CN115698919A - 显示装置的驱动方法 - Google Patents

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楠纮慈
江口晋吾
冈崎健一
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Abstract

提供一种位置检测精度较高的触摸面板或者非接触型触摸面板。显示装置包括第一及第二像素以及传感器像素。传感器像素包括对第一像素所呈现的第一颜色的光及第二像素所呈现的第二颜色的光具有灵敏度的光电转换元件。显示装置的驱动方法包括在使第一像素点亮且使第二像素关灯的状态下进行第一摄像的第一期间、在使第一像素及第二像素关灯的状态下进行第一读出的第二期间、在使第二像素点亮且使第一像素关灯的状态下进行第二摄像的第三期间以及在使第一像素及第二像素关灯的状态下进行第二读出的第四期间。

Description

显示装置的驱动方法
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摄像装置。本发明的一个方式涉及一种触摸面板。本发明的一个方式涉及一种非接触式触摸面板。本发明的一个方式涉及一种电子设备的识别方法。
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，对智能手机等移动电话机、平板信息终端、笔记本型PC(个人计算机)等信息终端设备广泛普及。这种信息终端设备在很多情况下包括个人信息等，已开发了用来防止不正当利用的各种识别技术。
例如，专利文献1公开了在按钮开关部中具备指纹传感器的电子设备。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]美国专利申请公开第2014/0056493号说明书
发明内容
发明所要解决的技术问题
在对被用作信息终端设备的电子设备附加指纹识别等识别功能的情况下，在电子设备中除了触摸传感器之外还需要安装用来拍摄指纹的模块。因此，随着构件数量的增加而电子设备的成本增大。
本发明的一个方式的目的之一是提供一种位置检测精度较高的触摸面板或者非接触型触摸面板。另外，本发明的一个方式的目的之一是降低具有识别功能的电子设备的成本。另外，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。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够拍摄指纹等的显示装置及其驱动方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有触摸检测功能和指纹的摄像功能的显示装置及其驱动方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种非接触型触摸面板及其驱动方法。
本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有新颖结构的显示装置。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖显示装置的驱动方法。
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包括第一像素、第二像素及传感器像素的显示装置的驱动方法。传感器像素包括对第一像素所呈现的第一颜色的光及第二像素所呈现的第二颜色的光具有灵敏度的光电转换元件。本发明的一个方式的显示装置的驱动方法包括在使第一像素点亮且使第二像素关灯的状态下进行第一摄像的第一期间、在使第一像素及第二像素关灯的状态下进行第一读出的第二期间、在使第二像素点亮且使第一像素关灯的状态下进行第二摄像的第三期间以及在使第一像素及第二像素关灯的状态下进行第二读出的第四期间。
本发明的另一个方式是一种包括第一像素、第二像素及传感器像素的显示装置的驱动方法。第一像素包括呈现第一颜色的光的第一发光元件，第二像素包括呈现第二颜色的光的第二发光元件，传感器像素包括对第一颜色的光及第二颜色的光具有灵敏度的光电转换元件。本发明的一个方式的显示装置的驱动方法包括向第一像素写入第一数据的第一期间、在根据第一数据使第一发光元件点亮的状态下由传感器像素进行第一摄像的第二期间、使第一发光元件及第二发光元件关灯的第三期间以及向第二像素写入第二数据的第四期间。并且，在第三期间和第四期间的一方或双方从传感器像素进行第一读出。
另外，在上述方法中，显示装置优选包括第三像素。第三像素包括呈现第三颜色的光的第三发光元件。并且，优选的是，在第四期间之后包括如下期间：在根据第二数据使第二发光元件点亮的状态下由传感器像素进行第二摄像的第五期间；使第一发光元件、第二发光元件及第三发光元件关灯的第六期间；以及向第三像素写入第三数据的第七期间。此时，优选的是，在第六期间和第七期间的一方或双方从传感器像素进行第二读出。
另外，在上述方法中的任一个中，第一发光元件及光电转换元件优选设置在同一个面上。
另外，在上述方法中的任一个中，第一发光元件优选包括第一像素电极、发光层及第一电极。并且，光电转换元件优选包括第二像素电极、活性层及第一电极。另外，优选的是，第一电极具有隔着发光层与第一像素电极重叠的部分以及隔着活性层与第二像素电极重叠的部分。此时，第一像素电极和第二像素电极优选对同一个导电膜进行加工来形成。
另外，在上述方法中，优选的是，在第一期间，第一电极被供应第一电位，第一像素电极被供应高于第一电位的第二电位，第二像素电极被供应低于第一电位的第三电位。
发明效果
根据本发明的一个方式，可以提供一种位置检测精度较高的触摸面板或者非接触型触摸面板。另外，可以降低具有识别功能的电子设备的成本。另外，可以减少电子设备的构件数量。另外，可以提供一种能够拍摄指纹等的显示装置及其驱动方法。另外，可以提供一种具有触摸检测功能和指纹的摄像功能的显示装置及其驱动方法。另外，可以提供一种非接触型触摸面板及其驱动方法。
另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种具有新颖结构的显示装置。另外，可以提供一种新颖显示装置的驱动方法。
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1A是示出显示装置的结构例子的图。图1B及图1C是说明显示装置的驱动方法例子的图。
图2A是示出显示装置的结构例子的图。图2B及图2C是像素电路的电路图。
图3A及图3B是说明显示装置的驱动方法的时序图。
图4A、图4B及图4D是示出显示装置的一个例子的截面图。图4C及图4E是示出用显示装置拍摄的图像的例子的图。图4F至图4H是示出像素的一个例子的俯视图。
图5A是示出显示装置的结构例子的截面图。图5B至图5D是示出像素的一个例子的俯视图。
图6A及图6B是示出显示装置的结构例子的图。
图7A至图7C是示出显示装置的结构例子的图。
图8A至图8C是示出显示装置的结构例子的图。
图9是示出显示装置的结构例子的图。
图10A是示出显示装置的结构例子的图。图10B及图10C是示出晶体管的结构例子的图。
图11A及图11B是示出像素的结构例子的图。图11C至图11E是示出像素电路的结构例子的图。
图12A及图12B是示出电子设备的结构例子的图。
图13A至图13D是示出电子设备的结构例子的图。
图14A至图14F是示出电子设备的结构例子的图。
实施发明的方式
以下，参照附图对实施方式进行说明。但是，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来实施，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、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。
(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其驱动方法的例子。
本发明的一个方式的显示装置包括多个显示元件、多个受光元件(也称为受光器件)及触摸传感器。显示元件优选是发光元件(也称为发光器件)。受光元件优选是光电转换元件。以下说明作为显示元件使用发光元件且作为受光元件使用光电转换元件的情况。
显示装置具有使用排列为矩阵状的显示元件将图像显示在显示面一侧的功能。
本发明的一个方式的显示装置在显示部中包括受光元件及发光元件。本发明的一个方式的显示装置的显示部中发光元件以矩阵状配置，由此可以在该显示部上显示图像。
另外，在该显示部中，受光元件以矩阵状配置，因此该显示部也具有摄像功能和感测功能中的一者或两者。例如，发光元件所发射的光的一部分被对象物反射，其反射光入射到受光元件。受光元件可以根据所入射的光的强度输出电信号。因此，在显示装置包括排列为矩阵状的多个受光元件时，可以作为数据取得(也称为拍摄)对象物的位置数据、形状等。就是说，显示部能够被用作图像传感器、触摸传感器等。通过在显示部中检测光，可以进行图像的拍摄、由对象物(手指、笔等)的触摸操作的检测等。此外，本发明的一个方式的显示装置可以将发光元件用作传感器的光源。因此，不需要与显示装置另行设置受光部及光源，而可以减少电子设备的构件数量。
另外，显示装置可以使用受光元件拍摄触摸或靠近显示面的对象物。就是说，显示装置能够被用作图像传感器面板等。尤其是，显示装置能够拍摄触摸显示面的指尖的指纹。采用了本发明的一个方式的显示装置的电子设备可以使用图像传感器的功能取得基于指纹、掌纹等生物数据的数据。也就是说，可以在显示装置内设置生物识别用传感器。通过在显示装置内设置生物识别用传感器，与分别设置显示装置和生物识别用传感器的情况相比，可以减少电子设备的构件数量，由此可以实现电子设备的小型化及轻量化。
在本发明的一个方式的显示装置中，由于在被对象物反射(或散射)包括在显示部中的发光元件所发射的光时受光元件可以检测其反射光(或散射光)，因此在黑暗之处也可以进行摄像、触摸操作的检测等。
另外，如上所述那样，显示装置可以被用作触摸面板。本发明的一个方式可以利用来自对象物的反射光检测位置，由此对象物并不需要接触，也可以取得远离显示面的对象物的位置数据、形状等。因此，本发明的一个方式被用作非接触型触摸面板。非接触型触摸面板也可以被称为near-touch panel或non-touch panel等。
在此，采用了触摸面板的电子设备(例如，智能手机等)需要直接触摸屏幕操作。因此，有时屏幕被手指的皮脂、汗等弄脏。另外，当在屏幕上附着病毒、菌等时，有感染风险增大等的问题。但是，本发明的一个方式可以被用作非接触型触摸面板，由此可以提供能够极卫生地利用的电子设备。
采用了本发明的一个方式的非接触型触摸面板的电子设备例如适合用于要重视卫生面的医疗用显示器装置。另外，因为即使当在做菜、打扫等时手湿或脏等的情况下也可以进行操作，所以也适合用于家用电子设备(例如，智能手机、平板终端、笔记本型PC)等。
在作为显示元件使用发光元件的情况下，优选使用OLED(Organic LightEmitting 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 delayed fluorescence：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micro LED(Light Emitting Diode)等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。此外，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，可以使用包含有机化合物的有机半导体材料或硅等无机半导体材料。
尤其是，作为受光元件的活性层，优选使用有机化合物。此时，优选的是，发光元件与受光元件的一个电极(也称为像素电极)设置在同一面上。此外，更优选的是，发光元件与受光元件的另一个电极为由连续的一个导电层形成的电极(也称为公共电极)。此外，更优选的是，发光元件与受光元件包括公共层。由此，可以使制造发光元件和受光元件时的制造工序的一部分共同化，所以可以使制造工序简化而实现制造成本的降低以及制造成品率的提高。
在此，本发明的一个方式可以具有包括呈现不同颜色的发光元件的两种以上的像素及含有光电转换元件的传感器像素的结构。例如，通过采用红色、绿色及蓝色这三个颜色的像素及传感器像素都配置为矩阵状的结构，可以实现能够进行彩色显示的显示装置。
再者，作为显示装置的驱动方法，利用继时加法混色法进行彩色显示。具体而言，使红色、绿色、蓝色的像素依次点亮而进行彩色显示。并且，优选在各颜色的像素点亮之后设置使所有像素关灯的期间(也称为显示黑色的期间)。由此，可以实现流畅的动态图像的显示。另外，也可以将这种驱动方法称为分时显示方式(也称为场序制列驱动方式)。
再者，在驱动传感器像素时，以在红色、绿色或蓝色的像素点亮的期间至少设置曝光期间的方式驱动。并且，以在红色、绿色或蓝色的像素关灯的期间设置读出期间的方式驱动。就是说，在1个帧期间可以进行三次的摄像。由此，可以进行流畅的感测。另外，因为摄像(曝光)在点亮期间进行，所以可以适当地抑制在驱动像素时发生的电噪声的影响，而可以拍摄清晰图像。
以下，参照附图说明更具体的例子。
[结构例子1]
图1A是本发明的一个方式的显示装置50的示意图。显示装置50包括发射红色的光55R的发光元件51R、发射绿色的光55G的发光元件51G、发射蓝色的光55B的发光元件51B及受光元件52。受光元件52是对红色、蓝色及绿色的光具有灵敏度的光电转换元件。
由发光元件51R、发光元件51G、发光元件51B及受光元件52构成一个像素。显示装置50具有多个该像素排列为矩阵状的结构。
发光元件51R、发光元件51G、发光元件51B及受光元件52配置在同一个面上。光55R、光55G及光55B从各发光元件被发射到显示面一侧。
图1A示出手指59在显示装置50的上方的情况。光55R、光55G及光55B的一部分在手指59上反射，其反射光56的一部分被入射到受光元件52中。受光元件52可以接收被入射的反射光56并将其转换为电信号而输出。
〔驱动方法例子1〕
图1B示意性地示出显示装置50的驱动方法。在本驱动方法中，通过反复进行期间60R、期间60G及期间60B可以进行图像的显示及摄像。在本驱动方法中，1个帧期间有一个以上的期间60R、期间60G及期间60B。
在期间60R，发光元件51R发光(点亮)。此时，发光元件51G及发光元件51B处于关灯状态。从发光元件51R发射的光55R的一部分被手指59反射，而其反射光56的一部分入射到受光元件52中。通过在期间60R在受光元件52中进行曝光，可以得到一个图像。
接着，在期间60G，发光元件51G发光。此时，发光元件51R及发光元件51B处于关灯状态。在期间60G，从发光元件51G发射的绿色的光55G被手指59反射，由此可以得到反映了其反射光56的强度分布的一个图像。
接着，在期间60B，发光元件51B发光，发光元件51R及发光元件51G处于关灯状态。在期间60B，蓝色的光55B被手指59反射，由此可以得到反映了其反射光56的强度分布的一个图像。
由于以矩阵状配置的多个发光元件51R、发光元件51G及发光元件51B在1个帧期间依次发光，因此红色图像、绿色图像及蓝色图像依次被显示。由此，可以通过继时加法混色法进行彩色显示。当显示装置50的帧频低时，容易发生所谓的色乱，即各颜色的图像不被合成而个别被看到，因此优选的是，帧频例如为60Hz以上、优选为90Hz以上、更优选为120Hz以上。
另外，在显示图像的同时，通过以矩阵状配置的多个受光元件52可以在1个帧期间进行三次的摄像。由此，可以在1个帧期间取得三次手指59的位置数据。例如，当帧频为60Hz时，可以以三倍的频率取得位置数据，由此即使手指59的动作快也可以准确地取得位置数据。另外，也可以根据合成1个帧期间取得的三个图像的图像取得手指59的位置数据。由此，即使是对于指定颜色的光具有低反射率的物体也可以取得准确的位置数据。例如，当对象物的颜色不反射红色的光时，可以通过使用绿色的光55G及蓝色的光55B拍摄的两个图像来取得对象物的形状、位置数据等。
另外，在显示图像的同时，通过以矩阵状配置的多个受光元件52可以在1个帧期间拍摄三个图像。由于三个图像分别是对应于被对象物反射的红色反射光、绿色反射光及蓝色反射光的图像，因此通过合成这三个图像，可以取得彩色图像。也就是说，可以将本发明的一个方式的显示装置50用作全彩色图像扫描仪。例如，通过在显示装置50的显示面上配置要进行摄像的纸、印刷品等，可以使该印刷品作为图像数据化。
接着，使用图1C说明显示装置50的更具体的驱动方法例子。注意，以下将包括发光元件51R的像素(子像素)称为R像素，将包括发光元件51G的像素称为G像素，将包括发光元件51B的像素称为B像素。在图1C中的两段中，上一段示出包括发光元件的像素的各工作，下一段示出包括受光元件52的传感器像素的工作。
图1C所示的R点亮的期间对应于上述期间60R。此时，同时进行使用受光元件52的摄像(曝光)。
接着，在关灯期间，使发光元件51R、发光元件51G及发光元件51B关灯。通过设定关灯期间，可以进行不容易发生余像的流畅的动态图像的显示，所以是优选的。然后，在关灯期间之后对所有G像素写入数据(G写入)。
在关灯期间及G写入期间，从传感器像素进行数据的读出工作。在此，因为读出使R像素点亮来拍摄的数据，所以记为R读出。
以后，同样地，在G点亮期间(对应于期间60G)进行摄像工作。接着，在关灯期间之后，在B写入期间对B像素写入数据。在关灯期间及B写入期间进行预先使G像素点亮来拍摄的数据的读出(G读出)。
然后，在B点亮期间(对应于期间60B)进行摄像工作，在之后的关灯期间及R写入期间进行预先使B像素点亮来进行摄像的数据的读出(B读出)。
通过反复进行上述工作，可以同时进行显示和摄像。并且，通过在点亮期间进行摄像，可以取得噪声较少的清晰图像。
以上是驱动方法例子1的说明。
[结构例子2]
以下说明更具体的显示装置的结构例子。
图2A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。包括受光元件的摄像像素22是传感器像素的一个方式。
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包括子像素21R、子像素21G及子像素21B。例如，子像素21R是呈现红色的子像素，子像素21G是呈现绿色的子像素，子像素21B是呈现蓝色的子像素。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包括呈现红色的光的发光元件。子像素21G包括呈现绿色的光的发光元件。子像素21B包括呈现蓝色的光的发光元件。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呈现白色的光的发光元件的子像素或具有呈现黄色的光的发光元件的子像素等。
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等的延伸方向)上排列的子像素21R、子像素21G或子像素21B(未图示)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各自与驱动电路部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的信号并将其经过布线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被输出的信号并将其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。
如图2A所示，通过以矩阵状配置包括摄像像素22的像素30，可以使显示的分辨率(像素数)和摄像的分辨率(像素数)相等。注意，当将摄像像素22仅用于触摸面板的功能等时有时不需高分辨率。此时，也可以采用混合包括摄像像素22的像素30和不包括摄像像素22的像素(换言之，由子像素21R、子像素21G及子像素21B构成的像素)的结构。
〔像素电路的结构例子2-1〕
图2B示出可用于上述子像素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。另外，布线GL及布线SL电连接到像素21。布线SL对应于图2A中示出的布线SLR、布线SLG和布线SLB中的任一个。
晶体管M1的栅极与布线GL电连接，源极和漏极中的一个与布线SL电连接，源极和漏极中的另一个与电容器C1的一个电极及晶体管M2的栅极电连接。晶体管M2的源极和漏极中的一个与布线AL电连接，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，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，优选将在形成沟道的半导体层中使用低温多晶硅(LTPS：Low TemperaturePoly-Silicon)的晶体管(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、钨和镁中的一种或多种)和锌。尤其是，M优选为选自铝、镓、钇和锡中的一种或多种。尤其是，作为OS晶体管的半导体层，优选使用包含铟(In)、镓(Ga)及锌(Zn)的氧化物(也记载为IGZO)。或者，优选使用包含铟(In)、锡(Sn)及锌(Zn)的氧化物。或者，优选使用包含铟(In)、镓(Ga)、锡(Sn)及锌(Zn)的氧化物。
使用其带隙比硅宽且载流子密度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被供应选择信号。该选择信号包括使晶体管处于导通状态的电位以及使晶体管处于非导通状态的电位。
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，供应到布线RL的复位电位可以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。
〔驱动方法例子2-1〕
接着，使用图3A所示的时序图说明将图2B所示的像素21的结构用于图2A所示的子像素21R、子像素21G及子像素21B时的驱动方法的一个例子。
注意，以下设想像素30被配置为M行N列的矩阵状而进行说明。换言之，显示装置10设置有M个布线GL等、N个布线SLR等。另外，以下在区别多个布线时对符号附加数字等明确地表示。另外，在没有特别的叙述、不区别多个布线、说明在多个布线中共同的事项等时，不对符号附加数字等明确地表示。
图3A示出输入到第1行布线GL[1]、第M行布线GL[M]、布线SLR、布线SLG及布线SLB的各信号的例子。
<时间T11之前>
时间T11之前是子像素21R、子像素21G及子像素21B处于非选择状态的期间。在时间T11之前，所有布线GL被供应使晶体管M1处于非导通状态的电位(在此，低电平电位)。图3A的左端所示的时间T11之前的状态相当于关灯期间。
<期间T11-T12>
时间T11至时间T12的期间相当于对子像素21R的数据写入期间(R写入期间)。在时间T11，布线GL[1]被供应使晶体管M1及晶体管M2处于导通状态的电位(在此，高电平电位)，各布线SLR被供应数据电位DR。此时，子像素21R中的晶体管M1成为导通状态，从布线SLR将数据电位供应到晶体管M2的栅极。另外，晶体管M3成为导通状态，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。
在R写入期间，第1行至第M行依次被选择，而数据电位DR从布线SLR写入到各行的各子像素21R。
<期间T12-T13>
时间T12至时间T13的期间相当于由子像素21R的显示期间(R点亮期间)。在期间T12-T13，显示基于被写入的数据的红色图像。
<期间T13-T14>
时间T13至时间T14的期间相当于所有像素的发光元件关灯的期间(关灯期间)。在时间T13，布线GL[1]至布线GL[M]都被供应高电平电位。此时，布线SLR、布线SLG及布线SLB处于被供应低电平电位的状态，由此所有像素被写入低电平电位。
<时间T14之后>
时间T14之后的期间相当于对子像素21G的数据写入期间(G写入期间)。除了布线SLG依次被供应数据电位DG之外，G写入期间与R写入期间同样。
以后，与上述同样地继续G点亮期间、关灯期间、B写入期间、B点亮期间、关灯期间，然后回到R写入期间。
以上是像素21的驱动方法例子的说明。
〔像素电路的结构例子2-2〕
图2C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。
在晶体管M5中，栅极与布线TX电连接，源极和漏极中的一个与受光元件PD的阳极电极电连接，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。在晶体管M6中，栅极与布线RS电连接，源极和漏极中的另一个与布线V1电连接。在晶体管M7中，源极和漏极中的一个与布线V3电连接，源极和漏极中的另一个与晶体管M8的源极和漏极中的一个电连接。在晶体管M8中，栅极与布线SE电连接，源极和漏极中的另一个与布线WX电连接。在受光元件PD中，阴极电极与布线CL电连接。在电容器C2中，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晶体管用于晶体管M5至晶体管M8的全部。或者，优选的是，将OS晶体管用于晶体管M5及晶体管M6，将LTPS晶体管用于晶体管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晶体管用于晶体管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，根据像素而从电荷传送工作结束到开始读出工作的期间(电荷保持期间)不同。例如，当拍摄所有像素中的灰度值相等的图像时，理想的是在所有像素中得到具有相同电平的电位的输出信号。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，而会得到其灰度根据各行而不同的图像数据。于是，通过作为晶体管M5及晶体管M6使用OS晶体管，可以使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，也可以将起因于电荷保持期间的不同的图像数据的灰度变化抑制为小且提高摄像图像的品质。
另一方面，优选将半导体层中使用低温多晶硅的LTPS晶体管用于晶体管M7。LTPS晶体管可以实现比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晶体管用于晶体管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。
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，并且晶体管M7的驱动能力高，因此可以保持被受光元件PD接收并经过晶体管M5传送的电荷而无泄漏，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。
注意，在图2B及图2C中，晶体管为n沟道型晶体管，但是也可以使用p沟道型晶体管。
另外，像素21及摄像像素22所包括的各晶体管优选排列形成在同一衬底上。
〔驱动方法例子2-2〕
参照图3B所示的时序图说明图2C所示的摄像像素22的驱动方法的一个例子。图3B示出输入到布线TX、第1行布线SE[1]、第M行布线SE[M]、布线RS及布线WX的信号。
<时间T21之前>
在时间T21之前，布线TX、布线SE及布线RS被供应低电平电位。布线WX处于不被输出数据的状态，在此示出为低电平电位。布线WX也可以被供应固定电位。
<期间T21-T22>
时间T21至时间T22的期间相当于初始化期间(也称为复位期间)。在时间T21，布线TX及布线RS被供应使晶体管处于导通状态的电位(在此，高电平电位)。布线SE被供应使晶体管处于非导通状态的电位(在此，低电平电位)。
此时，晶体管M5及晶体管M6成为导通状态，由此从布线V1经过晶体管M6及晶体管M5将比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T22-T23>
时间T22至时间T23的期间相当于曝光期间。在时间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成为非导通状态。
由于晶体管M5成为非导通状态，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。
曝光期间的长度可以根据受光元件PD的灵敏度、入射光的光量等设定，优选至少设定比初始化期间充分长的期间。
在期间T22-T23，晶体管M5及晶体管M6成为非导通状态，由此电容器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>
时间T23至时间T24的期间相当于传送期间。在时间T23，布线TX被供应高电平电位。因此，晶体管M5成为导通状态，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，与电容器C2的第一电极连接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，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>
在时间T24，布线TX被供应低电平电位。因此，晶体管M5成为非导通状态，连接有晶体管M7的栅极的节点成为浮动状态。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成为非导通状态，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>
时间T25至时间T26的期间相当于读出期间。在时间T25，首先布线SE[1]被供应高电平电位，由此第1行摄像像素22中的晶体管M8成为导通状态。
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。
读出工作对第1行至第M行依次进行。布线WX依次被输出M个数据电位DS。
<时间T26之后>
在时间T26，布线SE被供应低电平电位。因此，晶体管M8成为非导通状态。由此，摄像像素22的数据读出结束。在时间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3B所示的驱动方法，可以分别设定曝光期间及读出期间，由此设置在显示部11中的所有摄像像素22可以同时被曝光，然后依次读出数据。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。
在此，至少图3B所示的曝光期间相当于图1C中的摄像期间。另外，至少图3B所示的读出期间相当于图1C中的R读出期间、G读出期间及B读出期间。另外，图3B所示的初始化期间优选包括在摄像期间。另外，图3B所示的传送期间也可以包括在R读出期间等，但优选包括在摄像期间，由此可以在传送期间也抑制电噪声的影响。
注意，以上示出对所有M×N个摄像像素22进行数据的读出的例子，但在以触摸面板的工作为目的的情况，即以检测对象物的位置数据为目的等的情况下，有时不需高分辨率。此时，通过省略读出数据的行、列或者行及列，可以使读出的数据较少。由此，可以缩短读出所要的时间，而可以实现高帧频。例如，通过仅读出奇数行或偶数行，可以使读出期间减半。另外，优选采用拍摄高清晰图像时(例如，图像扫描等)和进行触摸感测时能够切换读出方法的结构。
以上是摄像像素22的驱动方法的例子的说明。
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，说明本发明的一个方式的显示装置。以下所示的显示装置可以适当地使用在实施方式1中说明的显示装置的驱动方法。
在本发明的一个方式中，作为发光元件使用有机EL元件(也称为有机EL器件)，作为受光元件使用有机光电二极管。有机EL元件及有机光电二极管能够形成在同一衬底上。因此，可以将有机光电二极管安装在使用有机EL元件的显示装置中。
在分别制造构成有机EL元件以及有机光电二极管的所有的层的情况下，成膜工序数非常多。但是，由于有机光电二极管包括多个可以与有机EL元件具有相同结构的层，因此通过一次性地形成可以与有机EL元件具有相同结构的层，可以抑制成膜工序的增加。
例如，一对电极中的一个(公共电极)可以为受光元件与发光元件间共同使用的层。此外，例如，优选空穴注入层、空穴传输层、电子传输层以及电子注入层中的至少一个为在受光元件与发光元件之间共同使用的层。此外，例如，受光元件包括活性层且发光元件包括发光层，除了上述之外受光元件与发光元件可以具有同一结构。也就是说，只要将发光元件中的发光层置换为活性层，就可以制造受光元件。如此，因为在受光元件与发光元件之间共同使用层，可以减少成膜次数及掩模数，而可以减少显示装置的制造工序及制造成本。此外，可以使用显示装置的现有制造设备及制造方法制造包括受光元件的显示装置。
注意，有时受光元件与发光元件共同使用的层在发光元件中的功能和在受光元件中的功能不同。在本说明书中，根据发光元件中的功能而称呼结构要素。例如，空穴注入层在发光元件中被用作空穴注入层，在受光元件中被用作空穴传输层。同样，电子注入层在发光元件中被用作电子注入层，在受光元件中被用作电子传输层。另外，也有时受光元件与发光元件共同使用的层在发光元件中的功能和在受光元件中的功能相同。空穴传输层在发光元件及受光元件中都被用作空穴传输层，电子传输层在发光元件及受光元件中都被用作电子传输层。
另外，在本发明的一个方式的显示装置中，具有呈现任意颜色的子像素也可以包括受发光元件而代替发光元件，并且呈现其他颜色的子像素也可以包括发光元件。受发光元件是具有发射光的功能(发光功能)和接收光的功能(受光功能)这两个功能的元件。例如，在像素包括红色的子像素、绿色的子像素及蓝色的子像素这三个子像素的情况下，其中至少一个子像素包括受发光元件且其他子像素包括发光元件。因此，本发明的一个方式的显示装置的显示部具有使用受发光元件和发光元件的双方显示图像的功能。
受发光元件被用作发光元件和受光元件的双方，从而可以对像素附加受光功能而不增加像素所包含的子像素个数。由此，可以在维持像素的开口率(各子像素的开口率)及显示装置的清晰度的同时将摄像功能和感测功能的一方或双方附加到显示装置的显示部。因此，与除了包括发光元件的子像素之外还设置包括受光元件的子像素的情况相比，本发明的一个方式的显示装置可以提高像素的开口率并易于高清晰化。
受发光元件可以通过组合有机EL元件和有机光电二极管来制造。例如，通过对有机EL元件的叠层结构追加有机光电二极管的活性层，可以制造受发光元件。再者，在组合有机EL元件和有机光电二极管来制造的受发光元件中通过一起形成能够具有与有机EL元件共同使用的结构的层，可以抑制成膜工序的增加。
以下，参照附图更具体地说明本发明的一个方式的显示装置。
[显示装置的结构例子1]
〔结构例子1-1〕
图4A是显示面板200的示意图。显示面板200包括衬底201、衬底202、受光元件212、发光元件211R、发光元件211G、发光元件211B、功能层203等。
发光元件211R、发光元件211G、发光元件211B及受光元件212设置在衬底201与衬底202之间。发光元件211R、发光元件211G、发光元件211B分别发射红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)的光。注意，以下在不区别发光元件211R、发光元件211G及发光元件211B时有时将它们记为发光元件211。
显示面板200具有配置为矩阵状的多个像素。一个像素具有一个以上的子像素。一个子像素具有一个发光元件。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)。再者，像素具有受光元件212。受光元件212可以设置在所有像素中，也可以设置在一部分像素中。此外，一个像素也可以具有多个受光元件212。
图4A示出手指220靠近衬底202的表面的状态。发光元件211G所发射的光的一部分被手指220反射。然后，反射光的一部分被入射到受光元件212，由此可以检测手指220靠近衬底202上方。也就是说，显示面板200可以被用作非接触型触摸面板。注意，在手指220触摸衬底202时也可以检测该触摸，所以显示面板200也被用作接触型触摸面板(也简称为触摸面板)。
功能层203包括驱动发光元件211R、发光元件211G及发光元件211B的电路以及驱动受光元件212的电路。功能层203中设置有开关、晶体管、电容器、布线等。另外，当以无源矩阵方式驱动发光元件211R、发光元件211G、发光元件211B及受光元件212时，也可以不设置开关、晶体管等。
显示面板200优选具有检测手指220的指纹的功能。图4B示意性地示出手指220触摸衬底202的状态下的接触部的放大图。此外，图4B示出交替排列的发光元件211和受光元件212。
手指220的指纹由凹部及凸部形成。因此，指纹的凸部如图4B所示地触摸衬底202。
有个表面或界面所反射的光有规则反射和漫反射。规则反射光是入射角与反射角一致的指向性较高的光，扩散反射光是强度的角度依赖性低的指向性较低的光。在手指220的表面所反射的光中，与规则反射相比漫反射的成分为主。另一方面，在衬底202与大气的界面所反射的光中，规则反射的成分为主。
在手指220与衬底202的接触面或非接触面上反射并入射到位于它们正下的受光元件212的光强度是将规则反射光与漫反射光加在一起的光强度。如上所述那样，在手指220的凹部中手指220不触摸衬底202，由此规则反射光(以实线箭头表示)为主，在其凸部中手指220触摸衬底202，由此从手指220反射的漫反射光(以虚线箭头表示)为主。因此，位于凹部正下的受光元件212所接收的光强度高于位于凸部正下的受光元件212。由此，可以拍摄手指220的指纹。
当受光元件212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212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，进一步优选为50μm以下，且为1μm以上，优选为10μm以上，更优选为20μm以上。
图4C示出由显示面板200拍摄的指纹图像的例子。在图4C中，在拍摄范围223内以虚线示出手指220的轮廓，并以点划线示出接触部221的轮廓。在接触部221内，通过利用入射到受光元件212的光量的不同可以拍摄对比度高的指纹222。
注意，即使手指220不触摸衬底202，也可以通过拍摄手指220的指纹的凹凸形状来拍摄指纹。
显示面板200也可以被用作触摸面板、数位板等。图4D示出在将触屏笔225的顶端靠近衬底202的状态下将其向虚线箭头的方向滑动的样子。
如图4D所示，在触屏笔225的顶端扩散的漫反射光入射到位于与该顶端重叠的部分的受光元件212，由此可以高精度地检测出触屏笔225的顶端位置。
图4E示出显示面板200所检测出的触屏笔225的轨迹226的例子。显示面板200可以以高位置精度检测出触屏笔225等检测对象的位置，所以可以在描绘应用程序等中进行高精度的描绘。此外，与使用静电电容式触摸传感器或电磁感应型触摸笔等的情况不同，即便是绝缘性高的被检测体也可以检测出位置，所以可以使用各种书写工具(例如笔、玻璃笔、羽毛笔等)，而与触屏笔225的尖端部的材料无关。
在此，图4F至图4H示出可用于显示面板200的像素的一个例子。
图4F及图4G所示的像素各自包括红色(R)的发光元件211R、绿色(G)的发光元件211G、蓝色(B)的发光元件211B及受光元件212。像素各自包括用来使发光元件211R、发光元件211G、发光元件211B及受光元件212驱动的像素电路。
图4F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4G示出一列上排列有三个发光元件且其下一侧配置有横向长的一个受光元件212的例子。
图4H所示的像素是包括白色(W)的发光元件211W的例子。在此，一列上配置有四个子像素，其下一侧配置有受光元件212。
注意，像素的结构不局限于上述例子，也可以采用各种各样的配置方法。
〔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例子。
图5A所示的显示面板200A以对图4A所示的结构追加的方式包括发光元件211IR。发光元件211IR发射红外光IR。此时，作为受光元件212，优选使用至少能够接收发光元件211IR所发射的红外光IR的元件。另外，作为受光元件212，更优选使用能够接收可见光和红外光的双方的元件。
如图5A所示，在手指220靠近衬底202时，从发光元件211IR发射的红外光IR被手指220反射，该反射光的一部分入射到受光元件212，由此可以取得手指220的位置数据。
图5B至图5D示出可用于显示面板200A的像素的一个例子。
图5B示出一列上排列有三个发光元件且其下侧横向配置有发光元件211IR及受光元件212的例子。此外，图5C示出一列上排列有包括发光元件211IR的四个发光元件且其下侧配置有受光元件212的例子。
图5D示出以发光元件211IR为中心四个方向上配置有三个发光元件及受光元件212的例子。
在图5B至图5D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。
如上所述，各种排列的像素可以应用于本实施方式的显示装置。
[器件结构]
接着，对可用于本发明的一个方式的显示装置的发光元件及受光元件的详细结构进行说明。
本发明的一个方式的显示装置可以采用如下任意结构：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。
在本实施方式中，以顶部发射结构的显示装置为例进行说明。
注意，在本说明书等中，除非另有说明，否则即便在对包括多个要素(发光元件、发光层等)的结构进行说明的情况下，当说明各要素间的共同部分时，省略其符号的字母。例如，当说明在发光层283R及发光层283G等中共同的事项时，有时记为发光层283。
图6A所示的显示装置280A包括受光元件270PD、发射红色(R)的光的发光元件270R、发射绿色(G)的光的发光元件270G及发射蓝色(B)的光的发光元件270B。
各发光元件依次层叠有像素电极271、空穴注入层281、空穴传输层282、发光层、电子传输层284、电子注入层285及公共电极275。发光元件270R包括发光层283R，发光元件270G包括发光层283G，发光元件270B包括发光层283B。发光层283R包含发射红色的光的发光物质，发光层283G包含发射绿色的光的发光物质，发光层283B包含发射蓝色的光的发光物质。
发光元件是向像素电极271与公共电极275之间施加电压而将光发射到公共电极275一侧的电致发光元件。
受光元件270PD依次层叠有像素电极271、空穴注入层281、空穴传输层282、活性层273、电子传输层284、电子注入层285及公共电极275。
受光元件270PD是接收从显示装置280A的外部入射的光并将其转换为电信号的光电转换元件。
在本实施方式中，对在发光元件及受光元件中像素电极271都被用作阳极且公共电极275都被用作阴极的情况进行说明。也就是说，通过将反向偏压施加到像素电极271与公共电极275之间来驱动受光元件，可以检测出入射到受光元件的光而产生电荷并以电流的方式取出。
在本实施方式的显示装置中，受光元件270PD的活性层273使用有机化合物。受光元件270PD的活性层273以外的层可以采用与发光元件相同的结构。由此，只要在发光元件的制造工序中追加形成活性层273的工序，就可以在形成发光元件的同时形成受光元件270PD。此外，发光元件与受光元件270PD可以形成在同一衬底上。因此，可以在不需大幅度增加制造工序的情况下在显示装置内设置受光元件270PD。
在显示装置280A中，示出分别形成受光元件270PD的活性层273及发光元件的发光层283而其他层由受光元件270PD和发光元件共同使用的例子。但是，受光元件270PD及发光元件的结构不局限于此。除了活性层273及发光层283以外，受光元件270PD及发光元件也可以包括其他分别形成的层。受光元件270PD与发光元件优选共同使用一个以上的层(公共层)。由此，可以在不需大幅度增加制造工序的情况下在显示装置内设置受光元件270PD。
作为像素电极271与公共电极275中的提取光一侧的电极使用使可见光透过的导电膜。此外，作为不提取光一侧的电极优选使用反射可见光的导电膜。
本实施方式的显示装置所包括的发光元件优选采用光学微腔谐振器(微腔)结构。因此，发光元件所包括的一对电极中的一个优选为对可见光具有透过性及反射性的电极(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得到的发光谐振，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。
透明电极的光透过率为40％以上。例如，在发光元件中，优选使用对可见光(波长为400nm以上且小于750nm的光)的透过率为40％以上的电极。半透过·半反射电极的对可见光的反射率为10％以上且95％以下，优选为30％以上且80％以下。反射电极的对可见光的反射率为40％以上且100％以下，优选为70％以上且100％以下。另外，这些电极的电阻率优选为1×10-2Ωcm以下。此外，在发光元件发射近红外光(波长为750nm以上且1300nm以下的光)时，优选这些电极的对近红外光的透过率或反射率与对可见光的透过率或反射率同样地满足上述数值范围。
发光元件至少包括发光层283。作为发光层283以外的层，发光元件还可以包括包含空穴注入性高的物质、空穴传输性高的物质、空穴阻挡材料、电子传输性高的物质、电子注入性高的物质、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)等的层。
例如，发光元件及受光元件可以共同使用空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层中的一个以上。另外，发光元件及受光元件可以分别形成空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层中的一个以上。
空穴注入层是将空穴从阳极注入到空穴传输层的包含空穴注入性高的材料的层。作为空穴注入性高的材料，可以使用包含空穴传输性材料及受体材料(电子受体材料)的复合材料或芳香胺化合物(具有芳香胺骨架的化合物)等。
在发光元件中，空穴传输层是通过空穴注入层将从阳极注入的空穴传输到发光层的层。在受光元件中，空穴传输层是将根据入射到活性层中的光所产生的空穴传输到阳极的层。空穴传输层是包含空穴传输性材料的层。作为空穴传输性材料，优选采用空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。注意，只要空穴传输性比电子传输性高，就可以使用上述以外的物质。作为空穴传输性材料，优选使用富π电子型杂芳族化合物(例如，咔唑衍生物、噻吩衍生物、呋喃衍生物等)、芳香胺等空穴传输性高的材料。
在发光元件中，电子传输层是通过电子注入层将阴极所注入的电子传输到发光层的层。在受光元件中，电子传输层是将基于入射到活性层中的光而产生的电子传输到阴极的层。电子传输层是包含电子传输性材料的层。作为电子传输性材料，优选采用电子迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。注意，只要电子传输性比空穴传输性高，就可以使用上述以外的物质。作为电子传输性材料，可以使用包含喹啉骨架的金属配合物、包含苯并喹啉骨架的金属配合物、包含噁唑骨架的金属配合物、包含噻唑骨架的金属配合物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、噁唑衍生物、噻唑衍生物、菲咯啉衍生物、包含喹啉配体的喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、嘧啶衍生物以及含氮杂芳族化合物等缺π电子型杂芳族化合物等的电子传输性高的材料。
电子注入层是将电子从阴极注入到电子传输层的包含电子注入性高的材料的层。作为电子注入性高的材料，可以使用碱金属、碱土金属或者包含上述物质的化合物。作为电子注入性高的材料，也可以使用包含电子传输性材料及供体性材料(电子供体性材料)的复合材料。
发光层283是包含发光物质的层。发光层283可以包含一种或多种发光物质。作为发光物质，适当地使用呈现蓝色、紫色、蓝紫色、绿色、黄绿色、黄色、橙色、红色等发光颜色的物质。此外，作为发光物质，也可以使用发射近红外光的物质。
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283除了发光物质(客体材料)以外还可以包含一种或多种有机化合物(主体材料、辅助材料等)。作为一种或多种有机化合物，可以使用在本实施方式中说明的空穴传输材料和电子传输材料中的一方或双方。此外，作为一种或多种有机化合物，也可以使用双极性材料或TADF材料。
例如，发光层283优选包含磷光材料、容易形成激基复合物的空穴传输材料及电子传输材料的组合。通过采用这样的结构，可以高效地得到利用从激基复合物到发光物质(磷光材料)的能量转移的ExTET(Exciplex-Triplet Energy Transfer：激基复合物-三重态能量转移)的发光。此外，通过选择形成如下激基复合物的组合，该激基复合物呈现与发光物质的最低能量一侧的吸收带的波长重叠的发光，可以使能量转移变得顺利，从而高效地得到发光。通过采用上述结构，可以同时实现发光元件的高效率、低电压驱动以及长寿命。
关于形成激基复合物的材料的组合，空穴传输材料的HOMO能级(最高占有分子轨道能级)优选为电子传输材料的HOMO能级以上的值。空穴传输材料的LUMO能级(最低未占有分子轨道能级)优选为电子传输材料的LUMO能级以上的值。材料的LUMO能级及HOMO能级可以从通过循环伏安(CV)测量测得的材料的电化学特性(还原电位及氧化电位)求出。
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273包含半导体。作为该半导体，可以举出硅等无机半导体及包含有机化合物的有机半导体。在本实施方式中，示出使用有机半导体作为活性层273含有的半导体的例子。通过使用有机半导体，可以以同一方法(例如真空蒸镀法)形成发光层283和活性层273，并可以共同使用制造设备，所以是优选的。
作为活性层273含有的n型半导体的材料，可以举出富勒烯(例如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(供体性)变高。另一方面，富勒烯具有球形状，尽管π电子广泛扩展，但是电子受体性变高。在电子受体性较高时，高速且高效地引起电荷分离，所以对受光元件来说是有益的。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273含有的p型半导体的材料，可以举出铜(II)酞菁(Copper(II)phthalocyanine:CuPc)、四苯基二苯并二茚并芘(Tetraphenyldibenzoperiflanthene：DBP)、酞菁锌(Zinc Phthalocyanine：ZnPc)、锡酞菁(SnPc)、喹吖啶酮等具有电子供体性的有机半导体材料。
此外，作为p型半导体的材料，可以举出咔唑衍生物、噻吩衍生物、呋喃衍生物，具有芳香胺骨架的化合物等。再者，作为p型半导体的材料，可以举出萘衍生物、蒽衍生物、芘衍生物、三亚苯衍生物、芴衍生物、吡咯衍生物、苯并呋喃衍生物、苯并噻吩衍生物、吲哚衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并噻吩衍生物、吲哚咔唑衍生物、卟啉衍生物、酞菁衍生物、萘酞菁衍生物、喹吖啶酮衍生物、聚亚苯亚乙烯衍生物、聚对亚苯衍生物、聚芴衍生物、聚乙烯咔唑衍生物、聚噻吩衍生物等。
具有电子供体性的有机半导体材料的HOMO能级优选比具有电子接收性的有机半导体材料的HOMO能级浅(高)。具有电子供体性的有机半导体材料的LUMO能级优选比具有电子接收性的有机半导体材料的LUMO能级浅(高)。
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，优选共蒸镀n型半导体和p型半导体形成活性层273。此外，也可以层叠n型半导体和p型半导体形成活性层273。
发光元件及受光元件可以使用低分子类化合物或高分子类化合物，还可以包含无机化合物。构成发光元件及受光元件的层可以通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、转印法、印刷法、喷墨法、涂敷法等的方法形成。
图6B所示的显示装置280B与显示装置280A不同之处是：受光元件270PD和发光元件270R具有相同结构。
受光元件270PD和发光元件270R共享活性层273和发光层283R。
在此，受光元件270PD可以采用与发射比要检测的光的波长长的光的发光元件相同的结构。例如，检测蓝色的光的结构的受光元件270PD可以采用与发光元件270R和发光元件270G中的一方或双方相同的结构。例如，检测绿色的光的结构的受光元件270PD可以采用与发光元件270R相同的结构。
与受光元件270PD及发光元件270R具有包括分别形成的层的结构的情况相比，在将受光元件270PD及发光元件270R形成为相同结构的情况下，可以减少成膜工序数以及掩模数。由此，可以减少显示装置的制造工序数以及制造成本。
另外，与受光元件270PD及发光元件270R具有包括分别形成的层的结构的情况相比，在将受光元件270PD及发光元件270R形成为相同结构的情况下，可以减小错位的余地。由此，可以提高像素的开口率并提高光提取效率。由此，可以延长发光元件的使用寿命。另外，显示装置可以显示高亮度。另外，也可以提高显示装置的清晰度。
发光层283R包含发射红色的光的发光材料。活性层273包含吸收其波长比红色的光短的光(例如，绿色的光和蓝色的光中的一方或双方)的有机化合物。活性层273优选包括不容易吸收红色的光且吸收其波长比红色的光短的光的有机化合物。由此，从发光元件270R高效地提取红色的光，受光元件270PD可以高精度地检测出其波长比红色的光短的光。
另外，虽然示出在发光装置280B中发光元件270R及受光元件270PD具有相同结构的例子，但是发光元件270R及受光元件270PD也可以具有彼此不同的厚度的光学调整层。
[显示装置的结构例子2]
以下说明本发明的一个方式的显示装置的详细结构。在此，特别说明包括受光元件及发光元件的显示装置的例子。
〔结构例子2-1〕
图7A是显示装置300A的截面图。显示装置300A包括衬底351、衬底352、受光元件310及发光元件390。
发光元件390依次层叠有像素电极391、缓冲层312、发光层393、缓冲层314及公共电极315。缓冲层312可以具有空穴注入层和空穴传输层中的一方或双方。发光层393包含有机化合物。缓冲层314可以具有电子注入层和电子传输层中的一方或双方。发光元件390具有发射可见光321的功能。此外，显示装置300A还可以包括具有发射红外光的功能的发光元件。
受光元件310依次层叠有像素电极311、缓冲层312、活性层313、缓冲层314及公共电极315。活性层313包含有机化合物。受光元件310具有检测可见光的功能。另外，受光元件310还可以包括检测红外光的功能。
缓冲层312、缓冲层314及公共电极315是发光元件390及受光元件310共同使用的层而跨着设置在发光元件390及受光元件310上。缓冲层312、缓冲层314及公共电极315具有重叠于活性层313及像素电极311的部分、重叠于发光层393及像素电极391的部分以及既不重叠于活性层313及像素电极311也不重叠于发光层393及像素电极391的部分。
在本实施方式中，说明在发光元件390和受光元件310各自中像素电极被用作阳极且公共电极315被用作阴极的情况。也就是说，通过将反向偏压施加到像素电极311与公共电极315之间来驱动受光元件310，显示装置300A可以检测出入射到受光元件310的光来产生电荷，由此可以将其提取为电流。
像素电极311、像素电极391、缓冲层312、活性层313、缓冲层314、发光层393及公共电极315各自可以具有单层结构或叠层结构。
像素电极311和像素电极391都位于绝缘层414上。各像素电极可以使用同一材料及同一工序形成。像素电极311及像素电极391的端部被分隔壁416覆盖。彼此邻接的两个像素电极隔着分隔壁416彼此电绝缘(也称为电分离)。
分隔壁416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416是使可见光透过的层。代替分隔壁416也可以设置遮断可见光的分隔壁。
公共电极315是受光元件310与发光元件390共同使用的层。
受光元件310及发光元件390所包括的一对电极可以使用相同的材料并具有相同的厚度等。由此，可以降低显示装置的制造成本并使制造工序简化。
显示装置300A在一对衬底(衬底351及衬底352)之间包括受光元件310、发光元件390、晶体管331及晶体管332等。
在受光元件310中，位于像素电极311与公共电极315之间的缓冲层312、活性层313及缓冲层314各自可以被称为有机层(包含有机化合物的层)。像素电极311优选具有反射可见光的功能。公共电极315具有使可见光透过的功能。在受光元件310检测出红外光的情况下，公共电极315具有使红外光透过的功能。此外，像素电极311优选具有反射红外光的功能。
受光元件310具有检测光的功能。具体而言，受光元件310是接受从显示装置300A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也可以说是发光元件390的发光被对象物反射的光。此外，光322也可以通过设置在显示装置300A中的透镜等入射到受光元件310。
在发光元件390中，位于像素电极391与公共电极315之间的缓冲层312、发光层393及缓冲层314可以一并被称为EL层。另外，EL层至少包括发光层393。如上所述那样，像素电极391优选具有反射可见光的功能。另外，公共电极315具有使可见光透过的功能。在显示装置300A包括发射红外光的发光元件的情况下，公共电极315具有使红外光透过的功能。此外，像素电极391优选具有反射红外光的功能。
本实施方式的显示装置所包括的发光元件优选采用光学微腔谐振器(微腔)结构。发光元件390也可以在像素电极391与公共电极315之间包括光学调整层。通过采用光学微腔谐振器结构，可以从各发光元件提取加强指定颜色的光。
发光元件390具有发射可见光的功能。具体而言，发光元件390是电压被施加到像素电极391与公共电极315之间时向衬底352一侧发射光(在此，可见光321)的电致发光元件。
受光元件310所包括的像素电极311通过设置在绝缘层414中的开口电连接到晶体管331所包括的源极或漏极。发光元件390所包括的像素电极391通过设置在绝缘层414中的开口电连接到晶体管332所包括的源极或漏极。
晶体管331及晶体管332接触地形成于同一层(图7A中的衬底351)上。
电连接于受光元件310的电路中的至少一部分优选使用与电连接于发光元件390的电路相同的材料及工序而形成。由此，与分别形成两个电路的情况相比，可以减小显示装置的厚度，并可以简化制造工序。
受光元件310及发光元件390各自优选被保护层395覆盖。在图7A中，保护层395设置在公共电极315上并与该公共电极315接触。通过设置保护层395，可以抑制水等杂质混入受光元件310及发光元件390，由此可以提高受光元件310及发光元件390的可靠性。此外，可以使用粘合层342贴合保护层395和衬底352。
衬底352的衬底351一侧的面设置有遮光层358。遮光层358在与发光元件390重叠的位置及与受光元件310重叠的位置包括开口。
这里，受光元件310检测出被对象物反射的发光元件390的发光。但是，有时发光元件390的发光在显示装置300A内被反射而不经过对象物地入射到受光元件310。遮光层358可以减少这种杂散光的影响。例如，在没有设置遮光层358的情况下，有时发光元件390所发射的光323被衬底352反射，由此反射光324入射到受光元件310。通过设置遮光层358，可以抑制反射光324入射到受光元件310。由此，可以减少噪声来提高使用受光元件310的传感器的灵敏度。
作为遮光层358，可以使用遮挡来自发光元件的光的材料。遮光层358优选吸收可见光。作为遮光层358，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358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。
〔结构例子2-2〕
图7B所示的显示装置300B的与上述显示装置300A主要不同之处是包括透镜349。
透镜349设置在衬底352的衬底351一侧。从外部入射的光322经过透镜349入射到受光元件310。作为透镜349及衬底352，优选使用对可见光具有高透过性的材料。
因为光经过透镜349入射到受光元件310，所以可以使入射到受光元件310的光的范围变窄。由此，可以抑制在多个受光元件310间摄像范围重叠，而可以拍摄模糊少的清晰图像。
另外，透镜349可以集聚被入射的光。因此，可以增加入射到受光元件310的光量。由此，可以提高受光元件310的光电转换效率。
〔结构例子2-3〕
图7C所示的显示装置300C的与上述显示装置300A主要不同之处是遮光层358的形状。
从平面来看，遮光层358以其重叠于受光元件310的开口部位于受光元件310的受光区域内侧的方式设置。遮光层358的重叠于受光元件310的开口部的直径越小，可以使入射到受光元件310的光的范围越窄。由此，可以抑制在多个受光元件310间摄像范围重叠，而可以拍摄模糊少的清晰图像。
例如，可以将遮光层358的开口部的面积设为受光元件310的受光区域的面积的80％以下、70％以下、60％以下、50％以下或40％以下，且为1％以上、5％以上或10％以上。遮光层358的开口部面积越小，可以拍摄越清晰的图像。另一方面，当该开口部的面积过小时，到达受光元件310的光量可能会减少，而受光灵敏度可能会降低。因此，优选在上述范围内适当地设定开口部的面积。此外，上述上限值及下限值可以任意组合。另外，可以将受光元件310的受光区域换称为分隔壁416的开口部。
另外，从平面来看，遮光层358的重叠于受光元件310的开口部的中心也可以与受光元件310的受光区域的中心偏离。并且，从平面来看，遮光层358的开口部也可以不与受光元件310的受光区域重叠。由此，可以在受光元件310中仅接收经过遮光层358的开口部的倾斜方向的光。由此，可以高效地限制入射到受光元件310的光的范围，而可以拍摄清晰图像。
〔结构例子2-4〕
图8A所示的显示装置300D的与上述显示装置300A主要不同之处是：缓冲层312不是公共层。
受光元件310包括像素电极311、缓冲层312、活性层313、缓冲层314及公共电极315。发光元件390包括像素电极391、缓冲层392、发光层393、缓冲层314及公共电极315。活性层313、缓冲层312、发光层393及缓冲层392都具有岛状顶面形状。
缓冲层312和缓冲层392可以包含不同材料，也可以包含相同材料。
如此，通过分别形成发光元件390和受光元件310中的缓冲层，提高用于发光元件390及受光元件310的缓冲层的材料的选择自由度，由此更容易实现优化。另外，与分别形成发光元件390和受光元件310时相比，通过将缓冲层314及公共电极315形成为公共层，制造工序简化，而可以缩减制造成本。
〔结构例子2-5〕
图8B所示的显示装置300E的与上述显示装置300A主要不同之处是：缓冲层314不是公共层。
受光元件310包括像素电极311、缓冲层312、活性层313、缓冲层314及公共电极315。发光元件390包括像素电极391、缓冲层312、发光层393、缓冲层394及公共电极315。活性层313、缓冲层314、发光层393及缓冲层394都具有岛状顶面形状。
缓冲层314和缓冲层394可以包含不同材料，也可以包含相同材料。
如此，通过分别形成发光元件390和受光元件310中的缓冲层，提高用于发光元件390及受光元件310的缓冲层的材料的选择自由度，由此更容易实现优化。另外，与分别形成发光元件390和受光元件310时相比，通过将缓冲层312及公共电极315形成为公共层，制造工序简化，而可以缩减制造成本。
〔结构例子2-6〕
图8C所示的显示装置300F的与上述显示装置300A主要不同之处是：缓冲层312及缓冲层314不是公共层。
受光元件310包括像素电极311、缓冲层312、活性层313、缓冲层314及公共电极315。发光元件390包括像素电极391、缓冲层392、发光层393、缓冲层394及公共电极315。缓冲层312、活性层313、缓冲层314、缓冲层392、发光层393及缓冲层394都具有岛状顶面形状。
如此，通过分别形成发光元件390和受光元件310中的缓冲层，提高用于发光元件390及受光元件310的缓冲层的材料的选择自由度，由此更容易实现优化。另外，与分别形成发光元件390和受光元件310时相比，通过将公共电极315形成为公共层，制造工序简化，而可以缩减制造成本。
[显示装置的结构例子3]
以下说明本发明的一个方式的显示装置的更具体结构。
图9是显示装置400的立体图，图10A是显示装置400的截面图。
显示装置400具有贴合衬底353与衬底354的结构。在图9中，以虚线表示衬底354。
显示装置400包括显示部362、电路364及布线365等。图9示出显示装置400中安装有IC(集成电路)373及FPC372的例子。因此，也可以将图9所示的结构称为包括显示装置400、IC及FPC的显示模块。
作为电路364，例如可以使用扫描线驱动电路。
布线365具有对显示部362及电路364供应信号及电力的功能。该信号及电力从外部经由FPC372输入到布线365，或者从IC373输入到布线365。
图9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353上设置IC373的例子。作为IC373，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400及显示模块不一定必须设置有IC。此外，也可以将IC利用COF方式等安装于FPC。
图10A示出图9所示的显示装置400的包括FPC372的区域的一部分、包括电路364的区域的一部分、包括显示部362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10A所示的显示装置400在衬底353与衬底354之间包括晶体管408、晶体管409、晶体管410、发光元件390及受光元件310等。
衬底354和保护层395隔着粘合层342粘合，显示装置400具有固体密封结构。
衬底353和绝缘层412被粘合层355贴合。
显示装置400的制造方法是如下。首先，设置有绝缘层412、各晶体管、受光元件310及发光元件390等的制造衬底和设置有遮光层358等的衬底354被粘合层342贴合。然后，使用粘合层355在剥离制造衬底而露出的面上贴合衬底353，由此将形成在制造衬底上的各构成要素转置到衬底353。衬底353及衬底354优选各自具有柔性。因此，可以提高显示装置400的柔性。
发光元件390具有从绝缘层414一侧依次层叠有像素电极391、缓冲层312、发光层393、缓冲层314及公共电极315的叠层结构。像素电极391通过形成在绝缘层414中的开口与晶体管408的源极和漏极中的一个连接。晶体管408具有控制流过发光元件390的电流的功能。
受光元件310具有从绝缘层414一侧依次层叠有像素电极311、缓冲层312、活性层313、缓冲层314及公共电极315的叠层结构。像素电极311通过形成在绝缘层414中的开口与晶体管409的源极和漏极中的一个连接。晶体管409具有控制储存在受光元件310中的电荷的传送的功能。
发光元件390将光发射到衬底354一侧。此外，受光元件310经过衬底354及粘合层342接收光。衬底354优选使用对可见光的透过性高的材料。
像素电极311及像素电极391可以使用同一材料及同一工序形成。缓冲层312、缓冲层314及公共电极315共同用于受光元件310和发光元件390。除了活性层313及发光层393以外，受光元件310和发光元件390可以共同使用其他层。由此，可以在不需大幅度增加制造工序的情况下在显示装置400内设置受光元件310。
衬底354的衬底353一侧的面设置有遮光层358。遮光层358在与发光元件390重叠的位置及与受光元件310重叠的位置包括开口。通过设置遮光层358，可以控制受光元件310检测光的范围。如上所述那样，优选的是，通过调整设置在与受光元件310重叠的位置的遮光层的开口的位置及面积来控制入射到受光元件310的光。此外，通过设置遮光层358，可以抑制光从发光元件390不经过对象物直接入射到受光元件310。由此，可以实现噪声少且灵敏度高的传感器。
像素电极311及像素电极391的端部被分隔壁416覆盖。像素电极311及像素电极391包含反射可见光的材料，而公共电极315包含透射可见光的材料。
图10A示出具有活性层313的一部分与发光层393的一部分重叠的区域的例子。活性层313与发光层393重叠的部分优选重叠于遮光层358及分隔壁416。
晶体管408、晶体管409及晶体管410都设置在衬底353上。这些晶体管可以使用同一材料及同一工序形成。
衬底353上隔着粘合层355依次设置有绝缘层412、绝缘层411、绝缘层425、绝缘层415、绝缘层418及绝缘层414。绝缘层411及绝缘层425各自的一部分被用作各晶体管的栅极绝缘层。绝缘层415及绝缘层418以覆盖晶体管的方式设置。绝缘层414以覆盖晶体管的方式设置，并被用作平坦化层。此外，对栅极绝缘层的个数及覆盖晶体管的绝缘层的个数没有特别的限制，可以为一个，也可以为两个以上。
优选的是，将水或氢等杂质不容易扩散的材料用于覆盖晶体管的绝缘层中的至少一个。由此，可以将绝缘层用作阻挡层。通过采用这种结构，可以有效地抑制杂质从外部扩散到晶体管中，从而可以提高显示装置的可靠性。
作为绝缘层411、绝缘层412、绝缘层425、绝缘层415及绝缘层418优选使用无机绝缘膜。作为无机绝缘膜，例如可以使用氮化硅膜、氧氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、氧化铝膜、氮化铝膜等。此外，也可以使用氧化铪膜、氧氮化铪膜、氮氧化铪膜、氧化钇膜、氧化锆膜、氧化镓膜、氧化钽膜、氧化镁膜、氧化镧膜、氧化铈膜及氧化钕膜等。此外，也可以层叠上述绝缘膜中的两个以上。
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400的端部附近包括开口。在图10A所示的区域428中，开口形成在绝缘层414中。由此，可以抑制从显示装置400的端部通过有机绝缘膜进入杂质。此外，也可以以其端部位于显示装置400的端部的内侧的方式形成有机绝缘膜，以保护有机绝缘膜不暴露于显示装置400的端部。
在显示装置400的端部附近的区域428中，优选绝缘层418与保护层395通过绝缘层414的开口彼此接触。尤其是，特别优选绝缘层418含有的无机绝缘膜与保护层395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362。因此，可以提高显示装置400的可靠性。
用作平坦化层的绝缘层414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。
通过设置覆盖发光元件390、受光元件310的保护层395，可以抑制水等杂质进入到发光元件390、受光元件310中并提高它们的可靠性。
保护层395可以具有单层结构，也可以具有叠层结构。例如，保护层395也可以具有有机绝缘膜和无机绝缘膜的叠层结构。此时，无机绝缘膜的端部优选延伸到有机绝缘膜的端部的外侧。
图10B是可以被用作晶体管408、晶体管409及晶体管410的晶体管401a的截面图。
晶体管401a设置在绝缘层412(未图示)上，并包括被用作第一栅极的导电层421、被用作第一栅极绝缘层的绝缘层411、半导体层431、被用作第二栅极绝缘层的绝缘层425以及被用作第二栅极的导电层423。绝缘层411位于导电层421和半导体层431之间。绝缘层425位于导电层423和半导体层431之间。
半导体层431具有区域431i及一对区域431n。区域431i被用作沟道形成区域。一对区域431n的一方被用作源极，另一方被用作漏极。区域431n的载流子浓度和导电性高于区域431i。导电层422a及导电层422b通过设置在绝缘层418及绝缘层415中的开口与区域431n连接。
图10C是可以被用作晶体管408、晶体管409及晶体管410的晶体管401b的截面图。另外，图10C示出没有设置绝缘层415的例子。在晶体管401b中，绝缘层425与导电层423同样地被加工，绝缘层418与区域431n接触。
对本实施方式的显示装置所包括的晶体管结构没有特别的限制。例如，可以采用平面型晶体管、交错型晶体管或反交错型晶体管等。此外，晶体管都可以具有顶栅结构或底栅结构。或者，也可以在形成沟道的半导体层上下设置栅极。
作为晶体管408、晶体管409及晶体管410，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、单晶半导体或具有结晶性的半导体(微晶半导体、多晶半导体或其一部分具有结晶区域的半导体)。当使用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(也称为氧化物半导体)。此外，晶体管的半导体层也可以包含硅。作为硅，可以举出非晶硅、结晶硅(低温多晶硅、单晶硅等)等。此外，也可以组合使用采用不同的半导体层的晶体管。例如，也可以通过组合采用低温多晶硅(LTPS)的晶体管和采用氧化物半导体(OS)的晶体管来构成电路。可以将这种技术称为LTPO(Low Temperature Polycrystalline Oxide或者Low Temperature Polysilicon andOxide)。
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，作为半导体层，优选使用包含铟(In)、镓(Ga)和锌(Zn)的氧化物(也记载为IGZO)。
当半导体层为In-M-Zn氧化物时，优选该In-M-Zn氧化物的In的原子数比为M的原子数比以上。作为这种In-M-Zn氧化物的金属元素的原子数比，可以举出In：M：Zn＝1：1：1或其附近的组成、In：M：Zn＝1：1：1.2或其附近的组成、In：M：Zn＝2：1：3或其附近的组成、In：M：Zn＝3：1：2或其附近的组成、In：M：Zn＝4：2：3或其附近的组成、In：M：Zn＝4：2：4.1或其附近的组成、In：M：Zn＝5：1：3或其附近的组成、In：M：Zn＝5：1：6或其附近的组成、In：M：Zn＝5：1：7或其附近的组成、In：M：Zn＝5：1：8或其附近的组成、In：M：Zn＝6：1：6或其附近的组成、In：M：Zn＝5：2：5或其附近的组成等。注意，附近的组成包括所希望的原子数比的±30％的范围。
例如，当记载为原子数比为In：Ga：Zn＝4：2：3或其附近的组成时包括如下情况：In的原子数比为4时，Ga的原子数比为1以上且3以下，Zn的原子数比为2以上且4以下。此外，当记载为原子数比为In：Ga：Zn＝5：1：6或其附近的组成时包括如下情况：In的原子数比为5时，Ga的原子数比大于0.1且为2以下，Zn的原子数比为5以上且7以下。此外，当记载为原子数比为In：Ga：Zn＝1：1：1或其附近的组成时包括如下情况：In的原子数比为1时，Ga的原子数比大于0.1且为2以下，Zn的原子数比大于0.1且为2以下。
电路364所包括的晶体管410和显示部362所包括的晶体管408及晶体管409可以具有相同的结构，也可以具有不同的结构。电路364所包括的多个晶体管可以具有相同的结构，也可以具有两种以上的不同结构。与此同样，显示部362所包括的多个晶体管可以具有相同的结构，也可以具有两种以上的不同结构。
衬底353的不与衬底354重叠的区域中设置有连接部404。在连接部404中，布线365通过导电层366及连接层442与FPC372电连接。在连接部404的顶面上对与像素电极311及像素电极391相同的导电膜进行加工来获得的导电层366露出。因此，通过连接层442可以使连接部404与FPC372电连接。
此外，可以在衬底354的外侧的表面上配置各种光学构件。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354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。
通过将具有柔性的材料用于衬底353及衬底354，可以提高显示装置的柔性。另外，不局限于此，衬底353及衬底354可以使用玻璃、石英、陶瓷、蓝宝石以及树脂等。
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、包含该金属材料的合金材料等。或者，也可以使用该金属材料的氮化物(例如，氮化钛)等。此外，当使用金属材料、合金材料(或者它们的氮化物)时，优选将其形成得薄到具有透光性。此外，可以使用上述材料的叠层膜作为导电层。例如，通过使用银和镁的合金与铟锡氧化物的叠层膜等，可以提高导电性，所以是优选的。上述材料也可以用于构成显示装置的各种布线及电极等的导电层、发光元件及受光元件(或者受发光元件)所包括的导电层(被用作像素电极、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。
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，说明可用于本发明的一个方式的显示装置的电路。
图11A是根据本发明的一个方式的显示装置的像素的方框图。
像素包括OLED、OPD(Organic Photo Diode：有机光电二极管)、传感器电路(记为Sensing Circuit)、驱动晶体管(记为Driving Transistor)及选择晶体管(记为SwitchingTransistor)。
OLED所发射的光在对象物(记为Object)上反射，OPD接收其反射光，由此可以拍摄对象物。本发明的一个方式可以被用作触摸传感器、图像传感器、图像扫描仪等。本发明的一个方式通过拍摄指纹、掌纹、血管(静脉)等可以用于生物识别。另外，也可以拍摄照片、记载有文字等的印刷品、或物体等的表面而将它们作为图像数据取得。
驱动晶体管和选择晶体管构成用来驱动OLED的驱动电路。驱动晶体管具有控制流过OLED的电流的功能，而OLED可以以对应于该电流的亮度发光。选择晶体管具有控制像素的选择或非选择的功能。根据经过选择晶体管从外部输入的视频数据(记为Video Data)的值(例如，电压值)而流过驱动晶体管及OLED的电流大小被控制，由此可以以所希望的发光亮度使OLED发光。
传感器电路相当于用来控制OPD的工作的驱动电路。借助于传感器电路，可以控制如下工作：使OPD的电极的电位复位的复位工作；根据被照射的光量将电荷储存到OPD的曝光工作；将储存在OPD的电荷传送到传感器电路内的节点的传送工作；以及向外部读出电路作为感测数据(记为Sensing Data)输出对应于该电荷的大小的信号(例如，电压或电流)的读出工作等。
图11B所示的像素的与上述像素主要不同之处是：包括与驱动晶体管连接的存储器部(记为Memory)。
存储器部被供应权重数据(记为Weight Data)。驱动晶体管被供应将经过选择晶体管被输入的视频数据和保持在存储器部的权重数据加在一起的数据。借助于保持在存储器部的权重数据，可以使OLED的亮度从仅被供应视频数据时的亮度改变。具体而言，可以提高或降低OLED的亮度。例如，通过提高OLED的亮度，可以提高传感器的受光灵敏度。
图11C示出可用于上述传感器电路的像素电路的一个例子。
图11C所示的像素电路PIX1包括受光元件PD、晶体管M1、晶体管M2、晶体管M3、晶体管M4及电容器C1。这里，示出使用光电二极管作为受光元件PD的例子。
受光元件PD的阴极与布线V1电连接，阳极与晶体管M1的源极和漏极中的一个电连接。晶体管M1的栅极与布线TX电连接，源极和漏极中的另一个与电容器C1的一个电极、晶体管M2的源极和漏极中的一个及晶体管M3的栅极电连接。晶体管M2的栅极与布线RES电连接，源极和漏极中的另一个与布线V2电连接。晶体管M3的源极和漏极中的一个与布线V3电连接，源极和漏极中的另一个与晶体管M4的源极和漏极中的一个电连接。晶体管M4的栅极与布线SE电连接，源极和漏极中的另一个与布线OUT1电连接。
布线V1、布线V2及布线V3各自被供应恒定电位。当以反向偏压驱动受光元件PD时，将低于布线V1的电位供应到布线V2。晶体管M2被供应到布线RES的信号控制，使得连接于晶体管M3的栅极的节点的电位复位至供应到布线V2的电位。晶体管M1被供应到布线TX的信号控制，使得控制将储存在受光元件PD的电荷传送到上述节点的时序。晶体管M3被用作根据上述节点的电位进行输出的放大晶体管。晶体管M4被供应到布线SE的信号控制，并被用作选择晶体管，该选择晶体管用来使用连接于布线OUT1的外部电路读出根据上述节点的电位的输出。
在此，受光元件PD相当于上述OPD。另外，布线OUT1所输出的电位或电流相当于上述感测数据。
图11D示出用来驱动上述OLED的像素电路的一个例子。
图11D所示的像素电路PIX2包括发光元件EL、晶体管M5、晶体管M6、晶体管M7及电容器C2。这里，示出使用发光二极管作为发光元件EL的例子。尤其是，作为发光元件EL，优选使用有机EL元件。
发光元件EL相当于上述OLED，晶体管M5相当于上述选择晶体管，晶体管M6相当于上述驱动晶体管。另外，布线VS相当于被输入上述视频数据的布线。
晶体管M5的栅极与布线VG电连接，源极和漏极中的一个与布线VS电连接，源极和漏极中的另一个与电容器C2的一个电极及晶体管M6的栅极电连接。晶体管M6的源极和漏极中的一个与布线V4电连接，源极和漏极中的另一个与发光元件EL的阳极及晶体管M7的源极和漏极中的一个电连接。晶体管M7的栅极与布线MS电连接，源极和漏极中的另一个与布线OUT2电连接。发光元件EL的阴极与布线V5电连接。
布线V4及布线V5各自被供应恒定电位。可以将发光元件EL的阳极一侧和阴极一侧分别设定为高电位和低于阳极一侧的电位。晶体管M5被供应到布线VG的信号控制，用作用来控制像素电路PIX2的选择状态的选择晶体管。此外，晶体管M6用作根据供应到栅极的电位控制流过发光元件EL的电流的驱动晶体管。当晶体管M5处于导通状态时，供应到布线VS的电位被供应到晶体管M6的栅极，可以根据该电位控制发光元件EL的发光亮度。晶体管M7被供应到布线MS的信号控制，并具有使晶体管M6与发光元件EL之间的电位成为供应到布线OUT2的电位的功能和将晶体管M6与发光元件EL之间的电位通过布线OUT2输出到外部的功能的一方或双方。
图11E示出可用于图11B所示的结构的包括存储器部的像素电路的一个例子。
图11E所示的像素电路PIX3具有对上述像素电路PIX2追加晶体管M8及电容器C3的结构。另外，在像素电路PIX3中，上述像素电路PIX2中的布线VS及布线VG分别为布线VS1及布线VG1。
晶体管M8的栅极与布线VG2电连接，源极和漏极中的一个与布线VS2电连接，其中另一个与电容器C3的一个电极电连接。电容器C3的另一个电极与晶体管M6的栅极、电容器C2的一个电极及晶体管M5的源极和漏极中的另一个电连接。
布线VS1相当于被供应上述视频数据的布线。布线VS2相当于被供应上述权重数据的布线。连接于晶体管M6的栅极的节点相当于上述存储器部。
对像素电路PIX3的工作方法例子进行说明。首先，通过晶体管M5从布线VS1向连接于晶体管M6的栅极的节点写入第一电位。然后，使晶体管M5成为非导通状态，由此该节点成为浮动状态。接着，通过晶体管M8从布线VS2向电容器C3的一个电极写入第二电位。由此，通过电容器C3的电容耦合，上述节点的电位根据第二电位从第一电位变为第三电位。然后，对应于第三电位的电流流过晶体管M6及发光元件EL，由此发光元件EL以对应于该电位的亮度发光。
在本实施方式的显示装置中，也可以使发光元件以脉冲方式发光，以显示图像。通过缩短发光元件的驱动时间，可以降低显示面板的耗电量并抑制发热。尤其是，有机EL元件的频率特性优异，所以是优选的。例如，频率可以为1kHz以上且100MHz以下。另外，也可以使用改变脉冲宽度来使其发光的驱动方法(也称为Duty驱动)。
这里，像素电路PIX1所包括的晶体管M1、晶体管M2、晶体管M3及晶体管M4、像素电路PIX2所包括的晶体管M5、晶体管M6及晶体管M7以及像素电路PIX3所包括的晶体管M8优选使用形成其沟道的半导体层含有金属氧化物(氧化物半导体)的晶体管。
此外，晶体管M1至晶体管M8也可以使用形成其沟道的半导体含有硅的晶体管。尤其是，通过使用单晶硅、多晶硅等结晶性高的硅，可以实现高场效应迁移率，能够进行更高速度的工作，所以是优选的。
此外，晶体管M1至晶体管M8中的一个以上可以使用含有氧化物半导体的晶体管，除此以外的晶体管可以使用含有硅的晶体管。该结构相当于上述LTPO。
例如，被用作保持电荷的开关的晶体管M1、晶体管M2、晶体管M5、晶体管M7、晶体管M8优选使用关态电流极低的采用氧化物半导体的晶体管。此时，其他一个以上的晶体管可以使用采用硅的晶体管。
注意，在像素电路PIX1、像素电路PIX2及像素电路PIX3中，将晶体管表示为n沟道型晶体管，但也可以使用p沟道型晶体管。另外，也可以采用混合n沟道型晶体管和p沟道型晶体管的结构。
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，说明可用于上述实施方式中说明的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-RayDiffraction)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(grain boundary)。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(控制导通/关闭的功能)。换言之，在CAC-OS的材料的一部分中具有导电性的功能且在另一部分中具有绝缘性的功能，在材料的整体中具有半导体的功能。通过使导电性的功能和绝缘性的功能分离，可以最大限度地提高各功能。因此，通过将CAC-OS用于晶体管，可以实现大通态电流(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-like OS、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5)
在本实施方式中，使用图12至图14说明本发明的一个方式的电子设备。
本发明的一个方式的电子设备可以在显示部中进行摄像或检测触摸操作等。由此，可以提高电子设备的功能性、方便性等。
作为本发明的一个方式的电子设备，例如除了电视装置、台式或笔记本型个人计算机、用于计算机等的显示器、数字标牌、弹珠机等大型游戏机等具有较大的屏幕的电子设备以外，还可以举出数码相机、数码摄像机、数码相框、移动电话机、便携式游戏机、便携式信息终端、声音再现装置等。
本发明的一个方式的电子设备也可以包括传感器(该传感器具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)。
本发明的一个方式的电子设备可以具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上的功能；触摸面板的功能；显示日历、日期或时间等的功能；执行各种软件(程序)的功能；进行无线通信的功能；读出储存在存储介质中的程序或数据的功能；等。
图12A所示的电子设备6500是可以被用作智能手机的便携式信息终端设备。
电子设备6500包括外壳6501、显示部6502、电源按钮6503、按钮6504、扬声器6505、麦克风6506、照相机6507及光源6508等。显示部6502具有触摸面板功能。
显示部6502可以使用实施方式2所示的显示装置。
图12B是包括外壳6501的麦克风6506一侧的端部的截面示意图。
外壳6501的显示面一侧设置有具有透光性的保护构件6510，被外壳6501及保护构件6510包围的空间内设置有显示面板6511、光学构件6512、触摸传感器面板6513、印刷电路板6517、电池6518等。
显示面板6511、光学构件6512及触摸传感器面板6513使用粘合层(未图示)固定到保护构件6510。
在显示部6502的外侧的区域中，显示面板6511的一部分叠回，且该叠回部分连接有FPC6515。FPC6515安装有IC6516。FPC6515与设置于印刷电路板6517的端子连接。
显示面板6511可以使用本发明的一个方式的柔性显示器。由此，可以实现极轻量的电子设备。此外，由于显示面板6511极薄，所以可以在抑制电子设备的厚度的情况下安装大容量的电池6518。此外，通过折叠显示面板6511的一部分以在像素部的背面设置与FPC6515的连接部，可以实现窄边框的电子设备。
通过将实施方式2所示的显示装置用于显示面板6511，能够在显示部6502进行摄像。例如，显示面板6511能够拍摄指纹进行指纹识别。
显示部6502还包括触摸传感器面板6513，由此可以对显示部6502附加触摸面板功能。例如，触摸传感器面板6513可以利用静电电容式、电阻膜式、表面声波式、红外线式、光学式、压敏式等各种方式。此外，也可以将显示面板6511用作触摸传感器，在此情况下，不需要设置触摸传感器面板6513。
图13A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使用实施方式2所示的显示装置。
可以通过利用外壳7101所具备的操作开关、另外提供的遥控操作机7111等进行图13A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，也可以通过用手指等触控显示部7000进行电视装置7100的操作。此外，也可以在遥控操作机7111中具备显示从该遥控操作机7111输出的数据的显示部。通过利用遥控操作机7111所具备的操作键或触摸面板，可以进行频道及音量的操作，并可以对显示在显示部7000上的影像进行操作。
此外，电视装置7100具备接收机及调制解调器等。可以通过利用接收机接收一般的电视广播。再者，通过调制解调器连接到有线或无线方式的通信网络，从而进行单向(从发送者到接收者)或双向(发送者和接收者之间或接收者之间等)的信息通信。
图13B示出笔记本型个人计算机的一个例子。笔记本型个人计算机7200包括外壳7211、键盘7212、指向装置7213、外部连接端口7214等。在外壳7211中组装有显示部7000。
可以对显示部7000应用实施方式2所示的显示装置。
图13C和图13D示出数字标牌的一个例子。
图13C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13D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。
显示部7000越大，一次能够提供的信息量越多。显示部7000越大，越容易吸引人的注意，例如可以提高广告宣传效果。
通过将触摸面板用于显示部7000，不仅可以在显示部7000上显示静态图像或动态图像，使用者还能够直觉性地进行操作，所以是优选的。此外，在用于提供线路信息或交通信息等信息的用途时，可以通过直觉性的操作提高易用性。
如图13C和图13D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。
在图13C和图13D中，可以对信息终端设备7311或信息终端设备7411的显示部使用实施方式2所示的显示装置。
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14A至图14F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14A至图14F所示的电子设备具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像及文字图像等)显示在显示部上的功能；触摸面板的功能；显示日历、日期或时间等的功能；通过利用各种软件(程序)控制处理的功能；进行无线通信的功能；读出储存在存储介质中的程序或数据并进行处理的功能；等。注意，电子设备可具有的功能不局限于上述功能，而可以具有各种功能。电子设备可以包括多个显示部。此外，也可以在电子设备中设置照相机等而使其具有如下功能：拍摄静态图像、动态图像等，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14A至图14F所示的电子设备。
图14A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14A中示出三个图标9050的例子。此外，可以将以虚线的矩形示出的信息9051显示在显示部9001的其他面上。作为信息9051的一个例子，可以举出提示收到电子邮件、SNS、电话等的信息；电子邮件、SNS等的标题；电子邮件、SNS等的发送者姓名；日期；时间；电池余量；以及天线接收信号强度的显示等。或者，可以在显示有信息9051的位置上显示图标9050等。
图14B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14C是示出手表型便携式信息终端9200的立体图。便携式信息终端9200例如可以被用作智能手表。此外，显示部9001的显示面弯曲，可沿着其弯曲的显示面进行显示。此外，便携式信息终端9200例如通过与可进行无线通信的耳麦相互通信可以进行免提通话。此外，通过利用连接端子9006，便携式信息终端9200可以与其他信息终端进行数据传输或进行充电等。充电也可以通过无线供电进行。
图14D至图14F是示出可以折叠的便携式信息终端9201的立体图。此外，图14D是将便携式信息终端9201展开的状态的立体图、图14F是折叠的状态的立体图、图14E是从图14D的状态和图14F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]
10：显示装置、11：显示部、12、13、14：驱动电路部、15：电路部、21、21B、21G、21R：像素、22：摄像像素、30：像素、50：显示装置、51、51B、51G、51R：发光元件、52：受光元件、55B、55G、55R：光、56：反射光、59：手指、60B、60G、60R：期间

Claims (6)

1.一种包括第一像素、第二像素及传感器像素的显示装置的驱动方法，
其中，所述传感器像素包括对所述第一像素所呈现的第一颜色的光及所述第二像素所呈现的第二颜色的光具有灵敏度的光电转换元件，
并且，所述驱动方法包括如下期间：
在使所述第一像素点亮且使所述第二像素关灯的状态下进行第一摄像的第一期间；
在使所述第一像素及所述第二像素关灯的状态下进行第一读出的第二期间；
在使所述第二像素点亮且使所述第一像素关灯的状态下进行第二摄像的第三期间；以及
在使所述第一像素及所述第二像素关灯的状态下进行第二读出的第四期间。
2.一种包括第一像素、第二像素及传感器像素的显示装置的驱动方法，
其中，所述第一像素包括呈现第一颜色的光的第一发光元件，
所述第二像素包括呈现第二颜色的光的第二发光元件，
所述传感器像素包括对所述第一颜色的光及所述第二颜色的光具有灵敏度的光电转换元件，
所述驱动方法包括如下期间：
向所述第一像素写入第一数据的第一期间；
在根据所述第一数据使所述第一发光元件点亮的状态下由所述传感器像素进行第一摄像的第二期间；
使所述第一发光元件及所述第二发光元件关灯的第三期间；以及
向所述第二像素写入第二数据的第四期间，
并且，在所述第三期间和所述第四期间的一方或双方从所述传感器像素进行第一读出。
3.根据权利要求2所述的显示装置的驱动方法，
其中所述显示装置包括第三像素，
所述第三像素包括呈现第三颜色的光的第三发光元件，
所述驱动方法在所述第四期间之后包括如下期间：
在根据所述第二数据使所述第二发光元件点亮的状态下由所述传感器像素进行第二摄像的第五期间；
使所述第一发光元件、所述第二发光元件及所述第三发光元件关灯的第六期间；以及
向所述第三像素写入第三数据的第七期间，
并且在所述第六期间和所述第七期间的一方或双方从所述传感器像素进行第二读出。
4.根据权利要求2或3所述的显示装置的驱动方法，
其中所述第一发光元件及所述光电转换元件设置在同一个面上。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的显示装置的驱动方法，
其中所述第一发光元件包括第一像素电极、发光层及第一电极，
所述光电转换元件包括第二像素电极、活性层及所述第一电极，
所述第一电极具有隔着所述发光层与所述第一像素电极重叠的部分以及隔着所述活性层与所述第二像素电极重叠的部分，
并且所述第一像素电极和所述第二像素电极对同一个导电膜进行加工来形成。
6.根据权利要求5所述的显示装置的驱动方法，
其中在所述第一期间，所述第一电极被供应第一电位，所述第一像素电极被供应高于所述第一电位的第二电位，所述第二像素电极被供应低于所述第一电位的第三电位。
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