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JP6585384B2 - 表示装置 - Google Patents

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Description

本発明の一態様は、表示装置または入出力装置に関する。または、本発明の一態様は、ＥＬ（エレクトロルミネセンス）素子などの発光素子を有する表示装置、及び液晶素子を有する表示装置に関する。
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発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書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、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、撮像装置、電子機器、入力装置、入出力装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
なお、本明細書では、入出力装置をタッチパネルと呼ぶ場合がある。また、入力装置をタッチセンサと呼ぶ場合がある。
アクティブマトリクス型の表示装置として、ＥＬ表示装置が知られている。アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置は、複数の画素により画面が構成され、各画素に、画素回路及びＥＬ素子が設けられている。ＥＬ表示装置では、画素回路により、ＥＬ素子の輝度を制御することで、階調表示が行われている。
各画素に設けられるＥＬ素子の一般的な構造は、光透過性の電極と、光反射性の電極でなる一対の電極間に、発光層が設けられているものである。発光層で生じた光は、光透過性の電極を通過し取り出される。なお、一般的に、ＥＬ素子が形成されている基板側に光を取り出す方式を下面射出方式（ボトムエミッション型）と呼び、ＥＬ素子が形成されている基板と反対側に光を取り出す方式を上面射出方式（トップエミッション型）と呼ぶ。
上面射出方式では、ＥＬ素子が形成されている基板と対向する基板（対向基板）側から光が放出される。このとき、対向基板にカラーフィルタを設け、かつＥＬ素子から白色光を放出させることで、フルカラー表示を実現できる。なお、隣り合う画素同士の漏れ光による表示品位低下を避けるため、ＥＬ素子の非発光領域と重なる領域には、ブラックマトリクスが形成されている。
ＥＬ表示装置は、画面に複数の反射電極を規則的に配列している。そのため、これらの反射電極が鏡のように機能し、画面に像が映り込むという問題がある。また、反射電極が規則的に配列しているために、各反射電極で反射された光が回折および干渉することにより、画面に干渉縞が現れることがある。このような問題点を解消する手段の１つとして、反射電極の表面を凹凸状にすることが挙げられる。そこで、特許文献１、２では、反射電極の表面に凹凸を形成するために、ドット状の凹凸を有する樹脂膜上に、透光性の電極（陰極）、発光層および金属電極（陽極）を順次積層している。
特開２０００−４０５８４号公報 特開２００３−２４３１５２号公報
しかしながら、特許文献１は、映り込み防止の観点ではある程度の効果が見込めるが、樹脂膜の表面に形成されるドットの平面形状は対称性の高い形状であり、干渉縞による表示品位低下が懸念される。
特許文献２は、凹凸形状を不規則に配置して外光の回折光を抑える技術が開示されているが、凹凸の平面形状は対称性の高い丸形状であり、対策が十分であるとはいえない。
また、ブラックマトリクスでの外光の反射による表示品位低下について、対策が必要である。
そこで、本発明の一態様の課題の１つは、画素と画素の間に位置するブラックマトリクスの表面形状の不規則性を高めることで、外光の反射による像の映り込みや、干渉縞の発生を抑制できる表示装置または入出力装置を提供することにある。
さらに、本発明の一態様の課題の１つは、反射電極の表面形状の不規則性を高めることで、外光の反射による像の映り込みや、干渉縞の発生を抑制できる入出力装置を提供することにある。また、本発明の一態様の課題の１つは、反射電極の表面形状の不規則性を高めつつ、大画面化、高精細化が容易な表示装置または入出力装置を提供することにある。
または、本発明の一態様の課題の１つは、新規な表示装置または入出力装置を提供することにある。なお、複数の課題の記載は、互いの課題の存在を妨げるものではない。また、本発明の一態様は、これらの課題の全て解決する必要はない。また、列記した以外の課題が、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、これらの課題も、本発明の一態様の課題となり得る。
本発明の一態様は、第１の基板と、第２の基板と、を有し、第１の基板は、第１の面を有し、トランジスタが、第１の面に設けられ、第２の基板は、第２の面を有し、凸形状を有する第１の構造体と、凸形状を有する第２の構造体と、第１の構造体及び第２の構造体を覆うブラックマトリクスと、が第２の面に設けられ、第１の面と第２の面は対向して設けられ、ブラックマトリクスは、第１の構造体及び第２の構造体の形状を反映した複数の凸部を有し、第１の構造体の平面形状と、第２の構造体の平面形状とは、互いに異なる表示装置である。
また、本発明の一態様は、第１の基板と、第２の基板と、を有し、第１の基板は、第１の面を有し、トランジスタと、絶縁層と、絶縁層上の発光素子と、が第１の面に設けられ、第２の基板は、第２の面を有し、凸形状を有する第１の構造体と、凸形状を有する第２の構造体と、第１の構造体及び第２の構造体を覆うブラックマトリクスと、が第２の面に設けられ、第１の面と第２の面は対向して設けられ、絶縁層は、複数の凹部を有し、ブラックマトリクスは、第１の構造体及び第２の構造体の形状を反映した複数の凸部を有し、第１の構造体の平面形状と、第２の構造体の平面形状とは、互いに異なる表示装置である。
また、本発明の一態様は、第１の基板と、第２の基板と、を有し、第１の基板は、第１の面を有し、トランジスタと、絶縁層と、前記絶縁層上の発光素子と、が第１の面に設けられ、第２の基板は、第２の面を有し、凸形状を有する第１の構造体と、凸形状を有する第２の構造体と、第１の構造体及び第２の構造体を覆うブラックマトリクスと、が第２の面に設けられ、第１の面と第２の面は対向して設けられ、絶縁層は、複数の凹部を有し、発光素子は、第１の電極と、第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に発光材料を含む層と、を有し、第１の電極は、絶縁層が有する複数の凹部の形状を反映した複数の凹部を有し、絶縁層が有する複数の凹部の平面形状は、互いに異なり、ブラックマトリクスは、第１の構造体及び第２の構造体の形状を反映した複数の凸部を有し、第１の構造体の平面形状と、第２の構造体の平面形状とは、互いに異なる表示装置である。
また、本発明の一態様は、第１の基板と、第２の基板と、を有し、第１の基板は、第１の面を有し、トランジスタと、絶縁層と、絶縁層上の第３の電極と、が第１の面に設けられ、第２の基板は、第２の面を有し、凸形状を有する第１の構造体と、凸形状を有する第２の構造体と、第１の構造体及び第２の構造体を覆うブラックマトリクスと、が第２の面に設けられ、第１の面と第２の面は対向して設けられ、第１の基板と、第２の基板の間に、液晶層を有し、絶縁層は、複数の凹部を有し、ブラックマトリクスは、第１の構造体及び第２の構造体の形状を反映した複数の凸部を有し、第１の構造体の平面形状と、第２の構造体の平面形状とは、互いに異なる表示装置である。
また、本発明の一態様は、上記の表示装置と、検知素子とを有し、検知素子は、第２の面に設けられ、検知素子は、第１の導電層と、第２の導電層と、誘電体層と、を有し、誘電体層は、第１の導電層と、第２の導電層の間に設けられた、入出力装置である。
また、本発明の一態様は、上記の表示装置と、入力装置とを有し、入力装置は、第２の面に設けられ、入力装置は、検知素子及び第２のトランジスタを有し、検知素子は、第１の導電層と、第２の導電層と、誘電体層と、を有し、誘電体層は、第１の導電層と、第２の導電層の間に設けられ、第２のトランジスタ及び検知素子は互いに電気的に接続された、入出力装置である。
また、上記の形態において、第１の画素と、第２の画素と、を有し、第１の画素における凹部の平面形状は、第２の画素における凹部の平面形状を９０°回転させた形状である表示装置、または入出力装置としてもよい。
また、上記の形態において、凹部の一つの平面形状は、回転対称性を有しない構成としてもよい。
また、上記の形態において、第１の構造体と、第２の構造体とは、互いに連続する部分を有してもよい。
上記の形態において、第１の構造体、及び第２の構造体は、厚さが０．２μｍ以上３μｍ以下である領域を有する構成とすることができる。
また、上記の形態において、凸部の傾斜角度が２°以上８０°以下である部分を有する構成とすることができる。
また、上記の形態において、第１の構造体の厚さが、第２の構造体の厚さと異なる構成としてもよい。
また、上記の形態において、第１の構造体及び第２の構造体は、ブラックマトリクスよりも高い屈折率を有する領域を有する構成としてもよい。
また、上記の形態において、第１の構造体及び第２の構造体は、ブラックマトリクスと同じ材料を含む構成としてもよい。
また、上記の形態において、第３の画素と、第４の画素と、を有し、第３の画素と第１の構造体とは、互いに重なる領域を有し、第４の画素と第２の構造体とは、互いに重なる領域を有し、第１の構造体の平面形状は、第２の構造体の平面形状を９０°回転させた形状である構成としてもよい。
また、上記の形態において、第１の構造体の平面形状、または第２の構造体の平面形状は、回転対称性を有しない構成としてもよい。
また、上記の入出力装置において、第３の導電層が第２の面に設けられ、第３の導電層は、第１の導電層及び第２の導電層の少なくともいずれか一方と電気的に接続し、第３の導電層の一部はブラックマトリクスと第１の基板の間に位置する構成としてもよい。
本発明の一態様により、ブラックマトリクスの表面形状の不規則性を高めることで、外光の反射による表示品位の低下や干渉縞の発生を抑制した表示装置または入出力装置を提供することができる。
また、本発明の一態様により、反射電極の表面形状の不規則性を高めることで、外光の反射による像の映り込みや、干渉縞の発生を抑制できる表示装置または入出力装置を提供することができる。本発明の一態様により、反射電極の表面形状及びブラックマトリクスの表面形状の不規則性を高めつつ、大画面化、高精細化が容易な表示装置または入出力装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な表示装置または入出力装置を提供することができる。なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
表示装置の構成の一例を示す断面図。 凸部を有するブラックマトリクスの一例を示す上面図及び断面図。 凹部を有する反射電極の構成の一例を示す上面図、断面図、及び凹部の平面形状の一例を示す上面図。 表示装置の構成の一例を示す断面図。 表示装置の構成の一例を示す断面図。 タッチパネルの構成の一例を示す斜視図。 タッチパネルの構成の一例を示す断面図。 タッチパネルの構成の一例を示す断面図。 タッチパネルの構成の一例を示す断面図。 タッチパネルの構成の一例を示す断面図。 タッチパネルが有する構成のブロック図及び回路図。 タッチパネルが有する構成の回路図及び概略図。 タッチパネルが有する構成の回路図。 表示装置の構成の一例を示す断面図。 表示装置の構成の一例を示す断面図。 表示装置の構成の一例を示す断面図。 表示装置の構成の一例を示す断面図。 表示装置の構成の一例を示す断面図。 表示装置の構成の一例を示す断面図。 画素回路の構成の一例を示す回路図及び画素回路の平面レイアウトの一例を示す平面図。 画素回路の作成方法の一例を示す平面図。 画素回路の作成方法の一例を示す平面図。 画素回路の作成方法の一例を示す平面図。 凹部の配置の一例を示す平面図及び凸部の配置の一例を示す平面図。 凹部及び凸部の形成方法を説明する図。 電子機器の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。 外光反射の観察結果。 外光の反射率測定結果。 外光の反射率測定結果。
以下に、図面を用いて、本発明の実施の形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、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。
また、発明の実施の形態の説明に用いられる図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
なお、本明細書において、半導体装置とは半導体素子（トランジスタ、ダイオード等）を含む回路、及び同回路を有する装置をいう。また、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般をいう。例えば、集積回路、集積回路を備えたチップ、表示装置、発光装置、照明装置及び電子機器等は、半導体装置を有している場合がある。
なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、または、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
（実施の形態１）
図１乃至図３を用いて、本発明の実施の形態の一例として、ＥＬ表示装置について説明する。
図１は、ＥＬ表示装置１００の構成の一例を示す断面図である。ＥＬ表示装置１００は、素子基板１０１、及び、対向基板１０２を有する。なお、ここでは、ＥＬ表示装置１００は、発光素子１０５で発した光１０６を対向基板１０２側から取り出す、トップエミッション型としている。
［素子基板の構成例］
素子基板１０１は、基板１０７上に形成されたトランジスタ層１０３と、トランジスタ層１０３上に形成された発光素子１０５とを含む。トランジスタ層１０３には、画素領域及びドライバを構成するトランジスタ、容量素子、配線群などが設けられている。図１では、代表的に、画素回路のトランジスタ１０９を示している。
トランジスタ１０９の構成に特段の制約はなく、素子基板１０１に形成される回路の特性に適したトランジスタが選択される。トランジスタ１０９としては、図１に示すようにボトムゲート構造でよいし、トップゲート構造でもよい。また、トランジスタ１０９を構成する半導体層としては、アモルファスシリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコン、酸化物半導体でなる単層構造または多層構造の半導体膜を用いることができる。
ここで、トランジスタ層１０３には、基板側から順に、第１の絶縁層１２１、ゲート電極１２２、ゲート絶縁層１２３、半導体層１２４、ソース電極及びドレイン電極１２５、第２の絶縁層１２６、第３の絶縁層１２７が形成されている。
第１の絶縁層１２１は、単層構造の膜であっても、２層以上の積層膜であってもよく、その厚さは特に限定されない。また、第１の絶縁層１２１は上面が平坦であると好ましい。第１の絶縁層１２１を構成する絶縁膜としては、例えば、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、シロキサン系樹脂等でなる絶縁膜があげられる。なお、第１の絶縁層１２１は、基板１０７に含まれる不純物が半導体層１２４へ拡散するのを防ぐ、ブロッキング層としての機能を有することが好ましい。
ゲート電極１２２は、モリブデン、チタン、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、クロム、ネオジム、スカンジウムから選ばれた元素を含む金属膜、または上述した元素を成分とする金属窒化物膜（窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、窒化タングステン膜）等を用いることができる。また、前述の金属膜や金属窒化物膜を積層して形成することができる。例えば、窒化タングステンの上にタングステン（Ｗ）を積む積層構造や、モリブデン（Ｍｏ）の上にアルミニウム（Ａｌ）、Ｍｏを積む積層構造、銅（Ｃｕ）の上にチタン（Ｔｉ）を積む積層構造、窒化モリブデンの上にＭｏを積む積層構造などを用いることができる。
ゲート絶縁層１２３の材料としては、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、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、酸化ガリウム、酸化ゲルマニウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化ハフニウムおよび酸化タンタルなどを用いることができる。なお、ゲート絶縁層１２３は、上記材料の積層であってもよい。ゲート絶縁層１２３は、スパッタ法、ＣＶＤ法、ＭＢＥ法、ＡＬＤ法またはＰＬＤ法などを用いて形成することができる。
半導体層１２４としては、アモルファスシリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコン、酸化物半導体でなる単層構造または多層構造の半導体膜を用いることができる。半導体層１２４に酸化物半導体膜を用いる場合、少なくともインジウム（Ｉｎ）あるいは亜鉛（Ｚｎ）を含むことが好ましい。また、該酸化物半導体膜を用いたトランジスタの電気的特性のばらつきを減らすためのスタビライザーとして、それらに加えてガリウム（Ｇａ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてスズ（Ｓｎ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてハフニウム（Ｈｆ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてアルミニウム（Ａｌ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてジルコニウム（Ｚｒ）を含むことが好ましい。
また、他のスタビライザーとして、ランタノイドである、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）のいずれか一種または複数種を含んでいてもよい。
例えば、酸化物半導体として、酸化インジウム、酸化ガリウム、酸化スズ、酸化亜鉛、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、Ｓｎ−Ｚｎ酸化物、Ａｌ−Ｚｎ酸化物、Ｚｎ−Ｍｇ酸化物、Ｓｎ−Ｍｇ酸化物、Ｉｎ−Ｍｇ酸化物、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物（ＩＧＺＯとも表記する）、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ酸化物、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｅｕ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｇｄ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｈｏ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｙｂ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ酸化物を用いることができる。
ソース電極及びドレイン電極１２５は、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、カドミウム（Ｃｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、バリウム（Ｂａ）等の金属又はその合金、若しくはその金属窒化物、又はこれらの積層膜を用いることができる。特に、銅の上にチタンを形成した積層膜やチタンの上に銅を形成した積層膜や、チタン、アルミニウム、チタンの順で積層した積層膜などが好ましい。
第２の絶縁層１２６は、酸化絶縁膜を用いることが好ましい。酸化絶縁膜は化学量論的組成よりも過剰に酸素を含む領域（酸素過剰領域）を含むことが好ましく、例えば、化学量論的組成よりも過剰に酸素を含む領域（酸素過剰領域）を含む酸化シリコン膜又は酸化窒化シリコン膜とすることができる。
第３の絶縁層１２７は、窒化絶縁膜を用いることが好ましい。窒化絶縁膜として、例えば窒化シリコン膜又は窒化酸化シリコン膜などが挙げられる。
トランジスタ層１０３は、絶縁層１２８で覆われている。絶縁層１２８上に、反射電極層１１１、発光層１１３および透光性電極層１１２が積層されている。これらの積層体により、発光素子１０５が構成される。反射電極層１１１は、第２の絶縁層１２６、第３の絶縁層１２７、及び絶縁層１２８に形成された開口によりトランジスタ１０９に接続されている。反射電極層１１１は、発光素子１０５の陽極として機能する導電層である。また、透光性電極層１１２は発光素子１０５の陰極として機能する導電層である。
発光層１１３は、発光材料を含む層である。発光材料としては、例えば発光性の有機化合物が挙げられる。発光性の有機化合物としては、蛍光性化合物（例えば、クマリン５４５Ｔ）や、燐光性化合物（例えば、トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）、略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）等がある。発光性の有機化合物に燐光性化合物を用いると、発光素子１０５の発光効率を高められるため好ましい。
発光素子１０５は、反射電極層１１１と透光性電極層１１２の間に発光層１１３以外の層を有してもよい。発光素子１０５は、発光性の有機化合物を含む発光層を少なくとも１つ以上備えていればよく、発光層以外の層と積層された構造であっても良い。発光層以外の層としては、例えば正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔輸送性に乏しい（ブロッキングする）物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、並びにバイポーラ性（電子および正孔の輸送性の高い）の物質等を含む層が挙げられる。
絶縁層１２８の一部の表面に複数の凹部が不規則に形成される。反射電極層１１１は、絶縁層１２８の表面に接して形成されているため、その表面には、絶縁層１２８の表面の凹凸を反映した複数の凹部が形成される。反射電極層１１１の表面に複数の凹部を不規則に形成することで、画素領域の複数の反射電極層１１１で反射された光が干渉することを抑制することができる。
絶縁層１２８は、第１の絶縁層１２１と同様に形成することができる。ここでは、絶縁層１２８の表面に複数の凹部を形成するため、絶縁層１２８は、加工が容易な感光性樹脂材料（フォトポリマー、感光性アクリル、感光性ポリイミドなど）で作製することが好ましい。
反射電極層１１１は、単層構造であっても、複数の膜を積層した積層構造であってもよく、その厚さは特に限定されない。反射電極層１１１は、光１０６を反射することができる光反射性の導電膜を少なくとも１層含む。例えば、光反射性の導電膜としては、モリブデン、チタン、タンタル、タングステン、アルミニウム、銀、銅、クロム、ネオジム、スカンジウム等などの金属膜、またはこれらの金属を含む合金膜等を用いることができる。
アルミニウムを含む合金としては、アルミニウム−ニッケル−ランタン合金、アルミニウム−チタン合金、アルミニウム−ネオジム合金等を挙げることができる。また、銀を含む合金としては、銀−ネオジム合金、マグネシウム−銀合金等を挙げることができる。また、金、銅を含む合金を用いることができる。また、光反射性の導電膜として、金属窒化物を用いることができる。具体的には、窒化チタン、窒化モリブデン、窒化タングステン等でなる金属窒化物膜を用いることができる。
例えば、反射電極層１１１としては、アルミニウム−ニッケル−ランタン合金を含む膜上にチタン膜を積層した２層構造の膜を形成することができる。
また、反射電極層１１１として、光反射性導電膜上に、可視光を透過する透光性導電膜を積層した積層膜を形成してもよい。透光性導電膜としては、例えば酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物（ＩＴＯと呼ばれる）、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物等の金属酸化物を含む膜を挙げることができる。
素子基板１０１において、絶縁層１２８上には、絶縁層１２９が形成される。絶縁層１２９には開口１３０が形成されており、開口１３０において、反射電極層１１１、発光層１１３、透光性電極層１１２が積層している領域が、発光素子１０５として機能する。なお絶縁層１２９は、隣接する画素の発光素子１０５を区分する隔壁として機能する。
絶縁層１２９上に、絶縁層１３１が形成される。絶縁層１３１は、素子基板１０１と対向基板１０２間のギャップを維持するスペーサの機能を有する。
絶縁層１２９および絶縁層１３１は、単層構成であっても、２層以上の積層構造であってもよく、その厚さは特に限定されない。絶縁層１２９および絶縁層１３１としては、フォトポリマー、感光性アクリル、感光性ポリイミド等の感光性樹脂材料で形成することが好ましい。また、絶縁層１３１としては、ＣＶＤ法やスパッタ法などにより形成することのできる酸化シリコン膜等の無機絶縁材料で形成してもよい。
絶縁層１２９および絶縁層１３１を覆って、画素領域全体に、発光層１１３および透光性電極層１１２が積層して設けられる。ここでは、発光素子１０５は、すべての画素において同じ波長域の光を発する構造とする。具体的には、発光素子１０５は白色発光する。
透光性電極層１１２は、単層構造でも積層構造でもよく、可視光を透過する透光性導電膜で形成される。可視光を透過する導電膜としては、例えば酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物等の金属酸化物を含む膜を挙げることができる。また、光を透過する程度に薄い（好ましくは、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下程度の）金属（銀等）膜を用いることもできる。
また、透光性電極層１１２の代わりに、光反射性と光透過性の両方の性質を有する半透光性電極層（半反射電極層とも呼ぶ。）を設けてもよい。半透光性電極層は、例えば、薄い金属膜（好ましくは２０ｎｍ以下、更に好ましくは１０ｎｍ以下）と上記の透光性の金属酸化物膜との積層膜で形成できる。薄い金属膜としては、銀、マグネシウム、またはこれらの金属材料を含む合金でなる単層構造または積層構造の膜を用いることができる。
半透光性電極層を用いることで、発光素子１０５をマイクロキャビティ構造とすることができる。マイクロキャビティ構造では、発光層１１３での発光の一部が、反射電極層１１１と半透光性電極層との間で繰り返し反射されるため、特定の波長域の光を干渉により、その強度を高めて取り出すことができる。
［対向基板の構成例］
対向基板１０２には、基板１０８、複数の構造体１８０、ブラックマトリクス１８６、カラーフィルタ１８１、１８２、１８３、及びオーバーコート１８４が設けられている。なお、対向基板１０２のカラーフィルタのある側と反対側の面には反射防止フィルム（ＡＲフィルム）１８７が設けられている。ここで、対向基板１０２と反射防止フィルム１８７とを分けて記載しているのは、通常、反射防止フィルム１８７は基板分断後に貼り付けられるためである。
基板１０８には、複数の構造体１８０が形成されている。各々の構造体１８０は、凸形状を有していることが好ましい。複数の構造体１８０は単層構成であっても、２層以上の積層構造であってもよい。複数の構造体１８０としては、フォトポリマー、感光性アクリル、感光性ポリイミド等の感光性樹脂材料で形成することが好ましい。また、複数の構造体１８０としては、ＣＶＤ法やスパッタ法などにより形成することのできる酸化シリコン膜等の無機絶縁材料で形成してもよい。
複数の構造体１８０と接して、ブラックマトリクス１８６が形成されている。なお、ブラックマトリクスは遮光層と呼ばれることもある。ブラックマトリクス１８６は、基板１０８を通過してＥＬ表示装置１００内部に侵入する光を遮光する機能を有する。また、ブラックマトリクス１８６は、発光層１１３から放出される光の一部を遮断し、隣り合う画素間の干渉を低減する機能を有する。ブラックマトリクス１８６は、単層構造であっても、２層以上の積層構造であってもよい。ブラックマトリクス１８６を構成する膜としては、例えば、クロム、チタン、ニッケル、またはカーボンブラックを分散した高分子材料等でなる膜があげられる。
ブラックマトリクス１８６に隣接して、カラーフィルタ１８１乃至１８３が形成されている。カラーフィルタ１８１乃至１８３は、発光層１１３で発した光（白色光）を、異なる色の光に変換するための光学フィルター層である。例えば、カラーフィルタ１８１乃至１８３を、赤色、緑色、および青色のカラーフィルタとすることで、ＥＬ表示装置１００においてフルカラー表示が行える。なお、基板１０７側に、カラーフィルタを形成してもよい。
オーバーコート１８４は、対向基板１０２表面の平坦化と不純物（代表的には水および／または酸素）の拡散を防ぐ機能を有する。オーバーコート１８４は、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等で形成することができる。
また、対向基板１０２に、発光素子１０５の劣化を防止するため乾燥剤を取り付けてもよい。また、同様の理由で、基板１０７と基板１０８の間の空間１０４には、窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性気体を充填する、または樹脂材料などの固体物質を充填するとよい。また、空間１０４に透光性電極層１１２より高い屈折率を有する物質（樹脂等）を充填することで、透光性電極層１１２と空間１０４との界面での全反射を低減することができ、光１０６の取り出し効率を向上させることができる。
基板１０７は、素子基板１０１の作製工程に耐えられる程度の耐熱性を備えた基板を用いることができ、基板１０８は、対向基板１０２の作製工程に耐えうる耐熱性を備えた基板を用いることができる。
基板１０７および基板１０８に適用可能な基板としては、例えば、無アルカリガラス基板、バリウムホウケイ酸ガラス基板、アルミノホウケイ酸ガラス基板、セラミック基板、石英基板、サファイア基板、金属基板、ステンレス基板、プラスチック基板、ポリエチレンテレフタレート基板、ポリイミド基板等が挙げられる。
また、素子基板１０１、対向基板１０２の作製時に使用した支持基板（ガラス基板など）を剥離して、接着層により可撓性基板を取り付けてもよい。可撓性基板としては、代表的にはプラスチック基板をその例に挙げる事ができる他、厚さが２０μｍ以上５０μｍ以下の薄いガラスや、金属箔などを用いることもできる。基板１０７、基板１０８を可撓性基板とすることで、ＥＬ表示装置１００自体を曲げることが可能になる。
つまり、本明細書等において、様々な基板を用いて、トランジスタを形成することが出来る。基板の種類は、特定のものに限定されることはない。その基板の一例としては、半導体基板（例えば単結晶基板又はシリコン基板）、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、以下のものがあげられる。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に代表されるプラスチックがある。または、一例としては、アクリル等の合成樹脂などがある。または、一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどがある。または、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。特に、半導体基板、単結晶基板、又はＳＯＩ基板などを用いてトランジスタを製造することによって、特性、サイズ、又は形状などのばらつきが少なく、電流能力が高く、サイズの小さいトランジスタを製造することができる。このようなトランジスタによって回路を構成すると、回路の低消費電力化、又は回路の高集積化を図ることができる。
また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、トランジスタを形成してもよい。または、基板とトランジスタの間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に半導体装置を一部あるいは全部完成させた後、基板より分離し、他の基板に転載するために用いることができる。その際、トランジスタは耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも転載できる。なお、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造の構成や、基板上にポリイミド等の有機樹脂膜が形成された構成等を用いることができる。
つまり、ある基板を用いてトランジスタを形成し、その後、別の基板にトランジスタを転置することで、別の基板上にトランジスタを配置してもよい。トランジスタが転置される基板の一例としては、上述したトランジスタを形成することが可能な基板に加え、紙基板、セロファン基板、アラミドフィルム基板、ポリイミドフィルム基板、石材基板、木材基板、布基板（天然繊維（絹、綿、麻）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、又はゴム基板などがある。これらの基板を用いることにより、特性のよいトランジスタの形成、消費電力の小さいトランジスタの形成、壊れにくい装置の製造、耐熱性の付与、軽量化、又は薄型化を図ることができる。
以下より、図２（Ａ）乃至図２（Ｅ）を用いて、凸部を有するブラックマトリクスの構成をより詳細に説明する。
［ブラックマトリクスの構成例］
図２（Ａ）は、ブラックマトリクス１８６の構成の一例を示す平面図であり、図２（Ｂ）は、同断面図である。また、図２（Ｃ）乃至図２（Ｅ）はブラックマトリクス１８６の別の形態の一例を示す断面図である。
図２（Ａ）は、基板１０８上に形成された複数の構造体１８０と、ブラックマトリクス１８６と、カラーフィルタ１８１、１８２、１８３の平面形状及び配置を示している。なお、図２（Ａ）は基板１０８をブラックマトリクス１８６などが形成されていない面（裏面）側から見た図である。
図２（Ａ）の一点鎖線Ｘ−Ｙにおける断面図を図２（Ｂ）に示す。図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ブラックマトリクス１８６は、第１の構造体１８０ａ、第２の構造体１８０ｂを含む複数の構造体１８０を覆って形成されている。そのため、ブラックマトリクス１８６は、複数の構造体１８０の形状を反映して、表面に複数の凸部が形成されている。また、図２（Ｂ）に示すように、第１の構造体１８０ａが有する凸形状の平面形状と、第２の構造体１８０ｂが有する凸形状の平面形状とは、互いに異なる。すなわち、複数の構造体１８０は不規則な平面形状を有しているため、ブラックマトリクス１８６の複数の凸部も不規則な平面形状を有している。
構造体１８０の平面形状は、円や正多角形のような回転対称性を有する形状ではないことが好ましい。特に不規則な平面形状とすることで、外光の反射光による干渉縞を低減することができる。ここで、不規則な平面形状とは、例えば、まだら模様、蛇柄、豹柄、マーブル模様などがある。
また、複数の構造体１８０は、図２（Ｃ）に示すように互いにつながっていてもよい。複数の構造体が互いに連続した領域を有することで、この上方に形成されるブラックマトリクス１８６の被覆性を高めることができる。またこのとき、構造体１８０にブラックマトリクス１８６と同一の材料を用いた場合には、構造体１８０自体を遮光層として機能させることができる。また、複数の構造体１８０が、図２（Ｂ）に示すように島状であることがより好ましい。複数の構造体１８０を島状に形成することで、ブラックマトリクス１８６が有する複数の凸部も島状となり、干渉縞を抑制する効果を高めることができる。
なお、構造体１８０の一つの凸部の高さ（最も厚い部分の厚さ）は、０．２μｍ以上３μｍ以下が好ましく、より好ましくは１μｍ以上２μｍ以下である。
また、構造体１８０は、端部から緩やかに厚さが増大するようなテーパ形状を有していることが好ましい。構造体１８０がテーパ形状を有することで、その上方に形成されるブラックマトリクス１８６の被覆性を高めることができる。この時、構造体１８０の傾斜角（テーパ角）の大きさは、２°以上８０°以下とすればよく、好ましくは５°以上６０°以下、より好ましくは１０°以上４５°以下とすればよい。
図２（Ｄ）は、第１の構造体１８０ａと、第２の構造体１８０ｂとが、異なる高さで形成されている例を示している。このように、高さの異なる構造体を設けることにより、ブラックマトリクス１８６の凸部の高さを、領域によって異ならせることができる。その結果、干渉縞を抑制する効果を高めることができる。
図２（Ｅ）は、第１の構造体１８０ａ及び第２の構造体１８０ｂを、ブラックマトリクス１８６と屈折率の異なる材料用いて形成した例を示している。特に、該材料の屈折率がブラックマトリクス１８６の屈折率より大きいことが好ましい。なお、第１の構造体１８０ａ及び第２の構造体１８０ｂは、ブラックマトリクス１８６と同じ材料で形成してもよい。
また、一の画素と重なる構造体１８０は、他の画素と重なる構造体１８０の並進操作及び回転操作によって得られる平面形状とすることが好ましい。例えば、一の画素と重なる構造体１８０の平面形状が、他の画素と重なる構造体１８０の平面形状を９０°回転させた形状であることが好ましい。
続いて、図３（Ａ）、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）を用いて、反射電極の構成をより詳細に説明する。
［反射電極層（反射電極）の構成例］
図３（Ａ）は、反射電極層１１１の構成の一例を示す平面図であり、図３（Ｂ）は、同断面図である。また、図３（Ｃ）は、反射電極層１１１の表面に形成される凹部の平面形状の一例を示す平面図である。
反射電極層１１１は、絶縁層１２８の形状を反映して、複数の凹部１４１が形成されている。なお、図３（Ａ）に示すように、絶縁層１２８の一部の領域１４０に、複数の凹部１４１が形成される。ここでは、絶縁層１２８の、発光素子１０５が積層される領域のみに凹部１４１を形成している。領域１４０は、絶縁層１２９の開口１３０が形成される領域を全て含んでいる。
また、絶縁層１２８には開口１４２が形成され、開口１４２において反射電極層１１１がトランジスタ１０９に接続される（図１参照）。ここでは、領域１４０に開口１４２が含まれないようにし、開口１４２での反射電極層１１１とトランジスタ１０９との接続不良が起きないようにしている（図１、図３（Ａ）参照）。
なお、凹部１４１により、反射電極層１１１の表面は曲面となることが好ましい。それは、反射電極層１１１の表面における高低差が大きすぎると、その表面に発光層１１３を形成することが困難になるため、また、光１０６を基板１０８の外部に取り出す効率が低下してしまうためである。そのため、凹部１４１の深さＤ１は、例えば、０．２μｍ以上１．５μｍ以下とすればよく、０．２μｍ以上１．２μｍ以下が好ましい。
また凹部１４１の傾斜角θ１の大きさは、２°以上１５°以下とすればよく、２°以上１２°以下が好ましい。
図３（Ｂ）を用いて、凹部１４１の深さＤ１および傾斜角θ１について説明する。深さＤ１は、凹部１４１において、絶縁層１２８が最も厚い部分（これを凹部の山と呼ぶ）の厚さＨ１と、最も薄い部分（これを、凹部の谷と呼ぶ。）の厚さＨ２の差から算出できる。つまり、Ｄ１＝Ｈ１−Ｈ２である。
傾斜角θ１は、反射電極層１１１の断面における補助線Ｌ０１と補助線Ｌ０２が成す角をいう。反射電極層１１１の断面において、補助線Ｌ０１は、凹部１４１の谷を通る基板１０７の表面と平行な直線である。また、補助線Ｌ０２は、凹部１４１の山とその谷を通る直線である。
また、凹部１４１の平面形状の大きさは、領域１４０（反射電極層１１１）のサイズにもよるが、５μｍ以上３０μｍ以下とすればよい。なお、凹部１４１の大きさは、図３（Ｃ）に示すように、凹部１４１の外接円Ｃｉｒ０１の直径φ１で規定することができる。また、反射電極層１１１の断面において、凹部１４１の山と山の間隔で規定することができる。凹部１４１が小さすぎると、反射電極層１１１の表面で光１０６が散乱されてしまい、光１０６の取り出し効率が低下してしまう。また、大きすぎると、干渉縞を抑制する効果が得にくくなる。
なお、凹部１４１ａのように、領域１４０の境界を含む凹部１４１は、その大きさが１０μｍ以下であってもよい。１つの反射電極層１１１において、領域１４０に形成される複数の凹部１４１の内、その大きさが１０μｍを超え、かつ３０μｍ未満である割合が６０％以上であればよい。
また、図３（Ａ）に示すように、複数の凹部１４１は、その形状や大きさはそれぞれ異なるが、複数の反射電極層１１１において、同様の密度で凹部１４１が配置されることが好ましい。例えば、領域１４０（もしくは、開口１３０）の面積に対して、凹部１４１の面積の合計の割合が３０％以上７０％以下とすればよく、その割合は、４０％以上６０％以下であることが好ましい。
図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）に示すように、反射電極層１１１の表面に、形状および大きさの異なる複数の凹部１４１を設けることで、反射電極層１１１の表面の凹凸を不規則に変化させることができる。そのため、画素領域において、複数の反射電極層１１１による反射光が干渉して、ＥＬ表示装置１００の画面に干渉縞が現れにくくすることができる。
なお、反射電極層１１１の厚さは例えば数百ｎｍ程度であるため、上述したように凹部１４１を形成するためには、絶縁層１２８に形成される凹部が、凹部１４１と同様な形状であればよい。よって、図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）を用いて説明した凹部１４１の形状を、絶縁層１２８に形成される凹部に適用することができる。
反射電極層１１１の表面を凹凸形状にする手段は、絶縁層１２８の表面に複数の凹部を形成する手段に限定されるものではない。平坦な表面を有する絶縁層１２８上に、反射電極層１１１を構成する導電膜を形成し、その表面に複数の凹部または複数の凸部を形成してもよい。
本実施の形態により、発光素子の反射電極の表面形状の不規則性を高めることができるため、ＥＬ表示装置の画面での外光反射による像の映り込みや、干渉縞を抑制することが可能である。また、ブラックマトリクスの表面に凸部を設けることで、外光下での像の映り込みや、干渉縞を低減することができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態２）
本実施の形態では、アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の詳細な構成について説明する。
図４及び図５は、ＥＬ表示装置の構成の一例を示す断面図であり、図２０（Ａ）は、画素回路の構成の一例を示す回路図であり、図２０（Ｂ）は、同平面レイアウト図である。
図４に示すように、ＥＬ表示装置２６０は、ＥＬ表示装置１００（図１）と同様の構成を有しており、素子基板２０１および対向基板２０２を有する。シール部材（図示せず）により素子基板２０１上に、対向基板２０２が固定されている。ＥＬ表示装置２６０は、ＥＬ表示装置１００と同様に、トップエミッション構造であり、画素領域の光２００を対向基板２０２側から射出する。
また、画素領域に設けられる発光素子は、白色発光できるように発光層を設けており、対向基板２０２にカラーフィルタを設けることで、フルカラー表示を行うことができる。なお、フルカラー表示の方法は、これに限定されるものではない。
また、素子基板２０１に形成される回路は、単一導電型のトランジスタで形成されており、本実施の形態では、すべてｎチャネル型トランジスタとする。また、本実施の形態では、素子基板２０１に形成されるトランジスタを酸化物半導体層にチャネルが形成されるトランジスタとする。以下、このようなトランジスタをＯＳトランジスタと呼ぶこととする。
［画素回路の構成例］
ＥＬ表示装置の画素領域には、複数のゲート線３０１（以下、ＧＬ３０１とも呼ぶ。）、および複数のソース線３２１（以下、ＳＬ３２１とも呼ぶ。）、電源線３０２（以下、ＡＮＬ３０２とも呼ぶ。）および、電源線３２２（以下、ＰＶＬ３２２とも呼ぶ。）が形成されている。
画素回路２３０は、発光素子ＥＤ１（以下、ＥＤ１とも呼ぶ。）、３つのトランジスタ（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）および１つの容量素子Ｃｐ１を有する（図２０（Ａ）参照）。トランジスタＭ１は、画素回路２３０とＳＬ３２１との導通を制御するスイッチである。トランジスタＭ１のゲートは、ＧＬ３０１に接続され、ドレインはＳＬ３２１に接続され、ソースは、トランジスタＭ２のゲートに接続されている。トランジスタＭ２は、ＥＤ１の電流源として機能する。トランジスタＭ２は、ドレインがＡＮＬ３０２に接続され、ソースがＥＤ１の陽極に接続されている。容量素子Ｃｐ１は、トランジスタＭ２のゲートとＥＤ１の陽極間に接続されている。トランジスタＭ３は、トランジスタＭ１がオン状態である時、ＥＤ１の陽極の電圧を一定にする機能を有する。トランジスタＭ３は、ゲートがＧＬ３０１に接続され、ドレインがＥＤ１の陽極に接続され、ソースがＰＶＬ３２２に接続されている。
なお、ここでは、画素回路２３０の機能を理解しやすくするため、トランジスタＭ１−Ｍ３のソース、ドレインを区別することにする。しかしながら、トランジスタのソース、ドレインは、トランジスタに供給される電圧によりその機能が入れ替わる場合がある。したがって、本発明の形態において、トランジスタのソースとドレインの区別は、本実施の形態での記載に限定されるものではない。ここでは、ｎチャネル型トランジスタで回路を構成するため、ハイレベルの信号および高電源電圧が主として入力される端子（電極）をドレインと呼び、ローレベルの信号および低電源電圧が主として入力される端子（電極）をソースと呼ぶことにしている。
ここでは、ＥＤ１の陰極、ＡＮＬ３０２、およびＰＶＬ３２２には、電源電圧として一定電圧が供給される。ＡＮＬ３０２には、高電源電圧として、正の電圧が供給され、ＥＤ１の陰極及びＰＶＬ３２２は、低電源電圧として負の電圧が供給される。なお、ＥＤ１の陰極に供給される電源電圧は、ＰＶＬ３２２に供給される電源電圧よりも低くしている。
ＥＬ表示装置２６０の全ての画素回路２３０において、ＥＤ１は、白色発光する発光素子とし、カラーフィルタ基板に、ＲＧＢ（赤・緑・青）のカラーフィルタを設けることで、フルカラー表示を行う。そのため、単位画素（Ｐｉｘ）は、ＲＧＢに対応して、同じ行に隣接して設けられる３つの画素回路２３０で構成される。図２０（Ｂ）は、単位画素の平面レイアウトに対応する。また、図４はＥＬ表示装置２６０の断面として、画素回路２３０の断面を示している。なお、図４は、画素回路２３０を特定の切断線で切った断面図ではなく、画素回路２３０の積層構造を説明するための図である。図４には、トランジスタＭ２、容量素子Ｃｐ１およびＥＤ１を示している。
［素子基板の作製方法例］
以下、図４及び図２０（Ａ）乃至図２３（Ｂ）を参照して、画素回路２３０の構成、およびその作製方法を説明する。なお、素子基板２０１には、画素回路２３０の作製工程により、ソースドライバ及びゲートドライバも同時に作製される。そのため、画素回路２３０と同様な構成のトランジスタや容量素子が、ドライバに形成される。素子基板２０１は、素子基板１０１と同様に作製することができる。
〔トランジスタ、および容量素子〕
まず、基板４０１上に、第１層の配線／電極（ＧＬ３０１、ＡＮＬ３０２、電極３０３）を形成する（図２１（Ａ）参照）。電極３０３は、トランジスタＭ２のゲート電極、および容量素子Ｃｐ１の端子（電極）を構成する。第１層の配線／電極（３０１、３０２、３０３）は、１層または２層以上の導電膜で形成される。このような導電膜としては、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、およびタングステン等の金属膜、これら金属膜に他の金属元素を添加した膜、これら金属元素を１種または複数含む合金、または化合物でなる膜等を用いることができる。例えば、スパッタ法により、厚さ１８０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下のタングステン膜を形成し、フォトリソグラフィ工程とエッチング工程により、このタングステン膜を加工して、第１層の配線／電極（３０１−３０３）を形成する。
次に、第１層の配線／電極（３０１−３０３）を覆う絶縁層３５１を形成する（図４）。絶縁層３５１は、トランジスタＭ１−Ｍ３のゲート絶縁層を構成する。絶縁層３５１は、単層構造でも積層構造でもよい。絶縁層３５１を構成する膜としては、酸化シリコン、酸化アルミニウム、および酸化ハフニウム等の酸化物でなる膜、窒化シリコン、窒化アルミニウム等の窒化物でなる膜、酸化窒化シリコン、酸化窒化アルミニウムなどの酸化窒化物でなる膜、窒化酸化シリコン、窒化酸化アルミニウムなどの窒化酸化物でなる膜が挙げられる。
なお、本明細書において、酸化窒化物とは、酸素の含有量が窒素よりも高い物質のことをいい、窒化酸化物とは、窒素の含有量が酸素より高い物質のことをいう。
例えば、絶縁層３５１として、厚さ３００ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の窒化シリコン膜と、厚さ２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の酸化窒化シリコン膜を形成する。なお、窒化シリコン膜の成膜工程を２回以上行うことで、窒化シリコン膜を積層膜として形成することもできる。
絶縁層３５１上に、酸化物半導体層３１１、酸化物半導体層３１２および酸化物半導体層３１３を形成する（図２１（Ａ）参照）。スパッタリング法、塗布法、パルスレーザー蒸着法、レーザーアブレーション法などにより、１層または２層以上の酸化物半導体膜を形成する。酸化物半導体膜としては、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、またはＨｆ）などの金属酸化物でなる半導体膜を形成することができる。
次に、フォトリソグラフィ工程とエッチング工程により、絶縁層３５１に開口４１１、および開口４１２を形成する（図２１（Ａ）参照）。開口４１１は、トランジスタＭ１と容量素子Ｃｐ１を接続するために形成される。また、開口４１２は、トランジスタＭ２と、ＡＮＬ３０２を接続するために形成される。
絶縁層３５１上に第２層の配線／電極（ＳＬ３２１、ＰＶＬ３２２、電極３２３、電極３２４、電極３２５）を形成する（図２１（Ｂ）参照）。第２層目の配線／電極（３２１−３２５）は、第１層目の配線／電極（３０１−３０３）と同様に形成することができる。例えば、スパッタ法により、銅膜を形成し、フォトリソグラフィ工程とエッチング工程により、銅膜を加工して、第２層の配線／電極（３２１−３２５）を形成する。また、チタン膜−アルミニウム膜−チタン膜の３層構造の膜から、第２層の配線／電極（３２１−３２５）を形成することもできる。
電極３２３は、トランジスタＭ１のソース電極を構成する。電極３２４は、トランジスタＭ２のドレイン電極および容量素子Ｃｐ１の電極（端子）を構成する。また、絶縁層３５１、電極３０３と電極３２４が重なる領域は、絶縁層３５１を誘電体とする容量素子Ｃｐ１を構成する（図４）。
以上の工程で、トランジスタＭ１トランジスタＭ２、トランジスタＭ３および容量素子Ｃｐ１が形成される。
〔発光素子〕
次に、トランジスタＭ１−Ｍ３、および容量素子Ｃｐ１を覆う絶縁層３５２を形成する（図４）。絶縁層３５２は、絶縁層３５１と同様に形成することができる。例えば、酸化窒化シリコン膜−酸化窒化シリコン膜−窒化シリコン膜の３層構造の膜を絶縁層３５２として形成する。次に、電極３２４に達する開口４１３を絶縁層３５２に形成する（図２１（Ｂ）参照）。
絶縁層３５２を覆って、絶縁層３５３を形成する（図４）。ここでは、絶縁層１２８と同様に（図１、図２参照）、絶縁層３５３にも複数の凹部が形成される。そのため、ここでは、絶縁層３５３を、加工が容易な感光性樹脂材料（フォトポリマー、感光性アクリル、感光性ポリイミドなど）で形成する。また、絶縁層３５３には、ＥＤ１と電極３２４を接続するための開口４１４が形成される（図２２（Ａ）参照）。
例えば、絶縁層３５３は、感光性樹脂材料の露光工程および現像工程を２回繰り返すことで形成してもよい。まず、絶縁層３５２の表面にポジ型の感光性樹脂材料を塗布する。そして開口４１４を形成するためのフォトマスクを用いて、この感光性樹脂材料の露光処理を行う。その後、現像工程および焼成工程を行い、絶縁層３５３の下層を形成する。再びポジ型の感光性樹脂材料を塗布し、露光工程、現像工程、及び焼成工程を行い、絶縁層３５３の上層を形成する。２回目の露光工程では、開口４１４および凹部３６１を形成するためのフォトマスクを用いる。
このような工程により、凹部３６１を有する絶縁層３５３が形成される。図２２（Ａ）に示すように、凹部３６１が形成されている領域３６０は、反射電極層３３１がＥＤ１の陽極として機能する領域に重なる。ここでは、絶縁層３５３において、反射電極層３３１と重ならない領域には、凹部３６１が形成されないようにしている。
ここでは、単位画素Ｐｉｘは、赤緑青（ＲＧＢ）の３つの画素（ＰｉｘＲ、ＰｉｘＧ、ＰｉｘＢ）で構成される。単位画素Ｐｉｘに含まれる３つの領域３６０において、全ての凹部３６１の平面形状は異なっている。このように複数の凹部３６１を形成することで、列方向で隣接する反射電極層３３１において、その表面の凹凸形状を異ならせることができる。よって、画素領域の全ての反射電極を１枚の鏡面とみなしたとき、その鏡面表面の凹凸形状の不規則性を高くすることができる。また、単位画素Ｐｉｘを単位に、凹部３６１の平面形状およびそれらの配置を決定することで、ＥＬ表示装置２６０を大面積化や高密度化しても、絶縁層３５３に凹部３６１を形成するためのフォトマスクを容易に設計することができる。
次に、絶縁層３５３上に、反射電極層３３１を形成する（図４、図２２（Ｂ）参照）。ここでは、例えばチタン膜、アルミニウム膜およびチタン膜でなる３層構造の金属膜を形成し、フォトリソグラフィ工程およびエッチング工程により、この金属膜を加工して、反射電極層３３１を形成する。また、反射電極層３３１として、酸化シリコンを添加したインジウム錫酸化物膜と銀膜との積層膜で形成することもできる。反射電極層３３１の表面形状は、絶縁層３５３の表面形状を反映するため、反射電極層３３１の表面には、複数の凹部３６１が形成される。
反射電極層３３１上に、透光性導電層３３４を形成する（図４）。ここでは、ＥＤ１の陰極として、半透光性電極を設けてマイクロキャビティ構造とする。透光性導電層３３４は、反射電極層３３１と半透光性導電層３３２間の光路長を調節する調整層として機能する。透光性導電層３３４の厚さは、画素から取り出す光の色に対応して、その厚さが調節される。ここでは、単位画素Ｐｉｘは、赤緑青（ＲＧＢ）の３つの画素（ＰｉｘＲ、ＰｉｘＧ、ＰｉｘＢ）で構成されるため、ＲＧＢの光の波長域に対応して透光性導電層３３４の厚さが調節される。透光性導電層３３４の表面は反射電極層３３１と同様な凹凸状となる。
感光性樹脂材料を用いて、反射電極層３３１および透光性導電層３３４を覆い、開口４２０を有する絶縁層３５４を形成する。開口４２０は、反射電極層３３１の凹部３６１が形成される領域３６０と重なる（図４、図２２（Ｂ）参照）。
絶縁層３５４上に、スペーサとして機能する絶縁層３５５を形成する（図４、図２３（Ａ）参照）。絶縁層３５５は感光性樹脂材料で形成すればよい。ここでは、図２３（Ａ）に示すように、ＳＬ３２１と重なる領域に絶縁層３５５が形成される。
絶縁層３５３および絶縁層３５４を覆って、発光層３３３および半透光性導電層３３２を形成する。半透光性導電層３３２は、全ての画素回路２３０で共有され、ＥＤ１の陰極として機能する。開口４２０において、反射電極層３３１、透光性導電層３３４、発光層３３３および半透光性導電層３３２が積層している部分がＥＤ１として機能する。
以上の工程で、素子基板２０１が完成する。
［対向基板］
対向基板２０２は、対向基板１０２と同様に作製することができる。基板４０２上に、複数の構造体３７８を形成する。さらに、複数の構造体３７８を覆うようにブラックマトリクス３７９を形成する。複数の構造体３７８の形状により、ブラックマトリクス３７９は凸部を有する形状となる。
そして、カラーフィルタを構成する、カラーフィルタ（３８０Ｒ、３８０Ｇ、３８０Ｂ）を形成する。図２３（Ｂ）に示すように、ＲＧＢに対応するカラーフィルタ（３８０Ｒ、３８０Ｇ、３８０Ｂ）がストライプ状に形成される。
さらに、対向基板１０２と同様に、カラーフィルタ（３８０Ｒ、３８０Ｇ、３８０Ｂ）に接してオーバーコート３８４を形成してもよい。
以上の工程で、対向基板２０２が完成する。さらに、シール部材により、素子基板２０１上に対向基板２０２を固定し、素子基板２０１及び対向基板２０２を分断し、対向基板２０２のカラーフィルタ（３８０Ｒ、３８０Ｇ、３８０Ｂ）が形成されている側と反対側の面に反射防止フィルム３８５を形成し、素子基板２０１の端子部にＦＰＣを取り付ける、など必要な組み立て工程を行い、ＥＬ表示装置２６０を完成させる。
なお、必要に応じて、素子基板２０１と対向基板２０２の間の空間３９０に、窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性気体を充填してもよい。また、空間３９０に、不活性液体や樹脂材料などを充填してもよい。
なお、本明細書等において、ＥＬ表示装置として、画素に能動素子を有するアクティブマトリクス方式、または、画素に能動素子を有しないパッシブマトリクス方式を用いることが出来る。
アクティブマトリクス方式では、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）として、トランジスタだけでなく、さまざまな能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いることが出来る。例えば、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）、又はＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）などを用いることも可能である。これらの素子は、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。または、これらの素子は、素子のサイズが小さいため、開口率を向上させることができ、低消費電力化や高輝度化をはかることが出来る。
アクティブマトリクス方式以外のものとして、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないパッシブマトリクス型を用いることも可能である。能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないため、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。または、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないため、開口率を向上させることができ、低消費電力化、又は高輝度化などを図ることが出来る。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態３）
本実施の形態では、アクティブマトリクス型のＥＬ表示装置の別の形態について図５を用いて説明する。
図５に示すＥＬ表示装置２６１は、ブラックマトリクス３７９は凸部を有する形状であるが、反射電極層３３１は開口４２０に凹部を有さない。この場合、反射電極層３３１による外光反射を低減することは難しいが、ブラックマトリクス３７９による外光反射は低減できる。
なお、開口４２０における、絶縁層３５３、反射電極層３３１、透光性導電層３３４、発光層３３３、半透光性導電層３３２の形状以外は図４に記載のＥＬ表示装置２６０と同一であるため、詳細な説明は省略する。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様のタッチセンサ、タッチセンサを備えるタッチセンサモジュール、タッチパネル、及びタッチパネルモジュール等の構成例について説明する。以下では、タッチセンサとして静電容量方式のタッチセンサを適用した場合について説明する。また、可撓性を有するタッチパネルも、本発明の一態様である。
なお、本明細書では、タッチセンサを備える基板に、例えばＦＰＣもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）などのコネクターが取り付けられたもの、または基板にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されものを、タッチセンサモジュールと呼ぶ場合がある。また、タッチセンサとしての機能と、画像等を表示する機能の両方を備える装置をタッチパネル（入出力装置）と呼ぶ場合がある。なお、タッチパネルに上記コネクターが取り付けられたもの、またはＩＣが実装されたものをタッチパネルモジュール、または単にタッチパネルと呼ぶ場合がある。
本発明の一態様に適用することのできる静電容量方式のタッチセンサは、容量素子を備える。容量素子は例えば第１の導電層、及び第２の導電層と、これらの間に絶縁層とが挟持された積層構造を有する構成とすることができる。このとき第１の導電層と第２の導電層はそれぞれ容量素子の電極として機能する。また絶縁層は誘電体として機能する。
以下では、本発明の一態様のより具体的な構成例について、図面を参照して説明する。
［構成例］
図６（Ａ）は、本発明の一態様のタッチパネル１０の斜視概略図である。また図６（Ｂ）は、タッチパネル１０を展開したときの斜視概略図である。タッチパネル１０は、タッチセンサモジュール２０と、表示パネル３０とが重ねて配置された構成を有する。
タッチセンサモジュール２０は、第２の基板２１と、第２の基板２１上のセンサ素子（検知素子ともいう）２２と、ＦＰＣ４１とを有する。タッチセンサモジュール２０はタッチセンサとして機能する。センサ素子２２は、第２の基板２１の第１の基板３１側に、マトリクス状に複数配置されている。また、第２の基板２１上には、センサ素子２２と電気的に接続される回路２３、及び回路２４を備えることが好ましい。回路２３及び回路２４の少なくとも一方は、複数のセンサ素子２２を選択する機能を有する回路を適用することができる。また、回路２３及び回路２４の少なくとも一方は、センサ素子２２からの信号を出力する機能を有する回路を適用することができる。ＦＰＣ４１は、センサ素子２２、回路２３及び回路２４の少なくとも一に、外部からの信号を供給する機能を有する。また、ＦＰＣ４１は、センサ素子２２、回路２３及び回路２４の少なくとも一からの信号を外部に出力する機能を有する。
表示パネル３０は、第１の基板３１上に表示部３２を有する。表示部３２はマトリクス状に配置された複数の画素３３を備える。また第１の基板３１上には、表示部３２内の画素３３と電気的に接続する回路３４を備えることが好ましい。回路３４は、例えばゲート駆動回路として機能する回路を適用することができる。ＦＰＣ４２は、表示部３２または回路３４の少なくとも一に、外部からの信号を供給する機能を有する。また、図６では、第１の基板３１に端子４３を備える構成を示している。端子４３には、例えばＦＰＣを取り付けること、ソース駆動回路として機能するＩＣをＣＯＧ方式またはＣＯＦ方式により直接実装すること、またはＩＣが実装されたＦＰＣ、ＴＡＢ、ＴＣＰ等を取り付けること等が可能である。なお、表示パネル３０にＩＣやＦＰＣ等のコネクターが実装された形態を、表示パネルモジュールと呼ぶこともできる。
本発明の一態様のタッチパネル１０は、複数のセンサ素子２２によりタッチ動作が行われた際の容量の変化に基づく位置情報を出力することができる。また表示部３２により画像を表示することができる。
［断面構成例１］
図７（Ａ）に、本発明の一態様のタッチパネルの断面概略図を示す。図７（Ａ）に示すタッチパネルは、一対の基板間にアクティブマトリクス方式のタッチセンサ及び表示素子を有するため、薄型化を図ることができる。なお、本明細書等において、複数のセンサ素子の各々が能動素子を有するタッチセンサをアクティブマトリクス方式のタッチセンサと呼ぶ。
タッチパネルは、第２の基板２１と第１の基板３１とが接着層７２０によって貼り合された構成を有する。第２の基板２１上には、容量素子７７０、トランジスタ７５１、トランジスタ７５２、コンタクト部７５３、カラーフィルタ７７４、ブラックマトリクス７７５等が設けられている。また第１の基板３１上には、トランジスタ７０１、トランジスタ７０２、トランジスタ７０３、発光素子７０４、コンタクト部７０５等が設けられている。
第１の基板３１上には接着層７１１を介して絶縁層７１２、絶縁層７１３、絶縁層７１４、絶縁層７１５、絶縁層７１６、絶縁層７１７、絶縁層７１８、スペーサ７１９、導電層７２５等を有する。
第１の基板３１は、可撓性を有していてもよい。また、第２の基板２１は、可撓性を有していてもよい。第１の基板３１及び第２の基板２１が可撓性を有することで、図７に示す本発明の一態様のタッチパネルを可撓性を有するタッチパネルとすることができる。
絶縁層７１７上に発光素子７０４が設けられている。発光素子７０４は、第１の電極７２１、ＥＬ層７２２、第２の電極７２３を有する（図７（Ｂ）参照）。また第１の電極７２１とＥＬ層７２２との間には、光学調整層７２４が設けられている。絶縁層７１８は、第１の電極７２１および光学調整層７２４の端部を覆って設けられている。
ここで、第１の電極７２１は、実施の形態１における反射電極層３３１の機能を有する。また、第２の電極７２３は、実施の形態１における半透光性導電層３３２の機能を有する。また、光学調整層７２４は、実施の形態１における透光性導電層３３４の機能を有する。
絶縁層７１７に複数の凹部を設けることで、第１の電極７２１には絶縁層７１７の表面形状を反映した凹部が形成される。これにより、表示部３２における、外光による像の映り込みや、干渉縞の発生を低減することができる。
図７（Ａ）では、画素３３に、電流制御用のトランジスタ７０１と、スイッチング制御用のトランジスタ７０２を有する構成を示している。トランジスタ７０１は、ソース又はドレインの一方が導電層７２５を介して第１の電極７２１と電気的に接続している。
図７（Ａ）では、回路３４にトランジスタ７０３が設けられ、また回路２３にトランジスタ７５２が設けられている構成を示している。
図７（Ａ）では、トランジスタ７０１およびトランジスタ７０３として、チャネルが形成される半導体層を２つのゲート電極で挟持する構成を適用した例を示している。このようなトランジスタは他のトランジスタと比較して電界効果移動度を高めることが可能であり、オン電流を増大させることができる。その結果、高速動作が可能な回路を作製することができる。さらには回路部の占有面積を縮小することが可能となる。オン電流の大きなトランジスタを適用することで、表示パネルまたはタッチパネルを大型化、または高精細化したときに配線数が増大したとしても、各配線における信号遅延を低減することが可能であり、表示ムラを抑制することが可能である。
なお、回路３４が有するトランジスタと画素３３が有するトランジスタは、同じ構造であってもよい。また回路３４が有するトランジスタは、全て同じ構造であってもよいし、異なる構造のトランジスタを組み合わせて用いてもよい。また、画素３３が有するトランジスタは、同じ構造であってもよいし、異なる構造のトランジスタを組み合わせて用いてもよい。また、第２の基板２１側に設けられるトランジスタ（トランジスタ７５１、トランジスタ７５２等）においても、同様の構造であってもよいし、異なる構造のトランジスタを組み合わせて用いてもよい。
発光素子７０４はトップエミッション構造の発光素子であり、第２の電極７２３側に光を射出する。発光素子７０４の発光領域と重ねて、トランジスタ７０１、トランジスタ７０２等のほか、容量素子や配線等を配置することで、画素３３の開口率を高めることができる。
第２の基板２１の第１の基板３１側には、接着層７６１を介して絶縁層７６２、絶縁層７６３、絶縁層７６４、絶縁層７６５、第１の導電層７７１、誘電体層７７２、第２の導電層７７３、絶縁層７６６、カラーフィルタ７７４、ブラックマトリクス７７５、複数の構造体７７７等を有する。またカラーフィルタ７７４およびブラックマトリクス７７５を覆うオーバーコート７６７が設けられていてもよい。
複数の構造体７７７上にブラックマトリクス７７５が設けられていることで、ブラックマトリクス７７５には構造体７７７の表面形状を反映した凸部が形成される。これにより、表示部３２における、外光による像の映り込みや、干渉縞の発生を低減することができる。
第１の導電層７７１はトランジスタ７５１のソース又はドレインの一方と電気的に接続する。
第２の導電層７７３は、誘電体層７７２に接して第２の基板２１の第１の基板３１側に設けられている。なお、第２の導電層７７３が開口を有していてもよい。
第１の基板３１及び第２の基板２１に可撓性を有する材料を用いることで、フレキシブルなタッチパネルを実現できる。
また、本発明の一態様のタッチパネルはカラーフィルタ方式を用いている。カラーフィルタ方式では、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の画素により１つの色を表現する。また、これに加えてＷ（白）やＹ（黄）の画素を適用してもよい。
カラーフィルタ７７４と、光学調整層７２４によるマイクロキャビティ構造の組み合わせにより、本発明の一態様のタッチパネルからは、色純度の高い光を取り出すことができる。光学調整層７２４の厚さは、各画素の色に応じて異なる厚さとすればよい。また画素によっては光学調整層７２４を有さない構成としてもよい。
また発光素子７０４が備えるＥＬ層７２２として、白色を発光するＥＬ層を適用することが好ましい。このような発光素子７０４を適用することで、各画素にＥＬ層７２２を塗り分ける必要がないためコストを削減できるほか、画素の高精細化が容易となる。また各画素における光学調整層７２４の厚さを変更することにより、各々の画素に適した波長の発光を取り出すことができ、色純度を高めることができる。なお、各画素に対してＥＬ層７２２を塗り分ける構成としてもよく、その場合には光学調整層７２４を用いない構成とすることもできる。
第１の基板３１上に設けられたコンタクト部７０５と重なる領域に位置する各絶縁層等には開口が設けられ、当該開口に配置された接続層７６０を介してコンタクト部７０５とＦＰＣ４１とが電気的に接続している。また、第２の基板２１上に設けられたコンタクト部７５３と重なる領域に位置する各絶縁層等には開口が設けられ、当該開口に配置された接続層７１０を介してコンタクト部７５３とＦＰＣ４２が電気的に接続している。
図７（Ａ）では、コンタクト部７０５がトランジスタのソース電極及びドレイン電極と同一の導電膜を加工して形成された導電層を有する構成を示している。またコンタクト部７５３は、トランジスタのゲート電極と同一の導電膜を加工して形成された導電層、トランジスタのソース電極及びドレイン電極と同一の導電膜を加工して形成された導電層、及び第２の導電層７７３と同一の導電膜を加工して形成された導電層の積層構造を有する構成を示している。このように、コンタクト部を複数の導電層を積層した構成とすることで、電気抵抗を低減するだけでなく、機械的強度を高めることができるため好ましい。
接続層７１０や接続層７６０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。
絶縁層７１２および絶縁層７６２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。すなわち、絶縁層７１２および絶縁層７６２はバリア膜として機能させることができる。このような構成とすることで、第２の基板２１や第１の基板３１として透湿性を有する材料を用いたとしても、発光素子７０４や各トランジスタに対して外部から不純物が拡散することを効果的に抑制することが可能で、信頼性の高いタッチパネルを実現できる。
なお、絶縁層７１７に設けた複数の凹部を、絶縁層７１２または／及び絶縁層７１３に設けてもよい。このようにすることで、各絶縁層の表面積が増加し、トランジスタやコンタクト部等を形成するスペースが増加する。よって、タッチパネル１０の縮小化や、複数の画素３３をより密に敷き詰めることによるタッチパネル１０の微細化が可能となる。
また、絶縁層７１７に設けた複数の凹部を、絶縁層７６５または／及び誘電体層７７２に設けてもよい。このようにすることで、第１の導電層７７１や第２の導電層７７３の表面積が増加し、容量素子７７０の容量値を大きくすることができる。よって、タッチパネル１０をノイズに強い、動作の安定したタッチパネルとすることができる。
絶縁層７１２または／及び絶縁層７１３に複数の凹部を形成する方法を、絶縁層７１７と同様としてもよい。また、絶縁層７６５または／及び誘電体層７７２に複数の凹部を形成する方法を、絶縁層７１７と同様としてもよい。なお、絶縁層７１７に複数の凹部を形成する方法としては、実施の形態２の絶縁層３５３の形成方法を参照することができる。
〔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。
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。図７（Ａ）には、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、本発明の一態様のタッチパネルが有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型又はボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されず、例えば、酸化物半導体、シリコン、ゲルマニウム等が挙げられる。
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、例えば、１４族の元素、化合物半導体又は酸化物半導体を半導体層に用いることができる。代表的には、シリコンを含む半導体、ガリウムヒ素を含む半導体又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、トランジスタのチャネルが形成される半導体に、酸化物半導体を適用することが好ましい。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。
例えば、上記酸化物半導体として、少なくともインジウム（Ｉｎ）もしくは亜鉛（Ｚｎ）を含むことが好ましい。より好ましくは、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、ＣｅまたはＨｆ等の金属）で表記される酸化物を含む。
特に、半導体層として、複数の結晶部を有し、当該結晶部はｃ軸が半導体層の被形成面、または半導体層の上面に対し概略垂直に配向し、且つ隣接する結晶部間には粒界を有さない酸化物半導体膜を用いることが好ましい。
このような酸化物半導体は、結晶粒界を有さないために表示パネルを湾曲させたときの応力によって酸化物半導体膜にクラックが生じてしまうことが抑制される。したがって、可撓性を有し、湾曲させて用いるタッチパネルなどに、このような酸化物半導体を好適に用いることができる。
また半導体層としてこのような酸化物半導体を用いることで、電気特性の変動が抑制され、信頼性の高いトランジスタを実現できる。
また、その低いオフ電流により、トランジスタを介して容量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、各表示領域に表示した画像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。
または、トランジスタのチャネルが形成される半導体に、シリコンを用いることが好ましい。シリコンとしてアモルファスシリコンを用いてもよいが、特に結晶性を有するシリコンを用いることが好ましい。例えば、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンなどを用いることが好ましい。特に、多結晶シリコンは、単結晶シリコンに比べて低温で形成でき、且つアモルファスシリコンに比べて高い電界効果移動度と高い信頼性を備える。このような多結晶半導体を画素に適用することで画素の開口率を向上させることができる。また極めて高精細に画素を有する場合であっても、ゲート駆動回路とソース駆動回路を画素と同一基板上に形成することが可能となり、電子機器を構成する部品数を低減することができる。
トランジスタのゲート、ソースおよびドレインのほか、タッチパネル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を単層構造または積層構造として用いる。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、そのチタン膜または窒化チタン膜上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、そのモリブデン膜または窒化モリブデン膜上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛を含む透明導電材料を用いてもよい。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、透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物またはグラフェンを用いることができる。または、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、またはチタンなどの金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）などを用いてもよい。なお、金属材料、合金材料（またはそれらの窒化物）を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすればよい。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スズ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。
各絶縁層、誘電体層７７２、オーバーコート７６７、スペーサ７１９等に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル、エポキシなどの樹脂、シロキサン結合を有する樹脂の他、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。
また上述のように、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、発光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／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、好ましくは１×１０−６［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、より好ましくは１×１０−７［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、さらに好ましくは１×１０−８［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下とする。
各接着層としては、熱硬化樹脂や光硬化樹脂、２液混合型の硬化性樹脂などの硬化性樹脂を用いることができる。例えば、アクリル、ウレタン、エポキシ、またはシロキサン結合を有する樹脂などの樹脂を用いることができる。
ＥＬ層７２２は少なくとも発光層を有する。ＥＬ層７２２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７２２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７２２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。
ブラックマトリクス７７５に用いることのできる材料としては、カーボンブラック、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。
カラーフィルタ７７４に用いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、顔料又は染料が含まれた樹脂材料などが挙げられる。
構造体７７７に用いることのできる材料としては、フォトポリマー、感光性アクリル、感光性ポリイミド等の感光性樹脂材料などが挙げられる。また、構造体７７７として、酸化シリコン膜等の無機絶縁材料を用いてもよい。
〔作製方法例〕
ここで、可撓性を有するタッチパネルを作製する方法について説明する。
ここでは便宜上、画素や回路を含む構成、カラーフィルタ等の光学部材を含む構成またはタッチセンサを含む構成を素子層と呼ぶこととする。素子層は例えば表示素子を含み、表示素子の他に表示素子と電気的に接続する配線、画素や回路に用いるトランジスタなどの素子を備えていてもよい。
またここでは、素子層が形成される絶縁表面を備える支持体（例えば第１の基板３１または第２の基板２１）のことを、基材と呼ぶこととする。
可撓性を有する絶縁表面を備える基材上に素子層を形成する方法としては、基材上に直接素子層を形成する方法と、基材とは異なる剛性を有する支持基材上に素子層を形成した後、素子層と支持基材とを剥離して素子層を基材に転置する方法と、がある。
基材を構成する材料が、素子層の形成工程にかかる熱に対して耐熱性を有する場合には、基材上に直接素子層を形成すると、工程が簡略化されるため好ましい。このとき、基材を支持基材に固定した状態で素子層を形成すると、装置内、及び装置間における搬送が容易になるため好ましい。
また、素子層を支持基材上に形成した後に、基材に転置する方法を用いる場合、まず支持基材上に剥離層と絶縁層を積層し、当該絶縁層上に素子層を形成する。続いて、支持基材と素子層を剥離し、基材に転置する。このとき、支持基材と剥離層の界面、剥離層と絶縁層の界面、または剥離層中で剥離が生じるような材料を選択すればよい。
例えば剥離層としてタングステンなどの高融点金属材料を含む層と当該金属材料の酸化物を含む層を積層して用い、剥離層上に窒化シリコンや酸窒化シリコンを複数積層した層を用いることが好ましい。高融点金属材料を用いると、素子層の形成工程の自由度が高まるため好ましい。
剥離は、機械的な力を加えることや、剥離層をエッチングすること、または剥離界面の一部に液体を滴下して剥離界面全体に浸透させることなどにより剥離を行ってもよい。または、熱膨張の違いを利用して剥離界面に熱を加えることにより剥離を行ってもよい。
また、支持基材と絶縁層の界面で剥離が可能な場合には、剥離層を設けなくてもよい。例えば、支持基材としてガラスを用い、絶縁層としてポリイミドなどの有機樹脂を用いて、有機樹脂の一部をレーザ光等を用いて局所的に加熱することにより剥離の起点を形成し、ガラスと絶縁層の界面で剥離を行ってもよい。または、支持基材と有機樹脂からなる絶縁層の間に金属層を設け、当該金属層に電流を流すことにより当該金属層を加熱することにより、当該金属層と絶縁層の界面で剥離を行ってもよい。このとき、有機樹脂からなる絶縁層は基材として用いることができる。
可撓性を有する基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、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、繊維体に樹脂を含浸した基板（プリプレグとも記す）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。
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良い。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、金属などを基材に用いることもできる。または、ガラスと樹脂材料とが貼り合わされた複合材料を用いてもよい。
例えば、図７（Ａ）に示す構成の場合、第１の支持基材上に第１の剥離層、絶縁層７１２を順に形成した後に、それよりも上層の構造物を形成する。またこれとは別に、第２の支持基材上に第２の剥離層、絶縁層７６２を順に形成した後に、それよりも上層の構造物を形成する。続いて、第１の支持基材と第２の支持基材を接着層７２０により貼り合せる。その後、第１の剥離層と絶縁層７１２との界面で剥離することで第１の支持基材及び第１の剥離層を除去し、絶縁層７１２と第１の基板３１とを接着層７１１により貼り合せる。また、第２の剥離層と絶縁層７６２との界面で剥離することで第１の支持基材及び第１の剥離層を除去し、絶縁層７６２と第２の基板２１とを接着層７６１により貼り合せる。なお、剥離及び貼り合せはどちら側を先に行ってもよい。
以上が可撓性を有するタッチパネルを作製する方法についての説明である。
［断面構成例２］
図８に、図７とは構成の一部の異なる断面構成例を示す。図８に示す構成は、図７で示した構成と比較し、第１の導電層７７１の構成が異なる点で主に相違している。
図８では、図７（Ａ）における第１の導電層７７１に代えて、トランジスタ７５１およびトランジスタ７５２の半導体層と同一の膜を加工して形成した半導体層を有する第１の導電層７７１ａを適用した場合を示している。また第１の導電層７７１ａは、絶縁層７６５に接して設けられている。
ここで、第１の導電層７７１ａは酸化物半導体を含むことが好ましい。酸化物半導体は、膜中の酸素欠損または／及び水素、水等の不純物濃度によって、抵抗を制御することができる半導体材料である。そのため、第１の導電層７７１ａに適用する半導体層と、トランジスタに適用する半導体層とを同一の半導体膜を加工して形成した場合であっても、それぞれの半導体層に対して、酸素欠損または／及び不純物濃度が増加する処理、または酸素欠損または／及び不純物濃度が低減する処理を選択して施すことにより、これら半導体層の抵抗率を制御することができる。
具体的には、容量素子７７０の電極として機能する第１の導電層７７１ａに含まれる酸化物半導体層にプラズマ処理を行い、酸化物半導体層中の酸素欠損を増加させる、または／及び酸化物半導体層中の水素、水等の不純物を増加させることによって、キャリア密度が高く、低抵抗な酸化物半導体を含む第１の導電層７７１ａとすることができる。また酸化物半導体層に水素を含む絶縁膜（絶縁層７６５）を接して形成し、該水素を含む絶縁膜から酸化物半導体層に水素を拡散させることによって、キャリア密度が高く、低抵抗な酸化物半導体層とすることができる。このような酸化物半導体層を第１の導電層７７１ａに適用することができる。
一方、トランジスタ７５１やトランジスタ７５２上には、酸化物半導体層が上記プラズマ処理に曝されないように、絶縁層７６４を設ける。また、絶縁層７６４を設けることによって、酸化物半導体層が水素を含む絶縁層７６５と接しない構成とすることができる。絶縁層７６４として、酸素を放出することが可能な絶縁膜を用いることで、トランジスタの酸化物半導体層に酸素を供給することができる。酸素が供給された酸化物半導体層は、膜中または膜の界面における酸素欠損が低減され高抵抗な酸化物半導体層となる。なお、酸素を放出することが可能な絶縁膜として、例えば酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜などを用いることができる。
また、酸化物半導体層に行うプラズマ処理としては、代表的には、希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ）、リン、ボロン、水素、及び窒素の中から選ばれた一種を含むガスを用いたプラズマ処理が挙げられる。より具体的には、Ａｒ雰囲気下でのプラズマ処理、Ａｒと水素の混合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、アンモニア雰囲気下でのプラズマ処理、Ａｒとアンモニアの混合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、又は窒素雰囲気下でのプラズマ処理などが挙げられる。
上記プラズマ処理によって、酸化物半導体層は、酸素が脱離した格子（または酸素が脱離した部分）に酸素欠損が形成される。当該酸素欠損は、キャリアを発生する要因になりえる場合がある。また、酸化物半導体層の近傍、より具体的には、酸化物半導体層の下側または上側に接する絶縁層膜から水素が供給され、上記酸素欠損に水素が入ると、キャリアである電子を生成する場合がある。したがって、プラズマ処理によって酸素欠損が増加された第１の導電層７７１ａに適用する酸化物半導体層は、トランジスタに適用する酸化物半導体層よりもキャリア密度が高い。
一方、酸素欠損が低減され、水素濃度が低減されたトランジスタに適用する酸化物半導体層は、高純度真性化、又は実質的に高純度真性化された酸化物半導体層といえる。ここで、実質的に真性とは、酸化物半導体のキャリア密度が、１×１０１７／ｃｍ３未満であること、好ましくは１×１０１５／ｃｍ３未満であること、さらに好ましくは１×１０１３／ｃｍ３未満であることを指す。または、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低い（酸素欠損の少ない）ことを高純度真性又は実質的に高純度真性とよぶ。高純度真性又は実質的に高純度真性である酸化物半導体は、キャリア発生源が少ないため、キャリア密度を低くすることができる。従って、当該酸化物半導体膜にチャネル領域が形成されるトランジスタは、しきい値電圧がプラスとなる電気特性（ノーマリーオフ特性ともいう。）になりやすい。また、高純度真性又は実質的に高純度真性である酸化物半導体層は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度を低減することができる。
また、高純度真性又は実質的に高純度真性である酸化物半導体層は、オフ電流が著しく小さく、チャネル幅Ｗが１×１０６μｍでチャネル長Ｌが１０μｍの素子であっても、ソース電極とドレイン電極間の電圧（ドレイン電圧）が１Ｖから１０Ｖの範囲において、オフ電流が、半導体パラメータアナライザの測定限界以下、すなわち１×１０−１３Ａ以下という特性を得ることができる。したがって、酸化物半導体層にチャネル領域が形成されるトランジスタ７５１やトランジスタ７５２等は、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとなる。なお、第１の基板３１側に設けられるトランジスタ７０１、トランジスタ７０２、トランジスタ７０３等も同様の酸化物半導体層を適用することが好ましい。
また、図８においては、絶縁層７６４は容量素子７７０の電極として機能する第１の導電層７７１ａと重なる領域が選択的に除去されるように設けられている。また、絶縁層７６５は、第１の導電層７７１ａと接して形成した後、第１の導電層７７１ａ上から除去されていてもよい。絶縁層７６５として、例えば水素を含む絶縁膜、換言すると水素を放出することが可能な絶縁膜、代表的には窒化シリコン膜を用いることで、第１の導電層７７１ａに水素を供給することができる。水素を放出することが可能な絶縁膜は、膜中の含有水素濃度が１×１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上であると好ましい。このような絶縁膜を第１の導電層７７１ａに接して形成することで、第１の導電層７７１ａに効果的に水素を含有させることができる。このように、上述したプラズマ処理と合わせて、酸化物半導体層に接する絶縁膜の構成を変えることによって、酸化物半導体層の抵抗を任意に調整することができる。なお、十分に低抵抗された酸化物半導体を含む層を酸化物導電体層と言い換えることもできる。
第１の導電層７７１ａに含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になると共に、酸素が脱離した格子（または酸素が脱離した部分）に酸素欠損を形成する。当該酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸素と結合することで、キャリアである電子を生成する場合がある。したがって、水素が含まれている第１の導電層７７１ａに含まれる酸化物半導体は、トランジスタに適用する酸化物半導体よりもキャリア密度が高い。
トランジスタのチャネル領域が形成される酸化物半導体層は水素ができる限り低減されていることが好ましい。具体的には、酸化物半導体層において、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により得られる水素濃度を、２×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、より好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、より好ましくは５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、さらに好ましくは１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。
一方、容量素子７７０の電極として機能する第１の導電層７７１ａに含まれる酸化物半導体は、上記トランジスタに適用される酸化物半導体よりも、水素濃度または／及び酸素欠損が多く、低抵抗化されている。
第１の導電層７７１ａ及びトランジスタに適用する酸化物半導体層は、代表的には、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（Ｍは、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、又はＨｆ）等の金属酸化物で形成される。なお、第１の導電層７７１ａ及びトランジスタに適用する酸化物半導体層は、透光性を有する。
なお、第１の導電層７７１ａ及びトランジスタに適用する酸化物半導体層がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の場合、Ｉｎ及びＭの和を１００ａｔｏｍｉｃ％としたとき、Ｉｎが２５ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｍが７５ａｔｏｍｉｃ％未満、又はＩｎが３４ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｍが６６ａｔｏｍｉｃ％未満とする。
第１の導電層７７１ａ及びトランジスタに適用する酸化物半導体層は、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、又は２．５ｅＶ以上、又は３ｅＶ以上であることが好ましい。
第１の導電層７７１ａ及びトランジスタに適用する酸化物半導体層の厚さは、３ｎｍ以上２００ｎｍ以下、又は３ｎｍ以上１００ｎｍ以下、又は３ｎｍ以上６０ｎｍ以下とすることができる。
第１の導電層７７１ａ及びトランジスタに適用する酸化物半導体層がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の場合、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲット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＝２：１：１．５、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝２：１：２．３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝２：１：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２等が好ましい。なお、成膜される第１の導電層７７１ａ及びトランジスタに適用する酸化物半導体層の原子数比はそれぞれ、誤差として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。
また、酸素欠損が形成された酸化物半導体に水素を添加すると、酸素欠損サイトに水素が入り伝導帯近傍にドナー準位が形成される。この結果、酸化物半導体は、導電性が高くなり、導電体化する。導電体化された酸化物半導体を酸化物導電体ということができる。一般に、酸化物半導体は、エネルギーギャップが大きいため、可視光に対して透光性を有する。一方、酸化物導電体は、伝導帯近傍にドナー準位を有する酸化物半導体である。したがって、該ドナー準位による吸収の影響は小さく、可視光に対して酸化物半導体と同程度の透光性を有する。酸化物導電体は、縮退半導体であり、伝導帯端とフェルミ準位とが一致または略一致しているということもできる。このため、酸化物導電体膜を、容量素子の電極等に用いることが可能である。
図８に示す構成とすることで、第１の導電層７７１ａをトランジスタの作製工程で同時に形成することができるため、工程を簡略化することが可能となる。また図７における第１の導電層７７１ａを形成する際のフォトマスクを必要としないため、作製コストを削減することも可能である。
また、図８に示すタッチパネルは、第２の導電層７７３が開口７７８を有する構成としている。ここでは、第２の導電層７７３は、ブラックマトリクス７７５と重ねて設けられ、かつ第２の導電層７７３の開口７７８は、カラーフィルタ７７４と重ねて設けられている。
発光素子７０４の発光領域とカラーフィルタ７７４は互いに重ねて設けられ、発光素子７０４から射出された光はカラーフィルタ７７４を透過して第２の基板２１側に射出される。第２の導電層７７３が開口７７８を有し、開口７７８がカラーフィルタ７７４と重ねて設けられている場合、射出される光は第２の導電層７７３を透過する必要がないため、第２の基板２１側から射出される光の輝度の低下を抑制することができる。
［断面構成例３］
図９に、図７または図８とは構成の一部の異なる断面構成例を示す。図９に示す構成は、図７で示した構成と比較し、第３の導電層７７６を有する点で主に相違している。
図９において、本発明の一態様のタッチパネルは、容量を構成する２つの導電層のほかに、第３の導電層７７６を有する。第３の導電層７７６は、容量素子の第１の導電層７７１、第２の導電層７７３、または他の回路等と電気的に接続する配線としての機能を有する。例えば第３の導電層７７６は、トランジスタ７５１と、回路２３または回路２４を構成するトランジスタと、を電気的に接続する配線としての機能を有する。
このとき、第３の導電層７７６をブラックマトリクス７７５よりも表示素子側に設け、第３の導電層７７６とブラックマトリクス７７５とが互いに重なる領域を有する構成とすることが好ましい。こうすることで、タッチパネルの検出面側（すなわち表示面側）からみたときに、第３の導電層７７６がブラックマトリクスによって隠されるため、視認されてしまうことを防ぐことができる。そのため、極めて視認性の高いタッチパネルとすることができる。
第３の導電層７７６には、例えば金属や合金を含む材料を用いることが好ましい。金属や合金を含む材料は比較的導電性が高いため、配線や電極に用いた場合に信号の遅延が抑制され、タッチセンサの検出感度を向上させることができる。なお、このような材料の多くは可視光を遮光する性質を有するが、第３の導電層７７６はブラックマトリクス７７５と重畳する位置に設けられる。よって、第３の導電層７７６が発光素子７０４からカラーフィルタ７７４に向けて射出される光を遮ることがないため、画素の開口率を高めることができる。なお、第３の導電層７７６は必ずしも光を遮光する材料を用いる必要はなく、例えば導電性酸化物や導電性有機化合物等の可視光の一部を透過する材料を用いることもできる。
［断面構成例４］
図１０に、図７乃至図９とは構成の一部の異なる断面構成例を示す。図１０に示す構成は、図７に示した構成と比較し、第２の基板２１側に設けられるトランジスタを有していない点で主に相違している。すなわち、図１０に示す断面構成は、パッシブマトリクス型のタッチパネルに適用することができる。
このとき、第１の導電層７７１は、一方向に延在する帯状の形状とすることができる。また第２の導電層７７３は、第１の導電層７７１と交差する方向に延在する帯状の形状とすることができる。このような第１の導電層７７１と第２の導電層７７３をそれぞれ複数並べて配置することで、パッシブマトリクス型のタッチパネルを実現できる。
図１０では、第１の導電層７７１と配線７７９とのコンタクト部７８１と、第２の導電層７７３と配線７７９とのコンタクト部７８２と、を示している。第１の導電層７７１と配線７７９とは、絶縁層７６４に設けられた開口を介して電気的に接続する。また第２の導電層７７３と配線７７９とは、絶縁層７６４および誘電体層７７２に設けられた開口を介して電気的に接続する。
以上が、断面構成例についての説明である。
本実施の形態により、発光素子の反射電極の表面形状の不規則性を高めることができるため、ＥＬ表示装置の画面での外光反射による像の映り込みや、干渉縞を抑制することが可能である。また、ブラックマトリクスの表面に凸部を設けることで、外光下での像の映り込みや、干渉縞を低減することができる。
なお、本実施の形態では、タッチセンサを支持する第１の基板と、表示素子を支持する第２の基板の２枚の基板を有する構成を示したが、これに限られない。例えば表示素子を２枚の基板で挟持し、これにタッチセンサを支持する第１の基板を貼り合せ、３枚の基板を有する構成としてもよいし、表示素子及びタッチセンサのそれぞれを２枚の基板で挟持したものを貼り合せて、４枚の基板を有する構成としてもよい。
また、本実施の形態では、センサ素子２２を第２の基板２１の第１の基板３１側に設ける構成を示したが、これに限られない。例えばセンサ素子２２を、第２の基板２１の、タッチパネルの表示を視認する側（第１の基板３１と反対側）に設ける構成としてもよい。また、例えばセンサ素子２２を、第１の基板３１に設ける構成としてもよい。
なお、第１の導電層７７１、第２の導電層７７３などの導電膜、つまり、タッチセンサを構成する配線や電極に用いることのできる材料として、例えば、抵抗値が低いものが望ましい。一例として、ＩＴＯ、ＩＺＯ（登録商標）、銀、銅、アルミニウム、カーボンナノチューブ、グラフェンなどを用いてもよい。さらに、非常に細くした（例えば、直径が数ナノメール）多数の導電体を用いて構成されるような金属ナノワイヤを用いてもよい。一例としては、Ａｇナノワイヤや、Ｃｕナノワイヤ、Ａｌナノワイヤなどを用いてもよい。Ａｇナノワイヤの場合、光透過率は８９％以上、シート抵抗値は４０以上１００以下Ω／□を実現することができる。なお、透過率が高いため、表示素子に用いる電極、例えば、画素電極や共通電極に、金属ナノワイヤ、カーボンナノチューブ、グラフェンなどを用いてもよい。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様のタッチセンサの構成例と、その駆動方法の例について、図面を参照して説明する。
［構成例］
図１１（Ａ）は、本発明の一態様のタッチパネル（入出力装置ともいう）が有する構成を説明するブロック図である。図１１（Ｂ）は、変換器ＣＯＮＶの構成を説明する回路図である。図１１（Ｃ）はセンサ素子２２の構成を説明する回路図である。また図１１（Ｄ−１）及び図１１（Ｄ−２）はセンサ素子２２の駆動方法を説明するタイミングチャートである。
本実施の形態で例示するタッチセンサは、マトリクス状に配置される複数のセンサ素子２２と、行方向に配置される複数のセンサ素子２２が電気的に接続される走査線Ｇ１と、列方向に配置される複数のセンサ素子２２が電気的に接続される信号線ＤＬと、センサ素子２２、走査線Ｇ１及び信号線ＤＬが配設される可撓性の基板２１と、を有する（図１１（Ａ）参照）。
例えば、複数のセンサ素子２２をｎ行ｍ列（ｎ及びｍはそれぞれ１以上の自然数）のマトリクス状に配置することができる。
なお、センサ素子２２は検知素子として機能する容量素子Ｃを備える。容量素子Ｃは実施の形態４における容量素子７７０に相当する。例えば、容量素子Ｃの第１の電極が実施の形態４における第１の導電層７７１に相当し、第２の電極が第２の導電層７７３に相当する。
容量素子Ｃの第２の電極は配線ＣＳと電気的に接続されている。これにより、容量素子Ｃの第２の電極の電位を、配線ＣＳが供給する制御信号を用いて制御することができる。
本発明の一態様のセンサ素子２２は、少なくともトランジスタＭ４を有する。またトランジスタＭ５及び／またはトランジスタＭ６を備える構成としてもよい（図１１（Ｃ）参照）。
トランジスタＭ４は、ゲートが容量素子Ｃの第１の電極と電気的に接続され、第１の電極が、配線ＶＰＩと電気的に接続されている。配線ＶＰＩは、例えば接地電位を供給する機能を有する。
トランジスタＭ５は、ゲートが走査線Ｇ１と電気的に接続され、第１の電極がトランジスタＭ４の第２の電極と電気的に接続され、第２の電極が信号線ＤＬと電気的に接続されている。走査線Ｇ１は、例えば選択信号を供給する機能を有する。また信号線ＤＬは、例えば検知信号ＤＡＴＡを供給する機能を有する。
トランジスタＭ６は、ゲートが配線ＲＥＳと電気的に接続され、第１の電極が容量素子Ｃの第１の電極と電気的に接続され、第２の電極が配線ＶＲＥＳと電気的に接続されている。配線ＲＥＳは、例えばリセット信号を供給する機能を有する。配線ＶＲＥＳは、例えばトランジスタＭ４を導通状態にすることのできる電位を供給する機能を有する。
容量素子Ｃの容量は、例えば、第１の電極または第２の電極にものが近接すること、若しくは第１の電極および第２の電極の間隔が変化することにより変化する。これにより、センサ素子２２は容量素子Ｃの容量の変化に基づく検知信号ＤＡＴＡを供給することができる。
また、容量素子Ｃの第２の電極に電気的に接続される配線ＣＳは、容量素子Ｃの第２の電極の電位を制御する制御信号を供給する機能を有する。
なお、容量素子Ｃの第１の電極、トランジスタＭ４のゲート及びトランジスタＭ６の第１の電極が電気的に接続されて形成されるノードを、ノードＡという。
図１２（Ａ）には、センサ素子２２を行方向に２個、列方向に２個、それぞれ配置した場合の回路図の例を示す。
また、図１２（Ｂ）には、センサ素子２２が有する第１の導電層７７１（第１の電極に相当）と、各配線との位置関係の例を示している。第１の導電層７７１は、トランジスタＭ４のゲートとトランジスタＭ６の第２の電極がそれぞれ電気的に接続されている。また第１の導電層７７１は、図１２（Ｃ）に示す複数の画素３３と互いに重なるように配置される。また、図１２（Ｂ）に示すようにトランジスタＭ４乃至Ｍ６を、第１の導電層７７１と重ならない領域に配置することが好ましい。
図１１（Ｂ）に示す配線ＶＰＯ及び配線ＢＲは、例えばトランジスタを導通状態にすることができる程度の高電源電位を供給する機能を有する。また信号線ＤＬは検知信号ＤＡＴＡを供給する機能を有する。端子ＯＵＴは検知信号ＤＡＴＡに基づいて変換された信号を供給する機能を有する。
変換器ＣＯＮＶは変換回路を備える。検知信号ＤＡＴＡを変換して端子ＯＵＴに供給することができる様々な回路を、変換器ＣＯＮＶに用いることができる。例えば、変換器ＣＯＮＶをセンサ素子２２に電気的に接続することにより、ソースフォロワ回路またはカレントミラー回路として機能する回路を適用してもよい。
具体的には、トランジスタＭ７を用いた変換器ＣＯＮＶを用いて、ソースフォロワ回路を構成できる（図１１（Ｂ）参照）。なお、トランジスタＭ４乃至Ｍ６と同一の工程で作製することのできるトランジスタをトランジスタＭ７に用いてもよい。
例えば実施の形態４で例示したトランジスタ７５１またはトランジスタ７５２等の構成を、トランジスタＭ４乃至トランジスタＭ７のそれぞれに適用することができる。
なお、変換機ＣＯＮＶの構成は、図１１（Ｂ）に示す構成に限られない。図１３に変換器ＣＯＮＶの異なる構成例を示している。
図１３（Ａ）に示す変換器ＣＯＮＶは、トランジスタＭ７に加えてトランジスタＭ８を有する。具体的にはトランジスタＭ８は、ゲートが信号線ＤＬと電気的に接続し、第１の電極が端子ＯＵＴと電気的に接続し、第２の電極が配線ＧＮＤと電気的に接続する。配線ＧＮＤは、例えば接地電位を供給する機能を有する。また、図１３（Ｂ）に示すように、トランジスタＭ７及びトランジスタＭ８が、それぞれ第２のゲートを有する構成としてもよい。このとき、第２のゲートは、ゲートと電気的に接続する構成とすることが好ましい。
また図１３（Ｃ）に示す変換器ＣＯＮＶは、トランジスタＭ７、トランジスタＭ８及び抵抗Ｒを有する。具体的には、トランジスタＭ７はゲートが配線ＢＲ１と電気的に接続する。トランジスタＭ８は、ゲートが配線ＢＲ２と電気的に接続し、第１の電極が端子ＯＵＴ、及び抵抗Ｒの第２の電極と電気的に接続し、第２の電極が配線ＧＮＤと電気的に接続する。抵抗Ｒは、第１の電極が配線ＶＤＤと電気的に接続している。配線ＢＲ１及び配線ＢＲ２は、例えばそれぞれトランジスタを導通状態にすることのできる程度の高電源電位を供給する機能を有する。配線ＶＤＤは、例えば高電源電位を供給する機能を有する。
［駆動方法例］
続いて、図１１を参照してセンサ素子２２の駆動方法について説明する。
〔第１のステップ〕
第１のステップにおいて、トランジスタＭ６を導通状態にした後に非導通状態にするリセット信号を、トランジスタＭ６のゲートに供給し、容量素子Ｃの第１の電極の電位（すなわちノードＡの電位）を所定の電位にする（図１１（Ｄ−１）、期間Ｔ１参照）。
具体的には、リセット信号を配線ＲＥＳに供給する。リセット信号が供給されたトランジスタＭ６は、ノードＡの電位を例えばトランジスタＭ４を導通状態にすることのできる電位にする。
〔第２のステップ〕
第２のステップにおいて、トランジスタＭ５を導通状態にする選択信号をトランジスタＭ５のゲートに供給し、トランジスタＭ４の第２の電極を信号線ＤＬに電気的に接続する（図１１（Ｄ−１）、期間Ｔ２参照）。
具体的には、走査線Ｇ１に選択信号を供給する。選択信号が供給されたトランジスタＭ５は、トランジスタＭ４の第２の電極を信号線ＤＬに電気的に接続する。
〔第３のステップ〕
第３のステップにおいて、制御信号を容量素子Ｃの第２の電極に供給し、制御信号及び容量素子Ｃの容量に基づいて変化する電位をトランジスタＭ４のゲートに供給する。
具体的には、配線ＣＳに矩形の制御信号を供給する。矩形の制御信号を容量素子Ｃの第２の電極に供給すると、容量素子Ｃの容量に基づいてノードＡの電位が変化する（図１１（Ｄ−１）、期間Ｔ２の後半を参照）。
例えば、容量素子Ｃが大気中におかれている場合、大気より誘電率の高いものが、容量素子Ｃの第２の電極に近接して配置された場合、容量素子Ｃの容量は見かけ上大きくなる。
これにより、矩形の制御信号がもたらすノードＡの電位の変化は、大気より誘電率の高いものが近接して配置されていない場合に比べて小さくなる（図１１（Ｄ−２）、実線参照）。
または、タッチパネルの変形に伴い、容量素子Ｃの第１の電極と第２の電極の間隔が変化した場合にも、容量素子Ｃの容量が変化する。これにより、ノードＡの電位が変化する。
〔第４のステップ〕
第４のステップにおいて、トランジスタＭ４のゲートの電位の変化がもたらす信号を信号線ＤＬに供給する。
例えば、トランジスタＭ４のゲートの電位の変化がもたらす電流の変化を信号線ＤＬに供給する。
変換器ＣＯＮＶは、例えば信号線ＤＬを流れる電流の変化を電圧の変化に変換して供給する。
〔第５のステップ〕
第５のステップにおいて、トランジスタＭ５を非導通状態にする選択信号をトランジスタＭ５のゲートに供給する。
以上で、１つの走査線Ｇ１に電気的に接続される複数のセンサ素子２２の動作が完了する。
ｎ個の走査線Ｇ１有する場合には、走査線Ｇ１（１）乃至走査線Ｇ１（ｎ）について、それぞれ第１のステップから第５のステップを繰り返せばよい。
以上が駆動方法についての説明である。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態６）
本実施の形態では、アクティブマトリクス型液晶表示装置の形態について図１４を用いて説明する。
図１４に示す液晶表示装置１２０は、反射型の液晶表示装置の一例である。なお、素子基板１６１及び対向基板１６２の構成のうち、実施の形態１と重複する内容については、説明を省略する。
素子基板１６１にはトランジスタ層１０３が形成され、トランジスタ層１０３は、絶縁層１２８で覆われている。また、絶縁層１２８上には、反射電極層１１１、絶縁層１２９及び絶縁層１３１が形成されている。
また、対向基板１６２には実施の形態１で示した対向基板１０２に加え、対向電極層１８８がオーバーコート１８４上に形成されている。
さらに、反射電極層１１１と対向電極層１８８の間に液晶層１１０を設ける。
なお、図１４において図示しないが、反射電極層１１１及び対向電極層１８８の、液晶層１１０と接する側に、それぞれ配向膜を設ける構成としてもよい。また、図１４において図示しないが、偏光部材、位相差部材などの光学部材（光学基板）などは適宜設けてもよい。例えば、偏光基板及び位相差基板による円偏光を用いてもよい。また、光源としてバックライト、サイドライトなどを用いてもよい。
なお、液晶層１１０に使用する液晶材料としては、ネマチック液晶、コレステリック液晶、スメクチック液晶、ディスコチック液晶、サーモトロピック液晶、リオトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）、強誘電液晶、反強誘電液晶、主鎖型液晶、側鎖型高分子液晶、バナナ型液晶等の液晶、またはこれらの液晶とカイラル剤等の混合材料を用いることができる。
図１４に示すように、反射電極層１１１と対向電極層１８８の間に液晶層１１０を設け、反射電極層１１１と対向電極層１８８の間に電位差を与えることで、液晶層１１０の配向を制御し、液晶表示装置１２０の表示状態を変えることができる。
図１４は反射型液晶表示装置を示しているが、反射電極層１１１に光透過性導電材料を用いることで、透過型液晶表示装置とすることができる。その場合、絶縁層１２８に凸凹を設けず、対向基板のブラックマトリクス１８６の表面にのみ凸部を設ける構成としてもよい。
また、図１４は、反射電極層１１１と対向電極層１８８の間に電位差を与える、所謂縦電界方式の液晶表示装置（例えば、ＴＮモード、ＶＡモード、ＭＶＡモード、ＰＶＡモード、ＳＴＮモード、ＯＣＢモードなど）を示しているが、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードやＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなど、所謂横電界方式の液晶表示装置にも適用可能である。
以下では、本発明を適用したアクティブマトリクス型液晶表示装置の一態様である、半透過型液晶表示装置について説明する。半透過型液晶表示装置は、一つの単位画素において反射電極と透過電極を混在させることで、反射型液晶表示装置と透過型液晶表示装置の双方の特徴を備えることができる。なお、図１４と重複する構成については、説明を省略する。
［変形例１］
図１５に示す液晶表示装置１２０ａは、絶縁層１２８上に透光性電極層１１４及び反射電極層１１１がこの順番で積層されている。反射電極層１１１は透光性電極層１１４の一部を覆っており、透光性電極層１１４の一部は液晶層１１０と接している。なお、透光性電極層１１４及び反射電極層１１１が、図１５と逆の順番で積層されていてもよい。
開口１３０において、透光性電極層１１４が液晶層１１０と接する領域では、素子基板１６１の側からのバックライト等の光１７１が透過する。また、反射電極層１１１は、液晶表示装置１２０ａの外部から入る光１７２を反射する。
図１５に示すように、液晶表示装置１２０ａは一の開口１３０における素子基板１６１側の電極として、透光性電極層１１４及び反射電極層１１１が混在する。このような構成とすることで、暗い空間において表示が確認でき、また明るい空間においてはバックライトが消灯していても表示が確認できる半透過型液晶表示装置を実現できる。バックライトを消灯しても表示が確認できることで、液晶表示装置の消費電力を低減することができる。
開口１３０に対して反射電極層１１１が占める面積の割合は、液晶表示装置１２０ａの用途に応じて設定することができる。また、液晶表示装置１２０ａの表示領域内において、該面積の割合が異なる領域があってもよい。また、液晶表示装置１２０ａの表示領域内において、開口１３０内に透光性電極層１１４及び反射電極層１１１を有する単位画素で構成される領域と、開口１３０内に透光性電極層１１４のみを有する単位画素で構成される領域が混在していてもよい。また、液晶表示装置１２０ａの表示領域内において、開口１３０内に透光性電極層１１４及び反射電極層１１１を有する単位画素で構成される領域と、開口１３０内に反射電極層１１１のみを有する単位画素で構成される領域が混在していてもよい。
なお、図１５では開口１３０に対応する領域において絶縁層１２８に複数の凹部が形成される構成を示しているが、開口１３０において、反射電極層１１１が液晶層１１０と接する領域にのみ絶縁層１２８に複数の凹部を形成してもよい。
［変形例２］
図１６に示す液晶表示装置１２０ｂは、オーバーコート１８４上に絶縁層１８９が形成されている点で液晶表示装置１２０ａと異なる。
液晶表示装置１２０ａでは、光１７１は液晶層１１０を直進するため、光１７１が液晶層１１０を通過する距離は、透光性電極層１１４と対向電極層１８８との間隔と概ね等しい。一方で、光１７２は液晶層１１０と接する反射電極層１１１によって一度反射するため、光１７２が液晶層１１０を通過する距離は、反射電極層１１１と対向電極層１８８との間隔の２倍と概ね等しい。
このように、光１７１及び光１７２の各々が液晶層１１０を通過する距離が異なることで、液晶表示装置１２０ａが反射型液晶表示装置として機能する場合と透過型液晶表示装置として機能する場合とで、表示の明るさ等の画像の表示状態が異なってしまうことがある。そのため、光１７２が液晶層１１０を通過する距離を短くすることが好ましい。
液晶表示装置１２０ｂにおいて、絶縁層１８９は光学調整層としての機能を有する。絶縁層１８９を反射電極層１１１と重なる位置に設けることで、絶縁層１８９上の対向電極層１８８と反射電極層１１１との間隔を狭めることができる。
絶縁層１８９上の対向電極層１８８と反射電極層１１１との間隔をＤ２、オーバーコート１８４上の対向電極層１８８と透光性電極層１１４との間隔をＤ３とすると、光１７１及び光１７２の各々が液晶層１１０を通過する距離を概ね等しくするためには、Ｄ２をＤ３の約半分とすればよい。しかし、Ｄ２がＤ３より小さいことで、光１７２が通過する領域の液晶層１１０にかかる電場は、光１７１が通過する領域の液晶層１１０にかかる電場よりも強くなる。したがって、Ｄ２はＤ３の半分以下であることが好ましい。
なお、絶縁層１８９を対向電極層１８８と液晶層１１０との間に設けてもよい（図１７参照）。このような構成とすることで、光１７２が通過する領域の液晶層１１０にかかる電場の強さと、光１７１が通過する領域の液晶層１１０にかかる電場の強さを等しくすることができる。
また、絶縁層１８９を対向基板１６２側ではなく、素子基板１６１側に設けてもよい。すなわち、反射電極層１１１と重なる位置において、反射電極層１１１上もしくは透光性電極層１１４上に絶縁層を設けてもよい。また、絶縁層１２９や絶縁層１３１等を反射電極層１１１と重なる位置にも設けてもよい。図１８に、反射電極層１１１と重なる位置において、透光性電極層１１４上に絶縁層１２９を設けた場合の液晶表示装置１２０ｂを示す。図１８では、絶縁層１２８に凹凸はなく、絶縁層１２９の反射電極層１１１と重なる位置に複数の凹部を設けた構成としている。また、絶縁層１２９には開口が設けてあり、反射電極層１１１は該開口を通じて透光性電極層１１４と接続している。
図１６及び図１７では絶縁層１８９が単層構造である構成を示しているが、絶縁層１８９は積層構造であってもよい。
また、図１６及び図１７において、絶縁層１８９の表面に、絶縁層１２８の表面に形成される複数の凹部を反映するように複数の凹部を設けてもよい。このような構成とすることで、絶縁層１８９上の対向電極層１８８と反射電極層１１１との間隔を、反射電極層１１１表面の凹凸によらず一定とすることができる。
絶縁層１８９を構成する膜としては、例えば実施の形態２で説明した絶縁層３５１と同様の膜が挙げられる。また、絶縁層１８９は、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等で形成することができる。
［変形例３］
図１９に示す液晶表示装置１２０ｃは、開口１３０において反射電極層１１１と透光性電極層１１４が離間している点、カラーフィルタ１８１、１８２、１８３の一部が開口を有する点で液晶表示装置１２０ａと異なる。
絶縁層１２８上に、反射電極層１１１、絶縁層１３２、透光性電極層１１４がこの順番で積層されている。絶縁層１３２には開口１３０の外側に開口が設けられており、透光性電極層１１４は該開口を通じて反射電極層１１１と接続している。また、反射電極層１１１の一部は、ソース電極及びドレイン電極１２５の一方と接続していない。また、反射電極層１１１と重なる位置に絶縁層１２８に複数の凹部が設けられている。
液晶表示装置１２０ｃでは反射電極層１１１と透光性電極層１１４を離間して設けることができるため、反射電極層１１１及び透光性電極層１１４を構成する材料の自由度を大きくすることができる。
なお、液晶表示装置１２０ｃにおいて、反射電極層１１１を透光性電極層１１４と接続しない構成としてもよい。すなわち、トランジスタ１０９のソース電極及びドレイン電極１２５の一方と透光性電極層１１４が直接接続する構成としてもよい。このような構成とすることで、透光性電極層１１４とソース電極及びドレイン電極１２５の一方とを接続するために絶縁層１２８及び絶縁層１３２に開口を形成する工程を一度に行うことができるため、工程を短縮することができる。
また、反射電極層１１１と重なる位置に、カラーフィルタ１８１，１８２，１８３に複数の開口が設けられている。図１９に示す通り、バックライト等の光１７１はカラーフィルタを一度通過するが、液晶表示装置１２０ｃの外部から入る光１７２はカラーフィルタを二度通過する。そのため、液晶表示装置１２０ｃが反射型液晶表示装置として機能する場合と、透過型液晶表示装置として機能する場合とで、表示画像の色調が大きく変化しないように、光１７２が通過する領域のカラーフィルタ、すなわち反射電極層１１１と重なる位置にあるカラーフィルタに複数の開口を設けることが好ましい。該複数の開口は、穴径が小さくかつ個数に偏りなく均一に設けることが好ましいが、液晶表示装置１２０ｃを反射型液晶表示装置として機能させるうえで要求される表示画像の色度や明るさに応じて、穴径や個数などを適宜調整することができる。
また、反射電極層１１１と重なる位置にあるカラーフィルタに複数の開口を設けず、該カラーフィルタの膜厚を光１７１が通過する領域のカラーフィルタよりも薄くしてもよい。このような構成とすることで、液晶表示装置１２０ｃが反射型液晶表示装置として機能する場合の表示画像の色ムラを軽減することができる。
本実施の形態により、反射電極の表面形状の不規則性を高めることができるため、液晶表示装置の画面での外光反射による像の映り込みや、干渉縞を抑制することが可能である。また、ブラックマトリクスの表面に凸部を設けることで、外光による像の映り込みや、干渉縞を低減することができる。
なお、本実施の形態では、液晶素子を用いた場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。例えば、本明細書等において、表示素子、表示素子を有する装置である表示装置、発光素子、及び発光素子を有する装置である発光装置は、様々な形態を用いること、又は様々な素子を有することが出来る。表示素子、表示装置、発光素子又は発光装置は、例えば、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子（有機物及び無機物を含むＥＬ素子、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子）、ＬＥＤ（白色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤなど）、トランジスタ（電流に応じて発光するトランジスタ）、電子放出素子、液晶素子、電子インク、電気泳動素子、グレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、ＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）を用いた表示素子、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、ＤＭＳ（デジタル・マイクロ・シャッター）、ＩＭＯＤ（インターフェアレンス・モジュレーション）素子、シャッター方式のＭＥＭＳ表示素子、光干渉方式のＭＥＭＳ表示素子、エレクトロウェッティング素子、圧電セラミックディスプレイ、カーボンナノチューブを用いた表示素子などの少なくとも一つを有している。これらの他にも、電気的または磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化する表示媒体を有していても良い。。また、表示素子として量子ドットを用いてもよい。ＥＬ素子を用いた表示装置の一例としては、ＥＬディスプレイなどがある。電子放出素子を用いた表示装置の一例としては、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）又はＳＥＤ方式平面型ディスプレイ（ＳＥＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｅｒ Ｄｉｓｐｌａｙ）などがある。量子ドットを用いた表示装置の一例としては、量子ドットディスプレイなどがある。液晶素子を用いた表示装置の一例としては、液晶ディスプレイ（透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディスプレイ、直視型液晶ディスプレイ、投射型液晶ディスプレイ）などがある。電子インク、電子粉流体（登録商標）、又は電気泳動素子を用いた表示装置の一例としては、電子ペーパーなどがある。なお、半透過型液晶ディスプレイや反射型液晶ディスプレイを実現する場合には、画素電極の一部、または、全部が、反射電極としての機能を有するようにすればよい。例えば、画素電極の一部、または、全部が、アルミニウム、銀、などを有するようにすればよい。さらに、その場合、反射電極の下に、ＳＲＡＭなどの記憶回路を設けることも可能である。これにより、さらに、消費電力を低減することができる。なお、ＬＥＤを用いる場合、電極の下に、グラフェンやグラファイトを配置してもよい。グラフェンやグラファイトは、複数の層を重ねて、多層膜としてもよい。このように、グラフェンやグラファイトを設けることにより、その上に、結晶を有するｎ型ＧａＮ半導体層などを容易に成膜することができる。なお、グラフェンやグラファイトと、結晶を有するｎ型ＧａＮ半導体層との間に、ＡｌＮ層を設けてもよい。なお、このＧａＮ半導体層は、ＭＯＣＶＤで成膜してもよい。ただし、グラフェンを設けることにより、スパッタ法で成膜することも可能である。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態７）
本実施の形態では、ＥＬ表示装置２６０（図４）を例に、反射電極の表面形状及びブラックマトリクスの表面形状の不規則性を高める手段について図２４を用いて説明する。
実施の形態１乃至４で述べたように、反射電極の表面に複数の凹部を形成する１つの手段として、その下地層となる絶縁層表面に複数の凹部を形成する方法がある。そのため、ＥＬ表示装置２６０の反射電極層３３１の表面形状の不規則性を高めるには、絶縁層３５３の表面に複数の不規則な平面形状の凹部３６１を不規則に配置すればよい。
また、ＥＬ表示装置２６０のブラックマトリクス３７９の表面形状の不規則性を高めるには、複数の構造体３７８を不規則な平面形状とし、不規則に配置すればよい。
しかしながら、ＥＬ表示装置２６０が大画面化、多画素化すると、すべての画素でフォトマスクのパターンを不規則にすることは、フォトマスクパターンの設計に非常に負担となる。そこで、本実施の形態では、反射電極の表面形状及びブラックマトリクスの表面形状の不規則性を高めつつ、単位画素の数よりも非常に少ない数のレイアウトパターンを用いてフォトマスクを設計する方法について説明する。
まず、図２４（Ａ１）乃至図２４（Ａ５）を用いて、反射電極の表面形状の不規則性を高める手段について説明する。
図２４（Ａ１）は、反射電極層３３１の凹部３６１のレイアウトの基準となる基準レイアウトパターン５００の一例を示す平面図である。
図２４（Ａ１）に示す基準レイアウトパターン５００の平面形状は、並進操作および回転操作により平面をタイリング可能な形状であればよい。ここでは、正方形としている。
図２４（Ａ１）において、ハッチングで示されているパターン５０１は、凹部３６１に対応する。パターン５０１の形状は、回転対称性を有さない形状である。また、基準レイアウトパターン５００において、全てのパターン５０１は形状が異なる。パターン５０１自体の形状を不規則な形状とするため、パターン５０１は、フリーハンドで描画されたものが好ましい。また、図２４（Ａ１）に示すように、各パターン５０１の間隔がおおよそ均等になるようにすることが好ましい。
図２４（Ａ２）において、白抜きのパターン５１１は、凹部３６１が形成される領域３６０（図２２（Ａ）参照）に対応する。
ここでは、基準レイアウトパターン５００の形状が４回回転対称性を有する正方形であることを利用し、１つの基準レイアウトパターン５００から、凹部の形成用のフォトマスクの基準マスクパターンを４つ形成する。具体的には、基準レイアウトパターン５００を、０°、９０°、１８０°、２７０°回転させたレイアウトパターンを使用して、それぞれから凹部形成用の基準マスクパターンを作製する。図２４（Ａ２）乃至図２４（Ａ５）に、このような方法で得られた４つの基準マスクパターンを示す。
図２４（Ａ２）乃至図２４（Ａ５）に示すように、４つのマスクパターンにおいて、同様の密度で凹部のパターン５０１が配置されることが好ましい。そのため、図２４（Ａ２）乃至図２４（Ａ５）の方法で得られたマスクパターンにおいて、一部のパターン５０１の形状や、その配置を微調整してもよい。
図２４（Ａ２）乃至図２４（Ａ５）に示した４つのマスクパターンの１つ又は複数を用いることで、凹部３６１を形成するためのマスクパターンを設計することができる。
次に、図２４（Ｂ１）乃至図２４（Ｂ５）を用いて、ブラックマトリクスの表面形状の不規則性を高める手段について説明する。
図２４（Ｂ１）は、ブラックマトリクス３７９の凸部のレイアウトの基準となる基準レイアウトパターン５３０の一例を示す平面図である。
図２４（Ｂ１）に示す基準レイアウトパターン５３０の平面形状は、前述の反射電極層３３１の凹部３６１のレイアウトの基準となる基準レイアウトパターン５００と同様に、並進操作および回転操作により平面をタイリング可能な形状であればよい。ここでは、正方形としている。
図２４（Ｂ１）において、ハッチングで示されているパターン５３１は、ブラックマトリクス３７９の凸部に対応する。パターン５３１の形状は、回転対称性を有さない形状である。また、基準レイアウトパターン５３０において、全てのパターン５３１は形状が異なる。パターン５３１自体の形状を不規則な形状とするため、パターン５３１は、フリーハンドで描画されたものが好ましい。また、図２４（Ｂ１）に示すように、各パターン５３１の間隔がおおよそ均等になるようにすることが好ましい。
図２４（Ａ２）において、白抜きのパターン５１１は、凹部３６１が形成される領域３６０（画素開口部）であり、ブラックマトリクス３７９の凸部は、その周辺に形成される。
ここでは、基準レイアウトパターン５３０の形状が４回回転対称性を有する正方形であることを利用し、１つの基準レイアウトパターン５３０から、ブラックマトリクス３７９の凸部の形成用のフォトマスクの基準マスクパターンを４つ形成する。具体的には、基準レイアウトパターン５３０を、０°、９０°、１８０°、２７０°回転させたレイアウトパターンを使用して、それぞれから凹部形成用の基準マスクパターンを作製する。図２４（Ｂ２）乃至図２４（Ｂ５）は、このような方法で得られた４つの基準マスクパターンである。
図２４（Ｂ２）乃至図２４（Ｂ５）に示すように、同様の密度で凹部のパターン５３１が配置されることが好ましい。そのため、図２４（Ｂ２）乃至図２４（Ｂ５）の方法で得られたマスクパターンにおいて、一部のパターン５３１の形状や、その配置を微調整してもよい。
図２４（Ｂ２）乃至図２４（Ｂ５）に示したマスクパターンの１つ又は複数を用いることで、ブラックマトリクス３７９の凸部を形成するためのマスクパターンを設計することができる。
図２５（Ａ）乃至図２５（Ｆ）に、マスクパターンの例を示す。なお、マスクパターンＡは基準マスクパターンを回転させていない場合をあらわし、マスクパターンＢは基準マスクパターンを９０°回転させたものをあらわし、マスクパターンＣは基準マスクパターンを１８０°回転させたものをあらわし、マスクパターンＤは基準マスクパターンを２７０°回転させたものをあらわす。
図２５（Ａ）は、１つのマスクパターンを使用した例であり、ここではマスクパターンＡを使用している。図２５（Ｂ）乃至図２５（Ｆ）は、４つのマスクパターンＡ−Ｄを用いた例である。
図２５（Ｂ）では、行、および列において１個の単位画素ごとにマスクパターンＡ−Ｄの配列をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順に繰り返す例である。図２５Ｃは、図２５（Ｂ）よりも、マスクパターンＡ−Ｄの配列の規則性を低くするため、列方向のマスクパターンの配列を、Ａ、Ｃ、Ｂ、Ｄにしている。
図２５（Ｄ）、図２５（Ｅ）の例は、図２５Ｃ、図２５（Ｂ）と同じ配列を用いて、行および列で２個の単位画素ごとにマスクパターンを変えている。
図２５（Ｆ）の例は、マスクパターンの配置に繰り返し作業を用いず、不規則に配置した例である。例えば、乱数を用いてマスクパターンの配置を決めることで、不規則な配置が可能である。
図２５（Ｂ）乃至図２５（Ｆ）に示すように、複数のマスクパターンを用いることで、反射電極層３３１の表面形状の不規則性およびブラックマトリクス３７９の表面形状の不規則性を高めることができる。
共通の基準レイアウトパターン５００からマスクパターンＡ−Ｄを作製しているため、複数のマスクパターンＡ−Ｄを用いて絶縁層３５３に凹部３６１を形成する場合でも、隣接する単位画素Ｐｉｘにおいて、反射電極層３３１の反射特性が大きく異なることがないため、ＥＬ表示装置２６０で良好な表示を行うことができる。
また、共通の基準レイアウトパターン５３０からマスクパターンＡ−Ｄを作製しているため、複数のマスクパターンＡ−Ｄを用いて複数の構造体１８０を形成する場合でも、隣接する単位画素Ｐｉｘにおいて、ブラックマトリクス３７９の反射特性及び吸収特性が大きく異なることがないため、ＥＬ表示装置２６０で良好な表示を行うことができる。
１つの基準レイアウトパターン５００又は５３０から４つのマスクパターンＡ−Ｄを設計したが、複数の基準レイアウトパターン５００又は５３０を用いることで、基準マスクパターンの数を増やすことができる。例えば、２種類の基準レイアウトパターン５００又は５３０用いることで、８種類の基準マスクパターンを得ることができる。
ここでは、基準レイアウトパターン５００又は５３０を９０°回転することで、４つのマスクパターンＡ−Ｄを設計する例を示したが、その回転角度は、９０°に限定されるものではない、例えば６０°とすることで、１種類の基準レイアウトパターン５００又は５３０から６種類の凹部形成用の基準マスクパターンを得ることができる。
このように、本実施の形態のフォトマスクの設計方法は、画素部全体において、複数の反射電極の表面形状の不規則性及びブラックマトリクスの表面形状の不規則性を高めつつ、大画面化、高精細化が容易な設計方法である。
本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態８）
本実施の形態では、他の実施の形態で示した表示装置を表示部に備えた電子機器について説明する。または、他の実施の形態で示した可撓性を有するタッチパネルを備えた電子機器について説明する。
表示装置でなる表示部を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
本発明の一態様のタッチパネルは可撓性を有する。したがって、可撓性を有する電子機器に好適に用いることができる。また、本発明の一態様を適用することで、信頼性が高く、繰り返しの曲げに対して強い電子機器や照明装置を作製できる。また、本発明の一態様のタッチパネルは可撓性を有するため、家屋やビルの内壁もしくは外壁、又は、自動車の内装もしくは外装の曲面に沿って組み込むことも可能である。
これらの電子機器の具体例を、図２６及び図２７に示す。
図２６（Ａ）に、テレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置７１００は、筐体７１０１に表示部７１０３が組み込まれている。表示部７１０３により、映像を表示することが可能であり、表示装置を表示部７１０３に用いることができる。また、ここでは、スタンド７１０５により筐体７１０１を支持した構成を示している。
テレビジョン装置７１００の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機７１１０により行うことができる。リモコン操作機７１１０が備える操作キー７１０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部７１０３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機７１１０に、当該リモコン操作機７１１０から出力する情報を表示する表示部７１０７を設ける構成としてもよい。
なお、テレビジョン装置７１００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
図２６（Ｂ）にコンピュータの一例を示す。コンピュータ７２００は、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む。
図２６（Ｃ）に携帯電話機の一例を示す。携帯電話機７４００は、筐体７４０１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。
携帯電話機７４００は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。
表示部７４０２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４０２を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部７４０２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好ましい。
また、携帯電話機７４００内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、携帯電話機７４００の向き（縦か横か）を判断して、表示部７４０２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、または筐体７４０１の操作ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
また、入力モードにおいて、表示部７４０２の光センサで検出される信号を検知し、表示部７４０２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。
表示部７４０２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部７４０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
図２６（Ｄ）に、折りたたみ式のコンピュータの一例を示す。折りたたみ式のコンピュータ７４５０は、ヒンジ７４５４で接続された筐体７４５１Ｌと筐体７４５１Ｒを備えている。また、操作ボタン７４５３、左側スピーカ７４５５Ｌおよび右側スピーカ７４５５Ｒの他、コンピュータ７４５０の側面には図示されていない外部接続ポート７４５６を備える。なお、筐体７４５１Ｌに設けられた表示部７４５２Ｌと、筐体７４５１Ｒに設けられた表示部７４５２Ｒが互いに対峙するようにヒンジ７４５４を折り畳むと、表示部を筐体で保護することができる。
表示部７４５２Ｌと表示部７４５２Ｒは、画像を表示する他、指などで触れると情報を入力できる。例えば、インストール済みのプログラムを示すアイコンを指でふれて選択し、プログラムを起動できる。または、表示された画像の二箇所に触れた指の間隔を変えて、画像を拡大または縮小できる。または、表示された画像の一箇所に触れた指を移動して画像を移動できる。また、キーボードの画像を表示して、表示された文字や記号を指で触れて選択し、情報を入力することもできる。
また、コンピュータ７４５０に、ジャイロ、加速度センサ、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機、指紋センサ、ビデオカメラを搭載することもできる。例えば、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、コンピュータ７４５０の向き（縦か横か）を判断して、表示する画面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、コンピュータ７４５０はネットワークに接続できる。コンピュータ７４５０はインターネット上の情報を表示できる他、ネットワークに接続された他の電子機器を遠隔から操作する端末として用いることができる。
図２７（Ａ）に携帯型遊技機の一例を示す。携帯型遊技機７３００は、筐体７３０１と筐体７３０２の２つの筐体で構成されており、連結部７３０３により、開閉可能に連結されている。筐体７３０１には表示部７３０４が組み込まれ、筐体７３０２には表示部７３０５が組み込まれている。また、携帯型遊技機７３００は、その他、スピーカ部７３０６、記録媒体挿入部７３０７、ＬＥＤランプ７３０８、入力手段（操作キー７３０９、接続端子７３１０、センサ７３１１（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン７３１２）等を備えている。
携帯型遊技機７３００は、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、携帯型遊技機７３００が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
もちろん、携帯型遊技機７３００の構成は図２７（Ａ）に限定されるものではなく、少なくとも表示部７３０４および表示部７３０５の両方、または一方に表示装置が適用されていればよい。また、携帯型遊技機７３００に各種の付属部品を適宜設けることができる。
図２７（Ｂ）には、携帯型のタッチパネルの一例を示している。タッチパネル７５００は、筐体７５０１、表示部７５０２、操作ボタン７５０３、引き出し部材７５０４、制御部７５０５を備える。
タッチパネル７５００は、筒状の筐体７５０１内にロール状に巻かれたフレキシブルな表示部７５０２を備える。
また、タッチパネル７５００は制御部７５０５によって映像信号を受信可能で、受信した映像を表示部７５０２に表示することができる。また、制御部７５０５にはバッテリをそなえる。また、制御部７５０５にコネクターを接続する端子部を備え、映像信号や電力を有線により外部から直接供給する構成としてもよい。
また、操作ボタン７５０３によって、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や表示する映像の切り替え等を行うことができる。
図２７（Ｃ）には、表示部７５０２を引き出し部材７５０４により引き出した状態のタッチパネル７５００を示す。この状態で表示部７５０２に映像を表示することができる。また、筐体７５０１の表面に配置された操作ボタン７５０３によって、片手で容易に操作することができる。また、図２７（Ｂ）のように操作ボタン７５０３を筐体７５０１の中央でなく片側に寄せて配置することで、片手で容易に操作することができる。
なお、表示部７５０２を引き出した際に表示部７５０２の表示面が平面状となるように固定するため、表示部７５０２の側部に補強のためのフレームを設けていてもよい。
なお、この構成以外に、筐体にスピーカを設け、映像信号と共に受信した音声信号によって音声を出力する構成としてもよい。
図２７（Ｄ）乃至（Ｆ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末７６１０を示す。図２７（Ｄ）に展開した状態の携帯情報端末７６１０を示す。図２７（Ｅ）に展開した状態又は折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の携帯情報端末７６１０を示す。図２７（Ｆ）に折りたたんだ状態の携帯情報端末７６１０を示す。携帯情報端末７６１０は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。
表示パネル７６１６はヒンジ７６１３によって連結された３つの筐体７６１５に支持されている。ヒンジ７６１３を介して２つの筐体７６１５間を屈曲させることにより、携帯情報端末７６１０を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。本発明の一態様のタッチパネルを表示パネル７６１６に用いることができる。例えば、曲率半径１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲げることができるタッチパネルを適用できる。
なお、本発明の一態様において、タッチパネルが折りたたまれた状態又は展開された状態であることを検知して、検知情報を供給するセンサを備える構成としてもよい。タッチパネルの制御装置は、タッチパネルが折りたたまれた状態であることを示す情報を取得して、折りたたまれた部分（又は折りたたまれて使用者から視認できなくなった部分）の動作を停止してもよい。具体的には、表示を停止してもよい。また、タッチセンサによる検知を停止してもよい。
同様に、タッチパネルの制御装置は、タッチパネルが展開された状態であることを示す情報を取得して、表示やタッチセンサによる検知を再開してもよい。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
以下では、画素電極に凹部を有し、ブラックマトリクスに凸部を有するＥＬ表示装置の外光反射に対する効果を図２８（Ａ）乃至図２８（Ｃ）を用いて説明する。
図２８（Ａ）は、素子基板及び対向基板に実施の形態１で示した対策をしていないＥＬ表示装置１を、対向基板側から観察した結果である。つまり、ＥＬ表示装置１は、素子基板の画素電極領域に凹部を設けず、対向基板のブラックマトリクス領域に凸部を設けていないＥＬ表示装置である。なお、ＥＬ表示装置１はブラックマトリクス自体を設けていない。また、ＥＬ表示装置１及び、後述するＥＬ表示装置２及び３は、反射防止フィルムを設置していない。
ＥＬ表示装置１の観察は、暗室にて行った。外光には室内灯を使用し、ＥＬ表示装置１の対向基板裏面（表示面）に外光が映り込む位置にてＥＬ表示装置１を撮影した。なお、後述のＥＬ表示装置２及び３も同様の条件で観察をおこなった。
図２８（Ａ）から、素子基板にも対向基板にも対策をしない場合、外光の反射光の干渉縞が強く観察されることがわかる。
図２８（Ｂ）は、対向基板のみ実施の形態１で示した対策を施したＥＬ表示装置２を、対向基板側から観察した結果である。つまり、ＥＬ表示装置２は、素子基板の画素電極に凹部を設けず、対向基板のブラックマトリクスに凸部を設けたＥＬ表示装置である。
図２８（Ｂ）から、対向基板に凸部を有するブラックマトリクスを設けたＥＬ表示装置では、外光の反射光の干渉縞が大幅に低減されていることがわかる。
図２８（Ｃ）は、素子基板及び対向基板の両方に実施の形態１で示した対策を施したＥＬ表示装置３を、対向基板側から観察した結果である。つまり、ＥＬ表示装置３は、素子基板の画素電極に凹部を設け、対向基板のブラックマトリクスに凸部を設けたＥＬ表示装置である。
図２８（Ｃ）から、ＥＬ表示装置３はＥＬ表示装置２と比べ、さらに、外光の反射光の干渉縞が低減されていることがわかる。
以上の観察結果から、対向基板に凸部を有するブラックマトリクスを設けることで、外光の反射光の干渉縞を低減することができ、さらに、素子基板の画素電極に凹部を設けることで、外光の反射光の干渉縞を低減することができることがわかった。
続いて、ブラックマトリクスに不規則な表面形状の凸部を有する場合と有しない場合での、外光の反射率を比較する。
対向基板１（比較例）は、ブラックマトリクスとカラーフィルタを有する基板であり、ブラックマトリクスの下に構造体が無い構成である。対向基板２は、構造体と、ブラックマトリクスと、カラーフィルタを有する基板である。対向基板２のブラックマトリクスは、構造体の表面形状を反映した凸部を有する。つまり、対向基板２のブラックマトリクスは、不規則な表面形状を有する。
外光の反射率測定は、対向基板１及び対向基板２のブラックマトリクスなどが形成されていない側の面（表示面側）で測定した。測定装置にはＬＣＤ−７２００を用い、外光と基板表面の法線との角度、及び、測定装置と基板表面の法線との角度を変化させ、反射率の測定をおこなった結果を図２９に示す。
図２９は、対向基板１及び対向基板２に対して、測定装置の受光角度を１５°、２０°、２５°、３０°、３５°、４０°の各角度で固定し、外光の投光角度を変化させた測定結果である。
投光角度及び受光角度がそれぞれ１５°、２０°、２５°、３０°、３５°、４０°のときの反射率（％）の測定結果を表１に示す。つまり、表１に示した数値は、図２９に示した各放物線の頂点付近の値である。なお、ブラックマトリクスの表面形状の違いによる影響のみを確認するため、測定に用いた対向基板１及び対向基板２はＥＬ表示装置ではなく、対向基板単体である。また、対向基板１及び２は、反射防止フィルムを形成していない。
対向基板１（比較例）と対向基板２の反射率測定結果の比較から、ブラックマトリクスに凸部を有することで、例えば測定角度３０°において、外光の反射率が約０．８％低下することがわかった。この結果は、対向基板１の反射率と比べた割合でいうと、約１４．５６％低下していることになる。つまり、ブラックマトリクスに不規則な表面形状を有することで、外光反射を大幅に抑えられるようになったと言える。
また、各測定角度の反射率低減の割合を比較すると、測定角度が２５°から３５°の間で最も反射率が低減していることがわかる。この結果は、本発明の一態様は、表示面に対して垂直方向の反射より、斜め方向の反射に対して、より有効であることを示している。つまり、本発明の一態様は、表示面を斜め方向から見る機会の多いフレキシブル表示装置において、より効果的であるといえる。
ブラックマトリクスは可視光の吸収率が高いため、ブラックマトリクスからの外光反射が注目されることはあまりなかった。しかし、本発明の一態様を表示装置に用いることで、ブラックマトリクスからの外光反射を効果的に低減した表示装置を作製できることがわかった。
続いて、画素電極に凹部を有し、ブラックマトリクスに凸部を有するＥＬ表示装置の外光の反射率を測定した結果を示す。
ＥＬ表示装置４は、素子基板に凹部を有する反射電極を有し、対向基板に構造体と、ブラックマトリクスと、カラーフィルタを有するＥＬ表示装置である。また、ＥＬ表示装置５は、ＥＬ表示装置４の構成に加え、反射防止フィルムを対向基板のブラックマトリクスなどが形成されていない側の面（表示面側）に設けたＥＬ表示装置である。
外光の反射率測定は、ＥＬ表示装置４及びＥＬ表示装置５の対向基板の表示面側で測定した。測定装置にはＬＣＤ−７２００を用い、外光と基板表面の法線との角度、及び、測定装置と基板表面の法線との角度を変化させ、反射率の測定をおこなった結果を図３０に示す。
図３０は、ＥＬ表示装置４及びＥＬ表示装置５に対して、測定装置の受光角度を１５°、２０°、２５°、３０°、３５°、４０°の各角度で固定し、外光の投光角度を変化させた測定結果である。
投光角度及び受光角度がそれぞれ１５°、２０°、２５°、３０°、３５°、４０°のときの反射率（％）の結果を表２に示す。つまり、表２に示した数値は、図３０に示した各放物線の頂点付近の値である。
表２の結果から、凹部を有する反射電極と凸部を有するブラックマトリクスと反射防止フィルムを用いることで、外光の反射率を低減できることがわかった。
１０ タッチパネル
２０ タッチセンサモジュール
２１ 基板
２２ センサ素子
２３ 回路
２４ 回路
３０ 表示パネル
３１ 基板
３２ 表示部
３３ 画素
３４ 回路
４１ ＦＰＣ
４２ ＦＰＣ
４３ 端子
１００ ＥＬ表示装置
１０１ 素子基板
１０２ 対向基板
１０３ トランジスタ層
１０４ 空間
１０５ 発光素子
１０６ 光
１０７ 基板
１０８ 基板
１０９ トランジスタ
１１０ 液晶層
１１１ 反射電極層
１１２ 透光性電極層
１１３ 発光層
１１４ 透光性電極層
１２０ 液晶表示装置
１２０ａ 液晶表示装置
１２０ｂ 液晶表示装置
１２０ｃ 液晶表示装置
１２１ 絶縁層
１２２ ゲート電極
１２３ ゲート絶縁層
１２４ 半導体層
１２５ ソース電極及びドレイン電極
１２６ 絶縁層
１２７ 絶縁層
１２８ 絶縁層
１２９ 絶縁層
１３０ 開口
１３１ 絶縁層
１３２ 絶縁層
１４０ 領域
１４１ 凹部
１４１ａ 凹部
１４２ 開口
１６１ 素子基板
１６２ 対向基板
１７１ 光
１７２ 光
１８０ 構造体
１８０ａ 構造体
１８０ｂ 構造体
１８１ カラーフィルタ
１８２ カラーフィルタ
１８３ カラーフィルタ
１８４ オーバーコート
１８６ ブラックマトリクス
１８７ 反射防止フィルム
１８８ 対向電極層
１８９ 絶縁層
２００ 光
２０１ 素子基板
２０２ 対向基板
２３０ 画素回路
２６０ ＥＬ表示装置
２６１ ＥＬ表示装置
３０１ ゲート線
３０２ 電源線
３０３ 電極
３１１ 酸化物半導体層
３１２ 酸化物半導体層
３１３ 酸化物半導体層
３２１ ソース線
３２２ 電源線
３２３ 電極
３２４ 電極
３２５ 電極
３３１ 反射電極層
３３２ 半透光性導電層
３３３ 発光層
３３４ 透光性導電層
３５１ 絶縁層
３５２ 絶縁層
３５３ 絶縁層
３５４ 絶縁層
３５５ 絶縁層
３６０ 領域
３６１ 凹部
３７８ 構造体
３７９ ブラックマトリクス
３８４ オーバーコート
３８５ 反射防止フィルム
３９０ 空間
４０１ 基板
４０２ 基板
４１１ 開口
４１２ 開口
４１３ 開口
４１４ 開口
４２０ 開口
５００ 基準レイアウトパターン
５０１ パターン
５１１ パターン
５３０ 基準レイアウトパターン
５３１ パターン
７０１ トランジスタ
７０２ トランジスタ
７０３ トランジスタ
７０４ 発光素子
７０５ コンタクト部
７１０ 接続層
７１１ 接着層
７１２ 絶縁層
７１３ 絶縁層
７１４ 絶縁層
７１５ 絶縁層
７１６ 絶縁層
７１７ 絶縁層
７１８ 絶縁層
７１９ スペーサ
７２０ 接着層
７２１ 電極
７２２ ＥＬ層
７２３ 電極
７２４ 光学調整層
７２５ 導電層
７５１ トランジスタ
７５２ トランジスタ
７５３ コンタクト部
７６０ 接続層
７６１ 接着層
７６２ 絶縁層
７６３ 絶縁層
７６４ 絶縁層
７６５ 絶縁層
７６６ 絶縁層
７６７ オーバーコート
７７０ 容量素子
７７１ 導電層
７７１ａ 導電層
７７２ 誘電体層
７７３ 導電層
７７４ カラーフィルタ
７７５ ブラックマトリクス
７７６ 導電層
７７７ 構造体
７７８ 開口
７７９ 配線
７８１ コンタクト部
７８２ コンタクト部
７１００ テレビジョン装置
７１０１ 筐体
７１０３ 表示部
７１０５ スタンド
７１０７ 表示部
７１０９ 操作キー
７１１０ リモコン操作機
７２００ コンピュータ
７２０１ 本体
７２０２ 筐体
７２０３ 表示部
７２０４ キーボード
７２０５ 外部接続ポート
７２０６ ポインティングデバイス
７３００ 携帯型遊技機
７３０１ 筐体
７３０２ 筐体
７３０３ 連結部
７３０４ 表示部
７３０５ 表示部
７３０６ スピーカ部
７３０７ 記録媒体挿入部
７３０８ ＬＥＤランプ
７３０９ 操作キー
７３１０ 接続端子
７３１１ センサ
７３１２ マイクロフォン
７４００ 携帯電話機
７４０１ 筐体
７４０２ 表示部
７４０３ 操作ボタン
７４０４ 外部接続ポート
７４０５ スピーカ
７４０６ マイク
７４５０ コンピュータ
７４５１Ｌ 筐体
７４５１Ｒ 筐体
７４５２Ｌ 表示部
７４５２Ｒ 表示部
７４５３ 操作ボタン
７４５４ ヒンジ
７４５５Ｌ 左側スピーカ
７４５５Ｒ 右側スピーカ
７４５６ 外部接続ポート
７５００ タッチパネル
７５０１ 筐体
７５０２ 表示部
７５０３ 操作ボタン
７５０４ 部材
７５０５ 制御部
７６１０ 携帯情報端末
７６１３ ヒンジ
７６１５ 筐体
７６１６ 表示パネル

Claims (2)

  1. 第１の基板上の複数のトランジスタと、
    前記複数のトランジスタ上に位置し、前記複数のトランジスタと接続される複数の発光素子と、
    前記複数の発光素子上のカラーフィルタと、
    前記カラーフィルタの周囲を囲むブラックマトリクスと、
    前記カラーフィルタ上及び前記ブラックマトリクス上の第２の基板と、を有し、
    前記複数の発光素子は、前記複数のトランジスタと接続される複数の反射電極層と、前記複数の反射電極層上の発光層と、前記発光層上の透光性電極層と、を有し、
    前記複数の発光素子の光は、前記カラーフィルタを介して射出され、
    第１の画素に設けられた第１の反射電極層は複数の凹部を有し、
    前記第１の画素と隣り合う第２の画素に設けられた第２の反射電極層は複数の凹部を有し、
    前記第１の反射電極層と前記第２の反射電極層との間隙と重なる前記ブラックマトリクスの部分は、複数の凸部を有し、
    前記ブラックマトリクスの前記部分が有する複数の凸部は、前記第２の基板と前記ブラックマトリクスの間に設けられた複数の構造体の形状を反映しており、
    前記構造体の高さは０．２μｍ以上３μｍ以下である、表示装置。
  2. 第１の基板上の複数のトランジスタと、
    前記複数のトランジスタ上に位置し、前記複数のトランジスタと接続される複数の発光素子と、
    前記複数の発光素子上のカラーフィルタと、
    前記カラーフィルタの周囲を囲むブラックマトリクスと、
    前記カラーフィルタ上及び前記ブラックマトリクス上の第２の基板と、を有し、
    前記複数の発光素子は、前記複数のトランジスタと接続される複数の反射電極層と、前記複数の反射電極層上の発光層と、前記発光層上の透光性電極層と、を有し、
    前記複数の発光素子の光は、前記カラーフィルタを介して射出され、
    第１の画素に設けられた第１の反射電極層は複数の凹部を有し、
    前記第１の画素と隣り合う第２の画素に設けられた第２の反射電極層は複数の凹部を有し、
    前記第１の反射電極層と前記第２の反射電極層との間隙と重なる前記ブラックマトリクスの部分は複数の凸部を有し、
    前記ブラックマトリクスの前記部分が有する複数の凸部は、前記第２の基板と前記ブラックマトリクスの間に設けられた複数の構造体の形状を反映しており、
    前記構造体の高さは０．２μｍ以上３μｍ以下であり、
    前記第１の反射電極層と前記発光層との間に、前記第１の反射電極層の端部を覆う絶縁層を有し、
    前記絶縁層は、前記第２の反射電極層の端部を覆い、
    前記ブラックマトリクスの前記部分が有する複数の凸部は、前記絶縁層と重なる、
    表示装置。
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