CN117546608A - 显示装置、显示装置的制造方法、显示模块及电子设备 - Google Patents
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Abstract
提供一种使用者能够看到背面景色且能够以高灵敏度进行摄像的显示装置。显示装置在对可见光具有透光性的衬底上包括第一发光元件、与第一发光元件相邻的第二发光元件、与第二发光元件相邻的受光元件、在第二发光元件与受光元件之间设置的第一有机层以及在第一发光元件与第二发光元件之间设置的第二有机层。第一发光元件具有依次层叠有第一像素电极、第一发光层及公共电极的结构。第二发光元件具有依次层叠有第二像素电极、第二发光层及公共电极的结构。受光元件具有依次层叠有第三像素电极、光电转换层及公共电极的结构。第一有机层的可见光的波长中的至少一部分的波长的光的透过率比第二有机层的该波长的光的透过率低。
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摄像装置。本发明的一个方式涉及一种具有摄像功能的显示装置。本发明的一个方式涉及一种显示模块。本发明的一个方式涉及一种电子设备。
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、其驱动方法或者其制造方法。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、平板终端及笔记本型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，诸如触摸传感器的功能、拍摄指纹以进行识别的功能等。
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。
另外，非专利文献1公开了使用典型UV光刻法的有机光电器件的制造方法。
[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
[非专利文献]
[非专利文献1]B.Lamprecht et al.，“Organic optoelectronic devicefabrication using standard UV photolithography”phys.stat.sol.(RRL)2，No.1，p.16-18(2008)
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能够以高灵敏度进行摄像的显示装置或摄像装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种高清晰的显示装置或摄像装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种开口率高的显示装置或摄像装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种使用者能够看到背面景色的显示装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种光提取效率高的显示装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种显示质量高的显示装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够取得指纹等生物信息的显示装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种被用作触摸传感器的显示装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种功能性高的显示装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种可靠性高的显示装置或摄像装置。此外，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或摄像装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种包括上述显示装置或摄像装置的电子设备。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种上述显示装置、摄像装置或电子设备的制造方法。
注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。注意，本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。可以从说明书、附图或权利要求书等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，在对可见光具有透光性的衬底上包括第一发光元件、与第一发光元件相邻的第二发光元件、与第二发光元件相邻的受光元件、在第二发光元件与受光元件之间设置的第一有机层以及在第一发光元件与第二发光元件之间设置的第二有机层，其中，第一发光元件包括第一像素电极、第一像素电极上的第一发光层及第一发光层上的公共电极，第二发光元件包括第二像素电极、第二像素电极上的第二发光层及第二发光层上的公共电极，受光元件包括第三像素电极、第三像素电极上的光电转换层及光电转换层上的公共电极，第一有机层及第二有机层上设置有公共电极，公共电极对可见光具有透光性，并且，第一有机层的可见光的波长中的至少一部分的特定波长的光的透过率比第二有机层的特定波长的光的透过率低。
另外，本发明的一个方式是一种显示装置，在对可见光具有透光性的衬底上包括第一发光元件、与第一发光元件相邻的第二发光元件、与第二发光元件相邻的受光元件、在第二发光元件与受光元件之间设置的第一有机层以及在第一发光元件与第二发光元件之间设置的第二有机层，其中，第一发光元件包括第一像素电极、第一像素电极上的第一发光层及第一发光层上的公共电极，第二发光元件包括第二像素电极、第二像素电极上的第二发光层及第二发光层上的公共电极，第一有机层及第二有机层上设置有公共电极，公共电极对可见光具有透光性，受光元件包括第三像素电极、第三像素电极上的光电转换层及光电转换层上的公共电极，并且，第一有机层的红色、绿色和蓝色中的至少一个颜色的光的透过率比第二有机层的透过率低。
另外，在上述方式中，第一及第二像素电极也可以对可见光具有透光性。
另外，在上述方式中，第一至第三像素电极的端部也可以具有锥形形状，第一发光层也可以覆盖第一像素电极的端部，第二发光层也可以覆盖第二像素电极的端部，并且光电转换层也可以覆盖第三像素电极的端部。
另外，在上述方式中，第一发光层也可以在第一像素电极的端部与第二有机层之间具有第一锥形部，第二发光层也可以在第二像素电极的端部与第二有机层之间具有第二锥形部，并且光电转换层也可以在第三像素电极的端部与第一有机层之间具有第三锥形部。
另外，在上述方式中，也可以包括第一发光层上的第一载流子传输层、第二发光层上的第二载流子传输层以及光电转换层上的第三载流子传输层。
另外，在上述方式中，也可以包括第一载流子传输层、第二载流子传输层、第三载流子传输层、第一有机层及第二有机层上的公共层以及公共层上的公共电极。
另外，在上述方式中，公共层也可以包括载流子注入层。
包括本发明的一个方式的显示装置以及连接器和集成电路中的至少一个的显示模块也是本发明的一个方式。
包括本发明的一个方式的显示模块以及电池、相机、扬声器和麦克风中的至少一个的电子设备也是本发明的一个方式。
另外，本发明的一个方式是一种显示装置的制造方法，包括如下步骤：在对可见光具有透光性的衬底上形成第一像素电极、第二像素电极及第三像素电极；在衬底及第一至第三像素电极上形成第一发光膜；在第一发光膜上形成第一牺牲膜；通过对第一发光膜及第一牺牲膜进行加工来形成第一发光层及第一发光层上的第一牺牲层；在衬底、第二像素电极、第三像素电极及第一牺牲层上形成第二发光膜；在第二发光膜上形成第二牺牲膜；通过对第二发光膜及第二牺牲膜进行加工来形成与第一发光层相邻的第二发光层及第二发光层上的第二牺牲层；在衬底、第三像素电极、第一牺牲层及第二牺牲层上形成光电转换膜；在光电转换膜上形成第三牺牲膜；通过对光电转换膜及第三牺牲膜进行加工来形成与第二发光层相邻的光电转换层及光电转换层上的第三牺牲层；在第二发光层与光电转换层之间形成第一有机层；在第一发光层与第二发光层之间形成第二有机层，其中第二有机层的可见光的波长中的至少一部分的特定波长的光的透过率比第一有机层的特定波长的光的透过率高；去除第一至第三牺牲层中的至少一部分；以及在第一发光层、第二发光层、光电转换层、第一有机层及第二有机层上形成对可见光具有透光性的公共电极。
另外，本发明的一个方式是一种显示装置的制造方法，包括如下步骤：在对可见光具有透光性的衬底上形成第一像素电极、第二像素电极及第三像素电极；在衬底及第一至第三像素电极上形成第一发光膜；在第一发光膜上形成第一牺牲膜；通过对第一发光膜及第一牺牲膜进行加工来形成第一发光层及第一发光层上的第一牺牲层；在衬底、第二像素电极、第三像素电极及第一牺牲层上形成第二发光膜；在第二发光膜上形成第二牺牲膜；通过对第二发光膜及第二牺牲膜进行加工来形成与第一发光层相邻的第二发光层及第二发光层上的第二牺牲层；在衬底、第三像素电极、第一牺牲层及第二牺牲层上形成光电转换膜；在光电转换膜上形成第三牺牲膜；通过对光电转换膜及第三牺牲膜进行加工来形成与第二发光层相邻的光电转换层及光电转换层上的第三牺牲层；在第二发光层与光电转换层之间形成第一有机层；在第一发光层与第二发光层之间形成第二有机层，其中第二有机层的红色、绿色和蓝色中的至少一个颜色的光的透过率比第一有机层的透过率高；去除第一至第三牺牲层中的至少一部分；以及在第一发光层、第二发光层、光电转换层、第一有机层及第二有机层上形成对可见光具有透光性的公共电极。
另外，在上述方式中，第一及第二像素电极也可以对可见光具有透光性。
另外，在上述方式中，也可以包括如下步骤：在形成第二有机层之前，在第一至第三牺牲层及第一有机层上形成保护膜；在保护膜上形成有机膜；以及通过对有机膜进行加工来形成第二有机层。
另外，在上述方式中，也可以包括通过对保护膜进行加工来形成第二有机层下的保护层的步骤。
另外，在上述方式中，也可以包括如下步骤：在去除第一至第三牺牲层中的至少一部分之后，在第一发光层、第二发光层、光电转换层、第一有机层及第二有机层上形成公共层；以及在公共层上形成公共电极。
另外，在上述方式中，公共层也可以包括载流子注入层。
另外，在上述方式中，也可以包括如下步骤：在形成第一发光膜之后且形成第一牺牲膜之后，在第一发光膜上形成被用作第一载流子传输层的膜；通过对第一发光膜、被用作第一载流子传输层的膜及第一牺牲膜进行加工来形成第一发光层、第一发光层上的第一载流子传输层及第一载流子传输层上的第一牺牲层；在形成第二发光膜之后且形成第二牺牲膜之后，在第二发光膜上形成被用作第二载流子传输层的膜；通过对第二发光膜、被用作第二载流子传输层的膜及第二牺牲膜进行加工来形成第二发光层、第二发光层上的第二载流子传输层及第二载流子传输层上的第二牺牲层；在形成光电转换膜之后且形成第三牺牲膜之后，在光电转换膜上形成被用作第三载流子传输层的膜；以及通过对光电转换膜、被用作第三载流子传输层的膜及第三牺牲膜进行加工来形成光电转换层、光电转换层上的第三载流子传输层及第三载流子传输层上的第三牺牲层。
另外，在上述方式中，也可以包括如下步骤：以其端部具有锥形的方式形成第一至第三像素电极；通过对第一发光膜进行加工来以覆盖第一像素电极的端部的方式形成第一发光层；通过对第二发光膜进行加工来以覆盖第二像素电极的端部的方式形成第二发光层；以及通过对光电转换膜进行加工来以覆盖第三像素电极的端部的方式形成光电转换层。
另外，在上述方式中，也可以包括如下步骤：通过对第一发光膜进行加工来以在第一像素电极的端部与第一牺牲层的端部之间具有第一锥形部的方式形成第一发光层；通过对第二发光膜进行加工来以在第二像素电极的端部与第二牺牲层的端部之间具有第二锥形部的方式形成第二发光层；以及通过对光电转换膜进行加工来以在第三像素电极的端部与第三牺牲层的端部之间具有第三锥形部的方式形成光电转换层。
发明效果
根据本发明的一个方式，可以提供一种能够以高灵敏度进行摄像的显示装置或摄像装置。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种高清晰的显示装置或摄像装置。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种开口率高的显示装置或摄像装置。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种使用者能够看到背面景色的显示装置。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种光提取效率高的显示装置。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种显示质量高的显示装置。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种能够取得指纹等生物信息的显示装置。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种被用作触摸传感器的显示装置。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种功能性高的显示装置。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种可靠性高的显示装置或摄像装置。此外，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或摄像装置。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种包括上述显示装置或摄像装置的电子设备。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种上述显示装置、摄像装置或电子设备的制造方法。
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。此外，本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。可以从说明书、附图或权利要求书等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俯视图。图1B、图1C1及图1C2是示出显示装置的结构例子的截面图。
图2是示出显示装置的结构例子的截面图。
图3A及图3B是示出显示装置的结构例子的截面图。
图4A及图4B是示出显示装置的结构例子的截面图。
图5A、图5B1及图5B2是示出显示装置的结构例子的截面图。
图6A至图6E是示出显示装置的制造方法例子的截面图。
图7A至图7C是示出显示装置的制造方法例子的截面图。
图8A至图8C是示出显示装置的制造方法例子的截面图。
图9A至图9D是示出显示装置的制造方法例子的截面图。
图10A至图10D是示出显示装置的制造方法例子的截面图。
图11A及图11B是示出显示装置的制造方法例子的截面图。
图12A至图12D是示出显示装置的制造方法例子的截面图。
图13A至图13C是示出显示装置的制造方法例子的截面图。
图14A及图14B是示出显示装置的制造方法例子的截面图。
图15是示出显示装置的结构例子的立体图。
图16A是示出显示装置的结构例子的截面图。图16B1及图16B2是示出晶体管的结构例子的截面图。
图17是示出显示装置的结构例子的截面图。
图18是示出显示装置的结构例子的截面图。
图19是示出显示装置的结构例子的截面图。
图20A至图20D是示出显示装置的结构例子的截面图。
图21是示出显示装置的结构例子的立体图。
图22是示出显示装置的结构例子的截面图。
图23是示出显示装置的结构例子的截面图。
图24是示出显示装置的结构例子的截面图。
图25是示出显示装置的结构例子的截面图。
图26A及图26B是示出显示面板的结构例子的俯视图。
图27A至图27C是示出显示面板的结构例子的俯视图。
图28A及图28B是示出显示面板的结构例子的截面图。
图29A、图29B及图29D是示出显示装置的例子的截面图。图29C及图29E是示出图像的例子的图。图29F至图29H是示出像素的例子的俯视图。
图30A是示出显示装置的结构例子的截面图。图30B至图30D是示出像素的例子的俯视图。
图31A是示出显示装置的结构例子的截面图。图31B至图31I是示出像素的一个例子的俯视图。
图32A及图32B是示出显示装置的结构例子的图。
图33A至图33G是示出显示装置的结构例子的图。
图34A至图34F是示出像素的例子的图。图34G及图34H是示出像素的电路图的例子的图。
图35A至图35J是示出显示装置的结构例子的图。
图36A及图36B是示出显示装置的使用例子的图。
图37是示出显示装置的使用例子的图。
图38是示出显示装置的使用例子的图。
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、层的厚度或区域。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。
注意，以下，“上”及“下”等方向的表现基本上按照附图的方向而使用。但是，例如为了简化起见，说明书中的“上”或“下”表示的方向有时与附图不一致。例如，当说明叠层体的叠层顺序(或者形成顺序)时，即使附图中的设置该叠层体的一侧的面(被形成面、支撑面、结合面或平坦面等)位于该叠层体的上侧，有时也将该方向记载为“下”，且将与此相反的方向记载为“上”等。
另外，在本说明书等中，根据情况或状态，可以互相调换“膜”和“层”。例如，有时可以将“导电层”变换为“导电膜”，将“绝缘层”变换为“绝缘膜”。
注意，在本说明书等中，EL层是指设置在发光元件的一对电极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。此外，PD层是指设置在受光元件的一对电极间且至少包括光电转换材料的层(也称为活性层或光电转换层)或包括活性层的叠层体。
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例如显示(输出)图像的面板。因此，显示面板是输出装置的一个方式。
在本说明书等中，有时将显示面板的衬底上安装有例如FPC(Flexible PrintedCircuit：柔性印刷电路)或TCP(Tape Carrier Package：载带封装)等连接器的结构或在衬底上以COG(Chip On Glass：玻璃覆晶封装)方式等直接安装IC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。
(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显示装置的制造方法例子。
本发明的一个方式是一种显示装置，其中衬底上设置有发光元件(也称为发光器件)及受光元件(也称为受光器件)。发光元件包括一对电极及该一对电极间的EL层。受光元件包括一对电极及该一对电极间的PD层。在此，EL层至少包括发光层，优选包括多个层。EL层例如优选包括发光层及发光层上的载流子传输层(空穴传输层或电子传输层)。另外，PD层至少包括活性层(也称为光电转换层)，优选包括多个层。PD层例如优选包括活性层及活性层上的载流子传输层(空穴传输层或电子传输层)。
发光元件优选为有机EL元件(有机电致发光元件)。受光元件优选为有机光电二极管(有机光电转换元件)。
显示装置优选包括发射不同颜色的光的两个以上的发光元件。发射不同颜色的光的发光元件分别包括包含不同材料的EL层。例如通过包括分别发射红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)的光的三种发光元件，可以实现全彩色显示装置。
由于可以通过多个受光元件进行摄像，所以本发明的一个方式被用作摄像装置。此时，发光元件可以被用作用来摄像的光源。另外，由于可以通过多个发光元件显示图像，所以本发明的一个方式被用作显示装置。因此，可以说本发明的一个方式是具有摄像功能的显示装置或具有显示功能的摄像装置。
例如，在本发明的一个方式的显示装置的显示部中，发光元件被配置为矩阵状，并且受光元件被配置为矩阵状。因此，显示部具有显示图像的功能并被用作受光部。由于可以通过设置在显示部中的多个受光元件拍摄图像，所以显示装置可以被用作图像传感器或触摸传感器。也就是说，本发明的一个方式的显示装置例如利用显示部拍摄图像。或者，本发明的一个方式的显示装置可以检测出对象物靠近或接触显示部。并且，设置在显示部中的发光元件可以被用作受光时的光源，因此不需要除了显示装置以外另行设置光源，可以实现功能性高的显示装置而无需增加电子构件的构件数量。
在本说明书等中，当记载为“触摸传感器”时，有时包括具有检测出靠近但不接触的物体的功能的“非接触触摸传感器”。
在本发明的一个方式中，在对象物反射显示部中的发光元件所发射的光时，受光元件可以检测出其反射光，因此即使在黑暗的环境下也可以进行摄像以及对象物的触摸检测。
另外，在本发明的一个方式的显示装置中，可以在指头或手掌等接触显示部时拍摄指纹或掌纹。因此，包括本发明的一个方式的显示装置的电子设备可以利用所拍摄的指纹或掌纹的图像执行生物识别。由此，不需要另外设置用于指纹识别或掌纹识别的摄像装置并可以缩减电子设备的构件数量。此外，由于显示部以矩阵状设置有受光元件，所以显示部的任何部分都可以拍摄指纹及掌纹，从而可以实现方便性良好的电子设备。
在此，已知通过使用金属掩模等荫罩的蒸镀法来形成在不同颜色的发光元件之间分别形成EL层并形成PD层。然而，该方法不容易实现高清晰化及高开口率化，因为由于金属掩模的精度、金属掩模与衬底的错位、金属掩模的弯曲及例如蒸气的散射而沉积的膜的轮廓扩大等各种影响而岛状有机膜的形状及位置不同于设计。另外，在进行蒸镀时有时起因于附着于金属掩模的材料而产生尘屑。这种尘屑有可能导致发光元件的图案不良。另外，有可能发生起因于尘屑的短路。另外，需要附着于金属掩模的材料的清洗工序。由此，例如采用Pentile排列等特殊像素排列方式以疑似性地提高清晰度(也称为像素密度)。
在本发明的一个方式中，将EL层及PD层加工为微细图案而不使用金属掩模等荫罩。由此，可以实现功能性高且具有高清晰度及高开口率的显示装置。此外，由于可以分别形成EL层，所以可以实现非常鲜明且对比度高的显示质量高的显示装置。
当分别形成EL层及PD层时，在相邻的EL层之间以及相邻的EL层与PD层之间形成空间。并且，例如在EL层及PD层上形成公共电极时，有时公共电极进入该空间而公共电极发生断开。此外，有时公共电极在该空间局部薄膜化而电阻上升。于是，通过使用绝缘层填充该空间，可以抑制上述不良的发生，从而可以实现可靠性高的显示装置。
在此，例如，当作为设置在显示装置中的衬底使用对可见光具有透光性的衬底且在上述空间中设置对可见光具有高透光性的绝缘层时，外光可以透过该绝缘层。另外，例如当发光元件所包括的一对电极为对可见光具有透光性的电极时，外光可以透过发光元件。由此，显示装置的使用者可以看到显示装置的背面景色作为实像。
在本说明书等中，在A对光B具有透光性时，A的光B的透过率为5％以上。
另一方面，当在上述空间中设置对可见光具有高透光性的绝缘层时，有时因杂散光而EL层所发射的光的一部分入射到PD层，在使用包括PD层的受光元件进行摄像时发生噪声而导致摄像灵敏度下降。
于是，在本发明的一个方式的显示装置中，在EL层与EL层间的空间设置对可见光具有高透光性的绝缘层，在EL层与PD层间的空间设置对可见光具有高遮光性的绝缘层。由此，本发明的一个方式的显示装置可以在使显示装置的使用者能够看到背面景色作为实像的同时抑制杂散光所导致的摄像灵敏度的下降。
设置在上述空间中的绝缘层例如可以为有机层，例如可以为树脂。例如，设置在EL层与EL层间的空间中的绝缘层可以使用光致抗蚀剂等感光树脂。另外，设置在EL层与PD层间的空间中的绝缘层可以为着色层(也称为滤色片)，例如可以为彩色抗蚀剂(也称为滤色片用感光抗蚀剂)。例如，通过将设置在EL层与EL层间的空间中的绝缘层用作光致抗蚀剂，并将设置在EL层与PD层间的空间中的绝缘层用作彩色抗蚀剂，可以在涂敷光致抗蚀剂或彩色抗蚀剂之后只通过曝光及显影的工序在上述空间中形成绝缘层。
[结构例子1]
图1A示出显示装置100的俯视示意图。显示装置100包括多个呈现红色光的发光元件130R、多个呈现绿色光的发光元件130G、多个呈现蓝色光的发光元件130B及多个受光元件150。在图1A中，为了简单地区别各发光元件，对各发光元件的发光区域内附上R、G或B的符号。此外，在图1A中，对受光元件的发光区域内附上S的符号。
在本说明书等中，例如在说明发光元件130R、发光元件130G及发光元件130B之间的共同事项时，有时称为发光元件130而进行说明。同样地，在说明用字母进行区别的其他构成要素之间的共同事项时，有时用省略字母的符号进行说明。
发光元件130R、发光元件130G、发光元件130B及受光元件150都以矩阵状排列。图1A示出两个元件在一个方向上交替排列的结构。注意，发光元件及受光元件的排列方法不局限于此，可以使用条纹排列、S条纹排列、Delta排列、拜耳排列或锯齿形(zigzag)排列等排列方法，也可以使用Pentile排列或Diamond排列等。
作为发光元件130R、发光元件130G及发光元件130B，优选使用OLED(OrganicLight Emitting Diode：有机发光二极管)或QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode：量子点发光二极管)等EL元件。作为EL元件含有的发光物质，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(例如量子点材料)及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)等。
作为受光元件150，例如可以使用pn型或pin型光电二极管(PhotoDiode，也称为PD)。受光元件150被用作检测入射到受光元件150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150，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装置。
通过显示装置100包括受光元件150，显示装置100可以摄像图像。因此，显示装置100可以被用作图像传感器或触摸传感器。就是说，显示装置100例如可以由显示部摄像图像。或者，显示装置100可以检测出对象物靠近或接触显示部。再者，发光元件130由于可以被用作受光时的光源，所以除显示装置100以外不需要另行设置光源。因此，显示装置100可以为功能性高的显示装置而不增加电子构件的构件数量。
在显示装置100中，在从发光元件130发射的光被对象物反射时，受光元件150可以检测其反射光。因此显示装置100即使在黑暗的环境下也可以进行摄像以及对象物的触摸(包括非接触)检测。
在显示装置100中，可以在指头或手掌等接触显示部时拍摄指纹或掌纹。因此，包括显示装置100的电子设备可以利用所拍摄的指纹或掌纹的图像执行生物识别。由此，不需要另外设置用于指纹识别或掌纹识别的摄像装置并可以缩减电子设备的构件数量。此外，由于显示部以矩阵状设置有受光元件150，所以显示部的任何部分都可以拍摄指纹及掌纹。因此，包括显示装置100的电子设备可以为方便性良好的电子设备。
图1A示出发光元件130R、发光元件130G、发光元件130B及受光元件150所包括的公共电极115以及与公共电极115电连接的连接电极113。
连接电极113被供应用来向公共电极115供应的电位。连接电极113设置在排列有发光元件130及受光元件150的显示部的外部。
连接电极113可以沿着显示部的外周设置。例如，既可以沿着显示部的外周的一个边设置，又可以跨着显示部的外周的两个边以上设置。换言之，当显示部的顶面形状为长方形时，连接电极113的顶面形状可以为带状、L字状、匚字状(方括号状)或框状等。
图1B是对应于图1A中的点划线A1-A2的截面示意图。图1B示出衬底101、衬底101上的绝缘层103以及绝缘层103上的发光元件130R、发光元件130G、发光元件130B及受光元件150。
衬底101可以为对可见光具有透光性的衬底。衬底101例如可以为玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底或塑料衬底。
绝缘层103可以被用作层间绝缘层。例如，虽然在图1B中未图示，但是衬底101上设置有包括晶体管的层，可以以覆盖该层的方式设置绝缘层103。绝缘层103优选被平坦化，但是也可以不被平坦化。
在此，如图1B所示，绝缘层103也可以在相邻的发光元件130之间具有凹部。此外，绝缘层103也可以在相邻的发光元件130与受光元件150之间具有凹部。注意，绝缘层103有时在相邻的发光元件130之间以及相邻的发光元件130与受光元件150之间不具有凹部。
发光元件130R包括像素电极111R、像素电极111R上的EL层112R、EL层112R上的公共层114以及公共层114上的公共电极115。发光元件130G包括像素电极111G、像素电极111G上的EL层112G、EL层112G上的公共层114以及公共层114上的公共电极115。发光元件130B包括像素电极111B、像素电极111B上的EL层112B、EL层112B上的公共层114以及公共层114上的公共电极115。受光元件150包括导电层131、导电层131上的像素电极111S、像素电极111S上的PD层155、PD层155上的公共层114以及公共层114上的公共电极115。注意，像素电极111有时被称为下部电极，公共电极115有时被称为上部电极。
发光元件130R中的EL层112R包含发射至少在红色波长区域(例如，波长为590nm以上且小于830nm)具有强度的光的发光有机化合物。发光元件130G中的EL层112G包含发射至少在绿色波长区域(例如，波长为490nm以上且小于590nm)具有强度的光的发光有机化合物。发光元件130B中的EL层112B包含发射至少在蓝色波长区域(例如，波长为360nm以上且小于490nm)具有强度的光的发光有机化合物。包括在EL层112中的包含发光有机化合物的层可以说是发光层。显示装置100也可以包括发射在红外波长区域，例如近红外波长区域(例如，波长830nm以上且小于2500nm)具有强度的光的EL层112。
另外，EL层112优选在发光层上包括载流子传输层。由此，可以防止在显示装置100的制造工序中发光层露出到最表面而减少发光层受到的损伤。因此，可以提高显示装置100的可靠性。
再者，EL层112可以包括空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子阻挡层、电子传输层和电子注入层中的一个以上。例如，EL层112可以具有从像素电极111一侧依次层叠有空穴注入层、空穴传输层、发光层及电子传输层的结构。或者，EL层112可以具有从像素电极111一侧依次层叠有电子注入层、电子传输层、发光层及空穴传输层的结构。
在本说明书等中，可见光例如示出波长为360nm以上且小于830nm的光，红外光例如示出波长为830nm以上的光。
在本说明书等中，有时将空穴或电子表示为“载流子”。具体而言，有时将空穴注入层或电子注入层称为“载流子注入层”，将空穴传输层或电子传输层称为“载流子传输层”，将空穴阻挡层或电子阻挡层称为“载流子阻挡层”。注意，上述载流子注入层、载流子传输层及载流子阻挡层有时无法根据其截面形状或特性等明确地进行区分。另外，有时一个层兼具载流子注入层、载流子传输层和载流子阻挡层中的两者或三者的功能。
受光元件150所包括的PD层155包含对可见光或红外光具有灵敏度的光电转换材料。PD层155所包括的光电转换材料具有灵敏度的波长区域优选包括发光元件130R所发射的光的波长区域、发光元件130G所发射的光的波长区域和发光元件130B所发射的光的波长区域中的一个以上。或者，也可以使用对其波长比发光元件130R所发射的光的波长区域长的红外光具有灵敏度的光电转换材料。包括在PD层155中的包含光电转换材料的层可以说是活性层或光电转换层。
此外，PD层155优选在活性层上包括载流子传输层。由此，可以防止在显示装置100的制造工序中活性层露出到最表面而减少活性层受到的损伤。因此，可以提高显示装置100的可靠性。
再者，PD层155可以包括空穴传输层、空穴阻挡层、电子阻挡层和电子传输层中的一个以上。例如，PD层155可以具有从像素电极111一侧依次层叠有空穴传输层、活性层及电子传输层的结构。或者，EL层112可以具有从像素电极111一侧依次层叠有电子传输层、活性层及空穴传输层的结构。
公共层114可以为电子注入层或空穴注入层。在公共层114包括电子注入层时，EL层112不需要包括电子注入层，而在公共层114包括空穴注入层时，EL层112不需要包括空穴注入层。这里，作为公共层114，优选使用电阻尽可能低的材料。或者，通过尽可能形成得薄，可以降低公共层114的厚度方向的电阻，所以是优选的。例如，公共层114的厚度优选为1nm以上且5nm以下，更优选为1nm以上且3nm以下。
注意，公共层114也可以包括空穴传输层、空穴阻挡层、电子阻挡层或电子传输层。如上所述，公共层114可以包括空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子阻挡层、电子传输层和电子注入层中的至少一个。公共层114所包括的层可以不包括在EL层112及PD层155中。
在此，发光元件130中的公共层114的功能和受光元件150中的公共层114的功能有时不同。例如，公共层114在发光元件130中可以被用作电子注入层或空穴注入层，在受光元件150中可以被用作电子传输层或空穴传输层。
导电层131可以为对可见光具有反射性的导电层，例如可以使用金属材料。例如，作为导电层131，可以使用金、银、铂、镁、镍、钨、铬、钼、铁、钴、铜、钯及钛等金属材料或包含该金属材料的合金材料(例如，银和镁的合金)。或者，也可以将该金属材料的氮化物(例如氮化钛)用于导电层131。
像素电极111及公共电极115可以为对可见光具有透光性的导电层。例如，可以将氧化铟、铟锡氧化物、铟锌氧化物、氧化锌或包含镓的氧化锌等导电氧化物或者石墨烯用于像素电极111及公共电极115。或者，可以将金、银、铂、镁、镍、钨、铬、钼、铁、钴、铜、钯及钛等金属材料或包含该金属材料的合金材料用于像素电极111及公共电极115。或者，也可以将该金属材料的氮化物(例如，氮化钛)用于像素电极111及公共电极115。此外，当使用金属材料或合金材料(或者它们的氮化物)时，优选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，通过将银和镁的合金与铟锡氧化物的叠层膜用于像素电极111及公共电极115，可以提高像素电极111及公共电极115的导电性，所以是优选的。
EL层112及PD层155上设置有保护层146。例如，EL层112及PD层155中的不与公共层114接触的区域中设置有保护层146。
相邻的发光元件130与受光元件150之间设置有绝缘层125及绝缘层126。例如，相邻的EL层112与PD层155之间设置有绝缘层125及绝缘层126。另外，相邻的两个发光元件130之间设置有绝缘层125及绝缘层127。例如，相邻的两个EL层112之间设置有绝缘层125及绝缘层127。
具体而言，绝缘层125例如设置在EL层112的侧面、PD层155的侧面、保护层146的侧面、保护层146的顶面及绝缘层103的顶面。通过设置绝缘层125，可以抑制水等杂质从EL层112及PD层155的侧面向内部进入。
另外，绝缘层126设置在绝缘层125上，并可以填充位于相邻的EL层112与PD层155间的空间。再者，绝缘层127设置在绝缘层125上，并可以填充位于相邻的两个EL层112间的空间。绝缘层126及绝缘层127上设置有公共层114及公共电极115。
通过设置绝缘层126及绝缘层127，可以抑制位于相邻的EL层112与PD层155间的空间及位于相邻的两个EL层112间的空间上的公共电极115发生断开，从而可以抑制连接不良的发生。另外，可以抑制电阻因台阶导致的公共电极115的局部薄膜化而上升。由此，可以使显示装置100成为可靠性高的显示装置。
保护层146及绝缘层125可以包含无机材料。作为保护层146及绝缘层125，例如可以使用氧化绝缘膜、氮化绝缘膜、氧氮化绝缘膜及氮氧化绝缘膜等无机绝缘膜。保护层146及绝缘层125可以具有单层结构，也可以具有叠层结构。作为氧化绝缘膜，可以举出氧化硅膜、氧化铝膜、氧化镁膜、铟镓锌氧化物膜、氧化镓膜、氧化锗膜、氧化钇膜、氧化锆膜、氧化镧膜、氧化钕膜、氧化铪膜及氧化钽膜等。作为氮化绝缘膜，可以举出氮化硅膜及氮化铝膜等。作为氧氮化绝缘膜，可以举出氧氮化硅膜及氧氮化铝膜等。作为氮氧化绝缘膜，可以举出氮氧化硅膜及氮氧化铝膜等。尤其是，通过将利用原子层沉积(ALD：Atomic LayerDeposition)法形成的氧化铝膜、氧化铪膜或氧化硅膜等无机绝缘膜用于保护层146及绝缘层125，可以形成针孔少且保护EL层112的功能优异的保护层146及绝缘层125。
注意，在本说明书等中，“氧氮化物”是指在其组成中氧含量多于氮含量的材料，而“氮氧化物”是指在其组成中氮含量多于氧含量的材料。例如，在记载为“氧氮化硅”时指在其组成中氧含量多于氮含量的材料，而在记载为“氮氧化硅”时指在其组成中氮含量多于氧含量的材料。
保护层146及绝缘层125可以利用溅射法、化学气相沉积(CVD：Chemical VaporDeposition)法、脉冲激光沉积(PLD：Pulsed Laser Deposition)法或ALD法等形成。绝缘层125优选利用覆盖性良好的ALD法形成。
在此，绝缘层126例如使用对可见光具有高遮光性的材料。由此，例如，与作为绝缘层126使用对可见光具有高透光性的材料的情况相比，可以抑制与PD层155相邻的EL层112所发射的光的一部分因杂散光入射到PD层155。因此，显示装置100可以为能够进行噪声少且摄像灵敏度高的摄像的显示装置。另一方面，绝缘层127例如可以使用对可见光具有高透光性的材料。
在本发明的一个方式中，绝缘层126具有可见光的波长中的至少一部分的特定波长的光的透过率比绝缘层127的特定波长的光的透过率低的结构。例如，在特定波长为600nm的情况下，绝缘层126的波长为600nm的光的透过率比绝缘层127的波长为600nm的光的透过率低。另外，绝缘层126例如可以具有红色(例如，波长590nm以上且小于830nm)、绿色(例如，波长490nm以上且小于590nm)和蓝色(例如，波长360nm以上且小于490nm)中的至少一个颜色的光的透过率比绝缘层127的该透过率低的结构。例如，绝缘层126中的绿色光的透过率可以比绝缘层127中的绿色光的透过率低。由此，有时可以将绝缘层126称为着色层。
绝缘层126具有遮光性的光的波长优选为PD层155具有灵敏度的光的波长。例如，在PD层对与绿色光对应的波长的光具有灵敏度的情况下，绝缘层126优选对与绿色光对应的波长的光具有遮光性。由此，可以适当地抑制杂散光导致的显示装置100的摄像灵敏度下降。
绝缘层126及绝缘层127可以包含有机材料。因此，绝缘层126及绝缘层127可以说是有机层。例如，作为绝缘层126及绝缘层127，可以使用酚醛树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、硅酮树脂、硅氧烷树脂、苯并环丁烯类树脂及上述树脂的前体等。例如，可以将酚醛树脂之一的酚醛清漆树脂用作绝缘层126及绝缘层127。在绝缘层126包含树脂的情况下，绝缘层126可以说是树脂层，在绝缘层127包含树脂的情况下，绝缘层127可以说是树脂层。
此外，作为绝缘层126及绝缘层127，可以使用感光树脂。例如，作为绝缘层126可以使用彩色抗蚀剂，作为绝缘层127可以使用光致抗蚀剂。在此情况下，绝缘层126及绝缘层127可以利用旋涂法、喷射法、丝网印刷法或涂敷法等形成。
另外，也可以在绝缘层125与绝缘层127之间设置反射膜(例如，包含选自银、钯、铜、钛和铝等中的一个或多个的金属膜)，被上述反射膜反射从发光层发射的光，由此使其具有提高光提取效率的功能。
公共电极115上以覆盖发光元件130及受光元件150的方式设置有保护层121。保护层121具有防止水等杂质从上方扩散到发光元件130及受光元件150的功能。
保护层121例如可以采用至少包括无机绝缘膜的单层结构或叠层结构。作为无机绝缘膜，例如可以举出氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、氮化硅膜、氧化铝膜、氧氮化铝膜、氧化铪膜等氧化物膜或氮化物膜。另外，作为保护层121也可以使用铟镓氧化物或铟镓锌氧化物等半导体材料。
作为保护层121也可以使用无机绝缘膜与有机绝缘膜的叠层膜。例如，优选在一对无机绝缘膜间夹持有机绝缘膜。此外，有机绝缘膜优选被用作平坦化膜。因此，可以使有机绝缘膜的顶面平坦，所以其上的无机绝缘膜的覆盖性提高，由此可以提高阻挡性。另外，保护层121的顶面变平坦，所以当在保护层121的上方设置结构物(例如，滤色片、触摸传感器的电极或透镜阵列等)时可以减少起因于下方结构的凹凸形状的影响，所以是优选的。
注意，绝缘层103可以使用与可用于保护层121的材料同样的材料。
图1C1是对应于图1A中的点划线B1-B2的截面示意图，其示出连接电极113与公共电极115电连接的连接部140。
连接部140包括绝缘层103上的连接电极113、连接电极113上的公共层114、公共层114上的公共电极115及公共电极115上的保护层121。另外，以覆盖连接电极113的端部的方式设置有保护层146，保护层146上依次层叠有绝缘层125、绝缘层127、公共层114、公共电极115及保护层121。另外，在连接部140中，也可以设置绝缘层126代替绝缘层127。
在连接部140中，连接电极113与公共电极115电连接。连接电极113例如与FPC(未图示)电连接。由此，通过例如对FPC供应电源电位，可以经由连接电极113对公共电极115供应电源电位。
连接电极113可以通过与像素电极111同样的工序形成。例如，在绝缘层103及导电层131上形成导电膜，例如通过蚀刻法加工该导电膜，由此可以形成像素电极111及连接电极113。因此，连接电极113可以包含与像素电极111同样的材料。连接电极113也可以包含与导电层131同样的材料。在此情况下，可以通过与导电层131的形成同一工序形成连接电极113。
在此，当公共层114的厚度方向的电阻小到能够忽略时，即使在连接电极113与公共电极115之间设置公共层114，也可以确保连接电极113与公共电极115的导通。通过不仅在显示部中而且在连接部140中设置公共层114，例如可以不使用包括用来规定沉积范围的掩模(为了与高精细金属掩模区别，也称为范围掩模或粗金属掩模等)的金属掩模而形成公共层114。因此，可以简化显示装置100的制造工序，而可以降低显示装置100的制造成本。由此，可以使显示装置100为廉价的显示装置。
图1C2是图1C1所示的结构的变形例子。图1C2示出在连接部140中不设置公共层114的结构例子。在图1C2所示的例子中，连接电极113与公共电极115可以接触。由此，可以降低连接电极113与公共电极115之间的电阻。
图2是图1B所示的区域133的放大图。图2示出绝缘层126、绝缘层127及其周边区域。
图2示出作为外光的光135。如上所述，衬底101、像素电极111、绝缘层127及公共电极115对可见光具有透光性。因此，光135可以透过显示装置100。由此，显示装置100的使用者可以通过显示装置100看到其背面景色(透过图像)作为实像。另外，显示装置100的使用者可以看到与显示装置100的透过图像重叠的由发光元件130显示的图像。由此，显示装置100例如可以进行增强现实(AR)显示。
另外，如上所述，在显示装置100中，通过作为设置在EL层112与PD层155之间的绝缘层126采用对可见光具有高遮光性的层，可以抑制杂散光导致的摄像灵敏度的降低。
如上所述，在显示装置100中，分别形成设置在相邻的EL层112与PD层155之间的绝缘层126及设置在相邻的两个EL层112之间的绝缘层127。具体而言，例如，可以在绝缘层125上的区域中的相邻的EL层112与PD层155之间设置绝缘层126，并在其他区域设置绝缘层127。并且，绝缘层126例如为对可见光具有高遮光性的绝缘层，绝缘层127例如为对可见光具有高透光性的绝缘层。由此，显示装置100可以在使显示装置100的使用者能够看到背面景色(透过图像)作为实像的同时抑制杂散光所导致的摄像灵敏度的下降。
另外，通过作为绝缘层127例如采用对可见光具有高透光性的绝缘层，例如可以抑制EL层112所发射的光被绝缘层127吸收。因此，显示装置100可以为光提取效率高的显示装置。
在显示装置100中，设置在EL层112下的衬底101及像素电极111以及设置在EL层112上的公共电极115都可以对可见光具有透光性。因此，EL层112所发射的光136发射到衬底101一侧和保护层121一侧的双方。因此，显示装置100可以为双面发射型(双面发射)显示装置。注意，图2示出EL层112G所发射的光136G及EL层112B所发射的光136B作为光136。
图2示出入射到PD层155的光137。受光元件150可以检测出光137。在此，通过以具有与像素电极111S及PD层155重叠的区域的方式设置对可见光具有反射性的导电层131，可以抑制入射到衬底101一侧的光135通过像素电极111S入射到PD层155。因此，可以适当地抑制光135所导致的显示装置100的摄像灵敏度下降。
如图2所示，当像素电极111的端部具有锥形形状时，例如可以通过洗涤适当地去除制造工序中的异物(例如，也称为灰尘或微粒等)，所以是优选的。
在本说明书等中，锥形形状是指构成要素的侧面的至少一部分相对于衬底面倾斜地设置的形状。例如，优选具有倾斜的侧面和衬底面所形成的角度(也称为锥角)小于90°的区域。
EL层112及PD层155可以以覆盖像素电极111的端部的方式设置。在图2的例子中，EL层112G覆盖像素电极111G的端部，EL层112B覆盖像素电极111B的端部，PD层155覆盖像素电极111S的端部。在此，当像素电极111的端部具有锥形形状时，在截面中EL层112及PD层155可以具有锥形部116。图2示出EL层112G在像素电极111G的端部与绝缘层127之间具有锥形部116G的例子。另外，图2示出EL层112B在像素电极111B的左侧端部与绝缘层127之间具有锥形部116B1且在像素电极111B的右侧端部与绝缘层126之间具有锥形部116B2的例子。再者，图2示出PD层155在像素电极111S的端部与绝缘层126之间具有锥形部116S的例子。
通过EL层112及PD层155具有锥形部116，可以提高EL层112及PD层155的对于像素电极111的覆盖性。由此，可以抑制EL层112及PD层155的断开及局部薄膜化的发生。由此，可以使显示装置100成为可靠性高的显示装置。
另外，图2示出像素电极111S覆盖导电层131的端部的例子。注意，像素电极111S也可以不覆盖导电层131的端部。此时，例如可以采用导电层131的端部与PD层155接触的结构。
另外，图2示出绝缘层125的底面位于EL层112的底面及PD层155的底面之下且EL层112的底面及PD层155的底面位于像素电极111的底面之下的例子。在具有这种结构的显示装置100中，例如绝缘层103可以具有EL层112间及EL层112与PD层155间的凹部。该凹部因EL层112及PD层155的形成而形成，后面说明其详细内容。
[结构例子2]
图1B示出导电层131与像素电极111S接触的结构，但是本发明的一个方式不局限于此。图3A是图1B所示的结构的变形例子，其中衬底101上设置有导电层131，以覆盖导电层131的方式设置有绝缘层102。在图3A所示的结构中，绝缘层102上设置有绝缘层103。另外，以具有与导电层131重叠的区域的方式设置像素电极111S。绝缘层102可以使用与可用于保护层121的材料同样的材料。注意，绝缘层102优选被平坦化，但是也可以不被平坦化。
图3B是图3A所示的区域133的放大图。如图3B所示，通过以具有与像素电极111S及PD层155重叠的区域的方式设置对可见光具有反射性的导电层131，即使导电层131不与像素电极111S接触，也可以抑制入射到衬底101一侧的光135通过像素电极111S入射到PD层155。因此，可以适当地抑制光135所导致的显示装置100的摄像灵敏度下降。
通过采用图3A及图3B所示的显示装置100的结构，可以增大俯视导电层131时的面积。例如，可以将俯视导电层131时的面积设定为俯视像素电极111S时的面积以上。此外，例如，可以将俯视导电层131时的面积设定为俯视PD层155时的面积以上。由此，可以适当地抑制入射到衬底101一侧的光135入射到PD层155，所以可以适当地抑制光135所导致的显示装置100的摄像灵敏度的下降。另一方面，具有图2A及图2B所示的结构的显示装置100可以通过简单的工序制造。因此，可以降低显示装置100的制造成本，而可以实现廉价的显示装置100。另外，也可以设置遮光层诸如绝缘遮光层代替导电层131。
[结构例子3]
图4A是图1B所示的结构的变形例子，其中不设置导电层131。在图4A所示的例子中，像素电极111R、像素电极111G、像素电极111B及像素电极111S可以为对可见光具有反射性的导电层。像素电极111R、像素电极111G、像素电极111B及像素电极111S可以包含与导电层131同样的材料。注意，在图4A所示的结构的显示装置100中，像素电极111R、像素电极111G及像素电极111B也可以为对可见光具有透光性的导电层，像素电极111S也可以为对可见光具有反射性的导电层。也就是说，也可以分别形成像素电极111R、像素电极111G及像素电极111B与像素电极111S。
图4B是图4A所示的区域133的放大图。因为绝缘层127对可见光具有透光性，所以当衬底101及公共电极115对可见光具有透光性时，即使像素电极111对可见光具有反射性，作为外光的光135也可以透过显示装置100。因此，显示装置100的使用者可以通过显示装置100看到其背面景色(透过图像)作为实像。另外，显示装置100的使用者可以看到与显示装置100的透过图像重叠的由发光元件130显示的图像。由此，显示装置100例如可以进行增强现实(AR)显示。
通过显示装置100具有图4A及图4B所示的结构，可以简化显示装置100的制造工序。因此，可以降低显示装置100的制造成本，而可以实现廉价的显示装置100。另一方面，图1B及图2所示的结构的显示装置100可以为光135的透过率高的显示装置。
[结构例子4]
图5A是图1B所示的结构的变形例子，其中EL层112的端部及PD层155的端部位于像素电极111的端部的内侧。具体而言，图5A示出如下例子：EL层112R的端部位于像素电极111R的端部的内侧，EL层112G的端部位于像素电极111G的端部的内侧，EL层112B的端部位于像素电极111B的端部的内侧，PD层155的端部位于像素电极111S的端部的内侧。
图5A所示的显示装置100具有EL层112及PD层155不覆盖像素电极111的端部的结构，所以可以抑制在EL层112及PD层155中产生台阶。因此，可以抑制EL层112及PD层155的断开，由此可以实现可靠性高的显示装置100。
图5B1是图1B所示的结构的变形例子，其示出在相邻的发光元件130与受光元件150之间及相邻的两个发光元件130之间设置绝缘层117的例子。绝缘层117以覆盖像素电极111的端部的方式设置。EL层112及PD层155中的不与像素电极111接触的区域设置在绝缘层117上。因此，图5B1所示的结构的显示装置100在像素电极111的端部周边包括像素电极111与EL层112及PD层155之间设置有绝缘层117的区域。
EL层112及PD层155上以具有与绝缘层117重叠的区域的方式设置有保护层146。保护层146及绝缘层117上设置有绝缘层125，绝缘层125上设置有绝缘层126及绝缘层127。注意，如图5B1所示，绝缘层117有时在EL层112之间以及EL层112与PD层155之间具有凹部。该凹部因EL层112及PD层155的形成而形成。
通过以覆盖像素电极111的端部的方式设置绝缘层117，可以防止相邻的像素电极111之间的短路。在此，通过作为绝缘层117使用有机材料，例如使用有机树脂，可以使其端部具有平缓的曲面。因此，可以提高设置在绝缘层117上的层的覆盖性。另外，绝缘层117可以具有其顶面被平坦化的区域。
作为能够用于绝缘层117的有机材料，例如可以举出丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、聚硅氧烷树脂、苯并环丁烯类树脂及酚醛树脂等。
图5B2是图5B1所示的结构的变形例子，其中绝缘层117的端部有棱角且绝缘层117的顶面不被平坦化。图5B2所示的绝缘层117例如可以使用无机材料。
作为能够用于绝缘层117的无机材料，可以举出氧化硅、氧化铝、氧化镓、氧化锗、氧化钇、氧化锆、氧化镧、氧化钕、氧化铪、氧化钽、氮化硅、氮化铝、氧氮化硅、氧氮化铝、氮氧化硅及氮氧化铝等。
[制造方法例子1]
以下，参照附图说明本发明的一个方式的显示装置的制造方法的一个例子。在此，以上述结构例子示出的显示装置100为例进行说明。
注意，构成显示装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜及导电膜等)可以利用溅射法、CVD法、真空蒸镀法、PLD法或ALD法等形成。作为CVD法有等离子体增强化学气相沉积(PECVD：Plasma Enhanced CVD)法或热CVD法等。另外，作为热CVD法的方法之一，可以举出有机金属化学气相沉积(MOCVD：Metal Organic CVD)法。再者，作为ALD法可以举出PEALD法或热ALD法等。
此外，构成显示装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜及导电膜等)可以利用旋涂法、浸渍法、喷涂法、喷墨法、分配器法、丝网印刷法、胶版印刷法、刮刀(doctor knife)法、狭缝式涂布法、辊涂法、帘式涂布法或刮刀式涂布法等方法形成。
此外，当对构成显示装置的薄膜进行加工时，例如可以利用光刻法等。除此之外，还可以利用纳米压印法、喷砂法或剥离法等对薄膜进行加工。此外，可以通过利用金属掩模等遮蔽掩模的沉积方法直接形成岛状的薄膜。
光刻法典型地有如下两种方法。一个是在要进行加工的薄膜上形成抗蚀剂掩模，例如通过蚀刻对该薄膜进行加工，并去除抗蚀剂掩模的方法。另一个是在沉积感光薄膜之后，进行曝光及显影来将该薄膜加工为所希望的形状的方法。
在光刻法中，作为用于曝光的光，例如可以使用i线(波长365nm)、g线(波长436nm)、h线(波长405nm)或将这些光混合了的光。另外，还可以使用紫外光、KrF激光或ArF激光等。此外，也可以利用液浸曝光技术进行曝光。此外，作为用于曝光的光，也可以使用极紫外(EUV：Extreme Ultra-Violet)光或X射线。此外，也可以使用电子束代替用于曝光的光。当使用极紫外光、X射线或电子束时，可以进行极其精细的加工，所以是优选的。另外，在通过电子束等光束的扫描进行曝光时，不需要光掩模。
在薄膜的蚀刻中，可以利用干蚀刻法、湿蚀刻法或喷砂法等。
图6A至图11B是示出显示装置100的制造方法例子的截面示意图，其中发光元件130及受光元件150具有图1B所示的结构，连接部140具有图1C1所示的结构。
为了制造显示装置100，首先在对可见光具有透光性的衬底101上形成绝缘层103。接着，在绝缘层103上形成导电层131(图6A)。例如，在绝缘层103上形成对可见光具有反射性的导电膜，对该导电膜的一部分进行蚀刻而去除，由此可以形成导电层131。
接着，在绝缘层103上形成像素电极111R、像素电极111G、像素电极111B及连接电极113，在导电层131上形成像素电极111S(图6B)。例如，在绝缘层103及导电层131上形成对可见光具有透光性的导电膜，对该导电膜的一部分进行蚀刻而去除，由此可以形成像素电极111R、像素电极111G、像素电极111B、像素电极111S及连接电极113。在此，通过以覆盖导电层131的方式形成像素电极111S，即使导电层131与像素电极111S的蚀刻选择比低，也可以抑制在形成像素电极111S时导电层131被蚀刻。
接着，在像素电极111R、像素电极111G、像素电极111B、像素电极111S及绝缘层103上形成后面成为EL层112R的EL膜112Rf。在此，EL膜112Rf可以以不与连接电极113重叠的方式设置。例如，通过用金属掩模遮蔽包括连接电极113的区域而形成EL膜112Rf，可以以不与连接电极113重叠的方式形成EL膜112Rf。由于此时使用的金属掩模不需要遮蔽显示部的像素区域，所以不需要使用高精细掩模，例如可以使用粗金属掩模。
EL膜112Rf至少包括包含发光化合物的膜(发光膜)。另外，EL膜112Rf优选包括发光膜及发光膜上的用作载流子传输层的膜。由此，可以抑制在显示装置100的制造工序中发光膜露出到最表面而减少发光膜受到的损伤。因此，可以提高显示装置100的可靠性。
此外，EL膜112Rf也可以具有层叠有被用作空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子阻挡层、电子传输层和电子注入层的膜中的一个以上的结构。例如，EL膜112Rf可以依次层叠有用作空穴注入层的膜、用作空穴传输层的膜、发光膜及用作电子传输层的膜。或者，EL膜112Rf可以依次层叠有用作电子注入层的膜、用作电子传输层的膜、发光膜及用作空穴传输层的膜。
EL膜112Rf例如可以通过蒸镀法、溅射法或喷墨法等形成。此外，不局限于此，可以适当地使用上述沉积方法。
接着，在EL膜112Rf、连接电极113及绝缘层103上形成牺牲膜144Ra，在牺牲膜144Ra上形成牺牲膜144Rb。也就是说，在EL膜112Rf、连接电极113及绝缘层103上形成两层叠层结构的牺牲膜。注意，牺牲膜也可以具有单层结构或三层以上的叠层结构。当在以后工序中形成牺牲膜时，形成两层叠层结构的牺牲膜，也可以具有单层结构或三层以上的叠层结构。
在形成牺牲膜144Ra及牺牲膜144Rb时，例如可以利用溅射法、CVD法、ALD法或真空蒸镀法。注意，优选利用EL膜受到的损伤少的形成方法，在EL膜112Rf上直接形成的牺牲膜144Ra优选利用ALD法或真空蒸镀法形成。
作为牺牲膜144Ra，可以适当地使用金属膜、合金膜、金属氧化物膜、半导体膜或无机绝缘膜等无机膜或有机绝缘膜等有机膜。
作为牺牲膜144Ra，可以使用氧化物膜。典型的是，可以使用氧化硅、氧氮化硅、氧化铝、氧氮化铝、氧化铪或氧氮化铪等氧化物膜或氧氮化物膜。此外，作为牺牲膜144Ra例如可以使用氮化物膜。具体而言，也可以使用氮化硅、氮化铝、氮化铪、氮化钛、氮化钽、氮化钨、氮化镓或氮化锗等氮化物。这种具有无机绝缘材料的膜可以利用溅射法、CVD法或ALD法等的沉积方法形成，在EL膜112Rf上直接形成的牺牲膜144Ra尤其优选利用ALD法形成。
此外，作为牺牲膜144Ra，例如可以使用镍、钨、铬、钼、钴、钯、钛、铝、银、钇、锆及钽等金属材料或包含该金属材料的合金材料。尤其优选使用铝或银等低熔点材料。
另外，作为牺牲膜144Ra可以使用铟镓锌氧化物(In-Ga-Zn氧化物)等金属氧化物。并且，可以使用氧化铟、铟锌氧化物(In-Zn氧化物)、铟锡氧化物(In-Sn氧化物)、铟钛氧化物(In-Ti氧化物)、铟锡锌氧化物(In-Sn-Zn氧化物)、铟钛锌氧化物(In-Ti-Zn氧化物)或铟镓锡锌氧化物(In-Ga-Sn-Zn氧化物)等。此外，例如也可以使用包含硅的铟锡氧化物。
注意，也可以用于使用元素M(M为选自铝、硅、硼、钇、铜、钒、铍、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁中的一种或多种)代替上述镓的情况。尤其是，M优选为选自镓、铝和钇中的一种或多种。
作为牺牲膜144Rb，可以使用上面举出的可用于牺牲膜144Ra的材料。例如，可以从上面举出的可用于牺牲膜144Ra的材料选择一个材料作为牺牲膜144Ra且选择另一个材料作为牺牲膜144Rb。此外，可以从上面举出的可用于牺牲膜144Ra的材料选择一个或多个材料作为牺牲膜144Ra且选择作为牺牲膜144Ra选择的材料以外的一个或多个材料作为牺牲膜144Rb。
具体而言，优选作为牺牲膜144Ra使用利用ALD法形成的氧化铝且作为牺牲膜144Rb使用利用溅射法形成的氮化硅。此外，在采用该结构时，利用ALD法及溅射法沉积时的沉积温度为室温以上且120℃以下，优选为室温以上且100℃以下，由此可以降低EL膜112Rf受到的影响，因此是优选的。此外，在采用牺牲膜144Ra及牺牲膜144Rb的叠层结构时，该叠层结构的应力越小越优选。具体而言，在叠层结构的应力为-500MPa以上且+500MPa以下，优选为-200MPa以上且+200MPa以下时，可以抑制膜剥落及剥离等工序上产生的问题，因此是优选的。
牺牲膜144Ra可以使用对于EL膜112Rf等各EL膜的蚀刻处理的耐性高的膜，即蚀刻选择比大的膜。此外，牺牲膜144Ra尤其优选使用可以利用各EL膜受到的损伤少的湿蚀刻法去除的膜。
作为牺牲膜144Ra，也可以使用可溶解于化学上稳定的溶剂的材料。尤其是，可以将溶解于水或醇的材料适当地用于牺牲膜144Ra。当沉积牺牲膜144Ra时，优选的是，在溶解于水或醇等溶剂的状态下以湿式的沉积方法涂敷牺牲膜144Ra，然后进行用来使溶剂蒸发的加热处理。此时，通过在减压气氛下进行加热处理，可以以低温且短时间去除溶剂，因此可以减少对EL膜112Rf带来的热损伤，所以是优选的。
作为用来形成牺牲膜144Ra的湿式沉积方法，有旋涂法、浸渍法、喷涂法、喷墨法、分配器法、丝网印刷法、胶版印刷法、刮刀法、狭缝式涂敷法、辊涂法、帘式涂敷法及刮刀式涂敷法等。
作为牺牲膜144Ra，可以使用聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚甘油、普鲁兰、水溶性纤维素或者醇可溶性聚酰胺树脂等有机材料。
牺牲膜144Rb使用相对于牺牲膜144Ra的蚀刻选择比大的膜即可。
优选的是，作为牺牲膜144Ra使用利用ALD法形成的氧化铝、氧化铪或氧化硅等无机绝缘材料，作为牺牲膜144Rb使用利用溅射法形成的镍、钨、铬、钼、钴、钯、钛、铝、钇、锆或钽等金属材料或者包含该金属材料的合金材料。尤其是，作为牺牲膜144Rb，优选使用利用溅射法形成的钨。此外，作为牺牲膜144Rb，也可以使用利用溅射法形成的铟镓锌氧化物(In-Ga-Zn氧化物)等含铟的金属氧化物。再者，作为牺牲膜144Rb也可以使用无机材料。例如，可以使用氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、氮化硅膜、氧化铝膜、氧氮化铝膜或氧化铪膜等氧化物膜或氮化物膜。
此外，作为牺牲膜144Rb例如也可以使用可用于EL膜112Rf的有机膜。例如，可以将与用于EL膜112Rf的有机膜相同的膜用作牺牲膜144Rb。通过使用这种有机膜，可以与EL膜112Rf共同使用沉积装置，因此是优选的。再者，由于在蚀刻EL膜112Rf时，可以同时去除牺牲膜144Rb，所以可以简化工序。
接着，在牺牲膜144Rb上形成抗蚀剂掩模143a(图6C)。抗蚀剂掩模143a可以使用正型抗蚀剂材料或负型抗蚀剂材料等的含有感光树脂的抗蚀剂材料。
接着，通过蚀刻去除牺牲膜144Rb及牺牲膜144Ra的不被抗蚀剂掩模143a覆盖的一部分，形成岛状或带状的牺牲层145Rb及牺牲层145Ra(图6D)。如图6D所示，牺牲层145Rb及牺牲层145Ra例如可以形成在像素电极111R及连接电极113上。
在此，优选通过使用抗蚀剂掩模143a蚀刻去除牺牲膜144Rb的一部分，在形成牺牲层145Rb之后，去除抗蚀剂掩模143a，然后将牺牲层145Rb用作硬掩模蚀刻牺牲膜144Ra。此时，牺牲膜144Rb的蚀刻优选使用相对于牺牲膜144Ra的选择比高的蚀刻条件。作为形成硬掩模时的蚀刻可以利用湿蚀刻法或干蚀刻法，通过利用干蚀刻法可以抑制图案的缩小。
牺牲膜144Ra及牺牲膜144Rb的加工以及抗蚀剂掩模143a的去除可以利用湿蚀刻法或干蚀刻法进行。例如，牺牲膜144Ra及牺牲膜144Rb可以利用使用含氟的气体的干蚀刻法被加工。此外，抗蚀剂掩模143a可以利用使用含氧的气体(也称为氧气体)的干蚀刻法(也称为等离子体灰化法)被去除。
在将牺牲层145Rb用作硬掩模蚀刻牺牲膜144Ra时，可以在EL膜112Rf被牺牲膜144Ra覆盖的状态下去除抗蚀剂掩模143a。例如，在EL膜112Rf暴露于氧时，有时给发光元件130R的电特性带来不好的影响。因此，在利用等离子体灰化等用氧气体的方法去除抗蚀剂掩模143a时，优选将牺牲层145Rb用作硬掩模蚀刻牺牲膜144Ra。
接着，通过蚀刻去除不被牺牲层145Ra覆盖的EL膜112Rf的一部分，形成岛状或带状的EL层112R(图6E)。在此，如图6E所示，在像素电极111R的端部具有锥形形状且EL层112R覆盖像素电极111R的端部的情况下，EL层112R可以具有锥形部116R。
在作为EL膜112Rf的蚀刻利用使用氧气体的干蚀刻法时，可以提高蚀刻速率。由此，可以在将蚀刻速率保持为足够的速度的状态下以低功率的条件进行蚀刻，因此可以降低蚀刻所带来的损伤。并且，可以抑制蚀刻时产生的反应生成物的附着于EL层112R等的不良。
另一方面，在利用使用不包含氧作为主要成分的蚀刻气体的干蚀刻法蚀刻EL膜112Rf时，可以抑制EL膜112Rf的变质，显示装置100可以为可靠性高的显示装置。作为不包含氧作为主要成分的蚀刻气体，例如可以举出包含CF4、C4F8、SF6、CHF3、Cl2、H2O或BCl3等的气体或包含He等第18族元素的气体。此外，可以将上述气体及不包含氧的稀释气体的混合气体用作蚀刻气体。注意，EL膜112Rf的蚀刻不局限于上述方法，既可以利用使用其他气体的干蚀刻法，也可以利用湿蚀刻法。
在蚀刻EL膜112Rf形成EL层112R时，若EL层112R的侧面附着杂质，则有时在以后的工序中该杂质进入到EL层112R的内部。由此，有时降低显示装置100的可靠性。因此，通过在形成EL层112R之后去除附着于EL层112R的表面的杂质，可以提高显示装置100的可靠性，因此是优选的。
附着于EL层112R的表面的杂质的去除例如可以通过将EL层112R的表面暴露于惰性气体来进行。这里，刚形成EL层112R之后，EL层112R的表面露出。具体而言，EL层112R的侧面露出。因此，在形成EL层112R之后，例如将形成有EL层112R的衬底放在惰性气体气氛中时，可以去除附着于EL层112R的杂质。作为惰性气体例如可以使用选自第18族元素(典型的是，氦、氖、氩、氙及氪等)和氮中的一种或多种。
当加工EL膜112Rf时，可以考虑在EL膜112Rf所包括的发光膜的正上利用光刻法进行加工的方法。在此情况下，有时发光层受损伤(例如起因于加工的损伤)而显著降低可靠性。鉴于此，在显示装置100的制造中，在位于发光膜的上方的膜(例如载流子传输层或载流子注入层，更具体地说，用作电子传输层、空穴传输层、电子注入层或空穴注入层的膜)上形成牺牲层145Ra及牺牲层145Rb，来加工发光膜。由此，可以使显示装置100为可靠性高的显示装置。
接着，在牺牲层145Rb、像素电极111G、像素电极111B、像素电极111S及绝缘层103上形成后面成为EL层112G的EL膜112Gf。通过在形成牺牲层145Ra之后形成EL膜112Gf，可以抑制EL膜112Gf与EL层112R的顶面接触。例如EL膜112Gf的形成可以参照EL膜112Rf的形成的记载。
接着，在EL膜112Gf、牺牲层145Rb及绝缘层103上形成牺牲膜144Ga，在牺牲膜144Ga上形成牺牲膜144Gb。然后，在牺牲膜144Gb上形成抗蚀剂掩模143b(图7A)。牺牲膜144Ga、牺牲膜144Gb及抗蚀剂掩模143b的形成等分别可以参照牺牲膜144Ra、牺牲膜144Rb及抗蚀剂掩模143a的形成等的记载。
接着，通过蚀刻去除牺牲膜144Gb及牺牲膜144Ga的不被抗蚀剂掩模143b覆盖的一部分，形成岛状或带状的牺牲层145Gb及牺牲层145Ga。另外，去除抗蚀剂掩模143b(图7B)。这里，牺牲层145Gb及牺牲层145Ga可以形成在像素电极111G上。牺牲层145Gb及牺牲层145Ga的形成以及抗蚀剂掩模143b的去除等可以参照牺牲层145Rb及牺牲层145Ra的形成及抗蚀剂掩模143a的去除等的记载。
接着，通过蚀刻去除不被牺牲层145Ga覆盖的EL膜112Gf的一部分，形成岛状或带状的EL层112G(图7C)。在此，如图7C所示，在像素电极111G的端部具有锥形形状且EL层112G覆盖像素电极111G的端部的情况下，EL层112G可以具有锥形部116G。
例如EL层112G的形成可以参照EL层112R的形成的记载。此外，与EL层112R同样，优选也去除附着于EL层112G的表面的杂质。例如，在形成EL层112G之后将形成有EL层112G的衬底放在惰性气体气氛中时，可以去除附着于EL层112G的杂质。
在加工EL膜112Gf时，在位于发光膜的上方的膜上形成牺牲层145Ga及牺牲层145Gb，对发光膜进行加工。由此，可以使显示装置100为可靠性高的显示装置。
接着，在牺牲层145Rb、牺牲层145Gb、像素电极111B、像素电极111S及绝缘层103上形成后面成为EL层112B的EL膜112Bf。通过在形成牺牲层145Ga之后形成EL膜112Bf，可以抑制EL膜112Bf与EL层112G的顶面接触。例如EL膜112Bf的形成可以参照EL膜112Rf的形成的记载。
接着，在EL膜112Bf、牺牲层145Rb及绝缘层103上形成牺牲膜144Ba，在牺牲膜144Ba上形成牺牲膜144Bb。然后，在牺牲膜144Bb上形成抗蚀剂掩模143c(图8A)。牺牲膜144Ba、牺牲膜144Bb及抗蚀剂掩模143c的形成等分别可以参照牺牲膜144Ra、牺牲膜144Rb及抗蚀剂掩模143a的形成等的记载。
接着，通过蚀刻去除牺牲膜144Bb及牺牲膜144Ba的不被抗蚀剂掩模143c覆盖的一部分，形成岛状或带状的牺牲层145Bb及牺牲层145Ba。另外，去除抗蚀剂掩模143c(图8B)。在此，牺牲层145Bb及牺牲层145Ba可以形成在像素电极111B上。牺牲层145Bb及牺牲层145Ba的形成以及抗蚀剂掩模143c的去除等可以参照牺牲层145Rb及牺牲层145Ra的形成以及抗蚀剂掩模143a的去除等的记载。
接着，通过蚀刻去除不被牺牲层145Ba覆盖的EL膜112Bf的一部分，形成岛状或带状的EL层112B(图8C)。在此，如图8C所示，在像素电极111B的端部具有锥形形状且EL层112B覆盖像素电极111B的端部的情况下，EL层112B可以具有锥形部116B。
例如EL层112B的形成可以参照EL层112R的形成的记载。此外，与EL层112R及EL层112G同样，优选也去除附着于EL层112B的表面的杂质。例如，在形成EL层112B之后，将形成有EL层112B的衬底放在惰性气体气氛中时，可以去除附着于EL层112B的杂质。
在加工EL膜112Bf时，在位于发光膜的上方的膜上形成牺牲层145Ba及牺牲层145Bb，对发光膜进行加工。由此，可以使显示装置100为可靠性高的显示装置。
接着，在牺牲层145Rb、牺牲层145Gb、牺牲层145Bb、像素电极111S及绝缘层103上形成后面成为PD层155的PD膜155f。通过在形成牺牲层145Ba之后形成PD膜155f，可以抑制PD膜155f与EL层112B接触。例如，PD膜155f的形成可以参照EL膜112Rf的形成的记载。
PD膜155f至少包括对可见光或红外光具有灵敏度的包含光电转换材料的膜(光电转换膜)。此外，PD膜155f优选包括光电转换膜以及光电转换膜上的用作载流子传输层的膜。由此，可以抑制在显示装置100的制造工序中光电转换膜露出到最表面而降低光电转换膜受到的损伤。因此，可以提高显示装置100的可靠性。
此外，PD膜155f也可以具有层叠有被用作空穴传输层、空穴阻挡层、电子阻挡层或电子传输层的膜中的一个以上的结构。例如，PD膜155f可以具有依次层叠有被用作空穴传输层的膜、光电转换膜及被用作电子传输层的膜的结构。或者，PD膜155f可以具有依次层叠有被用作电子传输层的膜、光电转换膜及被用作空穴传输层的膜的结构。
接着，在PD膜155f、牺牲层145Rb及绝缘层103上形成牺牲膜144Sa，在牺牲膜144Sa上形成牺牲膜144Sb。然后，在牺牲膜144Sb上形成抗蚀剂掩模143d(图9A)。牺牲膜144Sa、牺牲膜144Sb及抗蚀剂掩模143d的形成等分别可以参照牺牲膜144Ra、牺牲膜144Rb及抗蚀剂掩模143a的形成等的记载。
接着，通过蚀刻去除牺牲膜144Sb及牺牲膜144Sa的不被抗蚀剂掩模143d覆盖的一部分，形成岛状或带状的牺牲层145Sb及牺牲层145Sa。另外，去除抗蚀剂掩模143d(图9B)。在此，牺牲层145Sb及牺牲层145Sa可以形成在像素电极111S上。牺牲层145Sb及牺牲层145Sa的形成以及抗蚀剂掩模143d的去除等可以参照牺牲层145Rb及牺牲层145Ra的形成以及抗蚀剂掩模143a的去除等的记载。
接着，通过蚀刻去除不被牺牲层145Sa覆盖的PD膜155f的一部分，形成岛状或带状的PD层155(图9C)。在此，如图9C所示，在像素电极111S的端部具有锥形形状且PD层155覆盖像素电极111S的端部的情况下，PD层155可以具有锥形部116S。
例如，PD层155的形成可以参照EL层112R的形成的记载。此外，与EL层112R、EL层112G及EL层112B同样，优选也去除附着于PD层155的表面的杂质。例如，在形成PD层155之后将形成有PD层155的衬底放在惰性气体气氛中时，可以去除附着于PD层155的杂质。
在加工PD膜155f时，在位于光电转换膜的上方的膜上形成牺牲层145Sa及牺牲层145Sb，对光电转换膜进行加工。由此，可以使显示装置100为可靠性高的显示装置。
如上所述，通过图6C至图9C所示的工序，可以分别形成EL层112R、EL层112G、EL层112B及PD层155。注意，在上述工序中，依次形成EL层112R、EL层112G、EL层112B及PD层155，但是对EL层112R、EL层112G、EL层112B及PD层155的形成顺序没有特别的限制。例如，也可以在形成PD层155之后形成EL层112。
接着，例如通过蚀刻去除牺牲层145Rb、牺牲层145Gb、牺牲层145Bb及牺牲层145Sb(图9D)。牺牲层145Rb、牺牲层145Gb、牺牲层145Bb及牺牲层145Sb优选通过与牺牲层145Ra、牺牲层145Ga、牺牲层145Ba及牺牲层145Sa的选择性高的方法去除。例如，牺牲层145Rb、牺牲层145Gb、牺牲层145Bb及牺牲层145Sb可以利用干蚀刻法去除。注意，也可以在形成EL层112R、EL层112G、EL层112B或PD层155之后不去除牺牲层145Rb、牺牲层145Gb、牺牲层145Bb及牺牲层145Sb而在后面工序中去除。
接着，以覆盖绝缘层103的顶面、EL层112及PD层155的侧面以及牺牲层145a的侧面及顶面的方式形成后面成为绝缘层125的绝缘膜125f。
在本说明书等中，例如在说明牺牲层145Ra、牺牲层145Ga、牺牲层145Ba及牺牲层145Sa之间的共同事项时，有时称为牺牲层145a而进行说明。另外，在说明牺牲层145a及牺牲层145b之间的共同事项时，有时称为牺牲层145而进行说明。其他构成要素也有时如上述那样使用省略字母的符号进行说明。
绝缘膜125f可以利用溅射法、CVD法、PLD法或ALD法等形成，优选利用覆盖性良好的ALD法形成。此外，作为绝缘膜125f例如可以使用无机材料，例如可以使用氧化绝缘膜、氮化绝缘膜、氧氮化绝缘膜及氮氧化绝缘膜等无机绝缘膜。尤其是，通过使用利用ALD法形成的氧化铝膜、氧化铪膜或氧化硅膜等无机绝缘膜，绝缘膜125f可以为针孔少的绝缘膜。
接着，在绝缘膜125f上形成成为绝缘层126的绝缘膜126f(图10A)。作为绝缘膜126f，例如可以使用有机材料。绝缘膜126f例如可以为彩色抗蚀剂。当绝缘膜126f为彩色抗蚀剂时，作为绝缘膜126f优选使用曝光部的溶解性降低的负型抗蚀剂。
当作为绝缘膜126f使用彩色抗蚀剂时，绝缘膜126f可以利用旋涂法、喷射法、丝网印刷法或涂敷法等形成。
如图10A所示，绝缘膜126f有时具有反映被形成面的凹凸的平缓的凹凸。此外，绝缘膜126f有时被平坦化。
接着，在相邻的EL层112与PD层155之间形成绝缘层126(图10B)。在此，通过作为绝缘膜126f使用彩色抗蚀剂等感光材料，可以形成绝缘层126而无需设置抗蚀剂掩模或硬掩模等蚀刻掩模。此外，由于感光材料如彩色抗蚀剂等仅通过曝光和显影的步骤可以进行加工，因此例如可以不使用干蚀刻法地形成绝缘层126。因此，可以实现工序的简化。此外，可以降低因绝缘膜126f的蚀刻导致的EL层112及PD层155的损伤。
此外，也可以通过大致均匀地蚀刻绝缘膜126f的顶面来形成绝缘层126。如此均匀地蚀刻而平坦化的处理也被称为回蚀。另外，在绝缘层126的形成中，也可以组合使用曝光及显影的工序和回蚀工序。
再者，例如也可以通过干蚀刻法对绝缘膜126f进行加工来形成绝缘层126。此时，作为绝缘膜126f可以使用不具有感光性的材料。
接着，在绝缘膜125f及绝缘层126上形成成为绝缘层127的绝缘膜127f(图10C)。作为绝缘膜127f，例如可以使用有机材料。绝缘膜127f例如可以为光致抗蚀剂。在绝缘膜127f为光致抗蚀剂的情况下，绝缘膜127f可以使用曝光部的溶解性降低的负型抗蚀剂或曝光部的溶解性增大的正型抗蚀剂。
当作为绝缘膜127f使用光致抗蚀剂时，绝缘膜127f可以利用旋涂法、喷射法、丝网印刷法或涂敷法等形成。
如图10C所示，绝缘膜127f有时具有反映被形成面的凹凸的平缓的凹凸。另外，绝缘膜127f有时被平坦化。
接着，在相邻的两个EL层112之间形成绝缘层127(图10D)。具体而言，例如可以在后面工序中形成绝缘层125的区域中的没有形成绝缘层126的区域中形成绝缘层127。在此，通过作为绝缘膜127f使用光致抗蚀剂等感光材料，可以形成绝缘层127而无需设置抗蚀剂掩模或硬掩模等蚀刻掩模。另外，光致抗蚀剂等感光材料只通过曝光及显影的工序可以进行加工，所以例如可以不使用干蚀刻法形成绝缘层127。因此，可以实现工序的简化。另外，可以降低绝缘膜127f的蚀刻所导致的EL层112及PD层155的损伤。
在此，在作为绝缘膜127f使用感光材料的情况下，当作为绝缘层126使用正型抗蚀剂时，有时在显影绝缘膜127f时绝缘层126溶解而绝缘层126消失。因此，如上所述，作为成为绝缘层126的绝缘膜126f优选使用负型抗蚀剂。
此外，也可以对绝缘膜127f的顶面进行回蚀。另外，在绝缘层127的形成中，也可以组合使用曝光及显影的工序和回蚀工序。
再者，例如也可以通过干蚀刻法对绝缘膜127f进行加工来形成绝缘层127。此时，作为绝缘膜127f可以使用不具有感光性的材料。另外，作为绝缘层126，除了负型抗蚀剂以外还可以使用正型抗蚀剂。
绝缘层127具有可见光的波长中的至少一部分的特定波长的光的透过率比绝缘层126的特定波长的光的透过率高的结构。另外，绝缘层127例如可以具有红色、绿色和蓝色中的至少一个颜色的光的透过率比绝缘层126的该透过率高的结构。
如上所述，通过图10A至图10D所示的工序，可以分别形成设置在相邻的EL层112与PD层155之间的绝缘层126及设置在相邻的两个EL层112之间的绝缘层127。具体而言，例如，在后面工序中形成绝缘层125的区域中，在相邻的EL层112与PD层155之间可以形成绝缘层126，在其他区域可以形成绝缘层127。在此，在作为绝缘层127使用负型抗蚀剂的情况下，可以在形成绝缘层127之后形成绝缘层126。另外，即使作为绝缘层127不使用感光材料，也可以在形成绝缘层127之后形成绝缘层126。
接着，通过蚀刻牺牲层145a形成保护层146，通过蚀刻绝缘膜125f形成绝缘层125(图11A)。在此，通过蚀刻牺牲层145a形成保护层146，所以也可以将保护层146称为牺牲层。
牺牲层145a及绝缘膜125f可以以绝缘层126及绝缘层127为掩模进行蚀刻。因此，以与绝缘层126重叠的方式形成绝缘层125及保护层146，并且以与绝缘层127重叠的方式形成绝缘层125及保护层146。注意，不进行图9D所示的工序，即在形成PD层155之后不去除牺牲层145b地沉积绝缘膜125f的情况下，通过蚀刻牺牲层145b及牺牲层145a形成保护层146。
牺牲层145a的蚀刻优选通过尽可能不给EL层112及PD层155带来损伤的方法进行。例如，可以通过湿蚀刻法蚀刻牺牲层145a。
绝缘膜125f的蚀刻优选通过各向异性蚀刻进行，此时即使例如不进行使用光刻法的图案化也可以适当地形成绝缘层125。例如，通过不进行使用光刻法的图案化而形成绝缘层125，可以简化显示装置100的制造工序，因此可以降低显示装置100的制造成本。因此，显示装置100可以为廉价的显示装置。作为各向异性蚀刻，例如可以举出干蚀刻法。在利用干蚀刻法蚀刻绝缘膜125f时，例如，可以使用在蚀刻牺牲膜144时能够使用的蚀刻气体蚀刻绝缘膜125f。
接着，进行真空焙烧处理，例如去除附着于EL层112的表面及PD层155的表面的水。真空焙烧例如优选在不使包含在EL层112及PD层155中的有机化合物变质的温度范围内进行，例如可以以70℃以上且120℃以下，更优选以80℃以上且100℃以下进行。注意，例如在附着于EL层112的表面及PD层155的表面的水少且对显示装置100的可靠性带来的影响少的情况下，也可以不进行真空焙烧处理。
接着，在EL层112、PD层155、绝缘层126、绝缘层127及连接电极113上形成公共层114。如上所述，公共层114包括空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子阻挡层、电子传输层和电子注入层中的至少一个，例如包括电子注入层或空穴注入层。公共层114例如可以利用蒸镀法、溅射法或喷墨法等形成。注意，当在连接电极113上不设置公共层114时，在公共层114的形成中可以使用金属掩模以遮蔽连接电极113上。此时使用的金属掩模不需要遮蔽显示部的像素区域，因此不需要使用高精细掩模，例如可以使用粗金属掩模。
接着，在公共层114上形成公共电极115。公共电极115例如可以通过溅射法或真空蒸镀法等形成。如上所述，公共电极115可以为具有透光性的导电层。
接着，在公共电极115上形成保护层121(图11B)。在作为保护层121使用无机绝缘膜时，例如优选利用溅射法、CVD法或ALD法形成保护层121。此外，在作为保护层121使用有机绝缘膜时，例如通过利用喷墨法形成保护层121，可以在所希望的区域形成均匀的膜，因此是优选的。
通过上述工序可以制造显示装置100。
在本说明书等中，有时将使用金属掩模或FMM(Fine Metal Mask，高精细金属掩模)制造的器件称为具有MM(Metal Mask)结构的器件。此外，在本说明书等中，有时将不使用金属掩模或FMM制造的器件称为具有MML(Metal Mask Less)结构的器件。
在图6A至图11B所示的MML结构的显示装置的制造方法中，岛状EL层112不是使用金属掩模的图案形成的，而是在整个面上沉积EL膜112f之后进行加工来形成的。同样地，岛状PD层155不是使用金属掩模的图案形成的，而是在整个面上沉积PD膜155f之后进行加工来形成的。
由此，可以实现高清晰或高开口率的显示装置及摄像装置。此外，可以实现具有摄像功能且高清晰或高开口率的显示装置。此外，由于可以按每个颜色分别形成EL层112，所以可以实现极为鲜明、对比度高且显示质量高的显示装置。并且，通过在EL层112及PD层155上设置牺牲层，可以降低在显示装置100的制造工序中EL层112及PD层155受到的损伤，由此可以提高发光元件130及受光元件150的可靠性。
显示装置100可以采用没有设置覆盖像素电极111的端部的绝缘物的结构。换言之，在设置于发光元件130的像素电极111与EL层112之间以及设置于受光元件150的像素电极111与PD层155之间不设置绝缘层。通过采用该结构，可以高效地提取来自EL层112的发光，且可以以高灵敏度检测照射到PD层155的光。
因为显示装置100可以有效地提取来自EL层112的发光，所以可以使视角依赖性极小。例如，在显示装置100中，视角(在从斜侧看屏幕时维持一定对比度的最大角度)可以为100°以上且小于180°、优选为150°以上且170°以下的范围内。另外，上下左右都可以采用上述视角。通过采用本发明的一个方式的显示装置，视角依赖性得到提高，可以提高图像的可见度。
注意，在将显示装置100构成为具有高精细金属掩模(FMM)结构的器件时，例如有时对像素排列的配置有限制。在此，以下说明FMM结构的器件。
在形成FMM结构的器件时，在EL蒸镀中，以在所希望的区域蒸镀EL的方式与衬底对置地设置包括开口部的金属掩模(FMM)。然后，通过FMM进行EL蒸镀，以在所希望的区域中进行EL蒸镀。蒸镀EL的衬底的面积越大，FMM的面积也越大，FMM的重量也越大。此外，在EL蒸镀时例如因为热施加到FMM，所以有时FMM变形。例如，有在EL蒸镀时对FMM施加一定拉力来进行蒸镀的方法，所以FMM的重量及强度是很重要的参数。
因此，在使用FMM设计像素排列的配置时，例如需要考虑上述参数，而需要在一定限制下进行研究。另一方面，本发明的一个方式的显示装置是具有MML结构的器件，所以与具有FMM结构的器件相比，例如具有像素排列的配置自由度高等的优异的效果。此外，由于MML结构的设计自由度比FMM结构高，所以例如非常适合于柔性器件。
[制造方法例子2]
图12A至图14B是示出与图6A至图11B所示的方法不同的显示装置100的制造方法例子的截面示意图。
首先，进行与图6A至图9D所示的工序同样的工序。由此，在绝缘层103上形成像素电极111R、像素电极111G、像素电极111B、导电层131及连接电极113。另外，在导电层131上形成像素电极111S。此外，在像素电极111R上形成EL层112R，在像素电极111G上形成EL层112G，在像素电极111B上形成EL层112B，在像素电极111S上形成PD层155。再者，在EL层112R及连接电极113上形成牺牲层145Ra，在EL层112G上形成牺牲层145Ga，在EL层112B上形成牺牲层145Ba，在PD层155上形成牺牲层145Sa(图12A)。注意，也可以不进行图9D所示的工序。此时，在牺牲层145a上残留牺牲层145b。
接着，以覆盖绝缘层103的顶面、EL层112及PD层155的侧面以及牺牲层145a的侧面及顶面的方式形成后面成为绝缘层125的绝缘膜125f。如上所述，绝缘膜125f可以利用溅射法、CVD法、PLD法或ALD法等形成，优选利用覆盖性良好的ALD法形成。此外，作为绝缘膜125f例如可以使用无机材料，例如可以使用氧化绝缘膜、氮化绝缘膜、氧氮化绝缘膜及氮氧化绝缘膜等无机绝缘膜。尤其是，通过使用利用ALD法形成的氧化铝膜、氧化铪膜或氧化硅膜等无机绝缘膜，绝缘膜125f可以为针孔少的绝缘膜。
接着，在绝缘膜125f上形成后面成为绝缘层127的绝缘膜127f(图12B)。如上所述，作为绝缘膜127f例如可以使用有机材料。绝缘膜127f例如可以为光致抗蚀剂。当作为绝缘膜127f使用光致抗蚀剂时，绝缘膜127f可以利用旋涂法、喷射法、丝网印刷法或涂敷法等形成。
接着，在相邻的两个EL层112之间形成绝缘层127(图12C)。具体而言，例如可以在后面工序中形成绝缘层125的区域中的相邻的EL层112与PD层155之间以外的区域中形成绝缘层127。如上所述，通过作为绝缘膜127f使用光致抗蚀剂等感光材料，可以形成绝缘层127而无需设置抗蚀剂掩模或硬掩模等蚀刻掩模。另外，光致抗蚀剂等感光材料只通过曝光及显影的工序可以进行加工，所以例如可以不使用干蚀刻法形成绝缘层127。因此，可以实现工序的简化。另外，可以降低绝缘膜127f的蚀刻所导致的EL层112及PD层155的损伤。
接着，在绝缘层127及绝缘膜125f上形成保护膜147f(图12D)。保护膜147f可以使用与可用于绝缘膜125f的材料同样的材料。另外，保护膜147f可以使用与可用于牺牲膜144b的材料同样的材料。例如，作为保护膜147f可以使用无机材料，具体而言，可以使用氧化绝缘膜、氮化绝缘膜、氧氮化绝缘膜及氮氧化绝缘膜等无机绝缘膜。另外，作为保护膜147f可以使用金属材料。并且，作为保护膜147f可以使用铟镓锌氧化物等金属氧化物。
保护膜147f可以利用溅射法、CVD法、PLD法或ALD法等形成，与绝缘膜125f同样，优选利用覆盖性良好的ALD法形成。
接着，在保护膜147f上形成后面成为绝缘层126的绝缘膜126f(图13A)。如上所述，作为绝缘膜126f，例如可以使用有机材料。绝缘膜126f例如可以为彩色抗蚀剂。当作为绝缘膜126f使用彩色抗蚀剂时，绝缘膜126f可以利用旋涂法、喷射法、丝网印刷法或涂敷法等形成。
接着，在相邻的EL层112与PD层155之间形成绝缘层126(图13B)。如上所述，通过作为绝缘膜126f使用彩色抗蚀剂等感光材料，可以形成绝缘层126而无需设置抗蚀剂掩模或硬掩模等蚀刻掩模。此外，由于感光材料如彩色抗蚀剂等仅通过曝光和显影的工序可以进行加工，因此例如可以不使用干蚀刻法地形成绝缘层126。因此，可以实现工序的简化。另外，可以降低绝缘膜126f的蚀刻所导致的EL层112及PD层155的损伤。
在形成绝缘层127之后，形成保护膜147f并在保护膜147f上形成绝缘膜126f，由此可以防止绝缘膜126f与绝缘层127接触。由此，即使作为绝缘层127例如使用正型抗蚀剂，也可以防止在显影绝缘膜126f时绝缘层127溶解而绝缘层127消失。因此，可以扩大绝缘层127的材料的选择范围。另外，也可以在形成绝缘层126之后，在绝缘层126上形成保护膜147f并在保护膜147f上形成绝缘层127。
接着，通过蚀刻保护膜147f形成保护层147(图13C)。保护膜147f位于绝缘层126下以及绝缘层127上，可以以绝缘层126为掩模进行蚀刻。因此，以与绝缘层126重叠的方式形成保护层147。
保护膜147f的蚀刻可以利用与牺牲膜144a的蚀刻同样的方法进行。例如，保护膜147f可以利用湿蚀刻法进行蚀刻。另外，也可以利用干蚀刻法对保护膜147f进行蚀刻。
接着，通过蚀刻牺牲层145a形成保护层146，通过蚀刻绝缘膜125f形成绝缘层125(图14A)。如上所述，例如，牺牲层145a可以利用湿蚀刻法进行蚀刻，绝缘膜125f可以利用干蚀刻法进行蚀刻。
接着，进行真空焙烧处理，例如去除附着于EL层112的表面及PD层155的表面的水。如上所述，真空焙烧例如优选在不使包含在EL层112及PD层155中的有机化合物变质的温度范围内进行，例如可以以70℃以上且120℃以下，更优选以80℃以上且100℃以下进行。注意，例如在附着于EL层112的表面及PD层155的表面的水少且对显示装置100的可靠性带来的影响少的情况下，也可以不进行真空焙烧处理。
接着，在EL层112、PD层155、绝缘层126、绝缘层127及连接电极113上形成公共层114。然后，在公共层114上形成公共电极115，在公共电极115上形成保护层121(图14B)。
通过上述工序可以制造显示装置100。
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，说明本发明的一个方式的显示装置。
本实施方式的显示装置可以为高分辨率的显示装置或大型显示装置。因此，例如可以将本实施方式的显示装置用于如下装置的显示部：具有较大的屏幕的电子设备诸如电视装置、台式或笔记本型个人计算机、用于计算机的显示器、数字标牌及弹珠机等大型游戏机等；数码相机；数字视频相机；数码相框；移动电话机；便携式游戏机；便携式信息终端；或者声音再现装置。
图15示出显示装置100的立体图，图16A示出显示装置100的截面图。
显示装置100具有贴合衬底101与衬底105的结构。在图15中，以虚线表示衬底105。
显示装置100包括显示部107、连接部140、电路164及布线165等。图15示出显示装置100安装有IC173及FPC172的例子。因此，也可以将图15所示的结构称为包括显示装置100、IC(集成电路)及FPC的显示模块。在此，安装有FPC等连接器的显示装置的衬底或安装有IC的该衬底被称为显示模块。
连接部140设置在显示部107的外侧。连接部140可以沿着显示部107的一个边或多个边设置。连接部140的数量既可以为一个又可以为多个。图15示出以围绕显示部的四个边的方式设置连接部140的例子。在连接部140中，发光元件的公共电极与导电层电连接，可以对公共电极供电。
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107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输入到布线165或者从IC173输入到布线165。
图15示出通过COG方式或COF(Chip On Film：薄膜覆晶封装)方式等在衬底101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100及显示模块不一定必须设置有IC。另外，也可以将IC例如利用COF方式安装于FPC。
图16A示出显示装置100的包括FPC172的区域的一部分、电路164的一部分、显示部107的一部分、连接部140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16A示出显示部107以外的绝缘层125上设置有绝缘层127的结构。另外，在显示部107以外的绝缘层125上的区域中的至少一部分的区域中也可以设置绝缘层126。
图16A所示的显示装置100在衬底101与衬底105之间包括晶体管201、晶体管205、发光元件130及受光元件150等。在图16A中，作为发光元件130示出发光元件130G及发光元件130B。
与衬底101同样，衬底105对可见光具有透光性。例如，衬底105可以使用与可用作衬底101的衬底同样的衬底。
发光元件130及受光元件150除了像素电极的结构不同以外具有图1B所示的叠层结构。发光元件130及受光元件150的详细内容可以参照实施方式1。
发光元件130包括导电层123及导电层123上的导电层129。受光元件150包括导电层131、导电层131上的导电层123及导电层123上的导电层129。在此，在发光元件130及受光元件150中，可以将导电层123和导电层129中的一方或双方称为像素电极。
导电层123例如可以以覆盖导电层131的方式设置。另外，导电层123通过设置在绝缘层103中的开口与晶体管205所包括的导电层222b连接。在此，在显示装置100中，导电层123的端部和导电层129的端部对齐或大致对齐，但是不局限于此。例如，导电层129也可以以覆盖导电层123的端部的方式设置。
如上所述，导电层131对可见光具有反射性。另外，导电层123及导电层129都对可见光具有透光性。
在导电层131及导电层123中以覆盖设置在绝缘层103中的开口的方式形成凹部。该凹部嵌入有层128。
层128具有使导电层123的凹部平坦化的功能。导电层123及层128上设置有与导电层123电连接的导电层129。因此，与导电层123的凹部重叠的区域也可以被用作发光区域，从而可以提高像素的开口率。例如，在俯视层128时的面积比俯视导电层123时的面积充分小的情况下，也可以不设置导电层129。
层128可以为对可见光具有透光性的层。另外，层128也可以为绝缘层或导电层。层128可以适当地使用各种无机绝缘材料、有机绝缘材料及导电材料。尤其是，层128优选使用绝缘材料形成。
作为层128，可以适合使用包含有机材料的绝缘层。例如，作为层128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、酚醛树脂及上述树脂的前体等。另外，作为层128，也可以使用感光树脂。作为感光树脂也可以使用正型材料或负型材料。
通过使用感光树脂，可以只通过曝光及显影的工序制造层128，由此可以减少干蚀刻或湿蚀刻等向导电层123的表面带来的影响。另外，通过使用负型感光树脂形成层128，有时可以使用与形成绝缘层103的开口时使用的光掩模(曝光掩模)相同的光掩模形成层128。
导电层129的顶面及侧面被EL层112或PD层155覆盖。注意，导电层129的侧面也可以不被EL层112或PD层155覆盖。此外，导电层129的顶面的一部分也可以不被EL层112或PD层155覆盖。
以覆盖EL层112的顶面的一部分的方式设置有保护层146，以覆盖PD层155的顶面的一部分的方式设置有保护层146。此外，以覆盖保护层146的顶面和侧面、EL层112的侧面及PD层155的侧面的方式设置有绝缘层125。并且，绝缘层125上的EL层112与PD层155之间设置有绝缘层126，绝缘层125上的相邻的两个EL层112之间设置有绝缘层127。具体而言，例如，可以在绝缘层125上的区域中的相邻的EL层112与PD层155之间设置绝缘层126，并在其他区域设置绝缘层127。EL层112、PD层155、绝缘层126及绝缘层127上设置有公共层114，公共层114上设置有公共电极115。公共层114及公共电极115都是多个发光元件130及受光元件150共同使用的连续的膜。
另外，发光元件130及受光元件150上设置有保护层121。通过形成覆盖发光元件130及受光元件150的保护层121，可以抑制水等杂质进入发光元件130及受光元件150，由此可以提高发光元件130及受光元件150的可靠性。
保护层121和衬底105由粘合层142粘合。作为发光元件的密封可以采用固体密封结构或中空密封结构等。在图16A中，衬底105和衬底101之间的空间被粘合层142填充，即采用固体密封结构。或者，也可以采用使用惰性气体(氮或氩等)填充该空间的中空密封结构。此时，粘合层142也可以以不与发光元件130及受光元件150重叠的方式设置。另外，也可以使用与设置为框状的粘合层不同的树脂填充该空间。
在连接部140中，绝缘层103上设置有连接电极113。图16A示出连接电极113具有加工与导电层123相同的导电膜而得到的导电膜和加工与导电层129相同的导电膜而得到的导电膜的叠层结构的例子。连接电极113的侧面被保护层146覆盖。另外，保护层146上设置有绝缘层125，绝缘层125上设置有绝缘层127。另外，连接电极113上设置有公共层114，公共层114上设置有公共电极115。连接电极113与公共电极115通过公共层114电连接。另外，连接部140也可以不形成有公共层114。在此情况下，连接电极113与公共电极115直接接触并电连接。
晶体管201及晶体管205都设置在衬底101上。这些晶体管可以使用同一材料及同一工序形成。
衬底101上依次设置有绝缘层211、绝缘层213、绝缘层215及绝缘层103。绝缘层211的一部分被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103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，将水及氢等杂质不容易扩散的材料用于覆盖晶体管的绝缘层中的至少一个。由此，可以将绝缘层用作阻挡层。通过采用这种结构，可以有效地抑制杂质从外部扩散到晶体管中，从而可以提高显示装置的可靠性。
作为绝缘层211、绝缘层213及绝缘层215优选使用无机绝缘膜。作为无机绝缘膜，例如可以使用氮化硅膜、氧氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、氧化铝膜或氮化铝膜等。此外，也可以使用氧化铪膜、氧化钇膜、氧化锆膜、氧化镓膜、氧化钽膜、氧化镁膜、氧化镧膜、氧化铈膜及氧化钕膜等。此外，也可以层叠上述绝缘膜中的两个以上。
用作平坦化层的绝缘层103优选使用有机绝缘层。作为能够用于有机绝缘层的材料，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。另外，绝缘层103也可以采用有机绝缘层与无机绝缘膜的叠层结构。绝缘层103的最表层优选被用作蚀刻保护膜。由此，可以抑制在加工导电层123或导电层129等时在绝缘层103中形成凹部。或者，绝缘层103也可以在加工导电层123或导电层129等时具有凹部。
晶体管201及晶体管205包括：用作栅极的导电层221；用作栅极绝缘层的绝缘层211；用作源极及漏极的导电层222a及导电层222b；半导体层231；用作栅极绝缘层的绝缘层213；以及用作栅极的导电层223。在此，对经过同一导电膜的加工得到的多个层附上相同的阴影线。绝缘层211位于导电层221与半导体层231之间。绝缘层213位于导电层223与半导体层231之间。
在此，构成晶体管201及晶体管205的层的至少一部分优选对可见光具有透光性。例如，导电层222a及导电层222b优选对可见光具有透光性。如上所述，衬底101、导电层123、层128、导电层129、绝缘层127、公共电极115及衬底105等可以对可见光具有透光性，所以可以使作为外光的光135透过。因此，显示装置100的使用者可以通过显示装置100看到其背面景色(透过图像)作为实像。因此，通过构成晶体管201及晶体管205的层中的至少一部分对可见光具有透光性，可以提高显示装置100的光135的透过率。
此外，导电层221及导电层223既可对可见光具有透光性又可对可见光具有反射性。在导电层221及导电层223对可见光具有透光性的情况下，可以提高显示装置100的光135的透过率。另一方面，在导电层221及导电层223对可见光具有反射性的情况下，可以抑制光135入射到半导体层231。因此，可以减轻半导体层231受到的损伤，由此可以提高显示装置100的可靠性。
图16A除了光135以外还示出EL层112G所发射的光136G、EL层112B所发射的光136B及入射到PD层155的光137。如图16A所示，显示装置100可以为双面发射型显示装置。
对本实施方式的显示装置所包括的晶体管的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及晶体管205，采用两个栅极夹持形成沟道的半导体层的结构。此时，也可以连接两个栅极，并通过对该两个栅极供应同一信号来驱动晶体管。或者，通过对两个栅极中的一个施加用来控制阈值电压的电位，对另一个施加用来进行驱动的电位，可以控制晶体管的阈值电压。
对用于晶体管的半导体材料的结晶性也没有特别的限制，可以使用非晶半导体或具有结晶性的半导体(微晶半导体、多晶半导体、单晶半导体或其一部分具有结晶区域的半导体)。当使用具有结晶性的半导体时可以抑制晶体管的特性劣化，所以是优选的。
晶体管的半导体层优选使用金属氧化物(也称为氧化物半导体)。就是说，本实施方式的显示装置优选使用在沟道形成区域中包含金属氧化物的晶体管(以下，OS晶体管)。
作为具有结晶性的氧化物半导体，可以举出CAAC(c-axis-alignedcrystalline)-OS及nc(nanocrystalline)-OS等。
或者，也可以使用将硅用于沟道形成区域的晶体管(Si晶体管)。作为硅可以举出单晶硅、多晶硅及非晶硅等。尤其是，可以使用半导体层中含有低温多晶硅(LTPS(LowTemperature Poly Silicon))的晶体管(以下，也称为LTPS晶体管)。LTPS晶体管具有高场效应迁移率以及良好的频率特性。
通过使用LTPS晶体管等Si晶体管，可以在同一衬底上形成需要以高频率驱动的电路(例如，源极驱动器电路)和显示部。因此，可以使安装到显示装置的外部电路简化，可以缩减构件成本及安装成本。
与使用非晶硅的晶体管相比，OS晶体管的场效应迁移率非常高。另外，OS晶体管的关闭状态下的源极和漏极间的泄漏电流(以下，也称为关态电流)极低，可以长期间保持与该晶体管串联连接的电容器中储存的电荷。另外，通过使用OS晶体管，可以降低显示装置的功耗。
另外，室温下的每沟道宽度1μm的OS晶体管的关态电流值可以为1aA(1×10-18A)以下、1zA(1×10-21A)以下或1yA(1×10-24A)以下。注意，室温下的每沟道宽度1μm的Si晶体管的关态电流值为1fA(1×10-15A)以上且1pA(1×10-12A)以下。因此，也可以说，OS晶体管的关态电流比Si晶体管的关态电流低10位左右。
另外，在提高像素电路所包括的发光元件的发光亮度时，需要增大流过发光元件的电流量。为此，需要提高像素电路所包括的驱动晶体管的源极-漏极间电压。因为OS晶体管的源极-漏极间的耐压比Si晶体管高，所以可以对OS晶体管的源极-漏极间施加高电压。由此，通过作为像素电路所包括的驱动晶体管使用OS晶体管，可以增大流过发光元件的电流量而提高发光元件的发光亮度。
另外，当晶体管在饱和区域中工作时，与Si晶体管相比，OS晶体管可以使随着栅极-源极间电压的变化的源极-漏极间电流的变化细小。因此，通过作为像素电路所包括的驱动晶体管使用OS晶体管，可以根据栅极-源极间电压的变化详细决定流过源极-漏极间的电流，所以可以控制流过发光元件的电流量。由此，可以增大由像素电路表示的灰度。
另外，关于晶体管在饱和区域中工作时流过的电流的饱和特性，与Si晶体管相比，OS晶体管即使逐渐地提高源极-漏极间电压也可以使稳定的电流(饱和电流)流过。因此，通过将OS晶体管用作驱动晶体管，即使例如发光元件的电流-电压特性发生不均匀，也可以使稳定的电流流过发光元件。也就是说，OS晶体管当在饱和区域中工作时即使提高源极-漏极间电压，源极-漏极间电流也几乎不变，因此可以使发光元件的发光亮度稳定。
如上所述，通过作为像素电路所包括的驱动晶体管使用OS晶体管，可以实现“黑色模糊的抑制”、“发光亮度的上升”、“多灰度化”及“发光元件的不均匀的抑制”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(也记为IGZO)。或者，优选使用包含铟、锡及锌的氧化物。或者，优选使用包含铟、镓、锡及锌的氧化物。或者，优选使用包含铟(In)、铝(Al)及锌(Zn)的氧化物(也称为IAZO)。或者，优选使用包含铟(In)、铝(Al)、镓(Ga)及锌(Zn)的氧化物(也称为IAGZO)。
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。作为这种In-M-Zn氧化物的金属元素的原子个数比，可以举出In：M：Zn＝1：1：1或其附近的组成、In：M：Zn＝1：1：1.2或其附近的组成、In：M：Zn＝2：1：3或其附近的组成、In：M：Zn＝3：1：2或其附近的组成、In：M：Zn＝4：2：3或其附近的组成、In：M：Zn＝4：2：4.1或其附近的组成、In：M：Zn＝5：1：3或其附近的组成、In：M：Zn＝5：1：6或其附近的组成、In：M：Zn＝5：1：7或其附近的组成、In：M：Zn＝5：1：8或其附近的组成、In：M：Zn＝6：1：6或其附近的组成以及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，当记载为原子个数比为In：Ga：Zn＝5：1：6或其附近的组成时包括如下情况：In的原子个数比为5时，Ga的原子个数比大于0.1且为2以下，Zn的原子个数比为5以上且7以下。此外，当记载为原子个数比为In：Ga：Zn＝1：1：1或其附近的组成时包括如下情况：In的原子个数比为1时，Ga的原子个数比大于0.1且为2以下，Zn的原子个数比大于0.1且为2以下。
电路164所包括的晶体管和显示部107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的不同结构。与此同样，显示部107所包括的多个晶体管既可以具有相同的结构，又可以具有两种以上的不同结构。
显示部107所包括的所有晶体管都可以为OS晶体管，显示部107所包括的所有晶体管都可以为Si晶体管，显示部107所包括的部分晶体管也可以为OS晶体管且剩下的晶体管也可以为Si晶体管。
例如，通过在显示部107中使用LTPS晶体管和OS晶体管的双方，可以实现具有低功耗及高驱动能力的显示装置。此外，有时将组合LTPS晶体管和OS晶体管的结构称为LTPO。更优选的是，例如，将OS晶体管用于被用作控制布线间的导通及非导通的开关的晶体管且将LTPS晶体管用于控制电流的晶体管。
例如，显示部107所包括的晶体管中的一个被用作用来控制流过发光元件的电流的晶体管，可以称为驱动晶体管。驱动晶体管的源极和漏极中的一个与发光元件的像素电极电连接。作为该驱动晶体管优选使用LTPS晶体管。由此，可以增大在像素电路中流过发光元件的电流。
另一方面，显示部107所包括的晶体管中的另一个被用作用来控制像素的选择和非选择的开关功能，也可以被称为选择晶体管。选择晶体管的栅极与栅极线电连接，源极和漏极中的一个与信号线电连接。作为选择晶体管优选使用OS晶体管。由此，在大幅度地减少帧频(例如，1fps以下)时也可以保持像素的灰度，由此通过在显示静态图像时停止驱动器，可以降低功耗。
如上所述，本发明的一个方式的显示装置可以兼具有高开口率、高清晰度、高显示质量以及低功耗。
本发明的一个方式的显示装置具有包括OS晶体管和具有MML(Metal Mask Less)结构的发光元件的结构。通过采用该结构，可以使可流过晶体管的泄漏电流以及可在相邻的发光元件间流过的泄漏电流(也称为横向泄漏电流或侧泄漏电流等)极低。另外，通过采用上述结构，在图像显示在显示装置上时观看者可以观测到图像的鲜锐度、图像的锐度、高色饱和度和高对比度中的任一个或多个。另外，通过采用可流过晶体管的泄漏电流及发光元件间的横向泄漏电流极低的结构，例如可以进行在显示黑色时可发生的光泄露极少的显示。
图16B1及图16B2示出晶体管的其他结构例子。
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231；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至少位于导电层223与沟道形成区域231i之间。再者，还可以设置有覆盖晶体管的绝缘层218。
在图16B1所示的例子中，在晶体管209中绝缘层225覆盖半导体层231的顶面及侧面。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和导电层222b中的一个被用作源极，另一个被用作漏极。
另一方面，在图16B2所示的晶体管210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，可以形成图16B2所示的结构。在图16B2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。
在衬底101的不与衬底105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。导电层166具有加工与导电层123相同的导电膜而得到的导电膜和加工与导电层129相同的导电膜而得到的导电膜的叠层结构。在连接部204的顶面上露出导电层166。因此，通过连接层242可以使连接部204与FPC172电连接。
作为粘合层142，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、热固化粘合剂或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)树脂及EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)树脂等。尤其优选使用环氧树脂等透湿性低的材料。另外，也可以使用两液混合型树脂。此外，例如也可以使用粘合薄片。
作为连接层242，可以使用各向异性导电膜(ACF：Anisotropic ConductiveFilm)、各向异性导电膏(ACP：Anisotropic Conductive Paste)等。
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。可以以单层或叠层结构使用包含这些材料的膜。
另外，作为透光导电材料，可以使用氧化铟、铟锡氧化物、铟锌氧化物、氧化锌或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包含该金属材料的合金材料。或者，还可以使用该金属材料的氮化物(例如，氮化钛)。此外，当使用金属材料或合金材料(或者它们的氮化物)时，优选将其形成得薄到具有透光性。此外，可以将上述材料的叠层膜用作导电层。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导电层及发光元件所包括的导电层(被用作像素电极或公共电极的导电层)。
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及环氧树脂等树脂以及无机绝缘材料如氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅及氧化铝等。
图17是图16A所示的结构的变形例子，其中绝缘层126上设置有遮光层118。图17示出在衬底105的衬底101一侧的面设置遮光层118的例子。
通过在绝缘层126上设置遮光层118，例如可以适当地抑制与PD层155相邻的EL层112所发射的光的一部分因杂散光入射到PD层155。因此，图17所示的显示装置100可以为噪声少且能够进行摄像灵敏度高的摄像的显示装置。
图18是图17所示的结构的变形例子，其中不仅在绝缘层126上而且在绝缘层126下也设置遮光层118。图18示出除了衬底105的衬底101一侧的面以外在绝缘层215上设置遮光层118的例子。
如上所述，显示装置100可以为双面发射型显示装置。因此，通过在绝缘层126上以及绝缘层126下都设置遮光层118，例如可以适当地抑制与PD层155相邻的EL层112所发射的光的一部分因杂散光入射到PD层155。因此，图18所示的显示装置100可以为噪声少且能够进行摄像灵敏度高的摄像的显示装置。另外，也可以在绝缘层126下设置遮光层118，而不在绝缘层126上设置遮光层118。
图19是图17所示的结构的变形例子，图19与图17所示的结构的不同之处在于电路164及连接部140中设置有遮光层118。通过采用图19所示的显示装置100的结构，可以抑制外光透过电路164及连接部140。
在此，图20A至图20D示出显示装置100中的包括导电层123及层128和其周围的区域138的截面结构。
图16A示出层128的顶面与导电层123的顶面大致一致的例子，但是本发明不局限于此。例如，如图20A所示，有时层128的顶面高于导电层123的顶面。此时，层128的顶面具有向中心平缓地膨胀的凸状形状。
另外，如图20B所示，有时层128的顶面低于导电层123的顶面。此时，层128的顶面具有向中心平缓地凹陷的凹状形状。
另外，如图20C所示，在层128的顶面高于导电层123的顶面时，有时层128的上部的宽度大于形成在导电层123中的凹部的宽度。此时，有时层128的一部分覆盖导电层123的大致平坦的区域的一部分。
另外，如图20D所示，在图20C所示的结构中，有时还在层128的顶面的一部分中形成凹部。该凹部具有向中心平缓地凹陷的形状。
图21是显示装置100的立体图。图21是图15所示的显示装置100的变形例子。另外，图22是图21所示的显示装置100的截面图。
图21及图22所示的显示装置100中设置有衬底253代替衬底101并设置有衬底106代替衬底105。
在衬底253上隔着粘合层255设置有绝缘层262。换言之，衬底253和绝缘层262被粘合层255贴合。绝缘层262上形成有晶体管201及晶体管205。此外，绝缘层262上依次设置有绝缘层211、绝缘层213、绝缘层215及绝缘层103。
图22所示的显示装置100的制造方法为如下：首先，在形成用衬底上形成绝缘层262，在绝缘层262上形成各晶体管、发光元件130及受光元件150等。接着，使用粘合层142将衬底106贴合在发光元件130及受光元件150等上。然后，将衬底253使用粘合层255贴合到剥离形成用衬底而露出的面，由此将形成在形成用衬底上的各构成要素转置到衬底253。
衬底253及衬底106对可见光具有透光性。另外，由于衬底253及衬底106具有柔性，所以衬底253及衬底106是柔性衬底。由此，显示装置100可以具有柔性。也就是说，显示装置100可以为柔性显示器。
作为衬底253及衬底106，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(尼龙或芳族聚酰胺等)、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树脂或者纤维素纳米纤维等。此外，也可以作为衬底253和衬底106中的一方或双方使用其厚度为具有柔性程度的玻璃。
作为绝缘层262，可以使用可用作绝缘层211、绝缘层213及绝缘层215的材料，优选使用无机绝缘膜。另外，作为粘合层255，可以使用可用作粘合层142的材料。
如上所述，衬底253、导电层123、层128、导电层129、绝缘层127、公共电极115及衬底106等可以对可见光具有透光性，所以可以使作为外光的光135透过。因此，显示装置100的使用者可以通过显示装置100看到其背面景色(透过图像)作为实像。由此，通过构成晶体管201及晶体管205的层中的至少一部分对可见光具有透光性，可以提高显示装置100的光135的透过率。
图23是图22所示的结构的变形例子，其中绝缘层126上设置有遮光层118。图23示出在衬底106的衬底253一侧的面设置遮光层118的例子。
通过在绝缘层126上设置遮光层118，例如可以适当地抑制与PD层155相邻的EL层112所发射的光的一部分因杂散光入射到PD层155。因此，图23所示的显示装置100可以为噪声少且能够进行摄像灵敏度高的摄像的显示装置。
图24是图23所示的结构的变形例子，其中不仅在绝缘层126上而且在绝缘层126下也设置遮光层118。图24示出除了衬底106的衬底253一侧的面以外在绝缘层215上设置遮光层118的例子。
如上所述，显示装置100可以为双面发射型显示装置。因此，通过在绝缘层126上以及绝缘层126下都设置遮光层118，例如可以适当地抑制与PD层155相邻的EL层112所发射的光的一部分因杂散光入射到PD层155。因此，图24所示的显示装置100可以为噪声少且能够进行摄像灵敏度高的摄像的显示装置。另外，也可以在绝缘层126下设置遮光层118，而不在绝缘层126上设置遮光层118。
图25是图23所示的结构的变形例子，图25与图23所示的结构的不同之处在于电路164及连接部140中设置有遮光层118。通过采用图25所示的显示装置100的结构，可以抑制外光透过电路164及连接部140。
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或实施例适当地组合而实施。
(实施方式3)
在本实施方式中，说明本发明的一个方式的显示面板。
本发明的一个方式是一种显示面板，其中通过以其一部分重叠的方式配置多个显示面板可以实现大型化。另外，重叠的两个显示面板中至少位于显示面一侧(上侧)的显示面板具有相邻显示部并透过可见光的部分。重叠设置配置于下侧的显示面板的像素和配置于上侧的显示面板的透过可见光的部分。由此，可以在从显示面一侧看两个显示面板时(在俯视时)在它们上无缝连续地显示图像。
例如，本发明的一个方式的显示面板是包括第一显示面板及第二显示面板的叠层面板。第一显示面板包括第一区域，第一区域包括第一像素及第二像素。第二显示面板包括第二区域、第三区域及第四区域。第二区域包括第三像素，第三区域具有透过可见光的功能，第四区域具有遮挡可见光的功能。第一显示面板的第二像素和第二显示面板的第三区域具有彼此重叠的区域。第二像素的开口率优选比第一像素的开口率大。
作为上述第一显示面板和第二显示面板中的一方或双方，可以使用上面所示的具有发光元件及受光元件的显示装置。也可以说，上述第一像素、第二像素和第三像素中的至少一个包括发光元件及受光元件。
更具体地说，例如可以采用如下结构。
[结构例子1]
图26A是本发明的一个方式的显示面板所包括的显示面板500的俯视示意图。作为显示面板500的结构，可以使用图22至图25所示的显示装置100的结构。注意，在图26A中，W表示宽度。图26A以外的附图也是同样的。
显示面板500包括显示部501、与显示部501相邻且使可见光透过的区域510以及具有遮断可见光的部分的区域520。
在此，即使显示面板500是单个面板，也可以在显示部501上显示图像，并且可以利用显示部501拍摄图像。
区域510例如也可以设置有构成显示面板500的一对衬底及夹在该一对衬底间的用来密封显示元件的密封剂。此时，作为设置在区域510中的构件使用对可见光具有透光性的材料。
区域520例如设置有电连接于显示部501中的像素的布线。另外，除了上述布线之外还可以设置有用来驱动像素的驱动电路(扫描线驱动电路及信号线驱动电路等)或保护电路等电路。另外，区域520还包括设置有电连接于外部端子或布线层的端子(也称为连接端子)或者电连接于该端子的布线等的区域。
图26B是示出包括图26A所示的显示面板500的显示面板550的结构例子的俯视示意图。图26B示出显示面板550包括三个显示面板500的例子。
注意，在本实施方式中，在区别说明每个显示面板、每个显示面板所包括的构成要素或与每个显示面板有关的构成要素的情况下，在符号后面附加字母。当没有特别说明时，有时对以其一部分彼此重叠的方式设置的多个显示面板中配置在最下侧(与显示面相反一侧)的显示面板及其构成要素等附加“a”，对配置在其上侧的一个以上的显示面板及其构成要素等依次以字母顺序在符号后面附加字母。另外，当没有特别说明时，即使在说明具备多个显示面板的结构的情况下，若说明的是在每个显示面板或构成要素等之间的共同事项，也省略字母来进行说明。
图26B所示的显示面板550具有显示面板500a、显示面板500b及显示面板500c。
显示面板500b的一部分重叠于显示面板500a的上侧(显示面一侧)。具体而言，显示面板500a的显示部501a与显示面板500b的透过可见光的区域510b重叠，且显示面板500a的显示部501a与显示面板500b的遮挡可见光的区域520b不重叠。
另外，显示面板500c的一部分重叠于显示面板500b的上侧(显示面一侧)。具体而言，显示面板500b的显示部501b与显示面板500c的透过可见光的区域510c重叠，且显示面板500b的显示部501b与显示面板500c的遮挡可见光的区域520c不重叠。
透过可见光的区域510b重叠于显示部501a上，因此可以从显示面一侧看到整个显示部501a。同样地，区域510c重叠于显示部501b，因此可以从显示面一侧看到整个显示部501b。因此，可以将显示部501a、显示部501b及显示部501c无缝配置的区域用作显示面板550的显示部551。
显示面板550可以根据显示面板500的个数扩大显示部551。此时，通过将具有拍摄功能的显示面板(即包括设置有发光元件和受光元件的像素的显示面板)用作所有显示面板500，可以将整个显示部551用作拍摄区域。
[结构例子2]
图26B示出在一个方向上重叠配置多个显示面板500的结构，但也可以在纵向和横向这两个方向上重叠配置多个显示面板500。
图27A是示出区域510的形状与图26A不同的显示面板500的例子的俯视示意图。在图27A所示的显示面板500中，沿着显示部501的两边配置有透过可见光的区域510。
图27B是显示面板550的立体示意图，该显示面板550在纵向及横向上分别配置有两个图27A所示的显示面板500。图27C是从与显示面一侧相反一侧看显示面板550时的立体示意图。
在图27B及图27C中，重叠设置有显示面板500a的沿着显示部501a短边的区域和显示面板500b的区域510b的一部分。另外，重叠设置有显示面板500a的沿着显示部501a长边的区域和显示面板500c的区域510c的一部分。另外，显示面板500d的区域510d以与显示面板500b的沿着显示部501b长边的区域及显示面板500c的沿着显示部501c短边的区域重叠的方式设置。
因此，如图27B所示，可以将显示部501a、显示部501b、显示部501c和显示部501d无缝配置的区域用作显示面板550的显示部551。
在此，优选的是，作为用于显示面板500的一对衬底使用具有柔性的材料以使显示面板500具有柔性。由此，例如如图27B及图27C中的显示面板500a所示，可以弯曲显示面板500a的一部分来以与相邻的显示面板500b的显示部501b的下侧重叠的方式配置。
并且，通过使各显示面板500具有柔性，可以以显示面板500b的显示部501b的顶面高度与显示面板500a的显示部501a的顶面高度一致的方式平缓弯曲显示面板500b。由此，可以使显示面板500a与显示面板500b重叠的区域附近之外的各显示部的高度一致，从而可以提高显示在显示面板550的显示部551上的图像的显示质量。
上面以显示面板500a与显示面板500b的关系为例进行说明，但相邻的两个显示面板之间的关系也是同样的。
另外，为了减少相邻的两个显示面板500之间的台阶，显示面板500的厚度优选小。例如，显示面板500的厚度优选为1mm以下，更优选为300μm以下，进一步优选为100μm以下。
另外，也可以设置用来保护显示面板550的显示部551的衬底。此时，该衬底可以在每个显示面板上分别设置，也可以跨着多个显示面板作为一个衬底设置。
在此示出层叠四个矩形显示面板500的结构，但通过增大显示面板500的个数，可以实现极大叠层面板。另外，通过改变多个显示面板500的配置方法，作为叠层面板的显示部的轮廓形状可以采用非矩形状，诸如圆形、椭圆形或多角形等各种形状。另外，通过以立体的方式配置显示面板500，可以实现包括具有圆柱状、球形或半球形等三维立体形状的显示部的叠层面板。
图28A是示出本发明的一个方式的显示面板650的结构例子的截面图。显示面板650可以具有在衬底601a与衬底601b之间夹持显示面板600a及显示面板600b且填充有粘合层619的结构。
衬底601a及衬底601b可以使用与可用于实施方式2所示的衬底253及衬底106的材料同样的材料。粘合层619可以使用与可用于实施方式2所示的粘合层255的材料同样的材料。
作为显示面板600a及显示面板600b的结构，可以使用图22至图25所示的显示装置100的结构。另外，与显示面板500同样，显示面板600优选具有柔性。
图28B是图28A所示的结构的放大图。如图28B所示，使用粘合层618以显示面板600a的端部与显示面板600b的端部重叠的方式贴合。具体而言，使用粘合层618以显示面板600a的显示部的端部与显示面板600b的显示部的端部重叠的方式贴合。也就是说，显示面板650可以具有层叠有显示面板600a和显示面板600b的结构。粘合层618可以使用与可用于粘合层619的材料同样的材料。
通过使显示面板650具有层叠有多个显示面板600的结构，可以与显示面板600同样地实现大型显示面板。此外，显示面板650也可以采用层叠有三个以上的显示面板600的结构。通过增加显示面板650所包括的显示面板600的个数，可以进一步实现显示面板650的大型化。
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4)
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受光元件(也称为受光器件)和发光元件(也称为发光器件)。另外，本发明的一个方式的显示装置也可以包括受发光元件(也称为受发光器件)和发光元件。
首先，说明包括受光元件及发光元件的显示装置。
本发明的一个方式的显示装置在受发光部中包括受光元件及发光元件。在本发明的一个方式的显示装置的受发光部中，发光元件以矩阵状配置，可以在该受发光部上显示图像。另外，在该受发光部中，受光元件以矩阵状配置，该受发光部也具有摄像功能和感测功能中的一者或两者。受发光部可以用于图像传感器或触控传感器等。也就是说，通过在受发光部中检测光，可以进行图像的摄像、对象物(指头或笔等)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，不需要还设置显示装置外部的受光部及光源，而可以减少电子设备的构件数量。
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)包括在受发光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)，因此在黑暗的环境下也可以进行摄像或触摸操作的检测等。
本发明的一个方式的显示装置所包括的发光元件被用作显示元件(也称为显示器件)。
作为发光元件，优选使用OLED或QLED等EL元件(也称为EL器件)。作为EL元件所包含的发光物质，可以举出发射荧光的物质(荧光材料)、发射磷光的物质(磷光材料)、无机化合物(例如量子点材料)及呈现热活化延迟荧光的物质(热活化延迟荧光(TADF)材料)等。作为发光元件，也可以使用微型发光二极管(Micro LED)等LED。
本发明的一个方式的显示装置具有使用受光元件检测出光的功能。
当将受光元件用于图像传感器时，显示装置能够使用受光元件拍摄图像。例如，显示装置可以被用作扫描仪。
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或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。
此外，在将受光元件用于触摸传感器的情况下，显示装置可以使用受光元件检测出对象物的触摸操作。
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(也称为光电转换器件)。受光元件所产生的电荷量取决于入射到受光元件的光量。
尤其是，作为受光元件，优选使用具有包含有机化合物的层的有机光电二极管。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装置。
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。
在分别形成构成有机EL元件以及有机光电二极管的所有的层的情况下，沉积工序数非常多。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，可以抑制沉积工序的增加。
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，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也可以为在受光元件与发光元件之间共同使用的层。如此，因为在受光元件与发光元件之间共同使用层，可以减少沉积次数及掩模数，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。
接着，说明包括受发光元件和发光元件的显示装置。注意，有时省略与上述同样的功能、作用及效果等的说明。
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包括受发光元件代替发光元件，并且呈现其他颜色的子像素包括发光元件。受发光元件具有发射光的功能(发光功能)和接收光的功能(受光功能)这两个功能。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受发光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受发光部。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。
在本发明的一个方式的显示装置的受发光部中，受发光元件和发光元件以矩阵状配置，由此可以在该受发光部上显示图像。受发光部可以用于图像传感器或触控传感器等。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。因此在黑暗的环境下也可以进行摄像或触摸操作的检测等。
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，可以抑制沉积工序的增加。
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，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也可以为在受发光元件与发光元件之间共同使用的层。
此外，受发光元件所包括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。
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。
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。此外，在将受发光元件用于触摸传感器的情况下，本实施方式的显示装置使用受发光元件检测出对象物的触摸操作。
受发光元件被用作光电转换元件。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造。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其形状及设计的自由度高，所以可以应用于各种各样的装置。
以下参照附图说明作为本发明的一个方式的显示装置的一个例子的显示装置。
[结构例子1]
图29A示出显示面板200的示意图。显示面板200包括衬底207、衬底202、受光元件212、发光元件216R、发光元件216G、发光元件216B及功能层203等。
发光元件216R、发光元件216G、发光元件216B及受光元件212设置在衬底207与衬底202之间。发光元件216R、发光元件216G、发光元件216B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216R、发光元件216G及发光元件216B时有时将它们记为发光元件216。
显示面板200具有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。一个子像素具有一个发光元件。例如，像素可以采用包括三个子像素的结构(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)或包括四个子像素的结构(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29A示出指头220触摸衬底202的表面的样子。发光元件216G所发射的光的一部分被衬底202与指头220的接触部反射。然后，反射光的一部分入射到受光元件212，由此可以检测出指头220触摸衬底202。也就是说，显示面板200可以被用作触摸传感器。
功能层203包括驱动发光元件216R、发光元件216G及发光元件216B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、电容器或布线等。另外，当以无源矩阵方式驱动发光元件216R、发光元件216G、发光元件216B及受光元件212时，也可以不设置开关或晶体管等。
显示面板200优选具有检测指头220的指纹的功能。图29B是示意性地示出指头220接触于衬底202的状态下的接触部的放大图。另外，图29B示出交替排列的发光元件216与受光元件212。
指头220的指纹由凹部及凸部形成。因此，指纹的凸部如图29B所示地触摸衬底202。
某一表面或界面等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高的光，漫反射光是强度的角度依赖性低的指向性低的光。在指头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。
在指头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，在指头220的凹部中指头220不触摸衬底202，由此规则反射光(以实线箭头表示)为主，在其凸部中指头220触摸衬底202，由此从指头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，可以拍摄指头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，优选小于相邻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29C示出由显示面板200拍摄的指纹图像的例子。在图29C中，在拍摄范围228内以虚线示出指头220的轮廓，并以点划线示出接触部227的轮廓。在接触部227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。
显示面板200也可以被用作触摸传感器或数位板。图29D示出在将触屏笔229的顶端接触于衬底202的状态下将其向虚线箭头的方向滑动的样子。
如图29D所示，通过在触屏笔229的顶端与衬底202接触的面扩散的漫反射光入射到位于被该接触面重叠的部分的受光元件212，可以以高精度检测触屏笔229的顶端的位置。
图29E示出显示面板200所检测出的触屏笔229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229等检测对象的位置，所以例如可以在描绘应用程序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、玻璃笔或羽毛笔等)，而与触屏笔229的尖端部的材料无关。
在此，图29F至图29H示出可用于显示面板200的像素的一个例子。
图29F及图29G所示的像素各自包括红色(R)的发光元件216R、绿色(G)的发光元件216G、蓝色(B)的发光元件216B及受光元件212。像素各自包括用来使发光元件216R、发光元件216G、发光元件216B及受光元件212驱动的像素电路。
图29F示出以2×2的矩阵状配置三个发光元件及一个受光元件的例子。图29G示出三个发光元件排列成一列且在其下侧配置一个横长形受光元件212的例子。
图29H所示的像素是包括白色(W)的发光元件216W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30A所示的显示面板200A以对图29A所示的结构追加的方式包括发光元件216IR。发光元件216IR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216IR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30A所示，在指头220触摸衬底202时，从发光元件216IR发射的红外光IR被指头220反射，该反射光的一部分入射到受光元件212，由此可以取得指头220的位置数据。
图30B至图30D示出可用于显示面板200A的像素的一个例子。
图30B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216IR及受光元件212的例子。此外，图30C示出一列上排列有包括发光元件216IR的四个发光元件且其下侧配置有受光元件212的例子。
图30D示出以发光元件216IR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30B至图30D所示的像素中，可以调换各发光元件彼此的位置，也可以调换发光元件与受光元件的位置。
[结构例子3]
以下，说明包括发射可见光的发光元件以及发射可见光且接收可见光的受发光元件的结构的例子。
图31A所示的显示面板200B包括发光元件216B、发光元件216G及发光元件213R。受发光元件213R具有作为发射红色(R)的光的发光元件的功能以及作为接收可见光的光电转换元件的功能。图31A示出受发光元件213R接收发光元件216G所发射的绿色(G)的光的例子。注意，受发光元件213R也可以接收发光元件216B所发射的蓝色(B)的光。另外，受发光元件213R也可以接收绿色光和蓝色光的双方。
例如，受发光元件213R优选接收其波长比受发光元件213R本身所发射的光短的光。或者，受发光元件213R也可以接收其波长比本身所发射的光长的光(例如红外光)。受发光元件213R可以接收与本身所发射的光相同程度的波长，但此时也接收本身所发射的光而有时发光效率下降。因此，受发光元件213R优选以发射光谱的峰尽量不重叠于吸收光谱的峰的方式构成。
此外，在此受发光元件所发射的光不局限于红色光。另外，发光元件所发射的光也不局限于绿色光与蓝色光的组合。例如，作为受发光元件可以采用发射绿色光或蓝色光且接收与本身所发射的光不同波长的光的元件。
如此，通过受发光元件213R兼用作发光元件和受光元件，可以减少配置在一个像素中的元件的个数。因此，容易实现高清晰化、高开口率化及高分辨率化等。
图31B至图31I示出可用于显示面板200B的像素的一个例子。
图31B示出受发光元件213R、发光元件216G及发光元件216B排列成一列的例子。图31C示出发光元件216G及发光元件216B在纵方向上交替地排列且受发光元件213R配置在它们旁边的例子。
图31D示出以2×2的矩阵状配置三个发光元件(发光元件216G、发光元件216B及发光元件216X)以及一个受发光元件的例子。发光元件216X是发射R、G、B以外的光的元件。作为R、G、B以外的光，可以举出白色(W)光、黄色(Y)光、青色(C)光、品红色(M)光、红外光(IR)或紫外光(UV)等光。在发光元件216X发射红外光时，受发光元件优选具有检测红外光的功能或者检测可见光及红外光的双方的功能。可以根据传感器的用途决定受发光元件所检测的光的波长。
图31E示出两个像素。包括以虚线围绕的三个元件的区域相当于一个像素。每个像素都包括发光元件216G、发光元件216B及受发光元件213R。在图31E中的左侧像素中，在与受发光元件213R相同的行上配置发光元件216G且在与受发光元件213R相同的列上配置发光元件216B。在图31E中的右侧像素中，在与受发光元件213R相同的行上配置发光元件216G且在与发光元件216G相同的列上配置发光元件216B。在图31E所示的像素布局中，在第奇数行和第偶数行上，受发光元件213R、发光元件216G及发光元件216B反复地配置，并且在各列中，第奇数行及第偶数行分别配置有互不相同的颜色的发光元件或受发光元件。
图31F示出采用Pentile排列的四个像素，相邻的两个像素包括发射组合不同的两个颜色的光的发光元件或受发光元件。图31F示出发光元件或受发光元件的顶面形状。
图31F中的左上的像素及右下的像素包括受发光元件213R及发光元件216G。另外，右上的像素及左下的像素包括发光元件216G及发光元件216B。就是说，在图31F所示的例子中，各像素设置有发光元件216G。
发光元件及受发光元件的顶面形状没有特别的限制，可以采用圆形、椭圆形、多角形或角部带弧形的多角形等。例如，在图31F中，作为发光元件及受发光元件的顶面形状示出大约倾斜45度的正方形(菱形)的例子。注意，各颜色的发光元件及受发光元件的顶面形状可以互不相同，也可以一部分或所有颜色中相同。
各颜色的发光元件及受发光元件的发光区域(或受发光区域)的尺寸可以彼此不同，也可以一部分或所有颜色中相同。例如，在图31F中，也可以使设置在各像素中的发光元件216G的发光区域的面积小于其他元件的发光区域(或受发光区域)。
图31G示出图31F所示的像素排列的变形例子。具体而言，图31G的结构可以通过将图31F的结构旋转了45度来得到。在图31F中说明一个像素包括两个元件，但是如图31G所示，也可以说由四个元件构成一个像素。
图31H是图31F所示的像素排列的变形例子。图31H中的左上的像素及右下的像素包括受发光元件213R及发光元件216G。另外，右上的像素及左下的像素包括受发光元件213R及发光元件216B。就是说，在图31H所示的例子中，各像素设置有受发光元件213R。各像素设置有受发光元件213R，所以与图31F所示的结构相比，图31H所示的结构可以以高清晰度进行摄像。由此，例如可以提高生物识别的精度。
图31I是图31H所示的像素排列的变形例子，可以通过将该像素排列旋转了45度来得到。
在图31I中，假设由四个元件(两个发光元件及两个受发光元件)构成一个像素来进行说明。如此，在一个像素包括多个具有受光功能的受发光元件时，可以以高清晰度进行摄像。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31H或图31I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、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色光，另一个发射蓝色光。受发光元件发射红色光且具有受光功能。
例如，当使用受发光元件检测接触操作时，来自光源的发光优选不容易被使用者看到。蓝色光的可见度低于绿色光，由此优选使用发射蓝色光的发光元件作为光源。因此，受发光元件优选具有受蓝色光的功能。注意，不局限于此，也可以根据受发光元件的灵敏度适当地选择用作光源的发光元件。
如此，可以将各种排列的像素用于本实施方式的显示装置。
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5)
在本实施方式中，对能用于本发明的一个方式的受发光装置的发光元件(也称为发光器件)及受光元件(也称为受光器件)进行说明。
此外，在本说明书等中，有时将在各颜色的发光器件(这里为蓝色(B)、绿色(G)及红色(R))中分别形成发光层或分别涂布发光层的结构称为SBS(Side By Side)结构。另外，在本说明书等中，有时将可发射白色光的发光器件称为白色发光器件。白色发光器件通过与着色层(例如，滤色片)组合可以实现全彩色显示的显示装置。
另外，发光器件大致可以分为单结构和串联结构。单结构的器件优选具有如下结构：在一对电极间包括一个发光单元，而且该发光单元包括一个以上的发光层。在使用两个发光层得到白色发光的情况下，以两个发光层的各发光颜色处于补色关系的方式选择发光层即可。例如，通过使第一发光层的发光颜色与第二发光层的发光颜色处于补色关系，可以得到在发光器件整体上以白色发光的结构。此外，在使用三个以上的发光层得到白色发光的情况下，三个以上的发光层的各发光颜色组合而得到在发光器件整体上以白色发光的结构即可。
串联结构的器件优选具有如下结构：在一对电极间包括两个以上的多个发光单元，而且各发光单元包括一个以上的发光层。通过在各发光单元中使用发射相同颜色的光的发光层，可以实现每规定电流的亮度得到提高且其可靠性比单结构更高的发光器件。为了以串联结构得到白色发光，采用组合从多个发光单元的发光层发射的光来得到白色发光的结构即可。注意，得到白色发光的发光颜色的组合与单结构中的结构同样。此外，在串联结构的器件中，优选在多个发光单元间设置电荷产生层等中间层。
另外，在对上述白色发光器件(单结构或串联结构)和SBS结构的发光器件进行比较的情况下，可以使SBS结构的发光器件的功耗比白色发光器件低。在想要降低功耗时优选采用SBS结构的发光器件。另一方面，白色发光器件的制造程序比SBS结构的发光器件简单，由此可以降低制造成本或者提高制造成品率，所以是优选的。
[器件结构]
接着，说明可用于本发明的一个方式的显示装置的发光元件、受光元件及受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发射光的顶部发射结构；向形成有发光元件的衬底一侧发射光的底部发射结构；向两面发射光的双面发射结构。
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(发光元件或发光层等)的结构进行说明的情况下，当说明各要素之间的共同事项时，省略其符号的字母。例如，当说明在发光层383R及发光层383G等之间的共同事项时，有时记为发光层383。
图32A所示的显示装置380A包括受光元件370PD、发射红色(R)的光的发光元件370R、发射绿色(G)的光的发光元件370G及发射蓝色(B)的光的发光元件370B。
各发光元件依次层叠有像素电极371、空穴注入层381、空穴传输层382、发光层、电子传输层384、电子注入层385及公共电极375。发光元件370R包括发光层383R，发光元件370G包括发光层383G，发光元件370B包括发光层383B。发光层383R包含发射红色的光的发光物质，发光层383G包含发射绿色的光的发光物质，发光层383B包含发射蓝色的光的发光物质。
发光元件是通过对像素电极371与公共电极375之间施加电压而向公共电极375一侧发射光的电致发光元件。
受光元件370PD依次层叠有像素电极371、空穴注入层381、空穴传输层382、活性层373、电子传输层384、电子注入层385及公共电极375。
受光元件370PD是接收从显示装置380A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371都被用作阳极且公共电极375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371与公共电极375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370PD的活性层373使用有机化合物。受光元件370PD的活性层373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373的工序，就可以在形成发光元件的同时形成受光元件370PD。此外，发光元件与受光元件370PD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370PD。
在显示装置380A中，示出分别形成受光元件370PD的活性层373及发光元件的发光层383而其他层由受光元件370PD和发光元件共同使用的例子。但是，受光元件370PD及发光元件的结构不局限于此。除了活性层373及发光层383以外，受光元件370PD及发光元件也可以包括其他分别形成的层。受光元件370PD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370PD。
作为像素电极371与公共电极375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。
发光元件至少包括发光层383。作为除了发光层383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发光元件的包含空穴注入性高的材料的层。作为空穴注入性高的材料，可以使用芳香胺化合物、包含空穴传输材料及受体材料(电子受体材料)的复合材料。
在发光元件中，空穴传输层是通过空穴注入层将从阳极注入的空穴传输到发光层的层。在受光元件中，空穴传输层是将根据入射到活性层中的光而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、噻吩衍生物或呋喃衍生物等)或者芳香胺(包含芳香胺骨架的化合物)等空穴传输性高的材料。
在发光元件中，电子传输层是通过电子注入层将从阴极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、嘧啶衍生物或含氮杂芳族化合物等缺π电子型杂芳族化合物等的电子传输性高的材料。
电子注入层是将电子从阴极注入到发光元件的包含电子注入性高的材料的层。作为电子注入性高的材料，可以使用碱金属、碱土金属或者包含上述物质的化合物。作为电子注入性高的材料，也可以使用包含电子传输材料及供体材料(电子给体材料)的复合材料。
发光层383是包括发光物质的层。发光层383可以包括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、橙色或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材料及量子点材料等。
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、菲衍生物及萘衍生物等。
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)、铂配合物及稀土金属配合物等。
发光层383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(主体材料或辅助材料等)。作为一种或多种有机化合物，可以使用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383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。另外，通过作为该激基复合物选择形成发射与发光物质的最低能量一侧的吸收带的波长重叠的光的组合，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。
作为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(最低空分子轨道)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：对具有空穴传输性的材料的发射光谱、具有电子传输性的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，对具有空穴传输性的材料的瞬态光致发光(PL)、具有电子传输性的材料的瞬态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率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，对具有空穴传输性的材料的瞬态EL、具有电子传输性的材料的瞬态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，也可以确认激基复合物的形成。
活性层373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373包含的半导体的例子。通过使用有机半导体，可以以同一方法(例如真空蒸镀法)形成发光层383和活性层373，并可以共同使用制造设备，所以是优选的。
作为活性层373含有的n型半导体的材料，可以举出富勒烯(例如C60富勒烯及C70富勒烯等)及富勒烯衍生物等具有电子接受性的有机半导体材料。富勒烯具有足球形状，该形状在能量上稳定。富勒烯的HOMO能级及LUMO能级都深(低)。因为富勒烯的LUMO能级较深，所以电子受体性(受体性)极高。一般地，当如苯那样π电子共轭(共振)在平面上扩大时，电子供体性(供体型)变高。另一方面，富勒烯具有球形状，尽管为π电子共轭，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与C60相比具有更大的π电子共轭体系，在长波长区域中也具有更宽的吸收带，所以是优选的。除此之外，作为富勒烯衍生物可以举出[6，6]-苯基-C71-丁酸甲酯(简称：PC70BM)、[6，6]-苯基-C61-丁酸甲酯(简称：PC60BM)及1’，1”，4’，4”-四氢-二[1，4]甲烷萘并(methanonaphthaleno)[1，2：2’，3’，56，60：2”，3”][5，6]富勒烯-C60(简称：ICBA)等。
作为n型半导体的材料，例如可以举出N，N’-二甲基-3，4，9，10-苝四羧酸二酰亚胺(简称：Me-PTCDI)等的苝四羧酸衍生物。
作为n型半导体的材料，例如可以举出2，2’-(5，5’-(噻吩并[3，2-b]噻吩-2，5-二基)双(噻吩-5，2-二基))双(甲烷-1-基-1-亚基)二丙二腈(简称：FT2TDMN)。
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、三嗪衍生物及醌衍生物等。
作为活性层373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(II)酞菁(SnPc)、喹吖啶酮及红荧烯等具有电子供体性的有机半导体材料。
另外，作为p型半导体的材料，可以举出咔唑衍生物、噻吩衍生物、呋喃衍生物及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、红荧烯衍生物、并四苯衍生物、聚亚苯亚乙烯衍生物、聚对亚苯衍生物、聚芴衍生物、聚乙烯咔唑衍生物及聚噻吩衍生物等。
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373。此外，也可以层叠n型半导体和p型半导体形成活性层373。
发光元件及受光元件可以使用低分子化合物或高分子化合物，还可以包含无机化合物。构成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、喷墨法或涂敷法等的方法形成。
例如，作为空穴传输材料或电子阻挡材料，可以使用聚(3，4-乙撑二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)等高分子化合物、钼氧化物或碘化铜(CuI)等无机化合物。另外，作为电子传输材料或空穴阻挡材料，可以使用氧化锌(ZnO)等无机化合物或乙氧基化聚乙烯亚胺(PEIE)等有机化合物。受光器件例如也可以包含PEIE与ZnO的混合膜。
作为活性层373，可以使用被用作供体的聚[[4，8-双[5-(2-乙基己基)-2-噻吩基]苯并[1，2-b：4，5-b’]二噻吩-2，6-二基]-2，5-噻吩二基[5，7-双(2-乙基己基)-4，8-二氧-4H，8H-苯并[1，2-c：4，5-c’]二噻吩-1，3-二基]]聚合物(简称：PBDB-T)或PBDB-T衍生物等高分子化合物。例如，可以使用将受体材料分散到PBDB-T或PBDB-T衍生物的方法等。
图32B所示的显示装置380B与显示装置380A的不同之处在于受光元件370PD和发光元件370R为相同的结构。
受光元件370PD及发光元件370R共同使用活性层373及发光层383R。
在此，受光元件370PD优选采用与发射其波长比要检测的光长的光的发光元件相同的结构。例如，检测蓝色光的结构的受光元件370PD可以采用与发光元件370R和发光元件370G中的一方或双方同样的结构。例如，检测绿色光的结构的受光元件370PD可以采用与发光元件370R同样的结构。
通过使受光元件370PD及发光元件370R具有相同结构，与受光元件370PD及发光元件370R包括分别形成的层的结构相比，可以减少沉积工序的个数及掩模的个数。因此，可以减少像素部的制造工序及制造成本。
另外，与受光元件370PD及发光元件370R具有包括分别形成的层的结构的情况相比，在将受光元件370PD及发光元件370R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，可以使发光元件的寿命更长。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383R包含发射红色光的发光物质。活性层373包括吸收其波长比红色光短的光(例如，绿色光和蓝色光中的一方或双方)的有机化合物。活性层373优选包括不容易吸收红色光且吸收其波长比红色光短的光的有机化合物。由此，可以从发光元件370R高效地提取红色光，受光元件370PD可以以高精确度检测出其波长比红色光短的光。
另外，示出在显示装置380B中发光元件370R及受光元件370PD具有相同结构的例子，但是发光元件370R及受光元件370PD也可以具有彼此不同的厚度的光学调整层。
图33A及图33B所示的显示装置380C包括发射红色(R)的光且具有受光功能的受发光元件370SR、发光元件370G以及发光元件370B。发光元件370G及发光元件370B的结构例如可以参照上述显示装置380A。
受发光元件370SR依次层叠有像素电极371、空穴注入层381、空穴传输层382、活性层373、发光层383R、电子传输层384、电子注入层385及公共电极375。受发光元件370SR具有与上述显示装置380B中的发光元件370R及受光元件370PD相同的结构。
图33A示出受发光元件370SR被用作发光元件的情况。图33A示出发光元件370B发射蓝色光，发光元件370G发射绿色光，并且受发光元件370SR发射红色光的例子。
图33B示出受发光元件370SR被用作受光元件的情况。图33B示出受发光元件370SR接收发光元件370B所发射的蓝色光以及发光元件370G所发射的绿色光的例子。
发光元件370B、发光元件370G及受发光元件370SR都包括像素电极371及公共电极375。在本实施方式中，以像素电极371被用作阳极且公共电极375被用作阴极的情况为例进行说明。通过将反向偏压施加到像素电极371与公共电极375之间来驱动受发光元件370SR，可以检测出入射到受发光元件370SR的光并产生电荷，由此可以将其提取为电流。
可以说受发光元件370SR是对发光元件追加活性层373的结构。换言之，只要对发光元件的制造工序追加形成活性层373的工序就可以在形成发光元件的同时形成受发光元件370SR。另外，可以将发光元件及受发光元件形成在同一衬底上。因此，可以使显示部具有摄像功能和传感功能中的一方或双方而无需大幅度地增加制造工序。
对发光层383R及活性层373的层叠顺序没有限制。图33A及图33B示出空穴传输层382上设置有活性层373且活性层373上设置有发光层383R的例子。发光层383R和活性层373的层叠顺序也可以相互调换。
此外，受发光元件也可以不包括空穴注入层381、空穴传输层382、电子传输层384和电子注入层385中的至少一个层。另外，受发光元件也可以包括空穴阻挡层及电子阻挡层等其他功能层。
在受发光元件中，作为提取光一侧的电极使用透过可见光的导电膜。另外，作为不提取光一侧的电极使用反射可见光的导电膜。
构成受发光元件的各层的功能及材料与构成发光元件及受光元件的各层的功能及材料相同，所以省略详细说明。
图33C至图33G示出受发光元件的叠层结构的例子。
图33C所示的受发光元件包括第一电极377、空穴注入层381、空穴传输层382、发光层383R、活性层373、电子传输层384、电子注入层385及第二电极378。
图33C示出空穴传输层382上设置有发光层383且发光层383上层叠有活性层373的例子。
如图33A至图33C所示，活性层373与发光层383R也可以彼此接触。
此外，优选在活性层373与发光层383R间设置缓冲层。此时，缓冲层优选具有空穴传输性及电子传输性。例如，作为缓冲层优选使用具有双极性的物质。或者，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、空穴阻挡层和电子阻挡层等中的至少一个层。图33D示出作为缓冲层使用空穴传输层382的例子。
通过在活性层373与发光层383R之间设置缓冲层，可以抑制激发能从发光层383R转移到活性层373。另外，可以使用缓冲层调整微腔结构的光路长度(腔长)。因此，可以从在活性层373与发光层383R之间的包括缓冲层的受发光元件获取高发光效率。
图33E示出在空穴注入层381上依次层叠有空穴传输层382-1、活性层373、空穴传输层382-2、发光层383R的叠层结构的例子。空穴传输层382-2被用作缓冲层。空穴传输层382-1及空穴传输层382-2既可以包含相同的材料又可以包含不同的材料。另外，也可以使用可用于上述缓冲层的层代替空穴传输层382-2。另外，也可以调换活性层373和发光层383R的位置。
图33F所示的受发光元件与图33A所示的受发光元件不同之处在于不包括空穴传输层382。如此，受发光元件也可以不包括空穴注入层381、空穴传输层382、电子传输层384和电子注入层385中的至少一个层。另外，受发光元件也可以包括空穴阻挡层及电子阻挡层等其他功能层。
图33G所示的受发光元件与图33A所示的受发光元件的不同之处在于不包括活性层373及发光层383R而包括兼用作发光层及活性层的层389。
作为兼用作发光层及活性层的层，例如可以使用包含可以用于活性层373的n型半导体、可以用于活性层373的p型半导体以及可以用于发光层383R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。
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6)
在本实施方式中，说明包括本发明的一个方式的受光器件的显示装置的例子。
在本实施方式的显示装置中，像素可以包括具有发出互不相同的颜色的光的发光器件的多种子像素。例如，像素可以包括三种子像素。作为该三种子像素，可以举出红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)这三个颜色的子像素、黄色(Y)、青色(C)及品红色(M)这三个颜色的子像素等。或者，像素可以包括四种子像素。作为该四种子像素，可以举出R、G、B、白色(W)这四个颜色的子像素以及R、G、B、Y这四个颜色的子像素等。
子像素的排列没有特别的限制，可以采用各种排列方法。作为子像素的排列，例如可以举出条纹排列、S条纹排列、矩阵排列、Delta排列、拜耳排列及Pentile排列等。
另外，作为子像素的顶面形状，例如可以举出三角形、四角形(包括矩形及正方形)、五角形等多角形、角部带弧形的上述多角形形状、椭圆形及圆形等。在此，子像素的顶面形状相当于发光器件的发光区域的顶面形状。
在像素包括发光器件及受光器件的显示装置中，像素具有受光功能，所以该显示装置可以在显示图像的同时检测出对象物的接触或靠近。例如，不仅使显示装置所包括的所有子像素显示图像，而且可以使部分子像素呈现用作光源的光并使其他子像素显示图像。
图34A、图34B及图34C所示的像素包括子像素G、子像素B、子像素R及子像素PS。
图34A所示的像素采用条形排列。图34B所示的像素采用矩阵排列。
图34C所示的像素排列具有在一个子像素(子像素B)的旁边纵向排列三个子像素(子像素R、子像素G及子像素S)的结构。
图34D、图34E及图34F所示的像素包括子像素G、子像素B、子像素R、子像素IR及子像素PS。
图34D、图34E及图34F示出一个像素设置在两行的例子。上方的行(第一行)设置有三个子像素(子像素G、子像素B及子像素R)，下方的行(第二行)设置有两个子像素(一个子像素PS和一个子像素IR)。
在图34D中，横向排列三个纵长形的子像素G、子像素B、子像素R，在其下方横向排列子像素PS和横长形的子像素IR。在图34E中，纵向排列两个横长形的子像素G及子像素R，在其旁边排列纵长形的子像素B，在它们的下方横向排列横长形的子像素IR和纵长形的子像素PS。在图34F中，横向排列三个纵长形的子像素R、子像素G及子像素B，在它们的下方横向排列横长形的子像素IR和纵长形的子像素PS。在图34E及图34F中，示出子像素IR的面积最大而子像素PS的面积与子像素B等为相同程度的情况。
注意，子像素的布局不局限于图34A至图34F的结构。
子像素R包括发射红色光的发光器件。子像素G包括发射绿色光的发光器件。子像素B包括发射蓝色光的发光器件。子像素IR包括发射红外光的发光器件。子像素PS包括受光器件。虽然对子像素PS检测出的光的波长没有特别限制，但是子像素PS包括的受光器件优选对子像素R、子像素G、子像素B或子像素IR中的发光器件所发射的光具有灵敏度。例如，优选的是，检测出蓝色、紫色、蓝紫色、绿色、黄绿色、黄色、橙色及红色等波长区域的光和红外的波长区域的光中的一个或多个。
子像素PS的受光面积比其他子像素的发光面积小。受光面积越小摄像范围越窄，可以实现摄像结果变模糊的抑制以及分辨率的提高。因此，通过使用子像素PS，可以以高清晰度或高分辨率进行摄像。例如，可以使用子像素PS进行用来利用指纹、掌纹、虹膜、脉形状(包括静脉形状、动脉形状)或脸等的生物识别的摄像。
另外，子像素PS可以用于触摸传感器(也称为直接触摸传感器)或者近似触摸传感器(也称为悬浮传感器、悬浮触摸传感器、非接触式触摸传感器、无接触式传感器)等。例如，子像素PS优选检测出红外光。由此，在黑暗的环境下也可以检测出触摸。
在此，触摸传感器或近似触摸传感器可以检测出对象物(指头、手或笔等)的靠近或接触。触摸传感器通过显示装置与对象物直接接触可以检测出对象物。另外，近似触摸传感器即使对象物没有接触显示装置也可以检测出该对象物。例如，优选的是，在显示装置与对象物之间的距离为0.1mm以上且300mm以下、优选为3mm以上且50mm以下的范围内显示装置可以检测出该对象物。通过采用该结构，可以在对象物没有直接接触显示装置的状态下进行操作，换言之可以以非接触(无接触)方式操作显示装置。通过采用上述结构，可以减少显示装置被弄脏或受损伤的风险或者对象物不直接接触附着于显示装置的污渍(例如，垃圾或病毒等)而操作显示装置。
因为进行高清晰摄像，所以子像素PS优选设置在显示装置所包括的所有像素中。另一方面，在将子像素PS用于触摸传感器或近似触摸传感器等的情况下，与拍摄指纹等的情况相比不需高精度，因此将其设置在显示装置所包括的部分像素中即可。通过使显示装置所包括的子像素PS的个数例如少于子像素R的个数，可以提高检测速度。
图34G示出具有受光器件的子像素的一个例子，而图34H示出具有发光器件的子像素的一个例子。
图34G所示的像素电路PIX1包括受光器件PD、晶体管M11、晶体管M12、晶体管M13、晶体管M14及电容器C2。这里，示出使用光电二极管作为受光器件PD的例子。
受光器件PD的阳极与布线V1电连接，阴极与晶体管M11的源极和漏极中的一个电连接。晶体管M11的栅极与布线TX电连接，源极和漏极中的另一个与电容器C2的一个电极、晶体管M12的源极和漏极中的一个及晶体管M13的栅极电连接。晶体管M12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M13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，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器件PD时，将高于布线V1的电位供应到布线V2。晶体管M12被供应到布线RES的信号控制，使得连接于晶体管M13的栅极的节点的电位复位至供应到布线V2的电位。晶体管M11被供应到布线TX的信号控制，根据流过受光器件PD的电流控制上述节点的电位变化的时序。将晶体管M13用作根据上述节点的电位输出的放大晶体管。晶体管M14被供应到布线SE的信号控制，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。
图34H所示的像素电路PIX2包括发光器件EL、晶体管M15、晶体管M16、晶体管M17及电容器C3。这里，示出使用发光二极管作为发光器件EL的例子。尤其是，作为发光器件EL，优选使用有机EL器件。
晶体管M15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C3的一个电极及晶体管M16的栅极电连接。晶体管M16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器件EL的阳极及晶体管M17的源极和漏极中的一个电连接。晶体管M17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。发光器件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。可以将发光器件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M15被供应到布线VG的信号控制，被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M16被用作根据供应到栅极的电位控制流过发光器件EL的电流的驱动晶体管。当晶体管M15处于导通状态时，供应到布线VS的电位被供应到晶体管M16的栅极，可以根据该电位控制发光器件EL的发光亮度。晶体管M17被供应到布线MS的信号控制，将晶体管M16与发光器件EL之间的电位通过布线OUT2输出到外部。
在此，像素电路PIX1所包括的晶体管M11、晶体管M12、晶体管M13及晶体管M14、像素电路PIX2所包括的晶体管M15、晶体管M16及晶体管M17优选使用形成其沟道的半导体层包含金属氧化物(氧化物半导体)的晶体管。
使用其带隙比硅宽且载流子密度低的金属氧化物的晶体管可以实现极低的关态电流。由此，因为其关态电流小，所以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C2或电容器C3串联连接的晶体管M11、晶体管M12、晶体管M15优选使用包含氧化物半导体的晶体管。此外，通过将同样地应用氧化物半导体的晶体管用于其他晶体管，可以减少制造成本。
例如，室温下的每沟道宽度1μm的OS晶体管的关态电流值可以为1aA(1×10-18A)以下，1zA(1×10-21A)以下或1yA(1×10-24A)以下。注意，室温下的每沟道宽度1μm的Si晶体管的关态电流值为1fA(1×10-15A)以上且1pA(1×10-12A)以下。因此，也可以说，OS晶体管的关态电流比Si晶体管的关态电流低10位左右。
此外，晶体管M11至晶体管M17也可以使用形成其沟道的半导体包含硅的晶体管。特别是，在使用单晶硅或多晶硅等结晶性高的硅时可以实现高场效应迁移率及更高速的工作，所以是优选的。
此外，晶体管M11至晶体管M17中的一个以上可以使用包含氧化物半导体的晶体管，除此以外的晶体管可以使用包含硅的晶体管。
在图34G和图34H中，作为晶体管使用n沟道型晶体管，但是也可以使用p沟道型晶体管。
像素电路PIX1所包括的晶体管与像素电路PIX2所包括的晶体管优选排列在同一衬底上。尤其优选的是，像素电路PIX1所包括的晶体管和像素电路PIX2所包括的晶体管混合形成在一个区域内并周期性地排列。
此外，优选在与受光器件PD或发光器件EL重叠的位置设置一个或多个包括晶体管和电容器中的一个或两个的层。由此，可以减少各像素电路的实效占有面积，从而可以实现高清晰的受光部或显示部。
本发明的一个方式的显示装置可以使刷新频率可变。例如，可以根据显示在显示装置上的内容调整刷新频率(例如，在0.01Hz以上且240Hz以下的范围内进行调整)来降低功耗。另外，也可以将通过降低刷新频率的驱动来降低显示装置的功耗这驱动称为空转停止(IDS)驱动。
此外，也可以根据上述刷新频率使触摸传感器或近似触摸传感器的驱动频率改变。例如，在显示装置的刷新频率为120Hz时，可以将触摸传感器或近似触摸传感器的驱动频率设定为高于120Hz的频率(典型的是240Hz)。通过采用该结构，可以实现低功耗且可以提高触摸传感器或近似触摸传感器的响应速度。
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7)
在本实施方式中，说明高清晰的显示装置。
[显示面板的结构例子]
用于VR或AR等的穿戴式电子设备通过使用视差可以提供3D图像。此时，右眼用的图像及左眼用的图像需要分别显示在右眼的视角内及左眼的视角内。这里，显示装置的显示部的形状可以为横向长的矩形形状，设置在右眼及左眼的视角的外侧的像素不贡献于显示，因此该像素一直显示黑色。
显示面板的显示部分为右眼用及左眼用的两个区域，优选在不贡献于显示的外侧的区域不配置像素。由此，可以降低像素的写入所需的功耗。此外，由于减小源极线及栅极线等的负载，所以可以实现帧频高的显示。由此，由于可以显示流畅的动态图像，所以可以提高现实感。
图35A示出显示面板的结构例子。在图35A中，在衬底701的内侧配置左眼用显示部702L及右眼用显示部702R。注意，在衬底701上除了显示部702L及显示部702R以外还可以配置驱动电路、布线、IC或FPC等。
图35A所示的显示部702L及显示部702R具有正方形的顶面形状。
显示部702L及显示部702R的顶面形状也可以为其他正多角形。图35B示出正六角形的情况的例子，图35C示出正八角形的情况的例子，图35D示出正十角形的情况的例子，图35E示出正十二角形的情况的例子。如此，通过使用角的数量为偶数的多角形，可以使显示部的形状为左右对称。注意，也可以使用不是正多角形的多角形。此外，也可以使用角部带弧形的正多角形或多角形。
注意，由于由矩阵状配置的像素构成显示部，所以各显示部的轮廓的直线部分严密地不成为直线，会存在有台阶部分。尤其是，不与像素的排列方向平行的直线部分具有台阶状的顶面形状。注意，由于用户在不看到像素的形状的状态下观看图像，所以即使显示部的倾斜的轮廓严格地说为台阶状，也可以看作直线。同样地，即使显示部的轮廓的曲线部分严格地说为台阶状，也可以看作曲线。
图35F示出显示部702L及显示部702R的顶面形状为圆形的情况的例子。
此外，显示部702L及显示部702R的顶面形状也可以为左右非对称。此外，也可以为正多角形。
图35G示出显示部702L及显示部702R的顶面形状分别为左右非对称的八角形的情况的例子。此外，图35H示出正七角形的情况的例子。如此，即使显示部702L及显示部702R的顶面形状分别为左右非对称的形状，显示部702L及显示部702R也优选配置成左右对称。由此，可以提供没有不适感的图像。
在上述中，虽然说明将显示部分为两个部分的结构，但是也可以采用连续的形状。
图35I是图35F中的两个圆形的显示部702连接的例子。此外，图35J是图35C中的两个正八角形的显示部702连接的例子。
以上说明显示面板的结构例子。
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8)
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。
用于OS晶体管的金属氧化物优选至少包含铟或锌，更优选包含铟及锌。例如，金属氧化物优选包含铟、M(M为选自镓、铝、钇、锡、硅、硼、铜、钒、铍、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨、镁和钴中的一种或多种)及锌。尤其是，M优选为选自镓、铝、钇和锡中的一种或多种，更优选为镓。
金属氧化物可以通过溅射法、MOCVD法等CVD法或ALD法等形成。
以下，作为金属氧化物的一个例子说明包含铟(In)、镓(Ga)及锌(Zn)的氧化物。注意，有时将包含铟(In)、镓(Ga)及锌(Zn)的氧化物称为In-Ga-Zn氧化物。
<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(polycrystal)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。以下，有时将GIXD测量所得的XRD谱简单地记为XRD谱。
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In-Ga-Zn氧化物膜的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，可以使用通过纳米束电子衍射法(NBED：Nano Beam ElectronDiffraction)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In-Ga-Zn氧化物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In-Ga-Zn氧化物处于既不是单晶或多晶也不是非晶态的中间态，不能得出该In-Ga-Zn氧化物膜是非晶态的结论。
<<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-Ga-Zn氧化物中，CAAC-OS有具有层叠有含有铟(In)及氧的层(以下，In层)、含有镓(Ga)、锌(Zn)及氧的层(以下，(Ga，Zn)层)的层状结晶结构(也称为层状结构)的趋势。此外，铟和镓可以彼此置换。因此，有时(Ga，Zn)层包含铟。此外，有时In层包含镓。注意，有时In层包含锌。该层状结构例如在高分辨率TEM(Transmission ElectronMicroscope)图像中被观察作为晶格图像。
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。注意，表示c轴取向的峰的位置(2θ值)有时根据构成CAAC-OS的金属元素的种类或组成等变动。
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，有时具有五角形或七角形等晶格排列。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及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或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是杂质及缺陷(例如，氧空位)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。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。
<<氧化物半导体的构成>>
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的原子个数比的每一个记为[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及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及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非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，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％，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：Energy Dispersive X-ray spectroscopy)取得的EDX面分析(EDX-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>
接着，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、镍及硅等。注意，氧化物半导体中的杂质例如是指构成氧化物半导体的主要成分之外的元素。例如，浓度小于0.1原子％的元素可以说是杂质。
<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族元素之一的硅或碳时，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，将利用SIMS测得的氧化物半导体中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9)
在本实施方式中，对包括本发明的一个方式的显示装置的电子设备进行说明。
本发明的一个方式的显示装置是能够与背景重叠地显示图像，即，所谓的能够进行透视显示的显示装置。本发明的一个方式的显示装置具有摄像功能。由此，本发明的一个方式的显示装置例如可以被用作触摸传感器，并可以具有进行生物识别的功能。再者，本发明的一个方式的显示装置可以进行高亮度、高分辨率、高对比度、高清晰的显示，功耗低且可靠性高。
例如，可以将本发明的一个方式的显示装置用作如下装置：具有较大的屏幕的电子设备诸如电视装置、台式或笔记本型个人计算机、计算机用显示器、数字标牌、弹珠机等大型游戏机等；数码相机；数字视频相机；数码相框；移动电话机；便携式游戏机；便携式信息终端；或者声音再现装置等。
或者，因为本发明的一个方式的显示装置可以提高清晰度，所以可以适当地用于包括较小的显示部的电子设备。作为这种电子设备，例如可以举出手表型及手镯型等信息终端设备(可穿戴设备)、头戴显示器等VR用设备、眼镜型AR用设备等以及可戴在头上的可穿戴设备等。另外，作为可穿戴设备还可以举出SR用设备以及MR用设备。
本实施方式的显示装置或包括显示装置的电子设备可以沿着房屋或高楼的内壁或外壁、汽车的内部装饰或外部装饰的曲面组装。
尤其是，因为本发明的一个方式的显示装置能够进行透视显示，所以可以设置在窗户玻璃、展台、玻璃门或展窗口等透明结构物中或者可以将该结构物置换成显示装置。
图36A示出将本发明的一个方式的显示装置用于商品展销的例子。图36A示出被用作能够显示图像的显示窗口的显示部1001。显示部1001采用本发明的一个方式的显示装置。显示部1001的后面有空间，并陈列有商品1002(这里是手表)。顾客可以跨着显示部1001看到商品1002。
显示部1001可以显示静态图像及动态图像。另外，也可以包括发出声音的扬声器。在图36A中，作为新颖商品的宣传词，显示有包含“New Watch Debut”的文字的图像。
另外，显示部1001可以被用作触摸传感器。通过顾客操作显示部1001，可以在显示部1001上显示商品1002的详细信息、商品阵容及相关信息等。在图36A中，通过触摸显示有“Touch Here！”的部分，例如可以与声音一起显示商品的介绍动态图像。
并且，顾客例如可以通过使用自己的智能手机读取显示在显示部1001上的二维代码来连接到商品的购买网站。像这样，顾客可以通过简单的操作购买商品。
显示部1001优选使用钢化玻璃或防弹玻璃等不容易破损的玻璃。或者，也可以采用将显示装置贴合到该玻璃的结构。由此，可以防止商品1002被盗。
图36B是将本发明的一个方式的显示装置用于水槽的例子。图36B示出能够显示图像的圆柱状显示部1011。显示部1011采用本发明的一个方式的显示装置。显示部1011的后面是水槽，顾客1013a及顾客1013b等可以经过显示部1011看到鱼1012。
显示部1011例如可以显示与顾客看到的鱼有关的信息。图36B示出显示面向顾客1013a的信息1014a及面向顾客1013b的信息1014b的例子。
在此，可以检测出顾客1013a及顾客1013b的站立位置、眼睛的高度及视线的方向等并根据该信息控制显示在显示部1011上的信息的位置。由此，可以在顾客视线与显示部1011后面的鱼的位置关系上最合适的位置显示图像。
另外，显示部1011可以被用作触摸传感器。或者，也可以使用智能手机用应用软件对显示在水槽的显示部1011上的图像进行操作。通过触摸操作或用智能手机等操作显示部1011，可以对显示在显示部1011上的信息进行操作。另外，可以利用显示部1011进行设施内的特产店的商品订购、预约或者预留商品等的下单。此外，还可以进行设施内的餐厅的座位预约、订购、外卖商品的订购或者礼品的下单等。
图37示出包括显示部1021的车辆的结构例子。显示部1021采用本发明的一个方式的显示装置。另外，图37示出将显示部1021安装在右侧驾驶车辆的例子，但是不局限于此，也可以将显示部1021安装在左侧驾驶车辆。在此情况下，图37所示的结构的左右配置互相调换。
图37示出配置在驾驶座位及副驾驶座位上的仪表盘1022、方向盘1023及挡风玻璃1024等。仪表盘1022设置有送风口1026。
挡风玻璃1024在对着驾驶座位一侧设置有显示部1021。驾驶员可以隔着显示部1021看到窗外的景色进行驾驶。
显示部1021可以显示与驾驶有关的各种信息。例如，可以举出地图信息、导航信息、天气、温度、气压及车载相机的影像等。另外，在自动驾驶汽车中，驾驶员不需要驾驶，所以也可以显示与驾驶无关的各种图像如影像内容等。
另外，也可以在车辆外部设置拍摄后侧方的情况的多个相机1025。虽然在图37中示出设置相机1025代替后视镜的例子，但是也可以设置后视镜和相机的双方。
作为相机1025，可以使用CCD相机或CMOS相机等。此外，也可以与上述相机组合地使用红外线相机。红外线相机的拍摄对象的温度越高，其输出电平越高，因此可以检测或抽出人或动物等生物体。
相机1025拍摄的图像可以输出到显示部1021。该显示部1021主要用于辅助车辆的驾驶。通过使用相机1025拍摄后侧方的广视角图像并将该图像显示在显示部1021上，可以使驾驶员看到死角区域而防止事故发生。
另外，显示部1021优选具有识别方法。例如，通过驾驶员触摸显示部1021，车辆可以进行指纹识别或掌纹识别等生物识别。车辆可以具有如下功能：当通过生物识别识别了驾驶员时，将环境调整成个人喜好的环境。例如，优选在识别后执行座位位置的调整、方向盘位置的调整、相机1025的方向调整、亮度设定、空调设定、雨刮速度(频率)设定、音响音量设定和音响播放列表的读出等中的一个以上。注意，也可以代替显示部1021使方向盘1023具有识别方法。
另外，在通过生物识别识别了驾驶员时，也可以使汽车变为可驾驶状态，例如发动机启动的状态，由此不需要以往必须的钥匙，所以是优选的。
图38是说明使用本发明的一个方式的显示装置的车辆的结构例子的图。图38示出配置在驾驶座位附近的仪表盘451、固定在驾驶座位前面的显示装置454、相机455、送风口456、车门458a及车门458b等。显示装置454设置在驾驶座位前方。
固定在驾驶座位前方的显示装置454可以使用本发明的一个方式的显示装置。在图38中，将一个显示装置图示为一个显示面，示出组合3行9列的总计27个显示装置构成显示装置454的例子。注意，虽然在图38中以虚线表示像素区域的边界，但是在实际的显示图像中不显示虚线，采用没有接缝或接缝不显眼的结构。另外，显示装置454可以进行透视显示。
显示装置454具有摄像功能，由此可以被用作触摸传感器。另外，显示装置454例如优选能够利用另外设置的相机进行手势操作。
图38示出不设置方向盘(也称为转向盘)的自动驾驶车辆，但是不局限于此，也可以设置方向盘，并且也可以在该方向盘上设置具有曲面的显示装置。作为该显示装置，可以使用本发明的一个方式的显示装置。
另外，也可以在车辆外部设置拍摄后侧方的情况的多个相机455。虽然图38示出设置相机455代替后视镜的例子，但是也可以设置后视镜和相机的双方。作为相机455，可以使用CCD相机或CMOS相机等。此外，也可以与上述相机组合地使用红外线相机。红外线相机的拍摄对象的温度越高，其输出电平越高，因此可以检测或抽出人或动物等生物体。
可以将由相机455拍摄的图像输出到显示装置454。该显示装置454主要用于辅助车辆的驾驶。通过使用相机455拍摄后侧方的广视角图像并将该图像显示在显示装置454上，可以使驾驶员看到死角区域而防止事故发生。
另外，例如也可以在汽车的屋顶上设置距离图像传感器，将通过距离图像传感器获得的图像显示在显示装置454上。作为距离图像传感器，可以使用图像传感器或激光雷达(LIDAR：Light Detection And Ranging)等。通过将利用图像传感器获得的图像及利用距离图像传感器获得的图像显示在显示装置454上，可以向驾驶员提供更多的信息而辅助驾驶。
此外，例如也可以在汽车的屋顶内部，即天花板部分设置具有曲面的显示装置452。作为显示装置452，可以使用本发明的一个方式的显示装置。
显示装置452及显示装置454也可以具有显示地图信息、交通信息、电视影像或DVD影像等的功能。
显示装置454所显示的影像可以根据驾驶员的喜好自由地设定。例如，可以将电视影像、DVD影像或网络动态图像等显示在左侧的图像区域中，将地图信息显示在中央部的图像区域中，将速度表或转速表等测量类显示在右侧的图像区域中。
另外，在图38中，沿着车门458a的表面及车门458b的表面分别设置有显示装置459a及显示装置459b。显示装置459a及显示装置459b各自可以使用一个或多个显示装置形成。例如，可以使用1行3列的显示装置形成一个显示面。
显示装置459a与显示装置459b配置为彼此相对。
如上所述，显示装置454具有摄像功能。另外，显示装置452、显示装置459a及显示装置459b也可以具有摄像功能。
例如，通过驾驶员触摸显示装置452、显示装置454、显示装置459a和显示装置459b中的至少一个图像区域，车辆可以进行指纹识别或掌纹识别等生物识别。车辆可以具有如下功能：当通过生物识别识别了驾驶员时，将环境调整成个人喜好的环境。例如，优选在识别后执行座位位置的调整、方向盘位置的调整、相机455的方向调整、亮度设定、空调设定、雨刮速度(频率)设定、音响音量设定和音响播放列表的读出等中的一个以上。
另外，在通过生物识别识别了驾驶员时，也可以使汽车成为可驾驶状态，例如发动机启动的状态或者电动汽车可开动的状态，由此不需要以往必须的钥匙，所以是优选的。
注意，这里说明围绕驾驶座位的显示装置，但在后座中也可以以围绕乘车人的方式设置显示装置。
如上所述，通过采用本发明的一个方式的结构，显示装置的设计自由度得到提高，而可以提高显示装置的设计性。另外，例如可以将本发明的一个方式的显示装置适合安装在车辆中。
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。
[符号说明]
100：显示装置、101：衬底、102：绝缘层、103：绝缘层、105：衬底、106：衬底、107：显示部、111B：像素电极、111G：像素电极、111R：像素电极、111S：像素电极、111：像素电极、112B：EL层、112Bf：EL膜、112f：EL膜、112G：EL层、112Gf：EL膜、112R：EL层、112Rf：EL膜、112：EL层、113：连接电极、114：公共层、115：公共电极、116B：锥形部、116G：锥形部、116R：锥形部、116S：锥形部、116：锥形部、117：绝缘层、118：遮光层、121：保护层、123：导电层、125f：绝缘膜、125：绝缘层、126f：绝缘膜、126：绝缘层、127f：绝缘膜、127：绝缘层、128：层、129：导电层、130B：发光元件、130G：发光元件、130R：发光元件、130：发光元件、131：导电层、133：区域、135：光、136B：光、136G：光、136：光、137：光、138：区域、140：连接部、142：粘合层、143a：抗蚀剂掩模、143b：抗蚀剂掩模、143c：抗蚀剂掩模、143d：抗蚀剂掩模、144a：牺牲膜、144b：牺牲膜、144Ba：牺牲膜、144Bb：牺牲膜、144Ga：牺牲膜、144Gb：牺牲膜、144Ra：牺牲膜、144Rb：牺牲膜、144Sa：牺牲膜、144Sb：牺牲膜、144：牺牲膜、145a：牺牲层、145b：牺牲层、145Ba：牺牲层、145Bb：牺牲层、145Ga：牺牲层、145Gb：牺牲层、145Ra：牺牲层、145Rb：牺牲层、145Sa：牺牲层、145Sb：牺牲层、145：牺牲层、146：保护层、147f：保护膜、147：保护层、150：受光元件、155f：PD膜、155：PD层、164：电路、165：布线、166：导电层、172：FPC、173：IC、200A：显示面板、200B：显示面板、200：显示面板、201：晶体管、202：衬底、203：功能层、204：连接部、205：晶体管、207：衬底、209：晶体管、210：晶体管、211：绝缘层、212：受光元件、213R：受发光元件、213：绝缘层、215：绝缘层、216B：发光元件、216G：发光元件、216IR：发光元件、216R：发光元件、216W：发光元件、216X：发光元件、216：发光元件、218：绝缘层、220：指头、221：导电层、222a：导电层、222b：导电层、222：指纹、223：导电层、225：绝缘层、226：轨迹、227：接触部、228：拍摄范围、229：触屏笔、231i：沟道形成区域、231n：低电阻区域、231：半导体层、242：连接层、253：衬底、255：粘合层、262：绝缘层、370B：发光元件、370G：发光元件、370PD：受光元件、370R：发光元件、370SR：受发光元件、371：像素电极、373：活性层、375：公共电极、377：第一电极、378：第二电极、380A：显示装置、380B：显示装置、380C：显示装置、381：空穴注入层、382：空穴传输层、383B：发光层、383G：发光层、383R：发光层、383：发光层、384：电子传输层、385：电子注入层、389：层、451：仪表盘、452：显示装置、454：显示装置、455：相机、456：送风口、458a：车门、458b：车门、459a：显示装置、459b：显示装置、500a：显示面板、500b：显示面板、500c：显示面板、500d：显示面板、500：显示面板、501a：显示部、501b：显示部、501c：显示部、501d：显示部、501：显示部、510b：区域、510c：区域、510d：区域、510：区域、520b：区域、520c：区域、520：区域、550：显示面板、551：显示部、600a：显示面板、600b：显示面板、600：显示面板、601a：衬底、601b：衬底、618：粘合层、619：粘合层、650：显示面板、701：衬底、702L：显示部、702R：显示部、702：显示部、1001：显示部、1002：商品、1011：显示部、1012：鱼、1013a：顾客、1013b：顾客、1014a：信息、1014b：信息、1021：显示部、1022：仪表盘、1023：方向盘、1024：挡风玻璃、1025：相机、1026：送风口
Claims (20)
1.一种显示装置，在对可见光具有透光性的衬底上包括第一发光元件、与所述第一发光元件相邻的第二发光元件、与所述第二发光元件相邻的受光元件、在所述第二发光元件与所述受光元件之间设置的第一有机层以及在所述第一发光元件与所述第二发光元件之间设置的第二有机层，
其中，所述第一发光元件包括第一像素电极、所述第一像素电极上的第一发光层及所述第一发光层上的公共电极，
所述第二发光元件包括第二像素电极、所述第二像素电极上的第二发光层及所述第二发光层上的所述公共电极，
所述受光元件包括第三像素电极、所述第三像素电极上的光电转换层及所述光电转换层上的所述公共电极，
所述第一有机层及所述第二有机层上设置有所述公共电极，
所述公共电极对可见光具有透光性，
并且，所述第一有机层的可见光的波长中的至少一部分的特定波长的光的透过率比所述第二有机层的所述特定波长的光的透过率低。
2.一种显示装置，在对可见光具有透光性的衬底上包括第一发光元件、与所述第一发光元件相邻的第二发光元件、与所述第二发光元件相邻的受光元件、在所述第二发光元件与所述受光元件之间设置的第一有机层以及在所述第一发光元件与所述第二发光元件之间设置的第二有机层，
其中，所述第一发光元件包括第一像素电极、所述第一像素电极上的第一发光层及所述第一发光层上的公共电极，
所述第二发光元件包括第二像素电极、所述第二像素电极上的第二发光层及所述第二发光层上的所述公共电极，
所述受光元件包括第三像素电极、所述第三像素电极上的光电转换层及所述光电转换层上的所述公共电极，
所述第一有机层及所述第二有机层上设置有所述公共电极，
所述公共电极对可见光具有透光性，
并且，所述第一有机层的红色、绿色和蓝色中的至少一个颜色的光的透过率比所述第二有机层的所述透过率低。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置，
其中所述第一及第二像素电极对可见光具有透光性。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的显示装置，
其中所述第一至第三像素电极的端部具有锥形形状，
所述第一发光层覆盖所述第一像素电极的端部，
所述第二发光层覆盖所述第二像素电极的端部，
并且所述光电转换层覆盖所述第三像素电极的端部。
5.根据权利要求4所述的显示装置，
其中所述第一发光层在所述第一像素电极的端部与所述第二有机层之间具有第一锥形部，
所述第二发光层在所述第二像素电极的端部与所述第二有机层之间具有第二锥形部，
并且所述光电转换层在所述第三像素电极的端部与所述第一有机层之间具有第三锥形部。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的显示装置，还包括所述第一发光层上的第一载流子传输层、所述第二发光层上的第二载流子传输层以及所述光电转换层上的第三载流子传输层。
7.根据权利要求6所述的显示装置，还包括所述第一载流子传输层、所述第二载流子传输层、所述第三载流子传输层、所述第一有机层及所述第二有机层上的公共层以及所述公共层上的所述公共电极。
8.根据权利要求7所述的显示装置，
其中所述公共层包括载流子注入层。
9.一种显示模块，包括：
权利要求1至8中任一项所述的显示装置；以及
连接器和集成电路中的至少一个。
10.一种电子设备，包括：
权利要求9所述的显示模块；以及
电池、相机、扬声器和麦克风中的至少一个。
11.一种显示装置的制造方法，包括如下步骤：
在对可见光具有透光性的衬底上形成第一像素电极、第二像素电极及第三像素电极；
在所述衬底及所述第一至第三像素电极上形成第一发光膜；
在所述第一发光膜上形成第一牺牲膜；
通过对所述第一发光膜及所述第一牺牲膜进行加工来形成第一发光层及所述第一发光层上的第一牺牲层；
在所述衬底、所述第二像素电极、所述第三像素电极及所述第一牺牲层上形成第二发光膜；
在所述第二发光膜上形成第二牺牲膜；
通过对所述第二发光膜及所述第二牺牲膜进行加工来形成与所述第一发光层相邻的第二发光层及所述第二发光层上的第二牺牲层；
在所述衬底、所述第三像素电极、所述第一牺牲层及所述第二牺牲层上形成光电转换膜；
在所述光电转换膜上形成第三牺牲膜；
通过对所述光电转换膜及所述第三牺牲膜进行加工来形成与所述第二发光层相邻的光电转换层及所述光电转换层上的第三牺牲层；
在所述第二发光层与所述光电转换层之间形成第一有机层；
在所述第一发光层与所述第二发光层之间形成第二有机层，其中所述第二有机层的可见光的波长中的至少一部分的特定波长的光的透过率比所述第一有机层的所述特定波长的光的透过率高；
去除所述第一至第三牺牲层中的至少一部分；以及
在所述第一发光层、所述第二发光层、所述光电转换层、所述第一有机层及所述第二有机层上形成对可见光具有透光性的公共电极。
12.一种显示装置的制造方法，包括如下步骤：
在对可见光具有透光性的衬底上形成第一像素电极、第二像素电极及第三像素电极；
在所述衬底及所述第一至第三像素电极上形成第一发光膜；
在所述第一发光膜上形成第一牺牲膜；
通过对所述第一发光膜及所述第一牺牲膜进行加工来形成第一发光层及所述第一发光层上的第一牺牲层；
在所述衬底、所述第二像素电极、所述第三像素电极及所述第一牺牲层上形成第二发光膜；
在所述第二发光膜上形成第二牺牲膜；
通过对所述第二发光膜及所述第二牺牲膜进行加工来形成与所述第一发光层相邻的第二发光层及所述第二发光层上的第二牺牲层；
在所述衬底、所述第三像素电极、所述第一牺牲层及所述第二牺牲层上形成光电转换膜；
在所述光电转换膜上形成第三牺牲膜；
通过对所述光电转换膜及所述第三牺牲膜进行加工来形成与所述第二发光层相邻的光电转换层及所述光电转换层上的第三牺牲层；
在所述第二发光层与所述光电转换层之间形成第一有机层；
在所述第一发光层与所述第二发光层之间形成第二有机层，其中所述第二有机层的红色、绿色和蓝色中的至少一个颜色的光的透过率比所述第一有机层的所述透过率高；
去除所述第一至第三牺牲层中的至少一部分；以及
在所述第一发光层、所述第二发光层、所述光电转换层、所述第一有机层及所述第二有机层上形成对可见光具有透光性的公共电极。
13.根据权利要求11或12所述的显示装置的制造方法，
其中所述第一及第二像素电极对可见光具有透光性。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的显示装置的制造方法，还包括如下步骤：
在形成所述第二有机层之前，在所述第一至第三牺牲层及所述第一有机层上形成保护膜；
在所述保护膜上形成有机膜；以及
通过对所述有机膜进行加工来形成所述第二有机层。
15.根据权利要求14所述的显示装置的制造方法，还包括通过对所述保护膜进行加工来形成所述第二有机层下的保护层的步骤。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的显示装置的制造方法，还包括如下步骤：
在去除所述第一至第三牺牲层中的至少一部分之后，在所述第一发光层、所述第二发光层、所述光电转换层、所述第一有机层及所述第二有机层上形成公共层；以及
在所述公共层上形成所述公共电极。
17.根据权利要求16所述的显示装置的制造方法，
其中所述公共层包括载流子注入层。
18.根据权利要求11至17中任一项所述的显示装置的制造方法，还包括如下步骤：
在形成所述第一发光膜之后且形成所述第一牺牲膜之后，在所述第一发光膜上形成被用作第一载流子传输层的膜；
通过对所述第一发光膜、被用作所述第一载流子传输层的膜及所述第一牺牲膜进行加工来形成所述第一发光层、所述第一发光层上的第一载流子传输层及所述第一载流子传输层上的所述第一牺牲层；
在形成所述第二发光膜之后且形成所述第二牺牲膜之后，在所述第二发光膜上形成被用作第二载流子传输层的膜；
通过对所述第二发光膜、被用作所述第二载流子传输层的膜及所述第二牺牲膜进行加工来形成所述第二发光层、所述第二发光层上的第二载流子传输层及所述第二载流子传输层上的所述第二牺牲层；
在形成所述光电转换膜之后且形成所述第三牺牲膜之后，在所述光电转换膜上形成被用作第三载流子传输层的膜；以及
通过对所述光电转换膜、被用作所述第三载流子传输层的膜及所述第三牺牲膜进行加工来形成所述光电转换层、所述光电转换层上的第三载流子传输层及所述第三载流子传输层上的所述第三牺牲层。
19.根据权利要求11至18中任一项所述的显示装置的制造方法，还包括如下步骤：
以其端部具有锥形的方式形成所述第一至第三像素电极；
通过对所述第一发光膜进行加工来以覆盖所述第一像素电极的端部的方式形成所述第一发光层；
通过对所述第二发光膜进行加工来以覆盖所述第二像素电极的端部的方式形成所述第二发光层；以及
通过对所述光电转换膜进行加工来以覆盖所述第三像素电极的端部的方式形成所述光电转换层。
20.根据权利要求19所述的显示装置的制造方法，还包括如下步骤：
通过对所述第一发光膜进行加工来以在所述第一像素电极的端部与所述第一牺牲层的端部之间具有第一锥形部的方式形成所述第一发光层；
通过对所述第二发光膜进行加工来以在所述第二像素电极的端部与所述第二牺牲层的端部之间具有第二锥形部的方式形成所述第二发光层；以及
通过对所述光电转换膜进行加工来以在所述第三像素电极的端部与所述第三牺牲层的端部之间具有第三锥形部的方式形成所述光电转换层。
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