显示装置及电子设备的制作方法

1.本发明的一个方式涉及一种显示装置。
2.注意，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一个例子，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、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)、电子设备及上述装置的驱动方法或制造方法。
3.注意，在本说明书等中，半导体装置是指能够利用半导体特性而工作的所有装置。晶体管、半导体电路为半导体装置的一个方式。此外，存储装置、显示装置、摄像装置、电子设备有时包括半导体装置。


背景技术：

4.近年来，显示装置被应用于各种用途。例如，作为大型显示装置的用途，可以举出家用电视装置、数字标牌、公共信息显示器(pid：public information display)等。另外，作为中小型显示装置的用途，可以举出智能手机及平板终端等的便携式信息终端。
5.作为显示装置，例如对包括发光器件的发光装置已在进行研发。利用电致发光(以下记载为el)现象的发光器件具有可进行薄型轻量化、高速响应及低电压驱动等特征。例如，专利文献1公开了具有柔性的发光装置。
6.[先行技术文献]
[0007]
[专利文献]
[0008]
[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：

[0009]
发明所要解决的技术问题
[0010]
如上所述，由于包括显示装置的电子设备能够应用于各种用途，所以被期待高功能化。例如，通过具备用户界面功能、摄像功能等，可以实现方便性更高的电子设备。将触摸面板等的输入功能用于用户界面的情况较多。
[0011]
触摸面板具有方便的功能，即可以通过使手指等身体的一部分接触面板的表面而进行操作。另一方面，如果面板位于不能物理接触的位置，则无法进行操作。此外，存在不能充分地对面板表面的卫生方面(例如尘埃、细菌或病毒的附着等)进行管理的问题。
[0012]
因此，本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有非接触式输入功能的电子设备。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有光检测功能的电子设备。另外，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。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的半导体装置等。
[0013]
注意，上述目的的记载不妨碍其他目的的存在。并且，本发明的一个方式不需要实现所有上述目的。上述目的以外的目的可以显而易见地从说明书、附图、权利要求书等的描述中看出，并且可以从该描述中抽取上述目的以外的目的。
[0014]
解决技术问题的手段
[0015]
本发明的一个方式是一种显示部包括受光器件的显示装置及包括该显示装置的电子设备。
[0016]
本发明的一个方式是一种显示部包括多个发光器件及受光器件的显示装置，当指示物体在显示部上时，具有如下功能：发光器件不照射光,使用受光器件检测被指示物体遮蔽而衰减的光并识别指示物体的指示位置的第一功能；从发光器件照射光，使用受光器件检测被指示物体反射的光并识别指示物体的指示位置的第二功能。
[0017]
显示装置可以根据在发光器件不照射光时受光器件所检测的光的强度切换第一功能和第二功能而进行工作。
[0018]
从发光器件照射的光可以是红外光。
[0019]
在第一功能中，显示装置可以将被设置有检测出第一强度以上的光的受光器件的第一区域所围绕的设置有检测出小于第一强度的光的受光器件的第二区域及其附近识别为指示物体的指示位置。
[0020]
另外，在第二功能中，显示装置可以将被设置有检测出第二强度以下的光的受光器件的第三区域所围绕的设置有检测出大于第二强度的光的受光器件的第四区域及其附近识别为指示物体的指示位置。
[0021]
受光器件优选包括光电转换层且光电转换层包含有机化合物。
[0022]
显示部包括显示器件，显示器件可以发射红色、绿色、蓝色和白色中的任意光。
[0023]
在第二功能中，优选的是，在显示器件为非发光工作时进行由受光器件进行的光的检测工作。
[0024]
显示器件及受光器件具有二极管的结构，显示器件的阴极与受光器件的阳极可以电连接。另外，显示器件的阴极与受光器件的阴极可以电连接。
[0025]
优选的是，显示器件及受光器件与多个晶体管电连接，多个晶体管中的一个以上在沟道形成区域包含金属氧化物，金属氧化物包含in、zn及m(m为al、ti、ga、ge、sn、y、zr、la、ce、nd或hf)。
[0026]
即使指示物体位于不与显示部接触的位置，也可以识别指示位置。
[0027]
本发明的其他一个方式是一种包括上述显示装置及光传感器的电子设备，该电子设备根据光传感器检测出的光的强度而切换检测指示物体的指示位置的工作。
[0028]
发明效果
[0029]
根据本发明的一个方式，可以提供一种具有非接触式输入功能的显示装置。另外，可以提供一种具有光检测功能的显示装置。另外，可以提供一种新颖的显示装置。此外，可以提供一种新颖的半导体装置等。
[0030]
注意，这些效果的记载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。
附图说明
[0031]
图1是说明电子设备的图。
[0032]
图2a及图2b是说明电子设备的图。
[0033]
图3a是说明电子设备的图，图3b是说明非显示状态(插黑)的图。
[0034]
图4a至图4d是说明显示部所获取的拍摄数据(图像)的图。
[0035]
图5是说明显示装置的图。
[0036]
图6a至图6k是说明子像素的图。
[0037]
图7a是说明显示装置的图，图7b及图7c是说明子像素的图。
[0038]
图8是说明显示装置的截面图。
[0039]
图9是说明显示装置的截面图。
[0040]
图10a至图10c是说明显示装置的截面图。
[0041]
图11a及图11b是说明显示装置的截面图。
[0042]
图12a及图12b是说明显示装置的截面图。
[0043]
图13a及图13b是说明显示装置的截面图。
[0044]
图14是说明显示装置的立体图。
[0045]
图15是说明显示装置的截面图。
[0046]
图16a及图16b是说明显示装置的截面图。
[0047]
图17a是说明显示装置的截面图，图17b是说明晶体管的截面图。
[0048]
图18是说明显示装置的截面图。
[0049]
图19a至图19d是说明像素的电路的图。
[0050]
图20是说明像素的电路的图。
[0051]
图21是说明像素的电路的图。
具体实施方式
[0052]
参照附图对实施方式进行详细说明。注意，本发明不局限于以下说明，而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。注意，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。注意，有时在不同的附图中适当地省略或改变相同构成要素的阴影。
[0053]
另外，即使在电路图上为一个要素，如果在功能上没有问题，该要素也可以使用多个要素构成。例如，有时被用作开关的多个晶体管可以串联或并联连接。此外，有时也可以对电容器进行分割并将其配置在多个位置上。
[0054]
另外，有时一个导电体具有布线、电极及端子等多个功能，在本说明书中，有时对同一要素使用多个名称。此外，即使在电路图上示出要素之间直接连接的情况，有时实际上该要素之间通过一个以上的导电体连接，本说明书中这种结构也包括在直接连接的范畴内。
[0055]
(实施方式1)
[0056]
在本实施方式中，对本发明的一个方式的显示装置进行说明。
[0057]
本发明的一个方式是一种无论接触还是非接触都能够进行输入工作的显示装置。显示装置的显示部包括显示器件(也称为显示元件)、发光器件(也称为发光元件)及受光器件(也称为受光元件)。
[0058]
显示装置具有如下第一功能：使用受光器件检测被位于显示部外部的光源照射而
被指示物体遮蔽的光并识别指示物体的指示位置。此外，显示装置具有如下第二功能：使用受光器件检测被位于显示部内部或外部的光源照射而被指示物体反射的光并识别指示物体的指示位置。
[0059]
显示装置可以根据来自显示部外部的光源所照射的光的强度切换第一功能和第二功能而进行工作。换言之，不管周围的照度如何，都可以识别位于显示部上的指示物体的指示位置。
[0060]
图1是说明包括本发明的一个方式的显示装置的电子设备30的图。
[0061]
在图1中，虽然作为电子设备30示出智能手机，但是对电子设备30所具有的功能没有特别的限制，例如除了电视装置、台式计算机或笔记型计算机、平板型计算机、用于计算机等的显示器、数字标牌、弹珠机等的大型游戏机等这些屏幕较大的电子设备之外，还可以举出数码相机、数码摄像机、数码相框、便携式游戏机、便携式信息终端及声音再生装置等。
[0062]
另外，电子设备30也可以包括传感器(该传感器具有检测如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、旋转数、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)。
[0063]
利用这些传感器可以进行本发明的一个方式的显示装置的输入功能的切换或校正等。例如，可以根据电子设备30包括的光传感器所检测出的照度的变化而对显示装置的输入方法进行切换等。另外，可以使用电子设备30所包括的倾斜传感器87(例如加速度传感器、地磁传感器、陀螺仪传感器等的组合)检测显示装置的角度及方向并进行输入的校正等。
[0064]
电子设备30可以具有各种功能。例如，可以具有如下功能：在显示部显示各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)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。
[0065]
此外，电子设备30包括显示部61、框体62、照相机63、光传感器64、电源按钮65、按钮66、扬声器67、麦克风68、光源69、倾斜传感器87等。注意，虽然在图1中示出设置多个按钮66的结构，但是不局限于此。例如，也可以采用设置一个按钮66的结构。
[0066]
在图1中，示出指示物体81位于电子设备30所包括的显示装置的显示部61和光源82之间，而指示物体81的阴影83的一部分遮住显示部61所显示的图标71的状态。注意，光源82是能够照射具有用来生成指示物体81的阴影的照度的光的光源，例如灯泡、日光灯、led、阳光及这些的反射光等，并且能够发射显示部61中的受光器件对其波长具有灵敏度的光即可。作为该光，例如可以使用可见光、红外光或包含可见光和红外光的双方的光。
[0067]
另外，指示物体为用来使对象物执行指示工作的物体，在此示出指示物体为手指的例子。作为指示物体81，还可以使用笔、触屏笔或除了手指以外的身体的一部分等能够遮光的物体。此外，该物体的表面优选可以使光反射。
[0068]
本发明的一个方式的显示装置的显示部61具有受光功能，通过该受光功能，可以检测出指示物体81的阴影83的位置及形状并识别显示部61上的指示位置。显示装置例如可以在所识别的指示位置显示指针72。使用者可以通过指针72看到指示位置并容易地进行图标71的选择等。此外，当光源82所发射的光为红外光时，由于不能看到阴影83，所以指针72的显示尤其有效。
[0069]
注意，根据显示部61、指示物体81及光源82间的位置关系阴影83不均匀，如图2a所
示，会产生浓淡。一般而言，光源82位于与显示部61和指示物体81的距离相比离得更远的位置，当光源82发射的光照射到指示物体81时，在其端部产生衍射。因此，阴影的端部变淡。另外，也可以说由于光的衍射，指示物体81的与显示部61距离近的部位的阴影变深，而距离相对较远的部位的阴影变淡。阴影83因与光源82之间的指示物体81遮光而产生，但如上述那样产生光的衍射而没有完全遮光。也就是说，可以将阴影83的部分称为照射衰减的光的部分。
[0070]
因此，可以将阴影的浓部84整体、浓部84的中心、重心或这些位置的附近作为指示位置进行识别并显示指针72。注意，有时也可以将阴影83整体作为指示位置进行识别。
[0071]
使用者可以通过移动指示物体81来操作指针72。例如，通过上下移动指示物体81并改变阴影的浓部84的面积或其浓度，可以在触摸面板上进行点按操作或保持操作。另外，如图2b所示，如果在保持操作之后移动指针72，则可以进行滑动操作。就是说，通过移动指示物体81，可以改变显示部61的显示。
[0072]
作为上述“改变显示”，可以举出通过移动指示物体81而进行切换显示部61所显示的图像或使显示装置为关闭状态的工作等，诸如启动程序、滚动画面、在显示部显示照片或视频及暂时使显示部61为关灯状态的工作等。
[0073]
另外，如图3a所示，本发明的一个方式的显示装置在显示部61具有发光功能，通过该发光功能，可以将光21照射到指示物体81，并且通过受光功能，接收所反射的光22并识别指示物体81的指示位置。与检测阴影83的位置的情况相同，可以将指针72显示在显示部61上识别出的指示位置。
[0074]
尤其是在没有能够对显示部61照射充分的光的光源的环境下，上述从显示部61发射光21并接收所反射的光22的功能也有效。例如，在夜晚的室外、虽然是室内但没有充分的照度或逆光的情况，可以使用该功能。
[0075]
光21优选为红外光。由于红外光为非可见光，所以不会妨碍显示的可见度。虽然可以使用从近红外光到远红外光的红外光，但是由于在使用远红外光的情况下热源等会成为噪声，所以优选的是使用在近红外光(波长720至2500nm)具有峰的光。
[0076]
另外，优选在显示部61为非显示状态(也称为黑色显示、插黑)的期间进行来自显示部61的红外光(光21)的照射及在显示部61的光22的受光工作。在使用有机el元件或液晶元件等的显示器件的显示方法中，为了防止余像残存，如图3b所示，在连续的帧中的每个图像(图像p1、图像p2、图像p3)之间设置非显示状态(插入全黑色显示的图像pb)的期间。
[0077]
由于显示部61所具备的受光器件对可见光及红外光具有敏感度，所以显示器件所发射的光(可见光)成为噪声。因此，优选在显示部61为非显示的期间内进行在显示部61的发光工作及受光工作。
[0078]
如上所述，由于本发明的一个方式的电子设备30使用受光器件以光学方式进行相当于触摸面板的触摸操作的工作，所以可以进行非接触的操作。因此，当显示装置31位于手触摸不到的位置时也能进行电子设备30的操作。此外，由于手指等身体的一部分不需要直接接触显示部61等，所以可以卫生地使用电子设备。
[0079]
注意，在图1至图3的说明中，用了“使用受光器件检测阴影或反射光”的表述进行了说明，但是作为实际的工作，首先从显示部61的大致整个区域获取拍摄数据。然后从该拍摄数据中抽出相当于阴影或反射光的部分的位置及形状。
[0080]
图4a及图4b是说明抽出阴影的图。图4a示出指示物体81位于显示部61之上且在其上方设置有光源82的状态。图4b示出在图4a的状态下所获取的拍摄数据。
[0081]
图4b所示的拍摄数据相当于图像。图像整体分为被指示物体81遮光的区域91和其他区域90。与区域90相比，区域91被作为较暗的区域拍摄。可以将区域91进一步分阶段地分为暗部92和明部93等。
[0082]
暗部92和明部93因上述光的衍射而生成，可以将暗部92视为阴影最深的区域(指示物体81中与显示部61最近的部位)。因此，暗部92、暗部92的中心或重心或者其附近可为指示位置。
[0083]
换言之，可以将被设置有检测出第一强度以上的光的受光器件的第一区域所围绕的设置有检测出小于第一强度的光的受光器件的第二区域及其附近识别为指示物体81的指示位置。
[0084]
在下个步骤中，可以获取相同的拍摄数据并检测暗部92的移动或面积的变化等，与按住(hold)、敲击(tap)等操作联动。注意，也可以通过检测区域91整体的移动等来进行扫动(swipe)及滚动(scroll)等操作。
[0085]
此外，如图4b所示，例如也可以将区域91或暗部92的位置校正为不同的位置(位置a)。根据显示装置相对于光源的方向及使用时的倾斜度等，有时阴影会出现在与使用者的感觉不同的位置。在这种情况下，可以使用电子设备所包括的倾斜传感器87检测显示装置的倾斜度及方向并根据该信息进行上述校正。通过上述校正，可以在位置a显示指针72从而提高使用者的操作性。
[0086]
图4c及图4d是说明抽出反射光的图。图4c示出指示物体81位于显示部61之上且显示部61中的光源发光的状态。图4d示出在图4c的状态下获取的拍摄数据。
[0087]
图4d所示的拍摄数据相当于图像。光照射指示物体81使图像整体分为接收其反射光的区域96和其他区域95。与区域95相比，区域96被作为较亮的区域拍摄。可以将区域96进一步分阶段地分为明部97和暗部98等。
[0088]
明部97、暗部98因从光源到达指示物体81的光的衰减、以及被指示物体81反射并到达受光器件的光的衰减而生成，可推测明部97为反射光最强的区域(指示物体81中与显示部61最近的部位)。因此，可以将明部97、明部97的中心或重心或者其附近设为指示位置。
[0089]
换言之，可以将被设置有检测出小于第二强度的光的受光器件的第一区域所围绕的设置有检测出大于第二强度的光的受光器件的第二区域及其附近识别为指示物体81的指示位置。
[0090]
在下个步骤中，可以获取相同的拍摄数据且检测明部97的移动或面积的变化等，与按住、敲击等操作联动。注意，也可以通过检测区域96整体的移动等来进行扫动及滚动等操作。
[0091]
此外，虽未图示，但是可以按照与图4b相同的步骤校正明部97等的位置并在该位置显示指针72。
[0092]
显示装置可以切换第一功能和第二功能，第一功能为利用遮住显示部的阴影来检测指示物体81的指示位置的功能，第二功能为利用反射光来检测指示物体81的指示位置的功能。例如，使用受光器件检测来自位于显示部外部的光源所照射的光，可以进行如下控制：当检测出预定的强度的光时，利用第一功能进行检测工作；当检测出比其小的强度的光
时，利用第二功能进行检测工作等。也可以使用电子设备所包括的光传感器进行相同的工作。
[0093]
图5是说明本发明的一个方式的显示装置的图。像素10可以包括子像素11、12、13。例如，子像素11具有发射用来进行显示的光的功能。子像素12具有发射照射指示物体的光的功能。子像素13具有检测子像素12所发射并被指示物体反射的光的功能。
[0094]
注意，在本说明书中，虽然为了方便起见将一个“像素”中进行独立工作的最小单位定义为“子像素”而进行说明，但是也可以将“像素”换成“区域”，将“子像素”换成“像素”。
[0095]
子像素11包括发射可见光的显示器件。另外，子像素12包括发射红外光的发光器件。
[0096]
作为显示器件及发光器件，优选使用oled(organic light emitting diode)或qled(quantum-dot light emitting diode)等el元件。作为el元件所包含的发光物质，可以举出：发射荧光的物质(蛍光材料)、发射磷光的物质(磷光材料)、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)、无机化合物(量子点材料等)等。此外，作为发光器件，也可以使用micro led(light emitting diode)等led。
[0097]
子像素13包括对可见光及红外光具有灵敏度的受光器件。可以将检测入射的光并产生电荷的光电转换元件用于受光器件。受光器件根据入射的光量决定产生的电荷量。作为受光器件，例如可以使用pn型或pin型的光电二极管。
[0098]
作为受光器件，优选使用在光电转换层包含有机化合物的有机光电二极管。有机光电二极管容易进行薄型化、轻量化及大面积化。另外，由于形状及设计的自由度较高，所以可以适用于各种显示装置。此外，可以将使用结晶硅(单晶硅、多晶硅、微晶硅等)的光电二极管用于受光器件。
[0099]
在本发明的一个方式中，作为发光器件使用有机el元件，作为受光器件使用有机光电二极管。有机光电二极管中可以以与有机el元件相同的结构形成的层很多。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器件。例如，也可以分别形成受光器件的光电转换层及发光器件的发光层，而其他层则是受光器件和发光器件共同使用。
[0100]
电路15及电路16是用来驱动子像素11、12的驱动电路。电路15可以用作源极驱动器，电路16可以用作栅极驱动器。例如作为电路15及电路16，可以使用移位寄存器电路等。
[0101]
另外，也可以将子像素11、12的驱动电路分开。由于子像素12的主要功能为对指示物体81照射光，所以也可以在像素阵列14内的所有子像素12发射相同亮度的光。因此，作为相当于源极驱动器及栅极驱动器的电路也可以不使用高功能的时序电路等而使用简化的电路。
[0102]
电路17及电路18是用来驱动子像素13的驱动电路。电路17可以用作列驱动器，电路18可以用作行驱动器。例如作为电路17及电路18，可以使用移位寄存器电路或译码器电路等。
[0103]
电路19是子像素13所输出的数据的读出电路。例如，电路19包括a/d转换电路并具有将从子像素13输出的模拟数据转换为数字数据的功能。此外，电路19也可以包括对输出数据进行相关双采样处理的cds电路。
[0104]
子像素12及子像素13可以用作输入界面。子像素13可以接收从外部的光源发射的可见光、红外光或包含可见光及红外光的光。另外，可以从子像素12发射红外光并使用子像素13接收靠近显示装置的指示物体的反射光。因此，通过设置子像素13所检测的光的受光量的阈值，可以将其用作传感器开关。由此，能够以非接触的方式实现与触摸传感器相同的功能。此外，可以以接触或非接触的方式进行指针等的工作。
[0105]
另外，可以使用受光器件获取指纹、掌纹或虹膜等的拍摄数据。就是说，可以对显示装置附加生物识别功能。注意，也可以使指示物体与显示装置接触从而获取拍摄数据。
[0106]
此外，可以使用受光器件获取使用者的表情、眼球运动或瞳孔直径的变化等的拍摄数据。通过分析该图像数据，可以获取使用者的身心信息。可以根据使用者的身心状态进行工作，例如根据上述信息改变显示装置所输出的显示和声音中的一方或双方等。这些工作对例如vr(virtual reality：虚拟现实)用设备、ar(augmented reality：增强现实)用设备或mr(mixed reality:混合现实)用设备有效。
[0107]
图6a至图6g是说明像素10内的子像素的布局的例子。如图6a及图6b所示，可以在水平方向(栅极线延伸的方向)上排列各子像素。另外，如图5、图6c及图6d所示，也可以在水平方向及垂直方向(源极线延伸的方向)上排列各子像素。
[0108]
此外，如图6e及图6f所示，一个像素10也可以不包括子像素13或子像素12。在这种情况下，例如，如图6h所示，可以将图6e所示的像素10和图6f所示的像素10交替排列。再者，也可以使用图6g所示的仅由子像素11所构成的像素10。在这种情况下，如图6i所示，在图6e所示的像素10和图6f所示的像素10之间可以包括多个图6g所示的像素10。在图6h或图6i所示的配置中，由于可以使子像素11的总数多于子像素12及子像素13的总数，所以可以提高显示品质。
[0109]
另一方面，在使用图6e至图6g所示的像素10时，由于用来照射指示物体的光源及受光器件变少，所以有时检测指示物体的灵敏度下降。因此，根据目的考虑子像素的结构及配置即可。注意，在图6h或图6i所示的配置中，图6e所示的像素10和图6f所示的像素10的数量也可以不同。
[0110]
子像素11除了发射单色光以外，还可以是图6j及图6k所示的发射不同颜色的子像素的集合。图6j是示出子像素11由包括发射红色的发光器件的子像素11r、包括发射绿色的发光器件的子像素11g及包括发射蓝色的发光器件的子像素11b所构成的例子的图。通过使用具有该结构的子像素11，可以进行彩色显示。
[0111]
再者，如图6k所示，也可以设置包括发射白色的发光器件的子像素11w。由子像素11w可以单独发射白色光，所以在白色或接近白色的显示中能够抑制其他颜色的子像素的发光亮度。因此，可以以低功耗进行显示。
[0112]
另外，如图7a所示，也可以将子像素11及子像素13作为像素10的基本结构来构成显示装置。在这种情况下，将用来照射指示物体的光源12e设置在像素阵列14(显示部)的外侧。作为光源12e，可以使用发射高亮度的近红外光的led等。由于光源12e设置在像素阵列14的外侧，所以也可以以与显示装置不同的控制进行点亮。此外，如图7b及图7c中的配置例子所示，不需要子像素12且可以增加子像素13的数量，因此可以提高检测指示物体的灵敏度。
[0113]
注意，图7a所示的光源12e的配置位置及数量只是一个例子，不局限于此。光源12e
可以是包括本发明的一个方式的显示装置的设备的构成要素之一。另外，光源12e与包括本发明的一个方式的显示装置的设备也可以是不同的设备。例如，作为光源12e，可以使用图1所示的电子设备30所包括的光源69。
[0114]
注意，像素及子像素的结构不局限于上述结构，也可以采用各种各样的配置形态。
[0115]
接着，对本发明的一个方式的显示装置的更具体的例子进行说明。
[0116]
图8及图9示出本发明的一个方式的显示装置50a的截面示意图。图8示出显示装置50a所发射的光21照射到指示物体81而显示装置50a接收反射的光22的形态。此外，图9示出显示装置50a接收由光源82所发射并被指示物体81遮挡而衰减的光23的形态。
[0117]
显示装置50a包括受光器件110、发光器件190及显示器件180。受光器件110相当于子像素13所包括的有机光电二极管。发光器件190相当于子像素12所包括的有机el元件(发射红外光)。显示器件180相当于子像素11所包括的有机el元件(发射可见光)。
[0118]
子像素11所包括的有机el元件(显示器件180)及子像素12所包括的有机el元件(发光器件190)除了发光层以外可以采用相同的结构。因此，在此详细说明发光器件190而省略显示器件180的说明。
[0119]
受光器件110包括像素电极111、公共层112、光电转换层113、公共层114及公共电极115。发光器件190包括像素电极191、公共层112、发光层193、公共层114及公共电极115。另外，显示器件180包括与发光层193不同的发光层183。
[0120]
像素电极111、像素电极191、公共层112、光电转换层113、发光层193、公共层114及公共电极115均既可具有单层结构又可具有叠层结构。
[0121]
像素电极111及像素电极191位于绝缘层214上。像素电极111及像素电极191可以使用同一材料及同一工序形成。
[0122]
公共层112位于像素电极111上及像素电极191上。公共层112是受光器件110与发光器件190共同使用的层。
[0123]
光电转换层113具有隔着公共层112与像素电极111重叠的区域。发光层193具有隔着公共层112与像素电极191重叠的区域。光电转换层113包含第一有机化合物。发光层193包含与第一有机化合物不同的第二有机化合物。
[0124]
公共层114位于公共层112上、光电转换层113上及发光层193上。公共层114是受光器件110与发光器件190共同使用的层。
[0125]
公共电极115具有隔着公共层112、光电转换层113及公共层114与像素电极111重叠的区域。此外，公共电极115具有隔着公共层112、发光层193及公共层114与像素电极191重叠的区域。公共电极115是受光器件110与发光器件190共同使用的层。
[0126]
在本实施方式的显示装置中，受光器件110的光电转换层113使用有机化合物。受光器件110的光电转换层113以外的层可以采用与发光器件190(有机el元件)相同的结构。由此，只要在发光器件190的制造工序中追加形成光电转换层113的工序，就可以在形成发光器件190的同时形成受光器件110。此外，发光器件190与受光器件110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器件110。
[0127]
在显示装置50a中，只有受光器件110的光电转换层113及发光器件190的发光层193是分别形成的，而受光器件110与发光器件190的结构的其他部分是共同的。但是，受光器件110及发光器件190的结构不局限于此。除了光电转换层113及发光层193以外，受光器
件110及发光器件190还可以具有其他分别形成的层(参照后述的显示装置50c、显示装置50d及显示装置50e)。受光器件110与发光器件190优选共同使用一层以上的层(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器件110。
[0128]
显示装置50a在一对衬底(衬底151及衬底152)之间包括受光器件110、发光器件190、晶体管41及晶体管42等。
[0129]
在受光器件110中，位于像素电极111与公共电极115之间的公共层112、光电转换层113及公共层114各自可以被称为有机层(包含有机化合物的层)。像素电极111优选具有反射可见光及红外光的功能。公共电极115具有透射可见光及红外光的功能。
[0130]
受光器件110具有检测光的功能。具体而言，受光器件110是将入射的光22(可见光、红外光或者包含可见光和红外光双方的光)转换为电信号的光电转换元件。
[0131]
衬底152的衬底151一侧的表面设置有遮光层148。遮光层148在与受光器件110重叠的位置及与发光器件190重叠的位置具有开口部。通过设置遮光层148，可以控制受光器件110检测光的范围。
[0132]
作为遮光层148，可以使用遮挡发光器件190所发射的光的材料。遮光层148优选吸收可见光及红外光。作为遮光层148，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。遮光层148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。
[0133]
另外，在遮光层148的与受光器件110重叠的位置上设置的开口部中，也可以设置遮蔽比可见光位于短波长一侧的光的滤光片149。作为滤光片149，例如可以使用遮蔽比可见光位于短波长一侧的光(紫外光)的长通滤光片等。作为遮蔽紫外光的滤光片，除了树脂膜等，可以使用无机绝缘膜。通过设置滤光片149，可以抑制入射到受光器件110的紫外光并以低噪声检测可见光及红外光。
[0134]
注意，如图10a所示，也可以将滤光片149和受光器件110层叠地设置。
[0135]
此外，如图10b所示，滤光片149也可以为透镜型的形状。透镜型的滤光片149为在衬底151一侧具有凸面的凸透镜。注意，也可以以使衬底152一侧为凸面的方式配置。
[0136]
在将遮光层148和透镜型的滤光片149的双方形成在衬底152的同一面上的情况下，对它们的形成顺序没有限制。虽然在图10b中示出先形成透镜型的滤光片149的例子，但是也可以先形成遮光层148。在图10b中，透镜型的滤光片149的端部被遮光层148覆盖。
[0137]
图10b示出光22通过透镜型的滤光片149入射到受光器件110的结构。通过使滤光片149为透镜型，可以缩小受光器件110的拍摄范围并抑制与相邻的受光器件110拍摄范围重叠。由此，可以拍摄模糊少的清晰图像。另外，通过使滤光片149为透镜型，可以扩大受光器件110上的遮光层148的开口。由此，可以增大入射到受光器件110的光量并提高光的检测灵敏度。
[0138]
可以在衬底152上或受光器件110上直接形成透镜型的滤光片149。或者，又可将另外制作的微透镜阵列等贴合在衬底152上。
[0139]
此外，如图10c所示，也可以不设置滤光片149。在受光器件110的特性中，在对紫外光没有灵敏度或者可见光及红外光的灵敏度比紫外光的灵敏度足够高的情况下，可以省略滤光片149。在此情况下，也可以重叠地设置与图10b所示的透镜型的滤光片149相同形状的透镜和受光器件110。
[0140]
在此，如图8所示，受光器件110可以检测出来自发光器件190的光21中的被手指等的指示物体81所反射的光22。但是，有时来自发光器件190的光的一部分在显示装置50a内被反射而以不经指示物体81的方式入射到受光器件110。
[0141]
遮光层148可以减少这种杂散光的影响。例如，在没有设置遮光层148的情况下，有时发光器件190所发射的光23a被衬底152等反射，由此反射光23b入射到受光器件110。通过设置遮光层148，可以抑制反射光23b入射到受光器件110。由此，可以减少噪声来提高受光器件110的光检测精度。
[0142]
在发光器件190中，位于像素电极191与公共电极115之间的公共层112、发光层193及公共层114各自可以被称为el层。像素电极191优选具有至少反射红外光的功能。
[0143]
发光器件190具有发射红外光的功能。具体而言，发光器件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21的电致发光器件。
[0144]
像素电极111隔着设置在绝缘层214中的开口电连接到晶体管41的源极或漏极。像素电极111的端部被分隔壁216覆盖。
[0145]
像素电极191隔着设置在绝缘层214中的开口电连接到晶体管42的源极或漏极。像素电极191的端部被分隔壁216覆盖。晶体管42具有控制发光器件190的驱动的功能。
[0146]
晶体管41及晶体管42接触于同一层(图8中的衬底151)上。
[0147]
电连接于受光器件110的电路中的至少一部分优选使用与电连接于发光器件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。
[0148]
受光器件110及发光器件190优选被保护层195覆盖。图8示出保护层195设置在公共电极115上并与该公共电极115接触的例子。通过设置保护层195，可以抑制水等杂质混入受光器件110及发光器件190，由此可以提高受光器件110及发光器件190的可靠性。此外，使用粘合层142贴合保护层195和衬底152。
[0149]
此外，如图11a所示，受光器件110及发光器件190上也可以不设有保护层195。在此情况下，使用粘合层142贴合公共电极115和衬底152。
[0150]
此外，如图11b所示，也可以不设置遮光层148。由此，可以增大发光器件190对外部发射的光量及受光器件110的受光量，因此可以检测灵敏度。
[0151]
此外，本发明的一个方式的显示装置也可以是图12a所示的显示装置50b的结构。显示装置50b与显示装置50a的不同之处在于：包括衬底153、衬底154、粘合层155、绝缘层212及分隔壁217，而不包括衬底151、衬底152及分隔壁216。
[0152]
衬底153和绝缘层212由粘合层155贴合。衬底154和保护层195由粘合层142贴合。
[0153]
显示装置50b将形成在制造衬底上的绝缘层212、晶体管41、晶体管42、受光器件110及发光器件190等转置在衬底153上而形成。衬底153和衬底154优选具有柔性。由此，可以使显示装置50b具有柔性。例如，衬底153和衬底154优选使用树脂。
[0154]
作为衬底153及衬底154，可以使用如下材料：聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)或聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)等聚酯树脂、聚丙烯腈树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚碳酸酯(pc)树脂、聚醚砜(pes)树脂、聚酰胺树脂(尼龙、芳族聚酰胺等)、聚硅氧烷树脂、环烯烃树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏二氯乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚四氟乙烯(ptfe)树脂、abs树脂以及纤维素纳米纤维等。
衬底153和衬底154中的一方或双方也可以使用其厚度为具有柔性程度的玻璃。
[0155]
本实施方式的显示装置所具有的衬底可以使用光学各向同性高的薄膜。作为光学各向同性高的薄膜，可以举出三乙酸纤维素(tac，也被称为三醋酸纤维素)薄膜、环烯烃聚合物(cop)薄膜、环烯烃共聚物(coc)薄膜及丙烯酸树脂薄膜等。
[0156]
分隔壁217优选可以吸收发光器件190所发射的光。作为分隔壁217，例如可以使用包含颜料或染料的树脂材料等形成。
[0157]
发光器件190所发射的光23c的一部分有时被衬底152及分隔壁217反射。反射光23d入射到受光器件110。此外，光23c有时透过分隔壁217被晶体管或布线等反射，使得反射光入射到受光器件110。通过由分隔壁217吸收光23c，可以抑制反射光23d入射到受光器件110。由此，可以减少噪声来提高受光器件110的光检测灵敏度。
[0158]
分隔壁217优选至少吸收受光器件110能够检测出的波长的光。例如，在受光器件110检测出发光器件190所发射的红外光的情况下，分隔壁217优选可以至少吸收红外光，进一步吸收可见光。
[0159]
在上文中，说明了发光器件和受光器件具有两个公共层的例子，但是不局限于此。下面说明公共层的结构不同的例子。
[0160]
图12b示出显示装置50c的截面示意图。显示装置50c与显示装置50a的不同之处在于：包括缓冲层184及缓冲层194，而不包括公共层114。缓冲层184及缓冲层194既可具有单层结构又可具有叠层结构。
[0161]
在显示装置50c中，受光器件110包括像素电极111、公共层112、光电转换层113、缓冲层184及公共电极115。此外，在显示装置50c中，发光器件190包括像素电极191、公共层112、发光层193、缓冲层194及公共电极115。
[0162]
在显示装置50c中，示出分别形成公共电极115与光电转换层113之间的缓冲层184及公共电极115与发光层193之间的缓冲层194的例子。作为缓冲层184及缓冲层194，例如，可以形成电子注入层和电子传输层中的一方或双方。
[0163]
图13a示出显示装置50d的截面示意图。显示装置50d与显示装置50a的不同之处在于：包括缓冲层182及缓冲层192，而不包括公共层112。缓冲层182及缓冲层192既可具有单层结构又可具有叠层结构。
[0164]
在显示装置50d中，受光器件110包括像素电极111、缓冲层182、光电转换层113、公共层114及公共电极115。此外，在显示装置50d中，发光器件190包括像素电极191、缓冲层192、发光层193、公共层114及公共电极115。
[0165]
在显示装置50d中，示出分别形成像素电极111与光电转换层113之间的缓冲层182及像素电极191与发光层193之间的缓冲层192的例子。作为缓冲层182及缓冲层192的例子，例如，可以形成空穴注入层和空穴传输层中的一方或双方。
[0166]
图13b示出显示装置50e的截面示意图。显示装置50e与显示装置50a的不同之处在于：包括缓冲层182、缓冲层184、缓冲层192及缓冲层194，而不包括公共层112及公共层114。
[0167]
在显示装置50e中，受光器件110包括像素电极111、缓冲层182、光电转换层113、缓冲层184及公共电极115。此外，在显示装置50e中，发光器件190包括像素电极191、缓冲层192、发光层193、缓冲层194及公共电极115。
[0168]
在受光器件110及发光器件190的制造工序中，不但可以分别形成光电转换层113
及发光层193，而且还可以分别形成其他层。
[0169]
在显示装置50e中，示出受光器件110和发光器件190在一对电极(像素电极111或像素电极191与公共电极115)之间没有公共层的例子。在显示装置50e所包括的受光器件110及发光器件190的制造工序中，首先在绝缘层214上使用相同的材料及相同的工序形成像素电极111和像素电极191。然后，在像素电极111上形成缓冲层182、光电转换层113及缓冲层184，在像素电极191上形成缓冲层192、发光层193及缓冲层194，以覆盖缓冲层184及缓冲层194等的方式形成公共电极115。
[0170]
对缓冲层182、光电转换层113及缓冲层184的叠层结构、缓冲层192、发光层193及缓冲层194的叠层结构的形成顺序没有特别的限制。例如，也可以在形成缓冲层182、光电转换层113及缓冲层184之后，形成缓冲层192、发光层193及缓冲层194。与此相反，也可以在形成缓冲层182、光电转换层113及缓冲层184之前，形成缓冲层192、发光层193及缓冲层194。此外，也可以按照缓冲层182、缓冲层192、光电转换层113、发光层193等的顺序交替形成。
[0171]
以下说明本发明的一个方式的显示装置的更具体的结构例子。
[0172]
图14示出显示装置100a的立体图。显示装置100a具有贴合衬底151与衬底152的结构。在图14中，以虚线表示衬底152。
[0173]
显示装置100a包括显示部162、电路164a、电路164b、布线165a及布线165b等。图14示出在显示装置100a中安装有ic(集成电路)173a、fpc172a、ic173b及fpc172b的例子。因此，也可以将图14所示的结构称为包括显示装置100a、ic及fpc的显示模块。
[0174]
作为电路164a，可以使用用来进行显示的栅极驱动器。作为电路164b，可以使用用来进行拍摄(光检测)的行驱动器。
[0175]
布线165a具有对子像素11、12及电路164a供应信号及电力的功能。该信号及电力从外部经由fpc172a或者从ic173a输入到布线165a。
[0176]
另外，布线165b具有对子像素12及电路164b供应信号及电力的功能。该信号及电力从外部经由fpc172b或者从ic173b输入到布线165b。
[0177]
虽然图14示出以cog(chip on glass：玻璃覆晶封装)方式在衬底151上设置ic173a、173b的例子，但是也可以使用tcp(tape carrier package：带载封装)方式或cof(chip on film：覆晶薄膜封装)方式等。例如，可以将具有作为与子像素11、12连接的源极驱动器的功能的ic用作ic173a。此外，例如可以将具有作为与子像素12连接的列驱动器及a/d转换器的功能的ic用作ic173b。
[0178]
注意，上述驱动电路也可以与构成像素电路的晶体管等同样地设置在衬底151上。
[0179]
图15示出图14所示的显示装置100a中包括fpc172a的区域的一部分、包括电路164a的区域的一部分、包括显示部162的区域的一部分及包括端部的区域的一部分的截面的一个例子。
[0180]
图15所示的显示装置100a在衬底151和衬底152之间包括晶体管201、晶体管205、晶体管206、发光器件190及受光器件110等。
[0181]
衬底152及绝缘层214通过粘合层142粘合。作为对发光器件190及受光器件110的密封，可以采用固体密封结构或中空密封结构等。由衬底152、粘合层142及绝缘层214围绕的空间143填充有惰性气体(氮或氩等)，采用中空密封结构。粘合层142也可以与发光器件190重叠。此外，由衬底152、粘合层142及绝缘层214围绕的区域也可以填充有与粘合层142
不同的树脂。
[0182]
发光器件190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193、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206所包括的导电层222b连接。晶体管206具有控制发光器件190的驱动的功能。分隔壁216覆盖像素电极191的端部。
[0183]
受光器件110具有从绝缘层214一侧依次层叠有像素电极111、公共层112、光电转换层113、公共层114及公共电极115的叠层结构。像素电极111通过形成在绝缘层214中的开口与晶体管205所包括的导电层222b电连接。分隔壁216覆盖像素电极111的端部。
[0184]
发光器件190所发射的光射出到衬底152一侧。此外，受光器件110通过衬底152及空间143接收光。衬底152优选使用对可见光及红外光的透过性高的材料。
[0185]
像素电极111及像素电极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用于受光器件110和发光器件190的双方。除了光电转换层113及发光层193以外，受光器件110和发光器件190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100a内设置受光器件110。
[0186]
衬底152的衬底151一侧的表面设置有遮光层148。遮光层148在与受光器件110重叠的位置及与发光器件190重叠的位置具有开口。此外，与受光器件110重叠的位置设置有遮蔽紫外光的滤光片149。注意，也可以不设置滤光片149。
[0187]
晶体管201、晶体管205及晶体管206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。
[0188]
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，既可以为一个，又可以为两个以上。
[0189]
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层。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。
[0190]
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、氧化铝膜或氮化铝膜等无机绝缘膜。此外，也可以使用氧化铪膜、氧化钇膜、氧化锆膜、氧化镓膜、氧化钽膜、氧化镁膜、氧化镧膜、氧化铈膜或氧化钕膜。此外，也可以层叠上述绝缘膜中的两个以上。
[0191]
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。
[0192]
这里，有机绝缘膜的杂质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100a的端部附近包括开口。由此，可以抑制从显示装置100a的端部通过有机绝缘膜扩散杂质。此外，也可以以其端部位于显示装置100a的端部的内侧的方式形成有机绝缘膜，以使有机绝缘膜不暴露于显示装置100a的端部。
[0193]
在图15所示的区域228中，在绝缘层214中形成有开口。由此，即使在作为绝缘层
214使用有机绝缘膜的情况下，也可以抑制杂质从外部通过绝缘层214扩散到显示部162。由此，可以提高显示装置100a的可靠性。
[0194]
晶体管201、晶体管205及晶体管206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，对通过同一导电膜进行加工而得到的多个层附有相同的阴影线。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。
[0195]
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有栅极。
[0196]
作为晶体管201、晶体管205及晶体管206，采用两个栅极夹着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，也可以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。
[0197]
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、单晶半导体或者单晶半导体以外的具有结晶性的半导体(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)。当使用单晶半导体或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。
[0198]
晶体管的半导体层优选包含金属氧化物(也称为氧化物半导体)。此外，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。
[0199]
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、钨及镁中的一种或多种)和锌。尤其是，m优选为选自铝、镓、钇及锡中的一种或多种。
[0200]
尤其是，作为半导体层，优选使用包含铟(in)、镓(ga)及锌(zn)的氧化物(也记载为igzo)。
[0201]
当利用溅射法形成in-m-zn氧化物膜时，溅射靶材中的in的原子数比优选为m的原子数比以上。作为这种溅射靶材的金属元素的原子数比，可以举出in：m：zn＝1：1：1、in：m：zn＝1：1：1.2、in：m：zn＝2：1：3、in：m：zn＝3：1：2、in：m：zn＝4：2：3、in：m：zn＝4：2：4.1、in：m：zn＝5：1：6、in：m：zn＝5：1：7、in：m：zn＝5：1：8、in：m：zn＝6：1：6、in：m：zn＝5：2：5等。
[0202]
作为溅射靶材优选使用含有多晶氧化物的靶材，由此可以易于形成具有结晶性的半导体层。注意，所形成的半导体层的原子数比包含上述溅射靶材中的金属元素的原子数比的
±
40％范围的变动。例如，在被用于半导体层的溅射靶材的组成为in:ga:zn＝4:2:4.1[原子数比]时，所形成的半导体层的组成有时为in:ga:zn＝4:2:3[原子数比]附近。
[0203]
当记载为原子数比为in：ga：zn＝4：2：3或其附近时，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。
[0204]
电路164a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164a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的不同的结构。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的结构。
[0205]
衬底151与衬底152不重叠的区域中设置有连接部204。在连接部204中，布线165通过导电层166及连接层242与fpc172a电连接。在连接部204的顶面上露出对与像素电极191相同的导电膜进行加工而获得的导电层166。因此，通过连接层242可以使连接部204与fpc172a电连接。
[0206]
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、抑制随着使用而导致的损伤的硬涂膜、冲击吸收层等。
[0207]
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。
[0208]
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。
[0209]
作为连接层242，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。
[0210]
发光器件190具有顶部发射结构、底部发射结构或双面发射结构等。在本发明的一个方式中，虽然优选采用顶部发射结构，但是通过使发光器件190的光的发射面和受光器件110的光的入射面为同一方向，也可以采用其他结构。
[0211]
发光器件190至少包括发光层193。作为发光层193以外的层，发光器件190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。例如，公共层112优选具有空穴注入层和空穴传输层中的一方或双方。例如，公共层114优选具有电子传输层和电子注入层中的一方或双方。
[0212]
公共层112、发光层193及公共层114可以使用低分子化合物或高分子化合物，还可以包含无机化合物。构成公共层112、发光层193及公共层114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。
[0213]
发光层193作为发光材料也可以包含量子点等无机化合物。
[0214]
受光器件110的光电转换层113包含半导体。作为该半导体，可以使用硅等无机半导体或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光电转换层113包含的半导体的例子。通过使用有机半导体，可以以同一方法(例如真空蒸镀法)形成发光器件190的发光层193和受光器件110的光电转换层113，并可以共同使用制造设备，所以是优选的。
[0215]
作为光电转换层113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)或其衍生物等具有电子接受性的有机半导体材料。此外，作为光电转换层113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)等具有电子供给性的有机半导体材料。
[0216]
例如，可以共蒸镀n型半导体和p型半导体形成光电转换层113。
[0217]
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。
[0218]
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，还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、显示元件所包括的导电层(被用作像素电极或公共电极的导电层)。
[0219]
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、无机绝缘材料诸如氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅或氧化铝等。
[0220]
图16a示出显示装置100b的截面图。显示装置100b与显示装置100a的不同之处主要在于包括保护层195。
[0221]
通过设置覆盖受光器件110及发光器件190的保护层195，可以抑制水等杂质扩散到受光器件110及发光器件190，由此可以提高受光器件110及发光器件190的可靠性。
[0222]
在显示装置100b的端部附近的区域228中，优选绝缘层215与保护层195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195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扩散到显示部162。因此，可以提高显示装置100b的可靠性。
[0223]
图16b示出保护层195具有三层结构的例子。保护层195包括公共电极115上的无机绝缘层195a、无机绝缘层195a上的有机绝缘层195b及有机绝缘层195b上的无机绝缘层195c。
[0224]
无机绝缘层195a的端部及无机绝缘层195c的端部延伸到有机绝缘层195b的端部的外侧，并且它们彼此接触。此外，无机绝缘层195a通过绝缘层214(有机绝缘层)的开口与绝缘层215(无机绝缘层)接触。由此，可以使用绝缘层215及保护层195包围受光器件110及发光器件190，可以提高受光器件110及发光器件190的可靠性。
[0225]
像这样，保护层195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。
[0226]
此外，在显示装置100b中，保护层195和衬底152通过粘合层142贴合。粘合层142与受光器件110及发光器件190重叠，显示装置100b采用固体密封结构。
[0227]
图17a示出显示装置100c的截面图。显示装置100c与显示装置100b的主要不同之处在于晶体管的结构不同以及不包括遮光层148。
[0228]
显示装置100c在衬底151上包括晶体管208、晶体管209及晶体管210。
[0229]
晶体管208、晶体管209及晶体管210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。
[0230]
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。导电层222a及导电层222b中的一个用作源极，另一个用作漏极。
[0231]
发光器件190的像素电极191通过导电层222b与晶体管208的一对低电阻区域231n中的一个电连接。
[0232]
受光器件110的像素电极111通过导电层222b与晶体管209的一对低电阻区域231n中的另一个电连接。
[0233]
图17a示出绝缘层225覆盖半导体层的顶面及侧面的例子。图17b示出绝缘层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重叠的例子。例如，通过以导电层223为掩模加工绝缘层225，可以形成图17b所示的结构。在图17b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，还可以设置有覆盖晶体管的绝缘层218。
[0234]
图18示出显示装置100d的截面图。显示装置100d与显示装置100c的主要不同之处在于衬底的结构。
[0235]
显示装置100d包括衬底153、衬底154、粘合层155及绝缘层212而不包括衬底151及衬底152。
[0236]
衬底153和绝缘层212由粘合层155贴合。衬底154和保护层195由粘合层142贴合。
[0237]
显示装置100d将形成在制造衬底上的绝缘层212、晶体管208、晶体管209、受光器件110及发光器件190等转置在衬底153上而形成。衬底153和衬底154优选具有柔性。由此，可以使显示装置100d具有柔性。
[0238]
作为绝缘层212，可以使用可以用于绝缘层211、绝缘层213及绝缘层215的无机绝缘膜。或者，作为绝缘层212，也可以采用有机绝缘膜和无机绝缘膜的叠层膜。此时，晶体管209一侧的膜优选为无机绝缘膜。
[0239]
以上是对显示装置的结构例子的说明。
[0240]
本实施方式的显示装置在显示部包括受光器件及发光器件，该显示部具有显示图像的功能及检测光的功能的双方。由此，与传感器设置在显示部的外部或显示装置的外部的情况相比，可以实现电子设备的小型化及轻量化。此外，也可以与设置在显示部的外部或显示装置的外部的传感器组合来实现更多功能的电子设备。
[0241]
受光器件的光电转换层以外的至少一个层可以与发光器件(el元件)相同。此外，受光器件的光电转换层以外的所有层也可以与发光器件(el元件)相同。例如，只要对发光器件的制造工序追加形成光电转换层的工序，就可以在同一衬底上形成发光器件及受光器件。此外，受光器件及发光器件可以使用同一材料及同一工序形成像素电极及公共电极。此外，通过使用同一材料及同一工序制造电连接于受光器件的电路及电连接于发光器件的电路，可以简化显示装置的制造工序。由此，可以在不经复杂的工序的情况下制造内置有受光
器件且方便性高的显示装置。
[0242]
以下，对可用于晶体管的半导体层的金属氧化物进行说明。
[0243]
在本说明书等中，有时将包含氮的金属氧化物也统称为金属氧化物(metal oxide)。此外，也可以将包含氮的金属氧化物称为金属氧氮化物(metal oxynitride)。例如，也可以将锌氧氮化物(znon)等含有氮的金属氧化物用于半导体层。
[0244]
在本说明书等中，有时记载为caac(c-axis aligned crystal)或cac(cloud-aligned composite)。caac是指结晶结构的一个例子，cac是指功能或材料构成的一个例子。
[0245]
例如，作为半导体层，可以使用cac(cloud-aligned composite)-os(oxide semiconductor)。
[0246]
cac-os或cac-metal oxide在材料的一部分中具有导电性的功能，在材料的另一部分中具有绝缘性的功能，作为材料的整个部分具有半导体的功能。此外，在将cac-os或cac-metal oxide用于晶体管的半导体层的情况下，导电性的功能是使被用作载流子的电子(或空穴)流过的功能，绝缘性的功能是不使被用作载流子的电子流过的功能。通过导电性的功能和绝缘性的功能的互补作用，可以使cac-os或cac-metal oxide具有开关功能(开启/关闭的功能)。通过在cac-os或cac-metal oxide中使各功能分离，可以最大限度地提高各功能。
[0247]
此外，cac-os或cac-metal oxide包括导电性区域及绝缘性区域。导电性区域具有上述导电性的功能，绝缘性区域具有上述绝缘性的功能。此外，在材料中，导电性区域和绝缘性区域有时以纳米粒子级分离。此外，导电性区域和绝缘性区域有时在材料中不均匀地分布。此外，有时观察到其边缘模糊而以云状连接的导电性区域。
[0248]
此外，在cac-os或cac-metal oxide中，导电性区域和绝缘性区域有时以0.5nm以上且10nm以下，优选为0.5nm以上且3nm以下的尺寸分散在材料中。
[0249]
此外，cac-os或cac-metal oxide由具有不同带隙的成分构成。例如，cac-os或cac-metal oxide由具有起因于绝缘性区域的宽隙的成分及具有起因于导电性区域的窄隙的成分构成。在该构成中，当使载流子流过时，载流子主要在具有窄隙的成分中流过。此外，具有窄隙的成分通过与具有宽隙的成分互补作用，与具有窄隙的成分联动而使载流子流过具有宽隙的成分。因此，在将上述cac-os或cac-metal oxide用于晶体管的沟道形成区域时，在晶体管的导通状态中可以得到高电流驱动力，即大通态电流及高场效应迁移率。
[0250]
就是说，也可以将cac-os或cac-metal oxide称为基质复合材料(matrix composite)或金属基质复合材料(metal matrix composite)。
[0251]
氧化物半导体(金属氧化物)被分为单晶氧化物半导体和非单晶氧化物半导体。作为非单晶氧化物半导体例如有caac-os(c-axis aligned crystalline oxide semiconductor)、多晶氧化物半导体、nc-os(nanocrystalline oxide semiconductor)、a-like os(amorphous-like oxide semiconductor)及非晶氧化物半导体等。
[0252]
caac-os具有c轴取向性，其多个纳米晶在a-b面方向上连结而结晶结构具有畸变。注意，畸变是指在多个纳米晶连结的区域中晶格排列一致的区域与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。
[0253]
虽然纳米晶基本上是六角形，但是并不局限于正六角形，有不是正六角形的情况。
此外，在畸变中有时具有五角形或七角形等晶格排列。此外，在caac-os中，即使在畸变附近也难以观察到明确的晶界(grain boundary)。就是说，可知由于晶格排列畸变，可抑制晶界的形成。这是由于caac-os因为a-b面方向上的氧原子排列的低密度或因金属元素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。
[0254]
caac-os有具有层状结晶结构(也称为层状结构)的倾向，在该层状结晶结构中层叠有包含铟及氧的层(下面称为in层)和包含元素m、锌及氧的层(下面称为(m,zn)层)。此外，铟和元素m彼此可以取代，在用铟取代(m,zn)层中的元素m的情况下，也可以将该层表示为(in,m,zn)层。此外，在用元素m取代in层中的铟的情况下，也可以将该层表示为(in,m)层。
[0255]
caac-os是结晶性高的金属氧化物。另一方面，在caac-os中不容易观察明确的晶界，因此不容易发生起因于晶界的电子迁移率的下降。此外，金属氧化物的结晶性有时因杂质的进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(也称为vo(oxygen vacancy))等)少的金属氧化物。因此，包含caac-os的金属氧化物的物理性质稳定。因此，包含caac-os的金属氧化物具有高耐热性及高可靠性。
[0256]
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。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。
[0257]
此外，在包含铟、镓和锌的金属氧化物的一种的铟-镓-锌氧化物(以下称之为igzo)有时在由上述纳米晶构成时具有稳定的结构。尤其是，igzo有在大气中不容易进行晶体生长的倾向，所以有时与在igzo由大结晶(在此，几mm的结晶或者几cm的结晶)形成时相比在igzo由小结晶(例如，上述纳米结晶)形成时在结构上稳定。
[0258]
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金属氧化物。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。
[0259]
氧化物半导体(金属氧化物)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、nc-os、caac-os中的两种以上。
[0260]
用作半导体层的金属氧化物膜可以通过使用惰性气体和氧气体中的任一个或两个的溅射法形成。注意，对形成金属氧化物膜时的氧流量比(氧分压)没有特别的限制。但是，在要获得场效应迁移率高的晶体管的情况下，形成金属氧化物膜时的氧流量比(氧分压)优选为0％以上且30％以下，更优选为5％以上且30％以下，进一步优选为7％以上且15％以下。
[0261]
金属氧化物的能隙优选为2ev以上，更优选为2.5ev以上，进一步优选为3ev以上。如此，通过使用能隙宽的金属氧化物，可以减少晶体管的关态电流。
[0262]
使用上述金属氧化物的晶体管可以呈现极低的关态电流特性，如仅为几ya/μm(每沟道宽度1μm的电流值)。与使用si的晶体管不同，使用金属氧化物的晶体管不会发生碰撞电离、雪崩击穿、短沟道效应等，因此能够形成高可靠性的电路。此外，使用si的晶体管所引起的起因于结晶性的不均匀的电特性偏差不容易产生在使用金属氧化物的晶体管中。
[0263]
形成金属氧化物膜时的衬底温度优选为350℃以下，更优选为室温以上且200℃以下，进一步优选为室温以上且130℃以下。形成金属氧化物膜时的衬底温度优选为室温，由此可以提高生产率。
[0264]
金属氧化物膜可以利用溅射法、pld法、pecvd法、热cvd法、mocvd法、ald法、真空蒸镀法等形成。
[0265]
以上是对金属氧化物的说明。
[0266]
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。
[0267]
(实施方式2)
[0268]
在本实施方式中，对本发明的一个方式的显示装置所包括的像素的电路进行说明。
[0269]
本发明的一个方式的显示装置的像素包括子像素11、子像素12及子像素13。子像素11的像素电路包括发射可见光的显示器件。子像素12的像素电路包括发射红外光的发光器件。子像素13的像素电路包括受光器件。
[0270]
图19a示出可用于子像素11及子像素12的像素电路pix1的一个例子。像素电路pix1包括发光器件el1、晶体管m1、晶体管m2、晶体管m3及电容器c1。在此，示出作为发光器件el1使用发光二极管的例子。优选将发射可见光的有机el元件或发射红外光的有机el元件用于发光器件el1。
[0271]
晶体管m1的栅极与布线g1电连接，源极和漏极中的一个与布线s1电连接，源极和漏极中的另一个与电容器c1的一个电极及晶体管m2的栅极电连接。晶体管m2的源极和漏极中的一个与布线v2电连接，源极和漏极中的另一个与发光器件el1的阳极及晶体管m3的源极和漏极中的一个电连接。晶体管m3的栅极与布线g2电连接，源极和漏极中的另一个与布线v0电连接。发光器件el1的阴极与布线v1电连接。
[0272]
布线v1及布线v2各自被供应恒电位。通过将发光器件el1的阳极一侧和阴极一侧分别设定为高电位和低电位，可以进行发光。晶体管m1被供应到布线g1的信号控制，用作用来控制像素电路pix1的选择状态的选择晶体管。此外，晶体管m2用作根据供应到栅极的电位控制流过发光器件el1的电流的驱动晶体管。
[0273]
当晶体管m1处于导通状态时，供应到布线s1的电位被供应到晶体管m2的栅极，可以根据该电位控制发光器件el1的发光亮度。晶体管m3被供应到布线g2的信号控制。由此，可以将晶体管m3和发光器件el1之间的电位复位为从布线v0供给的固定电位，并且可以在晶体管m2的源极电位稳定化的状态下进行对晶体管m2的栅极的电位写入。
[0274]
图19b示出与像素电路pix1不同的像素电路pix2的一个例子。像素电路pix2具有升压功能。像素电路pix2包括发光器件el2、晶体管m4、晶体管m5、晶体管m6、晶体管m7、电容器c2及电容器c3。在此，示出作为发光器件el2使用发光二极管的例子。可以将像素电路pix2用于像素10所包括的所有子像素11(子像素11r、子像素11g及子像素11b)及子像素12。此外，也可以将像素电路pix2用于子像素11r、子像素11g及子像素11b中的任意一个或两个。
[0275]
晶体管m4的栅极与布线g1电连接，源极和漏极中的一个与布线s4电连接，源极和漏极中的另一个与电容器c2的一个电极、电容器c3的一个电极及晶体管m6的栅极电连接。
晶体管m5的栅极与布线g3电连接，源极和漏极中的一个与布线s5电连接，源极和漏极中的另一个与电容器c3的另一个电极电连接。
[0276]
晶体管m6的源极和漏极中的一个与布线v2电连接，源极和漏极中的另一个与发光器件el2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g2电连接，源极和漏极中的另一个与布线v0电连接。发光器件el2的阴极与布线v1电连接。
[0277]
晶体管m4被供应到布线g1的信号控制，晶体管m5被供应到布线g3的信号控制。晶体管m6用作根据供应到栅极的电位控制流过发光器件el2的电流的驱动晶体管。
[0278]
可以根据供应到晶体管m6的栅极的电位控制发光器件el2的发光亮度。晶体管m7被供应到布线g2的信号控制。可以将晶体管m6和发光器件el2之间的电位复位为从布线v0供给的固定电位，并且可以在晶体管m6的源极电位稳定化的状态下进行对晶体管m6的栅极的电位写入。此外，通过将从布线v0供应的电位设定为与布线v1相同的电位或比其低的电位，可以抑制发光器件el2的发光。
[0279]
下面对像素电路pix2所具有的升压功能进行说明。
[0280]
首先，经过晶体管m4对晶体管m6的栅极供应布线s4的电位“d1”，与此同时经过晶体管m5对电容器c3的另一个电极供应基准电位“v
ref”。此时，电容器c3保持“d1-v
ref”。然后，使晶体管m6的栅极处于浮动状态，经过晶体管m5对电容器c3的另一个电极供应布线s5的电位“d2”。在此，电位“d2”是合并用电位。
[0281]
此时，如果将电容器c3的电容值设为c3，电容器c2的电容值设为c2，晶体管m6的栅极的电容值设为c
m6
时，则晶体管m6的栅极的电位为d1 (c3/(c3 c2 c
m6
))
×
(d2-v
ref
))。在此，在假设c3的值比c2 c
m6
的值充分大的情况下，c3/(c3 c2 c
m6
)近似于1。因此，可以说晶体管m6的栅极的电位近似于“d1 (d2-v
ref
)”。并且，如果d1＝d2且v
ref
＝0，则“d1 (d2-v
ref
))”＝“2d1”。
[0282]
换言之，如果适当地设计电路，则能够对晶体管m6的栅极供应从布线s4或s5可输入的电位的约二倍的电位。
[0283]
通过该作用，即便使用通用驱动器ic也可以生成高电压。因此，可以降低输入的电压，并且可以降低功耗。
[0284]
此外，像素电路pix2也可以为图19c所示的结构。图19c所示的像素电路pix2与图19b所示的像素电路pix2的不同之处在于包括晶体管m8。晶体管m8的栅极与布线g1电连接，源极和漏极中的一个与晶体管m5的源极和漏极中的另一个及电容器c3的另一个电极电连接，源极和漏极中的另一个与布线v0电连接。另外，晶体管m5的源极和漏极中的一个与布线s4连接。
[0285]
如上述那样，在图19b所示的像素电路pix2中，进行经过晶体管m5对电容器c3的另一个电极供应基准电位及合并用电位的工作。此时，需要布线s4、s5这两个布线，在布线s5中需要交替改写基准电位和合并用电位。
[0286]
在图19c所示的像素电路pix2中，虽然增加了晶体管m8，但是设置有用来供应基准电位的专用路径，因此可以省略布线s5。另外，由于晶体管m8的栅极可以与布线g1连接，且作为供应基准电位的布线可以使用布线v0，因此不会增加与晶体管m8连接的布线。此外，由于不会在一个布线中交替改写基准电位和合并用电位，所以可以以低功耗进行高速工作。
[0287]
注意，在图19b及图19c中，作为基准电位“v
ref”也可以使用“d1”的反相电位“d1b”。
此时，能够对晶体管m6的栅极供应从布线s4或s5可输入的电位的约三倍的电位。注意，“反相电位”是指与某一基准电位的差的绝对值相同(或大致相同)且与原来的电位不同的电位。如果将原来的电位设为“d1”，反相电位设为“d1b”，基准电位设为v0，则成为v0＝(d1 d1b)/2的关系即可。
[0288]
在本实施方式的显示装置中，也可以使发光器件以脉冲方式发光，以显示图像。通过缩短发光器件的驱动时间，可以降低显示装置的耗电量并抑制发热。尤其是，有机el元件的频率特性优异，所以是优选的。例如，频率可以为1khz以上且100mhz以下。
[0289]
图19d示出子像素13的像素电路pix3的一个例子。像素电路pix3包括受光器件pd、晶体管m9、晶体管m10、晶体管m11、晶体管m12及电容器c4。在此，示出作为受光器件pd使用光电二极管的例子。
[0290]
受光器件pd的阴极与布线v1电连接，阳极与晶体管m9的源极和漏极中的一个电连接。晶体管m9的栅极与布线g4电连接，源极和漏极中的另一个与电容器c4的一个电极、晶体管m10的源极和漏极中的一个及晶体管m11的栅极电连接。晶体管m10的栅极与布线g5电连接，源极和漏极中的另一个与布线v3电连接。晶体管m11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晶体管m12的源极和漏极中的一个电连接。晶体管m12的栅极与布线g6电连接，源极和漏极中的另一个与布线out电连接。
[0291]
布线v1、布线v3及布线v4各自被供应恒电位。当以反向偏压驱动受光器件pd时，将低于布线v1的电位供应到布线v3。晶体管m10被供应到布线g5的信号所控制，具有使连接于晶体管m11的栅极的节点的电位复位至供应到布线v3的电位的功能。晶体管m9被供应到布线g4的信号所控制，具有根据流过受光器件pd的电流而控制上述节点的电位变化的时序的功能。晶体管m11用作根据上述节点的电位进行输出的放大晶体管。晶体管m12被供应到布线g6的信号所控制并用作选择晶体管，以在连接于布线out的外部电路读出对应于上述节点的电位的输出。
[0292]
在此，像素电路pix1至pix3所包括的晶体管m1至m12优选使用形成其沟道的半导体层含有金属氧化物(氧化物半导体)的晶体管。
[0293]
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。
[0294]
因此，尤其是，源极和漏极中的一个或另一个与电容器c1、电容器c2、电容器c3或电容器c4连接的晶体管m1、晶体管m4、晶体管m5、晶体管m8、晶体管m9及晶体管m10优选使用含有氧化物半导体的晶体管。另外，通过将含有氧化物半导体的晶体管用于子像素13，可以采用在所有的像素中同时进行电荷储存工作的全局快门方式而无需采用复杂的电路结构及工作方式。
[0295]
此外，除此以外的晶体管也同样使用含有氧化物半导体的晶体管，由此可以降低制造成本。
[0296]
此外，晶体管m1至晶体管m12也可以使用形成其沟道的半导体含有硅的晶体管。特别是，在使用单晶硅或多晶硅等结晶性高的硅时可以实现高场效应迁移率及更高速的工作，所以是优选的。
[0297]
此外，也可以采用如下结构：晶体管m1至晶体管m12中的一个以上使用含有氧化物
半导体的晶体管，除此以外的晶体管使用含有硅的晶体管。通过在连接于保持数据的节点的晶体管使用含有氧化物半导体的晶体管，可以在该节点长时间保持数据。因此，可以减少数据的写入次数等并且可以降低显示装置的功耗。
[0298]
注意，虽然图19a至图19d示出使用n沟道型晶体管的例子，但是也可以使用p沟道型晶体管。
[0299]
像素电路pix1所包括的晶体管、像素电路pix2所包括的晶体管及像素电路pix3所包括的晶体管优选排列形成在同一衬底上。另外，在连接于像素电路pix1至pix3的布线中，也可以将在图19a至图19d中使用相同符号表示的布线用作公共布线。
[0300]
此外，优选在与受光器件pd、发光器件el1或发光器件el2重叠的位置设置一个或多个包括晶体管和电容器中的一方或双方的层。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受光部或显示部。
[0301]
图20为像素10中的子像素11(子像素11r、子像素11g及子像素11b)、子像素12、子像素13的电路图的例子。布线g1及布线g2可以与栅极驱动器(图5中的电路16)电连接。另外，布线g3至布线g5可以与行驱动器(图5中的电路18)电连接。布线s1至s4可以与源极驱动器(图5中的电路15)电连接。布线out可以与列驱动器(图5中的电路17)及读出电路(图5中的电路19)电连接。
[0302]
布线v0至v4可以与供应恒电位的电源电路电连接，并且可以对布线v0、v1及v3供应低电位而对布线v2及v4供应高电位。此时，可以对布线v3供应比供应到布线v1的电位还低的电位。
[0303]
此外，如图21所示，也可以采用如下结构：子像素13的受光器件pd的阳极与布线v1电连接，晶体管m10的源极和漏极中的另一个与布线v3电连接。此时，可以对布线v3供应比供应到布线v1的电位还高的电位。
[0304]
在本发明的一个方式中，子像素11、子像素12及子像素13可以共同使用电源线等。
[0305]
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。
[0306]
[符号说明]
[0307]
c1：电容器、c2：电容器、c3：电容器、c4：电容器、g1：布线、g2：布线、g3：布线、g4：布线、g5：布线、g6：布线、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、m8：晶体管、m9：晶体管、m10：晶体管、m11：晶体管、m12：晶体管、p1：图像、p2：图像、p3：图像、pix1：像素电路、pix2：像素电路、pix3：像素电路、s1：布线、s4：布线、s5：布线、v0：布线、v1：布线、v2：布线、v3：布线、v4：布线、10：像素、11：子像素、11b：子像素、11g：子像素、11r：子像素、11w：子像素、12：子像素、12e：光源、13：子像素、14：像素阵列、15：电路、16：电路、17：电路、18：电路、19：电路、21：光、22：光、23：光、23a：光、23b：反射光、23c：光、23d：反射光、30：电子设备、31：显示装置、41：晶体管、42：晶体管、50a：显示装置、50b：显示装置、50c：显示装置、50d：显示装置、50e：显示装置、61：显示部、62：框体、63：照相机、64：光传感器、65：电源按钮、66：按钮、67：扬声器、68：麦克风、69：光源、71：图标、72：指针、81：指示物体、82：光源、83：影、84：浓部、87：传感器、90：区域、91：区域、92：暗部、93：明部、95：区域、96：区域、97：明部、98：暗部、100a：显示装置、100b：显示装置、100c：显示装置、100d：显示装置、110：受光器件、111：像素电极、112：公共层、113：光电转换层、114：公共层、115：
公共电极、142：粘合层、143：空间、148：遮光层、149：滤光片、151：衬底、152：衬底、153：衬底、154：衬底、155：粘合层、162：显示部、164a：电路、164b：电路、165：布线、165a：布线、165b：布线、166：导电层、172a：fpc、172b：fpc、173a：ic、173b：ic、180：显示器件、182：缓冲层、183：发光层、184：缓冲层、190：发光器件、191：像素电极、192：缓冲层、193：发光层、194：缓冲层、195：保护层、195a：无机绝缘层、195b：有机绝缘层、195c：无机绝缘层、201：晶体管、204：连接部、205：晶体管、206：晶体管、208：晶体管、209：晶体管、210：晶体管、211：绝缘层、212：绝缘层、213：绝缘层、214：绝缘层、215：绝缘层、216：分隔壁、217：分隔壁、218：绝缘层、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、242：连接层