CN114616676A - 显示装置、显示模块及电子设备 - Google Patents

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山崎舜平
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Abstract

显示装置包括包含受光元件及第一晶体管的第一像素电路以及包含发光元件及第二晶体管的第二像素电路。受光元件在第一像素电极和公共电极之间包括活性层，发光元件在第二像素电极和公共电极之间包括发光层。第一像素电极和第二像素电极位于同一面上。活性层和发光层包含互不相同的有机化合物。第一晶体管的源极或漏极与第一像素电极电连接，第二晶体管的源极或漏极与第二像素电极电连接。第一晶体管包括含有金属氧化物的第一半导体层，第二晶体管包括含有多晶硅的第二半导体层。

Description

显示装置、显示模块及电子设备
技术领域
本发明的一个实施方式涉及一种显示装置。本发明的一个实施方式涉及一种具有摄像功能的显示装置。
注意，本发明的一个实施方式不局限于上述技术领域。作为本说明书等所公开的本发明的一个实施方式的技术领域的例子，可以举出半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、电子设备、照明装置、输入装置、输入/输出装置、这些装置的驱动方法或这些装置的制造方法。半导体装置是指能够通过利用半导体特性而工作的所有装置。
背景技术
近年来，显示装置被用于信息终端设备(例如，智能手机、平板终端、笔记本型个人计算机(PC))、电视装置、显示装置等各种设备。另外，近年来，显示装置除了显示图像的功能之外还被要求各种功能，诸如触摸面板的功能、拍摄指纹以进行识别的功能等。
作为显示装置，对具备发光元件的发光装置已在进行研发。利用电致发光现象的发光元件(以后记载为“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由直流低电压电源驱动等特征，因此被应用于显示装置。例如，专利文献1公开了应用有机EL元件的具有柔性的发光装置。
[参考文献]
[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
本发明的一个实施方式的目的之一是提供一种具有摄像功能的显示装置。本发明的一个实施方式的目的之一是提供一种功能性高的显示装置。本发明的一个实施方式的目的之一是提供一种可以以高显示质量显示图像的显示装置。本发明的一个实施方式的目的之一是提供一种可以拍摄良好图像的显示装置。
注意，上述目的的记载并不妨碍其他目的的存在。本发明的一个实施方式不一定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。
本发明的一个实施方式是包括第一像素电路及第二像素电路的显示装置。第一像素电路包括受光元件及第一晶体管。第二像素电路包括发光元件及第二晶体管。受光元件包括第一像素电极、活性层及公共电极。发光元件包括第二像素电极、发光层及公共电极。第一像素电极和第二像素电极位于同一面上。活性层位于第一像素电极上并包含第一有机化合物。发光层位于第二像素电极上并包含与第一有机化合物不同的第二有机化合物。公共电极具有隔着活性层与第一像素电极重叠的部分以及隔着发光层与第二像素电极重叠的部分。第一晶体管的源极和漏极中的一个与第一像素电极电连接，第二晶体管的源极和漏极中的一个与第二像素电极电连接。第一晶体管及第二晶体管各自在半导体层中含有多晶硅。
在上述结构中，第一晶体管及第二晶体管优选包括隔着半导体层重叠的第一栅极和第二栅极。此时，优选第一栅极和第二栅极电连接。
本发明的其他一个实施方式是包括第一像素电路及第二像素电路的显示装置。第一像素电路包括受光元件及第一晶体管。第二像素电路包括发光元件及第二晶体管。受光元件包括第一像素电极、活性层及公共电极。发光元件包括第二像素电极、发光层及公共电极。第一像素电极和第二像素电极位于同一面上。活性层位于第一像素电极上并包含第一有机化合物。发光层位于第二像素电极上并包含与第一有机化合物不同的第二有机化合物。公共电极具有隔着活性层与第一像素电极重叠的部分以及隔着发光层与第二像素电极重叠的部分。第一晶体管的源极和漏极中的一个与第一像素电极电连接，第二晶体管的源极和漏极中的一个与第二像素电极电连接。第一晶体管包括含有金属氧化物的第一半导体层，第二晶体管包括含有多晶硅的第二半导体层。
在上述结构中，第一晶体管优选包括位于第一半导体层上的第三栅极以及隔着第一半导体层与第三栅极重叠的第四栅极。第二晶体管优选包括位于第二半导体层上的第五栅极以及隔着第二半导体层与第五栅极重叠的第六栅极。此时，优选的是，第四栅极和第五栅极位于同一面上并包含同一金属元素。
在上述结构中，优选的是，第一晶体管的源极及漏极以及第二晶体管的源极及漏极位于同一面上并包含同一金属元素。
此外，在上述结构中，优选包括公共层。此时，公共层优选具有在第一像素电极和公共电极之间与活性层重叠的部分以及在第二像素电极和公共电极之间与发光层重叠的部分。
另外，在上述结构中，优选包括第一公共层及第二公共层。此时，第一公共层优选具有位于第一像素电极和活性层之间的部分以及位于第二像素电极和发光层之间的部分。另外，第二公共层优选具有位于活性层和公共电极之间的部分以及位于发光层和公共电极之间的部分。
在上述结构中，第一像素电路优选包括第三晶体管。此时，第三晶体管优选在半导体层中包含多晶硅。
在上述结构中，第二像素电路优选包括第四晶体管。此时，第四晶体管优选在半导体层中包含金属氧化物。
在上述结构中，优选包括第一衬底及第二衬底。此时，第一晶体管及第二晶体管优选位于第一衬底和第二衬底之间。另外，优选的是，第一像素电极位于第一晶体管和第二衬底之间，第二像素电极位于第二晶体管和第二衬底之间。另外，第一衬底及第二衬底优选具有柔性。
本发明的其他一个实施方式是一种显示模块，该显示模块包括上述中的任一个显示装置、连接器或集成电路。
本发明的其他一个实施方式是一种电子设备，该电子设备包括上述显示模块、以及天线、电池、框体、照相机、扬声器、麦克风和操作按钮中的至少一个。
根据本发明的一个实施方式可以提供一种具有摄像功能的显示装置。另外，根据本发明的一个实施方式可以提供一种功能性高的显示装置。另外，根据本发明的一个实施方式可以提供一种可以以高显示质量高显示图像的显示装置。另外，根据本发明的一个实施方式可以提供一种可以拍摄良好图像的显示装置。
注意，上述效果的记载并不妨碍其他效果的存在。本发明的一个实施方式不一定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
在附图中：
图1A示出显示装置的结构例子，图1B及图1C是像素电路的电路图；
图2A及图2B各自是说明显示装置的驱动方法的时序图；
图3A及图3B各自是像素电路的电路图；
图4A至图4C各自是像素电路的电路图；
图5A及图5B各自是显示装置的截面示意图；
图6A及图6B各自是显示装置的截面示意图；
图7A、图7B、图7D、图7F至图7H示出显示装置的结构例子，图7C及图7E示出图像的例子；
图8A至图8D说明显示装置的结构例子；
图9A至图9C各自说明显示装置的结构例子；
图10A及图10B说明显示装置的结构例子；
图11A至图11C各自说明显示装置的结构例子；
图12说明显示装置的结构例子；
图13说明显示装置的结构例子；
图14说明显示装置的结构例子；
图15A说明显示系统的结构例子，图15B及图15C说明显示系统的使用例子；
图16A及图16B示出电子设备的结构例子；
图17A至图17D示出电子设备的结构例子；
图18A至图18F示出电子设备的结构例子。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式进行说明。但是，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，就是实施方式可以以多个不同形式实施，其方式和详细内容可以在不脱离本发明的宗旨及其范围的条件下被变换为各种各样的形式。因此，本发明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，在以下说明的发明的结构中，在不同的附图之间共同使用相同的附图标记来表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。此外，当表示具有相同功能的部分时有时使用相同的阴影线，而不特别附加附图标记。
注意，在本说明书所说明的各个附图中，有时为了明确起见，夸大表示各构成要素的大小、层的厚度或区域。因此，大小、层的厚度或区域不局限于附图中的尺寸。
在本说明书等中使用的“第一”、“第二”等序数词是为了避免构成要素的混淆而附记的，而不限定构成要素的个数。
晶体管是半导体元件的一种，并且可以进行电流或电压的放大、控制导通或非导通的开关工作等。本说明书中的晶体管在其范畴内包括IGFET(Insulated Gate FieldEffect Transistor：绝缘栅场效应晶体管)和薄膜晶体管(TFT：Thin Film Transistor)。
另外，例如在使用极性不同的晶体管的情况或电路工作的电流方向变化的情况等下，“源极”及“漏极”的功能有时被互相调换。因此，在本说明书中，可以互相调换词语“源极”和“漏极”。
在本说明书等中，词语“电连接”包括构成要素通过“具有某种电作用的元件”连接的情况。“具有某种电作用的元件”只要可以进行通过该元件连接的构成要素间的电信号的授收，就对其没有特别的限制。例如，“具有某种电作用的元件”不仅包括电极和布线，而且还包括晶体管等开关元件、电阻器、线圈、电容器、其他具有各种功能的元件等。
在本说明书等中，显示装置的一个实施方式的显示面板具有在(向)显示面显示(输出)图像等的功能。因此，显示面板是输出装置的一个实施方式。
在本说明书等中，有时将在显示面板的衬底上安装有例如FPC(Flexible PrintedCircuit：柔性印刷电路)或TCP(Tape Carrier Package：载带封装)等连接器的结构或在衬底上以COG(Chip On Glass：玻璃覆晶封装)方式等安装IC(集成电路)的结构称为显示面板模块或显示模块，或者也简称为显示面板等。
注意，在本说明书等中，显示装置的一个实施方式的触摸面板具有如下功能：在显示面显示图像等的功能；以及检测出手指或触屏笔等被检测体接触、按压或靠近显示面的作为触摸传感器的功能。因此触摸面板是输入/输出装置的一个实施方式。
触摸面板例如也可以称为具有触摸传感器的显示面板(或显示装置)、具有触摸传感器功能的显示面板(或显示装置)。触摸面板也可以包括显示面板及触摸传感器面板。或者，触摸面板可以在显示面板内部或表面具有触摸传感器的功能。
在本说明书等中，有时将在触摸面板的衬底上安装有连接器或IC等的结构称为触摸面板模块、显示模块，或者简称为触摸面板等。
(实施方式1)
在本实施方式中说明本发明的一个实施方式的显示装置。
本发明的一个实施方式的显示装置在显示部中包括受光元件(也称为受光器件)及发光元件(也称为发光器件)。在显示部中发光元件被配置为矩阵状，使用该发光元件在显示部上可以显示图像。另外，在显示部中受光元件被配置为矩阵状，显示部被用作受光部。可以利用设置在显示部中的多个受光元件可以拍摄图像，因此显示装置可以被用作图像传感器或触摸面板等。就是说，可以利用显示部拍摄图像并检测出对象物(指头或笔等)的接近或接触。并且，设置在显示部中的发光元件可被用作受光时的光源，因此不需要除显示装置以外另行设置光源，可以实现功能性高的显示装置而无需增加电子设备的构件数量。
在本发明的一个实施方式中，在对象物反射显示部所包括的发光元件的发光时受光元件可以检测出其反射光，因此即使在黑暗环境下也可以进行摄像及触摸(包括非接触)检测。
另外，在本发明的一个实施方式的显示装置中，在指头或手掌等触摸显示部时可以拍摄指纹或掌纹的图像。因此，包括本发明的一个实施方式的显示装置的电子设备可以利用所拍摄的指纹进行个人识别。由此，不需要另外设置用于指纹识别或掌纹识别的摄像装置，可以缩减电子设备的构件数量。另外，因为在显示部中受光元件被配置为矩阵状，所以可以在显示部的任何部分拍摄指纹或掌纹等的图像，可以提供一种方便的电子设备。
作为发光元件，优选使用OLED(Organic Light Emitting Diode：有机发光二极管)或QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode：量子点发光二极管)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(荧光材料)、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 delayedfluorescence：TADF)材料)、无机化合物(量子点材料等)等。此外，作为发光元件也可以使用微型LED(Light Emitting Diode)等发光二极管(LED)。
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。在光电转换元件中，根据入射光量决定所产生的电荷量。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。
发光元件例如可以具有在一对电极之间包括发光层的叠层结构。受光元件可以具有在一对电极之间包括活性层的叠层结构。作为受光元件的活性层，可以使用半导体材料。例如，可以使用硅等无机半导体材料。
作为受光元件的活性层，优选使用有机化合物。此时，发光元件的一个电极(像素电极)和受光元件的一个电极(像素电极)优选设置在同一面上。发光元件的另一个电极与受光元件的另一个电极更优选为使用连续的一个导电层形成的电极(公共电极)。发光元件与受光元件进一步优选包括公共层。由此，可以简化发光元件和受光元件的制造工序，而可以实现制造成本的降低以及制造成品率的提高。
在此，显示部可以具有以矩阵状配置有各自包括受光元件及一个以上的晶体管的第一像素电路以及各自包括发光元件及一个以上的晶体管的第二像素电路的结构。
在本发明的一个实施方式的显示装置中，作为包括受光元件的第一像素电路及包括发光元件的第二像素电路所包含的晶体管，优选都使用被形成沟道的半导体层中含有硅的晶体管。作为硅可以举出单晶硅、多晶硅、非晶硅。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，将这种晶体管称为LTPS晶体管)。LTPS晶体管具有高场效应迁移率以及良好的频率特性。
通过使用LTPS晶体管等使用硅的晶体管，可以在同一衬底上形成需要以高频率驱动的电路(例如，源极驱动器电路)和显示部。因此，可以使安装到显示装置的外部电路简化，可以缩减构件成本及安装成本等。
优选将被形成沟道的半导体层中含有金属氧化物(以下，也称为氧化物半导体)的晶体管(以下，将这种晶体管称为OS晶体管)用作第一像素电路及第二像素电路所包括的晶体管中的至少一个。OS晶体管的场效应迁移率比包含非晶硅的晶体管高得多。另外，OS晶体管的关闭状态下的源极和漏极间的泄漏电流极低(以下，将泄漏电流也称为关态电流)，可以长期间保持与该晶体管串联连接的电容器中储存的电荷。另外，通过使用OS晶体管，可以降低显示装置的功耗。
通过将LTPS晶体管用作第一像素电路及第二像素电路所包括的一部分晶体管且将OS晶体管用于其他晶体管，可以实现一种功耗低且驱动能力高的显示装置。作为更优选的例子，优选的是，将OS晶体管用作被用作控制布线的导通/非导通的开关的晶体管等且将LTPS晶体管用作控制电流的晶体管等。
设置在第一像素电路中的晶体管之一(第一晶体管)被用作用来转移产生在受光元件中的电荷的晶体管。该晶体管的源极和漏极中的一个与受光元件的像素电极电连接。
设置在第二像素电路中的晶体管之一(第二晶体管)被用作用来控制流过发光元件的电流的晶体管。该晶体管的源极和漏极中的一个与发光元件的像素电极电连接。
在此，作为第一晶体管及第二晶体管优选使用LTPS晶体管。由此，可以缩短第一像素电路中的电荷转移所需要的时间。另外，可以增大在第二像素电路中流过发光元件的电流。
或者，优选的是，将OS晶体管用作第一晶体管且将LTPS晶体管用作第二晶体管。由此，可以降低第一像素电路中的受光元件和保持节点间的泄漏电流。可以实现一种噪声小且质量高的摄像。另外，因为可以在保持节点中长时间保持电荷，所以可以实现全局快门驱动。另外，可以增大在第二像素电路中流过发光元件的电流。
下面，参照附图说明更具体的结构例子。
[显示装置的结构例子]
图1A是显示装置10的方框图。显示装置10包括显示部11、驱动电路部12、驱动电路部13、驱动电路部14及电路部15等。
显示部11包括被配置为矩阵状的多个像素30。像素30各自包括子像素21R、子像素21G、子像素21B及摄像像素22。子像素21R、子像素21G、子像素21B各自包括被用作显示元件的发光元件。摄像像素22包括被用作光电转换元件的受光元件。
像素30与布线GL、布线SLR、布线SLG、布线SLB、布线TX、布线SE、布线RS及布线WX等电连接。布线SLR、布线SLG及布线SLB与驱动电路部12电连接。布线GL与驱动电路部13电连接。驱动电路部12被用作源极线驱动电路(也称为源极驱动器)。驱动电路部13被用作栅极线驱动电路(也称为栅极驱动器)。
像素30各自包括子像素21R、子像素21G及子像素21B。例如，子像素21R呈现红色，子像素21G呈现绿色，子像素21B呈现蓝色素。因此，显示装置10能够进行全彩色显示。注意，虽然在此示出像素30各自包括三个颜色的子像素的例子，但是也可以包括四个颜色以上的子像素。
子像素21R包括发射红色光的发光元件。子像素21G包括发射绿色光的发光元件。子像素21B包括发射蓝色光的发光元件。此外，像素30也可以包括具有发射其他颜色的光的发光元件的子像素。例如，像素30也可以除了上述三个子像素之外还包括具有发射白色光的发光元件的子像素或具有发射黄色光的发光元件的子像素。
布线GL与在行方向(布线GL的延伸方向)上排列的子像素21R、子像素21G及子像素21B电连接。布线SLR、布线SLG及布线SLB分别与在列方向(布线SLR的延伸方向)上排列的子像素21R、子像素21G及子像素21B电连接。
像素30所包括的摄像像素22与布线TX、布线SE、布线RS及布线WX电连接。布线TX、布线SE及布线RS与驱动电路部14电连接，布线WX与电路部15电连接。
驱动电路部14具有生成驱动摄像像素22的信号并将该信号经过布线SE、布线TX及布线RS输出到摄像像素22的功能。电路部15具有接收从摄像像素22经过布线WX被输出的信号并将该信号作为图像数据输出到外部的功能。电路部15被用作读出电路。
[像素电路的结构例子1]
图1B示出可用作上述子像素21R、子像素21G及子像素21B的像素21的电路图的一个例子。像素21包括晶体管M1、晶体管M2、晶体管M3、电容器C1及发光元件EL。布线GL及布线SL电连接到像素21。布线SL对应于图1A中示出的布线SLR、布线SLG及布线SLB中的任意个。
晶体管M1的栅极与布线GL电连接，晶体管M1的源极和漏极中的一个与布线SL电连接，晶体管M1的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AL电连接，晶体管M2的源极和漏极中的另一个与发光元件EL的一个电极、电容器C1的另一个电极及晶体管M3的源极和漏极中的一个电连接。晶体管M3的栅极与布线GL电连接，晶体管M3的源极和漏极中的另一个与布线RL电连接。发光元件EL的另一个电极与布线CL电连接。
晶体管M1及晶体管M3被用作开关。晶体管M2被用作控制流过发光元件EL的电流的晶体管。
在此，优选将LTPS晶体管用作晶体管M1至晶体管M3的全部。或者，优选的是，将OS晶体管用作晶体管M1及晶体管M3，将LTPS晶体管用作晶体管M2。
作为OS晶体管可以使用将氧化物半导体用于被形成沟道的半导体层的晶体管。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、钨和镁中的一种和多种)和锌。尤其是，M优选为选自铝、镓、钇及锡中的一种或多种。尤其是，作为OS晶体管的半导体层，优选使用包含铟、镓及锌的氧化物(也记载为IGZO)。或者，优选使用包含铟、锡及锌的氧化物。或者，优选使用包含铟、镓、锡及锌的氧化物。
使用其带隙比硅宽且载流子密度比硅低的氧化物半导体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串联连接的晶体管M1及晶体管M3的每一个优选使用含有氧化物半导体的晶体管。通过作为晶体管M1及晶体管M3的每一个使用含有氧化物半导体的晶体管，可以防止保持在电容器C1中的电荷经过晶体管M1或晶体管M3而泄漏。另外，能够长期间保持储存于电容器C1中的电荷，因此可以长期间显示静态图像而无需改写像素21的数据。
布线SL被供应数据电位D。布线GL被提供选择信号。该选择信号包括使晶体管开启的电位以及使晶体管关闭的电位。
布线RL被供应复位电位。布线AL被供应阳极电位。布线CL被供应阴极电位。像素21中的阳极电位比阴极电位高。另外，可以将供应到布线RL的复位电位设定为使复位电位和阴极电位之电位差小于发光元件EL的阈值电压的电位。复位电位可以为高于阴极电位的电位、与阴极电位相同的电位或者低于阴极电位的电位。
使用图2A所示的时序图说明将像素21的结构用于图1A所示的子像素21R、子像素21G及子像素21B的每一个时的驱动方法的一个例子。图2A示出输入到布线GL、布线SLR、布线SLG及布线SLB的信号的例子。
<时间T11之前>
在时间T11之前，子像素21R、子像素21G及子像素21B处于非选择状态。在时间T11之前，布线GL被供应使晶体管M1及晶体管M3关闭的电位(在此，低电平电位)。
<期间T11-T12>
时间T11至时间T12的期间相当于对像素的数据写入期间。在时间T11，布线GL被供应使晶体管M1及晶体管M3开启的电位(在此，高电平电位)，布线SLR、布线SLG、布线SLB分别被供应数据电位DR、数据电位DG及数据电位DB。此时，晶体管M1开启，从布线SLR、布线SLG或布线SLB将数据电位供应到晶体管M2的栅极。另外，晶体管M3开启，从布线RL将复位电位供应到发光元件EL的一个电极。因此，可以防止在写入期间发光元件EL发光。
<时间T12之后>
时间T12之后的期间相当于将数据写入到下一个行的期间。在时间T12，布线GL被供应使晶体管M1及晶体管M3关闭的电位，晶体管M1及晶体管M3关闭。由此，对应晶体管M2的栅极电位的电流流过发光元件EL，发光元件EL以所希望的亮度发光。
以上是像素21的驱动方法的例子的说明。
[像素电路的结构例子2]
图1C示出摄像像素22的电路图的一个例子。摄像像素22包括晶体管M5、晶体管M6、晶体管M7、晶体管M8、电容器C2及受光元件PD。
晶体管M5的栅极与布线TX电连接，晶体管M5的源极和漏极中的一个与受光元件PD的阳极电极电连接，晶体管M5的源极和漏极中的另一个与晶体管M6的源极和漏极中的一个、电容器C2的第一电极及晶体管M7的栅极电连接。晶体管M6的栅极与布线RS电连接，晶体管M6的源极和漏极中的另一个与布线V1电连接。晶体管M7的源极和漏极中的一个与布线V3电连接，晶体管M7的源极和漏极中的另一个与晶体管M8的源极和漏极中的一个电连接。晶体管M8的栅极与布线SE电连接，晶体管M8的源极和漏极中的另一个与布线WX电连接。受光元件PD的阴极电极与布线CL电连接。电容器C2的第二电极与布线V2电连接。
晶体管M5、晶体管M6及晶体管M8被用作开关。晶体管M7被用作放大元件(放大器)。
优选将LTPS晶体管用作晶体管M5至晶体管M8的全部。或者，优选的是，将OS晶体管用作晶体管M5及晶体管M6，将LTPS晶体管用作晶体管M7。此时，晶体管M8可以是OS晶体管，也可以是LTPS晶体管。
通过将OS晶体管用作晶体管M5及晶体管M6，可以防止基于在受光元件PD中产生的电荷保持在晶体管M7的栅极中的电位经过晶体管M5或晶体管M6而泄漏。
例如，在采用全局快门方式进行摄像的情况下，根据像素而从电荷转移工作结束到开始读出工作的期间(电荷保持期间)不同。当拍摄所有像素中的灰度值相同的图像时，理想的是所有像素中的输出信号具有相同水平的电位。但是，在每个行的电荷保持期间长度不同的情况下，如果随着时间经过储存在各行的像素的节点的电荷泄漏，各行的像素的输出信号的电位则不同，而图像数据的灰度根据各行而不同。于是，通过作为晶体管M5及晶体管M6使用OS晶体管，可以使像素的节点的电位变化极小。就是说，即使采用全局快门方式进行摄像，也可以抑制起因于电荷保持期间长度的不同的图像数据的灰度变化且提高摄像图像的质量。
另一方面，优选将半导体层中包含低温多晶硅的LTPS晶体管用作晶体管M7。LTPS晶体管可以具有比OS晶体管高的场效应迁移率，并具有良好的驱动能力及电流能力。因此，晶体管M7与晶体管M5及晶体管M6相比可以进行更高速的工作。通过将LTPS晶体管用作晶体管M7，可以向晶体管M8迅速地进行与基于受光元件PD的受光量的微小电位对应的输出工作。
就是说，在摄像像素22中，晶体管M5及晶体管M6的泄漏电流低，晶体管M7的驱动能力高，因此由受光元件PD受光且可以保持经过晶体管M5转移的电荷而无泄漏，且可以进行高速读出。
晶体管M8被用作将来自晶体管M7的输出提供到布线WX的开关，因此与晶体管M5至晶体管M7不同，不一定被要求具有低关态电流及高速工作等。因此，晶体管M8的半导体层可以使用低温多晶硅，也可以使用氧化物半导体。
在图1B及图1C中示出n沟道型晶体管，但是也可以使用p沟道型晶体管。
像素21及摄像像素22所包括的晶体管优选排列在同一衬底上。
参照图2B所示的时序图说明图1C所示的摄像像素22的驱动方法的一个例子。图2B示出输入到布线TX、布线SE、布线RS及布线WX的信号。
<时刻T21之前>
在时刻T21之前，布线TX、布线SE及布线RS被供应低电平电位。数据没有输出到布线WX，在此看作将布线WX被设定为低电平电位。布线WX也可以被供应固定电位。
<期间T21-T22>
在时刻T21，布线TX及布线RS被供应使晶体管开启的电位(在此，高电平电位)。布线SE被供应使晶体管关闭的电位(在此，低电平电位)。
此时，通过使晶体管M5及晶体管M6开启，从布线V1经过晶体管M6及晶体管M5将比受光元件PD的阴极电极的电位低的电位供应到受光元件PD的阳极电极。就是说，受光元件PD被供应反向偏压。
另外，电容器C2的第一电极也被供应布线V1的电位，对电容器C2进行了充电。
期间T21-T22也可以被称为复位(初始化)期间。
<期间T22-T23>
在时刻T22，布线TX及布线RS被供应低电平电位。因此，晶体管M5与晶体管M6关闭。
由于晶体管M5关闭，所以将反向偏压保持在受光元件PD中。在此，入射到受光元件PD的光引起光电转换，将电荷储存在受光元件PD的阳极电极中。
期间T22-T23也可以被称为曝光期间。曝光期间可以根据受光元件PD的灵敏度、入射光的光量等设定，优选至少设定为比复位期间充分长的期间。
此外，在期间T22-T23，晶体管M5及晶体管M6关闭，电容器C2的第一电极的电位被保持为从布线V1供应的低电平电位。
<期间T23-T24>
在时刻T23，布线TX被供应高电平电位。因此，晶体管M5开启，储存在受光元件PD中的电荷经过晶体管M5传送到电容器C2的第一电极。由此，连接有电容器C2的第一电极的节点的电位根据储存在受光元件PD中的电荷量上升。其结果是，晶体管M7的栅极被供应对应于受光元件PD的曝光量的电位。
<期间T24-T25>
在时刻T24，布线TX被供应低电平电位。因此，晶体管M5关闭，连接有晶体管M7的栅极的节点处于浮动状态。由于受光元件PD持续被曝光，所以通过在期间T23-T24的传送工作结束之后使晶体管M5关闭，可以防止连接有晶体管M7的栅极的节点的电位变化。
<期间T25-T26>
在时刻T25，布线SE被供应高电平电位。因此，晶体管M8开启。期间T25-T26也可以被称为读出期间。
例如，可以由晶体管M7和电路部15所包括的晶体管构成源极跟随电路，可以读出数据。此时，输出到布线WX的数据电位DS取决于晶体管M7的栅极电位。具体而言，将从晶体管M7的栅极电位减去晶体管M7的阈值电压而得的电位作为数据电位DS输出到布线WX，由电路部15所包括的读出电路读出该电位。
此外，也可以由晶体管M7及电路部15所包括的晶体管构成源极接地电路，由电路部15所包括的读出电路读出数据。
<时刻T26之后>
在时刻T26，布线SE被供应低电平电位。因此，晶体管M8关闭。由此，摄像像素22的数据读出结束。在时刻T26之后，依次进行下一行之后的数据的读出工作。
通过利用图2B所示的驱动方法，可以分别设定曝光期间及读出期间，由此显示部11中的所有摄像像素22可以同时被曝光，然后可以依次读出数据。因此，能够实现所谓的全局快门驱动。在执行全局快门驱动时，作为被用作摄像像素22内的开关的晶体管(尤其是，晶体管M5及晶体管M6)，优选使用非导通状态下的泄漏电流极低的包含氧化物半导体的晶体管。
以上是摄像像素22的驱动方法的例子的说明。
[像素电路的变形例子]
以下，说明像素21及摄像像素22的与上述不同的结构例子。
作为像素21及摄像像素22所包括的晶体管可以使用各自包括隔着半导体层重叠的一对栅极的晶体管。以下，详细地说明包括一对栅极的LTPS晶体管及包括一对栅极的OS晶体管的具体例子。
在包括一对栅极的晶体管中，彼此电连接的一对栅极被供应相同电位，因此晶体管的通态电流可以得到增高且饱和特性可以得到提高。另外，也可以对一对栅极中的一方供应控制晶体管的阈值电压的电位。另外，通过对一对栅极中的一方供应恒电位，可以提高晶体管的电特性的稳定性。例如，既可以将晶体管的一个栅极电连接到被供应恒电位的布线，又可以将晶体管的一个栅极电连接到该晶体管本身的源极或漏极。
图3A所示的像素21是将包括一对栅极的晶体管用作晶体管M1及晶体管M3的每一个的例子。在晶体管M1及晶体管M3各自中，一对栅极彼此电连接。通过采用这样的结构，可以缩短对像素21的数据写入期间。
图3B所示的像素21是将包括一对栅极的晶体管不但用作晶体管M1及晶体管M3而且用作晶体管M2的例子。晶体管M2的栅极彼此电连接。在晶体管M2具有这样结构时，可以提高饱和特性，因此发光元件EL的发光亮度的控制变容易，可以提高显示质量。
图4A所示的摄像像素22是将一对栅极彼此电连接的晶体管用作晶体管M5及晶体管M6的例子。通过采用这样的结构，可以缩短复位工作及转移工作所需要的时间。
图4B所示的摄像像素22是在图4A所示的结构中将一对栅极彼此电连接的晶体管用作晶体管M8的例子。通过采用这样的结构，可以缩短读出所需要的时间。
图4C所示的摄像像素22是在图4B所示的结构中将一对栅极彼此电连接的晶体管用作晶体管M7的例子。通过采用这样的结构，可以进一步缩短读出所需要的时间。
[显示装置的截面结构例子]
以下，说明可用于上述显示装置的晶体管、受光元件及发光元件的结构例子。
[结构例子1]
图5A是包括晶体管310、发光元件330的截面示意图。
晶体管310是在半导体层中包含多晶硅的晶体管。在图5A所示的结构中，例如，晶体管310对应于像素21的晶体管M2，发光元件330对应于发光元件EL。就是说，图5A示出晶体管310的源极和漏极中的一个与发光元件330的像素电极电连接的例子。
在图5A中，衬底301和衬底302之间设置有晶体管310、发光元件330。
晶体管310包括半导体层311、绝缘层312、导电层313等。半导体层311包括沟道形成区域311i及低电阻区域311n。半导体层311包含硅。半导体层311优选包含多晶硅。绝缘层312的一部分被用作栅极绝缘层。导电层313的一部分被用作栅电极。
低电阻区域311n包含杂质元素。例如，在晶体管310为n沟道型晶体管的情况下，将磷或砷等添加到低电阻区域311n。在晶体管310为p沟道型晶体管的情况下，将硼或铝等添加到低电阻区域311n。另外，为了控制晶体管310的阈值电压，也可以将上述杂质添加到沟道形成区域311i。
衬底301上设置有绝缘层321。半导体层311设置在绝缘层321上。绝缘层312以覆盖半导体层311及绝缘层321的方式设置。导电层313设置在绝缘层312上以与半导体层311重叠。
以覆盖导电层313及绝缘层312的方式设置有绝缘层322。绝缘层322上设置有导电层314a及导电层314b。导电层314a及导电层314b在设置于绝缘层322及绝缘层312中的开口与低电阻区域311n电连接。导电层314a的一部分被用作源电极和漏电极中的一个，导电层314b的一部分被用作源电极和漏电极中的另一个。以覆盖导电层314a、导电层314b及绝缘层322的方式设置有绝缘层323。
发光元件330从衬底301一侧包括导电层331、发光层332及导电层333。导电层331被用作像素电极。导电层333被用作公共电极。
导电层331设置在绝缘层323上。导电层331通过形成在绝缘层323中的开口与导电层314b电连接。以覆盖导电层331的端部及该开口的方式设置有绝缘层324。发光层332以覆盖导电层331的一部分及绝缘层324的一部分的方式设置。导电层333以覆盖发光层332及绝缘层324的方式设置。
导电层333上设置有粘合层325，由该粘合层325贴合衬底301和衬底302。
[结构例子2]
图5B示出包括一对栅电极的晶体管310a。图5B所示的晶体管310a的与图5A所示的晶体管310主要不同之处在于：包括导电层315及绝缘层316。
导电层315设置在绝缘层321上。另外，以覆盖导电层315及绝缘层321的方式设置有绝缘层316。半导体层311以至少沟道形成区域311i隔着绝缘层316与导电层315重叠的方式设置。
在图5B所示的晶体管310a中，导电层313的一部分被用作第一栅电极，导电层315的一部分被用作第二栅电极。此时，绝缘层312的一部分被用作第一栅极绝缘层，绝缘层316的一部分被用作第二栅极绝缘层。
在第一栅电极和第二栅电极电连接的情况下，导电层313和导电层315通过设置在绝缘层312及绝缘层316中的开口电连接。另外，在电连接第二栅电极与源极或漏极的情况下，导电层314a或导电层314b与导电层315通过设置在绝缘层322、绝缘层312及绝缘层316中的开口电连接。
此外，在上述结构例子1及结构例子2中，说明晶体管310或晶体管310a与发光元件330电连接的情况。通过将发光元件330替换为受光元件，晶体管310或晶体管310a可以电连接到受光元件。通过将发光元件330所包括的发光层332替换为后述的活性层，可以实现这样的结构。此时，晶体管310或晶体管310a的源极和漏极中的一个与受光元件的像素电极电连接。例如，图1C等所示的上述摄像像素22中的晶体管M5对应于晶体管310或晶体管310a，图1C等所示的受光元件PD对应于该受光元件。
在包括在像素21及摄像像素22中的所有晶体管都为LTPS晶体管的情况下，可以采用图5A中例示出的晶体管310或图5B中例示出的晶体管310a。此时，可以将各自包括第二栅极的晶体管310a用作包括在像素21及摄像像素22中的所有晶体管，也可以将不包括第二栅极的晶体管310用作该所有晶体管，还可以组合各自包括第二栅极的晶体管310a和不包括第二栅极的晶体管310而使用。
[结构例子3]
以下，说明包括在半导体层中包含硅的晶体管以及在半导体层中包含金属氧化物的晶体管的结构的例子。
图6A是包括晶体管310a、晶体管350、发光元件330及受光元件340的截面示意图。
晶体管310a和发光元件330可以援用上述结构例子2。
晶体管350是在半导体层中包含金属氧化物的晶体管。在图6A所示的结构中，例如，晶体管350对应于摄像像素22的晶体管M5，受光元件340对应于受光元件PD。就是说，图6A示出晶体管350的源极和漏极中的一个与受光元件340的像素电极电连接的例子。
图6A示出晶体管350包括一对栅极的例子。
晶体管350包括导电层355、绝缘层322、半导体层351、绝缘层352、导电层353等。导电层353的一部分被用作晶体管350的第一栅极，导电层355的一部分被用作晶体管350的第二栅极。绝缘层352的一部分被用作晶体管350的第一栅极绝缘层，绝缘层322的一部分被用作晶体管350的第二栅极绝缘层。
导电层355设置在绝缘层312上。以覆盖导电层355的方式设置有绝缘层322。半导体层351设置在绝缘层322上。以覆盖半导体层351及绝缘层322的方式设置有绝缘层352。导电层353设置在绝缘层352上，并具有与半导体层351及导电层355重叠的区域。
以覆盖绝缘层352及导电层353的方式设置有绝缘层326。绝缘层326上设置有导电层354a及导电层354b。导电层354a及导电层354b通过设置在绝缘层326及绝缘层352中的开口与半导体层351电连接。导电层354a的一部分被用作源电极和漏电极中的一个，导电层354b的一部分被用作源电极和漏电极中的另一个。另外，以覆盖导电层354a、导电层354b及绝缘层326的方式设置有绝缘层323。
在此，与晶体管310a电连接的导电层314a及导电层314b与导电层354a及导电层354b优选加工同一导电膜来形成。在图6A中，导电层314a、导电层314b、导电层354a及导电层354b形成在同一面上(即，与绝缘层326的顶面接触)并含有同一金属元素。此时，导电层314a及导电层314b通过设置在绝缘层326、绝缘层352、绝缘层322及绝缘层312中的开口与低电阻区域311n电连接。由此，可以使制造工序简化，所以是优选的。
另外，被用作晶体管310a的第一栅电极的导电层313和被用作晶体管350的第二栅电极的导电层355优选加工同一导电膜来形成。在图6A中，导电层313和导电层355形成在同一面上(即，与绝缘层312的顶面接触)并含有同一金属元素。由此，可以使制造工序简化，所以是优选的。
受光元件340包括导电层341、活性层342及导电层333。
导电层331及导电层341设置在绝缘层323上。导电层331和导电层341优选加工同一导电膜来形成。导电层341通过设置在绝缘层323中的开口与导电层354b电连接。
以覆盖导电层341的端部及上述开口的方式设置有绝缘层324。以覆盖导电层341的一部分及绝缘层324的一部分的方式设置有活性层342。
活性层342和发光层332各自具有岛状的顶面。以覆盖发光层332及活性层342的方式设置有被用作公共电极的导电层333。导电层333具有隔着发光层332与导电层331重叠的部分以及隔着活性层342与导电层341重叠的部分。
如此，将发光元件330的像素电极及受光元件340的像素电极设置在同一面上，将发光层332及活性层342都形成为岛状，且作为公共电极使用导电层333，由此通过仅分别形成发光层332及活性层342可以制造发光元件330及受光元件340。由此，可以以低成本制造功能性高的显示装置。
在图6A中，被用作晶体管350的第一栅极绝缘层的绝缘层352覆盖半导体层351的端部，但是如图6B所示的晶体管350a那样，也可以以其顶面的形状与导电层353的顶面形状大致一致的方式加工绝缘层352。
在本说明书等中，“顶面形状大致一致”是指至少叠层的边缘部分地重叠。例如，是指上层及下层的一部或全部通过同一掩模图案被加工的情况。“顶面形状大致一致”还包括边缘不完全重叠的情况，例如，上层的端部有可能位于下层的端部的内侧或者外侧。
以上是显示装置的截面的结构例子的说明。
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。
(实施方式2)
在本实施方式中，说明本发明的一个实施方式的显示装置。下述显示装置包括发光元件及受光元件。显示装置具有如下功能：显示图像的功能；使用来自被检测体的反射光检测出位置的功能；以及使用来自被检测体的反射光拍摄指纹图像等的功能。下述显示装置可以说是具有触摸面板的功能及指纹传感器的功能。
本发明的一个实施方式的显示装置包括发射第一光的发光元件和接收该第一光的受光元件。就是说，受光元件优选为其受光波长区域包括发光元件的发光波长的光电转换元件。作为第一光，可以使用可见光或红外光。在作为第一光使用红外光的情况下，除了发射第一光的发光元件之外还可以包括发射可见光的发光元件。
此外，显示装置包括一对衬底(也称为第一衬底及第二衬底)。发光元件及受光元件位于第一衬底与第二衬底之间。第一衬底位于显示面一侧，第二衬底位于与显示面一侧相反一侧。第一衬底可以使用用来密封发光元件的密封衬底或保护薄膜等。此外，也可以在第一衬底与第二衬底之间包括用来粘合它们的树脂层。
从发光元件发射的可见光通过第一衬底射出到外部。显示装置包括排列为矩阵状的多个发光元件，由此可以显示图像。
从发光元件发射的第一光到达第一衬底的表面。在此，在物体触摸第一衬底的表面时，第一光在第一衬底与物体的界面被散射，该散射光的一部分入射到受光元件。受光元件在接收第一光时可以将该第一光转换为对应于第一光的强度的电信号而输出。显示装置包括排列为矩阵状的多个受光元件，由此可以检测触摸第一衬底的物体的位置信息、形状等。也就是说，显示装置可以被用作图像传感器面板、触摸传感器面板等。
即便物体不触摸第一衬底的表面，透过第一衬底的第一光也被物体表面反射或散射，该反射光或散射光经过第一衬底入射到受光元件。由此，显示装置也可以被用作非接触型触摸传感器面板(也称为近似触摸面板(near-touchpanel))。
在作为第一光使用可见光的情况下，可以将用来显示图像的第一光用作触摸传感器的光源。此时，发光元件兼有显示元件的功能及光源的功能，可以使显示装置的结构简化。另一方面，在作为第一光使用红外光的情况下，该光不被使用者看到，因此受光元件能够进行摄像或感测，而不降低所显示的图像的可见度。
在作为第一光使用红外光的情况下，优选包括近红外光。尤其优选使用在700nm以上且2500nm以下的波长范围内具有一个以上的峰值的近红外光。尤其是，通过使用在750nm以上且1000nm以下的波长范围内具有一个以上的峰值的光，可以扩大用于受光元件的活性层的材料的选择范围，所以是优选的。
当指尖触摸显示装置的表面时，可以拍摄指纹图像。指纹具有凹部和凸部，当指头触摸第一衬底时，在触摸第一衬底的表面的指纹的凸部处第一光容易散射。因此，入射到与指纹的凸部重叠的受光元件的散射光的强度较大，入射到与指纹的凹部重叠的受光元件的散射光的强度较小。由此，可以拍摄指纹图像。包括本发明的一个实施方式的显示装置的设备可以通过利用所拍摄的指纹图像进行生物识别之一的指纹识别。
另外，显示装置也可以拍摄指头或手掌等的血管，尤其是静脉的图像。例如，波长为760nm及其附近的光不被静脉中的还原血红蛋白吸收，因此通过利用受光元件接收来自手掌或指头的反射光并进行图像化，可以检测静脉的位置。包括本发明的一个实施方式的显示装置的设备可以通过利用所拍摄的静脉图像进行生物识别之一的静脉识别。
另外，包括本发明的一个实施方式的显示装置的设备可以同时进行触摸感测、指纹识别和静脉识别。由此，可以以低成本进行安全性高的生物识别而不增加构件数量。
受光元件优选为能够接收可见光和红外光的双方的元件。此时，作为发光元件优选包括发射红外光的发光元件和发射可见光的发光元件的双方。因此，使用者的指头反射可见光，由受光元件接收反射光，可以拍摄指纹图像。此外，可以使用红外光拍摄静脉形状的图像。由此，能够使用一个显示装置执行指纹识别及静脉识别的双方。此外，指纹的摄像与静脉的摄像既可以以彼此不同的时序执行，又可以同时执行。通过同时进行指纹的摄像和静脉的摄像，可以取得包括指纹的数据和静脉形状的数据的双方的图像数据，由此可以实现精度更高的生物识别。
另外，本发明的一个实施方式的显示装置也可以具有检测出使用者的健康状态的功能。例如，通过利用对应于血中的氧饱和度的变化的可见光及红外光的反射率及透过率变化，取得该氧饱和度的时间调制可以测量出心率。另外，也可以利用红外光或可见光检测出真皮中的葡萄糖浓度及血液中的中性脂肪浓度等。包括本发明的一个实施方式的显示装置的设备可以被用作医疗设备，该医疗设备能够取得使用者的健康状态的指标数据。
以下，参照附图说明更具体的例子。
[显示面板的结构例子1]
[结构例子1-1]
图7A是显示面板50的示意图。显示面板50包括衬底51、衬底52、受光元件53、发光元件57R、发光元件57G、发光元件57B、功能层55等。发光元件57R、发光元件57G、发光元件57B及受光元件53设置在衬底51与衬底52之间。
发光元件57R、发光元件57G、发光元件57B分别发射红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的光。
显示面板50包括配置为矩阵状的多个像素。一个像素包括至少一个子像素。一个子像素包括一个发光元件。例如，像素可以包括三个子像素(R、G及B的三种颜色或黄色(Y)、青色(C)及品红色(M)的三种颜色等)、或四个子像素(R、G、B、白色(W)的四种颜色或者R、G、B、Y的四种颜色等)。像素包括受光元件53。受光元件53既可以设置在所有像素中，又可以设置在部分像素中。此外，一个像素也可以包括多个受光元件53。
图7A示出指头60触摸衬底52的表面的样子。发光元件57G所发射的光的一部分在衬底52与指头60的接触部反射或散射。反射光或散射光的一部分入射到受光元件53，由此可以检测出指头60触摸衬底52。也就是说，显示面板50可以被用作触摸面板。
功能层55包括驱动发光元件57R、发光元件57G、发光元件57B的电路以及驱动受光元件53的电路。功能层55中设置有开关、晶体管、电容器、布线等。注意，在以无源矩阵方式驱动发光元件57R、发光元件57G、发光元件57B及受光元件53的情况下，功能层55也可以不包括开关及晶体管。
显示面板50也可以具有检测指头60的指纹的功能。图7B示意性地示出指头60触摸衬底52的状态下的接触部的放大图。此外，图7B示出交替排列的发光元件57和受光元件53。
指头60的指纹由凹部及凸部形成。因此，如图7B所示，指纹的凸部触摸衬底52，在指纹的凸部与衬底52的接触面产生散射光(以虚线箭头表示)。
如图7B所示，在指头60与衬底52的接触面散射的散射光的强度分布中，与接触面大致垂直的光的强度最高，在倾斜方向上其角度越大，光的强度越低。因此，位于接触面的正下方(位于与接触面重叠的部分)的受光元件53所接收的光的强度最高。散射角为预定角度以上的散射光在衬底52的另一个面(与接触面相反一侧的面)被全反射，而不透过受光元件53。因此，能够拍摄明确的指纹图像。
当受光元件53的排列间隔小于指纹的两个凸部间的距离，优选小于邻接的凹部与凸部间的距离时，可以获得清晰的指纹图像。由于人的指纹的凹部与凸部的间隔大致为200μm，所以受光元件53的排列间隔例如为400μm以下，优选为200μm以下，更优选为150μm以下，进一步优选为100μm以下，还优选为50μm以下，且为1μm以上，优选为10μm以上，更优选为20μm以上。
图7C示出由显示面板50拍摄的指纹图像的例子。在图7C中，在拍摄范围63内以虚线示出指头60的轮廓，并以点划线示出接触部61的轮廓。在接触部61内，通过利用入射到受光元件53的光的不同可以拍摄对比度高的指纹62的图像。
显示面板50可以还被用作触摸面板或数位板等。图7D示出在将触屏笔65的顶端触摸衬底52的状态下将其向虚线箭头的方向滑动的样子。
如图7D所示，在触屏笔65的顶端与衬底52的接触面散射的光入射到与该接触面重叠的受光元件53，由此可以高精度地检测出触屏笔65的顶端位置。
图7E示出显示面板50所检测出的触屏笔65的轨迹66的例子。显示面板50可以以高精度检测出触屏笔65等检测对象的位置，所以可以使用描画应用程序等进行高清晰的描画。此外，与使用电容式触摸传感器及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显示面板50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)，对触屏笔65的尖端部的材料没有限制。
在此，图7F至图7H示出可用于显示面板50的像素的例子。
图7F及图7G所示的像素各自包括发光元件57R、发光元件57G、发光元件57B及受光元件53。像素各自包括用来驱动发光元件57R、发光元件57G、发光元件57B及受光元件53的像素电路。
图7F示出以2×2的矩阵状配置有三个发光元件及一个受光元件的例子。图7G示出一列上排列有三个发光元件且其下配置有横向长的一个受光元件53的例子。
图7H所示的像素包括白色(W)发光元件57W。在此，一列上配置有四个子像素，其下配置有受光元件53。
注意，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。
[结构例子1-2]
下面，说明包括发射可见光的发光元件、发射红外光的发光元件及受光元件的结构的例子。
图8A所示的显示面板50A以对图7A所示的结构追加的方式包括发光元件57IR。发光元件57IR是发射红外光IR的发光元件。此时，作为受光元件53，优选使用至少能够接收发光元件57IR所发射的红外光IR的元件。另外，作为受光元件53，更优选使用能够接收可见光和红外光的元件。
如图8A所示，在指头60触摸衬底52时，从发光元件57IR发射的红外光IR被指头60反射或散射，该反射光或散射光的一部分入射到受光元件53，由此可以取得指头60的位置信息。
图8B至图8D示出可用于显示面板50A的像素的例子。
图8B示出一列上排列有三个发光元件且其下横向配置有发光元件57IR及受光元件53的例子。此外，图8C示出一列上排列有包括发光元件57IR的四个发光元件且其下配置有受光元件53的例子。
图8D示出以发光元件57IR为中心在四个方向上配置有三个发光元件及受光元件53的例子。
在图8B至图8D所示的像素中，各发光元件的位置可以互相调换，发光元件与受光元件的位置可以互相调换。
[显示面板的结构例子2]
[结构例子2-1]
图9A是显示面板100A的截面示意图。
显示面板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。
作为晶体管131及晶体管132，可以使用实施方式1中例示出的晶体管310或晶体管350等。
受光元件110包括像素电极111、公共层112、活性层113、公共层114及公共电极115。发光元件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。
像素电极111、像素电极191、公共层112、活性层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。
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。
公共层112位于像素电极111及像素电极191上。公共层112由受光元件110与发光元件190共同使用。
活性层113隔着公共层112与像素电极111重叠。发光层193隔着公共层112与像素电极191重叠。活性层113包含第一有机化合物，而发光层193包含与第一有机化合物不同的第二有机化合物。
公共层114位于公共层112、活性层113及发光层193上。公共层114由受光元件110与发光元件190共同使用。
公共电极115具有隔着公共层112、活性层113及公共层114与像素电极111重叠的部分。公共电极115还具有隔着公共层112、发光层193及公共层114与像素电极191重叠的部分。公共电极115由受光元件110与发光元件190共同使用。
在本实施方式的显示面板中，受光元件110的活性层113使用有机化合物。受光元件110中的活性层113以外的层可以是与发光元件190(EL元件)共同的。由此，只要在发光元件190的制造工序中追加沉积活性层113的工序，就可以在形成发光元件190的同时形成受光元件110。发光元件190与受光元件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面板内设置受光元件110。
显示面板100A示出受光元件110的活性层113及发光元件190的发光层193是分别形成的这一点之外受光元件110和发光元件190具有共同结构的例子。注意，受光元件110及发光元件190的结构不局限于此。除了活性层113及发光层193以外，受光元件110及发光元件190还可以包括其他分别形成的层(参照后述的显示面板100D、显示面板100E及显示面板100F)。受光元件110与发光元件190优选包括至少一个共同使用的层(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面板内设置受光元件110。
在受光元件110中，位于像素电极111与公共电极115之间的公共层112、活性层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的功能。像素电极111的端部被分隔壁216覆盖。公共电极115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是接收经过衬底152从外部入射的光122并将其转换为电信号的光电转换元件。
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重叠的位置具有开口。通过设置遮光层BM，可以控制受光元件110检测光的范围。
作为遮光层BM，可以使用遮挡来自发光元件的光的材料。遮光层BM优选吸收可见光。作为遮光层BM，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BM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。
这里，有时来自发光元件190的光的一部分在显示面板100A内被反射而入射到受光元件110。遮光层BM可以减少这种杂散光的影响。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123a被衬底152反射，由此反射光123b入射到受光元件110。通过设置遮光层BM，可以抑制反射光123b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，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的每一个可以被称为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111和像素电极191通过分隔壁216彼此电绝缘。公共电极115具有透射可见光的功能。
发光元件190具有发射可见光的功能。具体而言，发光元件190是在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121的电致发光元件。
发光层193优选以不与受光元件110的受光区域重叠的方式形成。由此，可以抑制发光层193吸收光122，可以增加照射到受光元件110的光量。
像素电极111通过设置在绝缘层214中的开口电连接到晶体管131的源极或漏极。像素电极111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132的源极或漏极。像素电极191的端部被分隔壁216覆盖。晶体管132具有控制发光元件190的驱动的功能。
晶体管131及晶体管132在同一层(图9A中的衬底151)上并与其接触。
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，可以减小显示面板的厚度，并可以简化制造工序。
受光元件110及发光元件190优选被保护层195覆盖。在图9A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。使用粘合层142贴合保护层195和衬底152。
此外，如图10A所示，不一定需要在受光元件110及发光元件190上设置保护层。在图10A中，使用粘合层142贴合公共电极115和衬底152。
如图10B所示，不一定需要设置遮光层BM。由此，可以增大受光元件110的受光面积，而可以进一步提高传感器的灵敏度。
[结构例子2-2]
图9B是显示面板100B的截面图。注意，在后述的显示面板的说明中，有时省略说明与先前说明的显示面板同样的构成要素。
图9B所示的显示面板100B以对显示面板100A的构成要素追加的方式包括透镜149。
透镜149设置在与受光元件110重叠的位置。在显示面板100B中，以与衬底152接触的方式设置有透镜149。显示面板100B所包括的透镜149是在衬底151一侧具有凸面的凸透镜。此外，也可以将在衬底152一侧具有凸面的凸透镜配置在与受光元件110重叠的区域。
在将遮光层BM和透镜149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。在图9B中示出先形成透镜149的例子，也可以先形成遮光层BM。在图9B中，透镜149的端部被遮光层BM覆盖。
在显示面板100B中，光122通过透镜149入射到受光元件110。与没有透镜149的情况相比，通过具有透镜149，可以增加入射到受光元件110的光122的光量。由此，可以提高受光元件110的灵敏度。
作为用于本实施方式的显示面板的透镜的形成方法，既可在衬底或受光元件上直接形成如微透镜等透镜，又可将另外形成的微透镜阵列等透镜阵列贴合在衬底上。
[结构例子2-3]
图9C是显示面板100C的截面示意图。显示面板100C与显示面板100A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。
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。
显示面板100C将形成在制造衬底上的绝缘层212、晶体管131、晶体管132、受光元件110及发光元件190等转置在衬底153上而制造。衬底153和衬底154优选具有柔性。由此，可以提高显示面板100C的柔性。例如，衬底153和衬底154的每一个优选使用树脂。
作为衬底153及衬底154的每一个，例如可以使用如下材料中的任意个：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)及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中的一个或两个也可以使用薄得足以具有柔性的玻璃。
本实施方式的显示面板所包括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。
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，可以使用茶色抗蚀剂材料等被着色的绝缘材料形成分隔壁217。
发光元件190所发射的光123c有时被衬底154及分隔壁217反射，使得反射光123d入射到受光元件110。此外，光123c有时透过分隔壁217被晶体管或布线等反射，使得反射光123d入射到受光元件110。通过由分隔壁217吸收光123c，可以抑制反射光123d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190所发射的红色光的情况下，分隔壁217优选至少吸收红色光。例如，分隔壁217在包括蓝色滤光片时可以吸收红色光123c，由此可以抑制反射光123d入射到受光元件110。
[结构例子2-4]
在以上例子中，发光元件和受光元件包括两个共同层，但是本发明的一个实施方式不局限于此。下面说明共同层的结构不同的例子。
图11A是显示面板100D的截面示意图。显示面板100D与显示面板100A的不同之处在于：包括缓冲层184及缓冲层194，而没有公共层114。缓冲层184及缓冲层194的每一个既可具有单层结构又可具有叠层结构。
在显示面板100D中，受光元件110包括像素电极111、公共层112、活性层113、缓冲层184及公共电极115。在显示面板100D中，发光元件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。
在显示面板100D中，示出分别形成公共电极115与活性层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个或两个。
图11B是显示面板100E的截面示意图。显示面板100E与显示面板100A的不同之处在于：包括缓冲层182及缓冲层192，而没有公共层112。缓冲层182及缓冲层192的每一个既可具有单层结构又可具有叠层结构。
在显示面板100E中，受光元件110包括像素电极111、缓冲层182、活性层113、公共层114及公共电极115。在显示面板100E中，发光元件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。
在显示面板100E中，示出分别形成像素电极111与活性层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，例如，可以形成空穴注入层和空穴传输层中的一个或两个。
图11C是显示面板100F的截面示意图。显示面板100F与显示面板100A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，而没有公共层112及公共层114。
在显示面板100F中，受光元件110包括像素电极111、缓冲层182、活性层113、缓冲层184及公共电极115。在显示面板100F中，发光元件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。
在受光元件110及发光元件190的制造中，不但可以分别形成活性层113及发光层193，而且还可以分别形成其他层。
在显示面板100F中，在受光元件110和发光元件190的每一个中在一对电极(像素电极111或像素电极191与公共电极115)之间没有公共层。在绝缘层214上使用同一材料及同一工序形成像素电极111及像素电极191，在像素电极111上形成缓冲层182、活性层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，然后以覆盖缓冲层184及缓冲层194等的方式形成公共电极115，由此可以制造显示面板100F所包括的受光元件110及发光元件190。
对缓冲层182、活性层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，也可以在沉积缓冲层182、活性层113、缓冲层184之后，沉积缓冲层192、发光层193及缓冲层194。与此相反，也可以在沉积缓冲层182、活性层113、缓冲层184之前，沉积缓冲层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、活性层113、发光层193等的顺序沉积。
[显示面板的结构例子3]
以下说明显示面板的更具体的结构例子。
[结构例子3-1]
图12是显示面板200A的立体图。
在显示面板200A中，贴合衬底151与衬底152。在图12中，以虚线表示衬底152。
显示面板200A包括显示部162、电路164及布线165等。图12示出在显示面板200A中安装有IC(集成电路)173及FPC172的例子。因此，也可以将图12所示的结构称为包括显示面板200A、IC及FPC的显示模块。
作为电路164，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及信号线驱动电路等的IC。注意，显示面板200A及显示模块不一定必须设置有IC。此外，也可以利用COF方式等将IC安装于FPC。
图13示出图12所示的显示面板200A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。
显示面板200A在衬底151与衬底152之间包括晶体管208、晶体管209、晶体管210、发光元件190及受光元件110等。
晶体管208及晶体管210各自在被形成沟道的半导体层中包含低温多晶硅。晶体管209在被形成沟道的半导体层中包含金属氧化物。
晶体管208、晶体管209及晶体管210都形成在衬底151上。这些晶体管的至少一部分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261、绝缘层262、绝缘层263、绝缘层264及绝缘层265。绝缘层261的一部分被用作晶体管208的第二栅极绝缘层。绝缘层262的一部分被用作晶体管208的第一栅极绝缘层。绝缘层263以覆盖晶体管208的方式设置，绝缘层263的一部分被用作晶体管209的第二栅极绝缘层。绝缘层264以覆盖晶体管208的方式设置，绝缘层264的一部分被用作晶体管209的第一栅极绝缘层。绝缘层265以覆盖晶体管208及晶体管209的方式设置。绝缘层265上设置有绝缘层214。绝缘层214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限制，既可以为一个，又可以为两个以上。
优选的是，将水及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。
作为绝缘层261、绝缘层262、绝缘层263、绝缘层264及绝缘层265的每一个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，也可以使用包括上述绝缘膜中的两个以上的叠层。
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面板200A的端部附近具有开口。由此，可以抑制从显示面板200A的端部通过有机绝缘膜的杂质扩散。此外，也可以以其端部比显示面板200A的端部位于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面板200A的端部。
有机绝缘膜适合于用作平坦化层的绝缘层214。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。
晶体管208及晶体管210的每一个包括被用作第二栅极的导电层221、被用作第二栅极绝缘层的绝缘层261、具有沟道形成区域231i及一对低电阻区域231n的半导体层、与一对低电阻区域231n中的一方连接的导电层222a、与一对低电阻区域231n中的另一方连接的导电层222b、被用作第一栅极绝缘层的绝缘层262、被用作第一栅极的导电层223、以及覆盖导电层223的绝缘层263。绝缘层261的一部分位于导电层221和沟道形成区域231i之间。绝缘层262的一部分位于导电层223和沟道形成区域231i之间。
导电层222a及导电层222b各自通过设置在绝缘层262、绝缘层263、绝缘层264及绝缘层265中的开口与低电阻区域231n连接。导电层222a和导电层222b中的一方被用作源电极，导电层222a和导电层222b中的另一方被用作漏电极。
晶体管209包括被用作第二栅极的导电层251、被用作第二栅极绝缘层的绝缘层263、具有沟道形成区域232i及一对低电阻区域232n的半导体层、与一对低电阻区域232n中的一方连接的导电层252a、与一对低电阻区域232n中的另一方连接的导电层252b、被用作第一栅极绝缘层的绝缘层264、被用作第一栅极的导电层253、以及覆盖导电层253的绝缘层265。绝缘层263的一部分位于导电层251和沟道形成区域232i之间。绝缘层264的一部分位于导电层253和沟道形成区域232i之间。
导电层252a及导电层252b通过设置在绝缘层264及绝缘层265中的开口与低电阻区域232n连接。导电层252a及导电层252b中的一个被用作源电极，另一个被用作漏电极。
对本实施方式的显示面板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。可以使用顶栅结构晶体管或底栅结构晶体管。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208、晶体管209及晶体管210的每一个，采用两个栅极夹着形成沟道的半导体层的结构。两个栅极也可以彼此连接，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，对两个栅极中的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、单晶半导体和具有单晶以外的结晶性的半导体(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)中的任意个。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。
优选将含有硅的半导体层用于晶体管208、晶体管209及晶体管210的每一个。
或者，晶体管209的半导体层优选包含金属氧化物(也称为氧化物半导体)。晶体管208及晶体管210各自的半导体层优选包含硅。作为硅，可以举出非晶硅、结晶硅(低温多晶硅或单晶硅等)等。
例如，包含金属氧化物的半导体层优选包含铟、M(M为镓、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优选为铝、镓、钇及锡中的一种或多种。
尤其是，作为包含金属氧化物的半导体层，优选使用包含铟、镓及锌的氧化物(也称为IGZO)。
当半导体层为In-M-Zn氧化物时，优选用来沉积In-M-Zn氧化物的溅射靶材中的相对于M的In原子数比为1以上。作为这种溅射靶材的金属元素的原子数比，例如可以举出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＝5:1:3、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。
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，所沉积的半导体层的原子数比在上述溅射靶材中的金属元素的原子数比中的任意个的±40％范围内变动。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，所沉积的半导体层的组成有时为In:Ga:Zn＝4:2:3[原子数比]附近。
此外，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的原子比率为4时，Ga的原子比率为1以上且3以下，Zn的原子比率为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的原子比率为5时，Ga的原子比率大于0.1且为2以下，Zn的原子比率为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的原子比率为1时，Ga的原子比率大于0.1且为2以下，Zn的原子比率大于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也可以具有一种或两种以上的结构。与此同样，显示部162所包括的多个晶体管也可以具有一种或两种以上的结构。
在此，作为电路164所包括的晶体管210示出具有与晶体管208相同的结构的晶体管。电路164也可以使用各自具有与晶体管210相同的结构的晶体管形成。或者，也可以组合具有与晶体管208相同的结构的晶体管以及具有与晶体管209相同的结构的晶体管，将其用于电路164。
在此，导电层251和导电层223位于同一面上并加工同一导电膜来形成。导电层222a、导电层222b、导电层252a及导电层252b等位于同一面上并加工同一导电膜来形成。
发光元件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通过设置在绝缘层214中的开口与晶体管208所包括的导电层222b连接。晶体管208具有控制流过发光元件190的电流的功能。分隔壁216覆盖像素电极191的端部。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。
受光元件110具有从绝缘层214一侧依次层叠有像素电极111、公共层112、活性层113、公共层114及公共电极115的叠层结构。像素电极111通过设置在绝缘层214中的开口与晶体管209所包括的导电层252b电连接。分隔壁216覆盖像素电极111的端部。像素电极111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190所发射的光射出到衬底152一侧。此外，光通过衬底152及粘合层142入射到受光元件110。衬底152优选使用对可见光的透过性高的材料。
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用于受光元件110和发光元件190的双方。除了活性层113及发光层193以外，受光元件110和发光元件190可以包括共同的构成要素。由此，可以在不需大幅度增加制造工序的情况下在显示面板200A内设置受光元件110。
以覆盖受光元件110及发光元件190的方式设置有保护层195。保护层195可以抑制水等杂质扩散到受光元件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。
在图13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扩散到显示部162。由此，可以提高显示面板200A的可靠性。
在显示面板200A的端部附近的区域228中，优选绝缘层265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265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，可以提高显示面板200A的可靠性。
保护层195优选具有有机绝缘膜和无机绝缘膜的叠层结构。例如，保护层195优选在公共电极115上并具有无机绝缘层、有机绝缘层和无机绝缘层的三层结构。此时，无机绝缘层的端部优选延伸到有机绝缘层的端部的外侧。
在显示面板200A中，保护层195和衬底152通过粘合层142贴合。粘合层142以与受光元件110及发光元件190重叠的方式设置。就是说显示面板200A采用固体密封结构。
在衬底151的与衬底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的顶面上通过对与像素电极191相同的导电膜进行加工来获得导电层166露出。因此，通过连接层242可以使连接部204与FPC172电连接。
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(light-condensing film)。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、抑制弄脏的具有拒水性的膜、抑制使用时的损伤的硬涂膜、冲击吸收层等。此外，也可以将触摸传感器面板配置在衬底152的外侧。作为触摸传感器面板所包括的触摸传感器，可以采用各种方式诸如电阻式、电容式、红外线方式、电磁感应方式、表面声波方式。尤其是，作为触摸传感器，优选使用电容式触摸传感器。
衬底151及衬底152的每一个可以使用玻璃、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的每一个，可以提高显示面板的柔性。
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也可以为具有顶部发射结构、底部发射结构或双面发射结构等的发光元件。作为提取光一侧的电极使用使可见光透过的导电膜。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、电子阻挡材料或双极性的物质(电子传输性及空穴传输性高的物质)等中的任意个的层。例如，公共层112优选包括空穴注入层和空穴传输层中的一个或两个。例如，公共层114优选包括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。包括在公共层112、发光层193及公共层114中的层例如可以通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、转印法、印刷法、喷墨法、涂敷法等中的任意方法形成。
发光层193也可以包含量子点等无机化合物。
受光元件110的活性层113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113，并可以共同使用制造设备，所以是优选的。
作为活性层113含有的n型半导体的材料，可以举出富勒烯(例如C60、C70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)在平面上扩大时，电子供体性(供体型)变高。另一方面，富勒烯具有球形状，尽管π电子广泛扩大，但是电子受体性高。在电子受体性较高时，高速且高效地引起电荷分离，所以对受光器件来说是有益的。C60、C70都在可见光区域中具有宽吸收带，尤其是与C60相比C70的π电子共轭类更大且在长波长区域中的吸收带也更宽，所以是优选的。
作为活性层113含有的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。
作为活性层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)、锡酞菁(SnPc)、喹吖啶酮等具有电子供体性的有机半导体材料。
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。
例如，优选共蒸镀n型半导体和p型半导体形成活性层113。此外，也可以层叠n型半导体和p型半导体形成活性层113。
作为可用于晶体管的栅极、源极及漏极和显示面板中的被用作布线及电极等的导电层的材料，可以使用铝、钛、铬、镍、铜、钇、锆、钼、银、钽、钨及铌等金属中的任意个或者包含一种以上的该金属的合金等。可以使用包含这些材料中的任意个的膜的单层结构或叠层结构。
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、钯及钛等金属材料、包含该金属材料中的任意个的合金材料等。或者，还可以使用该金属材料的氮化物(例如，氮化钛)等。此外，当使用金属材料或合金材料(或者它们的氮化物)时，优选厚度小得足以透射光。此外，可以使用上述材料中的任意个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包括在显示面板中的各种布线及电极等的导电层或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)等。
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、环氧树脂、聚酰亚胺等树脂材料、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。
[结构例子3-2]
图14是显示面板200B的截面图。显示面板200B与显示面板200A的主要不同之处在于衬底的结构。
显示面板200B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。
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。
显示面板200B将形成在制造衬底上的绝缘层212、晶体管208、晶体管209、受光元件110及发光元件190等转置在衬底153上而制造。衬底153和衬底154优选具有柔性。由此，可以提高显示面板200B的柔性。
作为绝缘层212，可以使用可以用于绝缘层261、绝缘层262、绝缘层263、绝缘层264及绝缘层265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208一侧的膜优选为无机绝缘膜。
以上是对显示面板的结构例子的说明。
[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，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-OS(Oxide Semiconductor)。
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各自有时以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包括具有不同带隙的成分。例如，CAC-OS或CAC-metal oxide包括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。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)或金属基质复合材料(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，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、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。
此外，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中可以说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是杂质及缺陷(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。本发明的一个实施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惰性气体和氧气体中的任一个或两个沉积。注意，对沉积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，沉积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。
沉积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。沉积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。
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。
以上是对金属氧化物的说明。
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。
(实施方式3)
在本实施方式中，说明使用本发明的一个实施方式的显示装置中的任意个的显示系统。
本发明的一个实施方式的显示系统包括具备显示图像的显示部(也称为屏幕)的显示装置以及发射激光的发光装置。发光装置可以被用作激光指示器。
发光装置包括发射可见激光的光源以及发射不可见光的光源。不可见光不包括可见光，也可以包括紫外光、红外光或者其波长比红外光长的电磁波(电波)。作为不可见光，优选使用其波长比可见光长的光，特别优选使用红外光。
显示装置的显示部中以矩阵状配置有多个用来显示图像的像素。各像素至少包括一个显示元件以及受光元件。受光元件接收上述可见激光并将其转换为电信号(也称为第一电信号)。因为显示部中以矩阵状配置有受光元件，所以显示装置可以取得被照射可见激光的位置的数据。
显示装置在没有设置显示部的部分中包括接收上述不可见光的受光部。
在显示装置中，在受光部接收不可见光时，根据被照射可见激光的位置的数据可以执行各种处理。例如，除了显示在屏幕上的物体的选择、执行或移动等处理以外可以执行为文字输入功能、描画功能等的处理。另外，根据可见激光的照射位置的轨迹可以执行为手势输入功能的处理。注意，在此举出的显示系统有可能执行的处理是一个例子而已，根据安装到显示系统的应用软件会执行各种处理。
如此，本发明的一个实施方式的显示系统可以将作为激光指示器使用的发光装置用作指向装置等输入设备。由此，不需要以前需要的鼠标或触摸板等输入设备，可以提高方便性。
另外，通过使发光装置所发射的不可见光包括数据，可以进一步提高显示系统的方便性。例如，通过使不可见光包括发光装置的识别数据，多个使用者可以同时进行显示系统的操作。另外，也可以使不可见光包括根据控制不可见光的开关的结构或操作方法的数据。例如，可以通过将不可见光的发光时间或时序等用作数据实现与鼠标操作中的点击、双击、长按操作等相同的功能。另外，通过设置多个控制不可见光的开关，或者作为该开关使用触摸板或刻度盘等输入单元等，可以实现模拟输入。当使不可见光包括数据时，优选的是，例如利用脉冲位置调制(PPM：Pulse Position Modulation)等调制方式，将数据叠加到不可见光。
在此，设置在显示装置的显示部中的显示元件和受光元件优选制造在同一衬底上。此时，优选的是，作为显示元件使用发光层中含有有机化合物的有机电场发光元件(有机EL元件)，作为受光元件使用活性层中含有有机化合物的有机光电二极管。并且，显示元件的制造工序的一部分还用作受光元件的制造工序的一部分，可以降低制造成本且可以提高制造成品率。
图15A示出显示系统800的示意图。显示系统800包括显示装置811及发光装置812。
发光装置812包括安装在框体上的开关851及开关852。此外，发光装置812可以从框体的顶端发出可见光VL、红外光IR。通过操作开关851发出可见光VL，通过操作开关852发出红外光IR。在此，作为开关851及开关852各自使用物理开关的情况的例子。
可见光VL是指向性较高的光，红外光IR是其指向性比可见光VL低的光。
作为可见光VL，优选使用激光。例如，优选使用红色激光(例如，峰值波长为620nm以上且700nm以下的光)、绿色激光(例如，峰值波长为500nm以上且550nm以下，典型的是532nm附近的光)。此外，激光不局限于此，可以是峰值波长位于可见光区域(例如，350nm至750nm)的光。例如，也可以使用蓝色、黄色、橙色、深蓝色或紫色等各种颜色的激光。
作为红外光IR优选使用峰值波长位于近红外区域(750nm以上且2500nm以下)的光。另外，发光强度的指向特性(例如，视角或半值全角(full angle at half maximum))优选比可见光VL宽。例如，优选使用其半值全角为30度以上、优选为40度以上、更优选为50度以上且180度以下的光。由此，可以在可见光VL照射到后述的显示装置811的显示部821内的状态下，将红外光IR照射到设置在显示部821的外侧的受光部830。
显示装置811包括显示部821及受光部830。
显示部821是显示装置811中的显示图像的区域，也可以称为屏幕。另外，显示部821具有接收发光装置812所发射的可见光VL而取得被照射该可见光VL的照射区域859的位置数据的功能。
显示部821中以矩阵状分别配置有多个显示元件823以及多个受光元件824。图15A中示出显示部821的一部分的放大图。在此，示出如下一个例子：一个像素822包括发射红色光的显示元件823R、发射蓝色光的显示元件823B、发射绿色光的显示元件823G(以下，有时将显示元件总称为显示元件823)、以及接收可见光并将其转换为电信号的受光元件824。
受光部830具有接收发光装置812所发射的红外光IR并将其转换为电信号的功能。受光部830中既可以设置有多个接收红外光IR的受光元件，又可以包括一个受光元件。在此，例示出受光部830设置在显示部821的外侧的例子，但是受光部830也可以位于显示部821的轮廓内侧。或者，也可以作为受光元件824使用可以接收可见光VL和红外光IR的双方的元件，将显示部821兼作受光部830。
图15B中示意性地示出显示装置811以及利用发光装置812操作屏幕的使用者860。
使用者860可以通过操作发光装置812的开关851照射可见光VL。另外，通过操作发光装置812的开关852，显示系统800可以利用红外光IR(未图示)执行各种处理。
显示部821上显示有物体861。
图15B中示出使用者860利用发光装置812移动显示在显示部821上的物体861的情况。
以照射区域859位于物体861的一部分(在图15B中物体861的上边)的方式照射可见光VL，移动照射区域859，由此可以使物体861沿着照射区域859的轨迹移动。
该操作相当于使用鼠标时的拖动操作。例如，使用者860可以在按住开关852的状态下拖动照射区域859来拖动物体861，且通过释放开关852决定物体861的位置。
图15C示出使显示系统800执行描画功能的状态。使用者860可以通过操作发光装置812将沿着照射区域859的轨迹的图形(物体862)画在显示部821上。
此外，虽然在此未图示，但是可以在显示部821上显示用来更改描画线条的粗细、种类、颜色等的图标等。另外，也可以具有不仅描画线条而且描画矩形、多角形、圆形、椭圆形、半圆形等各种图形的功能。
根据本发明的一个实施方式，可以实现一种基于显示部的可见激光的照射位置数据以及在受光部接收的不可见光所包括的数据执行处理且将处理结果反映到显示的显示系统。另外，本发明的一个实施方式是一种可以实现上述显示系统的显示装置，并且本发明的其他一个实施方式是一种可以实现上述显示系统的发光装置。可以分别制造并出售有可能构成显示系统的显示装置和发光装置。
根据本发明的一个实施方式，可以实现一种方便性高的显示系统、可以利用激光指示器简单地进行屏幕操作的显示系统或由多个使用者可以进行屏幕操作的显示系统等。例如，上述显示系统可以适于会议、演示会、数字标牌或多人参与的游戏等中。
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。
(实施方式4)
在本实施方式中，使用图16A及图16B、图17A至图17D以及图18A至图18F对可以包括本发明的一个实施方式的显示装置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实施方式的显示装置。因为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，并且检测出触摸或靠近(非接触)。本发明的一个实施方式的电子设备是难以不正使用且安全级别极高的电子设备。此外，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、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16A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包括框体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实施方式的显示装置。
图16B是包括框体6501的麦克风6506一侧的端部的截面示意图。
框体6501的显示面一侧设置有透射光的保护构件6510，被框体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实施方式的柔性显示器。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，所以可以在没有电子设备的厚度增加的情况下安装大容量的电池6518。通过将显示面板6511的一部分叠回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17A示出电视装置的一个例子。在电视装置7100中，框体7101中组装有显示部7000。在此示出利用支架7103支撑框体7101的结构。
可以对显示部7000适用本发明的一个实施方式的显示装置。
可以通过利用框体7101所具备的操作开关或另外提供的遥控操作机7111进行图17A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控制，并可以对显示在显示部7000上的影像进行控制。
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，当电视装置通过调制解调器连接到有线或无线方式的通信网络时，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)的数据通信。
图17B示出笔记型个人计算机的一个例子。笔记型个人计算机7200包括框体7211、键盘7212、指向装置7213、外部连接端口7214等。在框体7211中组装有显示部7000。
可以对显示部7000适用本发明的一个实施方式的显示装置。
图17C和图17D示出数字标牌的一个例子。
图17C所示的数字标牌7300包括框体7301、显示部7000及扬声器7303等。此外，数字标牌可以包括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17D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17C和图17D的每一个中，可以对显示部7000适用本发明的一个实施方式的显示装置。
显示部7000越大，一次能够提供的数据量越多。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17C和图17D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。
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18A至图18F所示的电子设备包括框体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18A至图18F所示的电子设备具有各种功能。例如，电子设备可以具有如下功能：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，电子设备的功能不局限于上述功能，而电子设备可以具有各种功能。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18A至图18F所示的电子设备。
图18A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18A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18B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18C是示出手表型便携式信息终端9200的立体图。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18D、图18E及图18F是示出可以折叠的便携式信息终端9201的立体图。此外，图18D是将便携式信息终端9201展开的状态的立体图，图18F是折叠的状态的立体图，图18E是从图18D的状态和图18F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连结的三个框体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。
符号说明
C1、C2：电容器，M1至M3、M5至M8：晶体管，V1、V2、V3：布线，10：显示装置，11：显示部，12至14：驱动电路部，15：电路部，21、30：像素，21B、21G、21R：子像素，22：摄像像素，310、310a、350、350a：晶体管，311、351：半导体层，311i：沟道形成区域，311n：低电阻区域，312、316、321至326、352：绝缘层，313、314a、314b、315、331、333、341、353、354a、354b、355：导电层，330：发光元件，332：发光层，340：受光元件，342：活性层。
本申请基于2019年11月8日提交到日本专利局的日本专利申请第2019-203123号，通过引用将其完整内容并入在此。

Claims (12)

1.一种显示装置，包括：
第一像素电路；以及
第二像素电路，
其中，所述第一像素电路包括受光元件及第一晶体管，
所述第二像素电路包括发光元件及第二晶体管，
所述受光元件包括第一像素电极、活性层及公共电极，
所述发光元件包括第二像素电极、发光层及所述公共电极，
所述第一像素电极和所述第二像素电极位于同一面上，
所述活性层位于所述第一像素电极上，
所述活性层包含第一有机化合物，
所述发光层位于所述第二像素电极上，
所述发光层包含与所述第一有机化合物不同的第二有机化合物，
所述公共电极具有隔着所述活性层与所述第一像素电极重叠的部分以及隔着所述发光层与所述第二像素电极重叠的部分，
所述第一晶体管的源极和漏极中的一个与所述第一像素电极电连接，
所述第二晶体管的源极和漏极中的一个与所述第二像素电极电连接，
并且，所述第一晶体管及所述第二晶体管各自在半导体层中含有多晶硅。
2.根据权利要求1所述的显示装置，
其中所述第一晶体管及所述第二晶体管各自包括隔着所述半导体层重叠的第一栅极和第二栅极，
并且所述第一栅极和所述第二栅极电连接。
3.一种显示装置，包括：
第一像素电路；以及
第二像素电路，
其中所述第一像素电路包括受光元件及第一晶体管，
所述第二像素电路包括发光元件及第二晶体管，
所述受光元件包括第一像素电极、活性层及公共电极，
所述发光元件包括第二像素电极、发光层及所述公共电极，
所述第一像素电极和所述第二像素电极位于同一面上，
所述活性层位于所述第一像素电极上，
所述活性层包含第一有机化合物，
所述发光层位于所述第二像素电极上，
所述发光层包含与所述第一有机化合物不同的第二有机化合物，
所述公共电极具有隔着所述活性层与所述第一像素电极重叠的部分以及隔着所述发光层与所述第二像素电极重叠的部分，
所述第一晶体管的源极和漏极中的一个与所述第一像素电极电连接，
所述第二晶体管的源极和漏极中的一个与所述第二像素电极电连接，
所述第一晶体管包括含有金属氧化物的第一半导体层，
并且，所述第二晶体管包括含有多晶硅的第二半导体层。
4.根据权利要求3所述的显示装置，
其中所述第一晶体管包括位于所述第一半导体层上的第三栅极以及隔着所述第一半导体层与所述第三栅极重叠的第四栅极，
所述第二晶体管包括位于所述第二半导体层上的第五栅极以及隔着所述第二半导体层与所述第五栅极重叠的第六栅极，
并且所述第四栅极和所述第五栅极位于同一面上并包含同一金属元素。
5.根据权利要求3或4所述的显示装置，
其中所述第一晶体管的所述源极及所述漏极以及所述第二晶体管的所述源极及所述漏极位于同一面上并包含同一金属元素。
6.根据权利要求1或3所述的显示装置，还包括公共层，
其中所述公共层具有在所述第一像素电极和所述公共电极之间与所述活性层重叠的部分以及在所述第二像素电极和所述公共电极之间与所述发光层重叠的部分。
7.根据权利要求1或3所述的显示装置，还包括：
第一公共层；以及
第二公共层，
其中所述第一公共层具有位于所述第一像素电极和所述活性层之间的部分以及位于所述第二像素电极和所述发光层之间的部分，
并且所述第二公共层具有位于所述活性层和所述公共电极之间的部分以及位于所述发光层和所述公共电极之间的部分。
8.根据权利要求1或3所述的显示装置，
其中所述第一像素电路包括第三晶体管，
并且所述第三晶体管在半导体层中包含多晶硅。
9.根据权利要求1或3所述的显示装置，
其中所述第二像素电路包括第四晶体管，
并且所述第四晶体管在半导体层中包含金属氧化物。
10.根据权利要求1或3所述的显示装置，还包括：
第一衬底；以及
第二衬底，
其中所述第一晶体管及所述第二晶体管位于所述第一衬底和所述第二衬底之间，
所述第一像素电极位于所述第一晶体管和所述第二衬底之间，
所述第二像素电极位于所述第二晶体管和所述第二衬底之间，
并且所述第一衬底及所述第二衬底具有柔性。
11.一种显示模块，包括：
权利要求1或3所述的显示装置；以及
连接器或集成电路。
12.一种电子设备，包括：
权利要求11所述的显示模块；以及
天线、电池、框体、照相机、扬声器、麦克风和操作按钮中的至少一个。
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