电子设备的制作方法

1.本发明的一个方式涉及一种电子设备。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程序。
2.本发明的一个方式不局限于上述技术领域。作为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(例如触摸传感器等)、输入输出装置(例如触摸面板等)、这些装置的驱动方法或这些装置的制造方法。


背景技术：

3.近年来，如智能手机等移动电话机、平板信息终端等信息终端设备大多具有通过简单的操作执行各种处理的功能。例如，为了增加操作种类，信息终端设备有通过检测触摸的强度(压力)来根据压力的程度改变要执行的处理的功能等。
4.此外，这种信息终端设备在很多情况下包括个人信息等，由此已在开发用来防止不正当利用个人信息的各种识别技术。
5.例如，专利文献1公开了在按钮开关部中具备指纹传感器的电子设备。[先行技术文献][专利文献]
[0006]
[专利文献1]美国专利申请公开第2014/0056493号说明书


技术实现要素：

发明所要解决的技术问题
[0007]
广泛应用于信息终端设备的电容式触摸传感器根据显示器表面的电容变化检测接触。电容式触摸传感器虽然能够判定手指或电容式触屏笔等的位置但不能检测施加到显示器的压力。因此，为了检测不同触摸状态，在很多情况下安装能够检测按压的压力传感器。但是，压力传感器的内置会导致信息终端设备的部件个数增加。
[0008]
本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够检测不同触摸状态的电子设备。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种部件个数少且能够检测不同触摸状态的电子设备。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够通过简单的操作执行各种处理的电子设备。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的电子设备。
[0009]
注意，这些目的的记载并不妨碍其他目的的存在。本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述目的以外的目的。解决技术问题的手段
[0010]
本发明的一个方式是一种包括控制部及显示部的电子设备。显示部具有在屏幕上显示图像的功能，并包括检测部。检测部具有检测触摸操作的功能及对触摸屏幕的检测对象至少拍摄两次的功能。控制部具有计算出第一次拍摄中的检测对象的面积与第二次拍摄中的检测对象的面积的差异，以在该差异大于标准时和该差异小于标准时分别执行不同处
理的功能。
[0011]
此外，本发明的另一个方式是一种包括控制部、显示部以及存储部的电子设备。显示部具有在屏幕上显示图像的功能，并包括检测部。检测部具有检测触摸操作的功能及对触摸屏幕的检测对象拍摄的功能。控制部具有从检测部所拍摄的数据中取得检测对象的接触面积信息的功能。存储部具有储存预先登录的标准接触面积信息的功能。控制部具有在检测对象的接触面积大于标准接触面积时和检测对象的接触面积小于标准接触面积时分别执行不同处理的功能。
[0012]
此外，本发明的另一个方式是一种包括控制部、显示部以及存储部的电子设备。显示部具有在屏幕上显示图像的功能，并包括检测部。检测部具有检测屏幕上的触摸操作的功能及对触摸屏幕的手指拍摄的功能。控制部具有从检测部所拍摄的数据中取得手指的接触面积信息及手指的指纹信息的功能。存储部具有储存分别预先登录的核对用指纹信息和标准接触面积信息的功能。控制部具有如下功能：核对手指的指纹信息与核对用指纹信息的功能；当手指的指纹信息与核对用指纹信息一致时，在手指的接触面积大于标准接触面积时和手指的接触面积小于标准接触面积时分别执行不同处理的功能。
[0013]
此外，在上述电子设备中，显示部优选包括多个像素，并具有在整个显示区域上拍摄的功能。此时，像素优选包括发光元件及受光元件，并且发光元件和受光元件优选设置在同一面上。
[0014]
此外，在上述电子设备中，发光元件优选具有层叠有第一电极、发光层以及公共电极的叠层结构。此外，受光元件优选具有层叠有第二电极、活性层以及公共电极的叠层结构。此时，发光层及活性层优选包含彼此不同的有机化合物。此外，第一电极和第二电极优选以彼此分离的方式设置在同一面上，并且公共电极优选以覆盖发光层及活性层的方式设置。
[0015]
此外，在上述电子设备中，发光元件优选具有层叠有第一电极、公共层、发光层以及公共电极的叠层结构。此外，受光元件优选具有层叠有第二电极、公共层、活性层以及公共电极的叠层结构。此时，发光层及活性层优选包含彼此不同的有机化合物。此外，第一电极和第二电极优选以彼此分离的方式设置在同一面上，公共电极优选以覆盖发光层及活性层的方式设置，并且公共层优选以覆盖第一电极及第二电极的方式设置。
[0016]
此外，在上述电子设备中，发光元件优选具有发射可见光的功能，并且受光元件优选具有接收发光元件所发射的可见光的功能。
[0017]
此外，在上述电子设备中，发光元件优选具有发射红外光的功能，并且受光元件优选具有接收发光元件所发射的红外光的功能。发明效果
[0018]
根据本发明的一个方式，可以提供一种能够检测不同触摸状态的电子设备。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种部件个数少且能够检测不同触摸状态的电子设备。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种能够通过简单的操作执行各种处理的电子设备。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种新颖的电子设备。
[0019]
注意，这些效果的记载并不妨碍其他效果的存在。本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述效果以外的效果。附图简要说明
[0020]
图1是说明设备的结构例子的图。图2是说明设备的工作方法例子的图。图3是说明设备的工作方法例子的图。图4a及图4b是示出拍摄手指的情况及其拍摄数据的图。图5a及图5b是示出随时间推移而变化的手指的接触面积的图。图6a至图6d、图6f是示出显示装置的一个例子的截面图；图6e、图6g是示出显示装置所拍摄的图像的例子的图；图6h、图6j至图6l是示出像素的一个例子的俯视图。图7a至图7g是示出像素的一个例子的俯视图。图8a、图8b是示出显示装置的一个例子的截面图。图9a、图9b是示出显示装置的一个例子的截面图。图10a至图10c是示出显示装置的一个例子的截面图。图11a是示出显示装置的一个例子的截面图；图11b、图11c是示出树脂层的俯视布局的一个例子的图。图12是示出显示装置的一个例子的立体图。图13是示出显示装置的一个例子的截面图。图14是示出显示装置的一个例子的截面图。图15a是示出显示装置的一个例子的截面图；图15b是示出晶体管的一个例子的截面图。图16a、图16b是示出像素电路的一个例子的电路图。图17a、图17b是示出电子设备的一个例子的图。图18a至图18d是示出电子设备的一个例子的图。图19a至图19f是示出电子设备的一个例子的图。实施发明的方式
[0021]
参照附图对实施方式进行详细说明。注意，本发明不局限于下面说明，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及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。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。
[0022]
此外，在下面所说明的发明的结构中，在不同的附图中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。
[0023]
此外，为了便于理解，有时附图中示出的各构成的位置、大小及范围等并不表示其实际的位置、大小及范围等。因此，所公开的发明不一定局限于附图所公开的位置、大小、范围等。
[0024]
此外，此外，根据情况或状态，可以互相调换“膜”和“层”的词语。例如，可以将“导电层”变换为“导电膜”。此外，可以将“绝缘膜”变换为“绝缘层”。
[0025]
(实施方式1)在本实施方式中，参照图1至图5说明本发明的一个方式的电子设备的结构例子及工作方法。
[0026]
在本说明书的附图中，构成要素根据功能被分类，作为彼此独立的方框形成方框
图。但是在实际上，构成要素难以根据功能被清楚地划分，一个构成要素有时具有多个功能，还有时由多个构成要素实现一个功能。
[0027]
本发明的一个方式的电子设备能够通过对检测对象的接触面积进行检测来识别不同触摸状态。由此，该电子设备能够根据不同触摸状态分别执行不同处理。尤其是，优选使用手指或顶端由橡胶构成的触屏笔等接触面积可变的物体操作本发明的一个方式的电子设备。
[0028]
具体而言，本发明的一个方式的电子设备能够通过拍摄触摸屏幕的检测对象取得接触面积信息，以在检测对象的接触面积大于预先登录的标准接触面积时和检测对象的接触面积小于预先登录的标准接触面积时分别执行不同处理。由此，例如，能够在对屏幕的触摸力度较强和较弱时分别执行不同处理。
[0029]
此外，本发明的一个方式的电子设备能够通过拍摄触摸屏幕的检测对象取得接触面积信息，以执行响应检测对象的接触面积的变化的处理。例如，能够通过对检测对象拍摄两次计算出第一次拍摄和第二次拍摄的检测对象的接触面积的差异，以在检测对象的接触面积大于标准时和检测对象的接触面积小于标准时分别执行不同处理。由此，例如，在长按屏幕的情况下，可以在以触摸力度恒定的方式一直按下时和在触摸之后以增加力度的方式按下时分别执行不同处理。
[0030]
本发明的一个方式的电子设备可以在显示部检测触摸操作并拍摄检测对象。然后，可以从检测对象的拍摄数据中取得检测对象的接触面积信息，以识别不同触摸状态。因此，不需要另外安装压力传感器等，由此可以实现部件个数少的多功能设备。
[0031]
此外，本发明的一个方式的电子设备也可以具有取得触摸屏幕的手指的指纹且使用该指纹执行用户识别处理的功能。通过组合指纹信息和手指的接触面积信息，可以实现安全性极高的设备。例如，可以使设备记忆指纹信息和接触面积的大小或变化模式，只有在指纹信息和接触面积的大小或变化模式的双方一致时才执行处理。此外，不局限于指纹，也可以具有使用掌纹执行用户识别处理的功能。
[0032]
如上所述，本发明的一个方式的电子设备能够在显示部拍摄检测对象。因此，可以从触摸屏幕的手指的拍摄数据中取得检测对象的指纹信息。因此，不需要另外安装指纹传感器等，由此可以实现部件个数少的多功能设备。
[0033]
[电子设备的结构例子]图1示出本发明的一个方式的设备10的方框图。设备10包括控制部11、显示部12及存储部13。显示部12包括检测部21。设备10例如被用作信息终端设备等电子设备。
[0034]
显示部12具有显示图像的功能、检测触摸操作的功能以及拍摄检测对象的功能。显示部12优选还具有取得触摸屏幕等的手指的指纹信息的功能。在此，示出显示部12包括检测部21的例子。检测部21是具有显示部12的上述功能中的检测触摸操作的功能、拍摄检测对象的功能以及取得指纹信息的功能的部分。显示部12也可以说是具有指纹信息取得功能的触摸面板。例如，可以将在实施方式2中叙述的显示装置用于显示部12。
[0035]
检测部21具有将检测对象在屏幕上触摸的位置信息输出到控制部11的功能。此外，检测部21具有拍摄触摸屏幕的检测对象而将其图像信息作为图像信息输出到控制部11的功能。
[0036]
显示部12优选在屏幕上的哪个位置也可以拍摄所触摸的检测对象。就是说，屏幕
上的触摸传感器起作用的范围与能够取得检测对象的接触面积信息(包括指纹信息)的范围优选一致或大致一致。
[0037]
此外，虽然在图1中示出显示部12包括检测部21的例子，但是显示部12和检测部21也可以分离而设置。此外，也可以分别设置用来检测触摸操作的检测部和用来取得指纹信息的检测部。例如，也可以将用来取得指纹信息的检测部设置于显示部，并以与显示部分开的方式另外设置用来检测触摸操作的检测部。例如，也可以将在实施方式2中叙述的显示装置用于包括用来取得指纹信息的检测部的显示部，并将电容式触摸传感器用于用来检测触摸操作的检测部。
[0038]
存储部13具有保持标准接触面积信息的功能。再者，存储部13优选具有保持预先登录的使用者的指纹信息的功能。存储部13可以根据控制部11的要求将该接触面积信息(包括指纹信息)输出到控制部11。
[0039]
接触面积信息既可预先登录在设备10中又可由用户适当登录。作为标准接触面积信息，可以举出接触面积大小的标准或接触面积变化量的标准等。例如，控制部11可以判断检测对象的接触面积是否大于标准接触面积，以决定要执行的处理。此外，控制部11也可以判断检测对象的接触面积的变化是否大于该标准接触面积的变化量，以决定要执行的处理。
[0040]
存储部13优选保持使用者在操作屏幕时所使用的所有手指的指纹信息。例如，可以保持使用者的右手的食指和左手的食指的两个指纹信息。此外，除此之外，优选保持中指、无名指、小指、拇指中的一个以上的指纹信息。
[0041]
控制部11具有在检测部21检测出触摸操作时对检测部21要求拍摄检测对象的功能。此外，控制部11具有从来自检测部21的检测对象的拍摄数据中取得检测对象的接触面积信息的功能。控制部11具有核对检测对象的接触面积信息与预先登录在存储部13中的标准接触面积信息的功能。
[0042]
此外，控制部11也可以具有从来自检测部21的至少两个拍摄数据中取得检测对象的接触面积的变化量信息的功能。此时，控制部11优选核对接触面积的变化量信息与预先登录在存储部13中的标准接触面积的变化量信息来执行按照核对结果的处理。
[0043]
此外，控制部11优选具有从来自检测部21的检测对象的拍摄数据中取得指纹信息的功能。再者，控制部11优选具有核对检测对象的指纹信息与预先登录在存储部13中的指纹信息的功能。
[0044]
例如，控制部11在判断为检测对象的指纹信息与已登录的指纹信息一致时执行按照接触面积的核对结果的处理。另一方面，控制部11在判断为两个指纹信息不一致时不执行处理。
[0045]
作为在控制部11所执行的指纹识别的方法，例如可以使用比较两个图像来参照其相似程度的模板匹配法(template matching method)或模式匹配法(pattern matching method)等方法。此外，也可以通过利用机器学习的推论执行指纹识别处理。此时，尤其优选通过利用神经网络的推论进行指纹识别处理。
[0046]
此外，控制部11例如可以被用作中央处理器(cpu：central processing unit)。控制部11通过由处理器解释且执行来自各种程序的指令，进行各种数据处理或程序控制。有可能由处理器执行的程序可以被储存在处理器中的存储器区域，也可以被储存在存储部13
中。
[0047]
[设备10的工作例子1]以下说明上述设备10的工作的一个例子。在工作例子1中，通过检测出检测对象的接触面积，可以识别不同触摸状态。由此，该电子设备能够根据触摸状态而执行不同处理。在工作例子1中，通过拍摄两次，判断检测对象的接触面积的变化是否为大来进行不同处理。图2是根据设备10的工作的流程图。图2所示的流程图包括步骤s1至步骤s7。
[0048]
在步骤s1中，由检测部21进行触摸操作的检测。在检测出触摸时转到步骤s2。在不进行触摸操作时，直到进行触摸操作为止待机(再次转到步骤s1)。
[0049]
在步骤s2中，检测部21进行第一拍摄来拍摄检测对象。检测部21将所取得的拍摄数据输出到控制部11。
[0050]
在步骤s3中，检测部21进行第二拍摄来与第一拍摄同样拍摄检测对象。检测部21将所取得的拍摄数据输出到控制部11。
[0051]
在步骤s4中，控制部11从检测部21所取得的拍摄数据中取得检测对象的接触面积信息。然后，控制部11计算出第一拍摄中的检测对象的接触面积与第二拍摄中的检测对象的接触面积的差异。
[0052]
在步骤s5中，控制部11判断第一拍摄中的检测对象的接触面积与第二拍摄中的检测对象的接触面积的差异是否大于标准。本实施方式示出如下例子：当该差异大于标准时转到步骤s6，当该差异为标准以下时转到步骤s7。
[0053]
在步骤s6中，控制部11执行第一处理。例如，可以启动任意应用程序。
[0054]
在步骤s7中，控制部11执行第二处理。例如，可以结束任意应用程序。
[0055]
以上是图2所示的流程图的说明。
[0056]
此外，也可以通过只拍摄一次判断该拍摄中的检测对象的接触面积是否大于预先登录在存储部13中的标准接触面积来决定要执行的处理。也就是说，也可以不进行图2所示的步骤s3。此时，在步骤s2中进行拍摄，并且在步骤s4中取得该拍摄中的检测对象的接触面积。然后，在步骤s5中判断检测对象的接触面积是否大于预先登录在存储部13中的标准接触面积，由此可以决定要执行的处理。
[0057]
[设备10的工作例子2]以下说明上述设备10的工作的另一例子。在工作例子2中，以规定用户能够在触摸之后以增加力度的方式按下来执行规定处理的情况为例进行说明。在工作例子2中，除了反映了工作例子1中的触摸状态的处理之外，还可以进行个人识别，由此可以进一步提高安全性。图3是根据设备10的工作的流程图。图3所示的流程图包括步骤s11至步骤s17。
[0058]
在步骤s11中，由检测部21进行触摸操作的检测。在检测出触摸操作时转到步骤s12。在不进行触摸操作时，直到进行触摸操作为止待机(再次转到步骤s11)。
[0059]
在步骤s12中，检测部21进行第一拍摄来拍摄检测对象。检测部21将所取得的拍摄数据输出到控制部11。
[0060]
在步骤s13中，检测部21进行第二拍摄来与第一拍摄同样拍摄检测对象。检测部21将所取得的拍摄数据输出到控制部11。
[0061]
以步骤s14为处理a。在步骤s14中，控制部11从检测部21所取得的拍摄数据中取得检测对象的接触面积信息。然后，控制部11计算出第一拍摄中的检测对象的接触面积与第
二拍摄中的检测对象的接触面积的差异。
[0062]
以步骤s15为处理b。在步骤s15中，控制部11从检测部21所取得的拍摄数据中取得检测对象的指纹信息。然后，控制部11核对指纹信息。具体而言，核对储存在存储部13中的指纹信息与由检测部21取得的指纹信息来判断它们是否一致。
[0063]
在步骤s16中，控制部11判断在步骤s12至步骤s15中取得的信息是否满足储存在存储部13中的指纹信息和接触面积的大小或该大小的变化模式的双方。也就是说，控制部11判断处理a和处理b的双方是否满足条件。作为处理a的条件，例如，可以举出在步骤s14中计算出的检测对象的接触面积的差异大于标准的条件。作为处理b的条件，可以举出在步骤s15中核对的储存在存储部13中的指纹信息与检测部21所取得的指纹信息一致的条件。当处理a和处理b的双方满足条件时，转到步骤s17。另一方面，当双方中的任一方不满足条件时，转到步骤s11。也就是说，在不同用户触摸的情况下不执行规定处理。此外，即使在规定用户触摸的情况下，也在以触摸力度恒定的方式一直按下时不执行规定处理。
[0064]
在步骤s17中，控制部11执行规定处理。例如，可以解除文件夹的锁定来打开该文件夹。
[0065]
以上是图3所示的流程图的说明。
[0066]
图4a及图4b示出从侧面看的手指拍摄及其拍摄数据。
[0067]
图4a示意性地示出显示部20、手指22、手指的拍摄图像23以及预先登录的标准接触面积24。在图4a中，手指22的指端接触显示部20的顶面。此时，由显示部20取得手指22的拍摄图像23，所拍摄的手指22的接触区域22a位于拍摄图像23的下侧区域。拍摄图像23中的手指22的接触区域22a的面积(也称为接触面积)大于标准接触面积24，因此执行第一处理。
[0068]
图4b示意性地示出显示部20、手指22、拍摄图像25以及标准接触面积24。在图4b中，手指22的指端接触显示部20的顶面。此时，由显示部20取得手指22的拍摄图像25，在拍摄图像25的上侧区域拍摄了手指22的接触区域22a。拍摄图像25中的手指22的接触区域22a的面积小于标准接触面积24，因此执行第二处理。
[0069]
如上所述，显示部优选能够拍摄接触屏幕上任何部分的检测对象。由此，可以对接触显示部上任何部分的检测对象的接触面积和标准接触面积进行比较，来执行处理。
[0070]
此外，也可以根据手指22的接触区域22a的中心位置或该中心位置的变化量执行不同处理。具体而言，当手指22的接触区域22a的中心位置的转移大于标准时可以放大屏幕，当手指22的接触区域22a的中心位置的转移小于标准时，可以缩小屏幕。
[0071]
图5示出随时间推移而变化的手指的接触面积。
[0072]
图5a示意性地示出显示部20、手指22、第一次拍摄图像26以及第二次拍摄图像27。在图5a中，手指22接触显示部20，并且接触区域22a的面积随时增大。通过计算出第一次拍摄图像26与第二次拍摄图像27的接触区域22a的面积的差异，在该差异大于标准接触面积的变化量时执行第一处理。此外，拍摄频率及拍摄间隔可以各自适当设定。
[0073]
图5b示意性地示出显示部20、手指22、第一次拍摄图像28以及第二次拍摄图像29。在图5b中，手指22接触显示部20，并且接触区域22a的面积随时间推移的变化小于图5a。通过计算出第一次拍摄图像28与第二次拍摄图像29的接触区域的面积的差异，在该差异小于标准接触面积的变化量时执行第二处理。
[0074]
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。此外，在本说明书中，在一个实施方
式中示出多个结构例子的情况下，可以适当地组合该结构例子。
[0075]
(实施方式2)在本实施方式中，参照图6至图15对本发明的一个方式的显示装置进行说明。
[0076]
本实施方式的显示装置适合用于在实施方式1中说明的设备的显示部。
[0077]
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。
[0078]
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。
[0079]
首先，说明包括受光元件及发光元件的显示装置。
[0080]
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，能够拍摄图像或者检测出对象物(指头或笔等)的接近或接触。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。
[0081]
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。
[0082]
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)。
[0083]
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。
[0084]
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。
[0085]
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。
[0086]
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。
[0087]
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接近或接触。
[0088]
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。
[0089]
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。
[0090]
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。
[0091]
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。
[0092]
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。
[0093]
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。
[0094]
接着，说明包括受发光元件及发光元件的显示装置。
[0095]
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。
[0096]
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高清晰化。
[0097]
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。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。
[0098]
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。
[0099]
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。
[0100]
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。
[0101]
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。
[0102]
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。
[0103]
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。
[0104]
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。
[0105]
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接近或接触。
[0106]
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。
[0107]
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。
[0108]
受发光元件例如可以采用pn型或pin型光电二极管结构。
[0109]
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。
[0110]
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。
[0111]
[显示装置]图6a至图6d以及图6f是本发明的一个方式的显示装置的截面图。
[0112]
图6a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。
[0113]
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。
[0114]
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。
[0115]
图6b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。
[0116]
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。
[0117]
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。
[0118]
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。
[0119]
本发明的一个方式的显示装置也可以具有检测出与显示装置接触的如指头等对象物的功能(作为触摸面板的功能)。例如，如图6c所示，具有发光元件的层207中的发光元件所发射的光被接触显示装置200a的指头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，可以检测出指头202接触显示装置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接触显示装置200b的指头反射，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。
[0120]
如图6d所示，本发明的一个方式的显示装置也可以具有对接近显示装置(未接触)的对象物进行检测或拍摄的功能。
[0121]
本发明的一个方式的显示装置也可以具有检测指头202的指纹的功能。图6e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6e中，在拍摄范围263内以虚线示出指头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。
[0122]
本发明的一个方式的显示装置也可以被用作数位板。图6f示出在将触屏笔208的顶端接触于衬底209的状态下将其向虚线箭头的方向滑动的样子。
[0123]
如图6f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。
[0124]
图6g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精度的描绘。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。
[0125]
[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。
[0126]
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。
[0127]
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。
[0128]
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。
[0129]
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。
[0130]
图6h、图6j、图6k、图6l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。
[0131]
图6h、图6j、图6k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)。
[0132]
图6h所示的像素采用矩阵排列，图6j所示的像素采用条形排列。此外，图6k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6k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。
[0133]
图6l所示的像素以对图6k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。
[0134]
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。
[0135]
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。
[0136]
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。
[0137]
图7a至图7d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。
[0138]
图7a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(r
·
pd)、
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。
[0139]
图7b所示的像素包括呈现红光且具有受光功能的子像素(r
·
pd)、呈现绿光的子像素(g)及呈现蓝光的子像素(b)。子像素(r
·
pd)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，其中一个设置在第奇数行上，另一个设置在第偶数行上。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)。
[0140]
图7c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(r
·
pd)、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。
[0141]
图7d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7d所示的像素包括呈现红光且具有受光功能的子像素(r
·
pd)、呈现绿光的子像素(g)及呈现蓝光的子像素(b)。在图7d所示的左像素中，子像素(r
·
pd)与子像素(g)配置在同一行上，子像素(r
·
pd)与子像素(b)配置在同一列上。在图7d所示的右像素中，子像素(r
·
pd)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7d所示的像素布局中，在第奇数行及第偶数行中，子像素(r
·
pd)、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。
[0142]
图7e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7e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7f示出图7e所示的像素排列的变形例子。
[0143]
图7e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(r
·
pd)及呈现绿光的子像素(g)。图7e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)。
[0144]
图7f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(r
·
pd)及呈现绿光的子像素(g)。图7f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(r
·
pd)及呈现蓝光的子像素(b)。
[0145]
在图7e中，各像素包括呈现绿光的子像素(g)。另一方面，在图7f中，各像素包括呈现红光且具有受光功能的子像素(r
·
pd)。因为各像素包括具有受光功能的子像素，所以图7f所示的结构与图7e所示的结构相比能够进行高清晰摄像。由此，例如可以提高生物识别的精度。
[0146]
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7e示出圆形的例子，而图7f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。
[0147]
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7e中的子像素(g)、图7f中的子像素(r
·
pd))的开口率可以小于其他颜色的子像素的开口率。
[0148]
图7g示出图7f所示的像素排列的变形例子。具体而言，通过使图7f的结构转动45
°
，得到图7g的结构。虽然在图7f中示出一个像素由两个子像素构成的例子，但是如图7g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。
[0149]
将参照图7g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(r
·
pd)、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。
[0150]
具有图7f或图7g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。
[0151]
例如，当使用受发光元件检测接触操作时，来自光源的发光优选不容易被使用者看到。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。
[0152]
如此，可以将各种排列的像素用于本实施方式的显示装置。
[0153]
[器件结构]接着，对可用于本发明的一个方式的显示装置的发光元件、受光元件及受光元件的详细结构进行说明。
[0154]
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。
[0155]
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。
[0156]
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。
[0157]
图8a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。
[0158]
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。
[0159]
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。
[0160]
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。
[0161]
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。
[0162]
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。
[0163]
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。
[0164]
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。
[0165]
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。
[0166]
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。
[0167]
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。
[0168]
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。
[0169]
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。
[0170]
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。
[0171]
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，可以使用芳香胺化合物、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。
[0172]
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。
[0173]
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。
[0174]
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。
[0175]
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。
[0176]
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。
[0177]
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。
[0178]
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。
[0179]
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，可以使用在本实施方式中说明的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。
[0180]
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。
[0181]
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。
[0182]
注意，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。
[0183]
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。
[0184]
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。
[0185]
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。
[0186]
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。
[0187]
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。
[0188]
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)。
[0189]
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。
[0190]
例如，优选共蒸镀n型半导体和p型半导体形成活性层273。
[0191]
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。
[0192]
图8b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。
[0193]
受光元件270pd和发光元件270r共享活性层273和发光层283r。
[0194]
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。
[0195]
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。
[0196]
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。
[0197]
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。
[0198]
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。
[0199]
图9a及图9b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270r
·
pd、发射绿光(g)的发光元件270g及发射蓝光(b)的发光元件270b。
[0200]
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。
[0201]
受发光元件270r
·
pd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。
[0202]
注意，显示装置280c所包括的受发光元件270r
·
pd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。
[0203]
图9a示出受发光元件270r
·
pd被用作发光元件的情况。图9a示出发光元件270b发蓝光，发光元件270g发绿光，并且受发光元件270r
·
pd发红光的例子。
[0204]
图9b示出受发光元件270r
·
pd被用作受光元件的情况。图9b示出发光元件270b所发的蓝光及发光元件270g所发的绿光被受发光元件270r
·
pd检测的例子。
[0205]
发光元件270b、发光元件270g及受发光元件270r
·
pd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。
[0206]
在本实施方式中，与发光元件同样，受发光元件270r
·
pd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270r
·
pd，可以检测出入射到受发光元件270r
·
pd的光来产生电荷，由此可以将其作为电流提取。
[0207]
此外，图9a及图9b所示的各受发光元件270r
·
pd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270r
·
pd。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。
[0208]
注意，对发光层283r和活性层273的叠层顺序没有限制。图9a及图9b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。
[0209]
如图9a及图9b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。
[0210]
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。
[0211]
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。
[0212]
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。
[0213]
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。
[0214]
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。
[0215]
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。
[0216]
以下参照图10及图11说明本发明的一个方式的显示装置的详细结构。
[0217]
[显示装置100a]图10a是显示装置100a的截面图。
[0218]
显示装置100a包括受光元件110及发光元件190。
[0219]
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。
[0220]
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。
[0221]
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。
[0222]
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。
[0223]
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)。
[0224]
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，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。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。
[0225]
公共电极115是受光元件110与发光元件190共同使用的层。
[0226]
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。
[0227]
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。
[0228]
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。
[0229]
受光元件110具有检测光的功能。具体而言，受光元件110是接受从显示装置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。
[0230]
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。
[0231]
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。
[0232]
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。
[0233]
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(参照发光121)。
[0234]
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。
[0235]
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。
[0236]
晶体管131及晶体管132接触地形成于同一层(图10a中的衬底151)上。
[0237]
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。
[0238]
受光元件110及发光元件190各自优选被保护层116覆盖。在图10a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。
[0239]
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。
[0240]
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。
[0241]
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。
[0242]
[显示装置100b]图10b及图10c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。
[0243]
显示装置100b包括发光元件190b、发光元件190g及受发光元件190r
·
pd。
[0244]
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具有发蓝光121b的功能。
[0245]
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具有发绿光121g的功能。
[0246]
受发光元件190r
·
pd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190r
·
pd具有发红光121r的功能及检测光122的功能。
[0247]
图10b示出受发光元件190r
·
pd被用作发光元件的情况。图10b示出发光元件190b发蓝光，发光元件190g发绿光，并且受发光元件190r
·
pd发红光的例子。
[0248]
图10c示出受发光元件190r
·
pd被用作受光元件的情况。图10c示出发光元件190b所发的蓝光及发光元件190g所发的绿光被受发光元件190r
·
pd检测的例子。
[0249]
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190r
·
pd、发光元件190g、发光元件190b及晶体管132等。
[0250]
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。
[0251]
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。
[0252]
[显示装置100c]图11a是显示装置100c的截面图。
[0253]
显示装置100c包括受光元件110及发光元件190。
[0254]
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。
[0255]
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。
[0256]
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。
[0257]
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。
[0258]
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。
[0259]
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。
[0260]
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。
[0261]
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。
[0262]
树脂层159如图11b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11c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。
[0263]
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。
[0264]
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。
[0265]
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。
[0266]
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。
[0267]
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。
[0268]
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。
[0269]
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。
[0270]
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。
[0271]
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。
[0272]
以下参照图12至图15说明本发明的一个方式的显示装置的更详细的结构。
[0273]
[显示装置100d]图12示出显示装置100d的立体图，而图13示出显示装置100d的截面图。
[0274]
显示装置100d具有贴合衬底152与衬底151的结构。在图12中，以虚线表示衬底152。
[0275]
显示装置100d包括显示部162、电路164及布线165等。图12示出显示装置100d安装有ic173及fpc172的例子。因此，也可以将图12所示的结构称为包括显示装置100d、ic(集成电路)及fpc(柔性电路板)的显示模块。
[0276]
作为电路164，例如可以使用扫描线驱动电路。
[0277]
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。
[0278]
图12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。
[0279]
图13示出图12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。
[0280]
图13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190r
·
pd等。
[0281]
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190r
·
pd的密封，可以采用固体密封结构或中空密封结构等。在图13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。
[0282]
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。
[0283]
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。
[0284]
受发光元件190r
·
pd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190r
·
pd的驱动的功能。
[0285]
发光元件190b、发光元件190g、受发光元件190r
·
pd将光发射到衬底152一侧。此外，受发光元件190r
·
pd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。
[0286]
发光元件190b、发光元件190g及受发光元件190r
·
pd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190r
·
pd之间共同使用。受发光元件190r
·
pd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190r
·
pd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。
[0287]
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190r
·
pd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190r
·
pd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190r
·
pd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190r
·
pd。由此，可以实现噪声少且灵敏度高的传感器。
[0288]
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。
[0289]
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。
[0290]
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。
[0291]
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。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。
[0292]
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。
[0293]
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。
[0294]
通过设置覆盖发光元件190b、发光元件190g、受发光元件190r
·
pd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190r
·
pd，由此可以提高发光元件190b、发光元件190g、受发光元件190r
·
pd的可靠性。
[0295]
在图13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。
[0296]
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。
[0297]
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。
[0298]
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。
[0299]
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。
[0300]
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。
[0301]
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或具有结晶性的半导体(微晶半导体、多晶半导体、单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。
[0302]
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。
[0303]
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。
[0304]
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)。
[0305]
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。
[0306]
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。
[0307]
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。
[0308]
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。
[0309]
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。
[0310]
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。
[0311]
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。
[0312]
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。
[0313]
发光元件190g、190b及受发光元件190r
·
pd的结构及材料等可以参照上述记载。
[0314]
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。
[0315]
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、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、发光元件及受光元件(或受发光元件)所包括的导电层(被用作像素电极及公共电极的导电层)。
[0316]
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。
[0317]
[显示装置100e]
图14及图15a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9)同样。图14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15a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14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15a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。
[0318]
图14及图15a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。
[0319]
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。
[0320]
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。
[0321]
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。
[0322]
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。
[0323]
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。
[0324]
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。
[0325]
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。
[0326]
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。
[0327]
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。
[0328]
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。
[0329]
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。
[0330]
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。
[0331]
如图14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。
[0332]
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15a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。
[0333]
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。
[0334]
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。
[0335]
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。
[0336]
在图14及图15a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14及图15a所示的结构。在图14及图15a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，还可以在导电层222a及导电层222b上设置覆盖晶体管的绝缘层。
[0337]
另一方面，在图15b所示的晶体管252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。
[0338]
如上所述，在本发明的一个方式的显示装置中，两个发光元件的每一个与受光元件(或受发光元件)之距离差不同，该两个发光元件的每一个与重叠于受光元件(或受发光元件)的遮光层的开口之距离差也不同。通过采用这种结构，受光元件或受发光元件可以接收比起因于两个发光元件的另一方的光多的起因于两个发光元件的一方的光。因此，在本发明的一个方式的显示装置中，例如可以将多量的起因于被用作光源的发光元件的光入射到受光元件或受发光元件。
[0339]
[像素电路的例子]本发明的一个方式的显示装置在显示部中包括含有受光元件的第一像素电路及含有发光元件的第二像素电路。第一像素电路及第二像素电路各自配置为矩阵状。
[0340]
图16a示出包括受光元件的第一像素电路的一个例子，而图16b示出包括发光元件的第二像素电路的一个例子。
[0341]
图16a所示的像素电路pix1包括受光元件pd、晶体管m1、晶体管m2、晶体管m3、晶体管m4及电容器c1。这里，示出使用光电二极管作为受光元件pd的例子。
[0342]
受光元件pd的阴极与布线v1电连接，阳极与晶体管m1的源极和漏极中的一个电连接。晶体管m1的栅极与布线tx电连接，源极和漏极中的另一个与电容器c1的一个电极、晶体管m2的源极和漏极中的一个及晶体管m3的栅极电连接。晶体管m2的栅极与布线res电连接，源极和漏极中的另一个与布线v2电连接。晶体管m3的源极和漏极中的一个与布线v3电连接，源极和漏极中的另一个与晶体管m4的源极和漏极中的一个电连接。晶体管m4的栅极与布线se电连接，源极和漏极中的另一个与布线out1电连接。
[0343]
布线v1、布线v2及布线v3各自被供应恒定电位。当以反向偏压驱动受光元件pd时，将低于布线v1的电位供应到布线v2。晶体管m2被供应到布线res的信号控制，使得连接于晶体管m3的栅极的节点的电位复位至供应到布线v2的电位。晶体管m1被供应到布线tx的信号控制，根据流过受光元件pd的电流控制上述节点的电位变化的时序。晶体管m3被用作根据上述节点的电位进行输出的放大晶体管。晶体管m4被供应到布线se的信号控制，并被用作选择晶体管，该选择晶体管用来使用连接于布线out1的外部电路读出根据上述节点的电位的输出。
[0344]
图16b所示的像素电路pix2包括发光元件el、晶体管m5、晶体管m6、晶体管m7及电容器c2。这里，示出使用发光二极管作为发光元件el的例子。尤其是，作为发光元件el，优选使用有机el元件。
[0345]
晶体管m5的栅极与布线vg电连接，源极和漏极中的一个与布线vs电连接，源极和漏极中的另一个与电容器c2的一个电极及晶体管m6的栅极电连接。晶体管m6的源极和漏极中的一个与布线v4电连接，源极和漏极中的另一个与发光元件el的阳极及晶体管m7的源极和漏极中的一个电连接。晶体管m7的栅极与布线ms电连接，源极和漏极中的另一个与布线out2电连接。发光元件el的阴极与布线v5电连接。
[0346]
布线v4及布线v5各自被供应恒定电位。可以将发光元件el的阳极一侧和阴极一侧分别设定为高电位和低于阳极一侧的电位。晶体管m5被供应到布线vg的信号控制，用作用来控制像素电路pix2的选择状态的选择晶体管。此外，晶体管m6用作根据供应到栅极的电位控制流过发光元件el的电流的驱动晶体管。当晶体管m5处于导通状态时，供应到布线vs
的电位被供应到晶体管m6的栅极，可以根据该电位控制发光元件el的发光亮度。晶体管m7被供应到布线ms的信号控制，将晶体管m6与发光元件el之间的电位通过布线out2输出到外部。
[0347]
电连接于受光元件pd的阴极的布线v1和电连接于发光元件el的阴极的布线v5可以为同一层及同一电位。
[0348]
在本发明的一个方式的显示装置中，作为像素电路pix1及像素电路pix2所包括的晶体管，优选都使用被形成沟道的半导体层中含有金属氧化物(也称为氧化物半导体)的晶体管(以下，也称为os晶体管)。os晶体管具有极低的关态电流，能够长期间保持储存于与该晶体管串联连接的电容器中的电荷。此外，通过使用os晶体管，可以降低显示装置的功耗。
[0349]
或者，在本发明的一个方式的显示装置中，作为像素电路pix1及像素电路pix2所包括的晶体管，优选都使用被形成沟道的半导体层中含有硅的晶体管(以下，也称为si晶体管)。作为硅可以举出单晶硅、多晶硅、非晶硅等。尤其是，优选使用半导体层中含有低温多晶硅(ltps(low temperature poly-silicon))的晶体管(以下，也称为ltps晶体管)。ltps晶体管具有高场效应迁移率而能够进行高速工作。
[0350]
并且，通过使用ltps晶体管等si晶体管，易于在与显示部相同的衬底上形成由cmos电路构成的各种电路。因此，可以使安装到显示装置的外部电路简化，可以缩减构件成本、安装成本。
[0351]
或者，在本发明的一个方式的显示装置中，像素电路pix1优选使用两种晶体管。具体而言，像素电路pix1优选包括os晶体管及ltps晶体管。通过根据晶体管被要求的功能改变半导体层的材料，可以提高像素电路pix1的品质而提高感测、摄像的精度。此时，像素电路pix2也可以使用os晶体管和ltps晶体管的一方或双方。
[0352]
并且，即使像素使用两种晶体管(例如，os晶体管及ltps晶体管)，也通过使用ltps晶体管易于在与显示部相同的衬底上形成由cmos电路构成的各种电路。因此，可以使安装到显示装置的外部电路简化，可以缩减构件成本、安装成本。
[0353]
使用其带隙比硅宽且载流子密度低的金属氧化物的晶体管可以实现极低的关态电流。由于其关态电流低，因此能够长期间保持储存于与晶体管串联连接的电容器中的电荷。因此，尤其是，与电容器c1或电容器c2串联连接的晶体管m1、晶体管m2、晶体管m5优选使用os晶体管。
[0354]
此外，作为晶体管m3优选使用si晶体管。由此，可以高速地进行摄像数据的读出工作。
[0355]
在显示部中包括具有受光元件的第一像素电路及具有发光元件的第二像素电路的显示装置可以以进行图像显示的模式、进行摄像的模式以及同时进行图像显示和摄像的模式中的任何模式驱动。在进行图像显示的模式中，例如可以使用发光元件显示全彩色图像。此外，在进行摄像的模式中，例如可以使用发光元件显示摄像用图像(例如，绿单色、蓝单色等)并使用受光元件进行摄像。在进行摄像的模式中，例如可以进行指纹识别等。此外，在同时进行图像显示和摄像的模式中，例如可以在部分像素使用发光元件显示摄像用图像并使用受光元件进行摄像的同时，其他像素使用发光元件显示全彩色图像。
[0356]
图16a和图16b示出n沟道型晶体管，但是也可以使用p沟道型晶体管。此外，晶体管不局限于单栅结构，也可以还包括背栅极。
[0357]
优选在与受光元件pd或发光元件el重叠的位置设置一个或多个包括晶体管和电容器的一方或双方的层。由此，可以减少各像素电路的实效占有面积，从而可以实现高清晰度的显示部。
[0358]
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
[0359]
(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)。
[0360]
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。
[0361]
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。
[0362]
《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。
[0363]
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。
[0364]
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。
[0365]
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。
[0366]
《《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。
[0367]
在此，对上述caac-os、nc-os及a-like os的详细内容进行说明。
[0368]
[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。
[0369]
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。
[0370]
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。
[0371]
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。
[0372]
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。
[0373]
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。这可能是因为如下缘故：caac-os在a-b面方向上的氧原子的排列的密度较低或者因金属原子被取代而使原子间的键合距离产生变化，由此能够包容畸变。
[0374]
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。
[0375]
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、缺陷的生成等而降低，因此可以说caac-os是杂质、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。
[0376]
[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。
[0377]
[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。
[0378]
《《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。
[0379]
[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。
[0380]
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。
[0381]
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。或者，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。
[0382]
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。
[0383]
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。
[0384]
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。
[0385]
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。
[0386]
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。
[0387]
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)。
[0388]
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。
[0389]
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(控制导通/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。
[0390]
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。
[0391]
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。
[0392]
《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。
[0393]
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。
[0394]
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”。
[0395]
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。
[0396]
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。
[0397]
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。
[0398]
《杂质》在此，说明氧化物半导体中的各杂质的影响。
[0399]
在氧化物半导体包含第14族元素之一的硅、碳时，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、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。
[0400]
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。
[0401]
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。
[0402]
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。
[0403]
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。
[0404]
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
[0405]
(实施方式4)在本实施方式中，使用图17至图19说明本发明的一个方式的电子设备。
[0406]
本发明的一个方式的电子设备可以在显示部中进行摄像、检测触摸操作等。由此，可以提高电子设备的功能性及方便性。
[0407]
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。
[0408]
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)。
[0409]
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。
[0410]
图17a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。
[0411]
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。
[0412]
显示部6502可以使用实施方式2所示的显示装置。
[0413]
图17b是包括外壳6501的麦克风6506一侧的端部的截面示意图。
[0414]
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。
[0415]
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。
[0416]
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。
[0417]
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电容器的电池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。
[0418]
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。
[0419]
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。或者，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。
[0420]
图18a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。
[0421]
可以对显示部7000使用实施方式2所示的显示装置。
[0422]
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进行图18a所示的电视装置7100的操作。或者，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控显示部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。
[0423]
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。
[0424]
图18b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。
[0425]
可以对显示部7000使用实施方式2所示的显示装置。
[0426]
图18c和图18d示出数字标牌的一个例子。
[0427]
图18c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。
[0428]
图18d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。
[0429]
在图18c、图18d中，可以对显示部7000使用实施方式2所示的显示装置。
[0430]
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。
[0431]
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。
[0432]
如图18c和图18d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。
[0433]
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。
[0434]
图19a至图19f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。
[0435]
图19a至图19f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相机等而使其具有如下功能：拍摄静态图像或动态图像，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。
[0436]
下面，详细地说明图19a至图19f所示的电子设备。
[0437]
图19a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19a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。
[0438]
图19b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。
[0439]
图19c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。充电也可以通过无线供电进行。
[0440]
图19d至图19f是示出可以折叠的便携式信息终端9201的立体图。此外，图19d是将便携式信息终端9201展开的状态的立体图、图19f是折叠的状态的立体图、图19e是从图19d的状态和图19f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。
[0441]
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。[符号说明]
[0442]
c1：电容器、c2：电容器、l1：最短距离、l2：最短距离、m1：晶体管、m2：晶体管、m3：晶体管、m4：晶体管、m5：晶体管、m6：晶体管、m7：晶体管、out1：布线、out2：布线、pix1：像素电路、pix2：像素电路、v1：布线、v2：布线、v3：布线、v4：布线、v5：布线、10：设备、11：控制部、12：显示部、13：存储部、20：显示部、21：检测部、22：手指、22a：接触区域、23：拍摄图像、24：接触面积、25：拍摄图像、26：拍摄图像、27：拍摄图像、28：拍摄图像、29：拍摄图像、100a：显示装置、100b：显示装置、100c：显示装置、100d：显示装置、100e：显示装置、110：受光元件、112：公共层、114：公共层、115：公共电极、116：保护层、121：发光、121b：光、121g：光、121r：光、122：光、123：光、123a：杂散光、123b：杂散光、124：反射光、131：晶体管、132：晶体管、142：粘合层、151：衬底、152：衬底、153：衬底、154：衬底、155：粘合层、156：粘合层、157：绝缘层、158：遮光层、159：树脂层、159p：开口、162：显示部、164：电路、165：布线、166：导电层、167：导电层、169：导电层、172：fpc、173：ic、182：缓冲层、183：活性层、184：缓冲层、190：发光元件、190b：发光元件、190g：发光元件、190r
·
pd：受发光元件、190r：发光元件、191：像素电极、192：缓冲层、192b：缓冲层、192g：缓冲层、192r：缓冲层、193：发光层、193b：发光层、193g：发光层、193r：发光层、194：缓冲层、194b：缓冲层、194g：缓冲层、194r：缓冲层、200a：显示装置、200b：显示装置、201：衬底、202：手指、203：具有受光元件的层、204：具有受发光元件的层、205：功能层、207：具有发光元件的层、208：触屏笔、209：衬底、211：绝缘层、212：绝缘层、213：绝缘层、214：绝缘层、214a：绝缘层、214b：绝缘层、215：绝缘层、216：分隔壁、219a：遮光层、219b：间隔物、221：导电层、222a：导电层、222b：导电层、223：导电层、225：绝
缘层、228：区域、231：半导体层、231i：沟道形成区域、231n：低电阻区域、240：晶体管、241：晶体管、242：连接层、243：晶体管、244：连接部、245：晶体管、246：晶体管、247：晶体管、248：晶体管、249：晶体管、252：晶体管、261：接触部、262：指纹、263：拍摄范围、266：轨迹、270b：发光元件、270g：发光元件、270pd：受光元件、270r
·
pd：受发光元件、270r：发光元件、271：像素电极、273：活性层、275：公共电极、280a：显示装置、280b：显示装置、280c：显示装置、281：空穴注入层、282：空穴传输层、283：发光层、283b：发光层、283g：发光层、283r：发光层、284：电子传输层、285：电子注入层、6500：电子设备、6501：外壳、6502：显示部、6503：电源按钮、6504：按钮、6505：扬声器、6506：麦克风、6507：照相机、6508：光源、6510：保护构件、6511：显示面板、6512：光学构件、6513：触摸传感器面板、6515：fpc、6516：ic、6517：印刷电路板、6518：电池、7000：显示部、7100：电视装置、7101：外壳、7103：支架、7111：遥控操作机、7200：笔记本型个人计算机、7211：外壳、7212：键盘、7213：指向装置、7214：外部连接端口、7300：数字标牌、7301：外壳、7303：扬声器、7311：信息终端设备、7400：数字标牌、7401：柱子、7411：信息终端设备、9000：外壳、9001：显示部、9003：扬声器、9005：操作键、9006：连接端子、9007：传感器、9008：麦克风、9050：图标、9051：信息、9052：信息、9053：信息、9054：信息、9055：铰链、9101：便携式信息终端、9102：便携式信息终端、9200：便携式信息终端、9201：便携式信息终端。