CN113302745A - 显示装置、显示模块及电子设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种具有光检测功能的显示装置。提供一种方便性高的显示装置。本发明的一个方式是一种在显示部包括受光元件、第一发光元件及第二发光元件的显示装置。受光元件包括第一像素电极、活性层及公共电极。第一发光元件包括第二像素电极、第一发光层及公共电极。第二发光元件包括第三像素电极、第二发光层及公共电极。活性层包括有机化合物。活性层位于第一像素电极与公共电极间。第一发光层位于第二像素电极与公共电极间。第二发光层位于第三像素电极与公共电极间。第一发光层还位于第一像素电极与公共电极间和第三像素电极与公共电极间中的一方或双方。

Description

显示装置、显示模块及电子设备
技术领域
本发明的一个方式涉及一种显示装置、显示模块及电子设备。本发明的一个方式涉及包括受光元件及发光元件的显示装置。
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、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)以及上述装置的驱动方法或制造方法。
背景技术
近年来，显示装置被期待应用于各种用途。例如，在用于大型显示装置时，可以举出家用电视装置(也称为电视或电视接收器)、数字标牌(Digital Signage)或公共信息显示器(PID：Public Information Display)等。此外，作为便携式信息终端，对具备触摸面板的智能手机或平板终端已在进行研发。
作为显示装置，例如已开发了包括发光元件的发光装置。利用电致发光(Electroluminescence，以下称为EL)现象的发光元件(也记载为“EL元件”)具有容易实现薄型轻量化；能够高速地响应输入信号；以及能够使用直流低电压电源等而驱动的特征等，并已将其应用于显示装置。例如，专利文献1公开了使用有机EL元件的具有柔性的发光装置。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开第2014-197522号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
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显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种方便性高的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有多功能的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种开口率高的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种分辨率高的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的显示装置。
本发明的一个方式的目的之一是提高具有光检测功能的显示装置的成品率。本发明的一个方式的目的之一是减少具有光检测功能的显示装置的工序数。本发明的一个方式的目的之一是降低具有光检测功能的显示装置的制造成本。
注意，这些目的的记载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
本发明的一个方式的显示装置在显示部包括受光元件、第一发光元件及第二发光元件。受光元件包括第一像素电极、活性层及公共电极。第一发光元件包括第二像素电极、第一发光层及公共电极。第二发光元件包括第三像素电极、第二发光层及公共电极。活性层包括有机化合物。活性层位于第一像素电极与公共电极间。第一发光层位于第二像素电极与公共电极间。第二发光层位于第三像素电极与公共电极间。第一发光层还位于第一像素电极与公共电极间和第三像素电极与公共电极间中的一方或双方。
本发明的一个方式的显示装置在显示部包括受光元件及第一发光元件。受光元件包括第一像素电极、活性层、第一发光层及公共电极。第一发光元件包括第二像素电极、第一发光层及公共电极。活性层包括有机化合物。活性层位于第一像素电极与公共电极间。第一发光层位于第一像素电极与公共电极间以及第二像素电极与公共电极间。
在上述结构的显示装置中，显示部优选还包括第二发光元件。第二发光元件优选包括第三像素电极、第一发光层、第二发光层及公共电极。第一发光层及第二发光层的每一个优选位于第三像素电极与公共电极间。第一发光元件优选发射第一发光层所发射的光。第二发光元件优选发射第二发光层所发射的光。
另外，在上述结构的显示装置中，第一发光元件优选还包括活性层。活性层优选位于第二像素电极与公共电极间。
本发明的一个方式的显示装置在显示部包括受光元件、第一发光元件、第二发光元件、第一着色层及第二着色层。受光元件包括第一像素电极、活性层及公共电极。第一发光元件包括第二像素电极、第一发光层及公共电极。第二发光元件包括第三像素电极、第一发光层及公共电极。活性层包括有机化合物。活性层位于第一像素电极与公共电极间。第一发光层位于第二像素电极与公共电极间以及第三像素电极与公共电极间。第一发光元件所发射的光透过第一着色层作为第一颜色的光从显示部被提取。第二发光元件所发射的光透过第二着色层作为第二颜色的光从显示部被提取。
在上述结构的显示装置中，第一发光元件及第二发光元件优选还包括第二发光层。第二发光层优选位于第二像素电极与公共电极间及第三像素电极与公共电极间。第一发光层及第二发光层优选发射彼此不同的波长的光。
在上述结构的显示装置中，显示部优选还包括第三发光元件及第三着色层。第三发光元件优选包括第四像素电极、第三发光层及公共电极。第三发光层优选位于第二像素电极与公共电极间、第三像素电极与公共电极间以及第四像素电极与公共电极间。第三发光元件所发射的光优选透过第三着色层作为第三颜色的光从显示部被提取。
在上述各结构的显示装置中，受光元件及第一发光元件优选还包括公共层。公共层优选位于第一像素电极与公共电极间及第二像素电极与公共电极间。
在上述各结构的显示装置中，显示部优选还包括分隔壁。分隔壁优选覆盖第一像素电极的端部及第二像素电极的端部。分隔壁优选具有使第一像素电极与第二像素电极电绝缘的功能。分隔壁优选具有吸收第一发光元件所发射的光的至少一部分的功能。
在上述各结构的显示装置中，显示部优选还包括有色层。有色层优选具有接触于分隔壁的顶面和侧面中的一方或双方的部分。有色层优选包括滤色片或黑矩阵。
在上述各结构的显示装置中，显示部优选还包括透镜。透镜优选具有与受光元件重叠的部分。透过透镜的光优选入射到受光元件。显示部优选还包括遮光层。遮光层的端部优选与透镜的端部重叠。遮光层优选与分隔壁重叠。
在上述各结构的显示装置中，显示部优选具有柔性。
本发明的一个方式是一种包括具有上述任何结构的显示装置的模块，该模块安装有柔性印刷电路板(Flexible Printed Circuit，以下记为FPC)或带载封装(Tape CarrierPackage，TCP)等连接器或者利用玻璃覆晶封装(Chip On Glass，COG)方式或薄膜覆晶封装(Chip On Film，COF)方式等安装有集成电路(IC)等。
本发明的一个方式是一种包括上述模块、天线、电池、外壳、照相机、扬声器、麦克风及操作按钮中的至少一个的电子设备。
发明效果
根据本发明的一个方式，可以提供一种具有光检测功能的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种方便性高的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种多功能的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种开口率高的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种分辨率高的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种新颖的显示装置。
根据本发明的一个方式，可以提高具有光检测功能的显示装置的制造成品率。根据本发明的一个方式，可以减少具有光检测功能的显示装置的工序数。根据本发明的一个方式，可以降低具有光检测功能的显示装置的制造成本。
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。
附图简要说明
图1A至图1D是示出显示装置的一个例子的截面图。图1E至图1H是示出像素的一个例子的俯视图。
图2是示出显示装置的一个例子的截面图。
图3A、图3B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图4A、图4B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图5A、图5B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图6A、图6B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图7A、图7B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图8A至图8C是示出显示装置的一个例子的截面图。
图9A至图9C是示出显示装置的一个例子的截面图。
图10是示出显示装置的一个例子的立体图。
图11是示出显示装置的一个例子的截面图。
图12A、图12B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图13A是示出显示装置的一个例子的截面图。图13B是示出晶体管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、图15B是示出像素电路的一个例子的电路图。
图16A、图16B是示出显示装置的驱动方法的一个例子的图。
图17A、图17B是示出显示装置的驱动方法的一个例子的图。
图18A、图18B是示出电子设备的一个例子的图。
图19A至图19D是示出电子设备的一个例子的图。
图20A至图20F是示出电子设备的一个例子的图。
图21是示出受光发光元件的电压-亮度特性的图。
图22是示出受光发光元件的亮度-外部量子效率特性的图。
图23是示出受光发光元件的受光灵敏度的波长依赖性的图。
实施发明的方式
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，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，本发明的一个方式不应该被解释为仅局限在以下所示的实施方式所记载的内容中。
注意，在下面说明的发明结构中，在不同的附图中共同使用相同的附图标记来显示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略反复说明。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。
另外，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。
另外，根据情况或状态，可以互相调换“膜”和“层”。例如，可以将“导电层”变换为“导电膜”。此外，例如可以将“绝缘膜”变换为“绝缘层”。
(实施方式1)
在本实施方式中，参照图1至图13对本发明的一个方式的显示装置进行说明。
本实施方式的显示装置在显示部中包括受光元件以及发光元件。本实施方式的显示装置的显示部中发光元件以矩阵状排列，由此可以以该显示部显示图像。另外，在该显示部中，受光元件以矩阵状排列，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。显示部可以被用作图像传感器以及触摸传感器。也就是说，通过在显示部中进行光检测，可以拍摄图像以及检测出对象物(手指及笔等)的接近或接触。此外，本实施方式的显示装置可以将发光元件用作传感器的光源。由此，不需要在显示装置之外另外设置受光部及光源，可以减少电子设备的部件数。
在本实施方式的显示装置中，当显示部所包括的发光元件的发光被对象物反射时，受光元件可以检测出该反射光，所以即使在阴暗处也可以摄像以及检测出接触(还有靠近)。
本实施方式的显示装置能够利用发光元件显示图像。换言之，发光元件被用作显示元件。
作为发光元件，优选采用OLED(Organic Light Emitting Diode)以及QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode)等的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(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 DelayedFluorescence:TADF)材料)等。另外，作为发光元件，也可以采用micro LED(LightEmitting Diode)等的LED。
本实施方式的显示装置能够利用受光元件进行光检测。
在将受光元件用于图像传感器时，本实施方式的显示装置可以利用受光元件拍摄图像。
例如，通过使用图像传感器，可以获取指纹、掌纹以及虹膜等数据。换言之，可以在本实施方式的显示装置中内置生体测定用传感器。与在显示装置之外另行设置生体测定用传感器的情况相比，通过在显示装置中内置生体测定用传感器，可以减少电子设备的部件数，从而实现电子设备的小型化以及轻量化。
另外，通过使用图像传感器，可以获取使用者的表情、眼睛的动作以及瞳孔的收缩等数据。通过分析该数据，可以获取使用者的身心信息。通过根据该信息改变图像和声音中的一者或两者的输出内容，可以使使用者安全地使用如对应VR(Virtual Reality)的机器、对应AR(Augmented Reality)的机器或对应MR(Mixed Reality)的机器等机器。
另外，在将受光元件用于触摸传感器的情况下，本实施方式的显示装置可以利用受光元件检测出对象物的接近或接触。
作为受光元件，例如，可以采用pn型或pin型的光电二极管。受光元件被用作检测出入射到受光元件的光而产生电荷的光电变换元件。所产生的电荷量由所入射的光量决定。
尤其是，作为受光元件，优选采用包括包含有机化合物层的有机光电二极管。因为有机光电二极管容易薄型化、轻量化以及大面积化，并且形状及设计的自由度高，所以可以用于各种显示装置。
在本发明的一个方式中，作为发光元件采用有机EL元件，作为受光元件采用有机光电二极管。有机EL元件以及有机光电二极管，可以形成在同一衬底上。因此，可以在使用有机EL元件的显示装置中内置有机光电二极管。
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。另外，即使成膜次数相同，通过仅减少部分元件中形成的层，也可以减少成膜图案错位的影响以及附着于成膜用掩模(金属掩模等)的垃圾(包括被称为微粒(particle)的极小异物)的影响等。由此，可以提高显示装置的制造成品率。
在本发明的一个方式的显示装置中，发射第一颜色的光的第一发光元件所包括的发光层共用于受光元件和发射第二颜色的光的第二发光元件中的一者或两者中。因此，可以减少在受光元件、第一发光元件以及第二发光元件中所分别形成的层数，而可以提高显示装置的制造成品率。
此外，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、第一发光元件以及第二发光元件之间共用的层。由此，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以及制造成本。注意，有时受光元件、第一发光元件以及第二发光元件中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。
图1A至图1D示出本发明的一个方式的显示装置的截面图。
图1A所示的显示装置50A在衬底51与衬底59之间包括具有受光元件的层53以及具有发光元件的层57。
图1B所示的显示装置50B在衬底51与衬底59之间包括具有受光元件的层53、具有晶体管的层55以及具有发光元件的层57。
显示装置50A以及显示装置50B具有从具有发光元件的层57射出红色(R)、绿色(G)以及蓝色(B)的光的结构。
具有受光元件的层53所包括的受光元件能够检测出从显示装置50A或显示装置50B的外部入射的光。
本发明的一个方式的显示装置包括配置为矩阵状的多个像素。一个像素包括一个以上的子像素。一个子像素包括一个发光元件。例如，在像素中，可以采用包括三个子像素的结构(R、G、B的三个颜色，或者黄色(Y)、青色(C)及品红色(M)的三个颜色等)或者包括四个子像素的结构(R、G、B及白色(W)的四个颜色，或者R、G、B、Y的四个颜色等)。并且，像素包括受光元件。受光元件可以设置在所有像素中，也可以设置在一部分的像素中。另外，也可以一个像素包括多个受光元件。
具有晶体管的层55优选具有第一晶体管以及第二晶体管。第一晶体管与受光元件电连接。第二晶体管与发光元件电连接。
本发明的一个方式的显示装置也可以具有检测出接触到显示装置的手指等对象物的功能。例如，如图1C所示，当具有发光元件的层57中的发光元件所发射的光被接触到显示装置50B的手指52反射时，具有受光元件的层53中的受光元件检测出其反射光。由此，可以检测出手指52接触到显示装置50B。
如图1D所示，本发明的一个方式的显示装置也可以具有对接近(没有接触)显示装置50B的对象物进行检测或摄像的功能。
[像素]
图1E至图1H示出像素的一个例子。
图1E、图1F所示的像素包括R、G、B的三个子像素(三个发光元件)以及受光元件PD。图1E是三个子像素和受光元件PD以2×2的矩阵状排列的例子，图1F是三个子像素和受光元件PD横着排列的例子。
图1G所示的像素包括R、G、B、W的四个子像素(四个发光元件)以及受光元件PD。
图1H所示的像素包括R、G、B的三个子像素、发射红外光的发光元件IR以及受光元件PD。此时，受光元件PD优选具有检测红外光的功能。受光元件PD也可以具有检测可见光以及红外光的两者的功能。可以根据传感器的用途决定受光元件PD所检测出的光的波长。
下面，使用图2至图7，对本发明的一个方式的显示装置所包括的发光元件以及受光元件的详细结构进行说明。
本发明的一个方式的显示装置可以采用下述任意结构：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。
在图2至图7中，以顶部发射结构的显示装置为例进行说明。
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，当对发光层193R以及发光层193G等中的共同部分进行说明时，有时将它们称为发光层193。
[结构例子1]
首先，对图2、图3A、图3B所示的显示装置进行说明。
图2、图3A、图3B所示的显示装置在衬底151上隔着具有晶体管的层55包括发射蓝色(B)的光的发光元件47B、发射绿色(G)的光的发光元件47G、发射红色(R)的光的发光元件47R以及受光元件46。
发光元件47B、发光元件47G以及发光元件47R分别包括像素电极191以及公共电极115。在本实施方式中，以像素电极191被用作阳极且公共电极115被用作阴极的情况为例进行说明。
受光元件46包括像素电极181以及公共电极115。在本实施方式中，与发光元件同样，对像素电极181被用作阳极且公共电极115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181与公共电极115之间来驱动受光元件46，可以检测出入射到受光元件46的光而产生电荷并以电流的方式取出。
像素电极191以及像素电极181可以以相同的材料以及相同的工序形成。各发光元件所包括的像素电极191彼此电绝缘(也可以称为电分离)。另外，受光元件46所包括的像素电极181与各发光元件所包括的像素电极191电绝缘。
公共电极115共用于受光元件46、发光元件47B、发光元件47G以及发光元件47R中。
受光元件46、发光元件47B、发光元件47G以及发光元件47R所包括的一对电极的材料以及膜厚等可以相同。因此，可以减少显示装置的制造成本并简化制造工序。
在图2、图3A及图3B所示的显示装置中，发光层193B不但设置在发射蓝色的光的发光元件47B中，还设置在发射红色的光的发光元件47R、发射绿色的光的发光元件47G以及受光元件46中。在发光元件47R、发光元件47G以及受光元件46中，发光层193B被用作载流子传输层(在本实施方式中，电子传输层)。
通过减少各元件中分别形成的层，可以简化显示装置的制造。与只将发光层193B设置于发光元件47B中的情况相比，通过还将其设置于发射其他颜色的光的发光元件以及受光元件中，可以减少发光层193B的图案的错位影响而提高显示装置的制造成品率。
另外，在与缓冲层192B以及缓冲层194B不同的成膜室内形成发光层193B的情况下，为了形成发光层193B，另需其他的掩模。此时，通过采用受光元件46、发光元件47B、发光元件47G以及发光元件47R共用发光层193B的结构，可以减少为了成膜需要的掩模数而减少制造成本。
另外，由于要求衬底与掩模以高精度对准，因此有时需要时间设置掩模，有时进行对准时产生的偏差影响所制造的显示装置的显示品质。所形成的掩模数越少，越能够缩短显示装置的制造时间并提高成品率，所以是优选的。
对图2所示的显示装置的结构进行具体说明。
发光元件47B在像素电极191上依次包括缓冲层192B、发光层193B以及缓冲层194B。发光层193B包括发射蓝色的光的发光材料。发光元件47B具有发射蓝色的光的功能。
发光元件47G在像素电极191上依次包括缓冲层192G、发光层193G、发光层193B以及缓冲层194G。发光层193G包括发射绿色的光的发光材料。发光元件47G具有发射绿色的光的功能。
发光元件47R在像素电极191上依次包括缓冲层192R、发光层193R、发光层193B以及缓冲层194R。发光层193R包含发射红色的光的发光材料。发光元件47R具有发射红色的光的功能。
受光元件46在像素电极181上依次包括缓冲层182、活性层183、发光层193B以及缓冲层184。活性层183包含有机化合物。受光元件46具有检测可见光和红外光中的一者或两者的功能。
像素电极181、像素电极191、缓冲层182、缓冲层192R、缓冲层192G、缓冲层192B、活性层183、发光层193R、发光层193G、发光层193B、缓冲层184、缓冲层194R、缓冲层194G、缓冲层194B以及公共电极115可以是单层结构，也可以是叠层结构。
发光层193B共用于发光元件47B、发光元件47G、发光元件47R以及受光元件46中。另一方面，发光层193G、发光层193R以及活性层183是在各元件中分别形成的层，发光层193G设置在发光元件47G中，发光层193R设置在发光元件47R中，活性层183设置在受光元件46中。
缓冲层182可以包括空穴传输层。缓冲层192B、192G、192R可以包括空穴注入层和空穴传输层中的一者或两者。缓冲层184可以包括电子传输层。缓冲层184、194B、194G、194R可以包括电子注入层和电子传输层中的一者或两者。
空穴注入层是将空穴从阳极注入到发光元件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。
在发光元件中，空穴传输层是通过空穴注入层将从阳极注入的空穴传输到发光层的层。在受光元件中，空穴传输层是将根据入射到活性层中的光所产生的空穴传输到阳极的层。空穴传输层是包含空穴传输性材料的层。作为空穴传输性材料，优选采用空穴迁移率为1×10-6cm2/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。
在发光元件中，电子传输层是通过电子注入层将从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1×10-6cm2/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。
电子注入层是将电子从阴极注入到发光元件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(电子给体性材料)的复合材料。
本发明的一个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是包括对可见光具有透过性及反射性的电极(半透射·半反射电极)，另一个优选是包括对可见光具有反射性的电极(反射电极)。通过对发光元件采用微腔结构，可以使从发光层取得的发光在两个电极之间谐振，由此可以增强从发光元件射出的光。
另外，半透射·半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。在本说明书等中，虽然有时将被用作半透射·半反射电极的一部分的反射电极记作像素电极或公共电极并将透明电极记作光学调整层，但是有时透明电极(光学调整层)也具有像素电极或公共电极的功能。
将透明电极的光透过率设定为40％以上。例如，发光元件优选使用可见光(波长为400nm以上且小于750nm的光)的透过率为40％以上的电极。此外，将半透射·半反射电极的可见光的反射率设定为10％以上且95％以下，优选为30％以上且80％以下。将反射电极的可见光的反射率设定为40％以上且100％以下，优选为70％以上且100％以下。另外，该电极的电阻率优选为1×10-2Ωcm以下。此外，在将发射近红外光的发光元件用于显示装置时，优选该电极的近红外光(波长为750nm以上且1300nm以下的光)的透过率以及反射率也在上述数值范围内。
缓冲层182、192B、192G、192R也可以具有作为光学调整层的功能。具体而言，发光元件47B优选以一对电极间的光学距离为增强蓝色的光的光学距离的方式调整缓冲层192B的膜厚。同样，发光元件47G优选以一对电极间的光学距离为增强绿色的光的光学距离的方式调整缓冲层192G的膜厚。此外，发光元件47R优选以一对电极间的光学距离为增强红色的光的光学距离的方式调整缓冲层192R的膜厚。通过使缓冲层192或者缓冲层194的膜厚不同，可以在各发光元件中增强特定颜色的光并取出。注意，在半透射·半反射电极采用反射电极与透明电极的叠层结构的情况下，一对电极间的光学距离表示一对反射电极间的光学距离。
对图3A所示的显示装置的结构进行具体说明。
图3A所示的显示装置，除了图2所示的显示装置的结构之外，还包括公共层112以及公共层114。
通过使构成发光元件及受光元件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。
具体而言，图3A所示的发光元件47B在像素电极191与缓冲层192B之间包括公共层112，缓冲层194B与公共电极115之间包括公共层114。同样，图3A所示的发光元件47G在像素电极191与缓冲层192G之间包括公共层112，缓冲层194G与公共电极115之间包括公共层114。并且，图3A所示的发光元件47R在像素电极191与缓冲层192R之间包括公共层112，缓冲层194R与公共电极115之间包括公共层114。另外，图3A所示的发光元件46在像素电极181与缓冲层182之间包括公共层112，缓冲层184与公共电极115之间包括公共层114。
公共层112以及公共层114可以是单层结构，也可以是叠层结构。
公共层112，例如，优选包括空穴注入层和空穴传输层中的一者或两者。公共层114，例如，可以包括电子注入层和电子传输层中的一者或两者。有时公共层112以及公共层114在发光元件中的功能与在受光元件中的功能不同。例如，在公共层112包括空穴注入层时，该空穴注入层在发光元件中用作空穴注入层，在受光元件中用作空穴传输层。同样，在公共层114包括电子注入层时，该电子注入层在发光元件中用作电子注入层，在受光元件中用作电子传输层。
作为图3A所示的显示装置的一个例子，可以举出如下结构：公共层112包括空穴注入层，缓冲层182、192B、192G、192R包括空穴传输层，缓冲层184、194B、194G、194R包括电子传输层，公共层114包括电子注入层。
公共层112以及公共层114设置在像素电极181以及像素电极191上。公共层112以及公共层114是被受光元件46与发光元件47共用的层。
对图3B所示的显示装置的结构进行具体说明。
图3B所示的显示装置与图3A所示的显示装置的不同之处在于：不包括缓冲层182、192、184、194而包括公共层112、114。
发光元件47B在像素电极191与发光层193B之间包括公共层112，在发光层193B与公共电极115之间包括公共层114。
发光元件47G在像素电极191与发光层193G之间包括公共层112，在发光层193B与公共电极115之间包括公共层114。
发光元件47R在像素电极191与发光层193R之间包括公共层112，在发光层193B与公共电极115之间包括公共层114。
发光元件46在像素电极181与活性层183之间包括公共层112，在发光层193B与公共电极115之间包括公共层114。
作为图3B所示的显示装置的一个例子，可以举出如下结构：公共层112包括空穴注入层以及空穴传输层，公共层114包括电子传输层以及电子注入层。
在图3B所示的显示装置中示出如下例子：除了受光元件46的活性层183、发光元件47R的发光层193R、发光元件47G的发光层193G为分别形成之外，受光元件46与发光元件47具有相同结构。通过使用受光元件46与发光元件47所共有的层(公共层)而减少受光元件46与发光元件47中分别制造的层(缓冲层)，可以在不大幅增加制造工序的情况下将受光元件46内置于显示装置中。
另外，在图3B所示的显示装置中，因为发光元件47B不包括与其他元件分别制造的层，所以可以减少掩模数。由此，可以减少显示装置的制造成本。
[结构例子2]
下面，对图4A、图4B、图5A、图5B所示的显示装置进行说明。
图4A、图4B、图5A、图5B所示的显示装置在衬底151上隔着具有晶体管的层55包括发射蓝色(B)的光的发光元件47B、发射绿色(G)的光的发光元件47G、发射红色(R)的光的发光元件47R、受光元件46、着色层CFG以及着色层CFR。图5B所示的显示装置还包括着色层CFB。
发光元件47B、发光元件47G以及发光元件47R包括像素电极191以及公共电极115。
受光元件46包括像素电极181以及公共电极115。
公共电极115在受光元件46与发射各颜色的光的发光元件47中被共同使用。
在图4A、图4B、图5A所示的显示装置中，发光元件47R与发光元件47G包括共用的发光层。在图4A、图4B中，发光元件47R与发光元件47G包括发射红色的光的发光层193R以及发射绿色的光的发光层193G。在图5A中，发光元件47R与发光元件47G包括发射黄色的光的发光层193Y。另外，发光元件47R所发射的光经过着色层CFR作为红色的光从显示装置取出。此外，发光元件47G所发射的光经过着色层CFG作为绿色的光从显示装置取出。
与发光元件47R和发光元件47G具有分别形成层的结构的情况相比，在将发光元件47R及发光元件47G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。
另外，与发光元件47R及发光元件47G具有分别形成层的结构的情况相比，在将发光元件47R及发光元件47G形成为相同结构的情况下，可以减少错位的余地。由此，可以提高像素的开口率并提高光提取效率。像素的开口率越高，越可以降低为了在显示面板中得到某一亮度所需要的子像素的亮度。由此，可以延长发光元件的使用寿命。另外，显示装置可以显示高亮度。另外，也可以提高显示装置的分辨率。
在图5B中，发光元件47R、发光元件47G以及发光元件47B包括共同的发光层。每个发光元件包括发射红色的光的发光层193R、发射绿色的光的发光层193G以及发射蓝色的光的发光层193B。发光元件47R所发射的光经过着色层CFR作为红色的光从显示装置取出。此外，发光元件47G所发射的光经过着色层CFG作为绿色的光从显示装置取出。此外，发光元件47B所发射的光经过着色层CFB作为蓝色的光从显示装置取出。
与发光元件47R、发光元件47G以及发光元件47B包括分别形成层的结构的情况相比，在将发光元件47R、发光元件47G以及发光元件47B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。因此，可以减少显示装置的制造工序以及制造成本。
另外，与发光元件47R、发光元件47G以及发光元件47B具有分别形成层的结构的情况相比，在将发光元件47R、发光元件47G以及发光元件47B形成为相同结构的情况下，可以减少错位的余地。由此，可以提高像素的开口率以及提高光提取效率。像素的开口率越高，越可以降低为了在显示面板中得到某一亮度所需要的子像素的亮度。由此，可以延长发光元件的使用寿命。另外，显示装置可以显示亮度。另外，也可以提高显示装置的分辨率。
对图4A所示的显示装置的结构进行具体说明。
发光元件47B在像素电极191上依次包括公共层112、缓冲层192B、发光层193B以及公共层114。发光层193B包括发射蓝色的光的发光材料。发光元件47B具有发射蓝色的光的功能。
发光元件47G以及发光元件47R在像素电极191上依次包括公共层112、缓冲层192、发光层193R、发光层193G以及公共层114。发光层193R包含发射红色的光的发光材料。发光层193G包含发射绿色的光的发光材料。发光元件47G所发射的光经过着色层CFG作为绿色的光被取出。发光元件47R所发射的光经过着色层CFR作为红色的光被取出。
受光元件46在像素电极181上依次包括公共层112、缓冲层182、活性层183以及公共层114。活性层183包含有机化合物。受光元件46具有检测可见光以及红外光中的一者或两者的功能。
发光层193R以及发光层193G共用于发光元件47G以及发光元件47R中。另一方面，发光层193B以及活性层183是在各元件中分别形成的层，发光层193B设置在发光元件47B中，活性层183设置在受光元件46中。
作为图4A所示的显示装置的一个例子，可以举出如下结构：公共层112包括空穴注入层，缓冲层182、192B、192包括空穴传输层，公共层114包括电子注入层和电子传输层中的一者或两者。
注意，虽然在图4A中示出发光元件47G以及发光元件47R是相同结构的例子，但是发光元件47G以及发光元件47R也可以包括不同膜厚的光学调整层。例如，优选使像素电极191具有反射电极与反射电极上的透明电极的叠层结构并使发光元件47G与发光元件47R中的透明电极的膜厚不同，由此进行光学调整。具体而言，发光元件47G也可以以一对电极间的光学距离为增强绿色的光的光学距离的方式设置透明电极，发光元件47R也可以以一对电极间的光学距离为增强蓝色的光的光学距离的方式设置透明电极。另外，发光元件47B优选使用缓冲层192B以一对电极间的光学距离为增强蓝色的光的光学距离的方式进行光学调整。同样，受光元件46优选使用缓冲层182以一对电极间的光学距离为增强所需要检测出的波长的光学距离的方式进行光学调整。或者，在发光元件47B以及受光元件46中也可以设置有光学调整层(透明电极)。
对图4B所示的显示装置的结构进行具体说明。
图4B所示的显示装置与图4A、图5A所示的显示装置的不同之处在于：发光层193B不但设置在发射蓝色的光的发光元件47B中，还设置在发射其他颜色的光的发光元件47R、47G以及受光元件46中。
在发光元件47R、47G以及受光元件46中，发光层193B被用作载流子传输层(在本实施方式中，电子传输层)。
与结构例子1同样，通过减少各元件中分别形成的层，可以简化显示装置的制造。与只将发光层193B设置于发光元件47B中的情况相比，通过还将发光层193B设置于发射各颜色的光的发光元件以及受光元件中，可以减少发光层193B的图案的错位的影响而提高显示装置的制造成品率。
另外，由于不需要用于发光层193B的形成的掩模，因此可以降低制造成本、缩短制造时间并提高成品率。
对图5A所示的显示装置的结构进行具体说明。
图5A所示的显示装置与图4A所示的显示装置的不同之处在于：发光元件47R与发光元件47G不包括发射红色的光的发光层193R以及发射绿色的光的发光层193G，而包括发射黄色的光的发光层193Y。
通过减少发光元件47R与发光元件47G所包括的发光层数，可以减少显示装置的制造工序。
另外，图5A所示的显示装置也可以采用如下结构：发光层193B不但设置在发射蓝色的光的发光元件47B中，还设置在发射其他颜色的光的发光元件47R、47G以及受光元件46中。
对图5B所示的显示装置的结构进行具体说明。
图5B所示的显示装置与图4A所示的显示装置的不同之处在于：发光元件47R、发光元件47G以及发光元件47B是相同结构；发光元件47B所发射的光经过着色层CFB被取出。
发光元件47R、发光元件47G以及发光元件47B在像素电极191上依次包括公共层112、缓冲层192、发光层193R、发光层193G、发光层193B以及公共层114。发光层193R包含发射红色的光的发光材料。发光层193G包含发射绿色的光的发光材料。发光层193B包含发射蓝色的光的发光材料。发光元件47R所发射的光经过着色层CFR作为红色的光从显示装置取出。发光元件47G所发射的光经过着色层CFG作为绿色的光从显示装置取出。发光元件47B所发射的光经过着色层CFB作为蓝色的光从显示装置取出。
另外，发光元件47既可以是像素电极191与公共电极115之间包括一个发光单元的单结构，又可以是包括多个发光单元的串联结构。
受光元件46在像素电极181上依次包括公共层112、缓冲层182、活性层183以及公共层114。活性层183包含有机化合物。受光元件46具有检测可见光以及红外光中的一者或两者的功能。
发光层193R、发光层193G以及发光层193B共用于发光元件47R、发光元件47G以及发光元件47B中。与发光元件47R、发光元件47G以及发光元件47B包括分别形成层的结构的情况相比，在将发光元件47R、发光元件47G以及发光元件47B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。
此外，在图5B中，发光元件47R、发光元件47G、发光元件47B以及受光元件46也可以包括不同膜厚的光学调整层。
[结构例子3]
接着，说明图6A、图6B、图7A、图7B所示的显示装置。
图6A、图6B、图7A、图7B所示的显示装置在衬底151上隔着包括晶体管的层55设置有发射蓝色(B)的光的发光元件47B、发射绿色(G)的光的发光元件47G、发射红色(R)的光的发光元件47R以及受光元件46。
发光元件47B、发光元件47G以及发光元件47R分别包括像素电极191以及公共电极115。
受光元件46包括像素电极181以及公共电极115。
公共电极115在受光元件46与发射各颜色的光的发光元件47中被共同使用。
在图6A、图7A、图7B所示的显示装置中，受光元件46和发光元件47R共用发光层193R及活性层183。在图6B所示的显示装置中，受光元件46和发光元件47G共用发光层193G及活性层183。
在此，受光元件46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，检测蓝色的光的结构的受光元件46可以采用与发光元件47R和发光元件47G中的一方或双方相同的结构。例如，检测绿色的光的结构的受光元件46可以采用与发光元件47R相同的结构。
与受光元件46、发光元件47R或发光元件47G具有分别形成层的结构的情况相比，在将受光元件46、发光元件47R或发光元件47G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。
另外，与受光元件46、发光元件47R或发光元件47G具有分别形成层的结构的情况相比，在将受光元件46、发光元件47R或发光元件47G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。像素的开口率越高，越可以降低为了在显示面板中得到某一亮度所需要的子像素的亮度。由此，可以延长发光元件的使用寿命。另外，显示装置可以显示高亮度。另外，也可以提高显示装置的分辨率。
对图6A所示的显示装置的结构进行具体说明。
发光元件47B在像素电极191上依次包括公共层112、缓冲层192B、发光层193B以及公共层114。发光层193B包括发射蓝色的光的发光材料。发光元件47B具有发射蓝色的光的功能。
发光元件47G在像素电极191上依次包括公共层112、缓冲层192G、发光层193G以及公共层114。发光层193G包括发射绿色的光的发光材料。发光元件47G具有发射绿色的光的功能。
发光元件47R以及受光元件46在像素电极上依次包括公共层112、缓冲层182、发光层193R、活性层183以及公共层114。发光层193R包含发射红色的光的发光材料。活性层183包括吸收其波长比红色的光短的光(例如，绿色的光和蓝色的光中的一方或双方)的有机化合物。活性层183优选包括不容易吸收红色的光且吸收其波长比红色的光短的光的有机化合物。由此，从发光元件47R高效地提取红色的光，受光元件46可以高精度地检测出其波长比红色的光短的光。
另外，图6A示出发光元件47R及受光元件46具有相同结构的例子，但是发光元件47R及受光元件46也可以具有彼此不同的厚度的光学调整层。例如，优选通过使像素电极191及像素电极181具有反射电极与反射电极上的透明电极的叠层结构而使发光元件47R的透明电极的厚度与受光元件46的透明电极的厚度不同，来进行光学调整。具体而言，发光元件47R优选以一对电极间的光学距离成为增强红色的光的光学距离的方式设置透明电极，受光元件46优选以一对电极间的光学距离成为增强要检测出的波长的光的光学距离的方式设置透明电极。由此，发光元件47R可以高效地提取红色的光，受光元件46可以高精度地检测光。另外，发光元件47G优选使用缓冲层192G以一对电极间的光学距离成为增强绿色的光的光学距离的方式进行光学调整。同样地，发光元件47B优选使用缓冲层192B以一对电极间的光学距离成为增强蓝色的光的光学距离的方式进行光学调整。另外，也可以在发光元件47G及发光元件47B分别设置光学调整层(透明电极)。
例如，可以举出如下结构：公共层112包括空穴注入层，缓冲层182、192B、192G包括空穴传输层，公共层114包括电子注入层和电子传输层中的一者或两者。
对图6B所示的显示装置的结构进行具体说明。
图6B所示的发光元件47B具有与图6A相同的结构。
发光元件47R在像素电极191上依次包括公共层112、缓冲层192R、发光层193R以及公共层114。发光层193R包含发射红色的光的发光材料。发光元件47R具有发射红色的光的功能。
发光元件47G以及受光元件46各自在像素电极上依次包括公共层112、缓冲层182、发光层193G、活性层183以及公共层114。发光层193G包括发射绿色的光的材料。活性层183包括吸收比绿色的光的波长短的光(例如，蓝色发光)的有机化合物。活性层183优选包括不容易吸收红色至绿色的光且吸收其波长比绿色的光短的光的有机化合物。由此，从发光元件47G高效地提取绿色的光，所以受光元件46可以高精度地检测出其波长比绿色的光短的光。
发光元件47G及受光元件46的像素电极或缓冲层的厚度也可以彼此不同。具体而言，发光元件47G也可以以一对电极间的光学距离为增强绿色的光的光学距离的方式进行光学调整，受光元件46也可以以一对电极间的光学距离为增强要检测的波长的光的光学距离的方式进行光学调整。由此，发光元件47G可以高效地提取绿色的光，受光元件46可以高精度地检测出光。
在本实施方式的显示装置中，作为受光元件46的活性层183使用有机化合物。受光元件46可以通过改变发光元件47中的一对电极间的结构中的至少一部分来制造。因此，可以在显示装置的显示部中内置受光元件46。另外，受光元件也可以具有与发射红色或绿色的光的发光元件相同的结构。如上所述，通过使构成发光元件及受光元件的层的至少一部分具有相同的结构，可以减少显示装置的制造工序。
对图7A所示的显示装置的结构进行具体说明。
图7A所示的显示装置与图6A所示的显示装置的不同之处是发光元件47R及受光元件46不包括缓冲层182且发光层193R位于活性层183上。
活性层183及发光层193R的叠层顺序没有限制。可以在活性层183上设置有发光层193R，也可以在发光层193R上设置有活性层183。
作为缓冲层192B、192G，例如可以使用空穴传输层。发光元件47R及受光元件46也可以不包括空穴传输层。像这样，也可以存在仅设置在发光元件47R、47G、47B及受光元件46中的任意元件中而不设置在其他元件中的层(例如，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、电子阻挡层等)。
对图7B所示的显示装置的结构进行具体说明。
图7B所示的显示装置与图6A所示的显示装置的不同之处是在活性层183与发光层193R间包括缓冲层182。
发光层193R与活性层183可以彼此接触，也可以在发光层193R与活性层183间夹有层。
通过在活性层183与发光层193R间设置缓冲层，可以抑制激发能从发光层193R转移到活性层183。另外，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183与发光层193R间包括缓冲层的发光元件47R可以具有高发光效率。
例如，可以举出如下结构：公共层112包括空穴注入层，缓冲层182、192B、192G包括空穴传输层，公共层114包括电子注入层和电子传输层中的一者或两者。另外，公共层112还可以包括空穴传输层。换言之，发光元件及受光元件的每一个也可以包括公共层112所包括的空穴传输层和缓冲层所包括的空穴传输层的双方。
以下，使用图8及图9说明本发明的一个方式的显示装置的结构。
[显示装置10A]
图8A示出显示装置10A的截面图。显示装置10A采用结构例子1中说明的图3B的结构。各层的详细内容可以参照结构例子1的记载。
显示装置10A包括受光元件110、发光元件190B及发光元件190G。受光元件110具有检测出光22的功能。受光元件110所检测出的光22的波长没有特别的限制，例如可以检测出可见光和红外光中的一方或双方。发光元件190B具有发射蓝色的光21B的功能。发光元件190G具有发射绿色的光21G的功能。
发光元件190B包括像素电极191、公共层112、发光层193B、公共层114及公共电极115。
发光元件190G包括像素电极191、公共层112、发光层193G、发光层193B、公共层114及公共电极115。
受光元件110包括像素电极181、公共层112、活性层183、发光层193B、公共层114及公共电极115。
像素电极181及像素电极191位于绝缘层214上。像素电极181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位于像素电极181上及像素电极191上。公共层112是受光元件110、发光元件190B及发光元件190G共同使用的层。作为公共层112，例如可以形成空穴注入层及空穴传输层中的一方或双方。
活性层183隔着公共层112与像素电极181重叠。发光层193G隔着公共层112与像素电极191重叠。发光层193B隔着公共层112及活性层183与像素电极181重叠。发光层193B隔着公共层112及发光层193G与发光元件190G所包括的像素电极191重叠。发光层193B隔着公共层112与发光元件190B所包括的像素电极191重叠。
公共层114位于发光层193B上。公共层114是受光元件110、发光元件190B与发光元件190G共同使用的层。作为公共层114例如可以形成电子注入层和电子传输层中的一方或双方。
公共电极115具有隔着公共层112、活性层183、发光层193B及公共层114与像素电极181重叠的部分。此外，公共电极115具有隔着公共层112、发光层193G、发光层193B及公共层114与发光元件190G所包括的像素电极191重叠的部分。公共电极115具有隔着公共层112、发光层193B及公共层114与发光元件190B所包括的像素电极191重叠的部分。公共电极115是受光元件110、发光元件190B及发光元件190G共同使用的层。
在本实施方式的显示装置中，受光元件110的活性层183使用有机化合物。受光元件110可以通过只改变发光元件190(EL元件)的一对电极间的结构中的至少一部分来制造。换言之，发光元件190与受光元件110可以形成在同一衬底上。另外，可以在形成发光元件190的同时形成受光元件110。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的显示部内设置受光元件110。
在显示装置10A中，只有受光元件110的活性层183及发光元件190G的发光层193G是分别形成的，而其他层可以是受光元件110和发光元件190G共同使用。但是，受光元件110及发光元件190G的结构不局限于此。除了活性层183及发光层193G以外，受光元件110及发光元件190G还可以具有其他分别形成的层。受光元件110与发光元件190G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元件110。
在图8A所示的显示装置10A中，发射蓝色的光的发光层193B不仅设置在发射蓝色的光的发光元件190B中还设置在发光元件190G及受光元件110中。在发光元件190G及受光元件110中，发光层193B被用作载流子传输层。通过将发光层193B设置在发射各颜色的光的发光元件及受光元件，可以减少发光层193B的图案的错位所带来的影响而提高制造显示装置时的成品率。
显示装置10A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190B、发光元件190G、晶体管41及晶体管42等。
在受光元件110中，位于像素电极181与公共电极115之间的公共层112、活性层183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181优选具有反射可见光的功能。像素电极181的端部被分隔壁216覆盖。公共电极115优选具有透射可见光的功能。
受光元件110具有检测光的功能。具体而言，受光元件110是接收从显示装置10A的外部入射的光22并将其转换为电信号的光电转换元件。光22也可以说是发光元件190的光被对象物反射的光。此外，光22也可以通过后述的透镜入射到受光元件110。
衬底152的衬底151一侧的表面优选设置遮光层BM。遮光层BM在与受光元件110重叠的位置及与发光元件190重叠的位置形成有开口。通过设置遮光层BM，可以控制受光元件110检测光的范围。
这里，受光元件110检测出被对象物反射的来自发光元件190的光。但是，有时来自发光元件190的光在显示装置10A内被反射而不经对象物地入射到受光元件110。遮光层BM可以减少这种杂散光的负面影响。例如，在没有设置遮光层BM的情况下，有时发光元件190所发射的光23a被衬底152反射，由此反射光23b入射到受光元件110。通过设置遮光层BM，可以抑制反射光23b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。
在发光元件190中，可以将分别位于像素电极191与公共电极115之间的公共层112、发光层193及公共层114称为EL层。像素电极191优选具有反射可见光的功能。像素电极191的端部被分隔壁216覆盖。像素电极181和像素电极191通过分隔壁216彼此电绝缘(也称为电分离)。公共电极115优选具有透射可见光的功能。
发光元件190B是电压被施加到像素电极191与公共电极115之间时向衬底152一侧发射蓝色的光21B的电致发光元件。
发光元件190G是电压被施加到像素电极191与公共电极115之间时向衬底152一侧发射绿色的光21G的电致发光元件。
像素电极181通过设置在绝缘层214中的开口电连接到晶体管41的源极或漏极。像素电极181的端部被分隔壁216覆盖。
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具有控制发光元件190的驱动的功能。
晶体管41及晶体管42以与同一层接触的方式形成于该同一层(图8A中的衬底151)上。
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。
受光元件110及发光元件190各自优选被保护层195覆盖。在图8A中，保护层195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195，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195和衬底152。
[显示装置10B]
图8B示出显示装置10B的截面图。作为显示装置10B采用在结构例子2中说明的结构。此外，在后面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。
显示装置10B包括受光元件110、发光元件190R及发光元件190G。受光元件110具有检测出光22的功能。发光元件190R具有发射红色的光21R的功能。发光元件190G具有发射绿色的光21G的功能。
发光元件190R及发光元件190G具有彼此相同的结构。具体而言，发光元件190R及发光元件190G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。发光层193可以具有单层结构或叠层结构。例如作为发光层193，可以采用如图4A所示的包括发射红色的光的发光层193R及发射绿色的光的发光层193G的结构或者如图5A所示的包括发射黄色的光的发光层193Y的结构。
在衬底152的衬底151一侧设置有红色的着色层CFR及绿色的着色层CFG。发光元件190R所发射的光透过着色层CFR作为红色的光从显示装置10B被提取。另外，发光元件190G所发射的光透过着色层CFG作为绿色的光从显示装置10B被提取。
受光元件110包括像素电极181、公共层112、活性层183、公共层114及公共电极115。
在显示装置10B中，只有受光元件110的活性层183及发光元件190G、190R的发光层193是分别形成的，而其他层可以是受光元件110和发光元件190G、190R共同使用。但是，受光元件110及发光元件190G、190R的结构不局限于此。除了活性层183及发光层193以外，受光元件110及发光元件190G、190R还可以具有其他分别形成的层。受光元件110与发光元件190G、190R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元件110。
[显示装置10C]
图8C示出显示装置10C的截面图。作为显示装置10C使用在结构例子3中说明的图6A的结构。
显示装置10C包括受光元件110、发光元件190R及发光元件190G。受光元件110具有检测出光22的功能。发光元件190R具有发射红色的光21R的功能。发光元件190G具有发射绿色的光21G的功能。
发光元件190R及受光元件110具有彼此相同的结构。具体而言，发光元件190R及受光元件110包括像素电极、公共层112、发光层193R、活性层183、公共层114及公共电极115。注意，虽然图8C等中以一个层表示发光层193R和活性层183，但是发光层193R及活性层183是分开的。
发光元件190G包括像素电极191、公共层112、发光层193G、公共层114及公共电极115。
在显示装置10C中，除了分别制造受光元件110及发光元件190R的活性层183及发光层193R以及发光元件190G的发光层193G以外，受光元件110及发光元件190R与发光元件190G具有相同的结构。注意，受光元件110、发光元件190G、190R的结构不局限于此。
[显示装置10D]
图9A示出显示装置10D的截面图。
显示装置10D与显示装置10A的不同之处在于不包括保护层195而包括透镜149。
本实施方式的显示装置在受光元件110上及发光元件190上也可以不设有保护层。在图9A中，使用粘合层142贴合公共电极115和衬底152。
本实施方式的显示装置也可以包括透镜149。透镜149设置在与受光元件110重叠的位置。在显示装置10D中，以与衬底152接触的方式设置有透镜149。显示装置10D所包括的透镜149在衬底151一侧具有凸面。
在将遮光层BM和透镜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9A中示出先形成透镜149的例子，但是也可以先形成遮光层BM。在图9A中，透镜149的端部被遮光层BM覆盖。
显示装置10D采用光22通过透镜149入射到受光元件110的结构。与没有透镜149的情况相比，通过设置透镜149，可以减小受光元件110的拍摄范围，由此可以抑制与相邻的受光元件110的拍摄范围重叠。由此，可以拍摄模糊少的清晰图像。此外，在受光元件110的拍摄范围相等的情况下，与没有透镜149的情况相比，通过设置透镜149，可以增大针孔的尺寸(在图9A中相当于与受光元件110重叠的遮光层BM的开口尺寸)。由此，通过具有透镜149，可以增加入射到受光元件110的光量。
另外，可以在衬底152一侧以接触于保护层195的顶面的方式设置具有凸曲面的透镜149。另外，也可以在衬底152的显示面一侧(与衬底151的面相反一侧)设置透镜阵列。透镜阵列所具有的透镜设置在与受光元件110重叠的位置。优选衬底152的衬底151一侧的表面设置有遮光层BM。
作为用于本实施方式的显示装置的透镜的形成方法，既可在衬底上或受光元件上直接形成如微透镜等透镜，又可将另外制成的微透镜阵列等透镜阵列贴合在衬底上。
[显示装置10E]
图9B示出显示装置10E的截面图。
显示装置10E与显示装置10B的不同之处在于不包括衬底151及衬底152而包括衬底153、衬底154、粘合层155及绝缘层212。
衬底153和绝缘层212被粘合层155贴合。衬底154和保护层195被粘合层142贴合。
显示装置10E将形成在制造衬底上的绝缘层212、晶体管41、晶体管42、受光元件110及发光元件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，可以提高显示装置10E的柔性。例如，衬底153和衬底154优选使用树脂。另外，本实施方式的显示装置所包括的衬底也可以使用光学各向同性高的薄膜。
[显示装置10F]
图9C示出显示装置10F的截面图。
显示装置10F与显示装置10C的不同之处在于不包括分隔壁216而包括分隔壁217。
分隔壁217优选吸收发光元件所发射的光。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黑矩阵。此外，通过使用茶色抗蚀剂材料，可以由被着色的绝缘层构成分隔壁217。
发光元件190所发射的光有时被衬底152及分隔壁217反射，使得反射光入射到受光元件110。此外，发光元件190所发射的光有时透过分隔壁217被晶体管或布线等反射，使得反射光入射到受光元件110。通过由分隔壁217吸收光，可以抑制上述反射光入射到受光元件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。
分隔壁217优选至少吸收受光元件110所检测出的光的波长。例如，在受光元件110检测出发光元件190G所发射的绿色的光21G的情况下，分隔壁217优选至少吸收绿色的光。例如，当分隔壁217具有红色滤光片时，可以吸收绿色的光，由此可以抑制反射光入射到受光元件110。
另外，以接触于透过光的分隔壁的顶面和侧面的一方或双方的方式设置吸收光的有色层。有色层优选吸收发光元件所发射的光。作为有色层，例如可以使用包含颜料或染料的树脂材料等形成黑矩阵。此外，通过使用茶色抗蚀剂材料，可以由被有色的绝缘层构成着色层。
有色层优选至少吸收受光元件110所检测出的光的波长。例如，在受光元件110检测出发光元件190G所发射的绿色的光21G的情况下，有色层优选至少吸收绿色的光。例如，当有色层具有红色滤光片时，可以吸收绿色的光，由此可以抑制反射光入射到受光元件110。
通过由有色层吸收产生在显示装置10F内的杂散光，可以降低入射到受光元件110的杂散光量。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。
在本实施方式的显示装置中，有色层配置在受光元件110与发光元件190之间。由此，可以抑制从发光元件190入射到受光元件110的杂散光。
以下参照图10至图14说明本发明的一个方式的显示装置的更详细的结构。注意，在图10至图14中，主要示出采用结构例子1中说明的图3B的结构的显示装置，但是本发明的一个方式的显示装置也可以使用结构例子2或结构例子3中说明的结构。
[显示装置100A]
图10示出显示装置100A的立体图，而图11示出显示装置100A的截面图。
显示装置100A具有贴合衬底152与衬底151的结构。在图10中，以虚线表示衬底152。
显示装置100A包括显示部162、电路164及布线165等。图10示出在显示装置100A中安装有IC(集成电路)173及FPC172的例子。因此，也可以将图10所示的结构称为包括显示装置100A、IC及FPC的显示模块。
作为电路164，例如可以使用扫描线驱动电路。
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。
图10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100A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。
图11示出图10所示的显示装置100A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的区域的一部分及包括端部的区域的一部分的截面的一个例子。
图11所示的显示装置100A在衬底151与衬底152之间包括晶体管201、晶体管205、晶体管206、晶体管207、发光元件190B、发光元件190G及受光元件110等。
衬底152及绝缘层214通过粘合层142粘合。作为对发光元件190及受光元件110的密封，可以采用固体密封结构或中空密封结构等。在图11中，由衬底152、粘合层142及绝缘层214围绕的空间143填充有非活性气体(氮气、氩气等)，采用中空密封结构。粘合层142也可以与发光元件190重叠。此外，由衬底152、粘合层142及绝缘层214围绕的空间143也可以填充有与粘合层142不同的树脂。
发光元件190B具有从绝缘层214一侧依次层叠有像素电极191B、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191B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具有控制发光元件190B的驱动的功能。分隔壁216覆盖像素电极191B的端部。像素电极191B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。
发光元件190G具有从绝缘层214一侧依次层叠有像素电极191G、公共层112、发光层193G、发光层193B、公共层114及公共电极115的叠层结构。像素电极191G通过形成在绝缘层214中的开口与晶体管207所包括的导电层222b连接。晶体管207具有控制发光元件190G的驱动的功能。分隔壁216覆盖像素电极191G的端部。像素电极191G包含反射可见光的材料。
受光元件110具有从绝缘层214一侧依次层叠有像素电极181、公共层112、活性层183、发光层193B、公共层114及公共电极115的叠层结构。像素电极181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181的端部。像素电极181包含反射可见光的材料。
发光元件190将光发射到衬底152一侧。此外，受光元件110通过衬底152及空间143接收光。衬底152优选使用对可见光的透过性高的材料。
像素电极181、像素电极191B及像素电极191G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用于受光元件110和各颜色的发光元件190的双方。受光元件110具有对发光元件190B的结构追加活性层183的结构。另外，除了活性层183及发光层193G以外，受光元件110和发光元件190G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内设置受光元件110。
衬底152的衬底151一侧的表面设置有遮光层BM。遮光层BM在与受光元件110重叠的位置及与发光元件190重叠的位置形成有开口。通过设置遮光层BM，可以控制受光元件110检测光的范围。此外，通过设置有遮光层BM，可以抑制光从发光元件190不经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。
晶体管201、晶体管205、晶体管206及晶体管207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。
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。
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，可以将绝缘层被用作阻挡层。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。
作为绝缘层211、绝缘层213及绝缘层215优选使用无机绝缘膜。作为无机绝缘膜，例如可以使用氮化硅膜、氧氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、氧化铝膜、氮化铝膜等无机绝缘膜。此外，也可以使用氧化铪膜、氧化钇膜、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。
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的杂质侵入。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，以保护有机绝缘膜不暴露于显示装置100A的端部。
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。
在图11所示的区域228中，在绝缘层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侵入显示部162。由此，可以提高显示装置100A的可靠性。
晶体管201、晶体管205、晶体管206及晶体管207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，经过对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。
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有栅极。
作为晶体管201、晶体管205、晶体管206及晶体管207，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。
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。
晶体管的半导体层优选使用金属氧化物(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。
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、钨或镁中的一种或多种)和锌。尤其是，M优选为选自铝、镓、钇或锡中的一种或多种。
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(IGZO)。
在半导体层使用In-M-Zn氧化物时，该In-M-Zn氧化物中的In的原子个数比优选为M的原子个数比以上。作为上述In-M-Zn氧化物的金属元素的原子个数比，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。另外，附近的组成包括所希望的原子个数比的±30％的范围。
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。
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。
在衬底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FPC172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来获得的导电层166。因此，通过连接层242可以使连接部204与FPC172电连接。
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。
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。
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。
作为连接层242，可以使用各向异性导电膜(ACF：Anisotropic ConductiveFilm)、各向异性导电膏(ACP：Anisotropic Conductive Paste)等。
发光元件190具有顶部发射结构、底部发射结构或双面发射结构等。作为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。
发光元件190至少包括发光层193。作为发光层193以外的层，发光元件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个或两个。例如，公共层114优选具有电子传输层和电子注入层中的一个或两个。
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。
发光层193是包含发光物质的层。发光层193可以包含一种或多种发光物质。作为发光物质，适当地使用发射蓝色、紫色、蓝紫色、绿色、黄绿色、黄色、橙色、红色等的发光颜色的物质。另外，作为发光物质也可以使用发射近红外光的物质。
受光元件110的活性层183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)形成发光元件190的发光层193和受光元件110的活性层183，并可以共同使用制造设备，所以是优选的。
作为活性层183含有的n型半导体的材料，可以举出富勒烯(例如C60、C70等)或其衍生物等具有电子接受性的有机半导体材料。此外，作为活性层183含有的p型半导体的材料，可以举出铜(II)酞菁(Copper(II)phthalocyanine:CuPc)或四苯基二苯并二茚并芘(Tetraphenyldibenzoperiflanthene：DBP)等具有电子供给性的有机半导体材料。
例如，优选共蒸镀n型半导体和p型半导体形成活性层183。
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。
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(被用作像素电极及公共电极的导电层)。
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。
[显示装置100B]
图12A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透镜149及保护层195。关于与显示装置100A同样的结构，省略其详细说明。
通过设置覆盖受光元件110及发光元件190的保护层195，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。
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混入显示部162。因此，可以提高显示装置100B的可靠性。
图12B示出保护层195具有三层结构的例子。在图12B中，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。
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包围受光元件110及发光元件190，可以提高受光元件110及发光元件190的可靠性。
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。
在衬底152的衬底151一侧的表面设置有透镜149。透镜149的凸面在衬底151一侧。透镜149重叠于受光元件110的受光区域。由此，可以提高使用受光元件110的传感器的灵敏度及精度。
透镜149的折射率优选为1.3以上且2.5以下。透镜149可以由无机材料和有机材料中的至少一个形成。例如，透镜149可以使用包含树脂的材料。此外，可以将包含氧化物和硫化物中的至少一个的材料用于透镜149。
具体而言，可以将包含氯、溴或碘的树脂、包含重金属原子的树脂、包含芳香环的树脂、包含硫的树脂等用于透镜149。或者，可以将树脂、具有其折射率高于该树脂的材料的纳米粒子的材料用于透镜149。作为纳米粒子，可以使用氧化钛或氧化锆等。
此外，可以将氧化铈、氧化铪、氧化镧、氧化镁、氧化铌、氧化钽、氧化钛、氧化钇、氧化锌、包含铟和锡的氧化物、或者包含铟和镓和锌的氧化物等用于透镜149。或者，可以将硫化锌等用于透镜149。
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与受光元件110及发光元件190重叠，显示装置100B采用固体密封结构。
[显示装置100C]
图13A示出显示装置100C的截面图。
显示装置100C与显示装置100B的不同之处在于晶体管的结构。
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。
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。
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。
发光元件190B的像素电极191B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。
受光元件110的像素电极181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。
图13A示出绝缘层225覆盖半导体层的顶面及侧面的例子。另一方面，在图13B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为掩模加工绝缘层225，可以制成图13B所示的结构。在图13B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。
[显示装置100D]
图14示出显示装置100D的截面图。
显示装置100D与显示装置100C的不同之处在于包括有色层148a。
有色层148a具有与受光元件110所包括的像素电极181的顶面接触的部分及与分隔壁216的侧面接触的部分。
通过由有色层148a吸收产生在显示装置100D内的杂散光，可以降低入射到受光元件110的杂散光量。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。
此外，显示装置100D与显示装置100C的不同之处在于不包括衬底151及衬底152而包括衬底153、衬底154、粘合层155及绝缘层212。
衬底153和绝缘层212被粘合层155贴合。衬底154和保护层195被粘合层142贴合。
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、晶体管210、受光元件110及发光元件190B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，可以提高显示装置100D的柔性。
作为绝缘层212，可以使用可以用于绝缘层211及绝缘层215的无机绝缘膜。
此外，作为显示装置100C示出没有透镜149的例子，而作为显示装置100D示出有透镜149的例子。透镜149根据传感器的用途等适当地设置即可。
[金属氧化物]
以下，将说明可用于半导体层的金属氧化物。
在本说明书等中，有时将包含氮的金属氧化物也称为金属氧化物(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。
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。
例如，作为半导体层，可以使用CAC(Cloud-Aligned Composite)-OS(OxideSemiconductor)。
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。
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。
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。
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的互补作用，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。
就是说，也可以将CAC-OS或CAC-metal oxide称为基质复合材料(matrixcomposite)或金属基复合材料(metal matrix composite)。
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 oxidesemiconductor)、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。
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。
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明确的晶界(grain boundary)。即，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。
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。
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。
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-likeOS或非晶氧化物半导体没有差别。
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，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。
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。
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。
用作半导体层的金属氧化物膜可以使用非活性气体和氧气体中的一者或两者形成。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。
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。
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，所以是优选的。
金属氧化物膜可以通过溅射法形成。除此之外，例如还可以利用PLD法、PECVD法、热CVD法、ALD法、真空蒸镀法等。
如上所述，本实施方式的显示装置在显示部包括受光元件及发光元件，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。
受光元件的设置在一对电极间的层中的至少一个层可以与发光元件(EL元件)具有相同结构。例如，受光元件中的活性层以外的所有层可以具有与发光元件(EL元件)相同的结构。换言之，只要对发光元件的制造工序追加形成活性层的工序，就可以在同一衬底上形成发光元件及受光元件。此外，受光元件及发光元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元件的电路及电连接于发光元件的电路，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元件的方便性高的显示装置。
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。
(实施方式2)
在本实施方式中，参照图15说明本发明的一个方式的显示装置。
本发明的一个方式的显示装置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。第一像素电路及第二像素电路各自配置为矩阵形状。
图15A示出具有受光元件的第一像素电路的一个例子，而图15B示出具有发光元件的第二像素电路的一个例子。
图15A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。
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。
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机。晶体管M3用作根据上述节点的电位输出的放大晶体管。晶体管M4被供应到布线SE的信号控制，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。
图15B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。
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。
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。
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。
在本实施方式的显示装置中，也可以使发光元件以脉冲方式发光，以显示图像。通过缩短发光元件的驱动时间，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。
这里，像素电路PIX1所包括的晶体管M1、晶体管M2、晶体管M3及晶体管M4、像素电路PIX2所包括的晶体管M5、晶体管M6及晶体管M7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。
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优选使用含有氧化物半导体的晶体管。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。
此外，晶体管M1至晶体管M7也可以使用形成其沟道的半导体含有硅的晶体管。尤其是，通过使用单晶硅或多晶硅等结晶性高的硅，可以实现高场效应迁移率，能够进行更高速度的工作。
此外，晶体管M1至晶体管M7中的一个以上可以使用含有氧化物半导体的晶体管，除此以外的晶体管可以使用含有硅的晶体管。
图15A和图15B示出n沟道型晶体管，但是也可以使用p沟道型晶体管。
像素电路PIX1所包括的晶体管与像素电路PIX2所包括的晶体管优选排列在同一衬底上。尤其优选像素电路PIX1所包括的晶体管和像素电路PIX2所包括的晶体管优选混合形成在一个区域内并周期性地排列。
此外，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中的一个或两个的层。由此，可以减少各像素电路的实效占有面积，从而可以实现高分辨率的显示部。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式3)
在本实施方式中，参照图16及图17说明本发明的一个方式的显示装置的驱动方法。
在本实施方式中，说明将本发明的一个方式的显示装置用作触摸面板的情况。
拍摄指纹需要高分辨率，所以优选一个一个地(一个像素一个像素地)分别独立地读出所有像素的使用受光元件取得的摄像数据。另一方面，在将该显示装置用作触摸面板的情况下，不需要像指纹认证那样的高分辨率，但是需要以高速进行读出工作。
例如，通过使用多个像素一次性地检测触摸，可以提高驱动频率。例如，可以将同时读出的像素适当地设定为4个像素(2×2个像素)、9个像素(3×3个像素)或16个像素(4×4个像素)等。
图16A示出一次性地读出多个像素所包括的受光元件PD的摄像数据。
一个像素300包括受光元件PD、发射红色的光的子像素R、发射绿色的光的子像素G及发射蓝色的光的子像素B。虽然图16A示出单元310包括9个像素300(3×3个像素)的例子，但是对单元310所包括的像素的数量没有特别的限制。从相同单元310中的像素300同时读出摄像数据。例如，首先，单元310a的摄像数据被读出，然后单元310b的摄像数据被读出。由此，与逐一读出像素的摄像数据的情况相比，可以减少读出次数，从而可以提高驱动频率。另外，单元310a的摄像数据为将多个像素300(在此，9个像素300)的摄像数据合在一起的数据，所以与逐一拍摄像素的情况相比，可以提高灵敏度。
另外，也可以只使用一部分像素检测触摸。例如，可以适当地将每4个像素(2×2个像素)中的1个像素、每100个像素(10×10个像素)中的1个像素或每900个像素(30×30个像素)中的1个像素等作为用于检测触摸的像素。
图16B示出只使用一部分像素检测触摸的例子。
一个像素300包括受光元件PD、发射红色的光的子像素R、发射绿色的光的子像素G及发射蓝色的光的子像素B。成为读出对象的对象像素320只有以点划线围绕的像素300。虽然图16B示出将每9个像素(3×3像素)中的一个像素用作检测触摸的对象像素320的例子，但是对象像素320的数量不局限于此。首先，对象像素320a的摄像数据被读出，然后对象像素320b的摄像数据被读出。不从对象像素320a与对象像素320b间的像素300读出摄像数据。由此，与逐一读出所有像素的摄像数据的情况相比，可以减少读出次数，从而可以提高驱动频率。
另外，也可以将多个像素300交替地作为对象像素320使用。例如，在将每9个像素中的1个像素作为对象像素320使用的情况下，可以使对象像素320按行或按列移动，将3个像素交替地作为对象像素320使用。另外，也可以将9个像素交替地作为对象像素320使用。
本发明的一个方式的显示装置包括两种以上的受光元件的工作模式，上述工作模式优选可以彼此切换。例如，优选的是，可以在所有像素中进行如下模式的切换：分别独立地读出每一个像素的模式和一次性地读出多个像素的模式。或者，优选的是，可以进行如下模式的切换：读出所有像素的模式和只读出一部分像素的模式。由此，在拍摄指纹时可以以高分辨率拍摄，并且在显示图像时可以以高驱动频率检测触摸。
另外，在检测触摸时，可以去除成为噪声的周围的光的影响。
例如，通过使用一部分像素周期性地反复进行发光元件的点亮及关灯而取得点亮时和关灯(不点亮)时的受光元件的检测强度，可以去除周围的光的影响。优选在不影响到显示装置所显示的影像的范围内设置多个反复点亮和关灯的像素。另外，优选在每一个帧反复进行发光元件的点亮和关灯，例如优选在奇数帧和偶数帧之间调换点亮的像素和关灯的像素。注意，对点亮时的发光颜色没有特别的限制。
在图17A中，像素330a、像素330d关灯且像素330b、像素330c点亮，在图17B中，像素330a、像素330d点亮且像素330b、像素330c关灯。
像素330b检测周围的光，所以受光元件的检测强度在光源的点亮时和关灯时没有变化。另一方面，像素330d检测出被手指340反射的光，所以受光元件的检测强度在发光元件的点亮时和关灯时有变化。通过利用上述点亮时和关灯时的检测强度之差，可以去除周围的光的影响。
如此，本实施方式的显示装置可以以按单元进行拍摄的模式或按受光元件进行拍摄的模式驱动。例如，在需要高速工作时可以使用按单元进行拍摄的模式。另外，在需要高分辨率的拍摄时，可以使用对像素逐个(对受光元件逐个)进行拍摄的模式。通过根据用途改变驱动模式，可以提高显示装置的功能性。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式4)
在本实施方式中，使用图18至图20对本发明的一个方式的电子设备进行说明。
本实施方式的电子设备包括本发明的一个方式的显示装置。例如，可以将本发明的一个方式的显示装置用于电子设备的显示部。因为本发明的一个方式的显示装置具有检测光的功能，所以可以在显示部进行生物识别或者检测出触摸或靠近。由此，可以提高电子设备的功能性及方便性。
作为电子设备，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。
本实施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)。
本实施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。
图18A所示的电子设备6500是可以用作智能手机的便携式信息终端设备。
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。
显示部6502可以使用本发明的一个方式的显示装置。
图18B是包括外壳6501的麦克风6506一侧的端部的截面示意图。
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。
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。
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。
显示面板6511可以使用本发明的一个方式的柔性显示器。由此，可以实现极轻量的电子设备。此外，由于显示面板6511极薄，所以可以在抑制电子设备的厚度的情况下安装大容量的电池6518。此外，通过折叠显示面板6511的一部分以在像素部的背面设置与FPC6515的连接部，可以实现窄边框的电子设备。
图19A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。
可以对显示部7000适用本发明的一个方式的显示装置。
可以通过利用外壳7101所具备的操作开关或另外提供的遥控操作机7111进行图19A所示的电视装置7100的操作。此外，也可以在显示部7000中具备触摸传感器，也可以通过用指头等触摸显示部7000进行电视装置7100的操作。此外，也可以在遥控操作机7111中具备显示从该遥控操作机7111输出的数据的显示部。通过利用遥控操作机7111所具备的操作键或触摸面板，可以进行频道及音量的操作，并可以对显示在显示部7000上的影像进行操作。
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。
图19B示出笔记型个人计算机的一个例子。笔记型个人计算机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。
可以对显示部7000适用本发明的一个方式的显示装置。
图19C和图19D示出数字标牌的一个例子。
图19C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。
图19D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。
在图19C和图19D中，可以对显示部7000适用本发明的一个方式的显示装置。
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。
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。
如图19C和图19D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。
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。
图20A至图20F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。
图20A至图20F所示的电子设备具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像及文字图像等)显示在显示部上的功能；触摸面板的功能；显示日历、日期或时间等的功能；通过利用各种软件(程序)控制处理的功能；进行无线通信的功能；读出储存在存储介质中的程序或数据并进行处理的功能；等。注意，电子设备可具有的功能不局限于上述功能，而可以具有各种功能。电子设备可以包括多个显示部。此外，也可以在电子设备中设置照相机等而使其具有如下功能：拍摄静态图像或动态图像，且将所拍摄的图像储存在存储介质(外部存储介质或内置于照相机的存储介质)中的功能；将所拍摄的图像显示在显示部上的功能；等。
下面，详细地说明图20A至图20F所示的电子设备。
图20A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显示在其多个面上。在图20A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或电话等的信息；电子邮件或SNS等的标题；电子邮件或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。
图20B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。
图20C是示出手表型便携式信息终端9200的立体图。可以将便携式信息终端9200例如用作智能手表。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。
图20D至图20F是示出可以折叠的便携式信息终端9201的立体图。此外，图20D是将便携式信息终端9201展开的状态的立体图、图20F是折叠的状态的立体图、图20E是从图20D的状态和图20F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。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
[实施例1]
在本实施例中，说明可用于本发明的一个方式的显示装置的受光发光元件而进行评价的结果。注意，以下将被用作发光元件和受光元件的双方的元件称为受光发光元件。
在本实施例中，制造两个受光发光元件(器件1及器件2)。在本实施例中制造的受光发光元件具有与发光元件(有机EL元件)的结构相同的结构。
以下示出在本实施例中使用的材料的化学式。
[化学式1]
Figure BDA0003166998580000711
表1示出本实施例的受光发光元件的具体结构。作为器件1使用图7A所示的发射红色(R)的光的发光元件47R与受光元件46的叠层结构。器件1具有能够将发光元件的空穴传输层换成受光元件的活性层来制造的叠层结构。另外，作为器件2使用图7B所示的发射红色(R)的光的发光元件47R及受光元件46的叠层结构。器件2具有能够通过对发光元件还追加受光元件的活性层来制造的叠层结构。
[表1]
Figure BDA0003166998580000721
*2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:[Ir(dmdppr-P)2(dibm)]0.8:0.2:0.06 70nm
通过利用溅射法形成厚度为100nm的银(Ag)、钯(Pd)及铜(Cu)的合金(Ag-Pd-Cu(APC))且利用溅射法形成厚度为100nm的包含氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)来形成第一电极。
将3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPPn)和氧化钼以重量比成为PCPPn：氧化钼＝2：1的方式共蒸镀，由此形成空穴注入层。对应于空穴注入层的层的厚度约为15nm。
将富勒烯(C70)和四苯基二苯并二茚并芘(简称：DBP)以重量比成为C70：DBP＝9：1的方式共蒸镀，由此形成活性层。活性层的厚度约为60nm。
空穴传输层不设置在器件1而设置在器件2。作为空穴传输层使用N-(1，1’-联苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9，9-二甲基-9H-芴-2-胺(简称为PCBBiF)，并且以其膜厚度为70nm的方式进行蒸镀。
发光层使用2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTBPDBq-II)、PCBBiF及双{4，6-二甲基-2-[3-(3，5-二甲基苯基)-5-苯基-2-吡嗪基-κN]苯基-κC}(2，6-二甲基-3，5-庚二酮-κ2O，O’)铱(III)(简称：[Ir(dmdppr-P)2(dibm)])，以重量比为0.8:0.2:0.06(＝2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:[Ir(dmdppr-P)2(dibm)])且厚度为70nm的方式进行共蒸镀来形成。
电子传输层以2mDBTBPDBq-II的厚度为10nm且2，9-双(萘-2-基)-4，7-二苯基-1，10-菲罗啉(简称：NBPhen)的厚度为10nm的方式依次蒸镀2mDBTBPDBq-II及NBPhen来形成。
电子注入层使用氟化锂(LiF)，以其厚度为1nm的方式进行蒸镀来形成。
将银(Ag)与镁(Mg)以体积比成为10:1且厚度成为10nm的方式共蒸镀，然后以厚度成为40nm的方式利用溅射法形成铟锡氧化物(ITO)，由此形成第二电极。
通过上述步骤，制造本实施例的受光发光元件。
[作为发光元件的特性]
首先，评价作为受光发光元件的发光元件的特性(施加顺向偏压时的特性)。图21示出受光发光元件的电压-亮度特性。图22示出受光发光元件的亮度-外部量子效率特性。
确认到器件1及器件2都作为发光元件正常地工作。尤其是，在活性层与发光层间设置空穴传输层的器件2可以得到高外部量子效率。
[作为受光元件的特性]
接着，评价受光发光元件的作为受光元件的特性(施加反向偏压时的特性)。图23示出受光发光元件的受光灵敏度的波长依赖性。测量条件为如下：电压为-6V；以10μW/cm2照射光。注意，在此施加的电压是通常对EL器件施加的偏压为正时的值。换言之，当第一电极一侧为高电位且第二电极一侧为低电位时，为正。
确认到器件1及器件2都作为受光元件正常地工作。
如上所述，在本实施例中制造了与发光元件(有机EL元件)的结构相同的结构的受光发光元件，而可以得到作为发光元件和受光元件的双方良好的特性。
根据本实施例可知：器件1及器件2分别可以作为发光元件工作且作为受光元件工作。因此，可知发光元件47R及受光元件46可以共同使用器件1或器件2的结构。
[符号说明]
C1：电容器、C2：电容器、IR：发光元件、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、PD：受光元件、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、10A：显示装置、10B：显示装置、10C：显示装置、10D：显示装置、10E：显示装置、10F：显示装置、21B：光、21G：光、21R：光、22：光、23a：光、23b：反射光、41：晶体管、42：晶体管、46：受光元件、47：发光元件、47B：发光元件、47G：发光元件、47R：发光元件、50A：显示装置、50B：显示装置、51：衬底、52：手指、53：包括受光元件的层、55：包括晶体管的层、57：包括发光元件的层、59：衬底、100A：显示装置、100B：显示装置、100C：显示装置、100D：显示装置、110：受光元件、112：公共层、114：公共层、115：公共电极、142：粘合层、143：空间、148a：有色层、149：透镜、151：衬底、152：衬底、153：衬底、154：衬底、155：粘合层、162：显示部、164：电路、165：布线、166：导电层、172：FPC、173：IC、181：像素电极、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：发光元件、191：像素电极、191B：像素电极、191G：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、193Y：发光层、194：缓冲层、194B：缓冲层、194G：缓冲层、194R：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、207：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、300：像素、310：单元、310a：单元、310b：单元、320：对象像素、320a：对象像素、320b：对象像素、330a：像素、330b：像素、330c：像素、330d：像素、340：手指、231i：沟道形成区域、231n：低电阻区域、242：连接层、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

Claims (18)

1.一种显示装置，包括：
显示部，
其中，所述显示部包括受光元件、第一发光元件及第二发光元件，
所述受光元件包括第一像素电极、活性层及公共电极，
所述第一发光元件包括第二像素电极、第一发光层及所述公共电极，
所述第二发光元件包括第三像素电极、第二发光层及所述公共电极，
所述活性层包括有机化合物，
所述活性层位于所述第一像素电极与所述公共电极间，
所述第一发光层位于所述第二像素电极与所述公共电极间，
所述第二发光层位于所述第三像素电极与所述公共电极间，
并且，所述第一发光层还位于所述第一像素电极与所述公共电极间和所述第三像素电极与所述公共电极间中的一方或双方。
2.一种显示装置，包括：
显示部，
其中，所述显示部包括受光元件及第一发光元件，
所述受光元件包括第一像素电极、活性层、第一发光层及公共电极，
所述第一发光元件包括第二像素电极、所述第一发光层及所述公共电极，
所述活性层包括有机化合物，
所述活性层位于所述第一像素电极与所述公共电极间，
并且，所述第一发光层位于所述第一像素电极与所述公共电极间以及所述第二像素电极与所述公共电极间。
3.根据权利要求2所述的显示装置，
其中所述显示部还包括第二发光元件，
所述第二发光元件包括第三像素电极、所述第一发光层、第二发光层及所述公共电极，
所述第一发光层及所述第二发光层的每一个位于所述第三像素电极与所述公共电极间，
所述第一发光元件发射所述第一发光层所发射的光，
并且所述第二发光元件发射所述第二发光层所发射的光。
4.根据权利要求2所述的显示装置，
其中所述第一发光元件还包括所述活性层，
并且所述活性层位于所述第二像素电极与所述公共电极间。
5.一种显示装置，包括：
显示部，
其中，所述显示部包括受光元件、第一发光元件、第二发光元件、第一着色层及第二着色层，
所述受光元件包括第一像素电极、活性层及公共电极，
所述第一发光元件包括第二像素电极、第一发光层及所述公共电极，
所述第二发光元件包括第三像素电极、所述第一发光层及所述公共电极，
所述活性层包括有机化合物，
所述活性层位于所述第一像素电极与所述公共电极间，
所述第一发光层位于所述第二像素电极与所述公共电极间以及所述第三像素电极与所述公共电极间，
所述第一发光元件所发射的光透过所述第一着色层作为第一颜色的光从所述显示部被提取，
并且，所述第二发光元件所发射的光透过所述第二着色层作为第二颜色的光从所述显示部被提取。
6.根据权利要求5所述的显示装置，
其中所述第一发光元件及所述第二发光元件还包括第二发光层，
所述第二发光层位于所述第二像素电极与所述公共电极间及所述第三像素电极与所述公共电极间，
并且所述第一发光层及所述第二发光层发射彼此不同的波长的光。
7.根据权利要求6所述的显示装置，
其中所述显示部还包括第三发光元件及第三着色层，
所述第三发光元件包括第四像素电极、第三发光层及所述公共电极，
所述第三发光层位于所述第二像素电极与所述公共电极间、所述第三像素电极与所述公共电极间以及所述第四像素电极与所述公共电极间，
并且所述第三发光元件所发射的光透过所述第三着色层作为第三颜色的光从所述显示部被提取。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的显示装置，
其中所述受光元件及所述第一发光元件还包括公共层，
并且所述公共层位于所述第一像素电极与所述公共电极间及所述第二像素电极与所述公共电极间。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的显示装置，
其中所述显示部还包括透镜，
所述透镜具有与受光元件重叠的部分，
并且透过所述透镜的光入射到所述受光元件。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的显示装置，
其中所述显示部还包括分隔壁，
所述分隔壁覆盖所述第一像素电极的端部及所述第二像素电极的端部，
并且所述分隔壁具有使所述第一像素电极与所述第二像素电极电绝缘的功能。
11.根据权利要求10所述的显示装置，
其中所述分隔壁具有吸收所述第一发光元件所发射的光的至少一部分的功能。
12.根据权利要求11所述的显示装置，
其中所述显示部还包括有色层，
并且所述有色层具有接触于所述分隔壁的顶面和侧面中的一方或双方的部分。
13.根据权利要求12所述的显示装置，
其中所述有色层包括滤色片或黑矩阵。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的显示装置，
其中所述显示部还包括透镜，
所述透镜具有与所述受光元件重叠的部分，
并且透过所述透镜的光入射到所述受光元件。
15.根据权利要求14所述的显示装置，
其中所述显示部还包括遮光层，
所述遮光层的端部与所述透镜的端部重叠，
并且所述遮光层与所述分隔壁重叠。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的显示装置，
其中所述显示部具有柔性。
17.一种显示模块，包括：
权利要求1至16中任一项所述的显示装置；以及
连接器或集成电路。
18.一种电子设备，包括：
权利要求17所述的显示模块；以及
天线、电池、外壳、照相机、扬声器、麦克风及操作按钮中的至少一个。
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