1.本发明的一个方式涉及一种显示装置。本发明的一个方式涉及一种具有摄像功能的显示装置。本发明的一个方式涉及一种摄像装置。本发明的一个方式涉及一种具备显示装置的电子设备。
2.注意，本发明的一个方式不局限于上述技术领域。作为本说明书等所公开的本发明的一个方式的技术领域的例子，可以举出半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、电子设备、照明装置、输入装置、输入输出装置、这些装置的驱动方法或这些装置的制造方法。半导体装置是指能够通过利用半导体特性而工作的所有装置。
背景技术：3.近年来，以智能手机、平板终端、笔记本型pc(个人计算机)等信息终端设备为代表的电子设备被要求小型化及低功耗化。安装于这些电子设备的显示装置除了显示图像的功能之外还被要求各种功能，诸如触摸面板的功能、拍摄指纹以进行识别的功能等。
4.作为显示装置，例如已开发了包括发光元件的发光装置。利用电致发光(electroluminescence，以下称为el)现象的发光元件(也记载为“el元件”)具有容易实现薄型轻量化；能够高速地响应输入信号；以及能够使用直流恒压电源等而驱动的特征等，并已将其应用于显示装置。例如，专利文献1公开了使用有机el元件的具有柔性的发光装置。[先行技术文献][专利文献]
[0005]
[专利文献1]日本专利申请公开第2014-197522号公报
技术实现要素：发明所要解决的技术问题
[0006]
本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有摄像功能的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种容易实现高清晰化的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种可以实现摄像的高速化的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种可以拍摄指纹的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种用作触摸面板的显示装置。
[0007]
此外，本发明的一个方式的目的之一是减少电子设备的构件数量。本发明的一个方式的目的之一是提供一种多功能显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有新颖结构的显示装置、摄像装置或电子设备。本发明的一个方式的目的之一是至少改善现有技术的问题中的至少一个。
[0008]
注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。注意，本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。另外，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载抽出上述以外的目的。解决技术问题的手段
[0009]
本发明的一个方式是一种显示装置，该显示装置包括第一像素、第二像素及第一
布线。第一像素包括发光元件。第二像素包括受光元件。第一像素被从第一布线供应图像数据。第二像素对第一布线输出受光数据。
[0010]
本发明的另一个方式是一种显示装置，该显示装置包括第一至第三布线以及第一至第六像素。第一像素、第三像素及第五像素包括呈现不同颜色的光的发光元件。第二像素、第四像素及第六像素包括受光元件。第一像素被从第一布线供应第一图像数据。第三像素被从第二布线供应第二图像数据。第五像素被从第三布线供应第三图像数据。第二像素对第一布线输出第一受光数据。第四像素对第二布线输出第二受光数据。第六像素对第三布线输出第三受光数据。
[0011]
另外，在上述显示装置中，优选的是，第二像素、第四像素及第六像素包括接收不同颜色的光的受光元件。
[0012]
另外，在上述任意显示装置优选还包括第四至第七布线。此时，第一像素被从第四布线供应第一选择信号。第二像素被从第五布线供应第二选择信号。第三像素被从第六布线供应第三选择信号。第四像素、第五像素及第六像素被从第七布线供应第四选择信号。
[0013]
另外，在上述任意显示装置中，第一像素优选包括第一晶体管及第二晶体管。此时，优选的是，第一晶体管的源极和漏极中的一个与第一布线电连接，第一晶体管的源极和漏极中的另一个与第二晶体管的栅极电连接。另外，第二晶体管的源极和漏极中的一个优选与发光元件的一个电极电连接。
[0014]
另外，在上述任意显示装置中，第二像素优选包括第三晶体管、第四晶体管及第五晶体管。此时，优选的是，第三晶体管的源极和漏极中的一个与第一布线电连接，第三晶体管的源极和漏极中的另一个与第四晶体管的源极和漏极中的一个电连接。另外，第四晶体管的栅极优选与第五晶体管的源极和漏极中的一个电连接。另外，第五晶体管的源极和漏极中的一个优选与受光元件的一个电极电连接。
[0015]
本发明的另一个方式是一种显示装置，该显示装置包括第一像素及第一布线。第一像素包括受发光元件。受发光元件具有根据电场发光的功能及对照射的光进行光电转换的功能。第一像素被从第一布线供应图像数据。另外，第一像素对第一布线输出受光数据。
[0016]
本发明的另一个方式是一种显示装置，该显示装置包括第一至第三布线以及第一至第五像素。第一像素、第二像素及第四像素包括受发光元件。受发光元件具有根据电场发光的功能及对照射的光进行光电转换的功能。第三像素及第五像素包括呈现不同颜色的光的发光元件。第一像素被从第一布线供应第一图像数据。第二像素被从第一布线供应第二图像数据。第三像素被从第二布线供应第三图像数据。第四像素被从第一布线供应第四图像数据。第五像素被从第三布线供应第五图像数据。第一像素对第一布线输出第一受光数据。第二像素对第二布线输出第二受光数据。第四像素对第三布线输出第三受光数据。
[0017]
另外，在上述显示装置优选还包括第四至第七布线。此时，第一像素被从第四布线供应第一选择信号。第二像素及第三像素被从第五布线供应第二选择信号。第四像素及第五像素被从第六布线供应第三选择信号。第一像素、第二像素及第四像素被从第七布线供应第四选择信号。
[0018]
另外，在上述任意显示装置中，第一像素优选包括第一至第六晶体管。此时，优选的是，第一晶体管的源极和漏极中的一个与第一布线电连接，第一晶体管的源极和漏极中的另一个与第二晶体管的栅极电连接。另外，第二晶体管的源极和漏极中的一个优选与第
六晶体管的源极和漏极中的一个电连接。另外，优选的是，第三晶体管的源极和漏极中的一个与第一布线电连接，第三晶体管的源极和漏极中的另一个与第四晶体管的源极和漏极中的一个电连接。第四晶体管的栅极优选与第五晶体管的源极和漏极中的一个电连接。第五晶体管的源极和漏极中的一个优选与受发光元件的一个电极电连接。第六晶体管的源极和漏极中的另一个优选与受发光元件的一个电极电连接。
[0019]
另外，在上述任意显示装置优选还包括选择器电路、数字模拟转换电路、模拟数字转换电路、第八布线及第九布线。此时，选择器电路优选具有选择第八布线和第九布线中的任一个与第一布线之间的导通的功能。另外，数字模拟转换电路优选包括与第八布线电连接的输出端子。再者，模拟数字转换电路优选包括与第九布线电连接的输入端子。发明效果
[0020]
根据本发明的一个方式，可以提供一种具有摄像功能的显示装置。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种容易实现高清晰化的显示装置。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种能够实现摄像的高速化的显示装置。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种能够拍摄指纹的显示装置。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种用作触摸面板的显示装置。附图简要说明
[0023]
图1a是示出显示装置的一个例子的图。图1b是示出像素的一个例子的图。图2是示出显示部的一个例子的图。图3是示出电路部的一个例子的图。图4是示出电路部的一个例子的图。图5是示出电路部的一个例子的图。图6a是示出显示装置的一个例子的图。图6b是示出像素的一个例子的图。图7是示出像素的一个例子的图。图8是示出显示部的一个例子的图。图9a是示出显示装置的一个例子的图。图9b是示出像素的一个例子的图。图10是示出显示部的一个例子的图。图11a是示出显示装置的一个例子的图。图11b是示出显示部的一个例子的图。图12是示出显示部的一个例子的图。图13是说明显示装置的驱动方法的一个例子的图。图14是说明显示装置的驱动方法的一个例子的图。图15a至图15d以及图15f是示出显示装置的一个例子的截面图。图15e及图15g是示出显示装置所拍摄的图像的例子的图。图15h、图15(j)至图15(l)是示出像素的一个例子的俯视图。图16a至图16g是示出像素的一个例子的俯视图。图17a及图17b是示出显示装置的一个例子的截面图。图18a及图18b是示出显示装置的一个例子的截面图。图19a至图19c是示出显示装置的一个例子的截面图。图20a是示出显示装置的一个例子的截面图。图20b及图20c是示出树脂层的顶面布局的一个例子的图。
图21是示出显示装置的一个例子的立体图。图22是示出显示装置的一个例子的截面图。图23是示出显示装置的一个例子的截面图。图24a是示出显示装置的一个例子的截面图。图24b是示出晶体管的一个例子的截面图。图25a及图25b是示出电子设备的一个例子的图。图26a至图26d是示出电子设备的一个例子的图。图27a至图27f是示出电子设备的一个例子的图。实施发明的方式
[0024]
以下，参照附图对实施方式进行说明。但是，实施方式可以以多个不同方式来实施，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实，就是其方式和详细内容可以被变换为各种各样的形式而不脱离本发明的宗旨及其范围。因此，本发明不应该被解释为仅限定在以下所示的实施方式所记载的内容中。
[0025]
注意，在以下说明的发明的结构中，在不同的附图之间共同使用相同的附图标记来表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。此外，当表示具有相同功能的部分时有时使用相同的阴影线，而不特别附加附图标记。
[0026]
注意，在本说明书所说明的各个附图中，有时为了明确起见，夸大表示各构成要素的大小、层的厚度、区域。因此，本发明并不局限于附图中的尺寸。
[0027]
在本说明书等中使用的“第一”、“第二”等序数词是为了避免构成要素的混淆而附记的，而不是为了在数目方面上进行限定的。
[0028]
晶体管是半导体元件的一种，并且可以实现放大电流或电压的功能、控制导通或非导通的开关工作等。本说明书中的晶体管包括igfet(insulated gate field effect transistor：绝缘栅场效应晶体管)和薄膜晶体管(tft：thin film transistor)。
[0029]
另外，在使用极性不同的晶体管的情况或电路工作的电流方向变化的情况等下，“源极”及“漏极”的功能有时被互相调换。因此，在本说明书中，可以互相调换使用“源极”和“漏极”。
[0030]
另外，在本说明书等中，“电连接”包括隔着“具有某种电作用的物质”连接的情况。这里，“具有某种电作用的元件”只要可以进行连接对象间的电信号的授受，就对其没有特别的限制。例如，“具有某种电作用的元件”不仅包括电极和布线，而且还包括晶体管等的开关元件、电阻器、线圈、电容器、其他具有各种功能的元件等。
[0031]
注意，以下，“上”、“下”等方向的表现基本上按照附图的方向而使用。但是，为了简化起见，说明书中的“上”或“下”表示的方向有时与附图不一致。例如，当说明叠层体等的叠层顺序(或者形成顺序)等时，即使附图中的设置该叠层体的一侧的面(被形成面、支撑面、结合面、平坦面等)位于该叠层体的上侧，有时也将该方向记载为“下”，或者将与此相反的方向记载为“上”等。
[0032]
在本说明书等中，显示装置的一个方式的显示面板是指能够在显示面显示(输出)图像等的面板。因此，显示面板是输出装置的一个方式。
[0033]
在本说明书等中，有时将在显示面板的衬底上安装有例如fpc(flexible printed circuit：柔性印刷电路)或tcp(tape carrier package：载带封装)等连接器的结构或在衬
底上以cog(chip on glass：玻璃覆晶封装)方式等直接安装ic的结构称为显示面板模块或显示模块，或者也简称为显示面板等。
[0034]
(实施方式1)在本实施方式中，说明本发明的一个方式的显示装置的结构例子。
[0035]
本发明的一个方式是包括配置为矩阵状的多个像素的显示装置。像素包括一个以上的子像素。注意，在本说明书等中，有时将子像素简单地记为像素。
[0036]
例如，本发明的一个方式的像素包括显示像素(也称为第一像素等)及受光像素(也称为第二像素等)。显示像素包括被用作显示元件的发光元件及显示像素电路。受光像素包括被用作光电转换元件的受光元件及受光像素电路。本发明的一个方式可以通过配置为矩阵状的多个发光元件显示图像。另外，可以通过配置为矩阵状的多个受光元件拍摄图像。因此，也可以说本发明的一个方式是具有摄像功能的显示装置。
[0037]
另外，发光元件也可以被称为电场发光元件，通过对一对电极之间施加电压，可以以对应于流过发光元件的电流的大小的亮度而进行发光。受光元件被用作光电转换元件并可以产生与所接收的光的强度对应的量的电荷。
[0038]
另外，显示装置包括与显示像素及受光像素电连接的第一布线。图像数据通过第一布线被输入到显示像素。图像数据为包含数据电位的数据，显示像素可以以对应于第一数据中的电位的发光亮度使发光元件发光。因此，第一布线被用作信号线、源极线或图像信号线等。
[0039]
另外，受光像素可以将受光数据输出到第一布线。受光数据为包含受光元件所接收的光的强度信息的数据。受光像素具有将对应于受光元件所产生的电荷的量的数据作为电流或电位输出到第一布线的功能。因此，第一布线被用作读出线或读出信号线等。
[0040]
如上所述，第一布线可以兼具对显示像素传送图像数据的功能以及传送受光像素所输出的受光数据的功能。由此，与使不同的布线分别具有上述功能的情况相比，可以减少布线数量。因此，容易实现显示装置的高清晰化。
[0041]
显示像素和受光像素优选被供应不同的选择信号。例如，在显示像素被供应第一选择信号的期间，可以将第一布线供应的图像数据写入显示像素。另外，在受光像素被供应第二选择信号的期间，可以将受光数据从受光像素输出到第一布线。如上所述，通过使用不同的选择信号，可以在不同的期间分别执行写入工作和读出工作。
[0042]
另外，优选采用一个像素包括呈现不同颜色的三个显示像素及一个受光像素的结构。显示像素分别被从不同的布线供应图像数据。此时，优选的是，在布线的延伸方向(也称为列方向)上的相邻的三个像素中，各受光像素对互不相同的上述布线输出受光数据。更优选的是，上述三个像素被从相同的选择信号线供应选择信号。由此，可以同时读出三行的受光数据，与每列都执行读出的情况相比，读出所需的时间大幅度缩短，可以实现读出工作的高速化。
[0043]
另外，显示装置也可以包括兼具发光和受光的两个功能的受发光元件。也可以说，受发光元件具有根据电场发光的功能及对照射的光进行光电转换的功能。
[0044]
此时，例如与第一布线电连接的子像素可以包括受发光元件和像素电路。此时，该像素电路可以具有控制受发光元件的发光的功能以及控制受发光元件的受光及读出的功能。该子像素可以以对应于第一布线供应的图像数据的亮度使受发光元件发光，并且可以
将对应于受发光元件所接收的光的强度的受光数据输出到第一布线。
[0045]
如上所述，在一个子像素兼具用来进行显示的发光和用来摄像的受光的两个功能且共用信号线及读出线时，可以实现非常高清晰的显示装置。
[0046]
下面参照附图说明更具体的例子。
[0047]
[显示装置的结构例子1][结构例子1-1]图1a示出显示装置10的电路图。显示装置10包括显示部11、电路部12、电路部13及电路部14。
[0048]
显示部11包括配置为矩阵状的多个像素20。像素20包括像素21r、像素21g、像素21b及受光像素22。另外，也可以将像素21r、像素21g、像素21b称为子像素。另外，也可以将受光像素22称为子像素。
[0049]
像素21r、像素21g及像素21b各自包括发光元件。例如，像素21r包括发射红色光的发光元件，像素21g包括发射绿色光的发光元件，像素21b包括发射蓝色光的发光元件。注意，也可以将发射白色光的发光元件分别用于像素21r、像素21g及像素21b并使用不同的滤色片来发射各颜色的光。
[0050]
受光像素22包括被用作光电转换元件的受光元件。受光像素22中的受光元件对可见光、红外光及紫外光中的一个以上的波长区域的光具有灵敏度。
[0051]
像素21r电连接于布线gl及布线slr。像素21g电连接于布线gl及布线slg。像素21b电连接于布线gl及布线slb。受光像素22电连接于布线tx、布线rs、布线se及布线slr。注意，虽然在此示出受光像素22电连接于布线slr的例子，但也可以电连接于布线slg或布线slb。
[0052]
布线slr、布线slg及布线slb分别电连接到电路部12。布线gl电连接到电路部13。布线tx、布线rs及布线se分别电连接到电路部14。
[0053]
电路部12被用作源极线驱动电路(也称为源极驱动器)及读出电路。电路部12通过布线slr、布线slg及布线slb对像素21r、像素21g及像素21b等供应图像数据(也称为数据信号、图像信号、源极信号、数据电位等)。另外，电路部12从受光像素22通过布线slr被输入受光数据(也称为受光信号、受光电位等)。另外，电路部12具有将被输入的受光数据转换为数字摄像数据并输出到外部的功能。注意，也可以分别设置被用作源极线驱动电路的电路部和被用作读出电路的电路部。此时，也可以以隔着显示部11相对且分别连接于布线slr等的两端的方式设置上述两个电路部。
[0054]
电路部13被用作栅极线驱动电路(也称为栅极驱动器)。电路部13对布线gl供应选择信号(也称为扫描信号、栅极信号等)。电路部14生成用来供应到受光像素22的信号，并且具有将其分别输出到布线tx、布线rs及布线se的功能。尤其是可以将供应到布线se的信号称为选择信号。注意，虽然在此分别示出电路部13和电路部14，但是也可以由一个电路部实现上述功能。
[0055]
[像素的结构例子1-1]图1b示出像素20的电路图的一个例子。图1b示出包括像素21r、像素21g及受光像素22的电路图。注意，除了发光元件不同以及电连接于布线slb以外，像素21b可以采用与像素21g相同的结构，因此进行省略。
[0056]
像素21r包括晶体管m1、晶体管m2、晶体管m3、电容器c1及发光元件elr。
[0057]
晶体管m1的栅极与布线gl电连接，晶体管m1的源极和漏极中的一个与布线slr电连接，晶体管m1的源极和漏极中的另一个与晶体管m2的栅极及电容器c1的一个电极电连接。晶体管m2的源极和漏极中的一个与发光元件elr的阳极、电容器c1的另一个电极及晶体管m3的源极和漏极中的一个电连接，晶体管m2的源极和漏极中的另一个与布线al电连接。晶体管m3的栅极与布线gl电连接，晶体管m3的源极和漏极中的另一个与布线v0电连接。发光元件elr的阴极与布线cl电连接。
[0058]
布线al被供应阳极电位，布线cl被供应阴极电位。在此，阳极电位高于阴极电位。另外，布线v0被供应接地电位、公共电位或任意电位。例如，优选的是，布线v0被供应高于阴极电位、低于阳极电位且正的电位。
[0059]
注意，虽然在此示出发光元件elr的阳极与晶体管m2的源极和漏极中的一个电连接的例子，但是也可以采用调换发光元件elr的阳极和阴极并使阴极与晶体管m2的源极和漏极中的一个电连接的结构。此时，采用对布线al及布线cl分别供应阴极电位和阳极电位的结构即可。
[0060]
布线gl被供应控制晶体管m1及晶体管m3的导通及非导通的选择信号。在布线gl被供应高电平电位时，晶体管m1及晶体管m3成为导通状态，在布线gl被供应低电平电位时，上述晶体管成为非导通状态。布线slr被供应包含写入像素21r的电位(数据电位)的图像数据。
[0061]
在晶体管m1及晶体管m3处于导通状态时，数据电位被从布线slr通过晶体管m1供应到晶体管m2的栅极，与此同时，相当于布线v0与布线slr的电位差的电压被充电到电容器c1。接着，通过使晶体管m1及晶体管m3成为非导通状态，保持晶体管m2的栅极电位。此时，与晶体管m2的栅极电位对应的电流流过发光元件elr，发光元件elr以对应于该电流的大小的亮度进行发光。
[0062]
像素21g与像素21r的不同之处在于用发光元件elg代替发光元件elr以及用布线slg代替布线slr。除此以外的结构与像素21r相同，所以关于其详细说明可以参照上述记载。
[0063]
受光像素22包括晶体管m11、晶体管m12、晶体管m13、晶体管m14、电容器c2及受光元件pd。
[0064]
晶体管m11的栅极与布线tx电连接，晶体管m11的源极和漏极中的一个与受光元件pd的阳极电连接，晶体管m11的源极和漏极中的另一个与晶体管m12的源极和漏极中的一个、晶体管m13的栅极及电容器c2的一个电极电连接。晶体管m12的栅极与布线rs电连接，晶体管m12的源极和漏极中的另一个与布线vrs电连接。电容器c2的另一个电极与布线vcp电连接。晶体管m13的源极和漏极中的一个与晶体管m14的源极和漏极中的一个电连接，晶体管m13的源极和漏极中的另一个与布线vpi电连接。晶体管m14的栅极与布线se电连接，晶体管m14的源极和漏极中的另一个与布线slr电连接。
[0065]
优选的是，使电连接于受光元件pd的阴极的布线cl与电连接于上述发光元件elr、发光元件elg、发光元件elb(未图示)等的阴极的布线cl相同。由此可以减少电源电位的种类，从而可以省略电源电路等。
[0066]
布线vcp被供应固定电位。布线vrs作为复位电位被供应固定电位。供应到布线vrs的复位电位优选为低于阴极电位的电位。布线vpi被供应用来进行读出的固定电位。根据电
连接于布线slr的读出电路的结构适当决定供应到布线vpi的电位即可，例如可以供应高于阴极电位的电位。
[0067]
注意，虽然在此示出受光元件pd的阳极与晶体管m11的源极和漏极中的一个电连接的例子，但是也可以采用受光元件pd的阴极与晶体管m11电连接的结构。此时，可以使供应到布线vrs的复位电位高于供应到布线cl的电位。
[0068]
布线rs作为复位信号被供应控制晶体管m12的导通及非导通的电位。布线tx作为传送信号被供应控制晶体管m11的导通及非导通的电位。布线se作为选择信号被供应控制晶体管m14的导通及非导通的电位。晶体管m11具有将积累于受光元件pd的阳极的电荷(载流子)传送到连接于晶体管m13的栅极的节点的功能，可以将其称为传送晶体管。晶体管m12具有利用供应到布线vrs的电位使连接于晶体管m13的栅极的节点的电位复位的功能，可以将其称为复位晶体管。晶体管m14被用作控制晶体管m13与布线slr的导通及非导通的开关。在晶体管m14处于导通状态时，对应于晶体管m13的栅极电位的电流流过布线slr，由此可以输出受光数据。因此，也可以将晶体管m14称为读出晶体管。
[0069]
虽然图1a及图1b示出受光像素22与布线slr电连接的例子，但是也可以与布线slg或布线slb电连接。
[0070]
[显示部的结构例子1-1]图2示出显示部的一部分的结构例子。显示部排列有m行n列(m及n分别独立地为2以上的整数)的像素20。图2示出四行两列的八个像素20。具体而言，示出第i行j列(i为1以上且m-3以下的整数，j为1以上且n-1以下的整数)的像素20[i，j]至第i+3行j+1列的像素20[1+3，j+1]的八个像素。
[0071]
注意，在本说明书及附图中，为了区分像素20、布线等存在多个的构成要素，以与第i行(第i个)、第j列(第j个)、第i行j列等对应的方式在符号后面附加[i]、[j]、[i，j]等而进行表示。
[0072]
像素20[i，j]包括像素21r[i，j]、像素21g[i，j]、像素21b[i，j]及受光像素22[i，j]。像素21r[i，j]电连接于布线gl[i]及布线slr[j]。像素21g[i，j]电连接于布线gl[i]及布线slg[j]。像素21b[i，j]电连接于布线gl[i]及布线slb[j]。
[0073]
在此，布线tx[i]、布线rs[i]及布线se[i]分别与位于第i行的受光像素22[i，j]、位于第i+1行的受光像素22[i+1，j]及位于第i+2行的受光像素22[i+2，j]电连接。也就是说，列方向上的相邻的三个受光像素22分别被从相同的布线tx、布线rs及布线se供应信号。
[0074]
再者，第i行的受光像素22[i，j]与布线slr[j]电连接，第i+1行的受光像素22[i+1，j]与布线slg[j]电连接，第i+2行的受光像素22[i+2，j]与布线slb[j]电连接。
[0075]
同样，第i+3行之后的受光像素22也分别以slr[j]、slg[j]、slb[j]的顺序电连接。另外，相同的布线tx、布线rs及布线se分别电连接于每三行的受光像素22。
[0076]
通过采用这种结构，可以从三行的受光像素22同时读出受光数据。具体而言，根据供应到布线se[i]的选择信号，从第i行的受光像素22[i，j]向布线slr[j]输出受光数据，从第i+1行的受光像素22[i+1，j]向布线slg[j]输出受光数据，从第i+2行的受光像素22[i+2，j]向布线slb[j]输出受光数据。由此，可以实现高速的读出工作。
[0077]
此外，与每行都进行读出的结构相比，可以将布线tx、布线rs及布线se的数量减少至三分之一。由此，可以实现高清晰的显示装置。另外，可以简化驱动电路(例如电路部14)
的结构。
[0078]
[电路部12的结构例子]以下对兼具源极驱动器和读出电路的功能的电路部12的结构例子进行说明。
[0079]
图3示出电路部12的部分电路图。电路部12包括电路部41、电路部42及电路部43。布线slr、布线slg、布线slb电连接于电路部12。在图3中，作为一个例子示出布线slr[j]、布线slg[j]、布线slb[j]及布线slr[j+1]。
[0080]
电路部42被用作源极驱动器(源极线驱动电路或信号线驱动电路)，可以对布线slr等输出图像数据。
[0081]
电路部43被用作读出电路，可以将从布线slr等输入的受光数据转换成数字信号而输出。
[0082]
电路部41被用作选择器电路并包括多个开关sw1。电路部41通过开关sw1选择使布线slr等与电路部42电连接或者使布线slr等与电路部43电连接。
[0083]
电路部42包括多个被用作数字模拟转换电路的转换电路dac和多个放大电路amp。转换电路dac的输出端子通过布线与放大电路amp的输入端子电连接，放大电路amp的输出端子与电路部42的一个开关sw1电连接。转换电路dac具有如下功能：在被输入作为数字信号的视频信号sr、视频信号sg或视频信号sb等时，将上述信号转换成作为模拟信号的信号(相当于图像数据)并进行输出。
[0084]
电路部43包括多个cds电路cds、多个放大电路pa及多个转换电路adc。转换电路adc的输入端子通过布线与放大电路pa的输出端子电连接，放大电路pa的输入端子与cds电路cds的输出端子电连接，cds电路的输入端子通过布线与电路部42的一个开关sw1电连接。cds电路cds是能够执行相关双采样的电路。放大电路pa是放大cds电路cds的输出信号并输出到转换电路adc的电路。转换电路adc具有将通过布线slr等作为模拟信号输入的信号(相当于受光数据)转换成作为数字信号的输出信号s
out
并进行输出的功能。
[0085]
电路部41选择(控制)电路部42中的放大电路amp的输出端子所连接的布线和电路部43中的cds电路cds的输入端子所连接的布线中的任一个与布线slr(布线slg、布线slb)的导通。例如，在进行对像素20的图像数据的写入工作时，使布线slr等与电路部42的放大电路amp的输出端子导通。另一方面，在进行来自受光像素22的受光数据的读出工作时，使布线slr等与电路部43的cds电路cds的输入端子导通。
[0086]
图4示出其部分结构与上述不同的电路部12的例子。图4所示的电路部12与上述的主要不同之处在于电路部43的结构不同。
[0087]
在图4所示的电路部43中，对第j列的布线slr[j]至第k(k为2以上且m以下并且大于j的整数)列的布线slb[k]中的每3(k-j)个布线设置一个放大电路pa及一个转换电路adc。另外，每个布线slr等都通过开关sw1及布线与cds电路cds的输入端子电连接。cds电路cds的输出端子与保持电路hld的输入端子电连接。保持电路hld的输出端子通过开关sw2与放大电路pa的输入端子电连接。
[0088]
另外，第k+1列之后及第j-1列(未图示)之前的布线slr等可以采用与上述相同的结构。
[0089]
保持电路hld具有保持从cds电路cds输入的模拟数据的功能。在开关sw2成为导通状态时，保持电路hld所保持的模拟数据被输出到放大电路pa。
[0090]
在多个开关sw2中的一个处于导通状态时，其余都被控制成为非导通状态。另外，以使其依次成为导通状态的方式控制多个开关sw2。
[0091]
电路部43可以依次读出在同一期间从多个布线slr等输入的受光数据并作为串行数字信号而输出。在图4中，示出从转换电路adc依次输出信号s
out
[i，j]至信号s
out
[i+2，k]的3(k-j)个信号的例子。
[0092]
通过采用这种结构，可以大幅度减少转换电路adc及放大电路pa的数量。尤其是转换电路adc的电路规模较大，通过减少其数量，可以大幅度缩小电路部12的占有面积。
[0093]
图5示出其部分结构与上述不同的电路部12的例子。
[0094]
电路部41包括多个开关sw3。例如，位于第j列的开关sw3可以使布线slr[j]、布线slb[j]和布线slb[j]中的任一个与四个端子中的任一个导通。电连接于开关sw3的上述四个端子中的一个与电路部42的放大电路amp的输出端子电连接。其余三个分别与电路部43中的cds电路cds的输入端子电连接。与图4同样，各cds电路cds通过保持电路hld及开关sw2与放大电路pa及转换电路adc电连接。
[0095]
也就是说，在图5所示的例子中，对每三个布线(布线slr、布线slg及布线slb)设置一个放大电路amp、一个转换电路dac、一个放大电路pa及一个转换电路adc。
[0096]
注意，虽然在此示出开关sw3电连接于三个布线(布线slr等)的例子，但是也可以采用电连接于四个以上的布线的结构。
[0097]
通过采用这种结构，可以减少放大电路amp、转换电路dac、放大电路pa及转换电路adc的数量。尤其是与转换电路adc同样，转换电路dac的电路规模也较大，由此通过减少其数量可以大幅度缩小电路部12的占有面积。
[0098]
[显示装置的结构例子2]下面说明使用受发光元件时的显示装置的结构例子。
[0099]
注意，下面使用同一附图标记表示与上述相同的部分，有时省略详细说明。除非另有说明，关于与上述使用同一附图标记的构成要素，可以参照上述说明。另外，除非另有说明，关于与上述使用同一附图标记的构成要素的说明，也可以将其用于上述所示的构成要素。
[0100]
受发光元件(也称为受发光器件)具有发第一颜色光的发光元件(也称为发光器件)功能及受第二颜色光的光电转换元件(也称为光电转换器件)功能的双方。受发光元件也可以被称为多功能元件(multifunctional element)、多功能二极管(multifunctional diode)、发光光电二极管(light emitting photodiode)或双向光电二极管(bidirectional photodiode)等。
[0101]
通过将包括受发光元件的多个子像素配置为矩阵状，可以使显示装置具有图像显示功能及摄像功能的双方。因此，显示装置也可以被称为复合器件或多功能器件。
[0102]
[结构例子2-1]图6a示出说明显示装置10a的结构的电路图。显示装置10a与图1a所示的显示装置10的主要不同之处在于像素20的结构不同。
[0103]
像素20包括分别被用作子像素的像素30r、像素21g及像素21b。像素30r包括受发光元件。像素21g及像素21b各自包括发光元件。
[0104]
例如，像素30r包括发射红色光且接收绿色光和蓝色光中的一方或双方的受发光
元件。再者，像素21g包括发射绿色光的发光元件，像素21b包括发射蓝色光的发光元件。由此，可以在显示部11显示全彩图像。另外，在使用受发光元件进行摄像时，可以将来自像素21g或像素21b中的发光元件的光用作光源，因此无需另外设置用来摄像的光源，所以是优选的。
[0105]
像素30r电连接于布线gl、布线slr、布线tx、布线rs及布线se。
[0106]
注意，虽然在此示出用一个像素30r代替上述显示装置10的像素21r及受光像素22的例子，但不局限于此。例如，也可以用包括受发光元件的像素代替像素21g或像素21b以及受光像素22。
[0107]
[像素的结构例子2-1]图6b示出像素30r的电路图的一个例子。注意，关于像素21g及像素21b可以参照上述记载，所以省略说明。
[0108]
像素30r包括电路31r、电路32及受发光元件mer。电路31r包括晶体管m1至m3、晶体管m10及电容器c1。电路32包括晶体管m11至m14及电容器c2。
[0109]
在受发光元件mer被用作发光元件时，电路31r被用作控制受发光元件mer的发光的电路。电路31r具有根据布线slr供应的数据电位的值而控制流过受发光元件mer的电流的功能。
[0110]
在受发光元件mer被用作受光元件时，电路32被用作控制受发光元件mer的工作的传感器电路。电路32具有对受发光元件mer供应反向偏压的功能、控制受发光元件mer的曝光期间的功能、保持根据从受发光元件mer传送的电荷的电位的功能以及将根据该电位的信号(受光数据)输出到布线slr的功能等。
[0111]
晶体管m1的栅极与布线gl电连接，晶体管m1的源极和漏极中的一个与布线slr电连接，晶体管m1的源极和漏极中的另一个与晶体管m2的栅极及电容器c1的一个电极电连接。晶体管m2的源极和漏极中的一个与晶体管m10的源极和漏极中的一个、电容器c1的另一个电极及晶体管m3的源极和漏极中的一个电连接，晶体管m2的源极和漏极中的另一个与布线al电连接。晶体管m3的栅极与布线gl电连接，晶体管m3的源极和漏极中的另一个与布线v0电连接。晶体管m10的栅极与布线ren电连接，晶体管m10的源极和漏极中的另一个与受发光元件mer的阳极电连接。
[0112]
受发光元件mer的阴极与布线cl电连接。
[0113]
布线v0被供应恒电位。布线al被供应阳极电位。布线cl被供应阴极电位。在图6b所示的结构中，阳极电位高于阴极电位。布线ren被供应控制晶体管m10的导通及非导通的信号。
[0114]
晶体管m11的栅极与布线tx电连接，晶体管m11的源极和漏极中的一个与受发光元件mer的阳极电连接，晶体管m11的源极和漏极中的另一个与晶体管m12的源极和漏极中的一个、晶体管m13的栅极及电容器c2的一个电极电连接。晶体管m12的栅极与布线rs电连接，晶体管m12的源极和漏极中的另一个与布线vrs电连接。电容器c2的另一个电极与布线vcp电连接。晶体管m13的源极和漏极中的一个与晶体管m14的源极和漏极中的一个电连接，晶体管m13的源极和漏极中的另一个与布线vpi电连接。晶体管m14的栅极与布线se电连接，晶体管m14的源极和漏极中的另一个与布线slr电连接。
[0115]
晶体管m1、晶体管m3、晶体管m10、晶体管m11、晶体管m12及晶体管m14被用作开关。
晶体管m2及晶体管m13的导通状态根据连接于栅极的节点的电位而变化。另外，也可以将晶体管m2称为驱动晶体管，将晶体管m13称为读出晶体管。
[0116]
在此，作为上述被用作开关的晶体管，优选使用非导通状态下的泄漏电流极小的晶体管。尤其是，可以适合使用在形成沟道的半导体层中包含氧化物半导体的晶体管。此外，通过作为晶体管m2及晶体管m13也使用包含氧化物半导体的晶体管，可以通过相同的制造工序形成所有的晶体管，所以是优选的。在晶体管m2及晶体管m13中，形成沟道的半导体层也可以包含硅(非晶硅、多晶硅、单晶硅)。不局限于此，也可以将包含硅的晶体管用于一部分或所有的晶体管。此外，也可以将包含硅以外的无机半导体、化合物半导体或有机半导体等的晶体管用于一部分或所有的晶体管。
[0117]
在此，晶体管m10具有控制晶体管m2与受发光元件mer的导通及非导通的功能。例如，在受发光元件mer被用作受光元件的期间，可以使晶体管m10成为非导通状态。另一方面，在受发光元件mer被用作发光元件时，可以使晶体管m10成为导通状态。如上所述，通过在晶体管m2与受发光元件mer之间设置被用作开关的晶体管m10，可以设置电路31r与受发光元件mer电分离的期间。
[0118]
更具体而言，通过在对电路31r的数据写入期间、保持及发光期间使晶体管m10成为导通状态，可以使受发光元件mer与电路31r电连接。此时，也可以通过使晶体管m11成为非导通状态而使受发光元件mer与电路32电分离。
[0119]
另一方面，在电路32的复位期间、曝光期间、保持期间及读出期间，使晶体管m10成为非导通状态。由此，可以使受发光元件mer与电路31r电分离。此时，即使电路31r处于保持数据的状态，也可以防止电流通过晶体管m2流到受发光元件mer而导致的发光。
[0120]
[像素的结构例子2-2]下面说明其部分结构与上述不同的像素的结构例子。
[0121]
图7示出像素30r及像素21g。在图7所示的像素30r中，电路31r与布线slr电连接，电路32与布线slg电连接。与图6b相比，图7所示的像素30r的主要不同之处在于晶体管m14的连接不同。像素21g具有与图1b相同的结构。
[0122]
在电路32中，晶体管m14的源极和漏极中的另一个与布线slg电连接。
[0123]
像素30r可以被从布线slr输入图像数据并对布线slg输出受光数据。
[0124]
注意，虽然在此示出对布线slg输出受光数据的例子，但在对布线slb输出受光数据的情况下也可以采用相同的结构。具体而言，使晶体管m14的源极和漏极中的另一个与布线slb电连接即可。
[0125]
[显示部的结构例子2-1]图8示出使用上述像素30r的显示部的一部分的结构例子。图8是用像素30r代替图2中的像素21r及受光像素22的例子。
[0126]
第i行的像素30r[i，j]及像素30r[i，j+1]分别可以对布线slr[j]及布线slr[j+1]输出受光数据。第i+1行的像素30r[i+1，j]及像素30r[i+1，j+1]分别可以对布线slg[j]及布线slg[j+1]输出受光数据。第i+2行的像素30r[i+2，j]及像素30r[i+2，j+1]分别可以对布线slb[j]及布线slb[j+1]输出受光数据。
[0127]
如图8所示，设于第i行、第i+1行及第i+2行的多个像素30r分别电连接于布线tx[i]、布线rs[i]及布线se[i]。由此，可以同时对布线slr、布线slg及布线slb输出第i行、第i
+1行及第i+2行的三行的受光数据。
[0128]
连接于布线slr、布线slg及布线slb的电路部12可以采用上述电路部12的结构例子以及图3及图4所示的结构。
[0129]
[显示装置的结构例子3]下面说明一个像素包括多个受光元件或多个受发光元件的显示装置的例子。
[0130]
[结构例子3-1]图9a示出用来说明显示装置10b的结构的电路图。显示装置10b与图1a所示的显示装置10的主要不同之处在于像素20的结构不同。
[0131]
像素20包括各自包括发光元件的像素21r、像素21g及像素21b以及各自包括受光元件的受光像素22r、受光像素22g及受光像素22b。
[0132]
受光像素22r、受光像素22g及受光像素22b包括接收不同颜色的光的受光元件。例如，受光像素22r包括接收红色光的受光元件，受光像素22g包括接收绿色光的受光元件，受光像素22b包括接收蓝色光的受光元件。注意，显示装置10b也可以代替上述任意像素或另外包括像素，该像素包括接收上述以外的其他颜色的可见光、红外光或紫外光的受光元件。
[0133]
受光像素22r、受光像素22g及受光像素22b中的受光元件也可以是包括不同材料的光电转换元件。或者，也可以通过组合包括相同材料的光电转换元件及使不同波长的光透过的滤色片，以获得接收不同颜色的光的受光元件。
[0134]
受光像素22r可以对布线slr输出受光数据。受光像素22g可以对布线slg输出受光数据。受光像素22b可以对布线slb输出受光数据。另外，受光像素22r、受光像素22g及受光像素22b分别与布线tx、布线rs及布线se电连接。
[0135]
[像素的结构例子3-1]图9b示出上述像素20的一部分的电路图的一个例子。图9b示出像素21r、像素21g、受光像素22r及受光像素22g的电路图。注意，除了发光元件不同以及连接于布线slb以外，像素21b可以采用与像素21r及像素21g相同的结构。另外，除了受光元件不同以及连接于布线slb以外，受光像素22b可以采用与受光像素22r及受光像素22g相同的结构。
[0136]
在图9b中，像素21r及像素21g的结构可以参照图1b所示的像素21r及像素21g。像素21r中的发光元件elr例如是发射红色光的发光元件。像素21g中的发光元件elg例如是发射绿色光的发光元件。
[0137]
受光像素22r及受光像素22g的结构可以参照图1b所示的受光像素22的结构。受光像素22r中的受光元件pdr例如是接收红色光的光电转换元件。受光像素22g中的受光元件pdg例如是接收绿色光的光电转换元件。
[0138]
受光像素22r中的晶体管m14的源极和漏极中的另一个与布线slr电连接。另外，受光像素22g中的晶体管m14的源极和漏极中的另一个与布线slg电连接。
[0139]
[显示部的结构例子3-1]图10示出使用上述受光像素22r、受光像素22g及受光像素22b的显示部的一部分的结构例子。图10示出2
×
2个像素20。
[0140]
第i行的受光像素22r[i，j]及受光像素22r[i，j+1]分别可以对布线slr[j]及布线slr[j+1]输出受光数据。第i行的受光像素22g[i，j]及受光像素22g[i，j+1]分别可以对布线slg[j]及布线slg[j+1]输出受光数据。第i行的受光像素22b[i，j]及受光像素22b[i，j+
1]分别可以对布线slb[j]及布线slb[j+1]输出受光数据。
[0141]
另外，设于第i行的多个受光像素22r、受光像素22g及受光像素22b分别电连接于布线tx[i]、布线rs[i]及布线se[i]。由此，可以同时输出排列于第i行的所有受光像素22r、受光像素22g及受光像素22b的受光数据。
[0142]
在图10所示的例子中采用在每行都读出受光数据的结构，但由于在一个像素20中设置三个受光元件，所以与在一个像素中设置一个受光元件的情况相比，可以同时读出三倍的量的数据。
[0143]
[结构例子3-2]图11a示出用来说明显示装置10c的结构的电路图。显示装置10c与图9a所示的显示装置10b的主要不同之处在于像素20的结构不同。
[0144]
具体而言，显示装置10c分别使用像素30r、像素30g及像素30r代替显示装置10b中的像素21r及受光像素22r、像素21g及受光像素22g、像素21b及受光像素22b。
[0145]
像素30r、像素30g及像素30b各自包括受发光元件。各受发光元件接收不同颜色的光且发射不同颜色的光。像素30r的具体结构可以参照图6a及图6b所示的结构。另外，像素30g及像素30b可以采用替换像素30r中的受发光元件的结构，因此省略详细说明。
[0146]
受光像素22r、受光像素22g及受光像素22b中的受发光元件可以是包含不同材料的元件。
[0147]
另外，优选的是，受发光元件所发射的光的颜色(波长区域)与接收的光的颜色(波长区域)不重叠。由此，可以抑制受发光元件吸收(接收)其本身发射的光，从而可以提高发光效率。
[0148]
例如，优选的是，设于受光像素22r的受发光元件是发射红色光且接收绿色光和蓝色光中的一方或双方的元件。另外，优选的是，设于受光像素22g的受发光元件是发射绿色光且接收红色光和蓝色光中的一方或双方的元件。另外，优选的是，设于受光像素22b的受发光元件是发射蓝色光且接收红色光和绿色光中的一方或双方的元件。注意，不局限于可见光，各受发光元件既可以发射红外光或紫外光也可以接收红外光或紫外光。
[0149]
像素30r、像素30g及像素30b分别被供应从布线gl写入图像数据时的选择信号以及从布线se输出受光数据时的选择信号。像素30r可以被从布线slr输入图像数据并且对布线slr输出受光数据。像素30g可以被从布线slg输入图像数据并且对布线slg输出受光数据。像素30b可以被从布线slb输入图像数据并且对布线slb输出受光数据。
[0150]
[显示部的结构例子3-2]图11b示出使用上述像素30r、像素30g及像素30b的显示部的一个例子。图11b示出2
×
2个像素20。
[0151]
第i行的像素30r[i，j]及像素30r[i，j+1]分别可以被从布线slr[j]及布线slr[j+1]输入图像数据并且对该布线输出受光数据。第i行的像素30g[i，j]及像素30g[i，j+1]分别可以被从布线slg[j]及布线slg[j+1]输入图像数据并且对该布线输出受光数据。第i行的像素30b[i，j]及像素30b[i，j+1]分别可以被从布线slb[j]及布线slb[j+1]输入图像数据并且对该布线输出受光数据。
[0152]
另外，设于第i行的多个像素30r、像素30g及像素30b分别电连接于布线tx[i]、布线rs[i]及布线se[i]。由此，可以同时输出排列于第i行的所有像素30r、像素30g及像素30b
的受光数据。
[0153]
在图11b所示的例子中采用在每行都读出受光数据的结构，但由于在一个像素20中设置三个受发光元件，所以与在一个像素中设置一个受发光元件的情况相比，可以同时读出三倍的量的数据。
[0154]
注意，如图12所示，对像素30r、像素30g及像素30b供应图像数据的布线也可以不同于输出受光数据的布线。
[0155]
在图12中，像素30r[i，j]可以被从布线slr[j]供应图像数据并且对布线slg[j]输出受光数据。像素30g[i，j]可以被从布线slg[j]供应图像数据并且对布线slb[j]输出受光数据。像素30b[i，j]可以被从布线slb[j]供应图像数据并且对布线slr[j+1]输出受光数据。
[0156]
通过采用这种结构，可以同时执行对像素30r的图像数据的写入以及受光数据的读出。例如，可以在同一期间对奇数列的像素30执行图像数据的写入及受光数据的读出，接着也可以同样地对偶数列的像素30执行写入及读出。
[0157]
[驱动方法例]下面说明显示装置的驱动方法例的一个例子。在此，以上述结构例子2所示的使用受发光元件且可以同时读出三行的数据的显示装置的驱动方法为例进行说明。
[0158]
下面，显示装置具有在显示部多个像素在m行n列(m、n分别独立地为2以上的整数)上以矩阵状排列的结构。
[0159]
图13及图14示意性地示出显示装置的工作。显示装置的工作大致分为使用发光元件或受发光元件显示图像的期间(显示期间)与使用受发光元件(也称为传感器)进行摄像的期间(摄像期间)。显示期间是对像素写入图像数据而根据该图像数据进行显示的期间。摄像期间是受发光元件或受发光元件的摄像及受光数据的读出的期间。
[0160]
首先，参照图13进行说明显示期间的工作。
[0161]
在显示期间反复进行对像素写入图像数据的工作。在其期间，不进行传感器的工作(记为空白)。此外，也可以在显示期间进行摄像工作。
[0162]
图12示出第i行、第i+1行及第i+2行的数据的写入工作的时序图。在此，示出布线gl[i]、布线gl[i+1]、布线gl[i+2]、布线ren、布线slr[j]、布线slg[j]及布线slb[j]的电位的推移。关于各布线与各像素的连接关系，可以参照上述结构例子2。
[0163]
在第i行的写入期间(写入[i])，将布线gl[i]设定为高电平电位，将其他布线gl设定为低电平电位。另外，布线slr[j]、布线slg[j]及布线slb[j]分别被供应图像数据dr[i，j]、图像数据dg[i，j]及图像数据db[i，j]。另外，在写入期间，布线ren被供应高电平电位。
[0164]
在第i+1行之后的写入也与上述同样地进行，通过将对应的布线gl设定为高电平电位并对布线slr、布线slg及布线slb分别供应图像数据，可以进行写入。
[0165]
通过在第一行至第m行进行上述写入工作，完成一帧的数据写入。在显示期间，通过反复执行上述工作，可以显示动态图像。
[0166]
接着，参照图14说明摄像期间的工作。在此，说明全局快门方式的摄像工作的情况。不局限于全局快门方式，也可以使用卷帘快门方式的驱动方法。
[0167]
摄像期间分为各像素一起进行摄像的期间(记为摄像。下面为了与摄像期间进行区别，也称为摄像工作期间)以及按顺序读出受光数据的期间(记为读出)。摄像工作期间分
为初始化期间、曝光期间及传送期间。在此，在读出期间，在第一行至第m行中的每三行执行受光数据的读出。
[0168]
注意，在此假设m为3的倍数进行说明。也就是说，以每三行配置一个的方式设置布线tx、布线se及布线rs，显示装置中分别设置有m/3个布线tx、布线se及布线rs。注意，m不一定必须为3的倍数，在该情况下，在摄像期间设定一个以上的同时读出两行受光数据的期间或一行受光数据的期间即可。
[0169]
图14示出摄像工作期间和读出期间的时序图。在此，示出布线tx、布线rs、布线se[i]、布线se[i+3]、布线slr[j]、布线slg[j]、布线slb[j]、布线ren及布线gl[1：m]的电位的推移。在此，将第一行至第m-2行的所有(m/3个)布线tx及布线rs统称为布线tx及布线rs。另外，将第一行至第m行的m个布线gl统称为布线gl[1：m]。
[0170]
在初始化期间，通过将布线tx及布线rs设定为高电平电位，晶体管m11及晶体管m12成为导通状态，晶体管m13的栅极所连接的节点及受发光元件mer的阳极被从布线vrs供应规定电位。由此，进行所有像素的复位工作(参照图6b等)。
[0171]
接着，在曝光期间，将布线tx及布线rs设定为低电平电位。在该期间，当受发光元件mer接收光时，电荷积累于阳极。
[0172]
接着，在传送期间，将布线tx设定为高电平电位。由此，可以将积累于受发光元件mer的电荷传送到晶体管m13的栅极所连接的节点。然后，通过将设定为布线tx低电平电位，得到保持该节点的电位的状态。
[0173]
接着，在每三行进行受光数据的读出。在读出期间，通过对布线se[1]至布线se[m-2]依次供应高电平电位，可以读出每三行的所有像素的受光数据。
[0174]
如图14所示，例如，在第i行、第i+1行及第i+2行的读出中，通过将布线se[i]设定为高电平电位，布线slr[j]、布线slg[j]及布线slb[j]分别同时被从第i行j列的像素、第i+1行j列的像素及第i+2行j列的像素输出受光数据dw[i，j]、受光数据dw[i+1，j]及受光数据dw[i+2，j]。
[0175]
接着，在第i+3行、第i+4行及第i+5行的读出中，通过将布线se[i+3]设定为高电平电位，布线slr[j]及布线slg[j]分别被同时输出受光数据dw[i+3，j]及受光数据dw[i+4，j]，布线slb[j]同时被从第i+5行j列的像素输出受光数据dw[i+5，j]。
[0176]
在此，在整个摄像期间，将布线ren设定为低电平电位。由此，所有像素中的晶体管m10成为非导通状态，受发光元件mer与电路31r成为电分离的状态(参照图6b等)。由此，可以进行噪声得到减少且精度高的摄像。
[0177]
此外，在摄像期间，各像素优选为保持之前写入的图像数据的状态(记为保持)。由此，通过摄像期间结束而布线ren的电位从低电平电位变为高电平电位，可以显示对应立即保持的图像数据的图像。另外，在摄像期间，通过保持写入到像素21g或像素21b的图像数据，可以减少影响到在像素30r中的受发光元件mer的阳极的串扰噪声。
[0178]
注意，如上述结构例子1那样，在使用包括发光元件和受光元件且能够同时读出三行的显示装置的情况下，除了不包括布线ren以外，可以使用与上述相同的驱动方法。
[0179]
此外，如上述结构例子3那样，在一个像素包括多个受光元件或受发光元件的情况下，除了在读出时每行都输出受光数据dw以外，可以使用与上述相同的驱动方法。
[0180]
以上是驱动方法例的说明。
[0181]
本实施方式所示的显示装置可以增加能够同时执行读出的像素的数量，所以可以实现高速的读出工作。另外，可以使一个布线既被用作源极信号线又被用作读出线，由此可以减少布线数量，从而可以实现容易进行高清晰化的显示装置。
[0182]
本实施方式所示的结构例子及对应该结构例子的附图等的至少一部分可以与其他结构例子或附图等适当地组合。
[0183]
本实施方式的至少一部分可以与本说明书中记载的其他实施方式适当地组合而实施。
[0184]
(实施方式2)在本实施方式中，参照图15至图24对本发明的一个方式的显示装置进行说明。
[0185]
本实施方式的显示装置适合用于在实施方式1中说明的显示装置的显示部。
[0186]
本发明的一个方式的显示装置的显示部具有使用发光元件(也称为发光器件)显示图像的功能。再者，该显示部还具有摄像功能和感测功能中的一者或两者。
[0187]
本发明的一个方式的显示装置包括受光元件(也称为受光器件)及发光元件。或者，本发明的一个方式的显示装置包括受发光元件(也称为受发光器件)及发光元件。
[0188]
首先，说明包括受光元件及发光元件的显示装置。
[0189]
本发明的一个方式的显示装置在显示部中包括受光元件及发光元件。本发明的一个方式的显示装置的显示部中发光元件以矩阵状配置，由此可以在该显示部上显示图像。此外，在该显示部中，受光元件以矩阵状配置，因此该显示部也具有摄像功能和感测功能中的一者或两者。显示部可以用于图像传感器、触摸传感器等。也就是说，通过由显示部检测出光，可以拍摄图像以及检测出对象物(手指或笔等)的触摸操作。此外，本发明的一个方式的显示装置可以将发光元件用作传感器的光源。因此，不需要与显示装置另行设置受光部及光源，而可以减少电子设备的构件数量。
[0190]
在本发明的一个方式的显示装置中，当显示部含有的发光元件所发射的光被对象物反射(或散射)时，受光元件能够检测出该反射光(或散射光)，由此即使在黑暗处也能够拍摄图像或者检测出触摸操作。
[0191]
本发明的一个方式的显示装置具有使用发光元件显示图像的功能。也就是说，发光元件被用作显示元件(也称为显示器件)。
[0192]
作为发光元件，优选使用如oled(organic light emitting diode：有机发光二极管)、qled(quantum-dot light emitting diode：量子点发光二极管)等el元件(也称为el器件)。作为el元件含有的发光物质，可以举出发射荧光的物质(荧光材料)、发射磷光的物质(磷光材料)、无机化合物(量子点材料等)、呈现热活化延迟荧光的物质(热活化延迟荧光(thermally activated delayed fluorescence：tadf)材料)等。此外，作为发光元件也可以使用micro led(light emitting diode)等led。
[0193]
本发明的一个方式的显示装置具有使用受光元件检测出光的功能。
[0194]
当将受光元件用于图像传感器时，显示装置能够使用受光元件拍摄图像。例如，本实施方式的显示装置可以用作扫描仪。
[0195]
例如，可以利用图像传感器获取基于指纹、掌纹等生物数据的数据。也就是说，可以在显示装置内设置生物识别用传感器。通过在显示装置内设置生物识别用传感器，与分别设置显示装置和生物识别用传感器的情况相比，可以减少电子设备的构件数量，由此可
以实现电子设备的小型化及轻量化。
[0196]
此外，在将受光元件用于触摸传感器的情况下，显示装置使用受光元件检测出对象物的触摸操作。
[0197]
作为受光元件，例如可以使用pn型或pin型光电二极管。受光元件被用作检测入射到受光元件的光并产生电荷的光电转换元件(也称为光电转换器件)。受光元件所产生的电荷量取决于入射到受光元件的光量。
[0198]
尤其是，作为受光元件，优选使用包括包含有机化合物的层的有机光电二极管。有机光电二极管容易实现薄型化、轻量化及大面积化且其形状及设计的自由度高，所以可以应用于各种各样的显示装置。
[0199]
在本发明的一个方式中，作为发光元件使用有机el元件(也称为有机el器件)，作为受光元件使用有机光电二极管。有机el元件及有机光电二极管能够形成在同一衬底上。因此，可以将有机光电二极管安装在使用有机el元件的显示装置中。
[0200]
在分别制造构成有机el元件以及有机光电二极管的所有的层的情况下，成膜工序非常多。由于有机光电二极管包括多个可以与有机el元件具有相同结构的层，因此通过一次性地形成可以与有机el元件具有相同结构的层，可以抑制成膜工序的增加。
[0201]
例如，一对电极中的一个(公共电极)可以为受光元件与发光元件间共同使用的层。此外，例如，优选空穴注入层、空穴传输层、电子传输层以及电子注入层中的至少一个为在受光元件与发光元件之间共同使用的层。此外，例如，受光元件包括活性层且发光元件包括发光层，除了上述之外受光元件与发光元件可以具有同一结构。也就是说，只要将发光元件中的发光层置换为活性层，就可以制造受光元件。如此，因为在受光元件与发光元件之间共同使用层，可以减少成膜次数及掩模数，而可以减少显示装置的制造工序及制造成本。此外，可以使用显示装置的现有制造设备及制造方法制造包括受光元件的显示装置。
[0202]
注意，有时受光元件与发光元件共有的层在发光元件与受光元件中具有不同的功能。在本说明书中，根据发光元件中的功能而称呼结构要素。例如，空穴注入层在发光元件中被用作空穴注入层，在受光元件中被用作空穴传输层。同样，电子注入层在发光元件中被用作电子注入层，在受光元件中被用作电子传输层。此外，也有时受光元件与发光元件共有的层在发光元件与受光元件中具有相同的功能。空穴传输层在发光元件及受光元件中都被用作空穴传输层，电子传输层在发光元件及受光元件中都被用作电子传输层。
[0203]
接着，说明包括受发光元件及发光元件的显示装置。
[0204]
在本发明的一个方式的显示装置中，具有呈现任意颜色的子像素包括受发光元件而代替发光元件，并且呈现其他颜色的子像素包括发光元件。受发光元件具有发射光的功能(发光功能)和接收光的功能(受光功能)这两个功能。例如，在像素包括红色的子像素、绿色的子像素及蓝色的子像素这三个子像素的情况下，其中至少一个子像素包括受发光元件且其他子像素包括发光元件。因此，本发明的一个方式的显示装置的显示部具有使用受发光元件和发光元件的双方显示图像的功能。
[0205]
受发光元件用作发光元件和受光元件的双方，从而可以对像素附加受光功能而不增加像素所包含的子像素个数。由此，可以在维持像素的开口率(各子像素的开口率)及显示装置的清晰度的同时将摄像功能和感测功能的一方或双方附加到显示装置的显示部。因此，与除了包括发光元件的子像素之外还设置包括受光元件的子像素的情况相比，本发明
的一个方式的显示装置可以提高像素的开口率并易于实现高清晰化。
[0206]
本发明的一个方式的显示装置的显示部中受发光元件和发光元件以矩阵状配置，由此可以在该显示部上显示图像。此外，显示部可以用于图像传感器或触摸传感器等。本发明的一个方式的显示装置可以将发光元件用作传感器的光源。因此，不需要与显示装置另行设置受光部及光源，而可以减少电子设备的构件数量。
[0207]
在本发明的一个方式的显示装置中，当显示部含有的发光元件所发射的光被对象物反射(或散射)时，受发光元件能够检测出该反射光(或散射光)，由此即使在黑暗处也能够拍摄图像或者检测出触摸操作等。
[0208]
受发光元件可以通过组合有机el元件和有机光电二极管来制造。例如，通过对有机el元件的叠层结构追加有机光电二极管的活性层，可以制造受发光元件。再者，在组合有机el元件和有机光电二极管来制造的受发光元件中通过一起形成能够具有与有机el元件共同使用的结构的层，可以抑制成膜工序的增加。
[0209]
例如，一对电极中的一个(公共电极)可以为受发光元件与发光元件间共同使用的层。此外，例如，优选空穴注入层、空穴传输层、电子传输层以及电子注入层中的至少一个为在受发光元件与发光元件之间共同使用的层。此外，例如，除了受光元件的活性层的有无之外，受发光元件与发光元件可以具有同一结构。也就是说，只要对发光元件追加受光元件的活性层，就可以制造受发光元件。如此，因为在受发光元件与发光元件之间共同使用层，可以减少成膜次数及掩模数，而可以减少显示装置的制造工序及制造成本。此外，可以使用显示装置的现有制造设备及制造方法制造包括受发光元件的显示装置。
[0210]
此外，受发光元件所含有的层有时在用作受光元件时和用作发光元件时分别具有不同的功能。在本说明书中，根据受发光元件用作发光元件时的功能称呼构成要素。例如，空穴注入层在受发光元件用作发光元件时用作空穴注入层而在受发光元件用作受光元件时用作空穴传输层。同样，电子注入层在受发光元件用作发光元件时用作电子注入层而在受发光元件用作受光元件时用作电子传输层。此外，受发光元件所含有的层也有时在受发光元件用作受光元件时和受发光元件用作发光元件时具有相同的功能。空穴传输层在用作发光元件时和用作受光元件时都被用作空穴传输层，电子传输层在用作发光元件时和用作受光元件时都被用作电子传输层。
[0211]
本实施方式的显示装置具有使用发光元件及受发光元件显示图像的功能。也就是说，发光元件及受发光元件被用作显示元件。
[0212]
本实施方式的显示装置具有使用受发光元件检测出光的功能。受发光元件能够检测出其波长比受发光元件本身所发射的光短的光。
[0213]
当将受发光元件用于图像传感器时，本实施方式的显示装置能够使用受发光元件拍摄图像。例如，本实施方式的显示装置可以用作扫描仪。
[0214]
此外，在将受发光元件用于触摸传感器的情况下，本实施方式的显示装置使用受发光元件检测出对象物的触摸操作。
[0215]
受发光元件被用作检测出入射到受发光元件的光来产生电荷的光电转换元件。受发光元件所产生的电荷量取决于入射到受发光元件的光量。
[0216]
受发光元件可以通过对上述发光元件的结构追加受光元件的活性层而制成。
[0217]
受发光元件例如可以采用pn型或pin型光电二极管的活性层。
[0218]
尤其是，受发光元件优选使用具有包含有机化合物的层的有机光电二极管的活性层。有机光电二极管容易实现薄型化、轻量化及大面积化且其形状及设计的自由度高，所以可以应用于各种各样的显示装置。
[0219]
以下，参照附图更具体地说明本发明的一个方式的显示装置。
[0220]
[显示装置]图15a至图15d以及图15f是本发明的一个方式的显示装置的截面图。
[0221]
图15a所示的显示装置200a在衬底201与衬底209间包括具有受光元件的层203、功能层205及具有发光元件的层207。
[0222]
显示装置200a具有从具有发光元件的层207发射红色(r)、绿色(g)及蓝色(b)的光的结构。
[0223]
具有受光元件的层203所包括的受光元件能够检测出从显示装置200a的外部入射的光。
[0224]
图15b所示的显示装置200b在衬底201与衬底209间包括具有受发光元件的层204、功能层205及具有发光元件的层207。
[0225]
显示装置200b具有从具有发光元件的层207发射绿光(g)及蓝光(b)并从具有受发光元件的层204发射红光(r)的结构。此外，在本发明的一个方式的显示装置中，具有受发光元件的层204所发射的光的颜色不局限于红光。此外，具有发光元件的层207所发射的光的颜色也不局限于绿光与蓝光的组合。
[0226]
具有受发光元件的层204中的受发光元件能够检测出从显示装置200b的外部入射的光。该受发光元件例如能够检测出绿光(g)和蓝光(b)的一方或双方。
[0227]
功能层205包括驱动受光元件或受发光元件的电路及驱动发光元件的电路。在功能层205中可以设置开关、晶体管、电容器、电阻器、布线、端子等。注意，在以无源矩阵方式驱动发光元件及受光元件的情况下，也可以不设置开关或晶体管等。
[0228]
本发明的一个方式的显示装置也可以具有检测出触摸显示装置的如手指等对象物的功能(作为触摸面板的功能)。例如，如图15c所示，具有发光元件的层207中的发光元件所发射的光被触摸显示装置200a的手指202反射，使得具有受光元件的层203中的受光元件检测出该反射光。由此，可以检测出手指202触摸显示装置200a。此外，在显示装置200b中，具有发光元件的层207中的发光元件所发射的光被触摸显示装置200b的手指反射，使得具有受发光元件的层204中的受发光元件可以检测出该反射光。注意，以下以发光元件的发光被对象物反射的情况为例进行说明，但有时光被对象物散射。
[0229]
如图15d所示，本发明的一个方式的显示装置也可以具有对靠近(未接触)显示装置的对象物进行检测或摄像的功能。
[0230]
本发明的一个方式的显示装置也可以具有检测手指202的指纹的功能。图15e示出使用本发明的一个方式的显示装置拍摄的图像的示意图。在图15e中，在摄像范围263内以虚线示出手指202的轮廓，并以点划线示出接触部261的轮廓。在接触部261内，通过利用入射到受光元件(或受发光元件)的光量的不同可以拍摄对比度高的指纹262的图像。
[0231]
本发明的一个方式的显示装置也可以被用作数位板。图15f示出在将触屏笔208的顶端触摸衬底209的状态下将其向虚线箭头的方向滑动的样子。
[0232]
如图15f所示，在触屏笔208的顶端与衬底209的接触面散射的散射光入射到位于
与该接触面重叠的部分的受光元件(或受发光元件)，由此可以高精度地检测出触屏笔208的顶端位置。
[0233]
图15g示出本发明的一个方式的显示装置所检测出的触屏笔208的轨迹266的例子。本发明的一个方式的显示装置可以以高位置精度检测出触屏笔208等检测对象的位置，所以可以在描绘应用程序等中进行高清晰的描绘。此外，与使用静电电容式触摸传感器或电磁感应型触摸笔等的情况不同，即便是绝缘性高的检测对象也可以检测出位置，所以可以使用各种书写工具(例如笔、玻璃笔、羽毛笔等)，并没有对触屏笔208的尖端部的材料的限制。
[0234]
[像素]本发明的一个方式的显示装置包括以矩阵状配置的多个像素。一个像素包括多个子像素。一个子像素包括一个发光元件、一个受发光元件或一个受光元件。
[0235]
多个像素都包括具有发光元件的子像素、具有受光元件的子像素和具有受发光元件的子像素中的一个或多个。
[0236]
例如，像素包括具有发光元件的多个(例如，三个或四个)子像素以及具有受光元件的一个子像素。
[0237]
受光元件既可设置在所有像素中又可设置在一部分像素中。此外，一个像素也可以包括多个受光元件。此外，一个受光元件也可以横跨设置在多个像素中。受光元件的清晰度与发光元件的清晰度也可以彼此不同。
[0238]
当像素包括具有发光元件的三个子像素时，作为该三个子像素可以举出r、g、b这三个颜色的子像素、黄色(y)、青色(c)及品红色(m)这三个颜色的子像素等。当像素包括具有发光元件的四个子像素时，作为该四个子像素可以举出r、g、b及白色(w)这四个颜色的子像素、r、g、b及y这四个颜色的子像素等。
[0239]
图15h、图15(j)、图15(k)、图15(l)示出包括具有发光元件的多个子像素及具有受光元件的一个子像素的像素的一个例子。此外，本实施方式所示的子像素的排列不局限于附图所示的顺序。例如，子像素(b)和子像素(g)的位置可以颠倒。
[0240]
图15h、图15(j)、图15(k)所示的像素都包括具有受光功能的子像素(pd)、呈现红光的子像素(r)、呈现绿光的子像素(g)以及呈现蓝光的子像素(b)。
[0241]
图15h所示的像素采用矩阵排列，图15(j)所示的像素采用条形排列。此外，图15(k)是在横方向的一列上配置呈现红光的子像素(r)、呈现绿光的子像素(g)及呈现蓝光的子像素(b)并在其下配置具有受光功能的子像素(pd)的例子。换言之，在图15(k)中，子像素(r)、子像素(g)及子像素(b)都配置在同一个行上，即配置在与子像素(pd)不同的行上。
[0242]
图15(l)所示的像素以对图15(k)所示的像素的结构追加的方式还包括呈现r、g、b以外的光的子像素(x)。作为r、g、b以外的光，可以举出白色(w)光、黄色(y)光、青色(c)光、品红色(m)光、红外光(ir)等光。在子像素x呈现红外光的情况下，具有受光功能的子像素(pd)优选具有检测出红外光的功能。具有受光功能的子像素(pd)也可以具有检测出可见光和红外光的双方的功能。根据传感器的用途，可以决定受光元件所检测出的光的波长。
[0243]
或者，例如，像素包括具有发光元件的多个子像素以及具有受发光元件的一个子像素。
[0244]
包括受发光元件的显示装置不需要为对像素附加受光功能而改变像素排列，由此
可以在开口率及清晰度不下降的情况下对显示部附加摄像功能和感测功能的一方或双方。
[0245]
受发光元件既可设置在所有像素中又可设置在一部分像素中。此外，一个像素也可以包括多个受发光元件。
[0246]
图16a至图16d示出包括具有发光元件的多个子像素及具有受发光元件的一个子像素的像素的一个例子。
[0247]
图16a所示的像素采用条形排列，包括呈现红光且具有受光功能的子像素(mer)、呈现绿光的子像素(g)及呈现蓝光的子像素(b)。在像素由r、g、b的三个子像素构成的显示装置中，通过使用受发光元件代替用于子像素(r)的发光元件，可以制造像素具有受光功能的显示装置。
[0248]
图16b所示的像素包括呈现红光且具有受光功能的子像素(mer)、呈现绿光的子像素(g)及呈现蓝光的子像素(b)。子像素(mer)配置在与子像素(g)及子像素(b)不同的列上。子像素(g)及子像素(b)交替地配置在同一列上，其中一个设置在奇数行上，另一个设置在偶数行上。配置在与其他颜色的子像素不同的列上的子像素不局限于红色(r)，也可以为绿色(g)或蓝色(b)。
[0249]
图16c所示的像素采用矩阵排列，包括呈现红光且具有受光功能的子像素(mer)、呈现绿光的子像素(g)、呈现蓝光的子像素(b)及呈现r、g、b以外的光的子像素(x)。在像素由r、g、b、x的四个子像素构成的显示装置中，通过使用受发光元件代替用于子像素(r)的发光元件，可以制造像素具有受光功能的显示装置。
[0250]
图16d示出两个像素，其中以由虚线围绕的三个子像素构成一个像素。图16d所示的像素包括呈现红光且具有受光功能的子像素(mer)、呈现绿光的子像素(g)及呈现蓝光的子像素(b)。在图16d所示的左像素中，子像素(mer)与子像素(g)配置在同一行上，子像素(mer)与子像素(b)配置在同一列上。在图16d所示的右像素中，子像素(mer)与子像素(g)配置在同一行上，子像素(g)与子像素(b)配置在同一列上。在图16d所示的像素布局中，在第奇数行及第偶数行中，子像素(mer)、子像素(g)及子像素(b)反复配置，并且在各列中，第奇数行和第偶数行分别配置有互不相同的颜色的子像素。
[0251]
图16e示出采用pentile排列的四个像素，其中相邻的两个像素包括组合不同的呈现两种颜色光的子像素。此外，图16e所示的子像素的形状示出该子像素所具有的发光元件或受发光元件的顶面形状。图16f示出图16e所示的像素排列的变形例子。
[0252]
图16e所示的左上像素及右下像素包括呈现红光且具有受光功能的子像素(mer)及呈现绿光的子像素(g)。图16e所示的左下像素及右上像素包括呈现红光的子像素(g)及呈现蓝光的子像素(b)。
[0253]
图16f所示的左上像素及右下像素包括呈现红光且具有受光功能的子像素(mer)及呈现绿光的子像素(g)。图16f所示的左下像素及右上像素包括呈现红光且具有受光功能的子像素(mer)及呈现蓝光的子像素(b)。
[0254]
在图16e中，各像素包括呈现绿光的子像素(g)。另一方面，在图16f中，各像素包括呈现红光且具有受光功能的子像素(mer)。因为各像素包括具有受光功能的子像素，所以图16f所示的结构与图16e所示的结构相比能够进行高清晰的摄像。由此，例如可以提高生物识别的精度。
[0255]
此外，对发光元件及受发光元件的顶面形状没有特别的限制，可以为圆、椭圆、多
边形、角部具有圆度的多边形等。关于子像素(g)所具有的发光元件的顶面形状，图16e示出圆形的例子，而图16f示出正方形的例子。各颜色的发光元件及受发光元件的顶面形状既可不相同又可在一部分颜色或所有颜色中相同。
[0256]
此外，各颜色的子像素的开口率既可不相同又可在一部分颜色或所有颜色中相同。例如，设置在各像素中的子像素(图16e中的子像素(g)、图16f中的子像素(mer))的开口率可以小于其他颜色的子像素的开口率。
[0257]
图16g示出图16f所示的像素排列的变形例子。具体而言，通过使图16f的结构转动45
°
，得到图16g的结构。虽然在图16f中示出一个像素由两个子像素构成的例子，但是如图16g所示，其也可以被认为是一个像素由四个子像素构成的例子。
[0258]
将参照图16g说明使用由虚线围绕的四个子像素构成一个像素的情况。一个像素包括两个子像素(mer)、一个子像素(g)及一个子像素(b)。如此，通过使一个像素包括具有受光功能的多个子像素，可以进行高清晰的摄像。因此，可以提高生物识别的精度。例如，摄像的清晰度可以高达显示清晰度乘以根2。
[0259]
具有图16f或图16g所示的结构的显示装置包括p个(p为2以上的整数)第一发光元件及q个(q为2以上的整数)第二发光元件及r个(r为大于p且大于q的整数)受发光元件。p及r满足r＝2p。此外，p、q、r满足r＝p+q。第一发光元件及第二发光元件中的一个发射绿光，另一个发射蓝光。受发光元件发射红光且具有受光功能。
[0260]
例如，当使用受发光元件检测触摸操作时，来自光源的发光优选不容易被用户看到。蓝光的可见度低于绿光，由此优选使用发射蓝光的发光元件作为光源。因此，受发光元件优选具有受蓝光的功能。
[0261]
如此，可以将各种排列的像素用于本实施方式的显示装置。
[0262]
[器件结构]接着，说明可用于本发明的一个方式的显示装置的发光元件、受光元件及受发光元件的详细结构。
[0263]
本发明的一个方式的显示装置可以采用如下任意结构：向与形成有发光元件的衬底相反的方向射出光的顶部发射结构；向与形成有发光元件的衬底相同的方向射出光的底部发射结构；从两面射出光的双面发射结构。
[0264]
在本实施方式中，以顶部发射结构的显示装置为例进行说明。
[0265]
注意，在本说明书等中，除非另有说明，否则即便在对包括多个要素(发光元件、发光层等)的结构进行说明的情况下，当说明各要素间的共同部分时，省略其符号的字母。例如，当说明在发光层283r及发光层283g等中共同的事项时，有时记为发光层283。
[0266]
图17a所示的显示装置280a包括受光元件270pd、发射红色(r)的光的发光元件270r、发射绿色(g)的光的发光元件270g及发射蓝色(b)的光的发光元件270b。
[0267]
各发光元件依次层叠有像素电极271、空穴注入层281、空穴传输层282、发光层、电子传输层284、电子注入层285及公共电极275。发光元件270r包括发光层283r，发光元件270g包括发光层283g，发光元件270b包括发光层283b。发光层283r包含发射红光的发光物质，发光层283g包含发射绿光的发光物质，发光层283b包含发射蓝光的发光物质。
[0268]
发光元件是向像素电极271与公共电极275之间施加电压而将光发射到公共电极275一侧的电致发光元件。
[0269]
受光元件270pd依次层叠有像素电极271、空穴注入层281、空穴传输层282、活性层273、电子传输层284、电子注入层285及公共电极275。
[0270]
受光元件270pd是接收从显示装置280a的外部入射的光并将其转换为电信号的光电转换元件。
[0271]
在本实施方式中，对在发光元件及受光元件中像素电极271都被用作阳极且公共电极275都被用作阴极的情况进行说明。也就是说，通过将反向偏压施加到像素电极271与公共电极275之间来驱动受光元件，可以检测出入射到受光元件的光而产生电荷并以电流的方式取出。
[0272]
在本实施方式的显示装置中，受光元件270pd的活性层273使用有机化合物。受光元件270pd的活性层273以外的层可以采用与发光元件相同的结构。由此，只要在发光元件的制造工序中追加形成活性层273的工序，就可以在形成发光元件的同时形成受光元件270pd。此外，发光元件与受光元件270pd可以形成在同一衬底上。因此，可以在不需大幅度增加制造工序的情况下在显示装置内设置受光元件270pd。
[0273]
在显示装置280a中，示出分别形成受光元件270pd的活性层273及发光元件的发光层283而其他层由受光元件270pd和发光元件共同使用的例子。但是，受光元件270pd及发光元件的结构不局限于此。除了活性层273及发光层283以外，受光元件270pd及发光元件也可以包括其他分别形成的层。受光元件270pd与发光元件优选共同使用一个以上的层(公共层)。由此，可以在不需大幅度增加制造工序的情况下在显示装置内设置受光元件270pd。
[0274]
作为像素电极271与公共电极275中的提取光一侧的电极使用使可见光透过的导电膜。此外，作为不提取光一侧的电极优选使用反射可见光的导电膜。
[0275]
本实施方式的显示装置所包括的发光元件优选采用光学微腔谐振器(微腔)结构。因此，发光元件所包括的一对电极中的一个优选为对可见光具有透过性及反射性的电极(透反射电极)，另一个优选为对可见光具有反射性的电极(反射电极)。当发光元件具有微腔结构时，可以在两个电极之间使从发光层得到的发光谐振，并且可以增强从发光元件射出的光。
[0276]
注意，透反射电极可以采用反射电极与对可见光具有透过性的电极(也称为透明电极)的叠层结构。
[0277]
透明电极的光透过率为40％以上。例如，在发光元件中，优选使用对可见光(波长为400nm以上且小于750nm的光)的透过率为40％以上的电极。透反射电极的对可见光的反射率为10％以上且95％以下，优选为30％以上且80％以下。反射电极的对可见光的反射率为40％以上且100％以下，优选为70％以上且100％以下。此外，这些电极的电阻率优选为1
×
10-2
ωcm以下。此外，在发光元件发射近红外光(波长为750nm以上且1300nm以下的光)时，优选这些电极的对近红外光的透过率或反射率与对可见光的透过率或反射率同样地满足上述数值范围。
[0278]
发光元件至少包括发光层283。作为发光层283以外的层，发光元件还可以包括包含空穴注入性高的物质、空穴传输性高的物质、空穴阻挡材料、电子传输性高的物质、电子注入性高的物质、电子阻挡材料或双极性的物质(电子传输性及空穴传输性高的物质)等的层。
[0279]
例如，发光元件及受光元件可以共同使用空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和
电子注入层中的一个以上。此外，发光元件及受光元件可以分别形成空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层中的一个以上。
[0280]
空穴注入层是将空穴从阳极注入到空穴传输层的包含空穴注入性高的材料的层。作为空穴注入性高的材料，可以使用包含空穴传输性材料及受体材料(电子受体材料)的复合材料或芳香胺化合物等。
[0281]
在发光元件中，空穴传输层是通过空穴注入层将从阳极注入的空穴传输到发光层的层。在受光元件中，空穴传输层是将根据入射到活性层中的光所产生的空穴传输到阳极的层。空穴传输层是包含空穴传输性材料的层。作为空穴传输性材料，优选采用空穴迁移率为1
×
10-6
cm2/vs以上的物质。注意，只要空穴传输性比电子传输性高，就可以使用上述以外的物质。作为空穴传输性材料，优选使用富π电子型杂芳族化合物(例如，咔唑衍生物、噻吩衍生物、呋喃衍生物等)或者芳香胺(包含芳香胺骨架的化合物)等空穴传输性高的材料。
[0282]
在发光元件中，电子传输层是通过电子注入层将阴极所注入的电子传输到发光层的层。在受光元件中，电子传输层是将基于入射到活性层中的光而产生的电子传输到阴极的层。电子传输层是包含电子传输性材料的层。作为电子传输性材料，优选采用电子迁移率为1
×
10-6
cm2/vs以上的物质。注意，只要电子传输性比空穴传输性高，就可以使用上述以外的物质。作为电子传输性材料，可以使用包含喹啉骨架的金属配合物、包含苯并喹啉骨架的金属配合物、包含噁唑骨架的金属配合物、包含噻唑骨架的金属配合物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、噁唑衍生物、噻唑衍生物、菲咯啉衍生物、包含喹啉配体的喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、嘧啶衍生物以及含氮杂芳族化合物等缺π电子型杂芳族化合物等的电子传输性高的材料。
[0283]
电子注入层是将电子从阴极注入到电子传输层的包含电子注入性高的材料的层。作为电子注入性高的材料，可以使用碱金属、碱土金属或者包含上述物质的化合物。作为电子注入性高的材料，也可以使用包含电子传输性材料及供体性材料(电子供体性材料)的复合材料。
[0284]
发光层283是包含发光物质的层。发光层283可以包含一种或多种发光物质。作为发光物质，适当地使用呈现蓝色、紫色、蓝紫色、绿色、黄绿色、黄色、橙色、红色等发光颜色的物质。此外，作为发光物质，也可以使用发射近红外光的物质。
[0285]
作为发光物质，可以举出荧光材料、磷光材料、tadf材料、量子点材料等。
[0286]
作为荧光材料，例如可以举出芘衍生物、蒽衍生物、三亚苯衍生物、芴衍生物、咔唑衍生物、二苯并噻吩衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、喹喔啉衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、菲衍生物、萘衍生物等。
[0287]
作为磷光材料，例如可以举出具有4h-三唑骨架、1h-三唑骨架、咪唑骨架、嘧啶骨架、吡嗪骨架或吡啶骨架的有机金属配合物(尤其是铱配合物)、以具有吸电子基团的苯基吡啶衍生物为配体的有机金属配合物(尤其是铱配合物)、铂配合物、稀土金属配合物等。
[0288]
发光层283除了发光物质(客体材料)以外还可以包含一种或多种有机化合物(主体材料、辅助材料等)。作为一种或多种有机化合物，可以使用空穴传输材料和电子传输材料中的一方或双方。此外，作为一种或多种有机化合物，也可以使用双极性材料或tadf材料。
[0289]
例如，发光层283优选包含磷光材料、容易形成激基复合物的空穴传输材料及电子
传输材料的组合。通过采用这样的结构，可以高效地得到利用从激基复合物到发光物质(磷光材料)的能量转移的extet(exciplex-triplet energy transfer：激基复合物-三重态能量转移)的发光。此外，通过选择形成如下激基复合物的组合，该激基复合物呈现与发光物质的最低能量一侧的吸收带的波长重叠的发光，可以使能量转移变得顺利，从而高效地得到发光。通过采用上述结构，可以同时实现发光元件的高效率、低电压驱动以及长寿命。
[0290]
关于形成激基复合物的材料的组合，空穴传输材料的homo能级(最高占有分子轨道能级)优选为电子传输材料的homo能级以上的值。空穴传输材料的lumo能级(最低未占有分子轨道能级)优选为电子传输材料的lumo能级以上的值。材料的lumo能级及homo能级可以从通过循环伏安(cv)测量测得的材料的电化学特性(还原电位及氧化电位)求出。
[0291]
激基复合物的形成例如可以通过如下方法确认：对空穴传输材料的发射光谱、电子传输材料的发射光谱及混合这些材料而成的混合膜的发射光谱进行比较，当观察到混合膜的发射光谱比各材料的发射光谱向长波长一侧漂移(或者在长波长一侧具有新的峰)的现象时说明形成有激基复合物。或者，对空穴传输材料的瞬态光致发光(pl)、电子传输材料的瞬态pl及混合这些材料而成的混合膜的瞬态pl进行比较，当观察到混合膜的瞬态pl寿命与各材料的瞬态pl寿命相比具有长寿命成分或者延迟成分的比例变大等瞬态响应不同时说明形成有激基复合物。此外，可以将上述瞬态pl称为瞬态电致发光(el)。换言之，与对空穴传输材料的瞬态el、电子传输材料的瞬态el及这些材料的混合膜的瞬态el进行比较，观察瞬态响应的不同，可以确认激基复合物的形成。
[0292]
活性层273包含半导体。作为该半导体，可以举出硅等无机半导体及包含有机化合物的有机半导体。在本实施方式中，示出使用有机半导体作为活性层273含有的半导体的例子。通过使用有机半导体，可以以同一方法(例如真空蒸镀法)形成发光层283和活性层273，并可以共同使用制造设备，所以是优选的。
[0293]
作为活性层273含有的n型半导体的材料，可以举出富勒烯(例如c
60
、c
70
等)、富勒烯衍生物等具有电子受体性的有机半导体材料。富勒烯具有足球形状，该形状在能量上稳定。富勒烯的homo能级及lumo能级都深(低)。因为富勒烯的lumo能级较深，所以电子受体性(受体性)极高。一般地，当如苯那样π电子共轭(共振)在平面上扩展时，电子供体性(供体性)变高。另一方面，富勒烯具有球形状，尽管π电子广泛扩展，但是电子受体性变高。在电子受体性较高时，高速且高效地引起电荷分离，所以对受光元件来说是有益的。c
60
、c
70
都在可见光区域中具有宽吸收带，尤其是c
70
的π电子共轭类大于c
60
，在长波长区域中也具有宽吸收带，所以是优选的。
[0294]
作为n型半导体的材料，可以举出具有喹啉骨架的金属配合物、具有苯并喹啉骨架的金属配合物、具有噁唑骨架的金属配合物、具有噻唑骨架的金属配合物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、噁唑衍生物、噻唑衍生物、菲罗啉衍生物、喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、嘧啶衍生物、萘衍生物、蒽衍生物、香豆素衍生物、若丹明衍生物、三嗪衍生物、醌衍生物等。
[0295]
作为活性层273含有的p型半导体的材料，可以举出铜(ii)酞菁(copper(ii)phthalocyanine:cupc)、四苯基二苯并二茚并芘(tetraphenyldibenzoperiflanthene：dbp)、酞菁锌(zinc phthalocyanine：znpc)、锡酞菁(snpc)、喹吖啶酮等具有电子供体性的有机半导体材料。
[0296]
此外，作为p型半导体的材料，可以举出咔唑衍生物、噻吩衍生物、呋喃衍生物、具有芳香胺骨架的化合物等。再者，作为p型半导体的材料，可以举出萘衍生物、蒽衍生物、芘衍生物、三亚苯衍生物、芴衍生物、吡咯衍生物、苯并呋喃衍生物、苯并噻吩衍生物、吲哚衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并噻吩衍生物、吲哚咔唑衍生物、卟啉衍生物、酞菁衍生物、萘酞菁衍生物、喹吖啶酮衍生物、聚亚苯亚乙烯衍生物、聚对亚苯衍生物、聚芴衍生物、聚乙烯咔唑衍生物、聚噻吩衍生物等。
[0297]
具有电子供体性的有机半导体材料的homo能级优选比具有电子接收性的有机半导体材料的homo能级浅(高)。具有电子供体性的有机半导体材料的lumo能级优选比具有电子接收性的有机半导体材料的lumo能级浅(高)。
[0298]
优选使用球状的富勒烯作为具有电子接收性的有机半导体材料，且优选使用其形状与平面相似的有机半导体材料作为具有电子供体性的有机半导体材料。形状相似的分子具有容易聚集的趋势，当同一种分子凝集时，因分子轨道的能级相近而可以提高载流子传输性。
[0299]
例如，优选共蒸镀n型半导体和p型半导体形成活性层273。
[0300]
发光元件及受光元件可以使用低分子类化合物或高分子类化合物，还可以包含无机化合物。构成发光元件及受光元件的层可以通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、转印法、印刷法、喷墨法、涂敷法等的方法形成。
[0301]
图17b所示的显示装置280b与显示装置280a不同之处是：受光元件270pd和发光元件270r具有相同结构。
[0302]
受光元件270pd和发光元件270r共享活性层273和发光层283r。
[0303]
在此，受光元件270pd可以采用与发射比要检测的光的波长长的光的发光元件相同的结构。例如，检测蓝光的结构的受光元件270pd可以采用与发光元件270r和发光元件270g中的一方或双方相同的结构。例如，检测绿光的结构的受光元件270pd可以采用与发光元件270r相同的结构。
[0304]
与受光元件270pd及发光元件270r具有包括分别形成的层的结构的情况相比，在将受光元件270pd及发光元件270r形成为相同结构的情况下，可以减少成膜工序数以及掩模数。由此，可以减少显示装置的制造工序数以及制造成本。
[0305]
此外，与受光元件270pd及发光元件270r具有包括分别形成的层的结构的情况相比，在将受光元件270pd及发光元件270r形成为相同结构的情况下，可以减小错位的余地。由此，可以提高像素的开口率并提高光提取效率。由此，可以延长发光元件的使用寿命。此外，显示装置可以显示高亮度。此外，也可以提高显示装置的清晰度。
[0306]
发光层283r包含发射红光的发光材料。活性层273包含吸收其波长比红光短的光(例如，绿光和蓝光中的一方或双方)的有机化合物。活性层273优选包括不容易吸收红光且吸收其波长比红光短的光的有机化合物。由此，从发光元件270r高效地提取红光，受光元件270pd可以高精度地检测出其波长比红光短的光。
[0307]
此外，虽然示出在发光装置280b中发光元件270r及受光元件270pd具有相同结构的例子，但是发光元件270r及受光元件270pd也可以具有彼此不同的厚度的光学调整层。
[0308]
图18a及图18b所示的显示装置280c包括发射红光(r)并具有受光功能的受发光元件270mer、发射绿光(g)的发光元件270g及发射蓝光(b)的发光元件270b。
[0309]
各发光元件中依次层叠有像素电极271、空穴注入层281、空穴传输层282、发光层、电子传输层284、电子注入层285及公共电极275。发光元件270g包括发光层283g，发光元件270b包括发光层283b。发光层283g包含发射绿光的发光物质，发光层283b包含发射蓝光的发光物质。
[0310]
受发光元件270mer依次层叠有像素电极271、空穴注入层281、空穴传输层282、活性层273、发光层283r、电子传输层284、电子注入层285及公共电极275。
[0311]
注意，显示装置280c所包括的受发光元件270mer具有与显示装置280b所包括的发光元件270r及受光元件270pd相同的结构。此外，显示装置280c所包括的发光元件270g、270b也分别具有与显示装置280b所包括的发光元件270g、270b相同的结构。
[0312]
图18a示出受发光元件270mer被用作发光元件的情况。图18a示出发光元件270b发射蓝光，发光元件270g发射绿光，并且受发光元件270mer发射红光的例子。
[0313]
图18b示出受发光元件270mer被用作受光元件的情况。图18b示出发光元件270b所发射的蓝光及发光元件270g所发射的绿光被受发光元件270mer检测的例子。
[0314]
发光元件270b、发光元件270g及受发光元件270mer都包括像素电极271及公共电极275。在本实施方式中，以像素电极271被用作阳极且公共电极275被用作阴极的情况为例进行说明。
[0315]
在本实施方式中，与发光元件同样，受发光元件270mer中的像素电极271及公共电极275也分别被用作阳极及阴极。也就是说，通过将反向偏压施加到像素电极271与公共电极275之间驱动受发光元件270mer，可以检测出入射到受发光元件270mer的光来产生电荷，由此可以将其作为电流提取。
[0316]
此外，图18a及图18b所示的各受发光元件270mer可以说是对发光元件追加了活性层273的结构。就是说，只要在发光元件的制造工序中增加形成活性层273的工序，就可以同时形成发光元件及受发光元件270mer。此外，发光元件与受发光元件可以形成在同一衬底上。由此，可以在制造工序的增加幅度不大的情况下对显示部附加摄像功能和感测功能的一方或双方。
[0317]
注意，对发光层283r和活性层273的叠层顺序没有限制。图18a及图18b示出在空穴传输层282上设置活性层273，并在活性层273上设置发光层283r的例子。此外，也可以在空穴传输层282上设置发光层283r，并在发光层283r上设置活性层273。
[0318]
如图18a及图18b所示，活性层273与发光层283r也可以彼此接触。此外，也可以在活性层273与发光层283r之间夹有缓冲层。作为缓冲层，可以使用空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层、空穴阻挡层及电子阻挡层等中的至少一层。
[0319]
通过在活性层273与发光层283r间设置缓冲层，可以抑制激发能从发光层283r转移到活性层273。此外，可以使用缓冲层调整微腔结构的光路长度(腔长)。因此，活性层273与发光层283r间包括缓冲层的受发光元件可以具有高发光效率。
[0320]
此外，受发光元件可以不包括空穴注入层281、空穴传输层282、电子传输层284和电子注入层285中的至少一层。此外，受发光元件也可以包括空穴阻挡层、电子阻挡层等其他功能层。
[0321]
此外，受发光元件也可以不包括活性层273及发光层283r而包括兼用作发光层及活性层的层。作为兼用作发光层及活性层的层，例如可以使用包含可以用于活性层273的n
型半导体及可以用于活性层273的p型半导体及可以用于发光层283r的发光物质的三个材料的层。
[0322]
此外，n型半导体及p型半导体的混合材料的吸收光谱的最低能量一侧的吸收带与发光物质的发射光谱(pl光谱)最大峰优选不重叠，更优选具有充分距离。
[0323]
受发光元件使用透射可见光的导电膜作为提取光一侧的电极，并优选使用反射可见光的导电膜作为不提取光一侧的电极。
[0324]
构成受发光元件的各层的功能及材料与构成发光元件及受光元件的各层的功能及材料同样，所以省略详细说明。
[0325]
以下参照图19及图20说明本发明的一个方式的显示装置的详细结构。
[0326]
[显示装置100a]图19a是显示装置100a的截面图。
[0327]
显示装置100a包括受光元件110及发光元件190。
[0328]
受光元件190依次层叠有像素电极191、缓冲层192、发光层193、缓冲层194及公共电极115。缓冲层192可以具有空穴注入层和空穴传输层中的一方或双方。发光层193包含有机化合物。缓冲层194可以具有电子注入层和电子传输层中的一方或双方。发光元件190具有发射可见光121的功能。此外，显示装置100a还可以包括具有发射红外光的功能的发光元件。
[0329]
受光元件110依次层叠有像素电极191、缓冲层182、活性层183、缓冲层184及公共电极115。缓冲层182可以具有空穴传输层。活性层183包含有机化合物。缓冲层184可以具有电子传输层。受光元件110具有检测出可见光的功能。此外，受光元件110还可以具有检测出红外光的功能。
[0330]
在本实施方式中，说明在发光元件190和受光元件110各自中像素电极191被用作阳极且公共电极115被用作阴极的情况。也就是说，通过将反向偏压施加到像素电极191与公共电极115之间来驱动受光元件110，显示装置100a可以检测出入射到受光元件110的光来产生电荷，由此可以将其提取为电流。
[0331]
像素电极191、缓冲层182、缓冲层192、活性层183、发光层193、缓冲层184、缓冲层194及公共电极115各自可以具有单层结构或叠层结构。
[0332]
像素电极191位于绝缘层214上。各像素电极191可以使用同一材料及同一工序形成。像素电极191的端部被分隔壁216覆盖。彼此相邻的两个像素电极191被分隔壁216电绝缘(也可以说电分离)。
[0333]
分隔壁216优选使用有机绝缘膜。作为能够用于有机绝缘膜的材料，可以举出丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、硅氧烷树脂、苯并环丁烯类树脂、酚醛树脂及这些树脂的前体等。分隔壁216是透射可见光的层。代替分隔壁216也可以设置遮断可见光的分隔壁。
[0334]
公共电极115是受光元件110与发光元件190共同使用的层。
[0335]
受光元件110及发光元件190所包括的一对电极可以使用相同的材料并具有相同的膜厚等。由此，可以降低显示装置的制造成本并使制造工序简化。
[0336]
显示装置100a在一对衬底(衬底151及衬底152)之间包括受光元件110、发光元件190、晶体管131及晶体管132等。
[0337]
在受光元件110中，位于像素电极191与公共电极115之间的缓冲层182、活性层183及缓冲层184各自可以被称为有机层(包含有机化合物的层)。像素电极191优选具有反射可见光的功能。公共电极115具有使可见光透过的功能。在受光元件110检测出红外光的情况下，公共电极115具有使红外光透过的功能。此外，像素电极191优选具有反射红外光的功能。
[0338]
受光元件110具有检测光的功能。具体而言，受光元件110是接收从显示装置100a的外部入射的光122并将其转换为电信号的光电转换元件。光122也可以说是发光元件190的发光被对象物反射的光。此外，光122也可以通过设置在显示装置100a中的透镜等入射到受光元件110。
[0339]
在发光元件190中，位于像素电极191与公共电极115之间的缓冲层192、发光层193及缓冲层194可以一并被称为el层。此外，el层至少包括发光层193。如上所述那样，像素电极191优选具有反射可见光的功能。此外，公共电极115具有使可见光透过的功能。在显示装置100a包括发射红外光的发光元件的情况下，公共电极115具有使红外光透过的功能。此外，像素电极191优选具有反射红外光的功能。
[0340]
本实施方式的显示装置所包括的发光元件优选采用光学微腔谐振器(微腔)结构。
[0341]
缓冲层192或缓冲层194也可以具有作为光学调整层的功能。通过使缓冲层192或缓冲层194的厚度不同，可以在各发光元件中增强特定颜色的光并取出。
[0342]
发光元件190具有发射可见光的功能。具体而言，发光元件190是电压被施加到像素电极191与公共电极115之间时向衬底152一侧发射光的电致发光元件(参照可见光121)。
[0343]
受光元件110所包括的像素电极191通过设置在绝缘层214中的开口电连接到晶体管131所包括的源极或漏极。
[0344]
发光元件190所包括的像素电极191通过设置在绝缘层214中的开口电连接到晶体管132所包括的源极或漏极。
[0345]
晶体管131及晶体管132接触地形成于同一层(图19a中的衬底151)上。
[0346]
电连接于受光元件110的电路中的至少一部分优选使用与电连接于发光元件190的电路相同的材料及工序而形成。由此，与分别形成两个电路的情况相比，可以减小显示装置的厚度，并可以简化制造工序。
[0347]
受光元件110及发光元件190各自优选被保护层116覆盖。在图19a中，保护层116设置在公共电极115上并与该公共电极115接触。通过设置保护层116，可以抑制水等杂质混入受光元件110及发光元件190，由此可以提高受光元件110及发光元件190的可靠性。此外，可以使用粘合层142贴合保护层116和衬底152。
[0348]
衬底152的衬底151一侧的面设置有遮光层158。遮光层158在与发光元件190重叠的位置及与受光元件110重叠的位置包括开口。
[0349]
这里，受光元件110检测出被对象物反射的来自发光元件190的光。但是，有时发光元件190的发光在显示装置100a内被反射而不经过对象物地入射到受光元件110。遮光层158可以减少这种杂散光的影响。例如，在没有设置遮光层158的情况下，有时发光元件190所发射的光123被衬底152反射，由此反射光124入射到受光元件110。通过设置遮光层158，可以抑制反射光124入射到受光元件110。由此，可以减少噪声来提高使用受光元件110的传感器的灵敏度。
[0350]
作为遮光层158，可以使用遮挡来自发光元件的光的材料。遮光层158优选吸收可见光。作为遮光层158，例如，可以使用金属材料或包含颜料(碳黑等)或染料的树脂材料等形成黑矩阵。遮光层158也可以采用红色滤光片、绿色滤光片及蓝色滤光片的叠层结构。
[0351]
[显示装置100b]图19b及图19c是显示装置100b的截面图。此外，在后述的显示装置的说明中，有时省略说明与先前说明的显示装置同样的结构。
[0352]
显示装置100b包括发光元件190b、发光元件190g及受发光元件190mer。
[0353]
发光元件190b中依次层叠有像素电极191、缓冲层192b、发光层193b、缓冲层194b及公共电极115。发光元件190b具有发射蓝光121b的功能。
[0354]
发光元件190g依次层叠有像素电极191、缓冲层192g、发光层193g、缓冲层194g及公共电极115。发光元件190g具有发射绿光121g的功能。
[0355]
受发光元件190mer依次层叠有像素电极191、缓冲层192r、活性层183、发光层193r、缓冲层194r及公共电极115。受发光元件190mer具有发射红光121r的功能及检测光122的功能。
[0356]
图19b示出受发光元件190mer被用作发光元件的情况。图19b示出发光元件190b发射蓝光，发光元件190g发射绿光，并且受发光元件190mer发射红光的例子。
[0357]
图19c示出受发光元件190mer被用作受光元件的情况。图19c示出发光元件190b所发射的蓝光及发光元件190g所发射的绿光被受发光元件190mer检测的例子。
[0358]
显示装置100b在一对衬底(衬底151及衬底152)之间包括受发光元件190mer、发光元件190g、发光元件190b及晶体管132等。
[0359]
像素电极191位于绝缘层214上。彼此相邻的两个像素电极191被分隔壁216电绝缘。像素电极191通过设置在绝缘层214中的开口电连接到晶体管132的源极或漏极。
[0360]
受发光元件及发光元件优选都被保护层116覆盖。此外，可以使用粘合层142贴合保护层116和衬底152。衬底152的衬底151一侧的面设置有遮光层158。
[0361]
[显示装置100c]图20a是显示装置100c的截面图。
[0362]
显示装置100c包括受光元件110及发光元件190。
[0363]
发光元件190中依次层叠有像素电极191、公共层112、发光层193、公共层114及公共电极115。公共层112可以包括空穴注入层及空穴传输层中的一个或两个。发光层193包含有机化合物。公共层114可以包括电子注入层和电子传输层的一方或双方。发光元件190具有发射可见光的功能。显示装置100c还可以包括具有发射红外光的功能的发光元件。
[0364]
受光元件110中依次层叠有像素电极191、公共层112、活性层183、公共层114及公共电极115。活性层183包含有机化合物。受光元件110具有检测出可见光的功能。此外，受光元件110还可以具有检测出红外光的功能。
[0365]
像素电极191、公共层112、活性层183、发光层193、公共层114及公共电极115各自可以具有单层结构，也可以具有叠层结构。
[0366]
像素电极191位于绝缘层214上。彼此相邻的两个像素电极191被分隔壁216电绝缘。像素电极191通过设置在绝缘层214中的开口电连接到晶体管132的源极或漏极。
[0367]
公共层112、公共层114及公共电极115是受光元件110与发光元件190共同使用的
层。通过使构成受光元件110及发光元件190的层的至少一部分为相同结构，可以减少显示装置的制造工序，所以是优选的。
[0368]
显示装置100c在一对衬底(衬底151及衬底152)之间包括受光元件110、发光元件190、晶体管131及晶体管132等。
[0369]
受光元件110及发光元件190各自优选被保护层116覆盖。此外，可以使用粘合层142贴合保护层116和衬底152。
[0370]
衬底152的衬底151一侧的面设置有树脂层159。树脂层159设置在与发光元件190重叠的位置，不设置在与受光元件110重叠的位置。
[0371]
树脂层159如图20b所示那样设置在与发光元件190重叠的位置且在与受光元件110重叠的位置包括开口159p。或者，树脂层159如图20c所示那样在与发光元件190重叠的位置被设置为岛状且不设置在与受光元件110重叠的位置。
[0372]
衬底152的衬底151一侧的面及树脂层159的衬底151一侧的面设置有遮光层158。遮光层158在与发光元件190重叠的位置及与受光元件110重叠的位置包括开口。
[0373]
这里，受光元件110检测出被对象物反射的发光元件190的发光。但是，有时发光元件190的发光在显示装置100c内被反射而不经过对象物地入射到受光元件110。遮光层158可以吸收这种杂散光来减少入射到受光元件110的杂散光。例如，遮光层158可以吸收经过树脂层159而被衬底152的衬底151一侧的面反射的杂散光123a。此外，遮光层158可以在杂散光123b入射到树脂层159之前吸收杂散光123b。因此，可以减少入射到受光元件110的杂散光。由此，可以减少噪声来提高使用受光元件110的传感器的灵敏度。在遮光层158靠近发光元件190时，可以进一步减少杂散光，所以尤其是优选的。此外，在遮光层158靠近发光元件190时，可以抑制显示的视角依赖性，由此在提高显示品质的观点上也是优选的。
[0374]
通过设置遮光层158，可以控制受光元件110检测光的范围。在遮光层158远离受光元件110时，摄像范围得到缩小，由此可以提高摄像的分辨率。
[0375]
在树脂层159包括开口时，遮光层158优选覆盖该开口的至少一部分及在该开口中露出的树脂层159的侧面的至少一部分。
[0376]
在树脂层159被设置为岛状时，遮光层158优选覆盖树脂层159的侧面的至少一部分。
[0377]
如此，因为沿着树脂层159的形状设置遮光层158，所以遮光层158与发光元件190(具体而言，发光元件190的发光区域)之间的距离短于遮光层158与受光元件110(具体而言，受光元件110的受光区域)之间的距离。因此，可以减少传感器的噪声，提高摄像的分辨率，并且抑制显示的视角依赖性。由此，可以提高显示装置的显示品质和摄像品质的双方。
[0378]
树脂层159是使发光元件190的发光透过的层。作为树脂层159的材料，例如可以使用丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、硅氧烷树脂、苯并环丁烯类树脂、酚醛树脂及这些树脂的前体等。注意，设置在衬底152与遮光层158之间的结构物不局限于树脂层，也可以使用无机绝缘膜等。在该结构物较厚时，遮光层与受光元件之间的距离和遮光层与发光元件之间的距离有差异。树脂等有机绝缘膜易于形成得厚，因此适合于该结构物。
[0379]
为了比较遮光层158与受光元件110之间的距离和遮光层158与发光元件190之间的距离，例如可以使用遮光层158的受光元件110一侧的端部与公共电极115之间的最短距
离l1和遮光层158的发光元件190一侧的端部与公共电极115之间的最短距离l2。因为最短距离l2短于最短距离l1，所以可以抑制来自发光元件190的杂散光来提高使用受光元件110的传感器的灵敏度。此外，可以抑制显示的视角依赖性。因为最短距离l1长于最短距离l2，所以可以缩小受光元件110的摄像范围来提高摄像的分辨率。
[0380]
此外，通过具有粘合层142中的与受光元件110重叠的部分厚于与发光元件190重叠的部分的结构，可以使遮光层158与受光元件110之间的距离和遮光层158与发光元件190之间的距离有差异。
[0381]
以下参照图21至图24说明本发明的一个方式的显示装置的更详细的结构。
[0382]
[显示装置100d]图21示出显示装置100d的立体图，而图22示出显示装置100d的截面图。
[0383]
显示装置100d具有贴合衬底152与衬底151的结构。在图21中，以虚线表示衬底152。
[0384]
显示装置100d包括显示部162、电路164及布线165等。图21示出显示装置100d安装有ic(集成电路)173及fpc172的例子。因此，也可以将图21所示的结构称为包括显示装置100d、ic及fpc的显示模块。
[0385]
作为电路164，例如可以使用扫描线驱动电路。
[0386]
布线165具有对显示部162及电路164供应信号及电力的功能。该信号及电力从外部经由fpc172或者从ic173输入到布线165。
[0387]
图21示出通过cog(chip on glass：玻璃覆晶封装)方式或cof(chip on film：薄膜覆晶封装)方式等在衬底151上设置ic173的例子。作为ic173，例如可以使用包括扫描线驱动电路或信号线驱动电路等的ic。注意，显示装置100d及显示模块不一定必须设置有ic。此外，也可以将ic利用cof方式等安装于fpc。
[0388]
图22示出图21所示的显示装置100d的包括fpc172的区域的一部分、包括电路164的区域的一部分、包括显示部162的区域一部分及包括端部的区域的一部分的截面的一个例子。
[0389]
图22所示的显示装置100d在衬底151与衬底152之间包括晶体管241、晶体管245、晶体管246、晶体管247、发光元件190b、发光元件190g及受发光元件190mer等。
[0390]
衬底152和保护层116被粘合层142贴合。作为对发光元件190b、发光元件190g、受发光元件190mer的密封，可以采用固体密封结构或中空密封结构等。在图22中，粘合层142密封由衬底152、粘合层142和绝缘层214围绕的空间，即采用固体密封结构。
[0391]
发光元件190b具有从绝缘层214一侧依次层叠有像素电极191、公共层112、发光层193b、公共层114及公共电极115的叠层结构。像素电极191通过形成在绝缘层214中的开口与晶体管247所包括的导电层222b连接。晶体管247具有控制发光元件190b的驱动的功能。像素电极191的端部被分隔壁216覆盖。像素电极191包含反射可见光的材料，而公共电极115包含透射可见光的材料。
[0392]
发光元件190g具有从绝缘层214一侧依次层叠有像素电极191、公共层112、发光层193g、公共层114及公共电极115的叠层结构。像素电极191通过形成在绝缘层214中的开口与晶体管246所包括的导电层222b连接。晶体管246具有控制发光元件190g的驱动的功能。
[0393]
受发光元件190mer具有从绝缘层214一侧依次层叠有像素电极191、公共层112、活
性层183、发光层193r、公共层114及公共电极115的叠层结构。像素电极191通过形成在绝缘层214中的开口与晶体管245所包括的导电层222b电连接。晶体管245具有控制受发光元件190mer的驱动的功能。
[0394]
发光元件190b、发光元件190g、受发光元件190mer将光发射到衬底152一侧。此外，受发光元件190mer通过衬底152及粘合层142接收光。衬底152及粘合层142优选使用对可见光的透过性高的材料。
[0395]
发光元件190b、发光元件190g及受发光元件190mer所包括的像素电极191可以使用同一材料及同一工序形成。公共层112、公共层114及公共电极115在发光元件190b、发光元件190g、受发光元件190mer之间共同使用。受发光元件190mer具有对呈现红光的发光元件的结构追加活性层183的结构。此外，除了活性层183及各颜色的发光层193以外，发光元件190b、发光元件190g、受发光元件190mer可以共同使用其他层。由此，可以在不需大幅度增加制造工序的情况下对显示装置100d的显示部162附加受光功能。
[0396]
衬底152的衬底151一侧的表面设置有遮光层158。遮光层158在分别与发光元件190b、发光元件190g、受发光元件190mer重叠的位置形成有开口。通过设置遮光层158，可以控制受发光元件190mer检测光的范围。如上所述那样，优选的是，通过调整设置在与受发光元件190mer重叠的位置的遮光层的开口的位置来控制入射到受发光元件的光。此外，通过设置有遮光层158，可以抑制光从发光元件190不经对象物地直接入射到受发光元件190mer。由此，可以实现噪声少且灵敏度高的传感器。
[0397]
晶体管241、晶体管245、晶体管246及晶体管247都设置在衬底151上。这些晶体管可以使用同一材料及同一工序形成。
[0398]
在衬底151上依次设置有绝缘层211、绝缘层213、绝缘层215及绝缘层214。绝缘层211的一部分用作各晶体管的栅极绝缘层。绝缘层213的一部分用作各晶体管的栅极绝缘层。绝缘层215以覆盖晶体管的方式设置。绝缘层214以覆盖晶体管的方式设置，并被用作平坦化层。此外，对栅极绝缘层的个数及覆盖晶体管的绝缘层的个数没有特别的限制，可以为一个，也可以为两个以上。
[0399]
优选的是，将水或氢等杂质不容易扩散的材料用于覆盖晶体管的绝缘层中的至少一个。由此，可以将绝缘层用作阻挡层。通过采用这种结构，可以有效地抑制杂质从外部扩散到晶体管中，从而可以提高显示装置的可靠性。
[0400]
作为绝缘层211、绝缘层213及绝缘层215优选使用无机绝缘膜。作为无机绝缘膜，例如可以使用氮化硅膜、氧氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、氧化铝膜、氮化铝膜等无机绝缘膜。此外，也可以使用氧化铪膜、氧氮化铪膜、氮氧化铪膜、氧化钇膜、氧化锆膜、氧化镓膜、氧化钽膜、氧化镁膜、氧化镧膜、氧化铈膜及氧化钕膜等。此外，也可以层叠上述绝缘膜中的两个以上。此外，也可以在衬底151与晶体管之间设置基底膜。该基底膜可以使用上述无机绝缘膜。
[0401]
这里，有机绝缘膜的阻挡性在很多情况下低于无机绝缘膜。因此，有机绝缘膜优选在显示装置100d的端部附近包括开口。由此，可以抑制从显示装置100d的端部通过有机绝缘膜的杂质进入。或者，也可以以其端部位于显示装置100d的端部的内侧的方式形成有机绝缘膜，以避免有机绝缘膜暴露于显示装置100d的端部。
[0402]
用作平坦化层的绝缘层214优选使用有机绝缘膜。作为能够用于有机绝缘膜的材
料，例如可以使用丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、硅氧烷树脂、苯并环丁烯类树脂、酚醛树脂及这些树脂的前体等。
[0403]
通过设置覆盖发光元件190b、发光元件190g、受发光元件190mer的保护层116，可以抑制水等杂质混入发光元件190b、发光元件190g、受发光元件190mer，由此可以提高发光元件190b、发光元件190g、受发光元件190mer的可靠性。
[0404]
在图22所示的区域228中，绝缘层214中形成有开口。由此，即使在使用有机绝缘膜作为绝缘层214的情况下，也可以抑制杂质从外部通过绝缘层214进入显示部162。由此，可以提高显示装置100d的可靠性。
[0405]
在显示装置100d的端部附近的区域228中，优选绝缘层215与保护层116通过绝缘层214的开口彼此接触。尤其是，特别优选绝缘层215含有的无机绝缘膜与保护层116含有的无机绝缘膜彼此接触。由此，可以抑制杂质从外部通过有机绝缘膜混入显示部162。因此，可以提高显示装置100d的可靠性。
[0406]
保护层116可以具有单层结构，也可以具有叠层结构。例如，保护层116也可以具有有机绝缘膜和无机绝缘膜的叠层结构。此时，无机绝缘膜的端部优选延伸到有机绝缘膜的端部的外侧。
[0407]
晶体管241、晶体管245、晶体管246及晶体管247包括：用作栅极的导电层221；用作栅极绝缘层的绝缘层211；用作源极及漏极的导电层222a及导电层222b；半导体层231；用作栅极绝缘层的绝缘层213；以及用作栅极的导电层223。在此，通过对同一导电膜进行加工而得到的多个层由相同的阴影线表示。绝缘层211位于导电层221与半导体层231之间。绝缘层213位于导电层223与半导体层231之间。
[0408]
对本实施方式的显示装置所包括的晶体管结构没有特别的限制。例如，可以采用平面型晶体管、交错型晶体管或反交错型晶体管等。此外，晶体管都可以具有顶栅结构或底栅结构。或者，也可以在形成沟道的半导体层上下设置栅极。
[0409]
作为晶体管241、晶体管245、晶体管246及晶体管247，采用两个栅极夹持形成沟道的半导体层的结构。此外，也可以连接两个栅极，并通过对该两个栅极供应同一信号，来驱动晶体管。或者，通过对两个栅极中的一个施加用来控制阈值电压的电位，对另一个施加用来进行驱动的电位，可以控制晶体管的阈值电压。
[0410]
对用于晶体管的半导体材料的结晶性也没有特别的限制，可以使用非晶半导体、具有结晶性的半导体或单晶半导体(微晶半导体、多晶半导体或其一部分具有结晶区域的半导体)。当使用具有结晶性的半导体时可以抑制晶体管的特性劣化，所以是优选的。
[0411]
晶体管的半导体层优选使用金属氧化物(也称为氧化物半导体)。或者，晶体管的半导体层也可以包含硅。作为硅，可以举出非晶硅、结晶硅(低温多晶硅、单晶硅等)等。
[0412]
例如，半导体层优选包含铟、m(m为选自镓、铝、硅、硼、钇、锡、铜、钒、铍、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁中的一种或多种)和锌。尤其是，m优选为选自铝、镓、钇和锡中的一种或多种。
[0413]
尤其是，作为半导体层，优选使用包含铟(in)、镓(ga)和锌(zn)的氧化物(也记载为igzo)。
[0414]
当半导体层为in-m-zn氧化物时，优选该in-m-zn氧化物的in的原子数比为m的原子数比以上。作为这种in-m-zn氧化物的金属元素的原子数比，可以举出in：m：zn＝1：1：1或
其附近的组成、in：m：zn＝1：1：1.2或其附近的组成、in：m：zn＝2：1：3或其附近的组成、in：m：zn＝3：1：2或其附近的组成、in：m：zn＝4：2：3或其附近的组成、in：m：zn＝4：2：4.1或其附近的组成、in：m：zn＝5：1：3或其附近的组成、in：m：zn＝5：1：6或其附近的组成、in：m：zn＝5：1：7或其附近的组成、in：m：zn＝5：1：8或其附近的组成、in：m：zn＝6：1：6或其附近的组成、in：m：zn＝5：2：5或其附近的组成等。注意，附近的组成包括所希望的原子数比的
±
30％的范围。
[0415]
例如，当记载为原子数比为in：ga：zn＝4：2：3或其附近的组成时包括如下情况：in的原子数比为4时，ga的原子数比为1以上且3以下，zn的原子数比为2以上且4以下。此外，当记载为原子数比为in：ga：zn＝5：1：6或其附近的组成时包括如下情况：in的原子数比为5时，ga的原子数比大于0.1且为2以下，zn的原子数比为5以上且7以下。此外，当记载为原子数比为in：ga：zn＝1：1：1或其附近的组成时包括如下情况：in的原子数比为1时，ga的原子数比大于0.1且为2以下，zn的原子数比大于0.1且为2以下。
[0416]
电路164所包括的晶体管和显示部162所包括的晶体管既可以具有相同的结构，又可以具有不同的结构。电路164所包括的多个晶体管既可以具有相同的结构，又可以具有两种以上不同的结构。与此同样，显示部162所包括的多个晶体管既可以具有相同的结构，又可以具有两种以上不同的结构。
[0417]
在衬底151的不与衬底152重叠的区域中设置有连接部244。在连接部244中，布线165通过导电层166及连接层242与fpc172电连接。在连接部244的顶面上露出对与像素电极191相同的导电膜进行加工来获得的导电层166。因此，通过连接层242可以使连接部244与fpc172电连接。
[0418]
此外，可以在衬底152的外侧配置各种光学构件。作为光学构件，可以使用偏振片、相位差板、光扩散层(扩散薄膜等)、防反射层及聚光薄膜(condensing film)等。此外，在衬底152的外侧也可以配置抑制尘埃的附着的抗静电膜、不容易被弄脏的具有拒水性的膜、抑制使用时的损伤的硬涂膜、缓冲层等。
[0419]
衬底151及衬底152可以使用玻璃、石英、陶瓷、蓝宝石以及树脂等。通过将具有柔性的材料用于衬底151及衬底152，可以提高显示装置的柔性。
[0420]
作为粘合层，可以使用紫外线固化粘合剂等光固化粘合剂、反应固化粘合剂、热固化粘合剂、厌氧粘合剂等各种固化粘合剂。作为这些粘合剂，可以举出环氧树脂、丙烯酸树脂、硅酮树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、酰亚胺树脂、pvc(聚氯乙烯)树脂、pvb(聚乙烯醇缩丁醛)树脂、eva(乙烯-醋酸乙烯酯)树脂等。尤其是，优选使用环氧树脂等透湿性低的材料。此外，也可以使用两液混合型树脂。此外，也可以使用粘合薄片等。
[0421]
作为连接层，可以使用各向异性导电膜(acf：anisotropic conductive film)、各向异性导电膏(acp：anisotropic conductive paste)等。
[0422]
发光元件190g、190b及受发光元件190mer的结构及材料等可以参照上述记载。
[0423]
作为可用于晶体管的栅极、源极及漏极和构成显示装置的各种布线及电极等导电层的材料，可以举出铝、钛、铬、镍、铜、钇、锆、钼、银、钽或钨等金属或者以上述金属为主要成分的合金等。可以使用包含这些材料的膜的单层或叠层。
[0424]
此外，作为具有透光性的导电材料，可以使用氧化铟、铟锡氧化物、铟锌氧化物、氧化锌、包含镓的氧化锌等导电氧化物或石墨烯。或者，可以使用金、银、铂、镁、镍、钨、铬、钼、
铁、钴、铜、钯或钛等金属材料或者包含该金属材料的合金材料。或者，也可以使用该金属材料的氮化物(例如，氮化钛)等。此外，当使用金属材料、合金材料(或者它们的氮化物)时，优选将其形成得薄到具有透光性。此外，可以使用上述材料的叠层膜作为导电层。例如，通过使用银和镁的合金与铟锡氧化物的叠层膜等，可以提高导电性，所以是优选的。上述材料也可以用于构成显示装置的各种布线及电极等的导电层或者发光元件及受光元件(或受发光元件)所包括的导电层(被用作像素电极或公共电极等的导电层)。
[0425]
作为可用于各绝缘层的绝缘材料，例如可以举出丙烯酸树脂或环氧树脂等树脂、无机绝缘材料如氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅或氧化铝等。
[0426]
[显示装置100e]图23及图24a示出显示装置100e的截面图。显示装置100e的立体图与显示装置100d(图18)同样。图23示出显示装置100e中的包括fpc172的区域的一部分、电路164的一部分及显示部162的一部分的截面的一个例子。图24a示出显示装置100e中的显示部162的一部分的截面的一个例子。图23尤其示出显示部162中的包括受光元件110和发射红光的发光元件190r的区域的截面的一个例子。图24a尤其示出显示部162中的包括发射绿光的发光元件190g和发射蓝光的发光元件190b的区域的截面的一个例子。
[0427]
图23及图24a所示的显示装置100e在衬底153与衬底154之间包括晶体管243、晶体管248、晶体管249、晶体管240、发光元件190r、发光元件190g、发光元件190b及受光元件110等。
[0428]
树脂层159和公共电极115隔着粘合层142粘合，显示装置100e具有固体密封结构。
[0429]
衬底153和绝缘层212被粘合层155贴合。衬底154和绝缘层157被粘合层156贴合。
[0430]
显示装置100e的制造方法是如下。首先，将设置有绝缘层212、各晶体管、受光元件110及各发光元件等的第一制造衬底和设置有绝缘层157、树脂层159及遮光层158等的第二制造衬底使用粘合层142粘合。然后，在剥离第一制造衬底而露出的面贴合衬底153，在剥离第二制造衬底而露出的面贴合衬底154，由此形成在第一制造衬底上及第二制造衬底上的各构成要素转置到衬底153及衬底154。衬底153和衬底154优选具有柔性。因此，可以提高显示装置100e的柔性。
[0431]
作为绝缘层212及绝缘层157，各自可以使用可用于绝缘层211、绝缘层213及绝缘层215的无机绝缘膜。
[0432]
发光元件190r具有从绝缘层214b一侧依次层叠有像素电极191、公共层112、发光层193r、公共层114及公共电极115的叠层结构。像素电极191通过形成在绝缘层214b中的开口与导电层169连接。导电层169通过形成在绝缘层214a中的开口与晶体管248所包括的导电层222b连接。导电层222b通过形成在绝缘层215中的开口与低电阻区域231n连接。就是说，像素电极191与晶体管248电连接。晶体管248具有控制发光元件190r的驱动的功能。
[0433]
与此同样，发光元件190g具有从绝缘层214b一侧依次层叠有像素电极191、公共层112、发光层193g、公共层114及公共电极115的叠层结构。像素电极191通过导电层169及晶体管249的导电层222b与晶体管249的低电阻区域231n电连接。就是说，像素电极191与晶体管249电连接。晶体管249具有控制发光元件190g的驱动的功能。
[0434]
此外，发光元件190b具有从绝缘层214b一侧依次层叠有像素电极191、公共层112、发光层193b、公共层114及公共电极115的叠层结构。像素电极191通过导电层169及晶体管
240的导电层222b与晶体管240的低电阻区域231n电连接。就是说，像素电极191与晶体管240电连接。晶体管240具有控制发光元件190b的驱动的功能。
[0435]
受光元件110具有从绝缘层214b一侧依次层叠有像素电极191、公共层112、活性层183、公共层114及公共电极115的叠层结构。
[0436]
像素电极191的端部被分隔壁216覆盖。像素电极191包含反射可见光的材料，而公共电极115包含透射可见光的材料。
[0437]
发光元件190r、190g、190b将光发射到衬底154一侧。此外，受光元件110通过衬底154及粘合层142接收光。衬底154优选使用对可见光的透过性高的材料。
[0438]
各像素电极191可以使用同一材料及同一工序形成。公共层112、公共层114及公共电极115被受光元件110和发光元件190r、190g、190b共同使用。除了活性层183及发光层以外，受光元件110和各色的发光元件可以共同使用其他层。由此，可以在不需大幅度增加制造工序的情况下在显示装置100e内设置受光元件110。
[0439]
绝缘层157的衬底153一侧的面设置有树脂层159及遮光层158。树脂层159设置在与发光元件190r、190g、190b重叠的位置，不设置在与受光元件110重叠的位置。遮光层158覆盖绝缘层157的衬底153一侧的面、树脂层159的侧面及树脂层159的衬底153一侧的面。遮光层158在与受光元件110重叠的位置及与发光元件190r、190g、190b的每一个重叠的位置包括开口。通过设置遮光层158，可以控制受光元件110检测光的范围。此外，通过设置遮光层158，可以抑制光从发光元件190r、190g、190b不经过对象物地直接入射到受光元件110。由此，可以实现噪声少且灵敏度高的传感器。由于设置树脂层159，所以遮光层158与各色的发光元件之间的距离短于遮光层158与受光元件110之间的距离。因此，可以减少传感器的噪声并抑制显示的视角依赖性。由此，可以提高显示品质和摄像品质的双方。
[0440]
如图23所示，分隔壁216在受光元件110与发光元件190r之间包括开口。以嵌入该开口的方式设置有遮光层219a。遮光层219a位于受光元件110与发光元件190r之间。遮光层219a吸收发光元件190r所发射的光。因此，可以抑制入射到受光元件110的杂散光。
[0441]
间隔物219b设置在分隔壁216上并位于发光元件190g与发光元件190b之间。间隔物219b的顶面优选比遮光层219a的顶面靠近遮光层158。例如，分隔壁216的高度(厚度)与间隔物219b的高度(厚度)之和优选大于遮光层219a的高度(厚度)。因此，易于填补粘合层142。如图24a所示，在间隔物219b与遮光层158重叠的部分中，遮光层158可以与公共电极115(或保护层)接触。
[0442]
在衬底153的不与衬底154重叠的区域中设置有连接部244。在连接部244中，布线165通过导电层167、导电层166及连接层242与fpc172电连接。通过对同一导电膜进行加工，可以得到导电层167和导电层169。在连接部244的顶面上露出对与像素电极191相同的导电膜进行加工来获得的导电层166。因此，通过连接层242可以使连接部244与fpc172电连接。
[0443]
晶体管243、晶体管248、晶体管249及晶体管240包括：用作栅极的导电层221；用作栅极绝缘层的绝缘层211；包含沟道形成区域231i及一对低电阻区域231n的半导体层；与一对低电阻区域231n中的一个连接的导电层222a；与一对低电阻区域231n中的另一个连接的导电层222b；用作栅极绝缘层的绝缘层225；用作栅极的导电层223；以及覆盖导电层223的绝缘层215。绝缘层211位于导电层221与沟道形成区域231i之间。绝缘层225位于导电层223与沟道形成区域231i之间。
[0444]
导电层222a及导电层222b通过设置在绝缘层215中的开口与低电阻区域231n连接。导电层222a及导电层222b中的一个用作源极，另一个用作漏极。
[0445]
在图23及图24a中，绝缘层225与半导体层231的沟道形成区域231i重叠而不与低电阻区域231n重叠。例如，通过以导电层223为掩模对绝缘层225进行加工，可以形成图23及图24a所示的结构。在图23及图24a中，绝缘层215覆盖绝缘层225及导电层223，并且导电层222a及导电层222b分别通过绝缘层215的开口与低电阻区域231n连接。再者，也可以设置覆盖晶体管的绝缘层。
[0446]
另一方面，在图24b中，绝缘层225覆盖半导体层的顶面及侧面。导电层222a及导电层222b通过设置在绝缘层225及绝缘层215中的开口与低电阻区域231n连接。
[0447]
本实施方式的至少一部分可以与本说明书中记载的其他实施方式适当地组合而实施。
[0448]
(实施方式3)在本实施方式中，说明可用于上述实施方式中说明的os晶体管的金属氧化物(也称为氧化物半导体)。
[0449]
金属氧化物优选至少包含铟或锌。尤其优选包含铟及锌。此外，除此之外，优选还包含铝、镓、钇或锡等。此外，也可以包含选自硼、硅、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨、镁和钴等中的一种或多种。
[0450]
此外，金属氧化物可以通过溅射法、有机金属化学气相沉积(mocvd：metal organic chemical vapor deposition)法等化学气相沉积(cvd：chemical vapor deposition)法、原子层沉积(ald：atomic layer deposition)法等形成。
[0451]
《结晶结构的分类》作为氧化物半导体的结晶结构，可以举出非晶(包括completely amorphous)、caac(c-axis-aligned crystalline)、nc(nanocrystalline)、cac(cloud-aligned composite)、单晶(single crystal)及多晶(poly crystal)等。
[0452]
可以使用x射线衍射(xrd：x-ray diffraction)谱对膜或衬底的结晶结构进行评价。例如，可以使用gixd(grazing-incidence xrd)测定测得的xrd谱进行评价。此外，将gixd法也称为薄膜法或seemann-bohlin法。
[0453]
例如，石英玻璃衬底的xrd谱的峰形状大致为左右对称。另一方面，具有结晶结构的igzo膜的xrd谱的峰形状不是左右对称。xrd谱的峰的形状是左右不对称说明膜中或衬底中存在结晶。换言之，除非xrd谱峰形状左右对称，否则不能说膜或衬底处于非晶状态。
[0454]
此外，可以使用纳米束电子衍射法(nbed：nano beam electron diffraction)观察的衍射图案(也称为纳米束电子衍射图案)对膜或衬底的结晶结构进行评价。例如，在石英玻璃衬底的衍射图案中观察到光晕图案，可以确认石英玻璃处于非晶状态。此外，以室温形成的igzo膜的衍射图案中观察到斑点状的图案而没有观察到光晕。因此可以推测，以室温形成的igzo膜处于既不是晶态也不是非晶态的中间态，不能得出该igzo膜是非晶态的结论。
[0455]
《《氧化物半导体的结构》》此外，在注目于氧化物半导体的结构的情况下，有时氧化物半导体的分类与上述分类不同。例如，氧化物半导体可以分类为单晶氧化物半导体和除此之外的非单晶氧化物
半导体。作为非单晶氧化物半导体，例如可以举出上述caac-os及nc-os。此外，在非单晶氧化物半导体中包含多晶氧化物半导体、a-like os(amorphous-like oxide semiconductor)及非晶氧化物半导体等。
[0456]
在此，对上述caac-os、nc-os及a-like os的详细内容进行说明。
[0457]
[caac-os]caac-os是包括多个结晶区域的氧化物半导体，该多个结晶区域的c轴取向于特定的方向。此外，特定的方向是指caac-os膜的厚度方向、caac-os膜的被形成面的法线方向、或者caac-os膜的表面的法线方向。此外，结晶区域是具有原子排列的周期性的区域。注意，在将原子排列看作晶格排列时结晶区域也是晶格排列一致的区域。再者，caac-os具有在a-b面方向上多个结晶区域连接的区域，有时该区域具有畸变。此外，畸变是指在多个结晶区域连接的区域中，晶格排列一致的区域和其他晶格排列一致的区域之间的晶格排列的方向变化的部分。换言之，caac-os是指c轴取向并在a-b面方向上没有明显的取向的氧化物半导体。
[0458]
此外，上述多个结晶区域的每一个由一个或多个微小结晶(最大径小于10nm的结晶)构成。在结晶区域由一个微小结晶构成的情况下，该结晶区域的最大径小于10nm。此外，结晶区域由多个微小结晶构成的情况下，有时该结晶区域的尺寸为几十nm左右。
[0459]
此外，在in-m-zn氧化物(元素m为选自铝、镓、钇、锡和钛等中的一种或多种)中，caac-os有具有层叠有含有铟(in)及氧的层(以下，in层)、含有元素m、锌(zn)及氧的层(以下，(m，zn)层)的层状结晶结构(也称为层状结构)的趋势。此外，铟和元素m可以彼此置换。因此，有时(m，zn)层包含铟。此外，有时in层包含元素m。注意，有时in层包含zn。该层状结构例如在高分辨率tem(transmission electron microscope)图像中被观察作为晶格像。
[0460]
例如，当对caac-os膜使用xrd装置进行结构分析时，在使用θ/2θ扫描的out-of-plane xrd测量中，在2θ＝31
°
或其附近检测出表示c轴取向的峰值。注意，表示c轴取向的峰值的位置(2θ值)有时根据构成caac-os的金属元素的种类、组成等变动。
[0461]
此外，例如，在caac-os膜的电子衍射图案中观察到多个亮点(斑点)。此外，在以透过样品的入射电子束的斑点(也称为直接斑点)为对称中心时，某一个斑点和其他斑点被观察在点对称的位置。
[0462]
在从上述特定的方向观察结晶区域的情况下，虽然该结晶区域中的晶格排列基本上是六方晶格，但是单位晶格并不局限于正六角形，有是非正六角形的情况。此外，在上述畸变中，有时具有五角形、七角形等晶格排列。此外，在caac-os的畸变附近观察不到明确的晶界(grain boundary)。也就是说，晶格排列的畸变抑制晶界的形成。这可能是由于caac-os因为a-b面方向上的氧原子的排列的低密度或因金属原子被取代而使原子间的键合距离产生变化等而能够包容畸变。
[0463]
此外，确认到明确的晶界的结晶结构被称为所谓的多晶(polycrystal)。晶界成为复合中心而载流子被俘获，因而有可能导致晶体管的通态电流的降低、场效应迁移率的降低等。因此，确认不到明确的晶界的caac-os是对晶体管的半导体层提供具有优异的结晶结构的结晶性氧化物之一。注意，为了构成caac-os，优选为包含zn的结构。例如，与in氧化物相比，in-zn氧化物及in-ga-zn氧化物能够进一步抑制晶界的发生，所以是优选的。
[0464]
caac-os是结晶性高且确认不到明确的晶界的氧化物半导体。因此，可以说在
caac-os中，不容易发生起因于晶界的电子迁移率的降低。此外，氧化物半导体的结晶性有时因杂质的混入或缺陷的生成等而降低，因此可以说caac-os是杂质或缺陷(氧空位等)少的氧化物半导体。因此，包含caac-os的氧化物半导体的物理性质稳定。因此，包含caac-os的氧化物半导体具有高耐热性及高可靠性。此外，caac-os对制造工序中的高温度(所谓热积存；thermal budget)也很稳定。由此，通过在os晶体管中使用caac-os，可以扩大制造工序的自由度。
[0465]
[nc-os]在nc-os中，微小的区域(例如1nm以上且10nm以下的区域，特别是1nm以上且3nm以下的区域)中的原子排列具有周期性。换言之，nc-os具有微小的结晶。此外，例如，该微小的结晶的尺寸为1nm以上且10nm以下，尤其为1nm以上且3nm以下，将该微小的结晶称为纳米晶。此外，nc-os在不同的纳米晶之间观察不到结晶取向的规律性。因此，在膜整体中观察不到取向性。所以，有时nc-os在某些分析方法中与a-like os或非晶氧化物半导体等没有差别。例如，在对nc-os膜使用xrd装置进行结构分析时，在使用θ/2θ扫描的out-of-plane xrd测量中，不检测出表示结晶性的峰值。此外，在对nc-os膜进行使用其束径比纳米晶大(例如，50nm以上)的电子束的电子衍射(也称为选区电子衍射)时，观察到类似光晕图案的衍射图案。另一方面，在对nc-os膜进行使用其束径近于或小于纳米晶的尺寸(例如1nm以上且30nm以下)的电子束的电子衍射(也称为纳米束电子衍射)的情况下，有时得到在以直接斑点为中心的环状区域内观察到多个斑点的电子衍射图案。
[0466]
[a-like os]a-like os是具有介于nc-os与非晶氧化物半导体之间的结构的氧化物半导体。a-like os包含空洞或低密度区域。也就是说，a-like os的结晶性比nc-os及caac-os的结晶性低。此外，a-like os的膜中的氢浓度比nc-os及caac-os的膜中的氢浓度高。
[0467]
《《氧化物半导体的结构》》接着，说明上述cac-os的详细内容。此外，cac-os与材料构成有关。
[0468]
[cac-os]cac-os例如是指包含在金属氧化物中的元素不均匀地分布的构成，其中包含不均匀地分布的元素的材料的尺寸为0.5nm以上且10nm以下，优选为1nm以上且3nm以下或近似的尺寸。注意，在下面也将在金属氧化物中一个或多个金属元素不均匀地分布且包含该金属元素的区域混合的状态称为马赛克状或补丁(patch)状，该区域的尺寸为0.5nm以上且10nm以下，优选为1nm以上且3nm以下或近似的尺寸。
[0469]
再者，cac-os是指其材料分开为第一区域与第二区域而成为马赛克状且该第一区域分布于膜中的结构(下面也称为云状)。就是说，cac-os是指具有该第一区域和该第二区域混合的结构的复合金属氧化物。
[0470]
在此，将相对于构成in-ga-zn氧化物的cac-os的金属元素的in、ga及zn的原子数比的每一个记为[in]、[ga]及[zn]。例如，在in-ga-zn氧化物的cac-os中，第一区域是其[in]大于cac-os膜的组成中的[in]的区域。此外，第二区域是其[ga]大于cac-os膜的组成中的[ga]的区域。此外，例如，第一区域是其[in]大于第二区域中的[in]且其[ga]小于第二区域中的[ga]的区域。此外，第二区域是其[ga]大于第一区域中的[ga]且其[in]小于第一区域中的[in]的区域。
[0471]
具体而言，上述第一区域是以铟氧化物或铟锌氧化物等为主要成分的区域。此外，上述第二区域是以镓氧化物或镓锌氧化物等为主要成分的区域。换言之，可以将上述第一区域称为以in为主要成分的区域。此外，可以将上述第二区域称为以ga为主要成分的区域。
[0472]
注意，有时观察不到上述第一区域和上述第二区域的明确的边界。
[0473]
此外，in-ga-zn氧化物中的cac-os是指如下构成：在包含in、ga、zn及o的材料构成中，部分主要成分为ga的区域与部分主要成分为in的区域无规律地以马赛克状存在。因此，可推测，cac-os具有金属元素不均匀地分布的结构。
[0474]
cac-os例如可以通过在对衬底不进行加热的条件下利用溅射法来形成。在利用溅射法形成cac-os的情况下，作为沉积气体，可以使用选自惰性气体(典型的是氩)、氧气体和氮气体中的任一种或多种。此外，沉积时的沉积气体的总流量中的氧气体的流量比越低越好，例如，优选使沉积时的沉积气体的总流量中的氧气体的流量比为0％以上且低于30％，更优选为0％以上且10％以下。
[0475]
例如，在in-ga-zn氧化物的cac-os中，根据通过能量分散型x射线分析法(edx：energy dispersive x-ray spectroscopy)取得的edx面分析(mapping)图像，可确认到具有以in为主要成分的区域(第一区域)及以ga为主要成分的区域(第二区域)不均匀地分布而混合的结构。
[0476]
在此，第一区域是具有比第二区域高的导电性的区域。就是说，当载流子流过第一区域时，呈现作为金属氧化物的导电性。因此，当第一区域以云状分布在金属氧化物中时，可以实现高场效应迁移率(μ)。
[0477]
另一方面，第二区域是具有比第一区域高的绝缘性的区域。就是说，当第二区域分布在金属氧化物中时，可以抑制泄漏电流。
[0478]
在将cac-os用于晶体管的情况下，通过起因于第一区域的导电性和起因于第二区域的绝缘性的互补作用，可以使cac-os具有开关功能(控制开启/关闭的功能)。换言之，在cac-os的材料的一部分中具有导电性的功能且在另一部分中具有绝缘性的功能，在材料的整体中具有半导体的功能。通过使导电性的功能和绝缘性的功能分离，可以最大限度地提高各功能。因此，通过将cac-os用于晶体管，可以实现大通态电流(i
on
)、高场效应迁移率(μ)及良好的开关工作。
[0479]
此外，使用cac-os的晶体管具有高可靠性。因此，cac-os最适合于显示装置等各种半导体装置。
[0480]
氧化物半导体具有各种结构及各种特性。本发明的一个方式的氧化物半导体也可以包括非晶氧化物半导体、多晶氧化物半导体、a-like os、cac-os、nc-os、caac-os中的两种以上。
[0481]
《具有氧化物半导体的晶体管》在此，说明将上述氧化物半导体用于晶体管的情况。
[0482]
通过将上述氧化物半导体用于晶体管，可以实现场效应迁移率高的晶体管。此外，可以实现可靠性高的晶体管。
[0483]
优选将载流子浓度低的氧化物半导体用于晶体管。例如，氧化物半导体中的载流子浓度为1
×
10
17
cm-3
以下，优选为1
×
10
15
cm-3
以下，更优选为1
×
10
13
cm-3
以下，进一步优选为1
×
10
11
cm-3
以下，更进一步优选低于1
×
10
10
cm-3
，且1
×
10-9
cm-3
以上。在以降低氧化物半
导体膜的载流子浓度为目的的情况下，可以降低氧化物半导体膜中的杂质浓度以降低缺陷态密度。在本说明书等中，将杂质浓度低且缺陷态密度低的状态称为“高纯度本征”或“实质上高纯度本征”。此外，有时将载流子浓度低的氧化物半导体称为“高纯度本征或实质上高纯度本征的氧化物半导体”。
[0484]
因为高纯度本征或实质上高纯度本征的氧化物半导体膜具有较低的缺陷态密度，所以有可能具有较低的陷阱态密度。
[0485]
此外，被氧化物半导体的陷阱态俘获的电荷到消失需要较长的时间，有时像固定电荷那样动作。因此，有时在陷阱态密度高的氧化物半导体中形成沟道形成区域的晶体管的电特性不稳定。
[0486]
因此，为了使晶体管的电特性稳定，降低氧化物半导体中的杂质浓度是有效的。为了降低氧化物半导体中的杂质浓度，优选还降低附近膜中的杂质浓度。作为杂质有氢、氮、碱金属、碱土金属、铁、镍、硅等。
[0487]
《杂质》在此，说明氧化物半导体中的各杂质的影响。
[0488]
在氧化物半导体包含第14族元素之一的硅、碳等时，在氧化物半导体中形成缺陷态。因此，将氧化物半导体中或与氧化物半导体的界面附近的硅或碳的浓度(通过二次离子质谱(sims：secondary ion mass spectrometry)测得的浓度)设定为2
×
10
18
atoms/cm3以下，优选为2
×
10
17
atoms/cm3以下。
[0489]
此外，当氧化物半导体包含碱金属或碱土金属时，有时形成缺陷态而形成载流子。因此，使用包含碱金属或碱土金属的氧化物半导体的晶体管容易具有常开启特性。因此，使通过sims测得的氧化物半导体中的碱金属或碱土金属的浓度为1
×
10
18
atoms/cm3以下，优选为2
×
10
16
atoms/cm3以下。
[0490]
当氧化物半导体包含氮时，容易产生作为载流子的电子，使载流子浓度增高，而n型化。其结果是，在将包含氮的氧化物半导体用于半导体的晶体管容易具有常开启特性。或者，在氧化物半导体包含氮时，有时形成陷阱态。其结果，有时晶体管的电特性不稳定。因此，将利用sims测得的氧化物半导体中的氮浓度设定为低于5
×
10
19
atoms/cm3，优选为5
×
10
18
atoms/cm3以下，更优选为1
×
10
18
atoms/cm3以下，进一步优选为5
×
10
17
atoms/cm3以下。
[0491]
包含在氧化物半导体中的氢与键合于金属原子的氧起反应生成水，因此有时形成氧空位。当氢进入该氧空位时，有时产生作为载流子的电子。此外，有时由于氢的一部分与键合于金属原子的氧键合，产生作为载流子的电子。因此，使用包含氢的氧化物半导体的晶体管容易具有常开启特性。由此，优选尽可能地减少氧化物半导体中的氢。具体而言，在氧化物半导体中，将利用sims测得的氢浓度设定为低于1
×
10
20
atoms/cm3，优选低于1
×
10
19
atoms/cm3，更优选低于5
×
10
18
atoms/cm3，进一步优选低于1
×
10
18
atoms/cm3。
[0492]
通过将杂质被充分降低的氧化物半导体用于晶体管的沟道形成区域，可以使晶体管具有稳定的电特性。
[0493]
本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。
[0494]
(实施方式4)在本实施方式中，使用图25至图27说明本发明的一个方式的电子设备。
[0495]
本发明的一个方式的电子设备可以在显示部中进行摄像或检测触摸操作等。由此，可以提高电子设备的功能性、方便性等。
[0496]
作为本发明的一个方式的电子设备，例如除了电视装置、台式或笔记本型个人计算机、用于计算机等的显示器、数字标牌、弹珠机等大型游戏机等具有较大的屏幕的电子设备以外，还可以举出数码相机、数码摄像机、数码相框、移动电话机、便携式游戏机、便携式信息终端、声音再现装置等。
[0497]
本发明的一个方式的电子设备也可以包括传感器(该传感器具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)。
[0498]
本发明的一个方式的电子设备可以具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上的功能；触摸面板的功能；显示日历、日期或时间等的功能；执行各种软件(程序)的功能；进行无线通信的功能；读出储存在存储介质中的程序或数据的功能；等。
[0499]
图25a所示的电子设备6500是可以被用作智能手机的便携式信息终端设备。
[0500]
电子设备6500包括外壳6501、显示部6502、电源按钮6503、按钮6504、扬声器6505、麦克风6506、照相机6507及光源6508等。显示部6502具有触摸面板功能。
[0501]
显示部6502可以使用实施方式2所示的显示装置。
[0502]
图25b是包括外壳6501的麦克风6506一侧的端部的截面示意图。
[0503]
外壳6501的显示面一侧设置有具有透光性的保护构件6510，被外壳6501及保护构件6510包围的空间内设置有显示面板6511、光学构件6512、触摸传感器面板6513、印刷电路板6517、电池6518等。
[0504]
显示面板6511、光学构件6512及触摸传感器面板6513使用粘合层(未图示)固定到保护构件6510。
[0505]
在显示部6502的外侧的区域中，显示面板6511的一部分叠回，且该叠回部分连接有fpc6515。fpc6515安装有ic6516。fpc6515与设置于印刷电路板6517的端子连接。
[0506]
显示面板6511可以使用本发明的一个方式的柔性显示器。由此，可以实现极轻量的电子设备。此外，由于显示面板6511极薄，所以可以在抑制电子设备的厚度的情况下安装大容量的电池6518。此外，通过折叠显示面板6511的一部分以在像素部的背面设置与fpc6515的连接部，可以实现窄边框的电子设备。
[0507]
通过将实施方式2所示的显示装置用于显示面板6511，能够在显示部6502进行摄像。例如，显示面板6511能够拍摄指纹进行指纹识别。
[0508]
显示部6502还包括触摸传感器面板6513，由此可以对显示部6502附加触摸面板功能。例如，触摸传感器面板6513可以利用静电电容式、电阻膜式、表面声波式、红外线式、光学式、压敏式等各种方式。此外，也可以将显示面板6511用作触摸传感器，在此情况下，不需要设置触摸传感器面板6513。
[0509]
图26a示出电视装置的一个例子。在电视装置7100中，外壳7101中组装有显示部7000。在此示出利用支架7103支撑外壳7101的结构。
[0510]
可以对显示部7000使用实施方式2所示的显示装置。
[0511]
可以通过利用外壳7101所具备的操作开关、另外提供的遥控操作机7111等进行图
26a所示的电视装置7100的操作。此外，也可以在显示部7000中具备触摸传感器，也可以通过用指头等触摸显示部7000进行电视装置7100的操作。此外，也可以在遥控操作机7111中具备显示从该遥控操作机7111输出的数据的显示部。通过利用遥控操作机7111所具备的操作键或触摸面板，可以进行频道及音量的操作，并可以对显示在显示部7000上的影像进行操作。
[0512]
此外，电视装置7100具备接收机及调制解调器等。可以通过利用接收机接收一般的电视广播。再者，通过调制解调器连接到有线或无线方式的通信网络，从而进行单向(从发送者到接收者)或双向(发送者和接收者之间或接收者之间等)的信息通信。
[0513]
图26b示出笔记本型个人计算机的一个例子。笔记本型个人计算机7200包括外壳7211、键盘7212、指向装置7213、外部连接端口7214等。在外壳7211中组装有显示部7000。
[0514]
可以对显示部7000应用实施方式2所示的显示装置。
[0515]
图26c和图26d示出数字标牌的一个例子。
[0516]
图26c所示的数字标牌7300包括外壳7301、显示部7000及扬声器7303等。此外，还可以包括led灯、操作键(包括电源开关或操作开关)、连接端子、各种传感器、麦克风等。
[0517]
图26d示出设置于圆柱状柱子7401上的数字标牌7400。数字标牌7400包括沿着柱子7401的曲面设置的显示部7000。
[0518]
显示部7000越大，一次能够提供的信息量越多。显示部7000越大，越容易吸引人的注意，例如可以提高广告宣传效果。
[0519]
通过将触摸面板用于显示部7000，不仅可以在显示部7000上显示静态图像或动态图像，使用者还能够直觉性地进行操作，所以是优选的。此外，在用于提供线路信息或交通信息等信息的用途时，可以通过直觉性的操作提高易用性。
[0520]
如图26c和图26d所示，数字标牌7300或数字标牌7400优选可以通过无线通信与使用者所携带的智能手机等信息终端设备7311或信息终端设备7411联动。例如，显示在显示部7000上的广告信息可以显示在信息终端设备7311或信息终端设备7411的屏幕上。此外，通过操作信息终端设备7311或信息终端设备7411，可以切换显示部7000的显示。
[0521]
在图26c和图26d中，可以对信息终端设备7311或信息终端设备7411的显示部使用实施方式2所示的显示装置。
[0522]
此外，可以在数字标牌7300或数字标牌7400上以信息终端设备7311或信息终端设备7411的屏幕为操作单元(控制器)执行游戏。由此，不特定多个使用者可以同时参加游戏，享受游戏的乐趣。
[0523]
图27a至图27f所示的电子设备包括外壳9000、显示部9001、扬声器9003、操作键9005(包括电源开关或操作开关)、连接端子9006、传感器9007(该传感器具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)、麦克风9008等。
[0524]
图27a至图27f所示的电子设备具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像及文字图像等)显示在显示部上的功能；触摸面板的功能；显示日历、日期或时间等的功能；通过利用各种软件(程序)控制处理的功能；进行无线通信的功能；读出储存在存储介质中的程序或数据并进行处理的功能；等。注意，电子设备可具有的
功能不局限于上述功能，而可以具有各种功能。电子设备可以包括多个显示部。此外，也可以在电子设备中设置照相机等而使其具有如下功能：拍摄静态图像或动态图像等，且将所拍摄的图像储存在存储介质(外部存储介质或内置于照相机的存储介质)中的功能；将所拍摄的图像显示在显示部上的功能；等。
[0525]
下面，详细地说明图27a至图27f所示的电子设备。
[0526]
图27a是示出便携式信息终端9101的立体图。可以将便携式信息终端9101例如用作智能手机。注意，在便携式信息终端9101中，也可以设置扬声器9003、连接端子9006、传感器9007等。此外，作为便携式信息终端9101，可以将文字或图像信息等显示在其多个面上。在图27a中示出三个图标9050的例子。此外，可以将以虚线的矩形示出的信息9051显示在显示部9001的其他面上。作为信息9051的一个例子，可以举出提示收到电子邮件、sns、电话等的信息；电子邮件、sns等的标题；电子邮件、sns等的发送者姓名；日期；时间；电池余量；以及天线接收信号强度的显示等。或者，可以在显示有信息9051的位置上显示图标9050等。
[0527]
图27b是示出便携式信息终端9102的立体图。便携式信息终端9102具有将信息显示在显示部9001的三个以上的面上的功能。在此，示出信息9052、信息9053、信息9054分别显示于不同的面上的例子。例如，在将便携式信息终端9102放在上衣口袋里的状态下，使用者能够确认显示在从便携式信息终端9102的上方看到的位置上的信息9053。使用者可以确认到该显示而无需从口袋里拿出便携式信息终端9102，由此例如能够判断是否接电话。
[0528]
图27c是示出手表型便携式信息终端9200的立体图。便携式信息终端9200例如可以被用作智能手表。此外，显示部9001的显示面弯曲，可沿着其弯曲的显示面进行显示。此外，便携式信息终端9200例如通过与可进行无线通信的耳麦相互通信可以进行免提通话。此外，通过利用连接端子9006，便携式信息终端9200可以与其他信息终端进行数据传输或进行充电等。充电也可以通过无线供电进行。
[0529]
图27d至图27f是示出可以折叠的便携式信息终端9201的立体图。此外，图27d是将便携式信息终端9201展开的状态的立体图、图27f是折叠的状态的立体图、图27e是从图27d的状态和图27f的状态中的一个转换成另一个时中途的状态的立体图。便携式信息终端9201在折叠状态下可携带性好，而在展开状态下因为具有无缝拼接较大的显示区域所以显示的浏览性强。便携式信息终端9201所包括的显示部9001被由铰链9055连结的三个外壳9000支撑。显示部9001例如可以在曲率半径0.1mm以上且150mm以下的范围弯曲。
[0530]
本实施方式的至少一部分可以与本说明书中记载的其他实施方式适当地组合而实施。[符号说明]
[0531]
gl、slr、slb、slg、se、rs、tx：布线、elr、elb、elg：发光元件、pd、pdg、pdr：受光元件、mer：受发光元件、al、cl、ren、vcp、vpi、vrs：布线、m1至m3：晶体管、m10至m14：晶体管、c1、c2：电容器、adc：转换电路、dac：转换电路、amp：放大电路、hld：保持电路、pa：放大电路、sr、sb、sg：视频信号、sout：输出信号、10、10a、10b、10c：显示装置、11：显示部、12、13、14：电路部、20、21r、21b、21g：像素、22、22r、22b、22g：受光像素、30、30r、30b、30g：像素、31r：电路、32：电路、41、42、43：电路部。
技术特征：1.一种显示装置，包括：第一像素；第二像素；以及第一布线，其中，所述第一像素包括发光元件，所述第二像素包括受光元件，所述第一像素被从所述第一布线供应图像数据，并且，所述第二像素对所述第一布线输出受光数据。2.一种显示装置，包括：第一至第三布线；以及第一至第六像素，其中，所述第一像素、所述第三像素及所述第五像素包括呈现不同颜色的光的发光元件，所述第二像素、所述第四像素及所述第六像素包括受光元件，所述第一像素被从所述第一布线供应第一图像数据，所述第三像素被从所述第二布线供应第二图像数据，所述第五像素被从所述第三布线供应第三图像数据，所述第二像素对所述第一布线输出第一受光数据，所述第四像素对所述第二布线输出第二受光数据，并且，所述第六像素对所述第三布线输出第三受光数据。3.根据权利要求2所述的显示装置，其中所述第二像素、所述第四像素及所述第六像素包括接收不同颜色的光的所述受光元件。4.根据权利要求2或3所述的显示装置，还包括：第四至第七布线，其中所述第一像素被从所述第四布线供应第一选择信号，所述第二像素被从所述第五布线供应第二选择信号，所述第三像素被从所述第六布线供应第三选择信号，并且所述第四像素、所述第五像素及所述第六像素被从所述第七布线供应第四选择信号。5.根据权利要求1至4中任一项所述的显示装置，其中所述第一像素包括第一晶体管及第二晶体管，所述第一晶体管的源极和漏极中的一个与所述第一布线电连接，所述第一晶体管的源极和漏极中的另一个与所述第二晶体管的栅极电连接，并且所述第二晶体管的源极和漏极中的一个与所述发光元件的一个电极电连接。6.根据权利要求1至5中任一项所述的显示装置，其中所述第二像素包括第三晶体管、第四晶体管及第五晶体管，所述第三晶体管的源极和漏极中的一个与所述第一布线电连接，所述第三晶体管的源极和漏极中的另一个与所述第四晶体管的源极和漏极中的一个电连接，
所述第四晶体管的栅极与所述第五晶体管的源极和漏极中的一个电连接，并且所述第五晶体管的源极和漏极中的一个与所述受光元件的一个电极电连接。7.一种显示装置，包括：第一像素；以及第一布线，其中，所述第一像素包括受发光元件，所述受发光元件具有根据电场发光的功能及对照射的光进行光电转换的功能，所述第一像素被从所述第一布线供应图像数据，并且，所述第一像素对所述第一布线输出受光数据。8.一种显示装置，包括：第一至第三布线；以及第一至第五像素，其中，所述第一像素、所述第二像素及所述第四像素包括受发光元件，所述受发光元件具有根据电场发光的功能及对照射的光进行光电转换的功能，所述第三像素及所述第五像素包括呈现不同颜色的光的发光元件，所述第一像素被从所述第一布线供应第一图像数据，所述第二像素被从所述第一布线供应第二图像数据，所述第三像素被从所述第二布线供应第三图像数据，所述第四像素被从所述第一布线供应第四图像数据，所述第五像素被从所述第三布线供应第五图像数据，所述第一像素对所述第一布线输出第一受光数据，所述第二像素对所述第二布线输出第二受光数据，并且，所述第四像素对所述第三布线输出第三受光数据。9.根据权利要求8所述的显示装置，还包括：第四至第七布线，其中所述第一像素被从所述第四布线供应第一选择信号，所述第二像素及所述第三像素被从所述第五布线供应第二选择信号，所述第四像素及所述第五像素被从所述第六布线供应第三选择信号，并且所述第一像素、所述第二像素及所述第四像素被从所述第七布线供应第四选择信号。10.根据权利要求7至9中任一项所述的显示装置，其中所述第一像素包括第一至第六晶体管，所述第一晶体管的源极和漏极中的一个与所述第一布线电连接，所述第一晶体管的源极和漏极中的另一个与所述第二晶体管的栅极电连接，所述第二晶体管的源极和漏极中的一个与所述第六晶体管的源极和漏极中的一个电连接，所述第三晶体管的源极和漏极中的一个与所述第一布线电连接，所述第三晶体管的源极和漏极中的另一个与所述第四晶体管的源极和漏极中的一个电连接，所述第四晶体管的栅极与所述第五晶体管的源极和漏极中的一个电连接，
所述第五晶体管的源极和漏极中的一个与所述受发光元件的一个电极电连接，并且所述第六晶体管的源极和漏极中的另一个与所述受发光元件的所述一个电极电连接。11.根据权利要求1至10中任一项所述的显示装置，还包括：选择器电路；数字模拟转换电路；模拟数字转换电路；第八布线；以及第九布线，其中所述选择器电路具有选择所述第八布线和所述第九布线中的任一个与所述第一布线之间的导通的功能，所述数字模拟转换电路包括与所述第八布线电连接的输出端子，并且所述模拟数字转换电路包括与所述第九布线电连接的输入端子。
技术总结本发明的一个方式提供一种具有摄像功能的显示装置。提供一种容易实现高清晰化的显示装置。提供一种能够实现摄像的高速化的显示装置。显示装置包括第一像素、第二像素及第一布线。第一像素包括发光元件。第二像素包括受光元件。第一像素被从第一布线供应图像数据。第二像素对第一布线输出受光数据。二像素对第一布线输出受光数据。二像素对第一布线输出受光数据。
技术研发人员：高桥圭 吉住健辅
受保护的技术使用者：株式会社半导体能源研究所
技术研发日：2021.03.17
技术公布日：2022/11/1
