CN115485758A - 显示装置、显示模块及电子设备 - Google Patents
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Abstract
提供一种具有摄像功能的显示装置。提供一种高清晰的摄像装置或显示装置。一种显示装置，包括：第一至第三开关、第一及第二晶体管、电容器、第一及第二布线及受发光元件。第一开关的一个电极与第一布线电连接，另一个电极与第一晶体管的栅极及电容器的一个电极电连接。第二开关的一个电极与第一晶体管的源极和漏极中的一方、受发光元件的一个电极及电容器的另一个电极电连接，另一个电极与第二晶体管的栅极及第三开关的一个电极电连接。第三开关的另一个电极与第二布线电连接。受发光元件具有发射第一颜色的光的功能及接收第二颜色的光的功能。
Description
技术领域
本发明的一个方式涉及一种显示装置。本发明的一个方式涉及一种具有摄像功能的显示装置。
注意，本发明的一个方式不局限于上述技术领域。作为本说明书等所公开的本发明的一个方式的技术领域的一个例子，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、输入输出装置以及上述装置的驱动方法或制造方法。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，为了显示高分辨率的图像，显示装置被要求高清晰化。在智能手机、平板终端、笔记本型PC(个人计算机)等信息终端设备中，显示装置除了高清晰化之外还被要求低功耗化。此外，显示装置除了显示图像的功能之外还被要求各种功能，诸如触控面板的功能、拍摄指纹以进行个人识别的功能等。
作为显示装置，例如已开发了包括发光元件的发光装置。利用电致发光(Electroluminescence，以下称为EL)现象的发光元件(也记载为EL元件)具有容易实现薄型轻量化；能够高速地响应输入信号；以及能够使用直流恒压电源等而驱动的特征等，并已将其应用于显示装置。例如，专利文献1公开了使用有机EL元件的具有柔性的发光装置。
[先行技术文献]
[专利文献]
[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摄像功能的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有高清晰的显示部或摄像部的摄像装置或显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够拍摄高清晰图像的摄像装置或显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够进行高灵敏度的摄像的摄像装置或显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够获取指纹等生物信息的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种用作触控面板的显示装置。
此外，本发明的一个方式的目的之一是减少电子设备的构件数量。本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有新颖的结构的显示装置、摄像装置或电子设备等。本发明的一个方式的目的之一是至少改善现有技术的问题中的至少一个。
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。
解决技术问题的手段
本发明的一个方式是一种显示装置，包括：第一至第三开关；第一晶体管；第二晶体管；电容器；第一布线；第二布线；以及受发光元件。第一开关的一个电极与第一布线电连接，另一个电极与第一晶体管的栅极、以及电容器的一个电极电连接。第二开关的一个电极与第一晶体管的源极和漏极中的一方、受发光元件的一个电极、以及电容器的另一个电极电连接，另一个电极与第二晶体管的栅极、以及第三开关的一个电极电连接。第三开关的另一个电极与第二布线电连接。受发光元件具有发射第一颜色的光的功能以及接收第二颜色的光的功能。
在上述显示装置中，优选在第一期间，第一开关、第二开关及第三开关为导通状态，第一布线被提供数据电位，第二布线被提供第一电位。并且，优选在第二期间，第二开关及第三开关为导通状态，第二布线被提供第二电位。并且，优选第二电位低于第一电位。
另外，在上述显示装置中，优选还包括第四开关。此时，优选第四开关的一个电极与第二开关的一个电极电连接，另一个电极与受发光元件的一个电极电连接。或者，优选第四开关的一个电极与第一晶体管的源极和漏极中的一方电连接，另一个电极与受发光元件的一个电极电连接。
另外，本发明的一个方式是一种显示装置，包括：第一至第六晶体管；电容器；受发光元件；第一布线；以及第二布线。第一晶体管的源极和漏极中的一方与受发光元件的一个电极电连接。第三晶体管的源极和漏极中的一方与第一布线电连接，源极和漏极中的另一方与第一晶体管的栅极电连接。第四晶体管的源极和漏极中的一方与第二晶体管的栅极电连接，源极和漏极中的另一方与第二布线电连接。第五晶体管的源极和漏极中的一方与第二晶体管的源极和漏极中的一方电连接。第六晶体管的源极和漏极中的一方与受发光元件的一个电极电连接，另一方与第二晶体管的栅极电连接。电容器的一个电极与第一晶体管的栅极电连接，另一个电极与第一晶体管的源极和漏极中的一方电连接。并且，受发光元件具有发射第一颜色的光的功能及接收第二颜色的光的功能。
另外，在上述显示装置中，优选还包括第七晶体管。此时，优选第七晶体管具有控制第一晶体管的源极和漏极中的一方与受发光元件的一个电极间的导通的功能。
另外，本发明的一个方式是一种显示装置，包括：第一至第五晶体管；第八晶体管；电容器；受发光元件；第一布线；以及第二布线。第一晶体管的源极和漏极中的一方与第八晶体管的源极和漏极中的一方及第二晶体管的栅极电连接。第三晶体管的源极和漏极中的一方与第一布线电连接，源极和漏极中的另一方与第一晶体管的栅极电连接。第四晶体管的源极和漏极中的一方与第二晶体管的栅极电连接，源极和漏极中的另一方与第二布线电连接。第五晶体管的源极和漏极中的一方与第二晶体管的源极和漏极中的一方电连接。第八晶体管的源极和漏极中的另一方与受发光元件的一个电极电连接。电容器的一个电极与第一晶体管的栅极电连接，另一个电极与第一晶体管的源极和漏极中的一方电连接。并且，受发光元件具有发射第一颜色的光的功能及接收第二颜色的光的功能。
另外，在上述任一显示装置中，优选还包括第三布线。此时，优选第五晶体管的源极和漏极中的另一方与该第三布线电连接。
另外，在上述任一显示装置中，优选第五晶体管的源极和漏极中的另一方与第一布线电连接。
另外，在上述任一显示装置中，优选在第一期间，第一布线被提供数据电位，第二布线被提供第一电位。并且，优选在第二期间，第二布线被提供第二电位。此时，优选第二电位低于第一电位。
另外，在上述任一显示装置中，优选还包括发光元件。此时，发光元件优选具有发射第二颜色的光的功能。并且，优选受发光元件与发光元件设置在同一面上。
另外，在上述显示装置中，优选的是，受发光元件包括第一像素电极、第一发光层、活性层及第一电极，发光元件包括第二像素电极、第二发光层及第一电极。并且，优选第一像素电极与第二像素电极是通过对同一导电膜进行加工而形成的。
另外，本发明的另一个方式是一种显示模块，包括：上述任一显示装置；以及连接器或集成电路。
另外，本发明的另一个方式是一种电子设备，包括：上述显示模块；以及天线、电池、外壳、照相机、扬声器、麦克风、触摸传感器和操作按钮中的至少一个。
发明效果
根据本发明的一个方式可以提供一种具有摄像功能的显示装置。根据本发明的一个方式可以提供一种具有高清晰的显示部或摄像部的摄像装置或显示装置。根据本发明的一个方式可以提供一种能够拍摄高清晰图像的摄像装置或显示装置。根据本发明的一个方式可以提供一种能够进行高灵敏度的摄像的摄像装置或显示装置。根据本发明的一个方式可以提供一种能够获取指纹等生物信息的显示装置。根据本发明的一个方式可以提供一种用作触控面板的显示装置。
此外，根据本发明的一个方式，可以减少电子设备的构件数量。根据本发明的一个方式，可以提供一种具有新颖的结构的显示装置、摄像装置或电子设备等。根据本发明的一个方式，可以至少改善现有技术的问题中的至少一个。
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。
附图简要说明
图1是示出像素的一个例子的电路图。
图2A、图2B是说明像素电路的工作方法例子的图。
图3A至图3C是说明像素电路的工作方法例子的图。
图4A至图4C是示出像素电路的一个例子的电路图。
图5是示出显示装置的一个例子的图。
图6是示出像素的一个例子的电路图。
图7A是示出像素的一个例子的电路图，图7B是晶体管的电路图。
图8A、图8B是示出像素的一个例子的电路图。
图9A、图9B是示出像素的一个例子的电路图。
图10A、图10B是示出显示装置的一个例子的图。
图11是示出像素的一个例子的电路图。
图12是说明显示装置的工作方法的一个例子的图。
图13是说明显示装置的工作方法的一个例子的图。
图14A、图14B是示出像素的一个例子的电路图。
图15是示出像素的一个例子的电路图。
图16是示出像素的一个例子的电路图。
图17是说明显示装置的工作方法的一个例子的图。
图18A至图18D是示出显示装置的一个例子的截面图。图18E至图18G是示出像素的一个例子的俯视图。
图19A至图19D是示出像素的一个例子的俯视图。
图20A至图20E是示出受发光元件的一个例子的截面图。
图21A、图21B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图22A、图22B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图23A、图23B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图24A、图24B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图25A、图25B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图26是示出显示装置的一个例子的立体图。
图27是示出显示装置的一个例子的截面图。
图28是示出显示装置的一个例子的截面图。
图29A是示出显示装置的一个例子的截面图。图29B是示出晶体管的一个例子的截面图。
图30A、图30B是示出电子设备的一个例子的图。
图31A至图31D是示出电子设备的一个例子的图。
图32A至图32F是示出电子设备的一个例子的图。
实施发明的方式
以下，参照附图对实施方式进行说明。但是，实施方式可以以多个不同方式来实施，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实，就是其方式和详细内容可以被变换为各种各样的形式而不脱离本发明的宗旨及其范围。因此，本发明不应该被解释为仅限定在以下所示的实施方式所记载的内容中。
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符号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，而不特别附加符号。
注意，在本说明书所说明的各个附图中，有时为了明确起见，夸大表示各构成要素的大小、层的厚度、区域。因此，本发明并不局限于附图中的尺寸。
在本说明书等中使用的“第一”、“第二”等序数词是为了避免构成要素的混淆而附记的，而不是为了在数目方面上进行限定的。
晶体管是半导体元件的一种，并且可以实现电流或电压的放大及控制导通或非导通的开关工作等。本说明书中的晶体管包括IGFET(Insulated Gate Field EffectTransistor：绝缘栅场效应晶体管)、薄膜晶体管(TFT：Thin Film Transistor)。
另外，在使用极性不同的晶体管的情况或电路工作的电流方向变化的情况等下，“源极”、“漏极”的功能有时被互相调换。因此，在本说明书等中，可以互相调换使用“源极”、“漏极”。
另外，在本说明书等中，“电连接”包括隔着“具有某种电作用的物质”连接的情况。这里，“具有某种电作用的物质”只要可以进行连接对象间的电信号的授受，就对其没有特别的限制。例如，“具有某种电作用的元件”不仅包括电极、布线，而且还包括晶体管等的开关元件、电阻器、线圈、电容器、其他具有各种功能的元件等。
注意，本说明书等中的节点是指实现构成电路的元件之间的电连接的元件(例如，布线等)。因此，“与A连接的节点”是指与A电连接且可以视作具有与A相同电位的布线。注意，即使当实现电连接的一个以上的元件(例如，开关、晶体管、电容元件、电感器、电阻元件、二极管等)被安装在该布线上的情况下，若该布线被视为具有与A相同电位，则该布线被视为连接A的节点。
注意，在本说明书中，EL层是指设置在发光元件的一对电极之间且至少包括发光物质的层(也称为发光层)或包括发光层的叠层体。
在本说明书等中，显示装置的一个方式的显示面板是指能够在显示面显示(输出)图像等的面板。因此，显示面板是输出装置的一个方式。
另外，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(FlexiblePrinted Circuit：柔性印刷电路)或TCP(Tape Carrier Package：载带封装)等连接器的结构或在衬底上以COG(Chip On Glass：玻璃覆晶封装)方式等直接安装IC(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，显示装置的一个方式的触控面板具有如下功能：在显示面显示图像等的功能；以及检测出手指、触屏笔等被检测体接触、按压或靠近显示面的作为触控传感器的功能。因此触控面板是输入输出装置的一个方式。
触控面板例如也可以称为具有触控传感器的显示面板(或显示装置)、具有触控传感器功能的显示面板(或显示装置)。触控面板也可以包括显示面板及触控传感器面板。或者，也可以是显示面板内部或表面具有触控传感器的功能的结构。
此外，在本说明书等中，有时将在触控面板的衬底上安装有连接器、IC等的结构称为触控面板模块、显示模块，或者简称为触控面板等。
(实施方式1)
在本实施方式中，说明本发明的一个方式的显示装置的结构例子及驱动方法例子。
本发明的一个方式是一种包括配置为矩阵状的多个像素的显示装置。像素包括一个以上的子像素。子像素包括一个以上的受发光元件。
受发光元件(受发光器件)具有发射第一颜色的光的发光元件(也称为发光器件)的功能及接收第二颜色的光的光电转换元件(也称为光电转换器件)的功能的双方。受发光元件也可以被称为多功能元件(Multifunctional Element)、多功能二极管(Multifunctional Diode)、发光光电二极管(Light Emitting Photodiode)或双向光电二极管(Bidirectional Photodiode)等。
通过将包括受发光元件的多个子像素配置为矩阵状，可以使显示装置具有图像显示功能及摄像功能的双方。因此，显示装置也可以被称为复合器件或多功能器件。
[结构例子1]
〔结构例子1-1〕
图1示出可用于包括受发光元件的子像素的像素电路的一部分。像素电路包括开关SW1、开关SW2、开关SW3、晶体管Tr1、晶体管Tr2及受发光元件SA。此外，像素电路优选包括电容器CS1及电容器CS2作为用来保持电荷的电容器。像素电路连接有布线SL、布线VL1、布线AL、布线CL、布线VCP、布线VPI及布线WX。
开关SW1、开关SW2及开关SW3各自包括两个端子(电极)并可以控制该端子间导通、非导通。
开关SW1的一个端子与布线SL电连接，另一个端子与晶体管Tr1的栅极及电容器CS1的一个电极电连接。晶体管Tr1的源极和漏极中的一方与布线AL电连接，另一方与开关SW2的一个端子、受发光元件SA的一个电极及电容器CS1的另一个电极电连接。开关SW2的另一个端子与晶体管Tr2的栅极、开关SW3的一个端子及电容器CS2的一个电极电连接。开关SW3的另一个端子与布线VL1电连接。电容器CS2的另一个电极与布线VCP电连接。晶体管Tr2的源极和漏极中的一方与布线WX电连接，另一方与布线VPI电连接。受发光元件SA的另一个电极与布线CL电连接。
布线VCP及布线VPI各自的另一个电极优选被供应恒电位。作为恒电位，可以使用电位VDD、电位VSS、接地电位、基准电位或共同电位等。
图1示出受发光元件SA的阳极位于晶体管Tr1一侧的结构。此时，布线CL被供应的电位可以比布线AL被供应的电位更低。另外，也可以具有受发光元件SA的阴极位于晶体管Tr1一侧的结构，在此情况下，可以使用布线CL被供应的电位比布线AL更高的电位的结构。
此外，图1等示出作为晶体管使用n沟道型晶体管的例子，但是也可以为其一部分或全部使用p沟道型晶体管。此时，可以根据晶体管的种类适当地改变各种电位、信号等。
晶体管Tr1具有控制在受发光元件SA流过的电流的功能。也就是说，晶体管Tr1用作驱动晶体管。晶体管Tr1可以对应通过开关SW1从布线SL供应的电位(数据电位)控制流过受发光元件SA的电流。受发光元件SA可以以对应该电流的亮度发光。
晶体管Tr2的导通状态根据从受发光元件SA传送到与栅极连接的节点的电荷(电位)而变化。晶体管Tr2用作读出晶体管。布线WX用作读出布线。
布线VL1至少被提供两种电位。一个是电位V0，即，对晶体管Tr1的栅极写入数据电位时供应至晶体管Tr1的源极的电位。另一个是电位VRS，即，用来对与受发光元件SA的阳极连接的节点的电位进行复位(初始化)的电位。如此，通过利用一根布线VL1供应两种电位，可以减少布线数，从而可以简化电路结构。由此，可以缩小像素的占有面积，实现清晰度高的显示装置。由此，不仅可以显示高显示品质的图像还可以拍摄高清晰图像。
以下，对图1所示的像素电路的工作方法进行说明。
首先，参照图2A及图2B说明将受发光元件SA用作发光元件时的工作方法的一个例子。
图2A示意性地示出对晶体管Tr1的栅极写入数据电位Vdata的期间(数据写入期间)的工作。在数据写入期间，开关SW1、开关SW2、开关SW3都为导通状态。
在数据写入期间，如一个虚线箭头所示，数据电位Vdata通过开关SW1从布线SL提供给晶体管Tr1的栅极。另外，如另一个虚线箭头所示，电位V0通过开关SW2及开关SW3从布线VL1提供给晶体管Tr1的源极和漏极中的另一方。此时，数据电位Vdata与电位V0的电位差被充电到电容器CS1。
图2B示意性地示出晶体管Tr1的栅极电位被保持而受发光元件SA对应流过晶体管Tr1的电流发光的期间(保持、发光期间)的工作。在保持、发光期间，开关SW1、开关SW2、开关SW3都为非导通状态。由此，流过晶体管Tr1的电流几乎全部流向受发光元件SA。图2B以虚线箭头示出电流的路径。
接着，参照图3A至图3C说明将受发光元件SA用作受光元件时的工作方法的一个例子。
图3A示意性地示出对受发光元件SA的阳极电位进行初始化的期间(复位期间)的工作。在复位期间，开关SW1、开关SW2、开关SW3都为导通状态。
在复位期间，如一个虚线箭头所示，电位VRS通过开关SW3及开关SW2从布线VL1提供给受发光元件SA的阳极。电位VRS至少低于提供至布线CL的电位。电位VRS优选为低于电位V0的电位。
另外，在受发光元件SA的阴极与晶体管Tr1一侧连接的情况下，电位VRS可以高于提供给布线CL的电位(提供给受发光元件SA的阳极的电位)。另外，电位VRS可以为比电位V0高的电位。
另外，在复位期间，电位Voff通过开关SW1从布线SL提供至晶体管Tr1的栅极。电位Voff为使晶体管Tr1变为非导通状态的电位。由此，在以后的期间中，利用经晶体管Tr1从布线AL流向受发光元件SA的电流可以防止受发光元件SA的阳极的电位非意图性地变化。例如，电位Voff可以是比电位VRS与晶体管Tr1的阈值电压之和的电位低的电位。尤其优选电位Voff是比电位VRS低的电位。
图3B示意性地示出在受发光元件SA受光而在受发光元件中储存电荷的期间(曝光期间)的工作。在曝光期间，通过在受发光元件SA的两端储存电荷，受发光元件SA的阳极与阴极之间的电位差Vc变化。
在曝光期间，使开关SW1、开关SW2、开关SW3都为非导通状态。此时，由于晶体管Tr1的栅极保持复位期间被提供的电位Voff，如图中所示，晶体管Tr1中没有电流流过。由此，可以防止储存在受发光元件SA的阳极一侧的电荷流向晶体管Tr1及晶体管Tr2一侧。其结果，可以实现高精度的摄像。
图3C示意性地示出将受发光元件SA中储存的电荷传送至与晶体管Tr2的栅极连接的节点的期间(传送期间)的工作。在传送期间，使开关SW2为导通状态，使开关SW1及开关SW3为非导通状态。由此，如虚线箭头所示，受发光元件SA中储存的电荷通过开关SW2传送至与晶体管Tr2的栅极连接的节点。电荷传送结束之后，通过使开关SW2变为非导通状态，可以保持晶体管Tr2的栅极的电位。此时，对应晶体管Tr2的栅极电位的电流IS从布线VPI流向布线WX。
如此，通过切换用于显示的数据写入期间与用于摄像的复位期间提供给布线VL1的电位，可以减少布线数从而可以简化像素电路。由此，可以容易实现显示装置的高清晰化、高分辨率化。另外，通过减少布线数还可以降低显示装置的功耗。
〔结构例子1-2〕
图4A示出与上述图1不同的像素电路的结构例子。图4A与上述图1的主要不同之处在于包括开关SW4。
开关SW4设置在受发光元件SA与晶体管Tr1间可以控制其导通、非导通。另外，图4A中，开关SW4的一个端子(电极)与晶体管Tr1的源极和漏极中的另一方、开关SW2的一个端子及电容器CS1的另一个电极电连接。
通过使开关SW4为非导通状态，可以使受发光元件SA与晶体管Tr1电绝缘。因此，无论晶体管Tr1的栅极电位如何，都可以切断通过晶体管Tr1流向受发光元件SA的电流。由此，无需在上述所示的复位期间等中对晶体管Tr1的栅极提供电位Voff而可以简化驱动方法。
另外，开关SW4也可以设置在图4B所示的位置。具体而言，开关SW2的一个端子与受发光元件SA和开关SW4间电连接。
此时，在曝光期间及传送期间，可以使晶体管Tr1的栅极为保持数据电位的状态。由此，通过在传送期间结束后将开关SW4从非导通状态切换至导通状态并将开关SW2从导通状态切换至非导通状态，可以使受发光元件SA立即发光而无需另行进行数据的写入。所以，在传送期间结束之后直到显示图像为止不需要数据写入期间，由此可以缩短不显示图像的期间(非显示期间)，从而可以防止显示质量劣化。
另外，图4C示出去除图4A的结构中的开关SW2的例子。通过将开关SW4兼用作开关SW2，可以简化像素电路。
[结构例子2]
〔显示装置的结构例子2-1〕
下面说明本发明的一个方式的显示装置的更具体的结构例子。
图5示出说明显示装置10的结构的方框图。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包括配置为矩阵状的多个像素30。像素30包括子像素20R、子像素20G及子像素20B。子像素20R包括受发光元件，子像素20G及子像素20B各自包括发光元件。
子像素20R与布线SL1、布线GL、布线RS、布线SE及布线WX等电连接。子像素20G与布线SL2及布线GL等电连接。子像素20B与布线SL3及布线GL等电连接。
布线SL1、布线SL2及布线SL3各自与驱动电路部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)，通过布线SL1、布线SL2及布线SL3，对各子像素供应数据信号(数据电位)。驱动电路部13被用作栅极线驱动电路(也称为栅极驱动器)，对布线GL供应选择信号。
布线RS及布线SE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具有生成用来对子像素20R供应的信号且输出到布线SE及布线RS的功能。此外，驱动电路部14具有生成用来对后面说明的布线REN及布线TX供应的信号而输出的功能。驱动电路部13或驱动电路部12也可以具有生成用来对布线REN及布线TX的一方或双方供应的信号的功能。电路部15具有接收从子像素20R经过布线WX被输出的信号而将其作为摄像数据输出到外部的功能。电路部15被用作读出电路。
〔像素的结构例子2-1〕
图6示出像素30的电路图的一个例子。像素30包括子像素20R、子像素20G及子像素20B。子像素20R包括电路21R、电路22、受发光元件SR及晶体管M10。子像素20G包括电路21G及发光元件ELG。子像素20B包括电路21B及发光元件ELB。
电路21R包括晶体管M1、晶体管M2及电容器C1等。电路22包括晶体管M11、晶体管M12、晶体管M13、晶体管M14及电容器C2等。
将受发光元件SR用作发光元件的情况下，电路21R被用作用来控制受发光元件SR的发光的电路。电路21R具有对应被布线SL1供应的数据电位的数值而控制在受发光元件SR流过的电流的功能。
此外，将受发光元件SR用作受光元件的情况下，电路22被用作用来控制受发光元件SR的工作的传感器电路。电路22具有对受发光元件SR供应反向偏压的功能、控制受发光元件SR的曝光期间的功能、保持根据从受发光元件SR传送的电荷的电位的功能、以及将根据该电位的信号输出到布线WX的功能等。
图6所示的子像素20R对应图4B所示的结构。晶体管M2对应图4B中的晶体管Tr1，晶体管M13对应晶体管Tr2。同样地，晶体管M1对应开关SW1，晶体管M11对应开关SW2，晶体管M12对应开关SW3，晶体管M10对应开关SW4。
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SL1电连接，晶体管M1的源极和漏极中的另一个与晶体管M2的栅极及电容器C1的一个电极电连接。晶体管M2的源极和漏极中的一个与布线AL电连接，晶体管M2的源极和漏极中的另一个与晶体管M10的源极和漏极中的一个及电容器C1的另一个电极电连接。晶体管M10的栅极与布线REN电连接，晶体管M10的源极和漏极中的另一个与受发光元件SR的一个电极电连接。受发光元件SR的另一个电极与布线CL电连接。
布线SL1被供应数据电位。布线AL被供应阳极电位。布线CL被供应阴极电位。图6所示的结构中，阳极电位比阴极电位高。布线REN被供应控制晶体管M10的导通、非导通的信号。
晶体管M11的栅极与布线TX电连接，晶体管M11的源极和漏极中的一个与受发光元件SR的一个电极及晶体管M10的源极和漏极中的另一方电连接，晶体管M11的源极和漏极中的另一个与晶体管M13的栅极、晶体管M12的源极和漏极中的一个及电容器C2的一个电极电连接。晶体管M12的栅极与布线RS电连接，源极和漏极中的另一个与布线VL1电连接。电容器C2的另一个电极与布线VCP电连接。晶体管M13的源极和漏极中的一个与布线VPI电连接，晶体管M13的源极和漏极中的另一个与晶体管M14的源极和漏极中的一个电连接。晶体管M14的栅极与布线SE电连接，晶体管M14的源极和漏极中的另一个与布线WX电连接。
布线TX被供应控制晶体管M11的导通、非导通的信号。布线VL1在不同的期间被供应电位V0和电位VRS。布线VCP被供应恒电位。布线VPI被供应恒电位。图6所示的结构中，布线VL1被供应的电位VRS优选比布线CL被供应的阴极电位低。
晶体管M14用作用于读出的选择晶体管。晶体管M14通过提供至布线SE的信号控制导通、非导通。通过使晶体管M14变为导通状态，晶体管M13与布线WX导通，由此可以将对应晶体管M13的栅极电位的电流(或电压)输出至布线WX。
在此，作为被用作开关的晶体管M1、晶体管M10、晶体管M11、晶体管M12及晶体管M14，优选使用非导通状态下的泄漏电流极小的晶体管。尤其是，可以适当地使用在形成沟道的半导体层中包含氧化物半导体的晶体管。此外，通过作为晶体管M2及晶体管M13也使用包含氧化物半导体的晶体管，可以经过相同的制造工序形成所有的晶体管，所以是优选的。在晶体管M2、晶体管M13中，形成沟道的半导体层也可以使用硅(包含非晶硅、多晶硅、单晶硅)。不局限于此，也可以将包含硅的晶体管用于一部或所有的晶体管。此外，也可以将包含硅以外的无机半导体、化合物半导体或有机半导体等的晶体管用于一部或所有的晶体管。
子像素20G包括电路21G及发光元件ELG。子像素20B包括电路21B及发光元件ELB。电路21G与电路21B具有同样的结构。
电路21G及电路21B包括晶体管M1、晶体管M2、晶体管M3及电容器C1。电路21G及电路21B除了包括晶体管M3这一点之外与上述电路21R相同。晶体管M3的栅极与布线GL电连接，源极和漏极中的一方与电容器C1的另一个电极、晶体管M2的源极和漏极中的另一方及发光元件ELG或发光元件ELB的阳极电连接，另一方与布线V0L电连接。
布线V0L被提供恒电位。例如，可以对布线V0L提供与上述布线VL1被提供的电位V0相同的电位。另外，也可以使用布线VL1代替布线V0L。
在此，如图7A所示，各晶体管也可以具有使用包括背栅极的晶体管的结构。图7A中示出一对栅极电连接的结构。
注意，图7A示出所有的晶体管的一对栅极彼此电连接的结构，但是不局限于此。像素30也可以包括将一个栅极连接于其他布线的晶体管。例如，通过将一对栅极中的一个栅极连接于被供应恒电位的布线，可以提高电特性的稳定性。此外，也可以将一对栅极中的一个栅极连接于被供应控制晶体管的阈值电压的电位的布线。此外，也可以使用将图7B所示的一对栅极中的一个栅极连接于源极和漏极中的一个的晶体管。此时，优选将一个栅极连接于源极。例如，像素30中的晶体管M2、晶体管M12及晶体管M13中可以适当地使用图7B所示的晶体管。
注意，在此示出所有的晶体管包括背栅极的例子，但是不局限于此，也可以将包括背栅极的晶体管和不包括背栅极的晶体管混在一起。
〔像素的结构例子2-2〕
图8A示出省略了上述图6示出的子像素20R中的晶体管M10时的例子。图8A所示的结构对应图1所示的结构。
另外，图8B示出作为图8A的各晶体管使用具有背栅极的晶体管时的例子。这里，所有的晶体管都使用连接有一对栅极的晶体管。注意，如上所述，背栅极的连接方法不局限于此。另外，如上所述，也可以组合使用包括背栅极的晶体管和不包括背栅极的晶体管。
〔像素的结构例子2-3〕
图9A示出省略了上述图6所示的子像素20R中的布线WX时的例子。
图9A中，晶体管M14的源极和漏极中的另一方与布线SL1电连接。
布线SL1可以兼具布线WX的功能。具体而言，通过使晶体管M14变为导通状态，可以对布线SL1输出对应于晶体管M13的栅极电位的电流(或电压)。此时，布线SL1可以采用与驱动电路部12和电路部15的双方连接的结构。
图9B示出省略了图9A中的晶体管M10时的例子。
〔显示装置的结构例子2-2〕
上述示出一个像素具有三个子像素的例子，下面说明一个像素具有两个子像素的例子。
图10A示出3×3个像素的排列方法的例子。在图10A中，示出从第i行第j列(i、j分别独立为1以上的整数)到第i+2行第j+2列的像素。
在图10A中，像素30G和像素30B在行方向及列方向上交替地排列。像素30G包括子像素20R和子像素20G。像素30B包括子像素20R和子像素20B。
例如，位于第i行第j列的像素30G连接于在行方向上延伸的布线GL[i]、布线RS[i]及布线SE[i]及在列方向上延伸的布线SL1[j]、布线SL2[j]及布线WX[j]。
图10B示出受发光元件SR、发光元件ELG及发光元件ELB的排列方法的例子。受发光元件SR在行方向及列方向上以相等的间隔排列。发光元件ELG与发光元件ELB在行方向及列方向上各自交替排列。此外，受发光元件SR、发光元件ELG及发光元件ELB的各形状为将正方形对于排列方向倾斜45度左右的形状。由此，可以使相邻的元件间距离大，而分别制造发光元件及受发光元件的情况下，可以高成品率地制造这些元件。
图11示出第i行第j列的像素30G和第i+1行第j列的像素30B的电路图的一个例子。作为子像素20R、子像素20G及子像素20B的结构可以援用上述图6等中的结构。
[驱动方法例子1]
下面说明显示装置的驱动方法的一个例子。在此，以上述图10及图11示出的一个像素具有两个子像素的结构为例进行说明。
以下，显示装置具有在显示部多个像素在M行N列(M、N分别独立为2以上的整数)上以矩阵状排列的结构。
图12及图13示意性地示出显示装置的工作。显示装置的工作大致分为使用发光元件及受发光元件显示图像的期间(显示期间)与使用受发光元件(也称为传感器)进行摄像的期间(摄像期间)。显示期间是对像素写入图像数据而根据该图像数据显示的期间。摄像期间是受发光元件的摄像及摄像数据的读出的期间。
首先，参照图12进行说明显示期间的工作。
在显示期间反复进行对像素写入数据的工作。在其期间，不进行传感器的工作(记为空白)。此外，也可以在显示期间进行摄像工作。
在一次写入工作中写入1帧量的图像数据。如图12所示，在一次写入工作(记为写入)中，第一列到第M列依次进行对像素写入图像数据。
图12示出第i行、第i+1行的数据写入工作的时序图。这里，示出布线GL[i]、布线GL[i+1]、布线RS[i]、布线RS[i+1]、布线SE、布线REN、布线VL1、布线SL1[j]及布线SL2[j]的电位推移。在此，将从第1行至第M列的布线SE统称为布线SE[1：M]。各布线与各像素的连接关系可以参照图10及图11。
在第i行的写入期间，将布线GL[i]和布线RS[i]设定为高电平电位，其他的布线GL及布线RS设定为低电平电位。另外，布线SL1[j]被提供图像数据DR[i，j]，布线SL2[j]被提供图像数据DG[i，j]。另外，在写入期间中，布线REN被提供高电平电位，布线VL1被提供电位V0。
与上述同样，第i+1行以后的写入也可以通过将对应的布线GL及布线RS设定为高电平电位并分别对布线SL1及布线SL2提供图像数据，来进行各行的写入。
通过从第1行至第M行进行上述写入工作，完成一个帧的数据写入。在显示期间，通过重复上述工作可以显示动态图像。
接着，参照图13说明在摄像期间的工作。在此，说明全局快门方式的摄像工作的情况。不局限于全局快门方式，也可以使用卷帘快门方式的驱动方法。
摄像期间分为在各像素中一齐拍摄的期间(记为摄像，以下为了区别于所摄像期间也称为摄像工作期间)及依次读出摄像数据的期间(记为读出)。摄像工作期间分为初始化期间、曝光期间及传送期间。此外，在读出期间，在第1行到第M行的每个行读出摄像数据。
图13示出摄像工作期间及读出期间的时序图。在此，示出布线TX、布线SE[i]、布线RS[i]、布线SE[i+1]、布线RS[i+1]、布线VL1、布线REN、布线SL[1：N]、布线GL[1：M]及布线WX[1：N]的电位推移。在此，将布线GL统称为布线GL[1：M]，将布线WX统称为布线WX[1：N]。另外，将布线SL1和布线SL2等统称为布线SL[1：N]。
在初始化期间，将布线REN设定为低电平电位。由此，所有像素中的晶体管M10变为非导通状态。由此，可以使受发光元件SR与晶体管M2电绝缘。
通过将布线TX及所有的布线RS设定为高电平电位并对布线VL1提供电位VRS，可以从布线VL1通过晶体管M11及晶体管M12对与晶体管M13的栅极连接的节点及受发光元件SR的阳极提供电位VRS。由此，进行所有像素的复位工作。
接着，在曝光期间，将布线TX及布线RS设定为低电平电位。由此，在受发光元件SR中储存对应照射光的电荷。
接着，在传送期间，将布线TX设定为高电平电位。由此，可以将受发光元件SR中储存的电荷传送到晶体管M13的栅极连接的节点。之后，通过将布线TX设定为低电平电位，成为保持该节点的电位的状态。
接着，在每个行进行读出摄像数据。在读出期间，通过对布线SE[1]到布线SE[N]依次供应高电平电位，在所有的像素可以读出数据。例如，在第i行的读出时，通过将布线SE[i]设定为高电平电位，在布线WX[1：N]输出第i行的数据DW[i]。具体地，在一个布线WX[j]被输出第i行第j列的数据DW[i，j]。
图13中，在第i行的数据读出工作中，向布线SE[i]提供高电平电位，向布线WX[1：N]输出数据DW[i]，然后向布线RS[i]提供高电平电位。由此，晶体管M13的栅极被提供为复位电位的电位VRS的状态下的数据输出到布线WX[1：N]。布线WX所连接的电路部15可以使用这两个输出数据进行相关双采样(CDS：Correlated Double Sampling)，从而可以减少各像素间的电特性偏差的影响。
在此，在摄像期间，一直对布线REN供应低电平电位。由此，尤其是在曝光期间及传送期间，受发光元件SR与晶体管M2电绝缘。由此，可以进行减少噪声且精度高的摄像。
此外，在摄像期间，各像素优选为保持之前写入的图像数据的状态(记为保持)。由此，通过摄像期间结束而布线REN的电位从低电平电位变为高电平电位，可以显示对应立即保持的图像数据的图像。另外，在摄像期间，通过保持写入到子像素20G或子像素20B的图像数据，可以减少影响到在子像素20R中的受发光元件SR的阳极的串扰噪声。
以上是驱动方法例子1的说明。
[结构例子3]
以下说明具有与上述不同结构的显示装置的结构例子。
〔像素的结构例子3-1〕
图14A所示的像素电路省略了图6等示出的结构中的晶体管M11及电容器C2。
图14A中，晶体管M2的源极和漏极中的另一方与晶体管M10的源极和漏极中的一方、晶体管M12的源极和漏极中的一方及晶体管M13的栅极电连接。晶体管M10的源极和漏极中的另一方与受发光元件SR的阳极电连接。
通过采用这种结构，可以使晶体管M10兼具上述图6等所示的结构中的晶体管M11的功能。由此，可以省略晶体管M11及布线TX，从而可以简化像素结构。
另外，在图14A所示的结构中，电容器C1也可以兼具图6等示出的结构中的电容器C2的功能。也就是说，电容器C1也可以兼具保持与晶体管M13的栅极连接的节点的电位的存储电容器的功能。因此，与图6等所示的结构相比可以省略电容器C2和布线VCP，所以可以简化像素结构。
这里，由于电容器C1没有连接有被提供恒电位的布线。因此，当电容器C1的一对电极中的一个电极进行充放电时，优选对另一个电极提供恒电位。具体而言，优选通过晶体管M1从布线SL1提供恒电位(例如，电位Voff)或者通过晶体管M12从布线VL1提供恒电位(例如，电位V0或电位VRS)。
图14B示出作为图14A中的各晶体管使用具有背栅极的晶体管时的例子。这里，所有的晶体管都使用连接有一对栅极的晶体管。注意，如上所述，背栅极的连接方法不局限于此。另外，如上所述，也可以组合使用包括背栅极的晶体管和不包括背栅极的晶体管。
〔像素的结构例子3-2〕
图15示出省略了图14A所示的结构中的布线WX时的例子。晶体管M14的源极和漏极中的另一方与布线SL1电连接。布线SL1可以兼具布线WX的功能。由此，可以进一步简化像素结构。
〔显示装置的结构例子3〕
可以将上述图14A、图14B及图15所示的像素电路用于图5、图10A等所示的显示装置的子像素20R。
图16示出将图14A所示的像素电路用于图10的显示装置时的例子。在此，与图11同样，示出了第i行第j列的像素30G和第i+1行第j列的像素30B的电路图的一个例子。
[驱动方法例子2]
以下说明显示装置的驱动方法的另一个例子。在此，以图16所示的结构进行说明。
注意，与上述驱动方法例子1重复的部分援用上述驱动方法例子1中的说明，有时省略说明。
显示期间的工作可以采用与上述驱动方法例子1及图12所示的方法同样的方法。
以下参照图17说明摄像期间的工作。这里，对进行全局快门方式的摄像工作时的情况进行说明。
图17示出布线REN、布线SE[i]、布线RS[i]、布线SE[i+1]、布线RS[i+1]、布线VL1、布线SL1[1：N]、布线GL[1：M]及布线WX的电位的推移。
在初始化期间，将布线REN和所有布线RS设定为高电平电位。由此，电位VRS从布线VL1经由晶体管M12及晶体管M10提供至与晶体管M13的栅极连接的节点及受发光元件SR的阳极。
另外，将所有的布线GL[1：M]设定为高电平电位，对所有的布线SL1[1：N]提供电位Voff。由此，电位Voff通过晶体管M1从布线SL1提供至晶体管M2的栅极，可以使晶体管M2变为非导通状态。
接着，在曝光期间，将布线REN、布线RS、布线GL等设定为低电平电位。由此，对应照射到受发光元件SR的光的电荷被储存。
接着，在传送期间，将布线REN设定为高电平电位。由此，可以将受发光元件SR中储存的电荷传送到晶体管M13的栅极连接的节点。
此时，如果与晶体管M2的栅极连接的节点处于浮动状态，当曝光后使晶体管M10变为导通状态时，由于因电容器C1的电容耦合可能会导致与晶体管M2的栅极连接的节点的电位上升。因此，优选如图17所示在传送期间对布线GL[1：M]提供高电平电位并对布线SL1[1：N]提供电位Voff以确保晶体管M2处于关闭状态。
接着，进行各行的摄像数据的读出。读出期间的工作与上述同样，通过对布线SE逐行依次提供高电平电位，可以从所有的像素读出数据。另外，也可以通过在一行的读出期间中向布线RS提供高电平电位来将两种数据输出至布线WX而在电路部15进行CDS。
在此，在曝光期间及读出期间中，所有的布线GL都被提供低电平电位，晶体管M1处于非导通状态。由此，晶体管M2的栅极保持被提供使晶体管M2变为非导通状态的电位Voff的状态，可以抑制电流流过晶体管M2。由此，可以执行噪声得到减少的摄像。注意，由于此时晶体管M1处于非导通状态，所以不计较提供至布线SL1的电位(记作don‘t care)。
以上是驱动方法例子2的说明。
本实施方式所示的结构例子及对应于这些例子的附图等的至少一部分可以与其他结构例子或附图等适当地组合。
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，对本发明的一个方式的显示装置进行说明。
本发明的一个方式的显示装置包括发光元件及受发光元件。
可以组合作为发光元件的有机EL元件和作为受发光元件的有机光电二极管双方而制造受发光元件。例如，通过对有机EL元件的叠层结构追加有机光电二极管的活性层，可以制造受发光元件。再者，在组合有机EL元件和有机光电二极管来制造的受发光元件中通过一起形成能够具有与有机EL元件共同使用的结构的层，可以抑制成膜工序的增加。
例如，一对电极中的一个(公共电极)可以为受发光元件与发光元件间共同使用的层。此外，例如，优选空穴注入层、空穴传输层、电子传输层以及电子注入层中的至少一个为在受发光元件与发光元件之间共同使用的层。此外，例如，除了受光元件的活性层的有无之外，受发光元件与发光元件可以具有同一结构。也就是说，只要对发光元件追加受光元件的活性层，就可以制造受发光元件。如此，因为在受发光元件与发光元件之间共同使用层，可以减少成膜次数及掩模数，而可以减少显示装置的制造工序及制造成本。此外，可以使用显示装置的现有制造设备及制造方法制造包括受发光元件的显示装置。
此外，受发光元件所含有的层有时在用作受光元件时和用作发光元件时分别具有不同的功能。在本说明书中，根据受发光元件用作发光元件时的功能称呼构成要素。例如，空穴注入层在受发光元件用作发光元件时用作空穴注入层而在受发光元件用作受光元件时用作空穴传输层。同样，电子注入层在受发光元件用作发光元件时用作电子注入层而在受发光元件用作受光元件时用作电子传输层。
如上所述，本实施方式的显示装置在显示部包括受发光元件及发光元件。具体而言，受发光元件及发光元件都在显示部配置为矩阵状。由此，除了显示图像的功能以外，显示部还具有摄像功能及感测功能中的一个或两个。
显示部可以用于图像传感器、触控传感器等。也就是说，通过由显示部检测出光，能够拍摄图像、检测靠近或与显示部接触的对象物(手指、笔等)等。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。因此，不需要与显示装置另行设置受光部及光源，而可以减少电子设备的构件数量。
在本实施方式的显示装置中，当显示部含有的发光元件所发射的光被对象物反射时，受发光元件能够检测出该反射光，由此即使在黑暗处也能够摄像、检测触控(接触或接近)等。
本实施方式的显示装置具有使用发光元件及受发光元件显示图像的功能。也就是说，发光元件及受发光元件被用作显示元件。
作为发光元件，优选使用如OLED(Organic Light Emitting Diode：有机发光二极管)、QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode：量子点发光二极管)等EL元件。作为EL元件含有的发光物质，可以举出发射荧光的物质(荧光材料)、发射磷光的物质(磷光材料)、无机化合物(量子点材料等)、呈现热活化延迟荧光的物质(热活化延迟荧光(Thermallyactivated delayed fluorescence：TADF)材料)等。此外，作为发光元件也可以使用microLED(Light Emitting Diode)等LED。
本实施方式的显示装置具有使用受发光元件检测出光的功能。受发光元件能够检测出其波长比受发光元件本身所发射的光短的光。
当将受发光元件用于图像传感器时，本实施方式的显示装置能够使用受发光元件拍摄图像。例如，本实施方式的显示装置可以用作扫描仪。
例如，可以利用图像传感器获取指纹、掌纹等的数据。也就是说，可以在本实施方式的显示装置内设置生物识别用传感器。通过在显示装置内设置生物识别用传感器，与分别设置显示装置和生物识别用传感器的情况相比，可以减少电子设备的零部件个数，由此可以实现电子设备的小型化及轻量化。
此外，可以利用图像传感器获取使用者的表情、视线或瞳孔直径的变化等的数据。通过分析该数据，可以获取使用者的身心的信息。通过根据该信息改变视频和音频中的一个或两个的输出内容，可以让使用者安全使用如虚拟现实(VR)用设备、增强现实(AR)用设备、混合现实(MR)用设备等设备。
此外，在将受发光元件用于触控传感器的情况下，本实施方式的显示装置使用受发光元件检测出对象物的接近或接触。
受发光元件被用作检测出入射到受发光元件的光来产生电荷的光电转换元件。所产生的电荷量取决于入射的光量。
受发光元件可以通过对上述发光元件的结构追加受光元件的活性层而制成。
受发光元件例如可以使用pn型或pin型光电二极管的活性层。
尤其是，受发光元件优选使用具有包含有机化合物的层的有机光电二极管的活性层。有机光电二极管容易实现薄型化、轻量化及大面积化，且形状及设计的自由度高，由此可以应用于各种各样的显示装置。
图18A至图18D是本发明的一个方式的显示装置的截面图。
图18A所示的显示装置350A在衬底351与衬底359之间设置有包括受发光元件的层353及包括发光元件的层357。
图18B所示的显示装置350B在衬底351与衬底359之间设置有包括受发光元件的层353、包括晶体管的层355及包括发光元件的层357。
显示装置350A及显示装置350B具有从包括发光元件的层357发射绿光(G)及蓝光(B)并从包括受发光元件的层353发射红光(R)的结构。此外，在本发明的一个方式的显示装置中，包括受发光元件的层353所发射的颜色光不局限于红光。
包括受发光元件的层353中的受发光元件能够检测出从显示装置350A或显示装置350B的外部入射的光。该受发光元件例如能够检测出绿光(G)及蓝光(B)中的一个或两个。
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受发光元件或一个发光元件。例如，像素可以采用具有三个子像素的结构(R、G、B的三种颜色或黄色(Y)、青色(C)及品红色(M)的三种颜色等)或具有四个子像素的结构(R、G、B、白色(W)的四种颜色或者R、G、B、Y的四种颜色等)。至少一个颜色的子像素包括受发光元件。受发光元件既可设置在所有像素又可设置在一部分像素。此外，一个像素也可以包括多个受发光元件。
包括晶体管的层355例如包括与受发光元件电连接的晶体管及与发光元件电连接的晶体管。包括晶体管的层355还可以包括布线、电极、端子、电容器、电阻器等。
本发明的一个方式的显示装置也可以具有检测出与显示装置接触的如手指等对象物的功能(图18C)。或者，也可以具有检测出与显示装置接近(未接触)的对象物的功能(图18D)。例如，如图18C及图18D所示，包括发光元件的层357中的发光元件所发射的光被与显示装置350B接触或接近的手指352反射，使得包括受发光元件的层353中的受发光元件检测出该反射光。由此，可以检测出手指352与显示装置350B接触或接近。
[像素]
图18E至图18G及图19A至图19D示出像素的一个例子。此外，子像素的排列不局限于附图所示的顺序。例如，子像素311B和子像素311G的位置可以颠倒。
图18E所示的像素采用条形排列，包括呈现红光且具有受光功能的子像素311SR、呈现绿光的子像素311G及呈现蓝光的子像素311B。在像素由R、G、B的三个子像素构成的显示装置中，通过使用受发光元件代替用于子像素(R)的发光元件，可以制造像素具有受光功能的显示装置。
图18F所示的像素采用矩阵排列，包括呈现红光且具有受光功能的子像素311SR、呈现绿光的子像素311G、呈现蓝光的子像素311B及呈现白光的子像素311W。在像素由R、G、B、W的四个子像素构成的显示装置中，通过使用受发光元件代替用于子像素R的发光元件，可以制造像素具有受光功能的显示装置。
图18G所示的像素采用Pentile排列，其中各像素包括组合不同的呈现两种颜色光的子像素。图18G所示的左上像素及右下像素包括呈现红光且具有受光功能的子像素311SR及呈现绿光的子像素311G。图18G所示的左下像素及右上像素包括呈现绿光的子像素311G及呈现蓝光的子像素311B。此外，图18G所示的子像素的形状示出该子像素所具有的发光元件或受发光元件的顶面形状。
图19A所示的像素包括呈现红光且具有受光功能的子像素311SR、呈现绿光的子像素311G及呈现蓝光的子像素311B。子像素311SR配置在与子像素311G及子像素311B不同的列上。子像素311G及子像素311B交替地配置在同一列上，其中一个设置在第奇数行上，另一个设置在第偶数行上。配置在与其他颜色的子像素不同的列上的子像素不局限于红色(R)，也可以为绿色(G)或蓝色(B)。
图19B示出两个像素，其中以由虚线围绕的三个子像素构成一个像素。图19B所示的像素包括呈现红光且具有受光功能的子像素311SR、呈现绿光的子像素311G及呈现蓝光的子像素311B。在图19B所示的左像素中，子像素311SR与子像素311G配置在同一行上，子像素311SR与子像素311B配置在同一列上。在图19B所示的右像素中，子像素311SR与子像素311G配置在同一行上，子像素311G与子像素311B配置在同一列上。在图19B所示的像素布局中，在第奇数行及第偶数行中，子像素311SR、子像素311G及子像素311B反复配置，并且在各列中，第奇数行和第偶数行分别配置有互不相同的颜色的子像素。
图19C示出图18G所示的像素排列的变形例子。图19C所示的左上像素及右下像素包括呈现红光且具有受光功能的子像素311SR及呈现绿光的子像素311G。图19C所示的左下像素及右上像素包括呈现红光且具有受光功能的子像素311SR及呈现蓝光的子像素311B。
在图18G中，各像素包括呈现绿光的子像素311G。另一方面，在图19C中，各像素包括呈现红光且具有受光功能的子像素311SR。因为各像素包括具有受光功能的子像素，所以图19C所示的结构与图18G所示的结构相比能够进行高清晰摄像。由此，例如可以提高生物识别的精度。
此外，对发光元件及受发光元件的顶面形状没有特别的限制，可以为圆、椭圆、多边形、角部具有圆度的多边形等。关于子像素311G所具有的发光元件的顶面形状，图18G示出圆形的例子，而图19C示出正方形的例子。各颜色的发光元件及受发光元件的顶面形状既可不相同又可在一部分颜色或所有颜色中相同。
此外，各颜色的子像素的开口率既可不相同又可在一部分颜色或所有颜色中相同。例如，设置在各像素中的子像素(图18G中的子像素311G、图19C中的子像素311SR)的开口率可以小于其他颜色的子像素的开口率。
图19D示出图19C所示的像素排列的变形例子。具体而言，通过使图19C的结构转动45°，得到图19D的结构。虽然在图19C中示出一个像素由两个子像素构成的例子，但是如图19D所示，其也可以被认为是一个像素由四个子像素构成的例子。
将参照图19D说明使用由虚线围绕的四个子像素构成一个像素的情况。一个像素包括两个子像素311SR、一个子像素311G及一个子像素311B。如此，通过使一个像素包括具有受光功能的多个子像素，可以进行高清晰的摄像。因此，可以提高生物识别的精度。例如，摄像的清晰度可以高达显示清晰度乘以根2。
具有图19C或图19D所示的结构的显示装置包括p个(p为2以上的整数)第一发光元件及q个(q为2以上的整数)第二发光元件及r个(r为大于p且大于q的整数)受发光元件。p及r满足r＝2p。此外，p、q、r满足r＝p+q。第一发光元件及第二发光元件中的一个发射绿光，另一个发射蓝光。受发光元件发射红光且具有受光功能。
例如，当使用受发光元件检测接触时，来自光源的发光优选不容易被使用者看到。蓝光的可见度低于绿光，由此优选使用发射蓝光的发光元件作为光源。因此，受发光元件优选具有受蓝光的功能。
如上所述，各种排列的像素可以应用于本发明的一个方式的显示装置。
本实施方式的显示装置不需要为对像素附加受光功能而改变像素排列，由此可以在开口率及清晰度不下降的情况下对显示部附加摄像功能及感测功能中的一个或两个。
[受发光元件]
图20A至图20E示出受发光元件的叠层结构的例子。
受发光元件在一对电极之间至少包括活性层及发光层。
除了活性层及发光层以外，受发光元件还可以包括含有空穴注入性高的物质、空穴传输性高的物质、空穴阻挡性高的物质、电子传输性高的物质、电子注入性高的物质、电子阻挡性高的物质或双极性物质(电子传输性及空穴传输性高的物质)等的层。
图20A至图20C所示的各受发光元件包括第一电极180、空穴注入层181、空穴传输层182、活性层183、发光层193、电子传输层184、电子注入层185及第二电极189。
此外，图20A至图20C所示的各受发光元件可以说是对发光元件追加了活性层183的结构。因此，只要在发光元件的制造工序中增加形成活性层183的工序，可以同时形成发光元件及受发光元件。此外，发光元件与受发光元件可以形成在同一衬底上。由此，可以在制造工序的增加幅度不大的情况下对显示部附加摄像功能及感测功能中的一个或两个。
对发光层193和活性层183的叠层顺序没有限制。图20A示出在空穴传输层182上设置有活性层183，并在活性层183上设置有发光层193的例子。此外，图20B示出在空穴传输层182上设置有发光层193，并在发光层193上设置有活性层183的例子。此外，活性层183与发光层193也可以如图20A、图20B所示那样彼此接触。
如图20C所示，优选在活性层183与发光层193之间夹有缓冲层。作为缓冲层，可以使用空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层、空穴阻挡层及电子阻挡层等中的至少一层。图20C示出使用空穴传输层182作为缓冲层的例子。
通过在活性层183与发光层193间设置缓冲层，可以抑制激发能从发光层193转移到活性层183。此外，可以使用缓冲层调整微腔结构的光路长度(腔长)。因此，活性层183与发光层193间包括缓冲层的受发光元件可以具有高发光效率。
图20D所示的受发光元件不包括空穴传输层182，这点与图20A、图20C所示的受发光元件不同。受发光元件可以不包括空穴注入层181、空穴传输层182、电子传输层184及电子注入层185中的至少一层。此外，受发光元件也可以包括空穴阻挡层、电子阻挡层等其他功能层。
图20E所示的受发光元件不包括活性层183及发光层193而包括兼用作发光层及活性层的层186，这点与图20A至图20C所示的受发光元件不同。
作为兼用作发光层及活性层的层186，例如可以使用包含可以用于活性层183的n型半导体及可以用于活性层183的p型半导体及可以用于发光层193的发光物质的三个材料的层。
此外，n型半导体及p型半导体的混合材料的吸收光谱的最低能量一侧的吸收带与发光物质的发射光谱(PL光谱)最大峰优选不重叠，更优选具有充分距离。
受发光元件使用透射可见光的导电膜作为提取光一侧的电极，并优选使用反射可见光的导电膜作为不提取光一侧的电极。
在驱动作为发光元件的受发光元件的情况下，空穴注入层是将空穴从阳极注入到空穴传输层。空穴注入层包含空穴注入性高的材料。作为空穴注入性高的材料，可以使用包含空穴传输材料及受体材料(电子受体材料)的复合材料或芳香胺化合物(具有芳香胺骨架的化合物)等。
在驱动作为发光元件的受发光元件的情况下，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。在驱动作为受光元件的受发光元件的情况下，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材料的层。作为空穴传输材料，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)、芳香胺化合物等空穴传输性高的材料。
在驱动作为发光元件的受发光元件的情况下，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。在驱动作为受光元件的受发光元件的情况下，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材料的层。作为电子传输材料，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。
在驱动作为发光元件的受发光元件的情况下，电子注入层是将电子从阴极注入到电子传输层。电子注入层是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材料及供体性材料(电子给体性材料)的复合材料。
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，适当地使用呈现蓝色、紫色、蓝紫色、绿色、黄绿色、黄色、橙色、红色等发光颜色的物质。此外，作为发光物质，也可以使用发射近红外光的物质。
作为发光物质，可以举出荧光材料、磷光材料、TADF材料、量子点材料等。
作为荧光材料，例如可以举出芘衍生物、蒽衍生物、三亚苯衍生物、芴衍生物、咔唑衍生物、二苯并噻吩衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、喹喔啉衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、菲衍生物、萘衍生物等。
作为磷光材料，例如可以举出具有4H-三唑骨架、1H-三唑骨架、咪唑骨架、嘧啶骨架、吡嗪骨架或吡啶骨架的有机金属配合物(尤其是铱配合物)、以具有吸电子基团的苯基吡啶衍生物为配体的有机金属配合物(尤其是铱配合物)、铂配合物、稀土金属配合物等。
发光层193除了发光物质(客体材料)以外还可以包含一种或多种有机化合物(主体材料、辅助材料等)。作为一种或多种有机化合物，可以使用在本实施方式中说明的空穴传输材料和电子传输材料中的一方或双方。此外，作为一种或多种有机化合物，也可以使用双极性材料或TADF材料。
例如，发光层193优选包含磷光材料、容易形成激基复合物的空穴传输材料及电子传输材料的组合。通过采用这样的结构，可以高效地得到利用从激基复合物到发光物质(磷光材料)的能量转移的ExTET(Exciplex-Triplet Energy Transfer：激基复合物-三重态能量转移)的发光。此外，通过选择形成如下激基复合物的组合，该激基复合物呈现与发光物质的最低能量一侧的吸收带的波长重叠的发光，可以使能量转移变得顺利，从而高效地得到发光。通过采用上述结构，可以同时实现发光元件的高效率、低电压驱动以及长寿命。
关于形成激基复合物的材料的组合，空穴传输材料的HOMO能级(最高占有分子轨道能级)优选为电子传输材料的HOMO能级以上的值。空穴传输材料的LUMO能级(最低未占有分子轨道能级)优选为电子传输材料的LUMO能级以上的值。注意，材料的LUMO能级及HOMO能级可以从通过循环伏安(CV)测量测得的材料的电化学特性(还原电位及氧化电位)求出。
注意，激基复合物的形成例如可以通过如下方法确认：对空穴传输材料的发射光谱、电子传输材料的发射光谱及混合这些材料而成的混合膜的发射光谱进行比较，当观察到混合膜的发射光谱比各材料的发射光谱向长波长一侧漂移(或者在长波长一侧具有新的峰)的现象时说明形成有激基复合物。或者，对空穴传输材料的瞬态光致发光(PL)、电子传输材料的瞬态PL及混合这些材料而成的混合膜的瞬态PL进行比较，当观察到混合膜的瞬态PL寿命与各材料的瞬态PL寿命相比具有长寿命成分或者延迟成分的比例变大等瞬态响应不同时说明形成有激基复合物。此外，可以将上述瞬态PL称为瞬态电致发光(EL)。换言之，与对空穴传输材料的瞬态EL、电子传输材料的瞬态EL及这些材料的混合膜的瞬态EL进行比较，观察瞬态响应的不同，可以确认激基复合物的形成。
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)形成发光层193和活性层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)、富勒烯衍生物等具有电子受体性的有机半导体材料。富勒烯具有足球形状，该形状在能量上稳定。富勒烯的HOMO能级及LUMO能级都深(低)。因为富勒烯的LUMO能级较深，所以电子受体性(受体性)极高。一般地，当如苯那样π电子共轭(共振)在平面上扩展时，电子供体性(供体型)变高。另一方面，富勒烯具有球形状，尽管π电子广泛扩展，但是电子受体性变高。在电子受体性较高时，高速且高效地引起电荷分离，所以对受光元件来说是有益的。C60、C70都在可见光区域中具有宽吸收带，尤其是C70的π电子共轭类大于C60，在长波长区域中也具有宽吸收带，所以是优选的。
作为n型半导体的材料，可以举出具有喹啉骨架的金属配合物、具有苯并喹啉骨架的金属配合物、具有噁唑骨架的金属配合物、具有噻唑骨架的金属配合物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、噁唑衍生物、噻唑衍生物、菲罗啉衍生物、喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、嘧啶衍生物、萘衍生物、蒽衍生物、香豆素衍生物、若丹明衍生物、三嗪衍生物、醌衍生物等。
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)、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。
此外，作为p型半导体的材料，可以举出咔唑衍生物、噻吩衍生物、呋喃衍生物、芳香胺化合物等。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。
具有电子给予性的有机半导体材料的HOMO能级优选比具有电子接收性的有机半导体材料的HOMO能级浅(高)。具有电子给予性的有机半导体材料的LUMO能级优选比具有电子接收性的有机半导体材料的LUMO能级浅(高)。
优选使用球状的富勒烯作为具有电子接收性的有机半导体材料，且优选使用其形状与平面相似的有机半导体材料作为具有电子供体性的有机半导体材料。形状相似的分子具有容易聚集的趋势，当同一种分子凝集时，因分子轨道的能级相近而可以提高载流子传输性。
例如，活性层183优选通过共蒸镀n型半导体和p型半导体而形成。
用作发光层及活性层的层186优选使用上述发光物质、n型半导体及p型半导体而形成。
空穴注入层181、空穴传输层182、活性层183、发光层193、电子传输层184、电子注入层185、用作发光层及活性层的层186既可使用低分子化合物又可使用高分子化合物，也可以包含无机化合物。各层可以通过蒸镀法(包含真空蒸镀法)、转印法、印刷法、喷墨法、涂敷法等形成。
以下参照图21至图23说明本发明的一个方式的显示装置所具有的受发光元件及发光元件的详细结构。
本发明的一个方式的显示装置可以采用如下任意结构：向与形成有发光元件的衬底相反的方向射出光的顶部发射结构；向与形成有发光元件的衬底相同的方向射出光的底部发射结构；从两面射出光的双面发射结构。
在图21至图23中，以顶部发射型显示装置为例进行说明。
[结构例子1]
图21A及图21B所示的显示装置在衬底151上隔着包括晶体管的层355设置有发蓝(B)光的发光元件347B、发绿(G)光的发光元件347G、发红(R)光且具有受光功能的受发光元件347SR。
图21A示出将受发光元件347SR用作发光元件的情况。图21A示出发光元件347B发蓝光，发光元件347G发绿光，并且受发光元件347SR发红光的例子。
图21B示出将受发光元件347SR用作受光元件的情况。图21B示出由受发光元件347SR检测发光元件347B所发的蓝光及发光元件347G所发的绿光的例子。
发光元件347B、发光元件347G及受发光元件347SR都具有像素电极191及公共电极115。在本实施方式中，以像素电极191用作阳极且公共电极115用作阴极的情况为例进行说明。
在本实施方式中，与发光元件同样，受发光元件347SR中的像素电极191及公共电极115也分别用作阳极及阴极。也就是说，通过将反向偏压施加到像素电极191与公共电极115之间驱动受光元件347SR，可以检测出入射到受发光元件347SR的光来产生电荷，由此可以将其作为电流提取。
公共电极115在发光元件347B、发光元件347G及受发光元件347SR之间共同使用。
发光元件347B、发光元件347G及受发光元件347SR所具有的一对电极可以使用相同材料及膜厚度等。由此，可以减少显示装置的制造成本并简化制造工序。
将说明图21A、图21B所示的显示装置的具体结构。
发光元件347B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包含发蓝光的发光物质。发光元件347B具有发蓝光的功能。
发光元件347G在像素电极191上依次包括缓冲层192G、发光层193G以及缓冲层194G。发光层193G包含发绿光的发光物质。发光元件347G具有发绿光的功能。
受发光元件347SR在像素电极191上依次包括缓冲层192R、活性层183、发光层193R以及缓冲层194R。发光层193R包含发红光的发光物质。活性层183包含吸收其波长比红光短的光(例如，绿光和蓝光中的一个或两个)的有机化合物。活性层183可以使用不仅吸收可见光也吸收紫外光的有机化合物。受发光元件347SR具有发红光的功能。受发光元件347SR具有检测出发光元件347G及发光元件347B中的至少一个的发光的功能，优选具有检测出双方的发光的功能。
活性层183优选包含不容易吸收红光且吸收其波长比红光短的光的有机化合物。由此，受发光元件347SR可以具有高效发红光的功能及以高精度检测出其波长比红光短的光的功能。
像素电极191、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194R、缓冲层194G、缓冲层194B及公共电极115都可以具有单层结构也可以具有叠层结构。
在图21A、图21B所示的显示装置中，每个元件都包括不同的缓冲层、活性层及发光层。
缓冲层192R、192G、192B可以包括空穴注入层及空穴传输层中的一个或两个。缓冲层192R、192G、192B可以包括电子阻挡层。缓冲层194B、194G、194R可以包括电子注入层及电子传输层中的一个或两个。再者，缓冲层194R、194G、194B可以包括空穴阻挡层。关于构成发光元件的各层的材料等可以参照构成受发光元件的各层的上述说明。
[结构例子2]
如图22A、图22B所示，发光元件347B、发光元件347G及受发光元件347SR可以在一对电极间包括公共层。由此，可以将受发光元件内置于显示装置而不大幅度增加制造步骤。
图22A所示的发光元件347B、发光元件347G及受发光元件347SR除了包括图21A、图21B所示的结构以外还包括公共层112及公共层114。
图22B所示的发光元件347B、发光元件347G及受发光元件347SR不包括缓冲层192R、192G、192B及缓冲层194R、194G、194B而包括公共层112及公共层114，这一点与图21A、图21B所示的结构不同。
公共层112可以包括空穴注入层及空穴传输层中的一个或两个。公共层114可以包括电子注入层及电子传输层中的一个或两个。
公共层112及公共层114既可以具有单层结构也可以具有叠层结构。
[结构例子3]
在图23A所示的显示装置中，将图20C所示的叠层结构应用于受发光元件347SR。
受发光元件347SR在像素电极191上依次包括空穴注入层181、活性层183、空穴传输层182R、发光层193R、电子传输层184、电子注入层185及公共电极115。
空穴注入层181、电子传输层184、电子注入层185及公共电极115是在与发光元件347G及发光元件347B之间共享的层。
发光元件347G在像素电极191上依次包括空穴注入层181、空穴传输层182G、发光层193G、电子传输层184、电子注入层185及公共电极115。
发光元件347B在像素电极191上依次包括空穴注入层181、空穴传输层182B、发光层193B、电子传输层184、电子注入层185及公共电极115。
本实施方式的显示装置所包括的发光元件优选具有微腔结构。因此，发光元件所包括的一对电极中的一个优选为对可见光具有透过性及反射性的电极(半透过-半反射电极)，另一个优选为对可见光具有反射性的电极(反射电极)。当发光元件具有微腔结构时，可以在两个电极之间使从发光层发射的光谐振，并且可以增强从发光元件射出的光。
注意，半透过-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，有时将被用作半透过-半反射电极的一部分的反射电极记载为像素电极或公共电极，将透明电极记载为光学调整层，但是透明电极(光学调整层)也有可能被用作像素电极或公共电极。
透明电极的光透过率为40％以上。例如，在发光元件中，优选使用对可见光(波长为400nm以上且小于750nm的光)及近红外光(波长为750nm以上且1300nm以下的光)的透过率分别为40％以上的电极。此外，半透过-半反射电极的对可见光及近红外光的反射率分别为10％以上且95％以下，优选为30％以上且80％以下。反射电极的对可见光及近红外光的反射率为40％以上且100％以下，优选为70％以上且100％以下。此外，这些电极的电阻率优选为1×10-2Ωcm以下。
空穴传输层182B、182G、182R都可以用作光学调整层。具体而言，发光元件347B优选以使一对电极间的光学距离成为增强蓝光的光学距离的方式调整空穴传输层182B的厚度。同样，发光元件347G优选以使一对电极间的光学距离成为增强绿光的光学距离的方式调整空穴传输层182G的厚度。受发光元件347SR优选以使一对电极间的光学距离成为增强红光的光学距离的方式调整空穴传输层182R的厚度。用作光学调整层的层不局限于空穴传输层。注意，在半透过-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。
[结构例子4]
在图23B所示的显示装置中，将图20D所示的叠层结构应用于受发光元件347SR。
受发光元件347SR在像素电极191上依次包括空穴注入层181、活性层183、发光层193R、电子传输层184、电子注入层185及公共电极115。
空穴注入层181、电子传输层184、电子注入层185及公共电极115是在与发光元件347G及发光元件347B之间共享的层。
发光元件347G在像素电极191上依次包括空穴注入层181、空穴传输层182G、发光层193G、电子传输层184、电子注入层185及公共电极115。
发光元件347B在像素电极191上依次包括空穴注入层181、空穴传输层182B、发光层193B、电子传输层184、电子注入层185及公共电极115。
空穴传输层设置在发光元件347G及发光元件347B而不设置在受发光元件347SR。如此，活性层及发光层以外的其他层也可以只设置在发光元件及受发光元件中的一个。
以下参照图24至图29说明本发明的一个方式的显示装置的详细结构。
[显示装置310A]
图24A及图24B是显示装置310A的截面图。
显示装置310A包括发光元件190B、发光元件190G及受发光元件190SR。
发光元件190B包括像素电极191、缓冲层192B、发光层193B、缓冲层194B及公共电极115。发光元件190B具有发蓝色的光321B的功能。
发光元件190G包括像素电极191、缓冲层192G、发光层193G、缓冲层194G及公共电极115。发光元件190G具有发绿色的光321G的功能。
受发光元件190SR包括像素电极191、缓冲层192R、活性层183、发光层193R、缓冲层194R及公共电极115。受发光元件190SR具有发红光321R的功能及检测光322的功能。
图24A示出受发光元件190SR用作发光元件的情况。图24A示出发光元件190B发蓝光，发光元件190G发绿光，并且受发光元件190SR发红光的例子。
图24B示出受发光元件190SR用作受光元件的情况。图24B示出发光元件190B所发的蓝光及发光元件190G所发的绿光被受发光元件190SR检测的例子。
像素电极191位于绝缘层214上。像素电极191的端部被分隔壁216覆盖。彼此相邻的两个像素电极191被分隔壁216电绝缘(也可以说电分离)。
分隔壁216优选使用有机绝缘膜。作为能够用于有机绝缘膜的材料，例如可以使用丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、硅氧烷树脂、苯并环丁烯类树脂、酚醛树脂及这些树脂的前体等。分隔壁216是透射可见光的层。此外，也可以设置遮可见光的分隔壁代替分隔壁216。
显示装置310A在一对衬底(衬底151及衬底152)之间包括受发光元件190SR、发光元件190G、发光元件190B及晶体管342等。
受发光元件190SR具有检测光的功能。具体而言，受发光元件190SR用作接收从显示装置310A的外部入射的光322并将其转换为电信号的光电转换元件。光322也就是发光元件190G及发光元件190B中的一个或两个的发光被对象物反射的光。此外，光322也可以通过透镜入射到受发光元件190SR。
发光元件190G及发光元件190B具有发可见光的功能。具体而言，发光元件190G及发光元件190B是通过在像素电极191与公共电极115之间被施加电压来向衬底152一侧发射光的场致发光元件(参照光321G、光321B)。
缓冲层192(缓冲层192R、缓冲层192G、缓冲层192B)、发光层193(发光层193R、发光层193G、发光层193B)及缓冲层194(缓冲层194R、缓冲层194G、缓冲层194B)也就是有机层(包含有机化合物的层)或EL层。像素电极191优选具有反射可见光的功能。公共电极115具有透射可见光的功能。
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342的源极或漏极。晶体管342具有控制发光元件或受发光元件的驱动的功能。
电连接于受发光元件190SR的电路中的至少一部分优选使用与电连接于发光元件190G及发光元件190B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。
受发光元件190SR、发光元件190G及发光元件190B优选都被保护层195覆盖。在图24A等中，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，可以抑制杂质侵入受发光元件190SR及各颜色的发光元件等，可以提高受发光元件190SR及各颜色的发光元件的可靠性。此外，使用粘合层142贴合了保护层195和衬底152。
衬底152的衬底151一侧的表面设置有遮光层BM。遮光层BM在与发光元件190G及发光元件190B重叠的位置及与受发光元件190SR重叠的位置具有开口。在本说明书等中，与发光元件190G或发光元件190B重叠的位置具体地是指与发光元件190G或发光元件190B的发光区域重叠的位置。同样，与受发光元件190SR重叠的位置具体地是指与受发光元件190SR的发光区域及受光区域重叠的位置。
如图24B所示，受发光元件190SR可以检测出发光元件190G或发光元件190B的光被对象物反射的光。但是，有时发光元件190G或发光元件190B的光在显示装置310A内被反射而不经过对象物地入射到受发光元件190SR。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190G所发射的光323被衬底152反射，由此反射光324入射到受发光元件190SR。通过设置遮光层BM，可以抑制反射光324入射到受发光元件190SR。由此，可以减少噪声来提高使用受发光元件190SR的传感器的灵敏度。
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者使用包含颜料(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。
[显示装置310B]
图25A所示的显示装置310B的与显示装置310A不同的点在于：发光元件190G、发光元件190B及受发光元件190SR都不包括缓冲层192及缓冲层194而包括公共层112及公共层114。此外，在后述的显示装置的说明中，有时省略说明与先前说明的显示装置同样的结构。
此外，发光元件190B、发光元件190G及受发光元件190SR的叠层结构不局限于显示装置310A、310B所示的结构。各元件例如适当地采用图20至图23所示的叠层结构等。
[显示装置310C]
图25B所示的显示装置310C的与显示装置310B不同的点在于：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310C将形成在制造衬底上的绝缘层212、晶体管342、受发光元件190SR、发光元件190G、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310C的柔性。例如，衬底153和衬底154优选使用树脂。
作为衬底153及衬底154，可以使用如下材料：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯树脂、聚丙烯腈树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚碳酸酯(PC)树脂、聚醚砜(PES)树脂、聚酰胺树脂(尼龙、芳族聚酰胺等)、聚硅氧烷树脂、环烯烃树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏二氯乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚四氟乙烯(PTFE)树脂、ABS树脂以及纤维素纳米纤维等。衬底153和衬底154中的一个或两个也可以使用薄到具有柔性的程度的玻璃。
本实施方式的显示装置所具有的衬底可以使用光学各向同性高的薄膜。作为光学各向同性高的薄膜，可以举出三乙酸纤维素(也被称为TAC：Cellulose triacetate)薄膜、环烯烃聚合物(COP)薄膜、环烯烃共聚物(COC)薄膜及丙烯酸薄膜等。
以下参照图26至图29说明本发明的一个方式的显示装置的详细结构。
[显示装置100A]
图26是显示装置100A的立体图，而图27是显示装置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26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26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，图26所示的结构也就是包括显示装置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26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及显示模块不一定包括IC。此外，也可以将IC通过COF方式等安装于FPC。
图27示出图26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27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及受发光元件190SR等。
衬底152及绝缘层214通过粘合层142粘合。作为对发光元件190B、发光元件190G、受发光元件190SR的密封，可以采用固体密封结构或中空密封结构等。在图27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190B、发光元件190G、受发光元件190SR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191、公共层112、发光层193B、公共层114及公共电极115的叠层结构。像素电极191通过形成在绝缘层214中的开口与晶体管207所包括的导电层222b连接。晶体管207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。
发光元件190G具有从绝缘层214一侧依次层叠有像素电极191、公共层112、发光层193G、公共层114及公共电极115的叠层结构。像素电极191通过形成在绝缘层214中的开口与晶体管206所包括的导电层222b连接。晶体管206具有控制发光元件190G的驱动的功能。
受发光元件190SR具有从绝缘层214一侧依次层叠有像素电极191、公共层112、活性层183、发光层193R、公共层114及公共电极115的叠层结构。像素电极191通过形成在绝缘层214中的开口与晶体管205所包括的导电层222b电连接。晶体管205具有控制受发光元件190SR的驱动的功能。
发光元件190B、发光元件190G、受发光元件190SR将光发射到衬底152一侧。此外，受发光元件190SR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191可以使用同一材料及同一工序形成。公共层112、公共层114及公共电极115在发光元件190B、发光元件190G、受发光元件190SR之间共同使用。受发光元件190SR具有对呈现红光的发光元件的结构追加活性层183的结构。此外，除了活性层183及各颜色的发光层193以外，发光元件190B、发光元件190G、受发光元件190SR可以共同使用其他层。由此，可以在不需大幅度增加制造工序的情况下对显示装置100A的显示部162附加受光功能。
衬底152的衬底151一侧的表面设置有遮光层BM。遮光层BM在分别与发光元件190B、发光元件190G、受发光元件190SR重叠的位置形成有开口。通过设置遮光层BM，可以控制受发光元件190SR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190G或发光元件190B不经对象物地直接入射到受发光元件190SR。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、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211、绝缘层213及绝缘层215优选使用无机绝缘膜。作为无机绝缘膜，例如可以使用氮化硅膜、氧氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、氧化铝膜、氮化铝膜等无机绝缘膜。此外，也可以使用氧化铪膜、氧氮化铪膜、氮氧化铪膜、氧化钇膜、氧化锆膜、氧化镓膜、氧化钽膜、氧化镁膜、氧化镧膜、氧化铈膜及氧化钕膜等。此外，也可以层叠上述绝缘膜中的两个以上。此外，也可以在衬底151与晶体管之间设置基底膜。该基底膜可以使用上述无机绝缘膜。
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，以避免有机绝缘膜暴露于显示装置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27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，通过对同一导电膜进行加工而得到的多个层由相同的阴影线表示。绝缘层211位于导电层221与半导体层231之间。绝缘层213位于导电层223与半导体层231之间。
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、单晶半导体或具有单晶以外的结晶性的半导体(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。
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)。此外，优选使用包含铟、镓、锌及锡的氧化物。此外，优选使用包含铟及锌的氧化物。
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＝10：1：3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。此外，附近的组成包括所希望的原子个数比的±30％的范围。
例如，当记载为原子个数比为In：Ga：Zn＝4：2：3或其附近的组成时包括如下情况：In的原子个数比为4时，Ga的原子个数比为1以上且3以下，Zn的原子个数比为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，可以使用各向异性导电膜(ACF：Anisotropic Conductive Film)、各向异性导电膏(ACP：Anisotropic Conductive Paste)等。
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、钯或钛等金属材料或者包含该金属材料的合金材料等。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、合金材料(或者它们的氮化物)时，优选将其形成得薄到具有透光性。此外，可以使用上述材料的叠层膜作为导电层。例如，通过使用银和镁的合金与铟锡氧化物的叠层膜等，可以提高导电性，所以是优选的。上述材料也可以用于构成显示装置的各种布线及电极等的导电层、发光元件及受发光元件所包括的导电层(被用作像素电极或公共电极等的导电层)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28A示出显示装置100B的截面图。
显示装置100B与显示装置100A的不同之处主要在于包括保护层195。关于与显示装置100A同样的结构，省略其详细说明。
通过设置覆盖发光元件190B、发光元件190G、受发光元件190SR的保护层195，可以抑制水等杂质混入发光元件190B、发光元件190G、受发光元件190SR，由此可以提高发光元件190B、发光元件190G、受发光元件190SR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。
保护层195既可以具有单层结构也可以具有叠层结构，例如，保护层195可以具有公共电极115上的无机绝缘层、无机绝缘层上的有机绝缘层、有机绝缘层上的无机绝缘层的三层结构。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。
此外，透镜也可以设置在与受发光元件190SR重叠的区域。由此，可以提高使用受发光元件190SR的传感器的灵敏度及精度。
透镜的折射率优选为1.3以上且2.5以下。透镜可以由无机材料和有机材料中的至少一个形成。例如，透镜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。
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。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。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。或者，可以将硫化锌等用于透镜。
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与发光元件190B、发光元件190G、受发光元件190SR重叠，显示装置100B采用固体密封结构。
[显示装置100C]
图29A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190G的像素电极191通过导电层222b与晶体管208的一对低电阻区域231n中的一个电连接。
受发光元件190SR的像素电极191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29A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29B所示的晶体管202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29B所示的结构。在图29B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。
此外，显示装置100C与显示装置100B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100C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、受发光元件190SR及发光元件190G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100C的柔性。
作为绝缘层212，可以使用可以用于绝缘层211、绝缘层213及绝缘层215的无机绝缘膜。
如上所述，本实施方式的显示装置在呈现任一颜色的子像素中设置有受发光元件代替发光元件。受发光元件用作发光元件和受光元件的双方，从而可以对像素附加受光功能而不增加像素所包含的子像素个数。此外，可以在显示装置的清晰度、各子像素的开口率等不下降的情况下对像素附加受光功能。
本实施方式的至少一部分可以与本说明书中记载的其他实施方式适当地组合而实施。
(实施方式3)
在本实施方式中，说明可用于上述实施方式中说明的OS晶体管的金属氧化物(也称为氧化物半导体)。
金属氧化物优选至少包含铟或锌。尤其优选包含铟及锌。此外，除此之外，优选还包含铝、镓、钇或锡等。此外，也可以包含选自硼、硅、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨、镁和钴等中的一种或多种。
此外，金属氧化物可以通过溅射法、有机金属化学气相沉积(MOCVD：MetalOrganic Chemical Vapor Deposition)法等化学气相沉积(CVD：Chemical VaporDeposition)法、原子层沉积(ALD：Atomic Layer Deposition)法等形成。
<结晶结构的分类>
作为氧化物半导体的结晶结构，可以举出非晶(包括completely amorphous)、CAAC(c-axis-aligned crystalline)、nc(nanocrystalline)、CAC(cloud-alignedcomposite)、单晶(single crystal)及多晶(poly crystal)等。
可以使用X射线衍射(XRD：X-Ray Diffraction)谱对膜或衬底的结晶结构进行评价。例如，可以使用GIXD(Grazing-Incidence XRD)测定测得的XRD谱进行评价。此外，将GIXD法也称为薄膜法或Seemann-Bohlin法。
例如，石英玻璃衬底的XRD谱的峰形状大致为左右对称。另一方面，具有结晶结构的IGZO膜的XRD谱的峰形状不是左右对称。XRD谱的峰的形状是左右不对称说明膜中或衬底中存在结晶。换言之，除非XRD谱峰形状左右对称，否则不能说膜或衬底处于非晶状态。
此外，可以使用纳米束电子衍射法(NBED：Nano Beam Electron Diffraction)观察的衍射图案(也称为纳米束电子衍射图案)对膜或衬底的结晶结构进行评价。例如，在石英玻璃衬底的衍射图案中观察到光晕图案，可以确认石英玻璃处于非晶状态。此外，以室温形成的IGZO膜的衍射图案中观察到斑点状的图案而没有观察到光晕。因此可以推测，以室温形成的IGZO膜处于既不是晶态也不是非晶态的中间态，不能得出该IGZO膜是非晶态的结论。
<<氧化物半导体的结构>>
此外，在注目于氧化物半导体的结构的情况下，有时氧化物半导体的分类与上述分类不同。例如，氧化物半导体可以分类为单晶氧化物半导体和除此之外的非单晶氧化物半导体。作为非单晶氧化物半导体，例如可以举出上述CAAC-OS及nc-OS。此外，在非单晶氧化物半导体中包含多晶氧化物半导体、a-like OS(amorphous-like oxidesemiconductor)及非晶氧化物半导体等。
在此，对上述CAAC-OS、nc-OS及a-like OS的详细内容进行说明。
[CAAC-OS]
CAAC-OS是包括多个结晶区域的氧化物半导体，该多个结晶区域的c轴取向于特定的方向。此外，特定的方向是指CAAC-OS膜的厚度方向、CAAC-OS膜的被形成面的法线方向、或者CAAC-OS膜的表面的法线方向。此外，结晶区域是具有原子排列的周期性的区域。注意，在将原子排列看作晶格排列时结晶区域也是晶格排列一致的区域。再者，CAAC-OS具有在a-b面方向上多个结晶区域连接的区域，有时该区域具有畸变。此外，畸变是指在多个结晶区域连接的区域中，晶格排列一致的区域和其他晶格排列一致的区域之间的晶格排列的方向变化的部分。换言之，CAAC-OS是指c轴取向并在a-b面方向上没有明显的取向的氧化物半导体。
此外，上述多个结晶区域的每一个由一个或多个微小结晶(最大径小于10nm的结晶)构成。在结晶区域由一个微小结晶构成的情况下，该结晶区域的最大径小于10nm。此外，结晶区域由多个微小结晶构成的情况下，有时该结晶区域的尺寸为几十nm左右。
此外，在In-M-Zn氧化物(元素M为选自铝、镓、钇、锡和钛等中的一种或多种)中，CAAC-OS有具有层叠有含有铟(In)及氧的层(以下，In层)、含有元素M、锌(Zn)及氧的层(以下，(M，Zn)层)的层状结晶结构(也称为层状结构)的趋势。此外，铟和元素M可以彼此置换。因此，有时(M，Zn)层包含铟。此外，有时In层包含元素M。注意，有时In层包含Zn。该层状结构例如在高分辨率TEM(Transmission Electron Microscope)图像中被观察作为晶格像。
例如，当对CAAC-OS膜使用XRD装置进行结构分析时，在使用θ/2θ扫描的Out-of-plane XRD测量中，在2θ＝31°或其附近检测出表示c轴取向的峰值。注意，表示c轴取向的峰值的位置(2θ值)有时根据构成CAAC-OS的金属元素的种类、组成等变动。
此外，例如，在CAAC-OS膜的电子衍射图案中观察到多个亮点(斑点)。此外，在以透过样品的入射电子束的斑点(也称为直接斑点)为对称中心时，某一个斑点和其他斑点被观察在点对称的位置。
在从上述特定的方向观察结晶区域的情况下，虽然该结晶区域中的晶格排列基本上是六方晶格，但是单位晶格并不局限于正六角形，有是非正六角形的情况。此外，在上述畸变中，有时具有五角形、七角形等晶格排列。此外，在CAAC-OS的畸变附近观察不到明确的晶界(grainboundary)。也就是说，晶格排列的畸变抑制晶界的形成。这可能是由于CAAC-OS因为a-b面方向上的氧原子的排列的低密度或因金属原子被取代而使原子间的键合距离产生变化等而能够包容畸变。
此外，确认到明确的晶界的结晶结构被称为所谓的多晶(polycrystal)。晶界成为复合中心而载流子被俘获，因而有可能导致晶体管的通态电流的降低、场效应迁移率的降低等。因此，确认不到明确的晶界的CAAC-OS是对晶体管的半导体层提供具有优异的结晶结构的结晶性氧化物之一。注意，为了构成CAAC-OS，优选为包含Zn的结构。例如，与In氧化物相比，In-Zn氧化物及In-Ga-Zn氧化物能够进一步抑制晶界的发生，所以是优选的。
CAAC-OS是结晶性高且确认不到明确的晶界的氧化物半导体。因此，可以说在CAAC-OS中，不容易发生起因于晶界的电子迁移率的降低。此外，氧化物半导体的结晶性有时因杂质的混入或缺陷的生成等而降低，因此可以说CAAC-OS是杂质或缺陷(氧空位等)少的氧化物半导体。因此，包含CAAC-OS的氧化物半导体的物理性质稳定。因此，包含CAAC-OS的氧化物半导体具有高耐热性及高可靠性。此外，CAAC-OS对制造工序中的高温度(所谓热积存；thermal budget)也很稳定。由此，通过在OS晶体管中使用CAAC-OS，可以扩大制造工序的自由度。
[nc-OS]
在nc-OS中，微小的区域(例如1nm以上且10nm以下的区域，特别是1nm以上且3nm以下的区域)中的原子排列具有周期性。换言之，nc-OS具有微小的结晶。此外，例如，该微小的结晶的尺寸为1nm以上且10nm以下，尤其为1nm以上且3nm以下，将该微小的结晶称为纳米晶。此外，nc-OS在不同的纳米晶之间观察不到结晶取向的规律性。因此，在膜整体中观察不到取向性。所以，有时nc-OS在某些分析方法中与a-like OS或非晶氧化物半导体没有差别。例如，在对nc-OS膜使用XRD装置进行结构分析时，在使用θ/2θ扫描的Out-of-plane XRD测量中，不检测出表示结晶性的峰值。此外，在对nc-OS膜进行使用其束径比纳米晶大(例如，50nm以上)的电子束的电子衍射(也称为选区电子衍射)时，观察到类似光晕图案的衍射图案。另一方面，在对nc-OS膜进行使用其束径近于或小于纳米晶的尺寸(例如1nm以上且30nm以下)的电子束的电子衍射(也称为纳米束电子衍射)的情况下，有时得到在以直接斑点为中心的环状区域内观察到多个斑点的电子衍射图案。
[a-like OS]
a-like OS是具有介于nc-OS与非晶氧化物半导体之间的结构的氧化物半导体。a-like OS包含空洞或低密度区域。也就是说，a-like OS的结晶性比nc-OS及CAAC-OS的结晶性低。此外，a-like OS的膜中的氢浓度比nc-OS及CAAC-OS的膜中的氢浓度高。
<<氧化物半导体的结构>>
接着，说明上述CAC-OS的详细内容。此外，CAC-OS与材料构成有关。
[CAC-OS]
CAC-OS例如是指包含在金属氧化物中的元素不均匀地分布的构成，其中包含不均匀地分布的元素的材料的尺寸为0.5nm以上且10nm以下，优选为1nm以上且3nm以下或近似的尺寸。注意，在下面也将在金属氧化物中一个或多个金属元素不均匀地分布且包含该金属元素的区域混合的状态称为马赛克状或补丁(patch)状，该区域的尺寸为0.5nm以上且10nm以下，优选为1nm以上且3nm以下或近似的尺寸。
再者，CAC-OS是指其材料分开为第一区域与第二区域而成为马赛克状且该第一区域分布于膜中的结构(下面也称为云状)。就是说，CAC-OS是指具有该第一区域和该第二区域混合的结构的复合金属氧化物。
在此，将相对于构成In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS的金属元素的In、Ga及Zn的原子数比的每一个记为[In]、[Ga]及[Zn]。例如，在In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS中，第一区域是其[In]大于CAC-OS膜的组成中的[In]的区域。此外，第二区域是其[Ga]大于CAC-OS膜的组成中的[Ga]的区域。此外，例如，第一区域是其[In]大于第二区域中的[In]且其[Ga]小于第二区域中的[Ga]的区域。此外，第二区域是其[Ga]大于第一区域中的[Ga]且其[In]小于第一区域中的[In]的区域。
具体而言，上述第一区域是以铟氧化物或铟锌氧化物等为主要成分的区域。此外，上述第二区域是以镓氧化物或镓锌氧化物等为主要成分的区域。换言之，可以将上述第一区域称为以In为主要成分的区域。此外，可以将上述第二区域称为以Ga为主要成分的区域。
注意，有时观察不到上述第一区域和上述第二区域的明确的边界。
此外，In-Ga-Zn氧化物中的CAC-OS是指如下构成：在包含In、Ga、Zn及O的材料构成中，部分主要成分为Ga的区域与部分主要成分为In的区域无规律地以马赛克状存在。因此，可推测，CAC-OS具有金属元素不均匀地分布的结构。
CAC-OS例如可以通过在对衬底不进行意图性的加热的条件下利用溅射法来形成。在利用溅射法形成CAC-OS的情况下，作为沉积气体，可以使用选自惰性气体(典型的是氩)、氧气体和氮气体中的任一种或多种。此外，沉积时的沉积气体的总流量中的氧气体的流量比越低越好，例如，优选使沉积时的沉积气体的总流量中的氧气体的流量比为0％以上且低于30％，更优选为0％以上且10％以下。
例如，在In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS中，根据通过能量分散型X射线分析法(EDX：EnergyDispersive X-ray spectroscopy)取得的EDX面分析(mapping)图像，可确认到具有以In为主要成分的区域(第一区域)及以Ga为主要成分的区域(第二区域)不均匀地分布而混合的结构。
在此，第一区域是具有比第二区域高的导电性的区域。就是说，当载流子流过第一区域时，呈现作为金属氧化物的导电性。因此，当第一区域以云状分布在金属氧化物中时，可以实现高场效应迁移率(μ)。
另一方面，第二区域是具有比第一区域高的绝缘性的区域。就是说，当第二区域分布在金属氧化物中时，可以抑制泄漏电流。
在将CAC-OS用于晶体管的情况下，通过起因于第一区域的导电性和起因于第二区域的绝缘性的互补作用，可以使CAC-OS具有开关功能(控制开启/关闭的功能)。换言之，在CAC-OS的材料的一部分中具有导电性的功能且在另一部分中具有绝缘性的功能，在材料的整体中具有半导体的功能。通过使导电性的功能和绝缘性的功能分离，可以最大限度地提高各功能。因此，通过将CAC-OS用于晶体管，可以实现大通态电流(Ion)、高场效应迁移率(μ)及良好的开关工作。
此外，使用CAC-OS的晶体管具有高可靠性。因此，CAC-OS最适合于显示装置等各种半导体装置。
氧化物半导体具有各种结构及各种特性。本发明的一个方式的氧化物半导体也可以包括非晶氧化物半导体、多晶氧化物半导体、a-likeOS、CAC-OS、nc-OS、CAAC-OS中的两种以上。
<具有氧化物半导体的晶体管>
在此，说明将上述氧化物半导体用于晶体管的情况。
通过将上述氧化物半导体用于晶体管，可以实现场效应迁移率高的晶体管。此外，可以实现可靠性高的晶体管。
优选将载流子浓度低的氧化物半导体用于晶体管。例如，氧化物半导体中的载流子浓度为1×1017cm-3以下，优选为1×1015cm-3以下，更优选为1×1013cm-3以下，进一步优选为1×1011cm-3以下，更进一步优选低于1×1010cm-3，且1×10-9cm-3以上。在以降低氧化物半导体膜的载流子浓度为目的的情况下，可以降低氧化物半导体膜中的杂质浓度以降低缺陷态密度。在本说明书等中，将杂质浓度低且缺陷态密度低的状态称为“高纯度本征”或“实质上高纯度本征”。此外，有时将载流子浓度低的氧化物半导体称为“高纯度本征或实质上高纯度本征的氧化物半导体”。
因为高纯度本征或实质上高纯度本征的氧化物半导体膜具有较低的缺陷态密度，所以有可能具有较低的陷阱态密度。
此外，被氧化物半导体的陷阱态俘获的电荷到消失需要较长的时间，有时像固定电荷那样动作。因此，有时在陷阱态密度高的氧化物半导体中形成沟道形成区域的晶体管的电特性不稳定。
因此，为了使晶体管的电特性稳定，降低氧化物半导体中的杂质浓度是有效的。为了降低氧化物半导体中的杂质浓度，优选还降低附近膜中的杂质浓度。作为杂质有氢、氮、碱金属、碱土金属、铁、镍、硅等。
<杂质>
在此，说明氧化物半导体中的各杂质的影响。
在氧化物半导体包含第14族元素之一的硅、碳等时，在氧化物半导体中形成缺陷态。因此，将氧化物半导体中或与氧化物半导体的界面附近的硅或碳的浓度(通过二次离子质谱(SIMS：Secondary Ion Mass Spectrometry)测得的浓度)设定为2×1018atoms/cm3以下，优选为2×1017atoms/cm3以下。
此外，当氧化物半导体包含碱金属或碱土金属时，有时形成缺陷态而形成载流子。因此，使用包含碱金属或碱土金属的氧化物半导体的晶体管容易具有常开启特性。因此，使通过SIMS测得的氧化物半导体中的碱金属或碱土金属的浓度为1×1018atoms/cm3以下，优选为2×1016atoms/cm3以下。
当氧化物半导体包含氮时，容易产生作为载流子的电子，使载流子浓度增高，而n型化。其结果是，在将包含氮的氧化物半导体用于半导体的晶体管容易具有常开启特性。或者，在氧化物半导体包含氮时，有时形成陷阱态。其结果，有时晶体管的电特性不稳定。因此，将利用SIMS测得的氧化物半导体中的氮浓度设定为低于5×1019atoms/cm3，优选为5×1018atoms/cm3以下，更优选为1×1018atoms/cm3以下，进一步优选为5×1017atoms/cm3以下。
包含在氧化物半导体中的氢与键合于金属原子的氧起反应生成水，因此有时形成氧空位。当氢进入该氧空位时，有时产生作为载流子的电子。此外，有时由于氢的一部分与键合于金属原子的氧键合，产生作为载流子的电子。因此，使用包含氢的氧化物半导体的晶体管容易具有常开启特性。由此，优选尽可能地减少氧化物半导体中的氢。具体而言，在氧化物半导体中，将利用SIMS测得的氢浓度设定为低于1×1020atoms/cm3，优选低于1×1019atoms/cm3，更优选低于5×1018atoms/cm3，进一步优选低于1×1018atoms/cm3。
通过将杂质被充分降低的氧化物半导体用于晶体管的沟道形成区域，可以使晶体管具有稳定的电特性。
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，参照图30至图32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、检测触控(接触或接近)等。由此，可以提高电子设备的功能性、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；触控面板的功能；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30A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具有触控面板功能。
显示部6502可以使用本发明的一个方式的显示装置。
图30B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、触控传感器面板6513、印刷电路板6517、电池6518等。
显示面板6511、光学构件6512及触控传感器面板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。
通过将本发明的一个实施方式的显示装置用于显示面板6511，能够在显示部6502进行摄像。例如，显示面板6511能够拍摄指纹进行指纹识别。
显示部6502还包括触控传感器面板6513，由此可以对显示部6502附加触控面板功能。例如，触控传感器面板6513可以利用静电电容式、电阻膜式、表面声波式、红外线式、光学式、压敏式等各种方式。此外，也可以将显示面板6511用作触控传感器，在此情况下，不需要设置触控传感器面板6513。
图31A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应用本发明的一个方式的显示装置。
可以通过利用外壳7101所具有的操作开关或另外提供的遥控操作机7111进行图31A所示的电视装置7100的操作。此外，也可以在显示部7000中具有触控传感器，也可以通过用指头等触控显示部7000进行电视装置7100的操作。此外，也可以在遥控操作机7111中具有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所具有的操作键或触控面板，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具有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31B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应用本发明的一个方式的显示装置。
图31C和图31D示出数字标牌的一个例子。
图31C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31D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31C和图31D中，可以对显示部7000应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。
通过将触控面板用于显示部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31C和图31D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32A至图32F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32A至图32F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；触控面板的功能；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32A至图32F所示的电子设备。
图32A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、图像信息等显示在其多个面上。在图32A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、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32B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32C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、进行充电等。充电也可以通过无线供电进行。
图32D至图32F是示出可以折叠的便携式信息终端9201的立体图。此外，图32D是将便携式信息终端9201展开的状态的立体图、图32F是折叠的状态的立体图、图32E是从图32D的状态和图32F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。
本实施方式的至少一部分可以与本说明书中记载的其他实施方式适当地组合而实施。
[符号说明]
SA：受发光元件：Tr1至Tr2：晶体管：SW1至SW4：开关：CS1至CS2：电容器：SL：布线：WX：布线：AL：布线：CL：布线：VCP：布线：VPI：布线：VL1：布线：SR：受发光元件：ELG：发光元件：ELB：发光元件：M1至M3：晶体管：M10至M14：晶体管：C1至C2：电容器：GL：布线：TX：布线：SE：布线：RS：布线：REN：布线：SL1至SL3：布线：V0L：布线：10：显示装置：11：显示部：12：驱动电路部：13：驱动电路部：14：驱动电路部：15：电路部：20B：子像素：20G：子像素：20R：子像素：21B：电路：21G：电路：21R：电路：22：电路：30：像素：30B：像素：30G：像素。
Claims (14)
1.一种显示装置，包括：
第一至第三开关；
第一晶体管；
第二晶体管；
电容器；
第一布线；
第二布线；以及
受发光元件，
其中，所述第一开关的一个电极与所述第一布线电连接，另一个电极与所述第一晶体管的栅极、以及所述电容器的一个电极电连接，
所述第二开关的一个电极与所述第一晶体管的源极和漏极中的一方、所述受发光元件的一个电极、以及所述电容器的另一个电极电连接，另一个电极与所述第二晶体管的栅极、以及所述第三开关的一个电极电连接，
所述第三开关的另一个电极与所述第二布线电连接，
并且，所述受发光元件具有发射第一颜色的光的功能以及接收第二颜色的光的功能。
2.根据权利要求1所述的显示装置，
其中在第一期间，所述第一开关、所述第二开关及所述第三开关为导通状态，所述第一布线被提供数据电位，所述第二布线被提供第一电位，
在第二期间，所述第二开关及所述第三开关为导通状态，所述第二布线被提供第二电位，
并且所述第二电位低于所述第一电位。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置，还包括第四开关，
其中所述第四开关的一个电极与所述第二开关的一个电极电连接，另一个电极与所述受发光元件的一个电极电连接。
4.根据权利要求1或2所述的显示装置，还包括第四开关，
其中所述第四开关的一个电极与所述第一晶体管的源极和漏极中的一方电连接，另一个电极与所述受发光元件的一个电极电连接。
5.一种显示装置，包括：
第一至第六晶体管；
电容器；
受发光元件；
第一布线；以及
第二布线，
其中，所述第一晶体管的源极和漏极中的一方与所述受发光元件的一个电极电连接，
所述第三晶体管的源极和漏极中的一方与所述第一布线电连接，源极和漏极中的另一方与所述第一晶体管的栅极电连接，
所述第四晶体管的源极和漏极中的一方与所述第二晶体管的栅极电连接，源极和漏极中的另一方与所述第二布线电连接，
所述第五晶体管的源极和漏极中的一方与所述第二晶体管的源极和漏极中的一方电连接，
所述第六晶体管的源极和漏极中的一方与所述受发光元件的一个电极电连接，另一方与所述第二晶体管的栅极电连接，
所述电容器的一个电极与所述第一晶体管的栅极电连接，另一个电极与所述第一晶体管的源极和漏极中的一方电连接，
并且，所述受发光元件具有发射第一颜色的光的功能及接收第二颜色的光的功能。
6.根据权利要求5所述的显示装置，还包括第七晶体管，
其中所述第七晶体管具有控制所述第一晶体管的源极和漏极中的一方与所述受发光元件的一个电极间的导通的功能。
7.一种显示装置，包括：
第一至第五晶体管；
第八晶体管；
电容器；
受发光元件；
第一布线；以及
第二布线，
其中，所述第一晶体管的源极和漏极中的一方与所述第八晶体管的源极和漏极中的一方及所述第二晶体管的栅极电连接，
所述第三晶体管的源极和漏极中的一方与所述第一布线电连接，源极和漏极中的另一方与所述第一晶体管的栅极电连接，
所述第四晶体管的源极和漏极中的一方与所述第二晶体管的栅极电连接，源极和漏极中的另一方与所述第二布线电连接，
所述第五晶体管的源极和漏极中的一方与所述第二晶体管的源极和漏极中的一方电连接，
所述第八晶体管的源极和漏极中的另一方与所述受发光元件的一个电极电连接，
所述电容器的一个电极与所述第一晶体管的栅极电连接，另一个电极与所述第一晶体管的源极和漏极中的一方电连接，
并且，所述受发光元件具有发射第一颜色的光的功能及接收第二颜色的光的功能。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的显示装置，还包括第三布线，
其中所述第五晶体管的源极和漏极中的另一方与该第三布线电连接。
9.根据权利要求5至7中任一项所述的显示装置，
其中所述第五晶体管的源极和漏极中的另一方与所述第一布线电连接。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的显示装置，
其中在第一期间，所述第一布线被提供数据电位，所述第二布线被提供第一电位，
在第二期间，所述第二布线被提供第二电位，
并且所述第二电位低于所述第一电位。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的显示装置，还包括发光元件，
其中所述发光元件具有发射所述第二颜色的光的功能，
并且所述受发光元件与所述发光元件设置在同一面上。
12.根据权利要求11所述的显示装置，
其中所述受发光元件包括第一像素电极、第一发光层、活性层及第一电极，
所述发光元件包括第二像素电极、第二发光层及所述第一电极，
并且所述第一像素电极与所述第二像素电极是通过对同一导电膜进行加工而形成的。
13.一种显示模块，包括：
权利要求1至12中任一项所述的显示装置；以及
连接器或集成电路。
14.一种电子设备，包括：
权利要求13所述的显示模块；以及
天线、电池、外壳、照相机、扬声器、麦克风、触摸传感器和操作按钮中的至少一个。
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