摸用佈線COM-Rx(1)為一對電極，作為檢測元件形成電容器67。
當觸摸用佈線COM-Tx和觸摸用佈線COM-Rx被用作觸控感測器63的一部分時，如圖2所示，向觸摸用佈線COM-Tx供應掃描信號。因此，可以根據觸摸用佈線COM-Rx所傳送的電信號的變化量檢測觸摸的有無。由此，觸控感測器63可以分別獨立地檢測觸摸的有無。
如圖1B所示，圖3所示的結構能夠同時檢測觸控感測器63(1，1)和觸控感測器63(1，4)的觸摸。由於檢測元件的一個電極是獨立的，所以不受到其他觸控感測器的影響。此外，例如，能夠同時檢測觸控感測器63(1，1)、觸控感測器63(2，1)、觸控感測器63(3，4)及觸控感測器63(4，4)。
由此，因為可以選擇性地檢測配置在特定的區域中的觸控感測器63，所以可以在更新顯示的一部分時根據顯示將觸控感測器的功能部分控制為有效或無效。
參照圖4說明與在圖3中說明的觸控感測器63不同的結構。
圖4與圖3的不同之處在於佈線CSCOM與開關61h的端子2電連接。開關61h的端子1與佈線COM電連接。開關61h的端子3與觸摸用佈線COM-Rx電連接。
開關61h電連接於佈線CTRL，被供應信號Sel。在信號Sel為“L”的期間，開關61h的端子1與端子2導通，將向佈線COM供應的共用電位供應到佈線CSCOM。在信號Sel為“H”的期間，開關61h的端子2與端子3導通，將佈線CSCOM的檢測信號Sen輸出到觸摸用佈線COM-Rx。
因此，在像素進行顯示時向佈線CSCOM供應共用電位作為液晶顯示元件64c的參考電位。當佈線CSCOM被用作觸控感測器的一部分時，佈線CSCOM被用作觸控感測器的檢測元件的一個電極，觸摸用佈線COM-Tx被用作觸控感測器的檢測元件的另一個電極。
在觸控感測器63中，以觸摸用佈線COM-Tx和佈線CSCOM為一對電極，作為檢測元件形成電容器67。在信號Sel為“L”的期間，共用電位藉由佈線COM供應到觸摸用佈線COM-Tx及佈線CSCOM，由此可以取消電容器67的容量，從而顯示的品質不受到影響。
在信號Sel為“H”的期間，佈線CSCOM被用作觸控感測器的檢測元件的一個電極，因此像素64的選擇電晶體64a被要求低的關態電流。
當觸摸用佈線COM-Tx和佈線CSCOM被用作觸控感測器的一部分時，如圖2所示，向觸摸用佈線COM-Tx供應掃描信號。液晶顯示元件64c使用根據像素電極與佈線CSCOM的電位差改變配向方向的液晶進行灰階的顯示。由此，保持在電容器64b中的灰階電壓較佳為不變化。藉由減小選擇電晶體64a的關態電流，可以抑制經過選擇電晶體64a的洩漏。因為選擇電晶體的關態電流小，所以即使佈線CSCOM的電壓值變化也可以抑制灰階的變化。
在圖2所示的閘極驅動器61中，可以使用一個閘極驅動器61控制顯示及觸摸的檢測。能夠以不同的時序控制顯示及觸摸的檢測。由此，可以增大觸控感測器的SN比(Signal/Noise ratio)，所以可以提高檢測精度。
圖5A至圖5C示出顯示裝置10的觸控感測器的剖面示意圖。注意，圖5A至圖5C所示的剖面示意圖只示出在說明觸控感測器的工作時需要的組件。例如，雖然有時在基板11上設置有電晶體等元件，但是在此省略它們。
圖5A所示的觸控感測器包括基板11、基板12、FPC13、導電層14、液晶元件20、彩色膜31等。
液晶元件20由導電層21、導電層22及液晶23構成。在導電層21上隔著絕緣層24配置有導電層22。導電層21被用作液晶元件20的像素電極，導電層22被用作共用電極。
導電層21及導電層22以形成與液晶23的厚度方向(圖式中A1-A2方向)交叉的電場的方式配置。
藉由利用形成在用作設置於基板11一側的液晶元件20的一對電極中的一個的導電層22a或導電層22b與用作觸摸用佈線COM-Tx的導電層22c之間的電容，觸控感測器能夠進行檢測。
圖5B示出用作液晶元件20的像素電極的導電層21a及導電層21b被用作觸控感測器的一對電極的例子。
圖5C示出用作液晶元件20的共用電極的導電層22a和導電層22b被用作觸控感測器的一對電極的例子。
在圖5A中，液晶元件20的一個電極可以兼作觸控感測器的一個電極。藉由採用圖5B或圖5C所示的結構，液晶元件20的一個電極可以兼作觸控感測器的一對電極的兩者。
再者，因為可以使用相同的導電層形成導電層22a、導電層22b及導電層22c，所以可以使製程簡化。此外，因為可以使用相同的導電層形成導電層21a及導電層21b，所以可以使製程簡化。
圖6A所示的剖面示意圖利用圖5A說明光的提取方法。
圖6A示出作為導電層21及導電層22使用具有透光性的導電層的例子。因此，顯示裝置10較佳為包括設置在基板11的下側的發射可見光L1的光源。從基板11的方向入射的可見光L1的灰階被夾在基板11與基板12之間的液晶元件控制，由此可以向基板12的方向發射其灰階被液晶元件控制的光。
圖6B與圖6A的不同之處在於：使用反射可見光的導電層形成導電層21。因此，從基板12入射的光L2被導電層21反射而從基板12發射。
藉由利用外光，可以如圖6A的顯示裝置那樣地進行不使用光源的顯示，由此可以減少構成顯示裝置的構件的數量。此外，可以減少用於光源的電力。再者，由於在陽光下等明亮的環境下外光的亮度越大反射光的亮度越大，所以可以提高可見度。
反射可見光的導電層的反射率較佳為高。藉由提高反射率，可以在利用外光進行反射顯示時得到高的亮度。
作為具有可見光的透光性的導電材料，例如較佳為使用包含選自銦(In)、鋅(Zn)、錫(Sn)中的一種的材料。明確而言，可以舉出氧化銦、銦錫氧化物(Indium Tin Oxide)、銦鋅氧化物、包含氧化鎢的銦氧化物、包含氧化鎢的銦鋅氧化物、包含氧化鈦的銦氧化物、包含氧化鈦的銦錫氧化物、包含氧化矽的銦錫氧化物、氧化鋅、包含鎵的氧化鋅等。另外，也可以使用包含石墨烯的膜。包含石墨烯的膜例如可以藉由還原包含氧化石墨烯的膜而形成。
作為反射可見光的導電材料，例如可以舉出鋁、銀或包含這些金屬材料的合金等。另外，可以使用金、鉑、鎳、鎢、鉻、鉬、鐵、鈷、銅或鈀等金屬材料或包含這些金屬材料的合金。另外，也可以在上述金屬材料或合金中添加有鑭、釹或鍺等。另外，也可以使用鋁和鈦的合金、鋁和鎳的合金、鋁和釹的合金、鋁、鎳和鑭的合金(Al-Ni-La)等包含鋁的合金(鋁合金)、銀和銅的合金、銀、鈀和銅的合金(Ag-Pd-Cu，也記為APC)或者銀和鎂的合金等包含銀的合金。
圖7A示出圖3所示的觸控感測器63的俯視圖。參照圖3所示的例子說明包括六個像素64的觸控感測器63。觸控感測器63也可以包括多個像素64，對其數量沒有限制。圖7A的俯視圖示出將R元件、G元件、B元件(圖5A至圖5C的彩色膜31)配置為條紋狀的例子。
圖7A包括多個掃描線65、多個信號線66、佈線CSCOM、觸摸用佈 線COM-Tx、觸摸用佈線COM-Rx及多個像素64。各像素64包括選擇電晶體64a、電容器64b、像素電極68。
作為一個例子，說明連接於掃描線65a的像素64。像素64所包括的選擇電晶體64a的閘極電連接於掃描線65a。另外，選擇電晶體64a的源極和汲極中的一個電連接於信號線66R。另外，使用與選擇電晶體64a的源極和汲極中的另一個相同的導電層形成電容器64b的一個電極。電容器64b形成在與佈線CSCOM重疊的區域中。另外，使用與選擇電晶體64a的源極和汲極中的另一個相同的導電層形成像素電極68。
電容器64b的另一個電極藉由接觸部64d電連接於共用電極64f。根據像素電極68與共用電極64f的電位差改變配向方向的液晶控制顯示的灰階。因此，如圖5A所示，液晶23配置在共用電極64f上。
另外，觸摸用佈線COM-Rx藉由接觸部64g電連接於佈線64h。在觸控感測器63中，以佈線64h和觸摸用佈線COM-Tx為一對電極，構成具有檢測功能的電容器67。因此，較佳為使用相同的導電層形成觸摸用佈線COM-Tx和觸摸用佈線COM-Rx。
圖7A示出觸摸用佈線COM-Rx(2)、觸摸用佈線COM-Rx(3)，它們電連接於配置在與圖7A所示的觸控感測器63不同的位置上的觸控感測器。觸摸用佈線COM-Rx可以根據觸控感測器63所包括的像素64的數量適當地設置。因此，當觸控感測器63包括多個像素64時，也可以不設置圖7A所示的觸摸用佈線COM-Rx(2)、觸摸用佈線COM-Rx(3)。
觸控感測器63可以根據具有檢測功能的電容器67的大小控制檢測靈敏度。因為觸控感測器63所包括的像素數與電容器67的大小成正比，所以可以適當地選擇像素64的數量和觸摸用佈線COM-Tx的數量以使電容器67的大小最佳化。
圖7B示出圖4所示的觸控感測器63的俯視圖。參照圖7B說明與圖7A不同的結構。
圖7B包括多個掃描線65、多個信號線66、多個佈線CSCOM、觸摸用佈線COM-Tx及多個像素64。各像素64包括選擇電晶體64a、電容器64b、像素電極68。
此外，圖7B與圖7A的不同之處在於：電容器64b的一個電極藉由接觸部64e電連接於佈線CSCOM(1)。佈線CSCOM(1)在觸控感測器63所包括的各像素64中被用作共用電極。
圖7B示出佈線CSCOM(2)、佈線CSCOM(3)，它們電連接於配置在與圖7B所示的觸控感測器63不同的位置上的觸控感測器。佈線CSCOM可以根據觸控感測器63所包括的像素64的數量適當地設置。因此，當觸控感測器63包括多個像素64時，也可以不設置圖7B所示的佈線CSCOM(2)、佈線CSCOM(3)。
觸摸用佈線COM-Tx與各像素所包括的共用電極64f的距離相等，以觸摸用佈線COM-Tx與共用電極64f為一對電極，形成具有檢測功能的電容器67。因此，較佳為使用相同的導電層形成觸摸用佈線COM-Tx和共用電極64f。
〈顯示裝置的剖面結構〉
作為顯示裝置的剖面結構的一個例子，說明用作In-Cell型觸控面板的顯示裝置。作為In-Cell型觸控面板，典型地有Hybrid-In-Cell型和Full-In-Cell型。下面，說明將液晶元件用作顯示元件的Full-In-Cell型觸控面板的剖面結構。將液晶元件用作顯示元件的Full-In-Cell型觸控面板被用作液晶顯示裝置。
在用作Full-In-Cell型觸控面板的液晶顯示裝置中可以簡化相對基板的結構，所以是較佳的。此外，在液晶顯示裝置中，構成顯示元件的電極兼用作構成檢測元件的電極，因此可以簡化製程，並且可以降低製造成本，所以是較佳的。
圖8A示出能夠被用作觸控面板的液晶顯示裝置200的俯視圖，圖8B是沿圖8A中的點劃線A-B及點劃線C-D所示的部分的剖面圖。
如圖8A所示，液晶顯示裝置200包括顯示部201及閘極線驅動電路202。顯示部201包括多個像素203、多個源極線及多個閘極線，並具有顯示影像的功能。另外，顯示部201還具有輸入部的功能。換言之，顯示部包括檢測出檢測物件觸摸或接近液晶顯示裝置200的多個檢測元件，並具有觸控感測器的功能。在閘極線驅動電路202中，顯示部201所包括的閘極線具有輸出掃描信號的功能。像素203包括多個子像素。雖然圖8A示出像素203包括三個子像素的例子，但是本發明的一個實施方式不侷限於此。
雖然圖8A示出液晶顯示裝置200包括閘極線驅動電路的例子，但是本發明的一個實施方式不侷限於此。液晶顯示裝置200既可以不包括閘極線驅動電路、源極線驅動電路及感測器驅動電路，又可以包括上述電路中的任何一個以上。
在液晶顯示裝置200中，利用COG方式等的安裝方式將IC368安裝於基板311。IC368例如可以包括源極線驅動電路、閘極線驅動電路及感測器驅動電路中的任何一個以上。
另外，液晶顯示裝置200與FPC369連接。信號從外部藉由FPC369供應到IC368及閘極線驅動電路。另外，可以將信號從IC368藉由FPC369輸出到外部。
FPC369也可以安裝有IC。例如，FPC369也可以安裝有包括源極線驅動電路、閘極線驅動電路和感測器驅動電路中的任何一個以上的IC。例如，藉由COF方式或TAB(Tape Automated Bonding：帶式自動接合)方式等的安裝方式，可以將IC安裝於FPC369。
例如，IC368也可以包括源極線驅動電路及感測器驅動電路。或者，例如，IC368也可以包括源極線驅動電路，並且安裝於FPC369的IC包括感測器驅動電路。
如圖8B所示，液晶顯示裝置200在基板311上包括電晶體380a、電晶體370a、連接部305a及液晶元件307a等。
在圖8B中，作為顯示部201的例子示出一個子像素的剖面。例如，藉由使用呈現紅色的子像素、呈現綠色的子像素及呈現藍色的子像素構成一個像素，顯示部201可以進行全彩色顯示。注意，子像素呈現的顏色不侷限於紅色、綠色及藍色。在像素中，例如也可以使用呈現白色、黃色、洋紅色(magenta)、青色(cyan)等顏色的子像素。
電晶體380a、370a包括導電層373、絕緣層312、絕緣層315、絕緣層313、多晶矽膜372、導電層374a及導電層374b。
導電層373能夠被用作閘極或背閘極。導電層374a能夠被用作源極電極和汲極電極中的一個。導電層374b能夠被用作源極電極和汲極電極中的另一個。
多晶矽膜372包括藉由添加雜質元素而形成的雜質區域。多晶矽膜372也可以包括藉由以低濃度添加雜質元素而形成的低濃度雜質區域(LDD：Lightly Doped Drain)。
作為多晶矽膜372，使用以如下方式形成的具有晶體結構的半導體膜：藉由濺射法、LPCVD法或電漿CVD法等形成非晶矽膜，然後藉由晶化處理(雷射晶化法、熱晶化法或使用鎳等的催化劑的熱晶化法等)使其晶化。
電晶體380a、370a在半導體層中包括多晶矽膜。與包含非晶矽的電晶體相比，包括多晶矽膜的電晶體能夠提高場效移動率，而可以增大通態電流(on-state current)。其結果是，可以製造能夠高速工作的電路。再者，能夠縮小電路部的佔有面積。
電晶體380a、370a被絕緣層317及絕緣層319覆蓋。注意，也可以將絕緣層317和絕緣層319視為電晶體380a、370a的組件。
液晶元件307a是應用FFS(Fringe Field Switching：邊緣場切換)模式的液晶元件。液晶元件307a包括導電層351、導電層352及液晶349。藉由產生在導電層351與導電層352之間的電場，可以控制液晶349的配向。 導電層351可以被用作像素電極。導電層352可以被用作共用電極。
藉由將使可見光透過的導電材料用於導電層351及導電層352，可以使液晶顯示裝置200具有透過型液晶顯示裝置的功能。另外，藉由將反射可見光的導電材料用於導電層351，並且將使可見光透過的導電材料用於導電層352，可以使液晶顯示裝置200具有反射型液晶顯示裝置的功能。
用作像素電極的導電層351與電晶體370a的源極或汲極電連接。在此，示出導電層351與導電層374b電連接的例子。
導電層352具有梳齒狀的頂面形狀(也稱為平面形狀)或形成有狹縫的頂面形狀。在導電層351與導電層352之間設置有絕緣層353。導電層351與導電層352隔著絕緣層353部分地重疊。另外，在導電層351與彩色膜341重疊的區域中，有導電層352沒有設置在導電層351上的部分。
連接部305a與將來自外部的信號(視訊信號、時脈信號、啟動信號或重設信號等)或電位傳達給閘極線驅動電路202的外部輸入端子電連接。在此，示出作為外部輸入端子設置FPC369的例子。
連接部305a在絕緣層313上包括導電層331，在導電層331上包括導電層333，在導電層333上包括導電層335。導電層331藉由導電層333與導電層335電連接。並且，導電層335藉由連接器367與FPC369電連接。
導電層331可以使用與電晶體380a、370a所包括的導電層374a及導電層374b相同的材料、相同的製程形成。導電層333可以使用與液晶元件307a所包括的導電層351相同的材料、相同的製程形成。導電層335可以使用與液晶元件307a所包括的導電層352相同的材料、相同的製程形成。如此，藉由使用用於顯示部或驅動電路部的電極或佈線相同的材料、相同的製程製造構成連接部305a的導電膜，可以防止製程數量的增加，所以是較佳的。
在基板361上設置有彩色膜341、遮光膜343及絕緣層345。雖然圖8B示出基板361的厚度比基板311薄的例子，但是本發明的一個實施方式不侷限於此。基板361和基板311中的一個既可以具有比另一個大的厚度， 也可以具有與另一個相同的厚度。藉由將顯示面一側(近於感測物件的一側)的基板形成得薄，可以提高檢測元件的檢測靈敏度，所以是較佳的。
彩色膜341與液晶元件307a部分地重疊。遮光膜343與電晶體380a和370a中的至少一個部分地重疊。
絕緣層345較佳為被用作防止彩色膜341及遮光膜343等所包含的雜質擴散到液晶349中的保護層。如果不需要，則可以不設置絕緣層345。
另外，也可以在基板311及基板361的與液晶349接觸的表面設置有配向膜。配向膜可以控制液晶349的配向。例如，在圖8B中，也可以形成覆蓋導電層352的配向膜。另外，在圖8B中，在絕緣層345與液晶349之間也可以包括配向膜。此外，絕緣層345也可以具有配向膜的功能和保護層的功能。
另外，液晶顯示裝置200包括間隔物347。間隔物347具有防止基板311與基板361之間的距離近於一定距離的功能。
雖然圖8B示出間隔物347設置在絕緣層353及導電層352上的例子，但是本發明的一個實施方式不侷限於此。間隔物347既可以設置在基板311一側，又可以設置在基板361一側。例如，也可以在絕緣層345上形成間隔物347。另外，雖然圖8B示出間隔物347與絕緣層353及絕緣層345接觸的例子，但是間隔物347也可以不與設置在基板311一側和基板361一側中的任何一側的結構物接觸。
作為間隔物347也可以使用粒狀的間隔物。雖然作為粒狀的間隔物可以使用二氧化矽等的材料，但是較佳為使用樹脂或橡膠等具有彈性的材料。此時，粒狀的間隔物有時成為在垂直方向上成為壓扁的形狀。
使用黏合層365將基板311與基板361貼合。在由基板311、基板361及黏合層365圍繞的區域中密封有液晶349。
另外，在將液晶顯示裝置200用作透過型液晶元件的情況下，以夾有 顯示部的方式配置兩個偏光板。來自位於偏光板的外側的背光的光經過偏光板進入。此時，可以由施加到導電層351和導電層352之間的電壓控制液晶349的配向，來控制光的光學調變。就是說，可以控制經過偏光板射出的光的強度。另外，因為入射光的指定波長範圍以外的光被彩色膜341吸收，所以所射出的光成為例如呈現紅色、藍色或綠色的光。
另外，除了偏光板之外，例如還可以利用圓偏光板。作為圓偏光板，例如可以使用將直線偏光板和四分之一波相位差板層疊而成的偏光板。藉由圓偏光板可以減小液晶顯示裝置的顯示的視角依賴性。
另外，在此作為液晶元件307a使用應用FFS模式的元件，但是不侷限於此，可使用採用各種模式的液晶元件。例如，可以採用VA(Vertical Alignment：垂直配向)模式、TN(Twisted Nematic：扭曲向列)模式、IPS(In-Plane-Switching：平面切換)模式；ASM(Axially Symmetric aligned Micro-cell：軸對稱排列微單元)模式、OCB(Optically Compensated Birefringence：光學補償彎曲)模式、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal：鐵電性液晶)模式、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal：反鐵電液晶)模式、VA-IPS(Vertical Alignment In-Plane-Switching：垂直配向平面切換)模式等的液晶元件。
另外，也可以對液晶顯示裝置200使用常黑型液晶顯示裝置，例如採用垂直配向(VA)模式的透過型液晶顯示裝置。作為垂直配向模式，可以採用MVA(Multi-Domain Vertical Alignment：多象限垂直配向)模式、PVA(Patterned Vertical Alignment：垂直配向構型)模式、ASV模式等。
另外，液晶元件是利用液晶的光學調變作用來控制光的透過或非透過的元件。液晶的光學調變作用由施加到液晶的電場(包括橫向電場、縱向電場或傾斜方向電場)控制。作為用於液晶元件的液晶可以使用熱致液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶(PDLC：Polymer Dispersed Liquid Crystal：聚合物分散液晶)、鐵電液晶、反鐵電液晶等。這些液晶材料根據條件呈現出藍相、膽固醇相、層列相、立方相、手向列相、各向同性相等。
另外，作為液晶材料，可以使用正型液晶和負型液晶中的任一種，根據所適用的模式或設計可以採用適當的液晶材料。
在此，也可以在基板361上方設置手指或觸控筆等感測物件直接接觸的基板。此時較佳為在基板361和該基板之間設置偏光板或圓偏光板。在此情況下，較佳為在該基板上設置保護層(陶瓷塗層等)。作為保護層，例如可以使用氧化矽、氧化鋁、氧化釔、釔安定氧化鋯(YSZ)等無機絕緣材料。此外，該基板也可以使用強化玻璃。較佳為使用藉由離子交換法或風冷強化法等被施加物理或化學處理，並且其表面被施加壓應力的強化玻璃。
另外，圖9示出彼此相鄰的兩個子像素的剖面圖。圖9所示的兩個子像素包括在不同的像素中。
在圖9中，藉由利用在子像素所包括的液晶元件307b所具有的導電層352與佈線352a之間形成的容量、以及在相鄰的子像素所包括的液晶元件307a所具有的導電層352與佈線352a之間形成的容量，可以檢測出檢測物件的接近或觸摸等。佈線352a配置在兩個導電層352之間。換言之，在本發明的一個實施方式的液晶顯示裝置中，導電層352兼用作液晶元件的共用電極和感測元件的電極。
如此，在本發明的一個實施方式的液晶顯示裝置中，構成液晶元件的電極還用作構成感測元件的電極，所以可以簡化製程，並且可以降低製造成本。另外，可以實現液晶顯示裝置的薄型化及輕量化。
另外，當檢測元件的電極與信號線之間的容量過大時，檢測元件的電極的時間常數有時變大。因此，較佳的是，在電晶體與檢測元件的電極之間設置具有平坦化功能的絕緣層，減少檢測元件的電極與信號線之間的容量。例如，在圖9中，作為具有平坦化功能的絕緣層包括絕緣層319。藉由設置絕緣層319，可以減少導電層352與信號線之間的容量。由此，可以減少檢測元件的電極的時間常數。如上所述，檢測元件的電極的時間常數越小，可以越提高檢測靈敏度，並且可以越提高檢測準確度。
例如，檢測元件的電極的時間常數大於0秒且1×10-4秒以下，較佳為 大於0秒且5×10-5秒以下，更佳為大於0秒且5×10-6秒以下，進一步較佳為大於0秒且5×10-7秒以下，更進一步較佳為大於0秒且2×10-7秒以下。尤其是，藉由將時間常數設定為1×10-6秒以下，可以在抑制雜訊的影響的同時實現高檢測靈敏度。
下面，對能夠用於本實施方式的液晶顯示裝置的各組件的材料等進行詳細說明。
〈〈基板〉〉
雖然對液晶顯示裝置200所包括的基板的材料等沒有特別的限制，但是至少需要能夠承受後續的加熱處理的耐熱性。例如，作為基板，也可以使用玻璃基板、陶瓷基板、石英基板、藍寶石基板等。另外，還可以使用以矽或碳化矽等為材料的單晶半導體基板或多晶半導體基板、以矽鍺等為材料的化合物半導體基板、SOI(Silicon On Insulator：絕緣層上覆矽)基板等，並且也可以將在這些基板上設置有半導體元件的基板用作基板311、361。當使用玻璃基板作為基板311、361時，藉由使用第6代(1500mm×1850mm)、第7代(1870mm×2200mm)、第8代(2200mm×2400mm)、第9代(2400mm×2800mm)、第10代(2950mm×3400mm)等的大面積基板，可以製造大型顯示裝置。作為基板311、361，也可以使用撓性基板，並且在撓性基板上直接形成電晶體或電容器等。
藉由使用厚度薄的基板，可以實現液晶顯示裝置的輕量化及薄型化。再者，藉由使用其厚度允許其具有撓性的基板，可以實現具有撓性的液晶顯示裝置。
除此之外，可以使用各種基板形成電晶體作為基板311、361。對基板的種類沒有特別的限制。作為該基板的一個例子，例如可以使用塑膠基板、金屬基板、不鏽鋼基板、具有不鏽鋼箔的基板、鎢基板、具有鎢箔的基板、撓性基板、貼合薄膜、包含纖維狀材料的紙或者基材薄膜等。作為玻璃基板的例子，有鋇硼矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃等。作為撓性基板的例子，可以舉出以聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚碸(PES)為代表的塑膠、或者丙烯酸樹脂等具有撓性 的合成樹脂等。作為貼合薄膜的例子，可以舉出聚丙烯、聚酯、聚氟化乙烯或聚氯乙烯等。或者，作為基材薄膜的例子，可以舉出聚酯、聚醯胺、聚醯亞胺、無機蒸鍍薄膜、紙類等。尤其是，藉由使用半導體基板、單晶基板或SOI基板等製造電晶體，可以製造特性、尺寸或形狀等的偏差小、電流能力高且尺寸小的電晶體。當利用上述電晶體構成電路時，可以實現電路的低功耗化或電路的高積體化。
需要說明的是，也可以使用一個基板形成電晶體，然後將電晶體轉置到另一個基板上，在另一個基板上配置電晶體。作為電晶體被轉置至其上的基板的例子，可以使用上述可以在其上形成電晶體的基板，還可以使用紙基板、玻璃紙基板、石材基板、木材基板、布基板(包括天然纖維(絲、棉、麻)、合成纖維(尼龍、聚氨酯、聚酯)或再生纖維(醋酯纖維、銅氨纖維、人造纖維、再生聚酯)等)、皮革基板、橡膠基板等。藉由使用上述基板，可以實現特性良好的電晶體的形成、功耗低的電晶體的形成、不易損壞的裝置的製造、耐熱性的賦予、輕量化或薄型化。
〈〈使用多晶矽的電晶體〉〉
對本發明的一個實施方式的液晶顯示裝置所包括的電晶體的結構沒有特別的限制。例如，可以採用平面型電晶體、交錯型電晶體或反交錯型電晶體。此外，還可以採用頂閘極型或底閘極型的電晶體結構。另外，也可以在其通道上下設置有閘極電極。
由於使用多晶矽膜的電晶體具有高的場效移動率，所以可以形成如移位暫存器電路、位準轉移電路、緩衝器電路、取樣電路等各種功能電路。
〈〈絕緣層〉〉
作為能夠用於液晶顯示裝置所包括的各絕緣層、保護層、間隔物等的絕緣材料，可以使用有機絕緣材料或無機絕緣材料。作為樹脂，例如可以舉出丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯胺-醯亞胺樹脂、矽氧烷樹脂、苯并環丁烯類樹脂、酚醛樹脂等。作為無機絕緣層，可以舉出氧化矽膜、氧氮化矽膜、氮氧化矽膜、氮化矽膜、氧化鋁膜、氧化鉿膜、氧化釔膜、氧化鋯膜、氧化鎵膜、氧化鉭膜、氧化鎂膜、氧化鑭膜、氧化鈰膜及氧化釹膜等。
〈〈導電層〉〉
除了電晶體的閘極、源極、汲極之外，作為液晶顯示裝置所包括的各佈線及電極等導電層，可以使用鋁、鈦、鉻、鎳、銅、釔、鋯、鉬、銀、鉭或鎢等金屬、以這些金屬為主要成分的合金的單層結構或疊層結構。例如，可以舉出：在鋁膜上層疊鈦膜的兩層結構、在鎢膜上層疊鈦膜的兩層結構、在鉬膜上層疊銅膜的兩層結構、在包含鉬和鎢的合金膜上層疊銅膜的兩層結構、在銅-鎂-鋁合金膜上層疊銅膜的兩層結構、在鈦膜或氮化鈦膜上層疊鋁膜或銅膜進而在其上形成鈦膜或氮化鈦膜的三層結構、在鉬膜或氮化鉬膜上層疊鋁膜或銅膜進而在其上形成鉬膜或氮化鉬膜的三層結構等。例如，當導電層具有三層結構時，較佳的是，作為第一層和第三層，形成鈦、氮化鈦、鉬、鎢、包含鉬和鎢的合金、包含鉬和鋯的合金、或由氮化鉬構成的膜，作為第二層，形成由銅、鋁、金、銀、或者銅和錳的合金等低電阻材料形成的膜。需要說明的是，也可以使用銦錫氧化物、包含氧化鎢的銦氧化物、包含氧化鎢的銦鋅氧化物、包含氧化鈦的銦氧化物、包含氧化鈦的銦錫氧化物、銦鋅氧化物、添加有氧化矽的銦錫氧化物等具有透光性的導電材料。
另外，也可以藉由氧化物半導體的電阻率控制方法形成導電層。
本實施方式所示的結構、方法可以與其他實施方式所示的結構、方法適當地組合而使用。
實施方式2
在本實施方式中，參照圖10A至圖24C說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的結構。
圖10A至圖10D是說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的結構的圖。圖10A是像素的投影圖，圖10B是說明圖10A所示的像素的結構的一部分的分解立體圖。另外，圖10C是說明像素的結構的一部分的沿著圖10A所示的切斷線Y1-Y2的剖面圖。圖10D是說明圖10A所示的像素的俯視圖。
圖11A和圖11B是說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的結構的圖。圖11A是沿著圖10A所示的切斷線Y1-Y2的像素的剖面圖，圖11B是說明圖11A所示的像素的一部分的結構的剖面圖。
圖12A和圖12B是說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的結構的圖。圖12A是沿著圖10A所示的切斷線Y1-Y2的像素的剖面圖，圖12B是說明圖12A所示的像素的一部分的結構的剖面圖。
圖13A和圖13B是說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的結構的圖。圖13A是沿著圖10A所示的切斷線Y1-Y2的像素的剖面圖，圖13B是說明圖13A所示的像素的一部分的結構的剖面圖。
圖14A和圖14B是說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的結構的圖。圖14A是沿著圖10A所示的切斷線Y1-Y2的像素的剖面圖，圖14B是說明圖14A所示的像素的一部分的結構的剖面圖。
圖15A至圖15C是說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的結構的圖。圖15A是顯示裝置的俯視圖，圖15B是說明圖15A所示的顯示裝置的像素的一部分的俯視圖。圖15C是說明圖15A所示的顯示裝置的剖面結構的示意圖。
圖16A至圖17是說明顯示裝置的結構的剖面圖。圖16A是沿著圖15A的切斷線X1-X2、切斷線X3-X4、圖15B的切斷線X5-X6的剖面圖，圖16B和圖16C都是說明圖16A的一部分的圖。
圖17是沿著圖15B的切斷線X7-X8、圖15A的切斷線X9-X10的剖面圖。
圖18A和圖18B是說明能夠用於圖15A所示的顯示裝置的像素的一部分的仰視圖。
圖19是說明本發明的一個實施方式的顯示裝置所包括的像素電路的結構的電路圖。
注意，在本說明書中，有時將取1以上的整數的值的變數用於符號。例如，有時將包含取1以上的整數的值的變數p的(p)用於指定最大為p個組件中的任一個的符號的一部分。另外，例如，有時將包含取1以上的整數的值的變數m及變數n的(m，n)用於指定最大為m×n個組件中的任一個的符號的一部分。
〈顯示裝置的結構例子1〉
在本實施方式中說明的顯示裝置700包括像素702(i，j)(參照圖15A)。
〈〈像素的結構例子1〉〉
像素702(i，j)包括功能層520、第一顯示元件750(i，j)及第二顯示元件550(i，j)(參照圖15A)。
功能層520包括像素電路530(i，j)，功能層520包括夾在第一顯示元件750(i，j)與第二顯示元件550(i，j)之間的區域。
像素電路530(i，j)與第一顯示元件750(i，j)及第二顯示元件550(i，j)電連接。
〈〈第一顯示元件750(i，j)的結構例子1〉〉
第一顯示元件750(i，j)包括第一電極751(i，j)、第二電極752、包含液晶材料的層753及反射膜751B(參照圖10B和圖11B)。另外，第一顯示元件750(i，j)具有控制反射膜751B所反射的光的強度的功能。
第二電極752以在第二電極752與第一電極751(i，j)之間形成與包含液晶材料的層753的厚度方向交叉的方向的電場的方式配置(參照圖10B和圖11A)。例如，第二電極752可以具有梳齒形狀。由此，可以在第二電極752與第一電極751(i，j)之間形成與包含液晶材料的層753的厚度方向交叉的方向的電場。或者，例如，作為第一顯示元件可以使用以VA-IPS模式工作的顯示元件。
圖22B示出將具有梳齒形狀的第二電極752配置為行列狀的外觀。
反射膜751B具有不遮斷第二顯示元件550(i，j)所射出的光的形狀。例如，可以將包括不遮斷光的區域751H的形狀用於反射膜751B。
〈〈第二顯示元件550(i，j)的結構例子1〉〉
第二顯示元件550(i，j)具有射出光的功能，並且第二顯示元件550(i，j)以在能夠看到使用第一顯示元件750(i，j)的顯示的範圍的一部分中能夠看到使用第二顯示元件的顯示的方式設置(參照圖11A)。
由此，藉由使用第一顯示元件控制反射膜所反射的光的強度，可以進行顯示。或者，可以利用第二顯示元件補充使用第一顯示元件的顯示。其結果是，可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示裝置。
〈〈像素的結構例子2〉〉
另外，在本實施方式所說明的顯示裝置700中，像素702(i，j)包括光學元件560及覆蓋膜565。
〈〈光學元件的結構例子1〉〉
光學元件560具有透光性，光學元件560包括第一區域560A、第二區域560B及第三區域560C(參照圖10B、圖10C及圖11B)。
第一區域560A包括被供應光的區域。例如，第一區域560A被第二顯示元件550(i，j)供應光。
第二區域560B包括與覆蓋膜565接觸的區域。
第三區域560C具有射出光的一部分的功能，第三區域具有第一區域560A的被供應光的區域的面積以下的面積。
〈〈覆蓋膜的結構例子〉〉
覆蓋膜565對光具有反射性，覆蓋膜565具有反射光的一部分而將其供應到第三區域560C的功能。例如，可以將第二顯示元件550(i，j)所射出的光向第三區域560C反射。具體地，如實線的箭頭所示，從第一區域 560A入射到光學元件560的光的一部分可以被接觸於第二區域560B的覆蓋膜565反射而從第三區域560C射出(參照圖11B)。
〈〈第一顯示元件750(i，j)的結構例子2〉〉
反射膜751B具有不遮斷第三區域560C所射出的光的形狀。
由此，藉由使用第一顯示元件控制反射膜所反射的光的強度，可以進行顯示。或者，藉由使用第二顯示元件，可以補充使用第一顯示元件的顯示。或者，可以將供應到第一區域的光高效地從第三區域射出。或者，可以集聚供應到第一區域的光而將該光從第三區域射出。例如，在作為第二顯示元件使用發光元件的情況下，可以使發光元件的面積大於第三區域的面積。或者，可以將其面積大於第三區域的發光元件所供應的光集聚在第三區域中。或者，可以在保持第三區域所射出的光的強度的同時減少流過發光元件的電流的密度。或者，可以提高發光元件的可靠性。例如，可以將有機EL元件或發光二極體用作發光元件。其結果是，可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示裝置。
〈〈像素的結構例子3〉〉
另外，像素702(i，j)包括功能層520的一部分、第一顯示元件750(i，j)及第二顯示元件550(i，j)(參照圖15C)。
〈〈功能層520〉〉
功能層520包括第一導電層、第二導電層、絕緣膜501C及像素電路530(i，j)。另外，功能層520包括光學元件560及覆蓋膜565(參照圖11A和圖16A)。此外，像素電路530(i，j)例如包括電晶體M。
功能層520包括夾在第一顯示元件750(i，j)與第二顯示元件550(i，j)之間的區域(參照圖16C)。夾在第一顯示元件750(i，j)與第二顯示元件550(i，j)之間的區域的厚度小於30μm，較佳為小於10μm，更佳為小於5μm。
因此，可以將第二顯示元件550(i，j)靠近於第一顯示元件750(i，j)。或者，可以減少使用第一顯示元件750(i，j)的顯示與使用第二顯示元件 550(i，j)的顯示之間的視差。或者，可以抑制使用相鄰的像素(例如，像素702(i，j+1))的顯示妨礙使用第二顯示元件550(i，j)的顯示。或者，可以抑制使用相鄰的像素(例如，像素702(i，j+1))的顯示顏色與使用第二顯示元件550(i，j)的顯示顏色混合。或者，可以抑制第二顯示元件550(i，j)所射出的光的衰減。或者，可以減輕顯示裝置的重量。或者，可以減薄顯示裝置的厚度。或者，可以使顯示裝置容易彎曲。
另外，功能層520包括絕緣膜528、絕緣膜521A、絕緣膜521B、絕緣膜518及絕緣膜516。
〈〈像素電路〉〉
像素電路530(i，j)具有驅動第一顯示元件750(i，j)及第二顯示元件550(i，j)的功能(參照圖19)。
由此，例如可以使用能夠藉由同一製程形成的像素電路驅動第一顯示元件、以與第一顯示元件不同的方法進行顯示的第二顯示元件。明確而言，藉由將反射型顯示元件用作第一顯示元件，可以降低功耗。或者，可以在外光亮的環境下以高對比良好地顯示影像。或者，可以使用發射光的第二顯示元件在暗環境下良好地顯示影像。或者，可以使用絕緣膜抑制第一顯示元件與第二顯示元件之間的雜質擴散或第一顯示元件與像素電路之間的雜質擴散。其結果是，可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示裝置。
可以將開關、電晶體、二極體、電阻元件、電感器或電容器等用於像素電路530(i，j)。
例如，可以將一個或多個電晶體用於開關。或者，可以將並聯連接的多個電晶體、串聯連接的多個電晶體、組合串聯與並聯連接的多個電晶體用於一開關。
例如，像素電路530(i，j)與信號線S1(j)、信號線S2(j)、掃描線G1(i)、掃描線G2(i)、佈線CSCOM及佈線ANO電連接(參照圖19)。注意，雖然未圖示，但是導電層512A與信號線S1(j)電連接。
像素電路530(i，j)包括開關SW1、電容器C11(參照圖19)。
像素電路530(i，j)包括開關SW2、電晶體M及電容器C12。
例如，可以將包括與掃描線G1(i)電連接的閘極電極及與信號線S1(j)電連接的第一電極的電晶體用作開關SW1。
電容器C11包括與用作開關SW1的電晶體的第二電極電連接的第一電極、與佈線CSCOM電連接的第二電極。
例如，可以將包括與掃描線G2(i)電連接的閘極電極及與信號線S2(j)電連接的第一電極的電晶體用作開關SW2。
電晶體M包括與用作開關SW2的電晶體的第二電極電連接的閘極電極、與佈線ANO電連接的第一電極。
此外，可以將包括以在其與閘極電極之間夾著半導體膜的方式設置的導電層的電晶體用作電晶體M。例如，可以將電連接於能夠供應與電晶體M的閘極電極相同的電位的佈線的導電層用作該導電層。
電容器C12包括與用作開關SW2的電晶體的第二電極電連接的第一電極、與電晶體M的第一電極電連接的第二電極。
第一顯示元件750(i，j)的第一電極與用作開關SW1的電晶體的第二電極電連接。此外，第一顯示元件750(i，j)的第二電極752與佈線VCOM1電連接。由此，可以驅動第一顯示元件750。
第二顯示元件550(i，j)的電極551(i，j)與電晶體M的第二電極電連接，第二顯示元件550(i，j)的電極552與導電層VCOM2電連接。由此，可以驅動第二顯示元件550(i，j)。
〈〈絕緣膜501C〉〉
絕緣膜501C包括夾在第一導電層與第二導電層之間的區域，絕緣膜501C包括開口部591A(參照圖17)。
〈〈第一導電層〉〉
第一導電層與第一顯示元件750(i，j)電連接。明確而言，與第一顯示元件750(i，j)的第一電極751(i，j)電連接。此外，可以將第一電極751(i，j)用於第一導電層。
〈〈第二導電層〉〉
第二導電層包括與第一導電層重疊的區域。第二導電層藉由開口部591A與第一導電層電連接。例如，可以將導電層512B用於第二導電層。
這裡，可以將在設置於絕緣膜501C中的開口部591A中與第二導電層電連接的第一導電層稱為貫穿電極。
第二導電層與像素電路530(i，j)電連接。例如，可以將用作用於像素電路530(i，j)的開關SW1的電晶體的源極電極或汲極電極的導電層用於第二導電層。
〈〈第二顯示元件550(i，j)的結構例子2〉〉
第二顯示元件550(i，j)與像素電路530(i，j)電連接(參照圖16A及圖19)。第二顯示元件550(i，j)具有向功能層520發射光的功能。第二顯示元件550(i，j)例如具有向絕緣膜501C或設置在絕緣膜501C中的開口發射光的功能。
第二顯示元件550(i，j)以在能夠看到使用第一顯示元件750(i，j)的顯示的範圍的一部分中能夠看到使用該第二顯示元件550(i，j)的顯示的方式設置。例如，在圖式中以虛線的箭頭示出外光入射到第一顯示元件750(i，j)而該外光被反射的方向，該第一顯示元件750(i，j)控制反射外光的強度來顯示影像資料(參照圖17)。此外，在圖式中以實線的箭頭示出第二顯示元件550(i，j)向能夠看到使用第一顯示元件750(i，j)的顯示的範圍的一部分發射光的方向(參照圖16A)。
由此，在能夠看到使用第一顯示元件的顯示的區域的一部分中，能夠看到使用第二顯示元件的顯示。或者，使用者能夠在不需要改變顯示裝置的姿勢等的情況下看到顯示。或者，可以將第一顯示元件所反射的光呈現的物體色乘以第二顯示元件所發射的光呈現的光源色。或者，可以使用物體色及光源色實現繪畫似的顯示。其結果是，可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示裝置。
例如，第二顯示元件550(i，j)包括電極551(i，j)、電極552、包含發光材料的層553(j)(參照圖16A)。
電極552包括與電極551(i，j)重疊的區域。
包含發光材料的層553(j)包括夾在電極551(i，j)與電極552之間的區域。
電極551(i，j)在連接部522與像素電路530(i，j)電連接。電極552與導電層VCOM2電連接(參照圖16A和圖19)。
〈〈絕緣膜521、絕緣膜528、絕緣膜518、絕緣膜516等〉〉
絕緣膜521包括夾在像素電路530(i，j)與第二顯示元件550(i，j)之間的區域。
例如，可以將疊層膜用作絕緣膜521。例如，可以將絕緣膜521A、絕緣膜521B和絕緣膜521C的疊層膜用作絕緣膜521。
絕緣膜528包括夾在絕緣膜521與基板570之間的區域，且在與第二顯示元件550(i，j)重疊的區域包括開口部。沿著電極551(i，j)的外周形成的絕緣膜528防止電極551(i，j)與電極552之間的短路。
此外，可以將單層膜或疊層膜用作絕緣膜518。例如，可以將絕緣膜518A及絕緣膜518B用作絕緣膜518。或者，例如可以將絕緣膜518A1及絕緣膜518A2用作絕緣膜518。
絕緣膜518包括夾在絕緣膜521與像素電路530(i，j)之間的區域。
絕緣膜516包括夾在絕緣膜518與像素電路530(i，j)之間的區域。
此外，顯示裝置700可以包括絕緣膜501B。絕緣膜501B包括開口部592B(參照圖16A)。
開口部592B包括與導電層511B重疊的區域。
〈顯示裝置的結構例子2〉
此外，在本實施方式中說明的顯示裝置700包括顯示區域231(參照圖15A至圖15C)。
〈〈顯示區域231〉〉
雖然在圖式中未示出詳細內容，但是顯示區域231包括一組多個像素702(i，1)至像素702(i，n)、另一組多個像素702(1，j)至像素702(m，j)、掃描線G1(i)、信號線S1(j)。作為一個例子，圖15A至圖15C示出像素702(i，j)。此外，包括掃描線G2(i)、佈線CSCOM、佈線ANO、信號線S2(j)(參照圖15A至圖15C和圖19)。此外，i為1以上且m以下的整數，j為1以上且n以下的整數，m及n為1以上的整數。
一組多個像素702(i，1)至像素702(i，n)包括像素702(i，j)。一組多個像素702(i，1)至像素702(i，n)配置在行方向(圖式中的以箭頭R1表示的方向)上。
另一組多個像素702(1，j)至像素702(m，j)包括像素702(i，j)，另一組多個像素702(1，j)至像素702(m，j)配置在與行方向交叉的列方向(圖式中的以箭頭C1表示的方向)上。
掃描線G1(i)及掃描線G2(i)與配置在行方向上的一組多個像素702(i，1)至像素702(i，n)電連接。
信號線S1(j)及信號線S2(j)與配置在列方向上的另一組多個像素 702(1，j)至像素702(m，j)電連接。
〈顯示裝置的結構例子3〉
在本實施方式中說明的顯示裝置700可以包括具有顯示色調不同的顏色的功能的多個像素。或者，藉由利用使用能夠顯示色調不同的顏色的多個像素的加法混色，可以顯示每個像素不能夠顯示的色調的顏色。
注意，在將能夠顯示色調不同的顏色的多個像素用於混色的情況下，可以將每個像素換稱為子像素。另外，可以以多個子像素為一組而將其換稱為像素。明確而言，可以將像素702(i，j)換稱為子像素，並且可以以像素702(i，j)、像素702(i，j+1)及像素702(i，j+2)為一組而將其換稱為像素703(i，k)(參照圖22A)。
例如，可以以顯示藍色的子像素、顯示綠色的子像素及顯示紅色的子像素為一組而將其用作像素703(i，k)。
此外，例如，可以以顯示青色(cyan)的子像素、顯示洋紅色(magenta)的子像素及顯示黃色(yellow)的子像素為一組而將其用作像素703(i，k)。
此外，例如，可以對上述一組追加顯示白色的子像素等而將其用作像素。
另外，例如，可以以包括顯示青色的第一顯示元件750(i，j)和顯示藍色的第二顯示元件550(i，j)的子像素、包括顯示黃色的第一顯示元件750(i，j+1)和顯示綠色的第二顯示元件550(i，j+1)的子像素以及包括顯示洋紅色的第一顯示元件750(i，j+2)和顯示紅色的第二顯示元件550(i，j+2)的子像素為一組而將其用作像素703(i，k)。由此，可以使利用第一顯示元件750(i，j)至第一顯示元件750(i，j+2)的顯示明亮。或者，可以使利用第二顯示元件550(i，j)至第二顯示元件550(i，j+2)的顯示鮮明。
〈顯示裝置的結構例子4〉
此外，在本實施方式中說明的顯示裝置700可以包括驅動電路GD或 驅動電路SD(參照圖15A)。
〈〈驅動電路GD〉〉
驅動電路GD具有根據控制資料供應選擇信號的功能。
例如，驅動電路GD具有根據控制資料以30Hz以上、較佳為60Hz以上的頻率對一掃描線供應選擇信號的功能。由此，可以流暢地顯示動態影像。
例如，驅動電路GD具有根據控制資料以低於30Hz、較佳為低於1Hz、更佳為低於1次/分的頻率對一掃描線供應選擇信號的功能。由此，可以在閃爍被抑制的狀態下顯示靜態影像。
顯示裝置可以包括多個驅動電路。例如，顯示裝置700B包括驅動電路GDA及驅動電路GDB(參照圖15A至圖15C)。
另外，例如，當包括多個驅動電路時，可以使驅動電路GDA供應選擇信號的頻率與驅動電路GDB供應選擇信號的頻率不同。明確而言，可以以比在顯示靜態影像的一個區域供應選擇信號的頻率高的頻率對顯示動態影像的其他區域供應選擇信號。由此，可以在一個區域在閃爍被抑制的狀態下顯示靜態影像，且在其他區域流暢地顯示動態影像。
〈〈驅動電路SD〉〉
雖然未圖示，但是驅動電路SD包括驅動電路SD1、驅動電路SD2。驅動電路SD1具有根據資料V11供應影像信號的功能，驅動電路SD2具有根據資料V12供應影像信號的功能(參照圖15A至圖15C)。
驅動電路SD1或驅動電路SD2具有生成影像信號的功能及將該影像信號供應給與顯示元件之一電連接的像素電路的功能。明確而言，驅動電路SD1或驅動電路SD2具有生成極性反轉的信號的功能。由此，例如可以驅動液晶顯示元件。
例如，可以將移位暫存器等各種時序電路等用於驅動電路SD。
例如，可以將集成了驅動電路SD1及驅動電路SD2的積體電路用於驅動電路SD。明確而言，可以將在矽基板上形成的積體電路用於驅動電路SD。
例如，可以利用COG(Chip on glass：晶粒玻璃接合)法或COF(Chip on Film：薄膜覆晶封裝)法將積體電路安裝於端子。明確而言，可以使用各向異性導電層將積體電路安裝於端子。
〈顯示裝置的結構例子5〉
此外，在本實施方式中說明的顯示裝置700包括功能層720、端子519B、基板570、基板770、接合層505、密封劑705、結構體KB1、功能膜770P、功能膜770D等(參照圖16A或圖17)。
〈〈功能層720〉〉
在本實施方式中說明的顯示裝置包括功能層720。功能層720包括夾在基板770與絕緣膜501C之間的區域。功能層720包括遮光膜BM、絕緣膜771、彩色膜CF1(參照圖16A或圖17)。
遮光膜BM在與第一顯示元件750(i，j)重疊的區域包括開口部。
彩色膜CF1包括夾在基板770與第一顯示元件750(i，j)之間的區域。
絕緣膜771包括夾在彩色膜CF1與包含液晶材料的層753之間的區域或夾在遮光膜BM與包含液晶材料的層753之間的區域。由此，可以使因彩色膜CF1的厚度產生的凹凸為平坦。或者，可以抑制從遮光膜BM或彩色膜CF1等擴散到包含液晶材料的層753的雜質。
可以將單層或疊層膜用作絕緣膜771。例如，可以將絕緣膜771A及絕緣膜771B用作絕緣膜771。
〈〈端子519B〉〉
在本實施方式中說明的顯示裝置包括端子519B(參照圖16A)。
端子519B包括導電層511B。端子519B例如與信號線S1(j)電連接。
〈〈基板570、基板770〉〉
在本實施方式中說明的顯示裝置包括基板570、基板770。
基板770包括與基板570重疊的區域。基板770包括在其與基板570之間夾著功能層520的區域。
基板770包括與第一顯示元件750(i，j)重疊的區域。例如，可以將雙折射被抑制的材料用於該區域。
〈〈接合層505、密封劑705、結構體KB1〉〉
在本實施方式中說明的顯示裝置包括接合層505、密封劑705、結構體KB1。
接合層505包括夾在功能層520與基板570之間的區域，並具有貼合功能層520和基板570的功能。
密封劑705包括夾在功能層520與基板770之間的區域，並具有貼合功能層520和基板770的功能。
結構體KB1具有在功能層520與基板770之間提供指定的空隙的功能。
〈〈功能膜770PA、功能膜770PB、功能膜770D等〉〉
在本實施方式中說明的顯示裝置包括功能膜770PA、功能膜770PB、功能膜770D。
功能膜770PA及功能膜770PB包括與第一顯示元件750(i，j)重疊的區域。
功能膜770D包括與第一顯示元件750(i，j)重疊的區域。功能膜770D以在其與第一顯示元件750(i，j)之間夾著基板770的方式設置。由此，例如可以擴散第一顯示元件750(i，j)所反射的光。
〈組件的例子〉
顯示裝置700包括基板570、基板770、結構體KB1、密封劑705或接合層505。
顯示裝置700包括功能層520、光學元件560、覆蓋膜565、絕緣膜521或絕緣膜528。
顯示裝置700包括信號線S1(j)、信號線S2(j)、掃描線G1(i)、掃描線G2(i)、佈線CSCOM或佈線ANO。
顯示裝置700包括第一導電層或第二導電層。
顯示裝置700包括端子519B或導電層511B。
顯示裝置700包括像素電路530(i，j)或開關SW1。
顯示裝置700包括第一顯示元件750(i，j)、第一電極751(i，j)、反射膜、開口部、包含液晶材料的層753或第二電極752。
顯示裝置700包括配向膜AF1、配向膜AF2、彩色膜CF1、遮光膜BM、絕緣膜771、功能膜770P或功能膜770D。
顯示裝置700包括第二顯示元件550(i，j)、電極551(i，j)、電極552或包含發光材料的層553(j)。
顯示裝置700包括絕緣膜501B或絕緣膜501C。
顯示裝置700包括驅動電路GD或驅動電路SD。
〈〈基板570〉〉
作為基板570等，可以使用具有能夠承受製程中的熱處理的耐熱性的材料。例如，作為基板570，可以使用厚度為0.1mm以上且0.7mm以下的 材料。明確而言，可以使用拋光至0.1mm左右厚的材料。
例如，可以將第6代(1500mm×1850mm)、第7代(1870mm×2200mm)、第8代(2200mm×2400mm)、第9代(2400mm×2800mm)、第10代(2950mm×3400mm)等大面積的玻璃基板用作基板570等。由此，可以製造大型顯示裝置。
可以將有機材料、無機材料或混合有機材料和無機材料等的複合材料等用於基板570等。例如，可以將玻璃、陶瓷、金屬等無機材料用於基板570等。
明確而言，可以將無鹼玻璃、鈉鈣玻璃、鉀鈣玻璃、水晶玻璃、鋁矽酸玻璃、強化玻璃、化學強化玻璃、石英或藍寶石等用於基板570等。明確而言，可以將無機氧化物膜、無機氮化物膜或無機氧氮化物膜等用於基板570等。例如，可以將氧化矽膜、氮化矽膜、氧氮化矽膜、氧化鋁膜等用於基板570等。可以將不鏽鋼或鋁等用於基板570等。
例如，可以將以矽或碳化矽為材料的單晶半導體基板或多晶半導體基板、以矽鍺等為材料的化合物半導體基板、SOI基板等用於基板570等。由此，可以將半導體元件形成於基板570等。
例如，可以將樹脂、樹脂薄膜或塑膠等有機材料用於基板570等。明確而言，可以將聚酯、聚烯烴、聚醯胺、聚醯亞胺、聚碳酸酯或丙烯酸樹脂等的樹脂薄膜或樹脂板用於基板570等。
例如，基板570等可以使用將金屬板、薄板狀的玻璃板或無機材料等的膜貼合於樹脂薄膜等的複合材料。例如，基板570等可以使用將纖維狀或粒子狀的金屬、玻璃或無機材料等分散到樹脂薄膜而得到的複合材料。例如，基板570等可以使用將纖維狀或粒子狀的樹脂或有機材料等分散到無機材料而得到的複合材料。
另外，可以將單層的材料或層疊有多個層的材料用於基板570等。例如，也可以將層疊有基材與防止包含在基材中的雜質擴散的絕緣膜等的材料用於基板570等。明確而言，可以將層疊有玻璃與防止包含在玻璃中的 雜質擴散的選自氧化矽層、氮化矽層或氧氮化矽層等中的一種或多種的膜的材料用於基板570等。或者，可以將層疊有樹脂與防止穿過樹脂的雜質的擴散的氧化矽膜、氮化矽膜或氧氮化矽膜等的材料用於基板570等。
具體地，可以將聚酯、聚烯烴、聚醯胺、聚醯亞胺、聚碳酸酯或丙烯酸樹脂等的樹脂薄膜、樹脂板或疊層材料等用於基板570等。
明確而言，可以將包含聚酯、聚烯烴、聚醯胺(尼龍、芳族聚醯胺等)、聚醯亞胺、聚碳酸酯、聚氨酯、丙烯酸樹脂、環氧樹脂或矽酮樹脂等具有矽氧烷鍵合的樹脂的材料用於基板570等。
明確而言，可以將聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚碸(PES)或丙烯酸樹脂等用於基板570等。或者，可以使用環烯烴聚合物(COP)、環烯烴共聚物(COC)等。
另外，可以將紙或木材等用於基板570等。
例如，可以將具有撓性的基板用於基板570等。
此外，可以採用在基板上直接形成電晶體或電容器等的方法。另外，可以使用如下方法：例如在對製程中的加熱具有耐性的製程用基板上形成電晶體或電容器等，並將形成的電晶體或電容器等轉置到基板570等。由此，例如可以在具有撓性的基板上形成電晶體或電容器等。
〈〈基板770〉〉
例如，可以將能夠用於基板570的材料用於基板770。例如，可以將選自能夠用於基板570的材料中的具有透光性的材料用於基板770。或者，例如可以將在表面的一側形成有1μm以下的防反射膜的材料用於基板770。明確而言，可以將層疊有3層以上、較佳為5層以上、更佳為15層以上的介電質的材料用於基板770。因此，可以將反射率抑制為0.5%以下，較佳為抑制為0.08%以下。或者，可以將選自能夠用於基板570的材料中的雙折射被抑制的材料用於基板770。
例如，可以將鋁矽酸玻璃、強化玻璃、化學強化玻璃或藍寶石等適當 地用於顯示裝置中的配置在靠近使用者的一側的基板770。由此，可以防止使用時造成的顯示裝置的損壞或損傷。
例如，可以將環烯烴聚合物(COP)、環烯烴共聚物(COC)、三醋酸纖維素(TAC)等樹脂薄膜適當地用於基板770。由此，可以降低重量。或者，例如，可以降低因掉落導致的損傷等的發生頻率。
此外，例如可以將厚度為0.1mm以上且0.7mm以下的材料用於基板770。明確而言，可以使用藉由拋光被減薄的基板。由此，可以使功能膜770D與第一顯示元件750(i，j)接近。其結果是，可以顯示很少模糊的清晰影像。
〈〈結構體KB1〉〉
例如，可以將有機材料、無機材料或有機材料和無機材料的複合材料用於結構體KB1等。由此，可以將夾住結構體KB1等的結構之間設定成預定的間隔。
明確而言，可以將聚酯、聚烯烴、聚醯胺、聚醯亞胺、聚碳酸酯、聚矽氧烷或丙烯酸樹脂等或選自上述樹脂中的多種樹脂的複合材料等用於結構體KB1。另外，也可以使用具有感光性的材料。
〈〈密封劑705〉〉
可以將無機材料、有機材料或無機材料和有機材料的複合材料等用於密封劑705等。
例如，可以將熱熔性樹脂或固化樹脂等有機材料用於密封劑705等。
例如，可以將反應固化型黏合劑、光固化型黏合劑、熱固性黏合劑及/或厭氧型黏合劑等有機材料用於密封劑705等。
明確而言，可以將包含環氧樹脂、丙烯酸樹脂、矽酮樹脂、酚醛樹脂、聚醯亞胺樹脂、亞胺樹脂、PVC(聚氯乙烯)樹脂、PVB(聚乙烯醇縮丁醛)樹脂、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)樹脂等的黏合劑用於密封劑705等。
〈〈接合層505〉〉
例如，可以將能夠用於密封劑705的材料用於接合層505。
〈〈絕緣膜521〉〉
例如，可以將絕緣性無機材料、絕緣性有機材料或包含無機材料和有機材料的絕緣性複合材料用於絕緣膜521等。
明確而言，可以將無機氧化物膜、無機氮化物膜、無機氧氮化物膜等或層疊有選自這些材料中的多個材料的疊層材料用於絕緣膜521等。例如，可以將氧化矽膜、氮化矽膜、氧氮化矽膜、氧化鋁膜等或包含層疊有選自這些材料中的多個材料的疊層材料的膜用於絕緣膜521等。
明確而言，可以將聚酯、聚烯烴、聚醯胺、聚醯亞胺、聚碳酸酯、聚矽氧烷或丙烯酸樹脂等或選自上述樹脂中的多個樹脂的疊層材料或複合材料等用於絕緣膜521等。另外，也可以使用具有感光性的材料。
由此，例如可以使起因於與絕緣膜521重疊的各種結構的步階平坦化。
〈〈光學元件560〉〉
光學元件560具有光軸Z(參照圖10C)。光軸Z穿過第一區域560A的被供應可見光的區域的中心及第三區域560C的中心。此外，第二區域560B包括傾斜部，該傾斜部對與光軸Z正交的平面具有45°以上的傾斜度θ，較佳為具有75°以上且85°以下的傾斜度θ。例如，圖示的第二區域560B整體對與光軸Z正交的平面具有大約60°的傾斜度。
另外，第二區域560B在離第一區域560A的被供應可見光的區域的端部有0.05μm以上且0.2μm以下的範圍內包括該傾斜部。注意，在第一區域560A與第二顯示元件550(i，j)接觸的情況下，第一區域560A的被供應可見光的區域的面積與第二顯示元件550(i，j)的能夠供應可見光的區域的面積相等。例如，圖示的第二區域560B的傾斜部離第一區域560A的被供應可見光的區域的端部有距離d。
另外，第一區域560A的被供應可見光的區域包括大於像素702(i，j)的面積的10%的面積(參照圖10D)。
第三區域560C包括像素702(i，j)的面積的10%以下的面積。
反射膜751B包括像素702(i，j)的面積的70%以上的面積。
第一區域560A的被供應可見光的區域的面積與反射膜751B的面積之和大於像素702(i，j)的面積。
例如，橫27μm縱81μm的矩形像素具有2187μm2的面積。向第一區域560A的324μm2的面積供應可見光。另外，第三區域560C具有81μm2的面積，反射膜751B具有1894μm2的面積。
在上述結構中，第一區域560A的被供應可見光的區域的面積相當於像素的面積的大約14.8%。
反射膜751B的面積相當於像素的面積的大約86.6%。
第一區域560A的被供應可見光的區域的面積與反射膜751B的面積之和為2218μm2。
由此，第二區域可以集聚以各種角度入射到第一區域的光。其結果是，可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示裝置。
可以將多個材料用於光學元件560。例如，可以將以折射率之差在0.2以下的範圍內的方式選擇的多個材料用於光學元件560。由此，可以抑制光學元件的內部的反射或散射。或者，可以抑制光的損失。
此外，可以將各種形狀用於光學元件560。例如，可以將圓形或多角形用於光學元件560的與光軸正交的切斷面的形狀。或者，可以將平面或曲面用於光學元件560的第二區域560B。
例如，圖23A1、圖23B1或圖23C1示出作為與光軸正交的切斷面的形狀使用四角形的光學元件560的沿著光軸的剖面圖。此外，圖23A2、圖23B2 或圖23C2示出其立體圖。
例如，圖23D1、圖23E1或圖23F1示出作為與光軸正交的切斷面的形狀使用圓形的光學元件560的沿著光軸的剖面圖。此外，圖23D2、圖23E2或圖23F2示出其立體圖。
〈〈覆蓋膜565〉〉
可以將單層膜或疊層膜用作覆蓋膜565。例如，可以將層疊具有透光性的膜及具有反射性的膜的材料用於覆蓋膜565。
例如，可以將氧化物膜、氟化物膜、硫化物膜等無機材料用作具有透光性的膜。
例如，可以將金屬用於具有反射性的膜。明確而言，可以將包含銀的材料用於覆蓋膜565。例如，可以將包含銀及鈀等的材料或包含銀及銅等的材料用於反射膜。另外，可以將電介質的多層膜用作具有反射性的膜。
〈〈絕緣膜528〉〉
例如，可以將能夠用於絕緣膜521的材料用於絕緣膜528等。明確而言，可以將厚度為1μm的包含聚醯亞胺的膜用作絕緣膜528。
〈〈絕緣膜501B〉〉
例如，可以將能夠用於絕緣膜521的材料用於絕緣膜501B。此外，例如可以將具有供應氫的功能的材料用於絕緣膜501B。
明確而言，可以將層疊有包含矽及氧的材料與包含矽及氮的材料的材料用於絕緣膜501B。例如，可以將具有藉由加熱等釋放氫而將該氫供應給其他組件的功能的材料用於絕緣膜501B。明確而言，可以將具有藉由加熱等釋放製程中被引入的氫而將其供應給其他組件的功能的材料用於絕緣膜501B。
例如，可以將藉由使用矽烷等作為源氣體的化學氣相沉積法形成的包含矽及氧的膜用作絕緣膜501B。
明確而言，可以將層疊包含矽及氧的厚度為200nm以上且600nm以下的材料以及包含矽及氮的厚度為200nm左右的材料而成的材料用於絕緣膜501B。
〈〈絕緣膜501C〉〉
例如，可以將能夠用於絕緣膜521的材料用於絕緣膜501C。明確而言，可以將包含矽及氧的材料用於絕緣膜501C。由此，可以抑制雜質擴散到像素電路或第二顯示元件等。
例如，可以將包含矽、氧及氮的厚度為200nm的膜用作絕緣膜501C。
〈〈佈線、端子、導電層〉〉
可以將具有導電性的材料用於佈線等。明確而言，可以將具有導電性的材料用於信號線S1(j)、信號線S2(j)、掃描線G1(i)、掃描線G2(i)、佈線CSCOM、佈線ANO、端子519B或導電層511B等。
例如，可以將無機導電性材料、有機導電性材料、金屬或導電性陶瓷等用於佈線等。
具體地，可以將選自鋁、金、鉑、銀、銅、鉻、鉭、鈦、鉬、鎢、鎳、鐵、鈷、鈀或錳的金屬元素等用於佈線等。或者，可以將含有上述金屬元素的合金等用於佈線等。尤其是，銅和錳的合金適用於利用濕蝕刻法的微細加工。
具體地，佈線等可以採用如下結構：在鋁膜上層疊有鈦膜的雙層結構；在氮化鈦膜上層疊有鈦膜的雙層結構；在氮化鈦膜上層疊有鎢膜的雙層結構；在氮化鉭膜或氮化鎢膜上層疊有鎢膜的雙層結構；依次層疊有鈦膜、鋁膜和鈦膜的三層結構等。
具體地，可以將氧化銦、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、添加了鎵的氧化鋅等導電性氧化物用於佈線等。
具體地，可以將含有石墨烯或石墨的膜用於佈線等。
例如，可以形成含有氧化石墨烯的膜，然後藉由使含有氧化石墨烯的 膜還原來形成含有石墨烯的膜。作為還原方法，可以舉出利用加熱的方法以及利用還原劑的方法等。
例如，可以將包含金屬奈米線的膜用於佈線等。明確而言，可以使用包含銀的金屬奈米線。
明確而言，可以將導電高分子用於佈線等。
此外，例如可以使用導電材料ACF1將端子519B與軟性印刷電路板FPC1電連接。
〈〈第一導電層、第二導電層〉〉
例如，可以將能夠用於佈線等的材料用於第一導電層或第二導電層。
此外，可以將第一電極751(i，j)或佈線等用於第一導電層。
此外，可以將能夠用作開關SW1的電晶體的被用作源極電極或汲極電極的導電層512B或佈線等用於第二導電層。
〈〈第一顯示元件750(i，j)〉〉
例如，可以將具有控制反射光或透光的功能的顯示元件用作第一顯示元件750(i，j)。例如，可以使用組合有液晶元件與偏光板的結構或快門方式的MEMS顯示元件、光干涉方式的MEMS顯示元件等。藉由使用反射型顯示元件，可以抑制顯示裝置的功耗。例如，可以將使用微囊方式、電泳方式、電潤濕方式等的顯示元件用於第一顯示元件750(i，j)。明確而言，可以將反射型液晶顯示元件用作第一顯示元件750(i，j)。
例如，可以使用可藉由IPS(In-Plane-Switching：平面內切換)模式、TN(Twisted Nematic：扭曲向列)模式、FFS(Fringe Field Switching：邊緣電場切換)模式、ASM(Axially Symmetric aligned Micro-cell：軸對稱排列微單元)模式、OCB(Optically Compensated Birefringence：光學補償彎曲)模式、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal：鐵電性液晶)模式以及AFLC(Anti Ferroelectric Liquid Crystal：反鐵電性液晶)模式等驅動方法驅動的液晶元件。
另外，可以使用可藉由例如如下模式驅動的液晶元件：垂直配向(VA)模式諸如MVA(Multi-Domain Vertical Alignment：多象限垂直配向)模式、PVA(Patterned Vertical Alignment：垂直配向構型)模式、ECB(Electrically Controlled Birefringence：電控雙折射)模式、CPA(Continuous Pinwheel Alignment：連續焰火狀排列)模式、ASV(Advanced Super-View：超視覺)模式等。
第一顯示元件750(i，j)包括第一電極、第二電極及包含液晶材料的層。包含液晶材料的層包含能夠利用第一電極和第二電極間的電壓控制配向的液晶材料。例如，可以將包含液晶材料的層的厚度方向(也被稱為縱方向)、與縱方向交叉的方向(也被稱為橫方向或斜方向)的電場用作控制液晶材料的配向的電場。
〈〈包含液晶材料的層753〉〉
例如，可以將熱致液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、鐵電液晶、反鐵電液晶等用於包含液晶材料的層。或者，可以使用呈現膽固醇相、層列相、立方相、手性向列相、各向同性相等的液晶材料。或者，可以使用呈現藍相的液晶材料。
例如，可以將負型液晶材料用於包含液晶材料的層。
例如，將具有1.0×1013Ω．cm以上、較佳為1.0×1014Ω．cm以上、更佳為1.0×1015Ω．cm以上的電阻率的液晶材料用於包含液晶材料的層753。因此，可以抑制第一顯示元件750(i，j)的穿透率的變動。或者，可以抑制第一顯示元件750(i，j)的閃爍。或者，可以減少第一顯示元件750(i，j)的改寫頻率。
〈〈第一電極751(i，j)〉〉
例如，可以將用於佈線等的材料用於第一電極751(i，j)。明確而言，可以將反射膜用於第一電極751(i，j)。例如，可以將層疊有具有透光性的導電層與包括開口部的反射膜的材料用於第一電極751(i,j)。
〈〈反射膜〉〉
例如，可以將反射可見光的材料用於反射膜。明確而言，可以將包含銀的材料用於反射膜。例如，可以將包含銀及鈀等的材料或包含銀及銅等的材料用於反射膜。
反射膜例如反射透過包含液晶材料的層753的光。由此，可以將第一顯示元件750用作反射型液晶元件。另外，例如，可以將其表面不平坦的材料用於反射膜。由此，使入射的光向各種方向反射，而可以進行白色顯示。
例如，可以將第一導電層或第一電極751(i，j)等用於反射膜。
例如，可以將包括在其與包含液晶材料的層753之間夾著具有透光性的導電層751A的區域的膜用作反射膜751B(參照圖20A)。
例如，可以將包括夾在包含液晶材料的層753與具有透光性的導電層751C之間的區域的膜用作反射膜751B(參照圖20B)。
例如，可以將包括夾在具有透光性的導電層751A與具有透光性的導電層751C之間的區域的膜用作反射膜751B(參照圖20C)。
例如，也可以將對可見光具有反射性的膜用於第一電極751(i，j)(參照圖20D)。
反射膜具有形成有不遮斷第二顯示元件550(i，j)所發射的光的區域751H的形狀(參照圖21A至圖21C)。
例如，可以將包括一個或多個開口部的形狀用於反射膜。明確而言，可以將多角形、四角形、橢圓形、圓形或十字等形狀用於區域751H的形狀。另外，可以將細條狀、狹縫狀、方格狀的形狀用於區域751H的形狀。
當對於反射膜的總面積的區域751H的總面積的比過大時，使用第一顯示元件750(i，j)的顯示變暗。
另外，當對於反射膜的總面積的區域751H的總面積的比過小時，使用第二顯示元件550(i，j)的顯示變暗。或者，有時第二顯示元件550(i，j)的可靠性會下降。
例如，設置在像素702(i，j+1)中的區域751H不配置在經過設置在像素702(i，j)中的區域751H的在行方向(圖式中以箭頭R1表示的方向)上延伸的直線上(參照圖21A)。或者，例如，設置在像素702(i+1，j)中的區域751H不配置在經過設置在像素702(i，j)中的區域751H的在列方向(圖式中以箭頭C1表示的方向)上延伸的直線上(參照圖21B)。
例如，設置在像素702(i，j+2)中的區域751H配置在經過設置在像素702(i，j)中的區域751H的在行方向上延伸的直線上(參照圖21A)。此外，設置在像素702(i，j+1)中的區域751H配置在設置在像素702(i，j)中的區域751H與設置在像素702(i，j+2)中的區域751H之間交叉於該直線的直線上。
或者，例如，設置在像素702(i+2，j)中的區域751H配置在經過設置在像素702(i，j)中的區域751H的在列方向上延伸的直線上(參照圖21B)。此外，例如，設置在像素702(i+1，j)中的區域751H配置在設置在像素702(i，j)中的區域751H與設置在像素702(i+2，j)中的區域751H之間交叉於該直線的直線上。
藉由以與如上那樣配置的不遮斷光的區域重疊的方式配置第二顯示元件，可以使與一個像素相鄰的其他像素的第二元件遠離一個像素的第二顯示元件。或者，可以配置在與一個像素相鄰的其他像素的第二顯示元件上顯示與一個像素的第二顯示元件所顯示的顏色不同的顏色的顯示元件。或者，可以降低相鄰配置顯示不同顏色的多個顯示元件時的難易度。其結果是，可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示裝置。
或者，作為反射膜可以使用具有其端部被切除的形狀，以形成區域751H(參照圖21C)。明確而言，可以使用具有切除其端部以減短列方向(圖式中的以箭頭C1表示的方向)的形狀。
〈〈第二電極752〉〉
例如，可以將能夠用於佈線等的材料用於第二電極752。例如，可以將選自能夠用於佈線等的材料中的具有透光性的材料用於第二電極752。
例如，可以將導電性氧化物、薄得可以透光的金屬膜或金屬奈米線等用於第二電極752。
明確而言，可以將包含銦的導電性氧化物用於第二電極752。或者，可以將厚度為1nm以上且10nm以下的金屬薄膜用於第二電極752。此外，可以將包含銀的金屬奈米線用於第二電極752。
明確而言，可以將氧化銦、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、添加有鎵的氧化鋅、添加有鋁的氧化鋅等用於第二電極752。
〈〈配向膜AF1、配向膜AF2〉〉
例如，可以將包含聚醯亞胺等的材料用於配向膜AF1或配向膜AF2。明確而言，可以使用藉由摩擦處理或藉由光配向技術使液晶材料在預定的方向上配向而形成的材料。
例如，可以將包含可溶性聚醯亞胺的膜用於配向膜AF1或配向膜AF2。由此，可以降低形成配向膜AF1或配向膜AF2時所需要的溫度。其結果是，可以減輕形成配向膜AF1或配向膜AF2時會發生的對其他組件帶來的損壞。
〈〈彩色膜CF1〉〉
可以將使指定顏色的光透過的材料用於彩色膜CF1。由此，例如可以將彩色膜CF1用作濾色片。
例如，可以將透過藍色光的材料、透過綠色光的材料或透過紅色光的材料用於彩色膜CF1。因此，可以使透過彩色膜CF1的光的光譜的寬度變窄，而可以進行鮮明的顯示。
另外，例如，可以將吸收藍色光的材料、吸收綠色光的材料或吸收紅 色光的材料用於彩色膜CF1。具體地，可以將透過黃色光的材料、透過洋紅色光的材料或透過青色光的材料用於彩色膜CF1。因此，可以使被彩色膜CF1吸收的光的光譜的寬度變窄，而可以進行明亮的顯示。
〈〈遮光膜BM〉〉
例如，可以將抑制透光的材料用於遮光膜BM。由此，例如可以將遮光膜BM用作黑矩陣。
明確而言，可以包含顏料或染料的樹脂用於遮光膜BM。例如，可以將分散有碳黑樹脂用於遮光膜。
或者，可以將無機化合物、無機氧化物、包括多個無機氧化物的固溶體的複合氧化物等用於遮光膜BM。明確而言，可以將黑色鉻膜、包含氧化銅(II)的膜、包含氯化銅或氯化碲的膜用於遮光膜BM。
〈〈絕緣膜771〉〉
例如，可以將能夠用於絕緣膜521的材料用於絕緣膜771。例如，可以將聚醯亞胺、環氧樹脂、丙烯酸樹脂等用於絕緣膜771。或者，可以將氧化矽膜、氮化矽膜、氧氮化矽膜、氧化鋁膜等或包含層疊有選自這些材料中的多個材料的疊層材料的膜用於絕緣膜771。
〈〈功能膜770P、功能膜770D〉〉
例如，可以將防反射膜、偏振膜、相位差膜、光擴散膜或聚光膜等用作功能膜770P或功能膜770D。
明確而言，可以將包含二向色性染料的薄膜用作功能膜770P或功能膜770D。或者，可以將具有包括沿著與基材表面交叉的方向的軸的柱狀結構的材料用於功能膜770P或功能膜770D。由此，可以容易在沿著軸的方向上透過光，並且可以容易使光在其他方向上散射。
另外，可以將抑制塵埃的附著的抗靜電膜、不容易被弄髒的具有拒水性的膜、抑制使用當中的損傷的硬塗膜等用作功能膜770P。
明確而言，可以將圓偏振膜用作功能膜770P。此外，可以將光擴散膜 用作功能膜770D。
〈〈第二顯示元件550(i，j)〉〉
例如，可以將具有發射光的功能的顯示元件用作第二顯示元件550(i，j)。明確而言，可以將有機電致發光元件、無機電致發光元件、發光二極體或QDLED(Quantum Dot LED：量子點發光二極體)等用作第二顯示元件550(i，j)。
例如，可以將發光有機化合物用於包含發光材料的層553(j)。
例如，可以將量子點用於包含發光材料的層553(j)。由此，可以發射半寬度窄且顏色鮮明的光。
例如，可以將層疊為發射藍色光的疊層材料、層疊為發射綠色光的疊層材料或者層疊為發射紅色光的疊層材料等用於包含發光材料的層553(j)。
例如，可以將沿著信號線S2(j)在列方向上延伸的帶狀疊層材料用於包含發光材料的層553(j)。
此外，例如可以將層疊為發射白色光的疊層材料用於包含發光材料的層553(j)。明確而言，可以將層疊有使用包含發射藍色光的螢光材料的發光材料的層以及包含發射綠色光及紅色光的螢光材料以外的材料的層或者包含發射黃色光的螢光材料以外的材料的層的疊層材料用於包含發光材料的層553(j)。
例如，可以將能夠用於佈線等的材料用於電極551(i，j)。
例如，可以將選自能夠用於佈線等的材料的對可見光具有透光性的材料用於電極551(i，j)。
明確而言，作為電極551(i，j)，可以使用導電性氧化物、包含銦的導電性氧化物、氧化銦、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、添加有鎵的氧化鋅等。或者，可以將薄得可以透光的金屬膜用於電極551(i，j)。或者，可以將使光的一部分透過且使光的其他一部分反射的金屬膜用於電極551 (i，j)。由此，可以在第二顯示元件550(i，j)中設置微諧振器結構。其結果是，與其他光相比可以高效地提取指定波長的光。
例如，可以將能夠用於佈線等的材料用於電極552。明確而言，可以將對可見光具有反射性的材料用於電極552。
〈〈驅動電路GD〉〉
可以將移位暫存器等各種時序電路等用作驅動電路GD。例如，可以將電晶體MD、電容器等用作驅動電路GD。明確而言，可以使用能夠與可用作開關SW1的電晶體或包括電晶體M在同一製程中形成的半導體膜的電晶體。
例如，可以將具有與能夠用作開關SW1的電晶體不同的結構的電晶體用作電晶體MD。
此外，可以將與電晶體M相同的結構用於電晶體MD。
〈〈電晶體〉〉
例如，可以將能夠在同一製程中形成的半導體膜用於驅動電路及像素電路的電晶體。
例如，可以將底閘極型電晶體或頂閘極型電晶體等用於驅動電路的電晶體或像素電路的電晶體。
這裡，例如，可以容易地將作為半導體包含非晶矽的底閘極型電晶體的生產線改造成作為半導體包含氧化物半導體的底閘極型電晶體的生產線。另外，例如，可以容易地將作為半導體包含多晶矽的頂閘極型電晶體的生產線改造成作為半導體包含氧化物半導體的頂閘極型電晶體的生產線。上述哪一種改造都可以有效地利用習知的生產線。
例如，可以利用將包含第14族元素的半導體用於半導體膜的電晶體。明確而言，可以將包含矽的半導體用於半導體膜。例如，可以使用將單晶矽、多晶矽、微晶矽或非晶矽等用於半導體膜的電晶體。
將多晶矽用於半導體的電晶體的製造所需的溫度低於將單晶矽用於半導體的電晶體的製造所需的溫度。
另外，將多晶矽用於半導體的電晶體的場效移動率高於將非晶矽用於半導體的電晶體的場效移動率。由此，可以提高像素的開口率。另外，可以將以極高的密度設置的像素與閘極驅動電路及源極驅動電路形成在同一基板上。其結果是，可以減少構成電子裝置的構件數。
將多晶矽用於半導體的電晶體的可靠性比將非晶矽用於半導體的電晶體高。
此外，可以利用使用化合物半導體的電晶體。明確而言，可以將包含砷化鎵的半導體用於半導體膜。
此外，可以利用使用有機半導體的電晶體。明確而言，可以將包含聚並苯類或石墨烯的有機半導體用於半導體膜。
例如，可以利用將氧化物半導體用於半導體膜的電晶體。明確而言，可以將包含銦的氧化物半導體或包含銦、鎵及鋅的氧化物半導體用於半導體膜。關於氧化物半導體的一個例子，將在實施方式4中進行詳細的說明。
例如，可以使用關閉狀態時的洩漏電流比將非晶矽用於半導體膜的電晶體小的電晶體。明確而言，可以使用將氧化物半導體用於半導體膜的電晶體。
由此，與利用將非晶矽用於半導體膜的電晶體的像素電路相比，可以延長像素電路能夠保持影像信號的時間。明確而言，可以抑制閃爍的發生，並以低於30Hz、較佳為低於1Hz、更佳為低於1次/分的頻率供應選擇信號。其結果是，可以降低包括上述像素電路的資料處理裝置的使用者的眼睛疲勞。另外，可以降低用於驅動的功耗。
例如，可以將包括半導體膜508、導電層504、導電層512A及導電層 512B的電晶體用作開關SW1(參照圖16B)。此外，絕緣膜506包括夾在半導體膜508與導電層504之間的區域。
導電層504包括與半導體膜508重疊的區域。導電層504具有閘極電極的功能。絕緣膜506具有閘極絕緣膜的功能。
導電層512A及導電層512B與半導體膜508電連接。導電層512A具有源極電極的功能和汲極電極的功能中的一個，導電層512B具有源極電極的功能和汲極電極的功能中的另一個。
可以將包括導電層524的電晶體用作驅動電路或像素電路的電晶體(參照圖16B)。導電層524包括在其與導電層504之間夾著半導體膜508的區域。此外，絕緣膜516包括夾在導電層524與半導體膜508之間的區域。此外，例如，可以使供應與導電層504相同的電位的佈線與導電層524電連接。
例如，可以將層疊有包含鉭及氮的厚度為10nm的膜以及包含銅的厚度為300nm的膜的導電層用作導電層504。此外，包含銅的膜包括在其與絕緣膜506之間夾著包含鉭及氮的膜的區域。
例如，可以將層疊有包含矽及氮的厚度為400nm的膜以及包含矽、氧及氮的厚度為200nm的膜的材料用於絕緣膜506。此外，包含矽及氮的膜包括在其與半導體膜508之間夾著包含矽、氧及氮的膜的區域。
例如，可以將包含銦、鎵及鋅的厚度為25nm的膜用作半導體膜508。
例如，可以將層疊有包含鎢的厚度為50nm的膜、包含鋁的厚度為400nm的膜、包含鈦的厚度為100nm的膜的導電層用作導電層512A或導電層512B。此外，包含鎢的膜包括與半導體膜508接觸的區域。
〈顯示裝置的結構例子6〉
參照圖12A和圖12B對本發明的一個實施方式的顯示裝置的結構進行說明。
圖12A和圖12B是說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的結構的圖。圖12A是沿著圖10A所示的切斷線Y1-Y2的像素的剖面圖，圖12B是說明圖12A所示的像素的一部分的結構的剖面圖。
本結構例子所說明的顯示裝置的結構與參照圖11A和圖11B說明的顯示裝置700的結構的不同之處是包括透鏡580，除此之外它們具有相同的結構。在此，對不同部分進行詳細說明，而對相同部分援用上述說明。
在本實施方式中說明的顯示裝置包括透鏡580，透鏡580包括夾在光學元件560與第二顯示元件550(i，j)之間的區域(參照圖12A和圖12B)。
透鏡580包括具有1.5以上且2.5以下的折射率的材料，透鏡580為凸透鏡。
由此，例如可以將第二顯示元件所射出的光向光學元件的光軸集聚。或者，可以高效地利用第二顯示元件所射出的光。或者，可以減少流過發光元件的電流的密度。或者，可以擴大第二顯示元件的面積。或者，可以提高發光元件的可靠性。例如，可以將有機EL元件或發光二極體用作發光元件。其結果是，可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示裝置。
例如，可以將平凸透鏡用作透鏡580。
〈〈透鏡580〉〉
可以將平凸透鏡或雙凸透鏡用作透鏡580。
可以將透過光的材料用於透鏡580。或者，可以將折射率為1.3以上且2.5以下的材料用於透鏡580。例如，可以將無機材料或有機材料用於透鏡580。
例如，可以將包含氧化物或硫化物的材料用於透鏡580。
明確而言，可以將氧化鈰、氧化鉿、氧化鑭、氧化鎂、氧化鈮、氧化 鉭、氧化鈦、氧化釔、氧化鋅、包含銦和錫的氧化物、或者包含銦和鎵和鋅的氧化物等用於透鏡580。或者，可以將硫化鋅等用於透鏡580。
例如，可以將包含樹脂的材料用於透鏡580。明確而言，可以將引入氯、溴或碘的樹脂、引入重金屬原子的樹脂、引入芳雜環的樹脂、引入硫的樹脂等用於透鏡580。或者，可以將包含樹脂及其折射率高於該樹脂的材料的奈米粒子的材料用於透鏡580。可以將氧化鈦或氧化鋯等用於奈米粒子。
〈顯示裝置的結構例子7〉
參照圖13A和圖13B對本發明的一個實施方式的顯示裝置的結構進行說明。
圖13A和圖13B是說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的結構的圖。圖13A是沿著圖10A所示的切斷線Y1-Y2的像素的剖面圖，圖13B是說明圖13A所示的像素的一部分的結構的剖面圖。
本結構例子所說明的顯示裝置的結構與參照圖11A和圖11B說明的顯示裝置700的結構的不同之處是將能夠使用賓主液晶模式進行驅動的液晶元件用作第一顯示元件750(i，j)，並且使用底閘極型電晶體，除此之外它們具有相同的結構。在此，對不同部分進行詳細說明，而對相同部分援用上述說明。
在本實施方式所說明的顯示裝置中，將能夠使用賓主液晶模式進行驅動的液晶元件用作第一顯示元件750(i，j)。因此，可以提供反射型顯示裝置而不使用偏光板。此外，可以實現顯示裝置的明亮的顯示。
〈〈包含液晶材料的層753〉〉
例如，可以將向列液晶、熱致液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶等用於包含液晶材料的層。或者，可以使用呈現膽固醇相等的液晶材料。或者，可以使用呈現藍相的液晶材料。
例如，包含液晶材料的層753可以包含二向色性染料。此外，包含二向色性染料的液晶材料被稱為賓主液晶。
明確而言，賓主液晶可以將在分子的長軸方向上具有較大的吸光度，且在與長軸方向正交的短軸方向上具有較小的吸光度的材料用作二向色性染料。較佳的是，將具有10以上的二向色性比的材料用作二向色性染料，更佳的是，將具有20以上的二向色性比的材料用作二向色性染料。
例如，可以將偶氮類染料、蒽醌類染料、二噁嗪類染料等用作二向色性染料。
另外，可以將包含平行配向的二向色性染料的兩層的液晶層以配向方向互相正交的方式重疊的結構用於包含液晶材料的層。由此，可以容易吸收全方位的光。或者，可以提高對比度。
此外，可以將相轉變型賓主液晶或包含賓主液晶的液滴分散在高分子的結構用於包含液晶材料的層753。
〈顯示裝置的結構例子8〉
參照圖14A和圖14B對本發明的一個實施方式的顯示裝置的結構進行說明。
圖14A和圖14B是說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的結構的圖。圖14A是沿著圖10A所示的切斷線Y1-Y2的像素的剖面圖，圖14B是說明圖13A所示的像素的一部分的結構的剖面圖。
本結構例子所說明的顯示裝置的結構與參照圖13A和圖13B說明的顯示裝置700的結構的不同之處是包括透鏡580，除此之外它們具有相同的結構。
〈顯示裝置的工作實例〉
參照圖24A至圖24C說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的工作。
圖24A至圖24C是說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的工作的圖。圖24A是說明圖11A所示的像素的一部分的工作狀態的剖面圖，圖24B 是說明與圖24A所示的工作狀態不同的工作狀態的剖面圖。此外，圖24C是說明與圖24A或圖24B所示的工作狀態不同的工作狀態的剖面圖。此外，在圖式中以虛線的箭頭示出外光入射到第一顯示元件750(i，j)而被反射的方向。此外，在圖式中以實線的箭頭示出第二顯示元件550(i，j)發射光的方向。
〈〈工作狀態1〉〉
圖24A示出液晶材料LC在包含液晶材料的層753的厚度方向上配向的工作狀態。例如，使用配向膜控制液晶材料LC的配向。
例如，在利用圓偏光板、反射膜751B及VA-IPS模式的情況下，可以在不施加電場的該工作狀態下顯示低的灰階。換言之，可以進行常黑型液晶顯示元件的工作。
另外，雖然未圖示，但是例如在利用反射膜751B及賓主液晶模式的情況下，可以在不施加電場的該工作狀態下顯示高的灰階。換言之，可以進行常白型液晶顯示元件的工作。
〈〈工作狀態2〉〉
圖24B示出在液晶材料LC在包含液晶材料的層753的厚度方向上配向的同時第二顯示元件550發射光的工作狀態。注意，第二顯示元件550(i，j)所發射的光透過結構體KB1而不透過包含液晶材料的層753。
例如，在利用圓偏光板、反射膜751B及VA-IPS模式的情況下，可以在不施加電場的該工作狀態下在第一顯示元件750(i，j)上顯示低的灰階的同時使用第二顯示元件550進行顯示。因此，能夠以高對比顯示影像。或者，能夠以鮮明的色彩顯示影像。
〈〈工作狀態3〉〉
圖24C示出液晶材料LC在與包含液晶材料的層753的厚度方向交叉的方向上配向的工作狀態。例如，使用電場控制液晶材料LC的配向。
例如，在利用圓偏光板、反射膜751B及VA-IPS模式的情況下，可以 顯示高的灰階。
另外，雖然未圖示，但是例如在利用反射膜751B及賓主液晶模式的情況下，可以顯示低的灰階而不使用偏光板。
此外，藉由設置圖22A和圖22B及圖24A至圖24C所示的梳齒狀的電極，可以容易將實施方式1所示的觸控感測器安裝在第一顯示元件中。
另外，混合型顯示方法是指在同一像素或同一子像素中顯示多個光並顯示文字或/及影像的方法。另外，混合型顯示器是指在顯示部所包括的同一像素或同一子像素中顯示多個光並顯示文字或/及影像的集合體。
作為混合型顯示方法的一個例子，有在同一像素或同一子像素中以不同的顯示時序顯示第一光及第二光而進行顯示的方法。此時，在同一像素或同一子像素中，可以同時顯示同一色調(紅色、綠色和藍色中的任一個或者青色(cyan)、洋紅色(magenta)和黃色(yellow)中的任一個)的第一光及第二光，而在顯示部中顯示文字或/及影像。
另外，作為混合型顯示方法的一個例子，有在同一像素或同一子像素中顯示反射光及自發光的方法。在同一像素或同一子像素中，可以同時顯示同一色調的反射光及自發光(例如，OEL光、LED光等)。
注意，在混合型顯示方法中，也可以使用相鄰像素或相鄰子像素顯示多個光而不使用同一像素或同一子像素顯示多個光。此外，同時顯示第一光及第二光是指在人的眼睛感覺不到閃爍的範圍內以相同期間顯示第一光及第二光，如果人的眼睛感覺不到閃爍，第一光的顯示期間與第二光的顯示期間則也可以不同。
另外，混合型顯示器是在同一像素或同一子像素中具有多個顯示元件且在同一期間多個顯示元件的每一個進行顯示的集合體。另外，混合型顯示器在同一像素或同一子像素中具有多個顯示元件及用來驅動顯示元件的主動元件。作為主動元件，有開關、電晶體、薄膜電晶體等。由於多個顯示元件的每一個與主動元件連接，所以可以獨立地控制多個顯示元件的每 一個的顯示。
在本實施方式中，描述了本發明的一個實施方式。或者，在其他實施方式中，描述本發明的一個實施方式。但是，本發明的一個實施方式不侷限於此。換而言之，在本實施方式及其他的實施方式中，記載有各種各樣的發明的方式，因此本發明的一個實施方式不侷限於特定的方式。例如，雖然作為例子示出將本發明的一個實施方式適用於顯示裝置的情況，但是本發明的一個實施方式不侷限於此。根據情況或狀況，也可以不將本發明的一個實施方式適用於顯示裝置。例如，也可以將本發明的一個實施方式適用於具有其他功能的半導體裝置。例如，作為本發明的一個實施方式，示出電晶體的通道形成區域、源極區域、汲極區域等包含氧化物半導體的例子，但是本發明的一個實施方式不侷限於此。根據情況或狀況，本發明的一個實施方式的各種電晶體、電晶體的通道形成區域、或者電晶體的源極區域、汲極區域等也可以包含各種半導體。根據情況或狀況，本發明的一個實施方式的各種電晶體、電晶體的通道形成區域、或者電晶體的源極區域、汲極區域等也可以包含矽、鍺、矽鍺、碳化矽、砷化鎵、砷化鋁鎵、磷化銦、氮化鎵和有機半導體等中的至少一個。或者，例如，根據情況或狀況，本發明的一個實施方式的各種電晶體、電晶體的通道形成區域、或者電晶體的源極區域、汲極區域等也可以不包含氧化物半導體。
本實施方式所示的結構、方法可以與其他實施方式所示的結構、方法適當地組合而使用。
實施方式3
在本實施方式中，參照圖25A至圖26E對本發明的一個實施方式的資料處理裝置的結構進行說明。
圖25A至圖26E是說明本發明的一個實施方式的資料處理裝置的結構的圖。圖25A是資料處理裝置的方塊圖，圖25B至圖25E是說明資料處理裝置的結構的立體圖。另外，圖26A至圖26E是說明資料處理裝置的結構的立體圖。
〈資料處理裝置〉
在本實施方式中說明的資料處理裝置5200B包括運算裝置5210、輸入輸出裝置5220(參照圖25A)。
運算裝置5210具有被供應操作資料的功能，並具有根據操作資料供應影像資料的功能。
輸入輸出裝置5220包括顯示部5230、輸入部5240、檢測部5250、通訊部5290，並具有供應操作資料的功能及被供應影像資料的功能。此外，輸入輸出裝置5220具有供應檢測資料的功能、供應通訊資料的功能及被供應通訊資料的功能。
輸入部5240具有供應操作資料的功能。例如，輸入部5240根據資料處理裝置5200B的使用者的操作供應操作資料。
明確而言，可以使用鍵盤、硬體按鈕、指向裝置、觸控感測器、聲音輸入裝置、視線輸入裝置等用於輸入部5240。
顯示部5230包括顯示裝置並具有顯示影像資料的功能。例如，可以將在實施方式1中說明的顯示裝置用於顯示部5230。
檢測部5250具有供應檢測資料的功能。例如，具有檢測資料處理裝置的周圍的使用環境而供應檢測資料的功能。
具體地，可以將照度感測器、攝像裝置、姿勢檢測裝置、壓力感測器、人體感應感測器等用於檢測部5250。
通訊部5290具有被供應通訊資料的功能及供應通訊資料的功能。例如，具有以無線通訊或有線通訊與其他電子裝置或通訊網連接的功能。明確而言，具有無線室內通訊、電話通訊、近距離無線通訊等的功能。
〈〈資料處理裝置的結構例子1〉〉
例如，可以將沿著圓筒狀的柱子等的外形用於顯示部5230(參照圖 25B)。另外，具有根據使用環境的照度改變顯示方法的功能。此外，具有檢測人的存在改變顯示內容的功能。因此，例如可以設置於建築物的柱子上。或者，能夠顯示廣告或指南。或者，可以用於數位看板等。
〈〈資料處理裝置的結構例子2〉〉
例如，具有根據使用者所使用的指示器的軌跡生成影像資料的功能(參照圖25C)。明確而言，可以使用對角線的長度為20英寸以上，較佳為40英寸以上，更佳為55英寸以上的顯示裝置。或者，可以將多個顯示裝置用作一個顯示區域。或者，可以將多個顯示裝置用作多螢幕顯示裝置。因此，例如可以用於電子黑板、電子留言板、數位看板等。
〈〈資料處理裝置的結構例子3〉〉
例如，具有根據使用環境的照度改變顯示方法的功能(參照圖25D)。由此，例如可以減少智慧手錶的功耗。或者，例如以在晴天的戶外等外光強的環境下也能夠適合地使用智慧手錶的方式將影像顯示在智慧手錶上。
〈〈資料處理裝置的結構例子4〉〉
顯示部5230例如具有沿著外殼的側面緩慢地彎曲的曲面(參照圖25E)。或者，顯示部5230包括顯示裝置，顯示裝置例如具有在其前面、側面及頂面進行顯示的功能。由此，例如可以將影像資料不僅顯示於行動電話的前面，而且顯示於行動電話的側面及頂面。
〈〈資料處理裝置的結構例子5〉〉
例如，具有根據使用環境的照度改變顯示方法的功能(參照圖26A)。由此，可以減少智慧手機的功耗。或者，例如以在晴天的戶外等外光強的環境下也能夠適合地使用智慧手機的方式將影像顯示在智慧手機上。
〈〈資料處理裝置的結構例子6〉〉
例如，具有根據使用環境的照度改變顯示方法的功能(參照圖26B)。由此，以在晴天向戶內射出的外光強的環境下也能夠適合地使用電視系統的方式將影像顯示在電視系統上。
〈〈資料處理裝置的結構例子7〉〉
例如，具有根據使用環境的照度改變顯示方法的功能(參照圖26C)。由此，例如以在晴天的戶外等外光強的環境下也能夠適合地使用平板電腦的方式將影像顯示在平板電腦上。
〈〈資料處理裝置的結構例子8〉〉
例如，具有根據使用環境的照度改變顯示方法的功能(參照圖26D)。由此，例如以在晴天的戶外等外光強的環境下也能夠適合地看到影像的方式將拍攝物件顯示在數位相機上。
〈〈資料處理裝置的結構例子9〉〉
例如，具有根據使用環境的照度改變顯示方法的功能(參照圖26E)。由此，例如以在晴天的戶外等外光強的環境下也能夠適合地使用個人電腦的方式將影像顯示在個人電腦上。
實施方式4
[電晶體]
電晶體包括：用作閘極電極的導電層；半導體層；用作源極電極的導電層；用作汲極電極的導電層；以及用作閘極絕緣層的絕緣層。圖13A和圖13B示出採用底閘極結構電晶體的情況。
對本發明的一個實施方式的顯示裝置所包括的電晶體的結構沒有特別的限制。例如，可以採用平面型電晶體、交錯型電晶體或反交錯型電晶體。此外，還可以採用頂閘極型或底閘極型的電晶體結構。另外，也可以在其通道上下設置有閘極電極。
對用於電晶體的半導體材料的結晶性也沒有特別的限制，可以使用非晶半導體或具有結晶性的半導體(微晶半導體、多晶半導體、單晶半導體或其一部分具有結晶區域的半導體)。當使用具有結晶性的半導體時可以抑制電晶體的特性劣化，所以是較佳的。
另外，作為用於電晶體的半導體材料，可以使用能隙為2eV以上，較佳為2.5eV以上，更佳為3eV以上的金屬氧化物。典型地，可以使用包含 銦的金屬氧化物等，例如可以使用後面說明的CAC-OS等。
另外，使用其能帶間隙比矽寬且載子密度小的金屬氧化物的電晶體由於其關態電流低，因此能夠長期間保持儲存於與電晶體串聯連接的電容器中的電荷。
作為半導體層例如可以採用包含銦、鋅及M(鋁、鈦、鎵、鍺、釔、鋯、鑭、鈰、錫、釹或鉿等金屬)的以“In-M-Zn類氧化物”表示的膜。
當構成半導體層的金屬氧化物為In-M-Zn類氧化物時，較佳為用來形成In-M-Zn氧化物膜的濺射靶材的金屬元素的原子數比滿足In
Figure 106135532-A0202-12-0068-98
M及Zn
Figure 106135532-A0202-12-0068-99
M。這種濺射靶材的金屬元素的原子數比較佳為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。注意，所形成的半導體層的原子數比分別可以在上述濺射靶材中的金屬元素的原子數比的±40%的範圍內變動。
本實施方式所示的底閘極結構的電晶體由於能夠減少製程，所以是較佳的。另外，此時藉由使用金屬氧化物，可以在比多晶矽低的溫度下形成金屬氧化物，並且作為半導體層下方的佈線或電極的材料及基板材料可以使用耐熱性低的材料，由此可以擴大材料的選擇範圍。例如，可以適當地使用極大面積的玻璃基板等。
作為半導體層，可以使用載子密度低的金屬氧化物膜。例如，作為半導體層可以使用載子密度為1×1017/cm3以下，較佳為1×1015/cm3以下，更佳為1×1013/cm3以下，進一步較佳為1×1011/cm3以下，更進一步較佳為小於1×1010/cm3，1×10-9/cm3以上的金屬氧化物。將這樣的金屬氧化物稱為高純度本質或實質上高純度本質的金屬氧化物。由此，因為雜質濃度及缺陷能階密度低，可以說是具有穩定的特性的金屬氧化物。
注意，本發明不侷限於上述記載，可以根據所需的電晶體的半導體特性及電特性(場效移動率、臨界電壓等)來使用具有適當的組成的材料。另外，較佳為適當地設定半導體層的載子密度、雜質濃度、缺陷密度、金屬元素與氧的原子數比、原子間距離、密度等，以得到所需的電晶體的半 導體特性。
當構成半導體層的金屬氧化物包含第14族元素之一的矽或碳時，半導體層中的氧缺陷增加，會使該半導體層變為n型。因此，將半導體層中的矽或碳的濃度(藉由二次離子質譜分析法測得的濃度)設定為2×1018atoms/cm3以下，較佳為2×1017atoms/cm3以下。
另外，有時當鹼金屬及鹼土金屬與金屬氧化物鍵合時生成載子，而使電晶體的關態電流增大。因此，將藉由二次離子質譜分析法測得的半導體層的鹼金屬或鹼土金屬的濃度設定為1×1018atoms/cm3以下，較佳為2×1016atoms/cm3以下。
另外，當構成半導體層的金屬氧化物含有氮時生成作為載子的電子，載子密度增加而容易n型化。其結果是，使用具有含有氮的金屬氧化物的電晶體容易變為常開特性。因此，利用二次離子質譜分析法測得的半導體層的氮濃度較佳為5×1018atoms/cm3以下。
另外，半導體層例如也可以具有非單晶結構。非單晶結構例如包括具有c軸配向的結晶的CAAC-OS(C-Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor或者C-Axis Aligned and A-B-plane Anchored Crystalline Oxide Semiconductor)、多晶結構、微晶結構或非晶結構。在非單晶結構中，非晶結構的缺陷態密度最高，而CAAC-OS的缺陷態密度最低。
非晶結構的金屬氧化物膜例如具有無秩序的原子排列且不具有結晶成分。或者，非晶結構的氧化物膜例如是完全的非晶結構且不具有結晶部。
此外，半導體層也可以為具有非晶結構的區域、微晶結構的區域、多晶結構的區域、CAAC-OS的區域和單晶結構的區域中的兩種以上的混合膜。混合膜有時例如具有包括上述區域中的兩種以上的區域的單層結構或疊層結構。
〈CAC-OS的構成〉
下面，對可用於本發明的一個實施方式所公開的電晶體的CAC (Cloud-Aligned Composite)-OS的構成進行說明。
在本說明書等中，金屬氧化物(metal oxide)是指廣義上的金屬的氧化物。金屬氧化物被分類為氧化物絕緣體、氧化物導電體(包括透明氧化物導電體)和氧化物半導體(Oxide Semiconductor，也可以簡稱為OS)等。例如，在將金屬氧化物用於電晶體的活性層的情況下，有時將該金屬氧化物稱為氧化物半導體。換言之，可以將OS FET換稱為包含金屬氧化物或氧化物半導體的電晶體。
在本說明書中，將如下金屬氧化物定義為CAC(Cloud-Aligned Composite)-OS(Oxide Semiconductor)或CAC-metal oxide：金屬氧化物中具有導電體的功能的區域和具有電介質的功能的區域混合而使金屬氧化物在整體上具有半導體的功能。
換言之，CAC-OS例如是指包含在氧化物半導體中的元素不均勻地分佈的構成，其中包含不均勻地分佈的元素的材料的尺寸為0.5nm以上且10nm以下，較佳為0.5nm以上且3nm以下或近似的尺寸。注意，在下面也將在氧化物半導體中一個或多個元素不均勻地分佈且包含該元素的區域混合的狀態稱為馬賽克(mosaic)狀或補丁(patch)狀，該區域的尺寸為0.5nm以上且10nm以下，較佳為0.5nm以上且3nm以下或近似的尺寸。
包含不均勻地分佈的特定的元素的區域其物理特性由該元素所具有的性質決定。例如，包含不均勻地分佈的包含在金屬氧化物中的元素中更趨於成為絕緣體的元素的區域成為電介質區域。另一方面，包含不均勻地分佈的包含在金屬氧化物中的元素中更趨於成為導體的元素的區域成為導電體區域。藉由使導電體區域及電介質區域以馬賽克狀混合，該材料具有半導體的功能。
換言之，本發明的一個實施方式的金屬氧化物是物理特性不同的材料混合的基質複合材料(matrix composite)或金屬基質複合材料(metal matrix composite)的一種。
氧化物半導體較佳為至少包含銦。尤其較佳為包含銦及鋅。除此之外， 也可以還包含元素M(M選自鎵、鋁、矽、硼、釔、銅、釩、鈹、鈦、鐵、鎳、鍺、鋯、鉬、鑭、鈰、釹、鉿、鉭、鎢和鎂等中的一種或多種)。
例如，In-Ga-Zn氧化物中的CAC-OS(在CAC-OS中，尤其可以將In-Ga-Zn氧化物稱為CAC-IGZO)是指材料分成銦氧化物(以下，稱為InOX1(X1為大於0的實數))或銦鋅氧化物(以下，稱為InX2ZnY2OZ2(X2、Y2及Z2為大於0的實數))以及鎵氧化物(以下，稱為GaOX3(X3為大於0的實數))或鎵鋅氧化物(以下，稱為GaX4ZnY4OZ4(X4、Y4及Z4為大於0的實數))等而成為馬賽克狀，且馬賽克狀的InOX1或InX2ZnY2OZ2均勻地分佈在膜中的構成(以下，也稱為雲狀)。
換言之，CAC-OS是具有以GaOX3為主要成分的區域和以InX2ZnY2OZ2或InOX1為主要成分的區域混在一起的構成的複合氧化物半導體。在本說明書中，例如，當第一區域的In對元素M的原子數比大於第二區域的In對元素M的原子數比時，第一區域的In濃度高於第二區域。
注意，IGZO是通稱，有時是指包含In、Ga、Zn及O的化合物。作為典型例子，可以舉出以InGaO3(ZnO)m1(m1為自然數)或In(1+x0)Ga(1-x0)O3(ZnO)m0(-1
Figure 106135532-A0202-12-0071-100
x0
Figure 106135532-A0202-12-0071-101
1，m0為任意數)表示的結晶性化合物。
上述結晶性化合物具有單晶結構、多晶結構或CAAC結構。CAAC結構是多個IGZO的奈米晶具有c軸配向性且在a-b面上以不配向的方式連接的結晶結構。
另一方面，CAC-OS與氧化物半導體的材料構成有關。CAC-OS是指如下構成：在包含In、Ga、Zn及O的材料構成中，一部分中觀察到以Ga為主要成分的奈米粒子狀區域，一部分中觀察到以In為主要成分的奈米粒子狀區域，並且，這些區域以馬賽克狀無規律地分散。因此，在CAC-OS中，結晶結構是次要因素。
CAC-OS不包含組成不同的兩種以上的膜的疊層結構。例如，不包含由以In為主要成分的膜與以Ga為主要成分的膜的兩層構成的結構。
注意，有時觀察不到以GaOX3為主要成分的區域與以InX2ZnY2OZ2或InOX1為主要成分的區域之間的明確的邊界。
在CAC-OS中包含選自鋁、矽、硼、釔、銅、釩、鈹、鈦、鐵、鎳、鍺、鋯、鉬、鑭、鈰、釹、鉿、鉭、鎢和鎂等中的一種或多種以代替鎵的情況下，CAC-OS是指如下結構：一部分中觀察到以該元素為主要成分的奈米粒子狀區域，一部分中觀察到以In為主要成分的奈米粒子狀區域，並且，這些區域以馬賽克狀無規律地分散。
〈CAC-OS的分析〉
接著，說明使用各種測定方法對在基板上形成的氧化物半導體進行測定的結果。
〈〈樣本的結構及製造方法〉〉
以下，對本發明的一個實施方式的九個樣本進行說明。各樣本在形成氧化物半導體時的基板溫度及氧氣體流量比上不同。各樣本包括基板及基板上的氧化物半導體。
對各樣本的製造方法進行說明。
作為基板使用玻璃基板。使用濺射裝置在玻璃基板上作為氧化物半導體形成厚度為100nm的In-Ga-Zn氧化物。成膜條件為如下：將腔室內的壓力設定為0.6Pa，作為靶材使用氧化物靶材(In：Ga：Zn=4：2：4.1[原子數比])。另外，對設置在濺射裝置內的氧化物靶材供應2500W的AC功率。
在形成氧化物時採用如下條件來製造九個樣本：將基板溫度設定為不進行意圖性的加熱時的溫度(以下，也稱為室溫或R.T.)、130℃或170℃。另外，將氧氣體對Ar和氧的混合氣體的流量比(以下，也稱為氧氣體流量比)設定為10%、30%或100%。
〈〈X射線繞射分析〉〉
在本節中，說明對九個樣本進行X射線繞射(XRD：X-ray diffraction)測定的結果。作為XRD裝置，使用Bruker公司製造的D8 ADVANCE。條 件為如下：利用Out-of-plane法進行θ/2θ掃描，掃描範圍為15deg.至50deg.，步進寬度為0.02deg.，掃描速度為3.0deg./分。
圖27示出利用Out-of-plane法測定XRD譜的結果。在圖27中，最上行示出成膜時的基板溫度為170℃的樣本的測定結果，中間行示出成膜時的基板溫度為130℃的樣本的測定結果，最下行示出成膜時的基板溫度為R.T.的樣本的測定結果。另外，最左列示出氧氣體流量比為10%的樣本的測定結果，中間列示出氧氣體流量比為30%的樣本的測定結果，最右列示出氧氣體流量比為100%的樣本的測定結果。
圖27所示的XRD譜示出成膜時的基板溫度越高或成膜時的氧氣體流量比越高，2θ=31°附近的峰值強度則越高。另外，已知2θ=31°附近的峰值來源於在大致垂直於被形成面或頂面的方向上具有c軸配向性的結晶性IGZO化合物(也稱為CAAC(c-axis aligned crystalline)-IGZO)。
另外，如圖27的XRD譜所示，成膜時的基板溫度越低或氧氣體流量比越低，峰值則越不明顯。因此，可知在成膜時的基板溫度低或氧氣體流量比低的樣本中，觀察不到測定區域的a-b面方向及c軸方向的配向。
〈〈電子顯微鏡分析〉〉
在本節中，說明對在成膜時的基板溫度為R.T.且氧氣體流量比為10%的條件下製造的樣本利用HAADF-STEM(High-Angle Annular Dark Field Scanning Transmission Electron Microscope：高角度環形暗場-掃描穿透式電子顯微鏡)進行觀察及分析的結果(以下，也將利用HAADF-STEM取得的影像稱為TEM影像)。
說明對利用HAADF-STEM取得的平面影像(以下，也稱為平面TEM影像)及剖面影像(以下，也稱為剖面TEM影像)進行影像分析的結果。利用球面像差校正功能觀察TEM影像。在取得HAADF-STEM影像時，使用日本電子株式會社製造的原子解析度分析電子顯微鏡JEM-ARM200F，將加速電壓設定為200kV，照射束徑大致為0.1nmΦ的電子束。
圖28A為在成膜時的基板溫度為R.T.且氧氣體流量比為10%的條件下 製造的樣本的平面TEM影像。圖28B為在成膜時的基板溫度為R.T.且氧氣體流量比為10%的條件下製造的樣本的剖面TEM影像。
〈〈電子繞射圖案的分析〉〉
在本節中，說明藉由對在成膜時的基板溫度為R.T.且氧氣體流量比為10%的條件下製造的樣本照射束徑為1nm的電子束(也稱為奈米束)，來取得電子繞射圖案的結果。
觀察圖28A所示的在成膜時的基板溫度為R.T.且氧氣體流量比為10%的條件下製造的樣本的平面TEM影像中的黑點a1、黑點a2、黑點a3、黑點a4及黑點a5的電子繞射圖案。電子繞射圖案的觀察以以固定速度照射電子束35秒鐘的方式進行。圖28C示出黑點a1的結果，圖28D示出黑點a2的結果，圖28E示出黑點a3的結果，圖28F示出黑點a4的結果，圖28G示出黑點a5的結果。
在圖28C、圖28D、圖28E、圖28F及圖28G中，觀察到如圓圈那樣的(環狀的)亮度高的區域。另外，在環狀區域內觀察到多個斑點。
觀察圖28B所示的在成膜時的基板溫度為R.T.且氧氣體流量比為10%的條件下製造的樣本的剖面TEM影像中的黑點b1、黑點b2、黑點b3、黑點b4及黑點b5的電子繞射圖案。圖28H示出黑點b1的結果，圖28I示出黑點b2的結果，圖28J示出黑點b3的結果，圖28K示出黑點b4的結果，圖28L示出黑點b5的結果。
在圖28H、圖28I、圖28J、圖28K及圖28L中，觀察到環狀的亮度高的區域。另外，在環狀區域內觀察到多個斑點。
例如，當對包含InGaZnO4結晶的CAAC-OS在平行於樣本面的方向上入射束徑為300nm的電子束時，獲得了包含起因於InGaZnO4結晶的(009)面的斑點的繞射圖案。換言之，CAAC-OS具有c軸配向性，並且c軸朝向大致垂直於被形成面或頂面的方向。另一方面，當對相同的樣本在垂直於樣本面的方向上入射束徑為300nm的電子束時，確認到環狀繞射圖案。換言之，CAAC-OS不具有a軸配向性及b軸配向性。
當使用大束徑(例如，50nm以上)的電子束對具有微晶的氧化物半導體(nano crystalline oxide semiconductor。以下稱為nc-OS)進行電子繞射時，觀察到類似光暈圖案的繞射圖案。另外，當使用小束徑(例如，小於50nm)的電子束對nc-OS進行奈米束電子繞射時，觀察到亮點(斑點)。另外，在nc-OS的奈米束電子繞射圖案中，有時觀察到如圓圈那樣的(環狀的)亮度高的區域。而且，有時在環狀區域內觀察到多個亮點。
在成膜時的基板溫度為R.T.且氧氣體流量比為10%的條件下製造的樣本的電子繞射圖案具有環狀的亮度高的區域且在該環狀區域內出現多個亮點。因此，在成膜時的基板溫度為R.T.且氧氣體流量比為10%的條件下製造的樣本呈現與nc-OS類似的電子繞射圖案，在平面方向及剖面方向上不具有配向性。
如上所述，成膜時的基板溫度低或氧氣體流量比低的氧化物半導體的性質與非晶結構的氧化物半導體膜及單晶結構的氧化物半導體膜都明顯不同。
〈〈元素分析〉〉
在本節中，說明使用能量色散型X射線分析法(EDX：Energy Dispersive X-ray spectroscopy)取得EDX面分析影像且進行評價，由此進行在成膜時的基板溫度為R.T.且氧氣體流量比為10%的條件下製造的樣本的元素分析的結果。在EDX測定中，作為元素分析裝置使用日本電子株式會社製造的能量色散型X射線分析裝置JED-2300T。在檢測從樣本發射的X射線時，使用矽漂移探測器。
在EDX測定中，對樣本的分析目標區域的各點照射電子束，並測定此時發生的樣本的特性X射線的能量及發生次數，獲得對應於各點的EDX譜。在本實施方式中，各點的EDX譜的峰值歸屬於In原子中的向L殼層的電子躍遷、Ga原子中的向K殼層的電子躍遷、Zn原子中的向K殼層的電子躍遷及O原子中的向K殼層的電子躍遷，並算出各點的各原子的比率。藉由在樣本的分析目標區域中進行上述步驟，可以獲得示出各原子的比率分佈的EDX面分析影像。
圖29A至圖29C示出在成膜時的基板溫度為R.T.且氧氣體流量比為10%的條件下製造的樣本的剖面的EDX面分析影像。圖29A示出Ga原子的EDX面分析影像(在所有的原子中Ga原子所佔的比率為1.18至18.64[atomic%])。圖29B示出In原子的EDX面分析影像(在所有的原子中In原子所佔的比率為9.28至33.74[atomic%])。圖29C示出Zn原子的EDX面分析影像(在所有的原子中Zn原子所佔的比率為6.69至24.99[atomic%])。另外，圖29A、圖29B及圖29C示出在成膜時的基板溫度為R.T.且氧氣體流量比為10%的條件下製造的樣本的剖面中的相同區域。在EDX面分析影像中，由明暗表示元素的比率：該區域內的測定元素越多該區域越亮，測定元素越少該區域就越暗。圖29A至圖29C所示的EDX面分析影像的倍率為720萬倍。
在圖29A、圖29B及圖29C所示的EDX面分析影像中，確認到明暗的相對分佈，在成膜時的基板溫度為R.T.且氧氣體流量比為10%的條件下製造的樣本中確認到各原子具有分佈。在此，著眼於圖29A、圖29B及圖29C所示的由實線圍繞的區域及由虛線圍繞的區域。
在圖29A中，在由實線圍繞的區域內相對較暗的區域較多，在由虛線圍繞的區域內相對較亮的區域較多。另外，在圖29B中，在由實線圍繞的區域內相對較亮的區域較多，在由虛線圍繞的區域內相對較暗的區域較多。
換言之，由實線圍繞的區域為In原子相對較多的區域，由虛線圍繞的區域為In原子相對較少的區域。在圖29C中，在由實線圍繞的區域內，右側是相對較亮的區域，左側是相對較暗的區域。因此，由實線圍繞的區域為以InX2ZnY2OZ2或InOX1等為主要成分的區域。
另外，由實線圍繞的區域為Ga原子相對較少的區域，由虛線圍繞的區域為Ga原子相對較多的區域。在圖29C中，在由虛線圍繞的區域內，左上方的區域為相對較亮的區域，右下方的區域為相對較暗的區域。因此，由虛線圍繞的區域為以GaOX3或GaX4ZnY4OZ4等為主要成分的區域。
如圖29A、圖29B及圖29C所示，In原子的分佈與Ga原子的分佈相 比更均勻，以InOX1為主要成分的區域看起來像是藉由以InX2ZnY2OZ2為主要成分的區域互相連接的。如此，以InX2ZnY2OZ2或InOX1為主要成分的區域以雲狀展開形成。
如此，可以將具有以GaOX3等為主要成分的區域及以InX2ZnY2OZ2或InOX1為主要成分的區域不均勻地分佈而混合的構成的In-Ga-Zn氧化物稱為CAC-OS。
CAC-OS的結晶結構具有nc結構。在具有nc結構的CAC-OS的電子繞射圖案中，除了起因於包含單晶、多晶或CAAC結構的IGZO的亮點(斑點)以外，還出現多個亮點(斑點)。或者，該結晶結構定義為除了出現多個亮點(斑點)之外，還出現環狀的亮度高的區域。
另外，如圖29A、圖29B及圖29C所示，以GaOX3等為主要成分的區域及以InX2ZnY2OZ2或InOX1為主要成分的區域的尺寸為0.5nm以上且10nm以下或者1nm以上且3nm以下。在EDX面分析影像中，以各元素為主要成分的區域的直徑較佳為1nm以上且2nm以下。
如上所述，CAC-OS的結構與金屬元素均勻地分佈的IGZO化合物不同，具有與IGZO化合物不同的性質。換言之，CAC-OS具有以GaOX3等為主要成分的區域及以InX2ZnY2OZ2或InOX1為主要成分的區域互相分離且以各元素為主要成分的區域為馬賽克狀的構成。
在此，以InX2ZnY2OZ2或InOX1為主要成分的區域的導電性高於以GaOX3等為主要成分的區域。換言之，當載子流過以InX2ZnY2OZ2或InOX1為主要成分的區域時，呈現氧化物半導體的導電性。因此，當以InX2ZnY2OZ2或InOX1為主要成分的區域在氧化物半導體中以雲狀分佈時，可以實現高場效移動率(μ)。
另一方面，以GaOX3等為主要成分的區域的絕緣性高於以InX2ZnY2OZ2或InOX1為主要成分的區域。換言之，當以GaOX3等為主要成分的區域在氧化物半導體中分佈時，可以抑制洩漏電流而實現良好的切換工作。
因此，當將CAC-OS用於半導體元件時，起因於GaOX3等的絕緣性及起因於InX2ZnY2OZ2或InOX1的導電性的互補作用可以實現高通態電流(Ion)及高場效移動率(μ)。
另外，使用CAC-OS的半導體元件具有高可靠性。因此，CAC-OS適於顯示器等各種半導體裝置。
由於在半導體層中具有CAC-OS的電晶體中其場效移動率高並驅動能量高，所以藉由將該電晶體用於驅動電路，典型地是生成閘極信號的閘極線驅動電路，可以提供邊框寬度窄(也稱為窄邊框)的顯示裝置。另外，藉由將該電晶體用於供應來自顯示裝置所包括的信號線的信號的信號線驅動電路(尤其是，與信號線驅動電路所包括的移位暫存器的輸出端子連接的解多工器)，可以提供連接於顯示裝置的佈線數少的顯示裝置。
另外，半導體層具有CAC-OS的電晶體像使用低溫多晶矽的電晶體那樣不需要進行雷射晶化製程。由此，即使為使用大面積基板的顯示裝置，也可以減少製造成本。並且，在如超高清(也稱為“4K解析度”、“4K2K”或“4K”)、超高清(也稱為“8K解析度”、“8K4K”或“8K”)等具有高解析度的大型顯示裝置中，藉由將在半導體層具有CAC-OS的電晶體用於驅動電路及顯示部，可以在短時間內進行寫入並降低顯示不良，所以是較佳的。
另外，可以將矽用於電晶體的形成有通道的半導體。作為矽可以使用非晶矽，尤其較佳為使用具有結晶性的矽。例如，較佳為使用微晶矽、多晶矽、單晶矽等。尤其是，多晶矽與單晶矽相比能夠在低溫下形成，並且其場效移動率比非晶矽高，所以多晶矽的可靠性高。
本實施方式所示的底閘極結構的電晶體由於能夠減少製程，所以是較佳的。另外，此時藉由使用非晶矽，可以在比多晶矽低的溫度下形成氧化物半導體，並且作為半導體層下方的佈線或電極的材料及基板材料可以使用耐熱性低的材料，由此可以擴大材料的選擇範圍。例如，可以適當地使用極大面積的玻璃基板等。另一方面，頂閘極型電晶體容易自對準地形成雜質區域，從而可以減少特性的不均勻等，所以是較佳的。此時，尤其較佳為使用多晶矽或單晶矽等。
本實施方式的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。
10‧‧‧顯示裝置
61‧‧‧閘極驅動器
62‧‧‧接收電路
63‧‧‧觸控感測器
64‧‧‧像素
COM-Rx‧‧‧佈線
COM-Tx‧‧‧佈線
GOUT‧‧‧掃描信號

Claims (13)

  1. 一種顯示裝置，包括：閘極驅動器；像素；多個觸控感測器；多個掃描線；以及多個佈線，其中，該多個掃描線連接於該像素，該多個佈線分別連接於該多個觸控感測器，該多個佈線的每一個都位於該多個掃描線中的兩個之間，該閘極驅動器以相同時序向該多個佈線供應掃描信號，並且，不同的位置上的該多個觸控感測器以相同時序檢測多個觸摸。
  2. 根據申請專利範圍第1項之顯示裝置，還包括電晶體，其中該電晶體在半導體層中包含多晶矽。
  3. 根據申請專利範圍第1項之顯示裝置，還包括電晶體，其中該電晶體在半導體層中包含金屬氧化物。
  4. 一種顯示裝置，包括：顯示區域；以及閘極驅動器，其中，該顯示區域包括像素、多個觸控感測器、多個掃描線及多個觸摸用佈線，該多個掃描線連接於該多個觸控感測器，該多個觸摸用佈線分別連接於該多個觸控感測器，該多個觸摸用佈線的每一個都位於該多個掃描線中的兩個之間，該閘極驅動器向該多個掃描線供應第一掃描信號，並且，該閘極驅動器向該多個觸摸用佈線供應用來檢測觸摸的第二掃描信號。
  5. 根據申請專利範圍第1或4項之顯示裝置，其中該像素包括第一顯示元件，並且該第一顯示元件為透過型液晶元件。
  6. 根據申請專利範圍第1或4項之顯示裝置，其中該像素包括第一顯示元件，並且該第一顯示元件為反射型液晶元件。
  7. 根據申請專利範圍第6項之顯示裝置，其中該像素包括該第一顯示元件及第二顯示元件，該第一顯示元件反射可見光，並且該第二顯示元件發射可見光。
  8. 根據申請專利範圍第7項之顯示裝置，其中該第二顯示元件為發光元件。
  9. 根據申請專利範圍第7項之顯示裝置，其中使用該第一顯示元件所反射的第一光和該第二顯示元件所發射的第二光中的一者或兩者顯示影像。
  10. 根據申請專利範圍第7項之顯示裝置，還包括該像素中的電晶體，其中該電晶體在半導體層中包含多晶矽。
  11. 根據申請專利範圍第7項之顯示裝置，還包括該像素中的電晶體，其中該電晶體在半導體層中包含金屬氧化物。
  12. 根據申請專利範圍第4項所述之顯示裝置，還包括連接於電路的多個第二觸摸用佈線，其中，該電路檢測觸摸，並且，該多個第二多個觸摸用佈線分別連接於該多個觸控感測器。
  13. 根據申請專利範圍第12項所述之顯示裝置，其中，該多個觸控感測器的每一個包括在每一該多個觸摸用佈線與該多個第二多個觸摸用佈線之間形成的電容器。
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