JP2021039342A - 表示装置、表示モジュール、及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】光検出機能を有する表示装置を提供する。【解決手段】第１の発光デバイス、第２の発光デバイス、受光デバイス、及び遮光層を有する表示装置である。第１の発光デバイスと第２の発光デバイスは、第１の色の光を発する。遮光層の第１の開口を介して、受光デバイスに光が入射する。上面視において、第１の発光デバイスから受光デバイスまでの最短距離ａと、第２の発光デバイスから受光デバイスまでの最短距離ｂとの差の絶対値｜ａ−ｂ｜は、第１の発光デバイスから第１の開口までの最短距離ｃと、第２の発光デバイスから第１の開口までの最短距離ｄとの差の絶対値｜ｃ−ｄ｜よりも小さい。上面視において、最短距離ｃは、最短距離ｄよりも短い。受光デバイスの代わりに、第２の色の光を発し、かつ、受光機能を有する受発光デバイスを有していてもよい。【選択図】図６
Description
本発明の一態様は、表示装置、表示モジュール、及び電子機器に関する。本発明の一態様は、受光デバイス（受光素子ともいう）と発光デバイス（発光素子ともいう）とを有する表示装置に関する。また、本発明の一態様は、受発光デバイス（受発光素子ともいう）と発光デバイスとを有する表示装置に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置（例えば、タッチセンサなど）、入出力装置（例えば、タッチパネルなど）、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法を一例として挙げることができる。
近年、表示装置は様々な用途への応用が期待されている。例えば、大型の表示装置の用途としては、家庭用のテレビジョン装置（テレビまたはテレビジョン受信機ともいう）、デジタルサイネージ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｇｅ：電子看板）、ＰＩＤ（Ｐｕｂｌｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）等が挙げられる。また、携帯情報端末として、タッチパネルを備えるスマートフォンやタブレット端末の開発が進められている。
表示装置としては、例えば、発光デバイスを有する発光装置が開発されている。エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、以下ＥＬと記す）現象を利用した発光デバイス（ＥＬデバイス、ＥＬ素子ともいう）は、薄型軽量化が容易である、入力信号に対し高速に応答可能である、直流低電圧電源を用いて駆動可能である等の特徴を有し、表示装置に応用されている。例えば、特許文献１に、有機ＥＬデバイス（有機ＥＬ素子ともいう）が適用された、可撓性を有する発光装置が開示されている。
本発明の一態様は、光検出機能を有する表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、光検出機能を有する表示装置の精細度を高めることを課題の一とする。本発明の一態様は、利便性の高い表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、多機能の表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、開口率の高い表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、新規な表示装置を提供することを課題の一とする。
本発明の一態様は、光検出機能を有する表示装置の作製歩留まりの向上を課題の一とする。本発明の一態様は、光検出機能を有する表示装置の作製工程数を少なくすることを課題の一とする。本発明の一態様は、光検出機能を有する表示装置の作製コストを低減することを課題の一とする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様は、第１の発光デバイス、第２の発光デバイス、受光デバイス、及び遮光層を有する表示装置である。第１の発光デバイスと第２の発光デバイスは、第１の色の光を発する。遮光層の第１の開口を介して、受光デバイスに光が入射する。上面視（平面視ともいえる）において、第１の発光デバイスから受光デバイスまでの最短距離ａと、第２の発光デバイスから受光デバイスまでの最短距離ｂとの差の絶対値｜ａ−ｂ｜は、第１の発光デバイスから第１の開口までの最短距離ｃと、第２の発光デバイスから第１の開口までの最短距離ｄとの差の絶対値｜ｃ−ｄ｜よりも小さい。上面視において、最短距離ｃは、最短距離ｄよりも短い。最短距離ａは、最短距離ｂと同一または概略同一であることが好ましい。
第１の発光デバイスは、第１の色の光を発する発光デバイスのうち、受光デバイスに最も近い発光デバイスであることが好ましい。
第１の発光デバイスは、第１の画素電極、第１の発光層、及び共通電極を有することが好ましい。受光デバイスは、第２の画素電極、活性層、及び共通電極を有することが好ましい。活性層は、有機化合物を有することが好ましい。第１の発光層は、第１の画素電極と共通電極との間に位置することが好ましい。活性層は、第２の画素電極と共通電極との間に位置することが好ましい。第１の発光デバイス及び受光デバイスは、さらに、共通層を有することが好ましい。共通層は、第１の画素電極と共通電極との間、及び、第２の画素電極と共通電極との間に位置することが好ましい。
本発明の一態様の表示装置は、さらに、樹脂層及び基板を有することが好ましい。樹脂層及び遮光層は、それぞれ、共通電極と基板との間に位置することが好ましい。
樹脂層は、受光デバイスと重なる第２の開口を有することが好ましい。樹脂層は、第１の発光デバイスと重なる部分を有することが好ましい。遮光層は、共通電極と樹脂層との間に位置する部分を有することが好ましい。遮光層は、第２の開口の少なくとも一部、及び、第２の開口にて露出している樹脂層の側面の少なくとも一部を覆うことが好ましい。
または、樹脂層は、島状に設けられ、かつ、第１の発光デバイスと重なる部分を有することが好ましい。遮光層は、共通電極と樹脂層との間に位置する部分を有することが好ましい。基板を通過した光の少なくとも一部は、樹脂層を介さずに、受光デバイスに入射することが好ましい。遮光層は、樹脂層の側面の少なくとも一部を覆うことが好ましい。
本発明の一態様の表示装置は、さらに、接着層を有することが好ましい。接着層は、共通電極と基板との間に位置することが好ましい。樹脂層及び遮光層は、それぞれ、接着層と基板との間に位置することが好ましい。接着層は、受光デバイスと重なる第１の部分と、第１の発光デバイスと重なる第２の部分と、を有することが好ましい。第１の部分は、第２の部分に比べて厚いことが好ましい。
本発明の一態様の表示装置は、受光デバイスを複数有することが好ましい。本発明の一態様の表示装置は、全ての受光デバイスを撮像に用いるモードと、一部の受光デバイスを撮像に用いるモードと、を有することが好ましい。
本発明の一態様の表示装置は、上述の受光デバイスの代わりに、第２の色の光を発し、かつ、受光機能を有する受発光デバイスを有していてもよい。
本発明の一態様は、第１の発光デバイス、第２の発光デバイス、受発光デバイス、及び遮光層を有する表示装置である。第１の発光デバイスと第２の発光デバイスは、第１の色の光を発する。受発光デバイスは、第２の色の光を発する。遮光層の第１の開口を介して、受発光デバイスに光が入射する。上面視において、第１の発光デバイスから受発光デバイスまでの最短距離ａと、第２の発光デバイスから受発光デバイスまでの最短距離ｂとの差の絶対値｜ａ−ｂ｜は、第１の発光デバイスから第１の開口までの最短距離ｃと、第２の発光デバイスから第１の開口までの最短距離ｄとの差の絶対値｜ｃ−ｄ｜よりも小さい。上面視において、最短距離ｃは、最短距離ｄよりも短い。最短距離ａは、最短距離ｂと同一または概略同一であることが好ましい。
第１の発光デバイスは、第１の色の光を発する発光デバイスのうち、受発光デバイスに最も近い発光デバイスであることが好ましい。
第１の発光デバイスは、第１の画素電極、第１の発光層、及び共通電極を有することが好ましい。受発光デバイスは、第２の画素電極、第２の発光層、活性層、及び共通電極を有することが好ましい。活性層は、有機化合物を有することが好ましい。第１の発光層は、第１の画素電極と共通電極との間に位置することが好ましい。第２の発光層及び活性層は、それぞれ、第２の画素電極と共通電極との間に位置することが好ましい。第１の発光デバイス及び受発光デバイスは、さらに、共通層を有することが好ましい。共通層は、第１の画素電極と共通電極との間、及び、第２の画素電極と共通電極との間に位置することが好ましい。
本発明の一態様の表示装置は、さらに、樹脂層及び基板を有することが好ましい。樹脂層及び遮光層は、それぞれ、共通電極と基板との間に位置することが好ましい。
樹脂層は、受発光デバイスと重なる第２の開口を有することが好ましい。樹脂層は、第１の発光デバイスと重なる部分を有することが好ましい。遮光層は、共通電極と樹脂層との間に位置する部分を有することが好ましい。遮光層は、第２の開口の少なくとも一部、及び、第２の開口にて露出している樹脂層の側面の少なくとも一部を覆うことが好ましい。
または、樹脂層は、島状に設けられ、かつ、第１の発光デバイスと重なる部分を有することが好ましい。遮光層は、共通電極と樹脂層との間に位置する部分を有することが好ましい。基板を通過した光の少なくとも一部は、樹脂層を介さずに、受発光デバイスに入射することが好ましい。遮光層は、樹脂層の側面の少なくとも一部を覆うことが好ましい。
本発明の一態様の表示装置は、さらに、接着層を有することが好ましい。接着層は、共通電極と基板との間に位置することが好ましい。樹脂層及び遮光層は、それぞれ、接着層と基板との間に位置することが好ましい。接着層は、受発光デバイスと重なる第１の部分と、第１の発光デバイスと重なる第２の部分と、を有することが好ましい。第１の部分は、第２の部分に比べて厚いことが好ましい。
本発明の一態様の表示装置は、受発光デバイスを複数有することが好ましい。
本発明の一態様の表示装置は、全ての受発光デバイスを撮像に用いるモードと、一部の受発光デバイスを撮像に用いるモードと、を有することが好ましい。
または、本発明の一態様の表示装置は、表示を行う第１のモード、撮像を行う第２のモード、及び、表示と撮像を同時に行う第３のモードを有することが好ましい。第１のモードでは、第１の発光デバイス、第２の発光デバイス、及び全ての受発光デバイスを用いて、表示を行うことが好ましい。第２のモードでは、第１の発光デバイス及び第２の発光デバイスがそれぞれ発光し、全ての受発光デバイスが受光することで、撮像を行うことが好ましい。第３のモードでは、第１の発光デバイスが発光し、一部の受発光デバイスが受光することで、撮像を行い、かつ、第２の発光デバイス及びその他の受発光デバイスを用いて、表示を行うことが好ましい。
本発明の一態様の表示装置は、可撓性を有することが好ましい。
本発明の一態様は、上記いずれかの構成の表示装置を有し、フレキシブルプリント回路基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、以下、ＦＰＣと記す）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）等のコネクタが取り付けられたモジュール、またはＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式もしくはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）方式等により集積回路（ＩＣ）が実装されたモジュール等のモジュールである。
本発明の一態様は、上記のモジュールと、アンテナ、バッテリ、筐体、カメラ、スピーカ、マイク、及び操作ボタンのうち少なくとも一つと、を有する電子機器である。
本発明の一態様により、光検出機能を有する表示装置を提供できる。本発明の一態様により、光検出機能を有する表示装置の精細度を高めることができる。本発明の一態様により、利便性の高い表示装置を提供できる。本発明の一態様により、多機能の表示装置を提供できる。本発明の一態様により、開口率の高い表示装置を提供できる。本発明の一態様により、新規な表示装置を提供できる。
本発明の一態様により、光検出機能を有する表示装置の作製歩留まりを向上できる。本発明の一態様により、光検出機能を有する表示装置の作製工程数を少なくできる。本発明の一態様により、光検出機能を有する表示装置の作製コストを低減できる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
また、図面において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、又は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能である。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能である。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について図１〜図２１を用いて説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について図１〜図２１を用いて説明する。
本発明の一態様の表示装置は、第１の発光デバイス、第２の発光デバイス、受光デバイス、及び遮光層を有する。第１の発光デバイスと第２の発光デバイスは、第１の色の光を発する。遮光層の第１の開口を介して、受光デバイスに光が入射する。上面視において、第１の発光デバイスから受光デバイスまでの最短距離ａと、第２の発光デバイスから受光デバイスまでの最短距離ｂとの差の絶対値｜ａ−ｂ｜は、第１の発光デバイスから第１の開口までの最短距離ｃと、第２の発光デバイスから第１の開口までの最短距離ｄとの差の絶対値｜ｃ−ｄ｜よりも小さい。上面視において、最短距離ｃは、最短距離ｄよりも短い。
または、本発明の一態様の表示装置は、第１の発光デバイス、第２の発光デバイス、受発光デバイス、及び遮光層を有する。第１の発光デバイスと第２の発光デバイスは、第１の色の光を発する。受発光デバイスは、第２の色の光を発する。遮光層の第１の開口を介して、受発光デバイスに光が入射する。上面視において、第１の発光デバイスから受発光デバイスまでの最短距離ａと、第２の発光デバイスから受発光デバイスまでの最短距離ｂとの差の絶対値｜ａ−ｂ｜は、第１の発光デバイスから第１の開口までの最短距離ｃと、第２の発光デバイスから第１の開口までの最短距離ｄとの差の絶対値｜ｃ−ｄ｜よりも小さい。上面視において、最短距離ｃは、最短距離ｄよりも短い。
上面視において、第１の発光デバイスは、第２の発光デバイスと比べて、第１の開口の近くに位置する。したがって、受光デバイス（または受発光デバイス）は、第１の発光デバイスが発した光を対象物が反射または散乱した光を、第２の発光デバイスが発した光を対象物が反射または散乱した光よりも受光しやすい。
本発明の一態様の表示装置は、受光デバイス（または受発光デバイス）に特定の発光デバイスに由来する光が多く入射することが求められる駆動方法等を採用する際に好適な構成である。例えば、本発明の一態様の表示装置では、受光デバイスまたは受発光デバイスに、光源として用いる発光デバイスに由来する光を多く入射させることができる。
表示装置で映像を表示しながらタッチ検出をする場合、例えば、一部の画素で、周期的に発光デバイスの点灯と消灯を繰り返し、その他の画素で映像を表示することができる。点灯時と消灯時（非点灯時）の受光デバイスまたは受発光デバイスの検出強度の差分を取得することで、周囲の光の影響を除去し、タッチ検出の精度を高めることができる。このとき、受光デバイス（または受発光デバイス）は、当該点灯と消灯を繰り返す画素が有する発光デバイスに由来する光が多く入射されることが好ましい。また、映像の表示に用いる画素が有する発光デバイスに由来する光の入射量は少ないことが好ましい。したがって、上記の第１の発光デバイスで点灯と消灯を繰り返し、第２の発光デバイスでは映像データに基づいて発光することが好ましい。
また、上面視において、第１の発光デバイスから受光デバイス（または受発光デバイス）までの最短距離ａが、第２の発光デバイスから受光デバイス（または受発光デバイス）までの最短距離ｂと異なっていてもよい。または、最短距離ａと最短距離ｂが同一または概略同一であってもよい。
なお、本明細書等において、「距離Ａと距離Ｂが概略同一である」とは、距離Ａと距離Ｂが同一となるように作製された際の製造上の誤差により、距離Ａと距離Ｂに差が生じている場合を含む。
なお、受光デバイス（または受発光デバイス）に入射する光を制御するために、発光デバイス、受光デバイス、受発光デバイスなど各デバイスの位置、上面形状、またはサイズなどを調整してもよい。
一方で、デバイス自体のレイアウトは、表示装置の精細度、画素の開口率、設計におけるマージン等を考慮して決定する必要があるため、自由度が低い場合がある。特に、表示装置の精細度が高いほど、デバイス自体のレイアウトの自由度は低くなる。このことから、受光デバイス（または受発光デバイス）と重なる位置に設けられる遮光層の開口（上記の第１の開口）の位置を調整することで、受光デバイス（または受発光デバイス）に入射する光を制御することが好ましい。これにより、表示装置の高精細化、作製歩留まりの向上を図ることができる。受光デバイス（または受発光デバイス）に入射する光を制御するためにデバイス自体のレイアウトを変更する必要がないため、画素の開口率が高い表示装置を、歩留まりよく作製することができる。
なお、本明細書等において、発光デバイスと重なる位置とは、具体的には、発光デバイスの発光領域と重なる位置を指す。同様に、受光デバイスと重なる位置とは、受光デバイスの受光領域と重なる位置を指し、受発光デバイスと重なる位置とは、受発光デバイスの受発光領域と重なる位置を指す。
上述の通り、本発明の一態様の表示装置は、受光デバイスと発光デバイスとを有していてもよく、または、受発光デバイスと発光デバイスとを有していてもよい。
まず、受光デバイスと発光デバイスとを有する表示装置について説明する。
本発明の一態様の表示装置は、表示部に、受光デバイスと発光デバイスとを有する。本発明の一態様の表示装置は、表示部に、発光デバイスがマトリクス状に配置されており、当該表示部で画像を表示することができる。また、当該表示部には、受光デバイスがマトリクス状に配置されており、表示部は、撮像機能及びセンシング機能の一方または双方も有する。表示部は、イメージセンサやタッチセンサに用いることができる。つまり、表示部で光を検出することで、画像を撮像することや、対象物（指やペンなど）の近接もしくは接触を検出することができる。さらに、本発明の一態様の表示装置は、発光デバイスをセンサの光源として利用することができる。したがって、表示装置と別に受光部及び光源を設けなくてよく、電子機器の部品点数を削減することができる。
本発明の一態様の表示装置では、表示部が有する発光デバイスが発した光を対象物が反射（または散乱）した際、受光デバイスがその反射光（または散乱光）を検出できるため、暗い場所でも、撮像やタッチ（ニアタッチを含む）検出が可能である。
本発明の一態様の表示装置は、発光デバイスを用いて、画像を表示する機能を有する。つまり、発光デバイスは、表示デバイス（表示素子ともいう）として機能する。
発光デバイスとしては、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）やＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などのＥＬデバイスを用いることが好ましい。ＥＬデバイスが有する発光物質としては、蛍光を発する物質（蛍光材料）、燐光を発する物質（燐光材料）、無機化合物（量子ドット材料など）、熱活性化遅延蛍光を示す物質（熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ａｃｔｉｖａｔｅｄ Ｄｅｌａｙｅｄ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料）などが挙げられる。また、発光デバイスとして、マイクロＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などのＬＥＤを用いることもできる。
本発明の一態様の表示装置は、受光デバイスを用いて、光を検出する機能を有する。
受光デバイスをイメージセンサに用いる場合、表示装置は、受光デバイスを用いて、画像を撮像することができる。例えば、本実施の形態の表示装置は、スキャナとして用いることができる。
例えば、イメージセンサを用いて、指紋、掌紋などの生体情報に係るデータを取得することができる。つまり、表示装置に、生体認証用センサを内蔵させることができる。表示装置が生体認証用センサを内蔵することで、表示装置とは別に生体認証用センサを設ける場合に比べて、電子機器の部品点数を少なくでき、電子機器の小型化及び軽量化が可能である。
また、受光デバイスをタッチセンサに用いる場合、表示装置は、受光デバイスを用いて、対象物の近接または接触を検出することができる。
受光デバイスとしては、例えば、ｐｎ型またはｐｉｎ型のフォトダイオードを用いることができる。受光デバイスは、受光デバイスに入射する光を検出し電荷を発生させる光電変換デバイス（光電変換素子ともいう）として機能する。受光デバイスに入射する光量に基づき、受光デバイスから発生する電荷量が決まる。
特に、受光デバイスとして、有機化合物を含む層を有する有機フォトダイオードを用いることが好ましい。有機フォトダイオードは、薄型化、軽量化、及び大面積化が容易であり、また、形状及びデザインの自由度が高いため、様々な表示装置に適用できる。
本発明の一態様では、発光デバイスとして有機ＥＬデバイスを用い、受光デバイスとして有機フォトダイオードを用いる。有機ＥＬデバイス及び有機フォトダイオードは、同一基板上に形成することができる。したがって、有機ＥＬデバイスを用いた表示装置に有機フォトダイオードを内蔵することができる。
有機ＥＬデバイス及び有機フォトダイオードを構成する全ての層を作り分けようとすると、成膜工程が非常に多くなる。有機フォトダイオードは、有機ＥＬデバイスと共通の構成にできる層が多いため、共通の構成にできる層は一括で成膜することで、成膜工程の増加を抑制することができる。
例えば、一対の電極のうち一方（共通電極）を、受光デバイス及び発光デバイスで共通の層とすることができる。また、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層の少なくとも１つを、受光デバイス及び発光デバイスで共通の層とすることが好ましい。また、例えば、受光デバイスが活性層を有し、発光デバイスが発光層を有する以外は、受光デバイスと発光デバイスとで同一の構成にすることもできる。つまり、発光デバイスの発光層を、活性層に置き換えるのみで、受光デバイスを作製することもできる。このように、受光デバイス及び発光デバイスが共通の層を有することで、成膜回数及びマスクの数を減らすことができ、表示装置の作製工程及び作製コストを削減することができる。また、表示装置の既存の製造装置及び製造方法を用いて、受光デバイスを有する表示装置を作製することができる。
なお、受光デバイスと発光デバイスが共通で有する層は、発光デバイスにおける機能と受光デバイスにおける機能とが異なる場合がある。本明細書中では、発光デバイスにおける機能に基づいて構成要素を呼称する。例えば、正孔注入層は、発光デバイスにおいて正孔注入層として機能し、受光デバイスにおいて正孔輸送層として機能する。同様に、電子注入層は、発光デバイスにおいて電子注入層として機能し、受光デバイスにおいて電子輸送層として機能する。また、受光デバイスと発光デバイスが共通で有する層は、発光デバイスにおける機能と受光デバイスにおける機能とが同一である場合もある。正孔輸送層は、発光デバイス及び受光デバイスのいずれにおいても、正孔輸送層として機能し、電子輸送層は、発光デバイス及び受光デバイスのいずれにおいても、電子輸送層として機能する。
次に、受発光デバイスと発光デバイスとを有する表示装置について説明する。
表示装置において、発光デバイスを有する副画素とは別に、受光デバイスを有する副画素を設けると、画素の開口率が低下する場合や、表示装置の高精細化が困難となる場合がある。
そこで、本発明の一態様の表示装置は、いずれかの色を呈する副画素に、発光デバイスの代わりとして、受発光デバイスを設ける。受発光デバイスは、光を発する機能（発光機能）と、受光する機能（受光機能）と、の双方を有する。例えば、画素が、赤色の副画素、緑色の副画素、青色の副画素の３つの副画素を有する場合、少なくとも１つの副画素が受発光デバイスを有し、他の副画素は発光デバイスを有する構成とする。受発光デバイスが、発光デバイスと受光デバイスとを兼ねることで、画素に含まれる副画素の数を増やさずに、画素に受光機能を付与することができる。これにより、画素の開口率（各副画素の開口率）、及び、表示装置の精細度を維持したまま、表示装置の表示部に、撮像機能及びセンシング機能の一方または双方を付加することができる。
本発明の一態様の表示装置は、表示部に、受発光デバイスと発光デバイスがマトリクス状に配置されており、当該表示部で画像を表示することができる。また、表示部は、イメージセンサやタッチセンサに用いることができる。本発明の一態様の表示装置は、発光デバイスをセンサの光源として利用することができる。したがって、表示装置と別に受光部及び光源を設けなくてよく、電子機器の部品点数を削減することができる。
本発明の一態様の表示装置では、表示部が有する発光デバイスが発した光を対象物が反射（または散乱）した際、受発光デバイスがその反射光（または散乱光）を検出できるため、暗い場所でも、撮像やタッチ（ニアタッチを含む）検出が可能である。
受発光デバイスは、有機ＥＬデバイスと有機フォトダイオードを組み合わせて作製することができる。例えば、有機ＥＬデバイスの積層構造に、有機フォトダイオードの活性層を追加することで、受発光デバイスを作製することができる。さらに、有機ＥＬデバイスと有機フォトダイオードを組み合わせて作製する受発光デバイスは、有機ＥＬデバイスと共通の構成にできる層を一括で成膜することで、成膜工程の増加を抑制することができる。
例えば、一対の電極のうち一方（共通電極）を、受発光デバイス及び発光デバイスで共通の層とすることができる。また、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層の少なくとも１つを、受発光デバイス及び発光デバイスで共通の層とすることが好ましい。また、例えば、受光デバイスの活性層の有無以外は、受発光デバイスと発光デバイスとで同一の構成にすることもできる。つまり、発光デバイスに、受光デバイスの活性層を加えるのみで、受発光デバイスを作製することもできる。このように、受発光デバイス及び発光デバイスが共通の層を有することで、成膜回数及びマスクの数を減らすことができ、表示装置の作製工程及び作製コストを削減することができる。また、表示装置の既存の製造装置及び製造方法を用いて、受発光デバイスを有する表示装置を作製することができる。
なお、受発光デバイスが有する層は、受発光デバイスが、受光デバイスとして機能する場合と、発光デバイスとして機能する場合と、で、機能が異なることがある。本明細書中では、受発光デバイスが発光デバイスとして機能する場合における機能に基づいて構成要素を呼称する。例えば、正孔注入層は、受発光デバイスが発光デバイスとして機能する際には、正孔注入層として機能し、受発光デバイスが受光デバイスとして機能する際には、正孔輸送層として機能する。同様に、電子注入層は、受発光デバイスが発光デバイスとして機能する際には、電子注入層として機能し、受発光デバイスが受光デバイスとして機能する際には、電子輸送層として機能する。また、受発光デバイスが有する層は、受発光デバイスが、受光デバイスとして機能する場合と、発光デバイスとして機能する場合と、で、機能が同一であることもある。正孔輸送層は、発光デバイス及び受光デバイスのいずれとして機能する場合においても、正孔輸送層として機能し、電子輸送層は、発光デバイス及び受光デバイスのいずれとして機能する場合においても、電子輸送層として機能する。
本実施の形態の表示装置は、発光デバイス及び受発光デバイスを用いて、画像を表示する機能を有する。つまり、発光デバイス及び受発光デバイスは、表示デバイスとして機能する。
本実施の形態の表示装置は、受発光デバイスを用いて、光を検出する機能を有する。受発光デバイスは、受発光デバイス自身が発する光よりも短波長の光を検出することができる。
受発光デバイスをイメージセンサに用いる場合、本実施の形態の表示装置は、受発光デバイスを用いて、画像を撮像することができる。例えば、本実施の形態の表示装置は、スキャナとして用いることができる。
また、受発光デバイスをタッチセンサに用いる場合、本実施の形態の表示装置は、受発光デバイスを用いて、対象物の近接または接触を検出することができる。
受発光デバイスは、受発光デバイスに入射する光を検出し電荷を発生させる光電変換デバイスとして機能する。受発光デバイスに入射する光量に基づき、受発光デバイスから発生する電荷量が決まる。
受発光デバイスは、上記発光デバイスの構成に、受光デバイスの活性層を追加することで作製することができる。
受発光デバイスには、例えば、ｐｎ型またはｐｉｎ型のフォトダイオード構造を適用することができる。
特に、受発光デバイスには、有機化合物を含む層を有する有機フォトダイオードの活性層を用いることが好ましい。有機フォトダイオードは、薄型化、軽量化、及び大面積化が容易であり、また、形状及びデザインの自由度が高いため、様々な表示装置に適用できる。
以下では、本発明の一態様の表示装置について、図面を用いてより具体的に説明する。
［表示装置］
図１（Ａ）〜図１（Ｆ）に、本発明の一態様の表示装置の断面図を示す。
図１（Ａ）〜図１（Ｆ）に、本発明の一態様の表示装置の断面図を示す。
図１（Ａ）に示す表示装置５０Ａは、基板５１と基板５９との間に、受光デバイスを有する層５３と、発光デバイスを有する層５７と、を有する。
図１（Ｂ）に示す表示装置５０Ｂは、基板５１と基板５９との間に、受光デバイスを有する層５３、トランジスタを有する層５５、及び、発光デバイスを有する層５７を有する。
表示装置５０Ａ及び表示装置５０Ｂは、発光デバイスを有する層５７から、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の光が射出される構成である。
受光デバイスを有する層５３に含まれる受光デバイスは、表示装置５０Ａまたは表示装置５０Ｂの外部から入射した光を検出することができる。
図１（Ｃ）に示す表示装置５０Ｃは、基板５１と基板５９との間に、受発光デバイスを有する層５４と、発光デバイスを有する層５７と、を有する。
図１（Ｄ）に示す表示装置５０Ｄは、基板５１と基板５９との間に、受発光デバイスを有する層５４、トランジスタを有する層５５、及び、発光デバイスを有する層５７を有する。
表示装置５０Ｃ及び表示装置５０Ｄは、発光デバイスを有する層５７から、緑色（Ｇ）の光及び青色（Ｂ）の光が射出され、受発光デバイスを有する層５４から赤色（Ｒ）の光が射出される構成である。なお、本発明の一態様の表示装置において、受発光デバイスを有する層５４が発する光の色は、赤色に限定されない。また、発光デバイスを有する層５７が発する光の色も、緑色と青色の組み合わせに限定されない。
受発光デバイスを有する層５４に含まれる受発光デバイスは、表示装置５０Ｃまたは表示装置５０Ｄの外部から入射した光を検出することができる。当該受発光デバイスは、例えば、緑色（Ｇ）の光及び青色（Ｂ）の光のうち一方または双方を検出することができる。
トランジスタを有する層５５は、受光デバイスまたは受発光デバイスと電気的に接続されるトランジスタ、及び、発光デバイスと電気的に接続されるトランジスタを有する。トランジスタを有する層５５は、さらに、配線、電極、端子、容量、抵抗などを有していてもよい。
本発明の一態様の表示装置は、表示装置に接触している指などの対象物を検出する機能を有していてもよい。例えば、図１（Ｅ）に示すように、発光デバイスを有する層５７において発光デバイスが発した光を、表示装置５０Ｂに接触した指５２が反射することで、受光デバイスを有する層５３における受光デバイスがその反射光を検出する。これにより、表示装置５０Ｂに指５２が接触したことを検出することができる。また、表示装置５０Ｄでは、発光デバイスを有する層５７において発光デバイスが発した光を、表示装置５０Ｄに接触した指が反射することで、受発光デバイスを有する層５４における受発光デバイスがその反射光を検出することができる。なお、以下では、発光デバイスの発光が対象物により反射される場合を例に挙げて説明するが、光は対象物により散乱される場合もある。
本発明の一態様の表示装置は、図１（Ｆ）に示すように、表示装置に近接している（接触していない）対象物を検出または撮像する機能を有していてもよい。
［画素］
本発明の一態様の表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。１つの画素は、複数の副画素を有する。１つの副画素は、１つの発光デバイス、１つの受発光デバイス、または１つの受光デバイスを有する。
本発明の一態様の表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。１つの画素は、複数の副画素を有する。１つの副画素は、１つの発光デバイス、１つの受発光デバイス、または１つの受光デバイスを有する。
複数の画素は、それぞれ、発光デバイスを有する副画素、受光デバイスを有する副画素、及び、受発光デバイスを有する副画素のうち１つまたは複数を有する。
例えば、画素は、発光デバイスを有する副画素を複数（例えば、３つまたは４つ）有し、受光デバイスを有する副画素を１つ有する。
なお、受光デバイスは、全ての画素に設けられていてもよく、一部の画素に設けられていてもよい。また、１つの画素が複数の受光デバイスを有していてもよい。また、１つの受光デバイスが複数の画素にわたって設けられていてもよい。受光デバイスの精細度と発光デバイスの精細度は互いに異なっていてもよい。
画素が発光デバイスを有する副画素を３つ有する場合、当該３つの副画素としては、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の副画素、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の３色の副画素などが挙げられる。画素が発光デバイスを有する副画素を４つ有する場合、当該４つの副画素としては、Ｒ、Ｇ、Ｂ、白色（Ｗ）の４色の副画素、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの４色の副画素などが挙げられる。
図１（Ｇ）、図１（Ｈ）、図１（Ｊ）、図１（Ｋ）に、発光デバイスを有する副画素を複数有し、受光デバイスを有する副画素を１つ有する画素の一例を示す。なお、本実施の形態で示す副画素の配列は図示した順序に限定されない。例えば、副画素（Ｂ）と副画素（Ｇ）の位置を逆にしても構わない。
図１（Ｇ）、図１（Ｈ）、図１（Ｊ）に示す画素は、いずれも、受光機能を有する副画素（ＰＤ）、赤色の光を呈する副画素（Ｒ）、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）、及び、青色の光を呈する副画素（Ｂ）を有する。
図１（Ｇ）に示す画素には、マトリクス配列が適用されており、図１（Ｈ）に示す画素には、ストライプ配列が適用されている。また、図１（Ｊ）は、横１列に、赤色の光を呈する副画素（Ｒ）、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）、及び、青色の光を呈する副画素（Ｂ）が配置され、その下に受光機能を有する副画素（ＰＤ）が配置されている例である。つまり、図１（Ｊ）において、副画素（Ｒ）、副画素（Ｇ）、及び副画素（Ｂ）は互いに同じ行に配置され、副画素（ＰＤ）とは異なる行に配置される。
図１（Ｋ）に示す画素は、図１（Ｊ）に示す画素の構成に加えて、Ｒ、Ｇ、Ｂ以外の光を呈する副画素（Ｘ）を有する。Ｒ、Ｇ、Ｂ以外の光としては、白色（Ｗ）、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、赤外光（ＩＲ）等の光が挙げられる。副画素（Ｘ）が赤外光を呈する場合、受光機能を有する副画素（ＰＤ）は、赤外光を検出する機能を有することが好ましい。受光機能を有する副画素（ＰＤ）は、可視光及び赤外光の双方を検出する機能を有していてもよい。センサの用途に応じて、受光デバイスが検出する光の波長を決定することができる。
または、例えば、画素は、発光デバイスを有する副画素を複数有し、受発光デバイスを有する副画素を１つ有する。
受発光デバイスを有する表示装置は、画素に受光機能を組み込むために画素配列を変更する必要がないため、開口率及び精細度を低減させずに、表示部に撮像機能及びセンシング機能の一方または双方を付加することができる。
なお、受発光デバイスは、全ての画素に設けられていてもよく、一部の画素に設けられていてもよい。また、１つの画素が複数の受発光デバイスを有していてもよい。
図２（Ａ）〜図２（Ｄ）に、発光デバイスを有する副画素を複数有し、受発光デバイスを有する副画素を１つ有する画素の一例を示す。
図２（Ａ）に示す画素は、ストライプ配列が適用され、赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する副画素（Ｒ・ＰＤ）、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）、及び、青色の光を呈する副画素（Ｂ）を有する。画素が、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの副画素からなる表示装置において、Ｒの副画素に用いる発光デバイスを、受発光デバイスに置き換えることで、画素に受光機能を有する表示装置を作製することができる。
図２（Ｂ）に示す画素は、赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する副画素（Ｒ・ＰＤ）、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）、及び、青色の光を呈する副画素（Ｂ）を有する。副画素（Ｒ・ＰＤ）は、副画素（Ｇ）と副画素（Ｂ）とは異なる列に配置される。副画素（Ｇ）と副画素（Ｂ）とは、同じ列に交互に配置され、一方が奇数行に設けられ、他方が偶数行に設けられる。なお、他の色の副画素と異なる列に配置される副画素は、赤色（Ｒ）に限られず、緑色（Ｇ）または青色（Ｂ）であってもよい。
図２（Ｃ）に示す画素は、マトリクス配列が適用され、赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する副画素（Ｒ・ＰＤ）、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）、青色の光を呈する副画素（Ｂ）、及び、Ｒ、Ｇ、Ｂ以外の光を呈する副画素（Ｘ）を有する。画素が、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｘの４つの副画素からなる表示装置においても、Ｒの副画素に用いる発光デバイスを、受発光デバイスに置き換えることで、画素に受光機能を有する表示装置を作製することができる。
図２（Ｄ）には、２つの画素を示しており、点線で囲まれた３つの副画素により１つの画素が構成されている。図２（Ｄ）に示す画素は、赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する副画素（Ｒ・ＰＤ）、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）、及び、青色の光を呈する副画素（Ｂ）を有する。図２（Ｄ）に示す左の画素では、副画素（Ｒ・ＰＤ）と同じ行に副画素（Ｇ）が配置され、副画素（Ｒ・ＰＤ）と同じ列に副画素（Ｂ）が配置されている。図２（Ｄ）に示す右の画素では、副画素（Ｒ・ＰＤ）と同じ行に副画素（Ｇ）が配置され、副画素（Ｇ）と同じ列に副画素（Ｂ）が配置されている。図２（Ｄ）に示す画素レイアウトでは、奇数行と偶数行のいずれにおいても、副画素（Ｒ・ＰＤ）、副画素（Ｇ）、及び副画素（Ｂ）が繰り返し配置されており、かつ、各列において、奇数行と偶数行では互いに異なる色の副画素が配置される。
図２（Ｅ）には、ペンタイル配列が適用された４つの画素を示しており、隣接する２つの画素は組み合わせの異なる２色の光を呈する副画素を有する。なお、図２（Ｅ）に示す副画素の形状は、当該副画素が有する発光デバイスまたは受発光デバイスの上面形状を示している。図２（Ｆ）は、図２（Ｅ）に示す画素配列の変形例である。
図２（Ｅ）に示す左上の画素と右下の画素は、赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する副画素（Ｒ・ＰＤ）、及び、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）を有する。図２（Ｅ）に示す左下の画素と右上の画素は、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）、及び、青色の光を呈する副画素（Ｂ）を有する。
図２（Ｆ）に示す左上の画素と右下の画素は、赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する副画素（Ｒ・ＰＤ）、及び、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）を有する。図２（Ｆ）に示す左下の画素と右上の画素は、赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する副画素（Ｒ・ＰＤ）、及び、青色の光を呈する副画素（Ｂ）を有する。
図２（Ｅ）では、各画素に緑色の光を呈する副画素（Ｇ）が設けられている。一方、図２（Ｆ）では、各画素に赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する副画素（Ｒ・ＰＤ）が設けられている。各画素に受光機能を有する副画素が設けられているため、図２（Ｆ）に示す構成では、図２（Ｅ）に示す構成に比べて、高い精細度で撮像を行うことができる。これにより、例えば、生体認証の精度を高めることができる。
また、発光デバイス及び受発光デバイスの上面形状は特に限定されず、円、楕円、多角形、角の丸い多角形等とすることができる。副画素（Ｇ）が有する発光デバイスの上面形状について、図２（Ｅ）では円形である例を示し、図２（Ｆ）では正方形である例を示している。各色の発光デバイス及び受発光デバイスの上面形状は、互いに異なっていてもよく、一部または全ての色で同じであってもよい。
また、各色の副画素の開口率は、互いに異なっていてもよく、一部または全ての色で同じであってもよい。例えば、各画素に設けられる副画素（図２（Ｅ）では副画素（Ｇ）、図２（Ｆ）では副画素（Ｒ・ＰＤ））の開口率を、他の色の副画素の開口率に比べて小さくしてもよい。
図２（Ｇ）は、図２（Ｆ）に示す画素配列の変形例である。具体的には、図２（Ｇ）の構成は、図２（Ｆ）の構成を４５°回転させることで得られる。図２（Ｆ）では、２つの副画素により１つの画素が構成されることとして説明したが、図２（Ｇ）に示すように、４つの副画素により１つの画素が構成されていると捉えることもできる。
図２（Ｇ）では、点線で囲まれた４つの副画素により１つの画素が構成されることとして説明を行う。１つの画素は、２つの副画素（Ｒ・ＰＤ）と、１つの副画素（Ｇ）と、１つの副画素（Ｂ）と、を有する。このように、１つの画素が、受光機能を有する副画素を複数有することで、高い精細度で撮像を行うことができる。したがって、生体認証の精度を高めることができる。例えば、撮像の精細度を、表示の精細度のルート２倍とすることができる。
図２（Ｆ）または図２（Ｇ）に示す構成が適用された表示装置は、ｐ個（ｐは２以上の整数）の第１の発光デバイスと、ｑ個（ｑは２以上の整数）の第２の発光デバイスと、ｒ個（ｒはｐより大きく、ｑより大きい整数）の受発光デバイスと、を有する。ｐとｒはｒ＝２ｐを満たす。また、ｐ、ｑ、ｒはｒ＝ｐ＋ｑを満たす。第１の発光デバイスと第２の発光デバイスのうち一方が緑色の光を発し、他方が青色の光を発する。受発光デバイスは、赤色の光を発し、かつ、受光機能を有する。
例えば、受発光デバイスを用いて、タッチ検出を行う場合、光源からの発光が使用者に視認されにくいことが好ましい。青色の光は、緑色の光よりも視認性が低いため、青色の光を発する発光デバイスを光源とすることが好ましい。したがって、受発光デバイスは、青色の光を受光する機能を有することが好ましい。
以上のように、本実施の形態の表示装置には、様々な配列の画素を適用することができる。
［タッチパネル］
次に、本実施の形態の表示装置をタッチパネルとして機能させる場合について説明する。
次に、本実施の形態の表示装置をタッチパネルとして機能させる場合について説明する。
本実施の形態の表示装置を用いて、指紋、掌紋などを撮像し、生体認証を行うことができる。セキュリティ機能を強化するために、指紋や掌紋の撮像には高い解像度が求められる。したがって、受光デバイスまたは受発光デバイスを用いて取得した撮像データは、全ての画素について、１つずつ（１画素ずつ）個別に読み出すことができることが好ましい。
一方、表示装置をタッチパネルとして機能させる場合、用途が生体認証である場合に比べて高い解像度は求められないが、読み出し動作を高速で行うことが求められる。
例えば、複数の画素でタッチ検出を一括で行うことで、駆動周波数を高めることができる。例えば、同時に読み出す画素を、４画素（２×２画素）、９画素（３×３画素）、または１６画素（４×４画素）などと適宜決定することができる。
または、例えば、一部の画素のみを用いて、タッチ検出を行うことで、駆動周波数を高めることができる。例えば、タッチ検出に用いる画素を、４画素（２×２画素）につき１画素、９画素（３×３画素）につき１画素、１６画素（４×４画素）につき１画素、１００画素（１０×１０画素）につき１画素、または９００画素（３０×３０画素）につき１画素などと適宜決定することができる。
図３（Ａ）、図３（Ｂ）に、一部の画素を用いてタッチ検出を行う例を示す。
図３（Ａ）は、画素３００に、図１（Ｇ）に示す構成を適用した例である。
画素３００は、受光機能を有する副画素（ＰＤ）、赤色の光を呈する副画素（Ｒ）、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）、及び、青色の光を呈する副画素（Ｂ）を有する。読み出し対象となる対象画素３２０は、一点鎖線で囲った画素３００のみである。図３（Ａ）では、タッチ検出に用いる対象画素３２０が、９画素（３×３画素）につき１画素である例を示すが、対象画素３２０の数は特に限定されない。まず、対象画素３２０ａの撮像データが読み出され、次に、対象画素３２０ｂの撮像データが読み出される。対象画素３２０ａと対象画素３２０ｂとの間にある画素３００からは、撮像データが読み出されない。これにより、１画素ずつ全ての画素の撮像データを読み出す場合に比べて、読み出し回数を削減でき、駆動周波数を高めることができる。
なお、一定回数ごと、または一定期間ごとに、複数の画素３００を交替で対象画素３２０として用いてもよい。例えば、対象画素３２０が９画素につき１画素の場合、対象画素３２０が１行または１列ずつずれていき、３画素を交替で対象画素３２０として用いてもよい。または、９画素全てを交替で対象画素３２０として用いてもよい。
図３（Ｂ）は、図２（Ｅ）に示す構成を適用した例であり、画素３００ａと画素３００ｂとが交互に配置されている。
画素３００ａは、受光機能を有する副画素（Ｒ・ＰＤ）、及び、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）を有する。画素３００ｂは、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）、及び、青色の光を呈する副画素（Ｂ）を有する。読み出し対象となる対象画素３２０は、一点鎖線で囲った画素３００ａのみである。図３（Ｂ）では、タッチ検出に用いる対象画素３２０が、１６画素（４×４画素）につき１画素である例を示すが、対象画素３２０の数は特に限定されない。まず、対象画素３２０ａの撮像データが読み出され、次に、対象画素３２０ｂの撮像データが読み出される。対象画素３２０ａと対象画素３２０ｂとの間にある画素３００ａからは、撮像データが読み出されない。これにより、１画素ずつ全ての画素の撮像データを読み出す場合に比べて、読み出し回数を削減でき、駆動周波数を高めることができる。
なお、特定の画素３００ａのみを対象画素３２０として用いると、他の画素３００ａと、受発光デバイスの劣化度合いに差が生じることがある。したがって、一定回数ごと、または一定期間ごとに、複数の画素３００ａを交替で対象画素３２０として用いることが好ましい。
本発明の一態様の表示装置は、受光デバイスまたは受発光デバイスの動作モードを２種類以上有し、これらの動作モードは互いに切り替え可能であることが好ましい。例えば、全ての画素について読み出すモードと、一部の画素のみについて読み出すモードとが、切り替え可能であることが好ましい。これにより、指紋撮像時には、高い解像度で撮像を行い、画像表示時には、高い駆動周波数でタッチ検出を行うことができる。用途に応じて、動作モードを変えることで、表示装置の機能性を高めることができる。
また、タッチ検出を行う際には、ノイズとなる周囲の光の影響を除去することが好ましい。
例えば、一部の画素で、周期的に発光デバイスの点灯と消灯を繰り返し、点灯時と消灯時（非点灯時）の受光デバイスまたは受発光デバイスの検出強度の差分を取得することで、周囲の光の影響を除去することができる。なお、点灯と消灯を繰り返す画素は、表示装置で表示している映像に影響を及ぼさない範囲で複数設けることが好ましい。また、奇数フレームと偶数フレームで点灯している画素と消灯している画素とが入れ替わるなど、１フレームごとに発光デバイスの点灯と消灯を切り替えることが好ましい。なお、点灯時の発光色は特に限定されない。
図４（Ａ）、図４（Ｂ）では、９画素（３×３画素）につき１画素、点灯と消灯を繰り返す画素が配置されている例を示す。
図４（Ａ）では、画素３３０ａ、画素３３０ｄが消灯し、かつ、画素３３０ｂ、画素３３０ｃが点灯している例を示す。図４（Ｂ）では、画素３３０ａ、画素３３０ｄが点灯し、かつ、画素３３０ｂ、画素３３０ｃが消灯している例を示す。
画素３３０ｄは、表示装置において指３４０が接触している部分であり、画素３３０ａ〜画素３３０ｃは、指３４０が接触していない部分である。
図４（Ｃ）、図４（Ｄ）に、表示装置における画素３３０ａの断面図を示し、図４（Ｅ）、図４（Ｆ）に、画素３３０ｄの断面図を示す。
図４（Ｃ）〜図４（Ｆ）に示す表示装置は、基板５１と基板５９との間に、トランジスタを有する層５５、発光デバイス９０Ｂ、及び受光デバイス９５を有する。ここでは、発光デバイス９０Ｂが青色の光を発し、受光デバイス９５が青色の光を吸収する場合を例にして説明する。ただし、発光デバイスの発光色に限定は無く、受光デバイスが吸収する波長の光を適宜選択することができる。また、表示装置は、受光デバイスの代わりに受発光デバイスを有していてもよい。
図４（Ｃ）、図４（Ｅ）は、光源が点灯している（発光デバイス９０Ｂが発光している）際の表示装置を示し、図４（Ｄ）、図４（Ｆ）は、光源が消灯している（発光デバイス９０Ｂが発光していない）際の表示装置を示す。
図４（Ｃ）では、画素３３０ａには指が接触しておらず、発光デバイス９０Ｂが発した光が、受光デバイス９５に入射されない様子を示す。図４（Ｄ）では、発光デバイス９０Ｂが発光していないため、受光デバイス９５に発光デバイス９０Ｂからの光は入射されない。また、図４（Ｃ）、図４（Ｄ）に示すように、光源の点灯時と消灯時のいずれにおいても、周囲の光３５は受光デバイス９５に入射する。したがって、周囲の光３５が一定の光量であれば、画素３３０ａが有する受光デバイス９５の検出強度は、光源の点灯時と消灯時で変化しないといえる。
図４（Ｅ）、図４（Ｆ）では、光源の点灯時と消灯時のいずれにおいても、周囲の光３５が指３４０によって遮られ、受光デバイス９５に到達しない様子を示す。図４（Ｅ）に示すように、光源の点灯時には、発光デバイス９０Ｂの発光が、指３４０によって反射し、受光デバイス９５に入射される。図４（Ｆ）では、発光デバイス９０Ｂが発光していないため、受光デバイス９５に発光デバイス９０Ｂからの光は入射されない。したがって、画素３３０ｄが有する受光デバイス９５の検出強度は、光源の点灯時と消灯時で変化する。
受光デバイス９５について、周囲の光３５に由来する検出強度は、光源の点灯時と消灯時で変化が小さく、指３４０などの対象物に由来する検出強度は、光源の点灯時と消灯時で変化が大きいといえる。このことから、点灯時と消灯時の検出強度の差分を利用して、周囲の光の影響を除去し、対象物を高い精度で検知することができる。
［上面レイアウト］
図５（Ａ）に、表示装置における、４つの画素の上面レイアウトを示す。各画素は、赤色の光を発する発光デバイス９０Ｒ、緑色の光を発する発光デバイス９０Ｇ、青色の光を発する発光デバイス９０Ｂ、及び、少なくとも青色の光を吸収する受光デバイス９５を有する。図５（Ｂ）に、表示装置における、図５（Ａ）に示す左上の画素３５０ａと左下の画素３５０ｃの断面図を示す。
図５（Ａ）に、表示装置における、４つの画素の上面レイアウトを示す。各画素は、赤色の光を発する発光デバイス９０Ｒ、緑色の光を発する発光デバイス９０Ｇ、青色の光を発する発光デバイス９０Ｂ、及び、少なくとも青色の光を吸収する受光デバイス９５を有する。図５（Ｂ）に、表示装置における、図５（Ａ）に示す左上の画素３５０ａと左下の画素３５０ｃの断面図を示す。
図５（Ａ）において、画素の上段に相当する行には、受光デバイス９５と発光デバイス９０Ｒが等間隔で交互に並んでいる。画素の下段に相当する行には、発光デバイス９０Ｂと発光デバイス９０Ｇが等間隔で交互に並んでいる。発光デバイス９０Ｒ、９０Ｇ、９０Ｂ、及び受光デバイス９５は、千鳥配列で並んでいる。
図５（Ａ）において、左下の画素３５０ｃが有する受光デバイス９５には、左下の画素３５０ｃが有する発光デバイス９０Ｂが発する光１１を指５２（図５（Ｂ）参照）が反射した光、左上の画素３５０ａが有する発光デバイス９０Ｂが発する光１２を指５２が反射した光、右上の画素３５０ｂが有する発光デバイス９０Ｂが発する光１３を指５２が反射した光、及び、右下の画素３５０ｄが有する発光デバイス９０Ｂが発する光１４を指５２が反射した光が入射する。
図５（Ａ）では、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂから画素３５０ｃの受光デバイス９５までの最短距離ａと、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂから画素３５０ｃの受光デバイス９５までの最短距離ｂと、が等しい。また、図５（Ａ）では、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂと画素３５０ｃの受光デバイス９５との中心間距離は、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂと画素３５０ｃの受光デバイス９５との中心間距離と等しい。なお、本明細書等において、２つの距離が等しいと記載する場合、当該２つの距離は、完全に同一であってもよく、概略同一であってもよい。
なお、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂ及び画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂは、いずれも、青色の光を発する発光デバイスのうち、画素３５０ｃの受光デバイス９５に最も近い発光デバイスである。
図５（Ｂ）に示すように、基板５１上には、トランジスタを有する層５５、発光デバイス９０Ｂ、及び受光デバイス９５が設けられている。基板５９には、遮光層５６が設けられている。基板５１と基板５９の間の空間５８は、不活性ガスまたは樹脂等で充填することができる。
図５（Ａ）、図５（Ｂ）において、遮光層５６の開口の形状及びサイズは、発光デバイスの発光領域、及び、受光デバイスの受光領域の形状及びサイズと同一である。したがって、上面視において、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂから画素３５０ｃの受光デバイス９５と重なる位置に設けられる遮光層５６の開口までの最短距離ｃと、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂから当該開口までの最短距離ｄと、は等しい。また、上面視において、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂと当該開口との中心間距離は、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂと当該開口との中心間距離と等しい。
また、図５（Ａ）、図５（Ｂ）において、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂから画素３５０ｃの受光デバイス９５までの最短距離ａと、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂから画素３５０ｃの受光デバイス９５までの最短距離ｂとの差の絶対値｜ａ−ｂ｜は、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂから画素３５０ｃの受光デバイス９５と重なる位置に設けられる遮光層５６の開口までの最短距離ｃと、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂから当該開口までの最短距離ｄとの差の絶対値｜ｃ−ｄ｜と等しいということができる。
また、上面視において、各画素内における、発光デバイス９０Ｂから受光デバイス９５までの最短距離と、発光デバイス９０Ｂから受光デバイス９５と重なる位置に設けられる遮光層５６の開口までの最短距離と、は等しい。また、上面視において、各画素内における、発光デバイス９０Ｂと受光デバイス９５との中心間距離は、発光デバイス９０Ｂと当該開口との中心間距離と等しい。また、上面視において、受光デバイス９５の中心と、当該開口の中心とが、互いに同じ位置にある（または、概略同じ位置にある）。
図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示す構成では、光１１の反射光と光１２の反射光とが、同程度に、左下の画素３５０ｃが有する受光デバイス９５に入射する。一方で、受光デバイス（または受発光デバイス）に特定の発光デバイスに由来する光が多く入射することが求められることがある。例えば、上述したように、多くの画素で映像を表示しながら、一部の画素で点灯と消灯を繰り返す場合、受光デバイスまたは受発光デバイスは、当該点灯と消灯を繰り返す画素が有する発光デバイスに由来する光が多く入射されることが好ましい。
以下では、図６〜図９を用いて、受光デバイスまたは受発光デバイスに特定の発光デバイスに由来する光が多く入射する表示装置の画素の上面レイアウトについて説明する。
図６（Ａ）、図６（Ｂ）に、各画素内において、受光デバイス９５と重なる位置に設けられる遮光層５６の開口ＯＰが、図５（Ａ）、図５（Ｂ）と比べて、発光デバイス９０Ｂ側にずれている例を示す。また、図７（Ａ）、図７（Ｂ）に、各画素内において、開口ＯＰが、図５（Ａ）、図５（Ｂ）と比べて、発光デバイス９０Ｂ側に広がっている例を示す。
図６（Ａ）、図７（Ａ）における、各画素の発光デバイス９０Ｒ、９０Ｇ、９０Ｂ、及び受光デバイス９５の位置関係は、図５（Ａ）と同様である。
図６（Ａ）、図７（Ａ）では、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂから、画素３５０ｃの受光デバイス９５と重なる位置に設けられる遮光層５６の開口ＯＰまでの最短距離ｃは、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂから当該開口ＯＰまでの最短距離ｄよりも短い。また、図６（Ａ）、図７（Ａ）では、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂと当該開口ＯＰとの中心間距離は、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂと当該開口ＯＰとの中心間距離よりも短い。また、上面視において、各画素内における、発光デバイス９０Ｂから開口ＯＰまでの最短距離は、発光デバイス９０Ｂから受光デバイス９５までの最短距離よりも短い。また、上面視において、各画素内における、発光デバイス９０Ｂと開口ＯＰとの中心間距離は、発光デバイス９０Ｂと受光デバイス９５との中心間距離よりも短い。また、上面視において、受光デバイス９５の中心と、当該開口の中心とは、互いに異なる位置にある。
図６（Ａ）、図６（Ｂ）において、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂから画素３５０ｃの受光デバイス９５までの最短距離ａと、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂから画素３５０ｃの受光デバイス９５までの最短距離ｂとの差の絶対値｜ａ−ｂ｜は、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂから画素３５０ｃの受光デバイス９５と重なる位置に設けられる遮光層５６の開口までの最短距離ｃと、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂから当該開口までの最短距離ｄとの差の絶対値｜ｃ−ｄ｜よりも小さいということができる。
上面視において、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂの方が、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂに比べて、開口ＯＰに近いことから、図６（Ｂ）、図７（Ｂ）に示すように、画素３５０ｃの受光デバイス９５は、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂが発する光１１が対象物によって反射された光を、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂが発する光１２が対象物によって反射された光よりも受光しやすい。
図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示す構成、または、図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示す構成を適用することで、受光デバイスに特定の発光デバイスに由来する光を多く入射させることができる。
図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示すように、受光デバイスと重なる位置に設けられる遮光層の開口（上記の開口ＯＰ）の位置を調整することで、受光デバイスに入射する光を制御することが好ましい。受光デバイスに入射する光を制御するために、デバイス自体のレイアウトを変更する必要がないため、画素の開口率が高い表示装置を、歩留まりよく作製することができる。したがって、表示装置の高精細化、作製歩留まりの向上を図ることができる。
図８（Ａ）、（Ｂ）に、画素内において、受光デバイス９５自体が、図５（Ａ）、図５（Ｂ）と比べて、発光デバイス９０Ｂ側にずれている例を示す。また、図８（Ｃ）に、開口ＯＰが、図５（Ａ）と比べて、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂ側を残すように狭まっている例を示す（受光デバイス９５Ａ参照）。
図８（Ａ）、図８（Ｃ）では、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂから画素３５０ｃの受光デバイス９５までの最短距離は、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂから画素３５０ｃの受光デバイス９５までの最短距離よりも短い。また、図８（Ａ）、図８（Ｃ）では、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂと画素３５０ｃの受光デバイス９５との中心間距離は、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂと画素３５０ｃの受光デバイス９５との中心間距離よりも短い。
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）において、遮光層５６の開口の形状及びサイズは、発光デバイスの発光領域、及び、受光デバイスの受光領域の形状及びサイズと同一である。したがって、上面視において、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂから画素３５０ｃの受光デバイス９５と重なる位置に設けられる遮光層５６の開口までの最短距離は、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂから当該開口までの最短距離よりも短い。また、上面視において、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂと当該開口との中心間距離は、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂと当該開口との中心間距離よりも短い。
また、上面視において、各画素内における、発光デバイス９０Ｂから受光デバイス９５までの最短距離と、発光デバイス９０Ｂから受光デバイス９５と重なる位置に設けられる遮光層５６の開口までの最短距離と、は等しい。また、上面視において、各画素内における、発光デバイス９０Ｂと受光デバイス９５との中心間距離は、発光デバイス９０Ｂと当該開口との中心間距離と等しい。また、上面視において、受光デバイス９５の中心と、当該開口の中心とが、互いに同じ位置にある（または概略同じ位置にある）。
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に示すように、発光デバイス、受光デバイス、受発光デバイスなど各デバイスの位置を調整することで、受光デバイスに特定の発光デバイスに由来する光を多く入射させることができる。
図９（Ａ）〜図９（Ｃ）に、受発光デバイスを有する表示装置における、４つの画素の上面レイアウトを示す。
図９（Ａ）に示す画素は、赤色の光を発し、かつ受光機能を有する受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）、緑色の光を発する発光デバイス９０Ｇ、及び、青色の光を発する発光デバイス９０Ｂを有する。受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）は、少なくとも青色の光を吸収する。
図９（Ａ）において、画素の上段に相当する行には、受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）が並んでおり、画素の下段に相当する行には、発光デバイス９０Ｂと発光デバイス９０Ｇが等間隔で交互に並んでいる。
図９（Ａ）において、左下の画素３５０ｃが有する受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）には、左下の画素３５０ｃが有する発光デバイス９０Ｂが発する光１１を対象物が反射した光、左上の画素３５０ａが有する発光デバイス９０Ｂが発する光１２を対象物が反射した光、右上の画素３５０ｂが有する発光デバイス９０Ｂが発する光１３を対象物が反射した光、及び、右下の画素３５０ｄが有する発光デバイス９０Ｂが発する光１４を対象物が反射した光が入射する。
図９（Ａ）では、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂから画素３５０ｃの受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）までの最短距離ａと、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂから画素３５０ｃの受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）までの最短距離ｂと、が等しい。また、図９（Ａ）では、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂと画素３５０ｃの受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）との中心間距離は、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂと画素３５０ｃの受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）との中心間距離と等しい。
なお、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂ及び画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂは、いずれも、青色の光を発する発光デバイスのうち、画素３５０ｃの受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）に最も近い発光デバイスである。
図９（Ａ）では、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂから遮光層の開口ＯＰまでの最短距離ｃは、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂから当該開口ＯＰまでの最短距離ｄよりも短い。また、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂと開口ＯＰとの中心間距離は、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂと開口ＯＰとの中心間距離よりも短い。また、上面視において、各画素内における、発光デバイス９０Ｂから開口ＯＰまでの最短距離は、発光デバイス９０Ｂから受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）までの最短距離よりも短い。また、上面視において、各画素内における、発光デバイス９０Ｂと開口ＯＰとの中心間距離は、発光デバイス９０Ｂと受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）との中心間距離よりも短い。また、上面視において、受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）の中心と、当該開口の中心とは、互いに異なる位置にある。
図９（Ａ）において、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂから画素３５０ｃの受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）までの最短距離ａと、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂから画素３５０ｃの受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）までの最短距離ｂとの差の絶対値｜ａ−ｂ｜は、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂから画素３５０ｃの受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）と重なる位置に設けられる遮光層５６の開口までの最短距離ｃと、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂから当該開口までの最短距離ｄとの差の絶対値｜ｃ−ｄ｜よりも小さいということができる。
上面視において、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂの方が、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂに比べて、開口ＯＰに近いことから、画素３５０ｃの受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）は、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂが発する光１１が対象物によって反射された光を、画素３５０ａの発光デバイス９０Ｂが発する光１２が対象物によって反射された光よりも受光しやすい。
図９（Ｂ）に示す画素には、上述の図２（Ｅ）の画素と同様、ペンタイル配列が適用されている。
図９（Ｂ）に示す左上の画素３５０ａと右下の画素３５０ｄは、赤色の光を発し、かつ、受光機能を有する受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）、及び、緑色の光を発する発光デバイス９０Ｇを有する。図９（Ｂ）に示す右上の画素３５０ｂと左下の画素３５０ｃは、緑色の光を発する発光デバイス９０Ｇ、及び、青色の光を発する発光デバイス９０Ｂを有する。
図９（Ｃ）に示す画素は、上述の図２（Ｆ）の画素と同様の配列が適用されている。
図９（Ｃ）に示す左上の画素３５０ａと右下の画素３５０ｄは、赤色の光を発し、かつ、受光機能を有する受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）、及び、緑色の光を発する発光デバイス９０Ｇを有する。図９（Ｃ）に示す右上の画素３５０ｂと左下の画素３５０ｃは、赤色の光を発し、かつ、受光機能を有する受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）、及び、青色の光を発する発光デバイス９０Ｂを有する。
図９（Ｂ）、図９（Ｃ）において、左上の画素３５０ａが有する受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）には、左下の画素３５０ｃが有する発光デバイス９０Ｂが発する光１１を対象物が反射した光、及び、右上の画素３５０ｂが有する発光デバイス９０Ｂが発する光１２を対象物が反射した光が入射する。
図９（Ｂ）、図９（Ｃ）では、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂから画素３５０ａの受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）までの最短距離ａと、画素３５０ｂの発光デバイス９０Ｂから画素３５０ａの受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）までの最短距離ｂと、が等しい。また、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）では、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂと画素３５０ａの受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）との中心間距離は、画素３５０ｂの発光デバイス９０Ｂと画素３５０ａの受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）との中心間距離と等しい。
なお、画素３５０ｂの発光デバイス９０Ｂ及び画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂは、いずれも、青色の光を発する発光デバイスのうち、画素３５０ａの受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）に最も近い発光デバイスである。
図９（Ｂ）、図９（Ｃ）では、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂから遮光層の開口ＯＰまでの最短距離ｃは、画素３５０ｂの発光デバイス９０Ｂから当該開口ＯＰまでの最短距離ｄよりも短い。また、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）では、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂと開口ＯＰとの中心間距離は、画素３５０ｂの発光デバイス９０Ｂと開口ＯＰとの中心間距離よりも短い。また、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）では、受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）の中心と、開口ＯＰの中心とは、互いに異なる位置にある。
図９（Ｂ）、図９（Ｃ）において、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂから画素３５０ａの受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）までの最短距離ａと、画素３５０ｂの発光デバイス９０Ｂから画素３５０ａの受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）までの最短距離ｂとの差の絶対値｜ａ−ｂ｜は、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂから画素３５０ａの受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）と重なる位置に設けられる遮光層５６の開口までの最短距離ｃと、画素３５０ｂの発光デバイス９０Ｂから当該開口までの最短距離ｄとの差の絶対値｜ｃ−ｄ｜よりも小さいということができる。
上面視において、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂの方が、画素３５０ｂの発光デバイス９０Ｂに比べて、開口ＯＰに近いことから、画素３５０ａの受発光デバイス９０Ｒ（ＰＤ）は、画素３５０ｃの発光デバイス９０Ｂが発する光１１が対象物によって反射された光を、画素３５０ｂの発光デバイス９０Ｂが発する光１２が対象物によって反射された光よりも受光しやすい。
図９（Ａ）〜図９（Ｃ）に示す構成を適用することで、受発光デバイスに特定の発光デバイスに由来する光を多く入射させることができる。
図９（Ａ）〜図９（Ｃ）に示すように、受発光デバイスと重なる位置に設けられる遮光層の開口（上記の開口ＯＰ）の位置を調整することで、受発光デバイスに入射する光を制御することが好ましい。受発光デバイスに入射する光を制御するために、デバイス自体のレイアウトを変更する必要がないため、画素の開口率が高い表示装置を、歩留まりよく作製することができる。したがって、表示装置の高精細化、作製歩留まりの向上を図ることができる。
［デバイス構造］
次に、本発明の一態様の表示装置に用いることができる、発光デバイス、受光デバイス、及び受発光デバイスの詳細な構成について説明する。
次に、本発明の一態様の表示装置に用いることができる、発光デバイス、受光デバイス、及び受発光デバイスの詳細な構成について説明する。
本発明の一態様の表示装置は、発光デバイスが形成されている基板とは反対方向に光を射出するトップエミッション型、発光デバイスが形成されている基板側に光を射出するボトムエミッション型、両面に光を射出するデュアルエミッション型のいずれであってもよい。
本実施の形態では、トップエミッション型の表示装置を例に挙げて説明する。
なお、本明細書等において、特に説明のない限り、要素（発光デバイス、発光層など）を複数有する構成を説明する場合であっても、各々の要素に共通する事項を説明する場合には、アルファベットを省略して説明する。例えば、発光層６３Ｒ及び発光層６３Ｇ等に共通する事項を説明する場合に、発光層６３と記す場合がある。
図１０に示す表示装置１０Ａは、受光デバイス７０ＰＤ、赤色（Ｒ）の光を発する発光デバイス７０Ｒ、緑色（Ｇ）の光を発する発光デバイス７０Ｇ、及び、青色（Ｂ）の光を発する発光デバイス７０Ｂを有する。
各発光デバイスは、画素電極７１、正孔注入層６１、正孔輸送層６２、発光層、電子輸送層６４、電子注入層６５、及び共通電極７５をこの順で積層して有する。発光デバイス７０Ｒは、発光層６３Ｒを有し、発光デバイス７０Ｇは、発光層６３Ｇを有し、発光デバイス７０Ｂは、発光層６３Ｂを有する。発光層６３Ｒは、赤色の光を発する発光物質を有し、発光層６３Ｇは、緑色の光を発する発光物質を有し、発光層６３Ｂは、青色の光を発する発光物質を有する。各発光デバイスが有する画素電極７１は、互いに電気的に絶縁されている（電気的に分離されている、ともいう）。共通電極７５は、各発光デバイスに共通で用いられる。
発光デバイスは、画素電極７１と共通電極７５との間に電圧を印加することで、共通電極７５側に光を射出する電界発光デバイスである。
受光デバイス７０ＰＤは、画素電極７１、正孔注入層６１、正孔輸送層６２、活性層７３、電子輸送層６４、電子注入層６５、及び共通電極７５をこの順で積層して有する。
受光デバイス７０ＰＤは、表示装置１０Ａの外部から入射される光を受光し、電気信号に変換する、光電変換デバイスである。
本実施の形態では、発光デバイス及び受光デバイスのいずれにおいても、画素電極７１が陽極として機能し、共通電極７５が陰極として機能するものとして説明する。つまり、受光デバイスは、画素電極７１と共通電極７５との間に逆バイアスをかけて駆動することで、受光デバイスに入射する光を検出し、電荷を発生させ、電流として取り出すことができる。
本実施の形態の表示装置では、受光デバイス７０ＰＤの活性層７３に有機化合物を用いる。受光デバイス７０ＰＤは、活性層７３以外の層を、発光デバイスと共通の構成にすることができる。そのため、発光デバイスの作製工程に、活性層７３を成膜する工程を追加するのみで、発光デバイスの形成と並行して受光デバイス７０ＰＤを形成することができる。また、発光デバイスと受光デバイス７０ＰＤとを同一基板上に形成することができる。したがって、作製工程を大幅に増やすことなく、表示装置に受光デバイス７０ＰＤを内蔵することができる。
表示装置１０Ａでは、受光デバイス７０ＰＤの活性層７３と、発光デバイスの発光層６３と、を作り分ける以外は、受光デバイス７０ＰＤと発光デバイスが共通の構成である例を示す。ただし、受光デバイス７０ＰＤと発光デバイスの構成はこれに限定されない。受光デバイス７０ＰＤと発光デバイスは、活性層７３と発光層６３のほかにも、互いに作り分ける層を有していてもよい。受光デバイス７０ＰＤと発光デバイスは、共通で用いられる層（共通層）を１層以上有することが好ましい。これにより、作製工程を大幅に増やすことなく、表示装置に受光デバイス７０ＰＤを内蔵することができる。
画素電極７１と共通電極７５のうち、光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
本実施の形態の表示装置が有する発光デバイスには、微小光共振器（マイクロキャビティ）構造が適用されていることが好ましい。したがって、発光デバイスが有する一対の電極の一方は、可視光に対する透過性及び反射性を有する電極（半透過・半反射電極）を有することが好ましく、他方は、可視光に対する反射性を有する電極（反射電極）を有することが好ましい。発光デバイスがマイクロキャビティ構造を有することで、発光層から得られる発光を両電極間で共振させ、発光デバイスから射出される光を強めることができる。
なお、半透過・半反射電極は、反射電極と可視光に対する透過性を有する電極（透明電極ともいう）との積層構造とすることができる。
透明電極の光の透過率は、４０％以上とする。例えば、発光デバイスには、可視光（波長４００ｎｍ以上７５０ｎｍ未満の光）の透過率が４０％以上である電極を用いることが好ましい。半透過・半反射電極の可視光の反射率は、１０％以上９５％以下、好ましくは３０％以上８０％以下とする。反射電極の可視光の反射率は、４０％以上１００％以下、好ましくは７０％以上１００％以下とする。また、これらの電極の抵抗率は、１×１０−２Ωｃｍ以下が好ましい。なお、発光デバイスが近赤外光（波長７５０ｎｍ以上１３００ｎｍ以下の光）を発する場合、これらの電極の近赤外光の透過率または反射率は、可視光の透過率または反射率と同様に、上記の数値範囲を満たすことが好ましい。
発光デバイスは少なくとも発光層６３を有する。発光デバイスは、発光層６３以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、またはバイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）等を含む層をさらに有していてもよい。
例えば、発光デバイス及び受光デバイスは、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層のうち１層以上を共通の構成とすることができる。また、発光デバイス及び受光デバイスは、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層のうち１層以上を互いに作り分けることができる。
正孔注入層は、陽極から正孔輸送層に正孔を注入する層であり、正孔注入性の高い材料を含む層である。正孔注入性の高い材料としては、芳香族アミン化合物や、正孔輸送性材料とアクセプター性材料（電子受容性材料）とを含む複合材料を用いることができる。
発光デバイスにおいて、正孔輸送層は、正孔注入層によって、陽極から注入された正孔を発光層に輸送する層である。受光デバイスにおいて、正孔輸送層は、活性層において入射した光に基づき発生した正孔を陽極に輸送する層である。正孔輸送層は、正孔輸送性材料を含む層である。正孔輸送性材料としては、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質が好ましい。なお、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも用いることができる。正孔輸送性材料としては、π電子過剰型複素芳香族化合物（例えばカルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、フラン誘導体など）や芳香族アミン（芳香族アミン骨格を有する化合物）等の正孔輸送性の高い材料が好ましい。
発光デバイスにおいて、電子輸送層は、電子注入層によって、陰極から注入された電子を発光層に輸送する層である。受光デバイスにおいて、電子輸送層は、活性層において入射した光に基づき発生した電子を陰極に輸送する層である。電子輸送層は、電子輸送性材料を含む層である。電子輸送性材料としては、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも用いることができる。電子輸送性材料としては、キノリン骨格を有する金属錯体、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール骨格を有する金属錯体、チアゾール骨格を有する金属錯体等の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、キノリン配位子を有するキノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、その他含窒素複素芳香族化合物を含むπ電子不足型複素芳香族化合物等の電子輸送性の高い材料を用いることができる。
電子注入層は、陰極から電子輸送層に電子を注入する層であり、電子注入性の高い材料を含む層である。電子注入性の高い材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。電子注入性の高い材料としては、電子輸送性材料とドナー性材料（電子供与性材料）とを含む複合材料を用いることもできる。
発光層６３は、発光物質を含む層である。発光層６３は、１種または複数種の発光物質を有することができる。発光物質としては、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの発光色を呈する物質を適宜用いる。また、発光物質として、近赤外光を発する物質を用いることもできる。
発光物質としては、蛍光材料、燐光材料、ＴＡＤＦ材料、量子ドット材料などが挙げられる。
蛍光材料としては、例えば、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。
燐光材料としては、例えば、４Ｈ−トリアゾール骨格、１Ｈ−トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、ピリミジン骨格、ピラジン骨格、またはピリジン骨格を有する有機金属錯体（特にイリジウム錯体）、電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属錯体（特にイリジウム錯体）、白金錯体、希土類金属錯体等が挙げられる。
発光層６３は、発光物質（ゲスト材料）に加えて、１種または複数種の有機化合物（ホスト材料、アシスト材料等）を有していてもよい。１種または複数種の有機化合物としては、正孔輸送性材料及び電子輸送性材料の一方または双方を用いることができる。また、１種または複数種の有機化合物として、バイポーラ性材料、またはＴＡＤＦ材料を用いてもよい。
発光層６３は、例えば、燐光材料と、励起錯体を形成しやすい組み合わせである正孔輸送性材料及び電子輸送性材料と、を有することが好ましい。このような構成とすることにより、励起錯体から発光物質（燐光材料）へのエネルギー移動であるＥｘＴＥＴ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ−Ｔｒｉｐｌｅｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）を用いた発光を効率よく得ることができる。発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光を得ることができる。この構成により、発光デバイスの高効率、低電圧駆動、長寿命を同時に実現できる。
励起錯体を形成する材料の組み合わせとしては、正孔輸送性材料のＨＯＭＯ準位（最高被占有軌道準位）が電子輸送性材料のＨＯＭＯ準位以上の値であると好ましい。正孔輸送性材料のＬＵＭＯ準位（最低空軌道準位）が電子輸送性材料のＬＵＭＯ準位以上の値であると好ましい。材料のＬＵＭＯ準位及びＨＯＭＯ準位は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定される材料の電気化学特性（還元電位及び酸化電位）から導出することができる。
励起錯体の形成は、例えば正孔輸送性材料の発光スペクトル、電子輸送性材料の発光スペクトル、及びこれら材料を混合した混合膜の発光スペクトルを比較し、混合膜の発光スペクトルが、各材料の発光スペクトルよりも長波長シフトする（または長波長側に新たなピークを持つ）現象を観測することにより確認することができる。または、正孔輸送性材料の過渡フォトルミネッセンス（ＰＬ）、電子輸送性材料の過渡ＰＬ、及びこれら材料を混合した混合膜の過渡ＰＬを比較し、混合膜の過渡ＰＬ寿命が、各材料の過渡ＰＬ寿命よりも長寿命成分を有する、または遅延成分の割合が大きくなるなどの過渡応答の違いを観測することにより、確認することができる。また、上述の過渡ＰＬは過渡エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）と読み替えても構わない。すなわち、正孔輸送性材料の過渡ＥＬ、電子輸送性を有する材料の過渡ＥＬ、及びこれらの混合膜の過渡ＥＬを比較し、過渡応答の違いを観測することによっても、励起錯体の形成を確認することができる。
活性層７３は、半導体を含む。当該半導体としては、シリコンなどの無機半導体、及び、有機化合物を含む有機半導体が挙げられる。本実施の形態では、活性層７３が有する半導体として、有機半導体を用いる例を示す。有機半導体を用いることで、発光層６３と、活性層７３と、を同じ方法（例えば、真空蒸着法）で形成することができ、製造装置を共通化できるため好ましい。
活性層７３が有するｎ型半導体の材料としては、フラーレン（例えばＣ６０、Ｃ７０等）、フラーレン誘導体等の電子受容性の有機半導体材料が挙げられる。フラーレンは、サッカーボールのような形状を有し、当該形状はエネルギー的に安定である。フラーレンは、ＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位の双方が深い（低い）。フラーレンは、ＬＵＭＯ準位が深いため、電子受容性（アクセプター性）が極めて高い。通常、ベンゼンのように、平面にπ電子共役（共鳴）が広がると、電子供与性（ドナー性）が高くなるが、フラーレンは球体形状であるため、π電子が大きく広がっているにも関わらず、電子受容性が高くなる。電子受容性が高いと、電荷分離を高速に効率よく起こすため、受光デバイスとして有益である。Ｃ６０、Ｃ７０ともに可視光領域に広い吸収帯を有しており、特にＣ７０はＣ６０に比べてπ電子共役系が大きく、長波長領域にも広い吸収帯を有するため好ましい。
また、ｎ型半導体の材料としては、キノリン骨格を有する金属錯体、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール骨格を有する金属錯体、チアゾール骨格を有する金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、キノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、クマリン誘導体、ローダミン誘導体、トリアジン誘導体、キノン誘導体等が挙げられる。
活性層７３が有するｐ型半導体の材料としては、銅（ＩＩ）フタロシアニン（Ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ） ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ；ＣｕＰｃ）、テトラフェニルジベンゾペリフランテン（Ｔｅｔｒａｐｈｅｎｙｌｄｉｂｅｎｚｏｐｅｒｉｆｌａｎｔｈｅｎｅ；ＤＢＰ）、亜鉛フタロシアニン（Ｚｉｎｃ Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ；ＺｎＰｃ）、スズフタロシアニン（ＳｎＰｃ）、キナクリドン等の電子供与性の有機半導体材料が挙げられる。
また、ｐ型半導体の材料としては、カルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、フラン誘導体、芳香族アミン骨格を有する化合物等が挙げられる。さらに、ｐ型半導体の材料としては、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、ピロール誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンゾチオフェン誘導体、インドール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、キナクリドン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体等が挙げられる。
電子供与性の有機半導体材料のＨＯＭＯ準位は、電子受容性の有機半導体材料のＨＯＭＯ準位よりも浅い（高い）ことが好ましい。電子供与性の有機半導体材料のＬＵＭＯ準位は、電子受容性の有機半導体材料のＬＵＭＯ準位よりも浅い（高い）ことが好ましい。
電子受容性の有機半導体材料として、球状のフラーレンを用い、電子供与性の有機半導体材料として、平面に近い形状の有機半導体材料を用いることが好ましい。似た形状の分子同士は集まりやすい傾向にあり、同種の分子が凝集すると、分子軌道のエネルギー準位が近いため、キャリア輸送性を高めることができる。
例えば、活性層７３は、ｎ型半導体とｐ型半導体と共蒸着して形成することが好ましい。
発光デバイス及び受光デバイスには低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。発光デバイス及び受光デバイスを構成する層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
図１１（Ａ）に示す表示装置１０Ｂは、正孔輸送層がデバイスごとに作り分けられている点で、表示装置１０Ａと異なる。なお、以降の表示装置の説明において、先に説明した表示装置と同様の構成については、説明を省略することがある。
受光デバイス７０ＰＤは、正孔輸送層６２ＰＤを有し、発光デバイス７０Ｒは、正孔輸送層６２Ｒを有し、発光デバイス７０Ｇは、正孔輸送層６２Ｇを有し、発光デバイス７０Ｂは、正孔輸送層６２Ｂを有する。
正孔輸送層６２ＰＤ、６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｂは、それぞれ、光学調整層としての機能を有していてもよい。具体的には、発光デバイス７０Ｂの一対の電極間の光学距離が青色の光を強める光学距離となるように、正孔輸送層６２Ｂの膜厚を調整することが好ましい。同様に、発光デバイス７０Ｇの一対の電極間の光学距離が緑色の光を強める光学距離となるように、正孔輸送層６２Ｇの膜厚を調整することが好ましい。また、発光デバイス７０Ｒの一対の電極間の光学距離が赤色の光を強める光学距離となるように、正孔輸送層６２Ｒの膜厚を調整することが好ましい。また、受光デバイス７０ＰＤの一対の電極間の光学距離が主に受光したい波長の光を強める光学距離となるように、正孔輸送層６２ＰＤの膜厚を調整することが好ましい。なお、光学調整層として用いる層は、正孔輸送層に限定されない。
図１１（Ｂ）に示す表示装置１０Ｃは、受光デバイス７０ＰＤと発光デバイス７０Ｒが同一の構成である点で、表示装置１０Ａと異なる。
受光デバイス７０ＰＤと発光デバイス７０Ｒは、活性層７３と発光層６３Ｒを共通して有する。
ここで、受光デバイス７０ＰＤは、検出したい光よりも長波長の光を発する発光デバイスと共通の構成にすることが好ましい。例えば、青色の光を検出する構成の受光デバイス７０ＰＤは、発光デバイス７０Ｒ及び発光デバイス７０Ｇの一方または双方と同様の構成にすることができる。例えば、緑色の光を検出する構成の受光デバイス７０ＰＤは、発光デバイス７０Ｒと同様の構成にすることができる。
受光デバイス７０ＰＤと、発光デバイス７０Ｒと、を共通の構成にすることで、受光デバイス７０ＰＤと、発光デバイス７０Ｒと、が互いに作り分ける層を有する構成に比べて、成膜工程の数及びマスクの数を削減することができる。したがって、表示装置の作製工程及び作製コストを削減することができる。
また、受光デバイス７０ＰＤと、発光デバイス７０Ｒと、を共通の構成にすることで、受光デバイス７０ＰＤと、発光デバイス７０Ｒと、が互いに作り分ける層を有する構成に比べて、位置ずれに対するマージンを狭くできる。これにより、画素の開口率を高めることができ、表示装置の光取り出し効率を高めることができる。これにより、発光デバイスの寿命を延ばすことができる。また、表示装置は、高い輝度を表現することができる。また、表示装置の高精細度化も可能である。
発光層６３Ｒは、赤色の光を発する発光材料を有する。活性層７３は、赤色よりも短波長の光（例えば、緑色の光及び青色の光の一方または双方）を吸収する有機化合物を有する。活性層７３は、赤色の光を吸収しにくく、かつ、赤色よりも短波長の光を吸収する有機化合物を有することが好ましい。これにより、発光デバイス７０Ｒからは赤色の光が効率よく取り出され、受光デバイス７０ＰＤは、高い精度で赤色よりも短波長の光を検出することができる。
また、表示装置１０Ｃでは、発光デバイス７０Ｒ及び受光デバイス７０ＰＤが同一の構成である例を示すが、発光デバイス７０Ｒ及び受光デバイス７０ＰＤは、それぞれ異なる厚さの光学調整層を有していてもよい。
例えば、図１１（Ｃ）に示す表示装置１０Ｄのように、画素電極７１上に光学調整層を設け、光学調整層の厚さを発光デバイス７０Ｒと受光デバイス７０ＰＤとで互いに異ならせることで、光学調整をすることが好ましい。
具体的には、発光デバイス７０Ｒの一対の電極間の光学距離が赤色の光を強める光学距離となるように、光学調整層７２Ｒが設けられることが好ましく、受光デバイス７０ＰＤの一対の電極間の光学距離が検出したい波長の光を強める光学距離となるように、光学調整層７２ＰＤが設けられることが好ましい。これにより、発光デバイス７０Ｒは、赤色の光を効率よく取り出すことができ、受光デバイス７０ＰＤは、高い精度で光を検出することができる。
例えば、画素電極７１に反射電極を用い、光学調整層７２に透明電極を用いることができる。このとき、光学調整層７２を画素電極７１の一部とみなすこともできる。
また、発光デバイス７０Ｇは、光学調整層７２Ｇを用いて、一対の電極間の光学距離が緑色の光を強める光学距離となるように光学調整されていることが好ましい。同様に、発光デバイス７０Ｂは、光学調整層７２Ｂを用いて、一対の電極間の光学距離が青色の光を強める光学距離となるように光学調整されていることが好ましい。
表示装置１０Ｄにおいても、受光デバイス７０ＰＤと発光デバイス７０Ｒは、活性層７３と発光層６３Ｒを共通して有する。したがって、表示装置の作製工程及び作製コストを削減することができる。
図１１（Ｄ）に示す表示装置１０Ｅは、複数のＥＬ層を有するタンデム構造の発光デバイスを有する点で、表示装置１０Ａと異なる。
表示装置１０Ｅが有する受光デバイス７０ＰＤは、表示装置１０Ａが有する受光デバイス７０ＰＤと同様の構成である。
表示装置１０Ｅが有する発光デバイス７０Ｒ、７０Ｇ、７０Ｂは、共通の構成である。発光デバイス７０Ｒが発する光は、着色層ＣＦＲを介して、赤色の光として、表示装置１０Ｅから取り出される。また、発光デバイス７０Ｇが発する光は、着色層ＣＦＧを介して、緑色の光として、表示装置１０Ｅから取り出される。そして、発光デバイス７０Ｂが発する光は、着色層ＣＦＢを介して、青色の光として、表示装置１０Ｅから取り出される。
表示装置１０Ｅが有する発光デバイス７０Ｒ、７０Ｇ、７０Ｂは、正孔輸送層６２上に、ユニット６６ａ、中間層６７、及びユニット６６ｂをこの順で積層して有する。ユニット６６ｂ上には、電子輸送層６４が設けられている。
ユニット６６ａ及びユニット６６ｂは、それぞれ、単層構造または積層構造であり、少なくとも１層の発光層を有する。ユニット６６ａとユニット６６ｂが有する合計２層以上の発光層の発光が合わさることで白色発光を得ることが好ましい。例えば、ユニット６６ａに、青色の光を発する発光物質を有する発光層を設け、ユニット６６ｂに、緑色の光を発する発光物質を有する発光層と、赤色の光を発する発光物質を有する発光層と、を設けることで、発光デバイス全体としては白色の光を発することができる。
中間層６７は、電荷発生領域を少なくとも有する。一対の電極間に、発光デバイスの閾値電圧より高い電圧を印加すると、中間層６７において正孔と電子が発生し、正孔はユニット６６ｂへ移動し、電子はユニット６６ａへ移動する。ユニット６６ｂに注入された正孔は、共通電極７５側から注入された電子と再結合し、ユニット６６ｂに含まれる発光物質が発光する。また、ユニット６６ａに注入された電子は、画素電極７１側から注入された正孔と再結合し、ユニット６６ａに含まれる発光物質が発光する。よって、中間層６７において発生した正孔と電子は、それぞれ異なるユニットにおいて発光に至る。中間層６７は、電荷発生領域のほかに、正孔輸送層や電子輸送層を有していてもよい。
発光デバイス７０Ｒ、７０Ｇ、７０Ｂを共通の構成にすることで、発光デバイス７０Ｒ、７０Ｇ、７０Ｂが互いに作り分ける層を有する構成に比べて、成膜工程の数及びマスクの数を削減することができる。したがって、表示装置の作製工程及び作製コストを削減することができる。
また、発光デバイス７０Ｒ、７０Ｇ、７０Ｂを共通の構成にすることで、発光デバイス７０Ｒ、７０Ｇ、７０Ｂが互いに作り分ける層を有する構成に比べて、位置ずれに対するマージンを狭くできる。これにより、画素の開口率を高めることができ、表示装置の光取り出し効率を高めることができる。画素の開口率が高いほど、表示装置においてある輝度を得るために必要な副画素の輝度を低くすることができる。これにより、発光デバイスの寿命を延ばすことができる。また、表示装置は、高い輝度を表現することができる。また、表示装置の高精細度化も可能である。
なお、発光デバイス７０Ｒ、７０Ｇ、７０Ｂは、それぞれ異なる厚さの光学調整層を有していてもよい。
図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）に示す表示装置１０Ｆは、赤色（Ｒ）の光を発し、かつ、受光機能を有する受発光デバイス７０Ｒ（ＰＤ）、緑色（Ｇ）の光を発する発光デバイス７０Ｇ、及び、青色（Ｂ）の光を発する発光デバイス７０Ｂを有する。
各発光デバイスは、画素電極７１、正孔注入層６１、正孔輸送層６２、発光層、電子輸送層６４、電子注入層６５、及び共通電極７５をこの順で積層して有する。発光デバイス７０Ｇは、発光層６３Ｇを有し、発光デバイス７０Ｂは、発光層６３Ｂを有する。発光層６３Ｇは、緑色の光を発する発光物質を有し、発光層６３Ｂは、青色の光を発する発光物質を有する。
受発光デバイス７０Ｒ（ＰＤ）は、画素電極７１、正孔注入層６１、正孔輸送層６２、活性層７３、発光層６３Ｒ、電子輸送層６４、電子注入層６５、及び共通電極７５をこの順で積層して有する。
なお、表示装置１０Ｆが有する受発光デバイス７０Ｒ（ＰＤ）は、表示装置１０Ｃが有する発光デバイス７０Ｒ及び受光デバイス７０ＰＤと同一の構成である。また、表示装置１０Ｆが有する発光デバイス７０Ｇ、７０Ｂについても、表示装置１０Ｃが有する発光デバイス７０Ｇ、７０Ｂと同一の構成である。
図１２（Ａ）では、受発光デバイス７０Ｒ（ＰＤ）が発光デバイスとして機能する場合を示す。図１２（Ａ）では、発光デバイス７０Ｂが青色の光を発し、発光デバイス７０Ｇが緑色の光を発し、受発光デバイス７０Ｒ（ＰＤ）が赤色の光を発している例を示す。
図１２（Ｂ）では、受発光デバイス７０Ｒ（ＰＤ）が受光デバイスとして機能する場合を示す。図１２（Ｂ）では、発光デバイス７０Ｂが発する青色の光と、発光デバイス７０Ｇが発する緑色の光と、を、受発光デバイス７０Ｒ（ＰＤ）が検出している例を示す。
発光デバイス７０Ｂ、発光デバイス７０Ｇ、及び受発光デバイス７０Ｒ（ＰＤ）は、それぞれ、画素電極７１及び共通電極７５を有する。本実施の形態では、画素電極７１が陽極として機能し、共通電極７５が陰極として機能する場合を例に挙げて説明する。
本実施の形態では、発光デバイスと同様に、受発光デバイス７０Ｒ（ＰＤ）においても、画素電極７１が陽極として機能し、共通電極７５が陰極として機能するものとして説明する。つまり、受発光デバイス７０Ｒ（ＰＤ）は、画素電極７１と共通電極７５との間に逆バイアスをかけて駆動することで、受発光デバイス７０Ｒ（ＰＤ）に入射する光を検出し、電荷を発生させ、電流として取り出すことができる。
なお、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）に示す受発光デバイス７０Ｒ（ＰＤ）は、発光デバイスに、活性層７３を追加した構成ということができる。つまり、発光デバイスの作製工程に、活性層７３を成膜する工程を追加するのみで、発光デバイスの形成と並行して受発光デバイス７０Ｒ（ＰＤ）を形成することができる。また、発光デバイスと受発光デバイスとを同一基板上に形成することができる。したがって、作製工程を大幅に増やすことなく、表示部に撮像機能及びセンシング機能の一方または双方を付与することができる。
［受発光デバイス］
図１２（Ｃ）〜図１２（Ｆ）に、受発光デバイスの積層構造の例を示す。
図１２（Ｃ）〜図１２（Ｆ）に、受発光デバイスの積層構造の例を示す。
受発光デバイスは、一対の電極間に、少なくとも、活性層及び発光層を有する。
受発光デバイスは、活性層及び発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック性の高い物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、電子ブロック性の高い物質、またはバイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）等を含む層をさらに有していてもよい。
図１２（Ｃ）、図１２（Ｄ）に示す受発光デバイスは、それぞれ、第１の電極７７、正孔注入層６１、正孔輸送層６２、発光層６３Ｒ、活性層７３、電子輸送層６４、電子注入層６５、及び第２の電極７８を有する。
発光層６３Ｒと活性層７３との積層順は限定されない。図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）では、正孔輸送層６２上に活性層７３が設けられ、活性層７３上に発光層６３Ｒが設けられている例を示す。図１２（Ｃ）では、正孔輸送層６２上に発光層６３Ｒが設けられ、発光層６３Ｒ上に活性層７３が設けられている例を示す。図１２（Ｄ）では、活性層７３上に正孔輸送層６２が設けられ、正孔輸送層６２上に発光層６３Ｒが設けられている例を示す。
図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）に示すように、活性層７３と発光層６３Ｒとは、互いに接していてもよい。また、図１２（Ｄ）に示すように、活性層７３と発光層６３Ｒとの間にバッファ層が挟まれていることが好ましい。バッファ層としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、正孔ブロック層、及び電子ブロック層等のうち少なくとも１層を用いることができる。図１２（Ｄ）では、バッファ層として正孔輸送層６２を用いる例を示す。
活性層７３と発光層６３Ｒとの間にバッファ層を設けることで、発光層６３Ｒから活性層７３に励起エネルギーが移動することを抑制できる。また、バッファ層を用いて、マイクロキャビティ構造の光路長（キャビティ長）を調整することもできる。したがって、活性層７３と発光層６３Ｒとの間にバッファ層を有する受発光デバイスからは、高い発光効率を得ることができる。
図１２（Ｅ）に示す受発光デバイスは、正孔輸送層６２を有さない点で、図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）に示す受発光デバイスと異なる。受発光デバイスは、正孔注入層６１、正孔輸送層６２、電子輸送層６４、及び電子注入層６５のうち少なくとも１層を有していなくてもよい。また、受発光デバイスは、正孔ブロック層、電子ブロック層など、他の機能層を有していてもよい。
図１２（Ｆ）に示す受発光デバイスは、活性層７３及び発光層６３Ｒを有さず、発光層と活性層を兼ねる層６９を有する点で、図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）に示す受発光デバイスと異なる。
発光層と活性層を兼ねる層６９としては、例えば、活性層７３に用いることができるｎ型半導体と、活性層７３に用いることができるｐ型半導体と、発光層６３Ｒに用いることができる発光物質と、の３つの材料を含む層を用いることができる。
なお、ｎ型半導体とｐ型半導体との混合材料の吸収スペクトルの最も低エネルギー側の吸収帯と、発光物質の発光スペクトル（ＰＬスペクトル）の最大ピークと、は互いに重ならないことが好ましく、十分に離れていることがより好ましい。
受発光デバイスにおいて、光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
受発光デバイスを構成する各層の機能及び材料は、発光デバイス及び受光デバイスを構成する各層の機能及び材料と同様であるため、詳細な説明は省略する。
以下では、図１３〜図１６を用いて、本発明の一態様の表示装置の詳細な構成について説明する。なお、図１３〜図１６では、上面視において、受光デバイスまたは受発光デバイスの中心と遮光層の開口の中心とがずれている構成（図６（Ａ）参照）を適用した例を示す。
［表示装置２０Ａ］
図１３（Ａ）に表示装置２０Ａの断面図を示す。
図１３（Ａ）に表示装置２０Ａの断面図を示す。
表示装置２０Ａは、受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０を有する。
発光デバイス１９０は、画素電極１９１、バッファ層１９２、発光層１９３、バッファ層１９４、及び共通電極１１５をこの順で積層して有する。バッファ層１９２は、正孔注入層及び正孔輸送層の一方または双方を有することができる。発光層１９３は、有機化合物を有する。バッファ層１９４は、電子注入層及び電子輸送層の一方または双方を有することができる。発光デバイス１９０は、可視光２１を発する機能を有する。なお、表示装置２０Ａは、さらに、赤外光を発する機能を有する発光デバイスを有していてもよい。
受光デバイス１１０は、画素電極１９１、バッファ層１８２、活性層１８３、バッファ層１８４、及び共通電極１１５をこの順で積層して有する。バッファ層１８２は、正孔輸送層を有することができる。活性層１８３は、有機化合物を有する。バッファ層１８４は、電子輸送層を有することができる。受光デバイス１１０は、可視光を検出する機能を有する。なお、受光デバイス１１０は、さらに、赤外光を検出する機能を有していてもよい。
本実施の形態では、発光デバイス１９０及び受光デバイス１１０のいずれにおいても、画素電極１９１が陽極として機能し、共通電極１１５が陰極として機能するものとして説明する。つまり、受光デバイス１１０を、画素電極１９１と共通電極１１５との間に逆バイアスをかけて駆動することで、表示装置２０Ａは、受光デバイス１１０に入射する光を検出し、電荷を発生させ、電流として取り出すことができる。
画素電極１９１、バッファ層１８２、バッファ層１９２、活性層１８３、発光層１９３、バッファ層１８４、バッファ層１９４、及び共通電極１１５は、それぞれ、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。
画素電極１９１は、絶縁層２１４上に位置する。各画素電極１９１は、同一の材料及び同一の工程で形成することができる。画素電極１９１の端部は、隔壁２１６によって覆われている。互いに隣り合う２つの画素電極１９１は隔壁２１６によって互いに電気的に絶縁されている（電気的に分離されている、ともいう）。
隔壁２１６としては、有機絶縁膜が好適である。有機絶縁膜に用いることができる材料としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等が挙げられる。隔壁２１６は、可視光を透過する層である。詳細は後述するが、隔壁２１６のかわりに、可視光を遮る隔壁２１７を設けてもよい。
共通電極１１５は、受光デバイス１１０と発光デバイス１９０に共通で用いられる層である。
受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０が有する一対の電極の材料及び膜厚等は等しくすることができる。これにより、表示装置の作製コストの削減及び作製工程の簡略化ができる。
表示装置２０Ａは、一対の基板（基板１５１及び基板１５２）間に、受光デバイス１１０、発光デバイス１９０、トランジスタ４１、及びトランジスタ４２等を有する。
受光デバイス１１０において、それぞれ画素電極１９１及び共通電極１１５の間に位置するバッファ層１８２、活性層１８３、及びバッファ層１８４は、有機層（有機化合物を含む層）ということもできる。画素電極１９１は可視光を反射する機能を有することが好ましい。共通電極１１５は可視光を透過する機能を有する。なお、受光デバイス１１０が赤外光を検出する構成である場合、共通電極１１５は赤外光を透過する機能を有する。さらに、画素電極１９１は赤外光を反射する機能を有することが好ましい。
受光デバイス１１０は、光を検出する機能を有する。具体的には、受光デバイス１１０は、表示装置２０Ａの外部から入射される光２２を受光し、電気信号に変換する、光電変換デバイスである。光２２は、発光デバイス１９０の発光を対象物が反射した光ということもできる。また、光２２は、表示装置２０Ａに設けられたレンズなどを介して受光デバイス１１０に入射してもよい。
発光デバイス１９０において、それぞれ画素電極１９１及び共通電極１１５の間に位置するバッファ層１９２、発光層１９３、及びバッファ層１９４は、まとめてＥＬ層ということもできる。なお、ＥＬ層は、少なくとも発光層１９３を有する。上述の通り、画素電極１９１は可視光を反射する機能を有することが好ましい。また、共通電極１１５は可視光を透過する機能を有する。なお、表示装置２０Ａが、赤外光を発する発光デバイスを有する構成である場合、共通電極１１５は赤外光を透過する機能を有する。さらに、画素電極１９１は赤外光を反射する機能を有することが好ましい。
本実施の形態の表示装置が有する発光デバイスには、微小光共振器（マイクロキャビティ）構造が適用されていることが好ましい。
バッファ層１９２またはバッファ層１９４は、光学調整層としての機能を有していてもよい。バッファ層１９２またはバッファ層１９４の膜厚を異ならせることで、各発光デバイスにおいて、特定の色の光を強めて取り出すことができる。
発光デバイス１９０は、可視光を発する機能を有する。具体的には、発光デバイス１９０は、画素電極１９１と共通電極１１５との間に電圧を印加することで、基板１５２側に光を射出する電界発光デバイスである（発光２１参照）。
受光デバイス１１０が有する画素電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ４１が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。
発光デバイス１９０が有する画素電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ４２が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。
トランジスタ４１とトランジスタ４２とは、同一の層（図１３（Ａ）では基板１５１）上に接している。
受光デバイス１１０と電気的に接続される回路の少なくとも一部は、発光デバイス１９０と電気的に接続される回路と同一の材料及び同一の工程で形成されることが好ましい。これにより、２つの回路を別々に形成する場合に比べて、表示装置の厚さを薄くすることができ、また、作製工程を簡略化できる。
受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０は、それぞれ、保護層１１６に覆われていることが好ましい。図１３（Ａ）では、保護層１１６が、共通電極１１５上に接して設けられている。保護層１１６を設けることで、受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０に水などの不純物が入り込むことを抑制し、受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０の信頼性を高めることができる。また、接着層１４２によって、保護層１１６と基板１５２とが貼り合わされている。
基板１５２の基板１５１側の面には、遮光層１５８が設けられている。遮光層１５８は、発光デバイス１９０と重なる位置、及び、受光デバイス１１０と重なる位置に開口を有する。
ここで、発光デバイス１９０の発光が対象物によって反射された光を受光デバイス１１０は検出する。しかし、発光デバイス１９０の発光が、表示装置２０Ａ内で反射され、対象物を介さずに、受光デバイス１１０に入射されてしまう場合がある。遮光層１５８は、このような迷光の影響を抑制することができる。例えば、遮光層１５８が設けられていない場合、発光デバイス１９０が発した光２３は、基板１５２で反射され、反射光２４が受光デバイス１１０に入射することがある。遮光層１５８を設けることで、反射光２４が受光デバイス１１０に入射することを抑制できる。これにより、ノイズを低減し、受光デバイス１１０を用いたセンサの感度を高めることができる。
遮光層１５８としては、発光デバイスからの発光を遮る材料を用いることができる。遮光層１５８は、可視光を吸収することが好ましい。遮光層１５８として、例えば、金属材料、又は、顔料（カーボンブラックなど）もしくは染料を含む樹脂材料等を用いてブラックマトリクスを形成することができる。遮光層１５８は、赤色のカラーフィルタ、緑色のカラーフィルタ、及び青色のカラーフィルタの積層構造であってもよい。
［表示装置２０Ｂ］
図１３（Ｂ）、図１３（Ｃ）に表示装置２０Ｂの断面図を示す。なお、以降の表示装置の説明において、先に説明した表示装置と同様の構成については、説明を省略することがある。
図１３（Ｂ）、図１３（Ｃ）に表示装置２０Ｂの断面図を示す。なお、以降の表示装置の説明において、先に説明した表示装置と同様の構成については、説明を省略することがある。
表示装置２０Ｂは、発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、及び受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）を有する。
発光デバイス１９０Ｂは、画素電極１９１、バッファ層１９２Ｂ、発光層１９３Ｂ、バッファ層１９４Ｂ、及び共通電極１１５をこの順で積層して有する。発光デバイス１９０Ｂは、青色の光２１Ｂを発する機能を有する。
発光デバイス１９０Ｇは、画素電極１９１、バッファ層１９２Ｇ、発光層１９３Ｇ、バッファ層１９４Ｇ、及び共通電極１１５をこの順で積層して有する。発光デバイス１９０Ｇは、緑色の光２１Ｇを発する機能を有する。
受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）は、画素電極１９１、バッファ層１９２Ｒ、活性層１８３、発光層１９３Ｒ、バッファ層１９４Ｒ、及び共通電極１１５をこの順で積層して有する。受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）は、赤色の光２１Ｒを発する機能と、光２２を検出する機能と、を有する。
図１３（Ｂ）では、受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）が発光デバイスとして機能する場合を示す。図１３（Ｂ）では、発光デバイス１９０Ｂが青色の光を発し、発光デバイス１９０Ｇが緑色の光を発し、受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）が赤色の光を発している例を示す。
図１３（Ｃ）では、受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）が受光デバイスとして機能する場合を示す。図１３（Ｃ）では、発光デバイス１９０Ｂが発する青色の光と、発光デバイス１９０Ｇが発する緑色の光と、を、受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）が検出している例を示す。
表示装置２０Ｂは、一対の基板（基板１５１及び基板１５２）間に、受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）、発光デバイス１９０Ｇ、発光デバイス１９０Ｂ、及びトランジスタ４２等を有する。
画素電極１９１は、絶縁層２１４上に位置する。互いに隣り合う２つの画素電極１９１は隔壁２１６によって互いに電気的に絶縁されている。画素電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ４２が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。
受発光デバイス及び発光デバイスは、それぞれ、保護層１１６に覆われていることが好ましい。また、接着層１４２によって、保護層１１６と基板１５２とが貼り合わされている。基板１５２の基板１５１側の面には、遮光層１５８が設けられている。
［表示装置２０Ｃ］
図１４（Ａ）に表示装置２０Ｃの断面図を示す。
図１４（Ａ）に表示装置２０Ｃの断面図を示す。
表示装置２０Ｃは、受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０を有する。
発光デバイス１９０は、画素電極１９１、共通層１１２、発光層１９３、共通層１１４、及び共通電極１１５をこの順で有する。共通層１１２は、正孔注入層及び正孔輸送層の一方または双方を有することができる。発光層１９３は、有機化合物を有する。共通層１１４は、電子注入層及び電子輸送層の一方または双方を有することができる。発光デバイス１９０は、可視光を発する機能を有する。なお、表示装置２０Ｃは、さらに、赤外光を発する機能を有する発光デバイスを有していてもよい。
受光デバイス１１０は、画素電極１９１、共通層１１２、活性層１８３、共通層１１４、及び共通電極１１５をこの順で積層して有する。活性層１８３は、有機化合物を有する。受光デバイス１１０は、可視光を検出する機能を有する。なお、受光デバイス１１０は、さらに、赤外光を検出する機能を有していてもよい。
画素電極１９１、共通層１１２、活性層１８３、発光層１９３、共通層１１４、及び共通電極１１５は、それぞれ、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。
画素電極１９１は、絶縁層２１４上に位置する。互いに隣り合う２つの画素電極１９１は隔壁２１６によって互いに電気的に絶縁されている。画素電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ４２が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。
共通層１１２、共通層１１４、及び共通電極１１５は、受光デバイス１１０と発光デバイス１９０に共通で用いられる層である。受光デバイス１１０と発光デバイス１９０を構成する層の少なくとも一部を共通の構成とすることで、表示装置の作製工程を削減でき、好ましい。
表示装置２０Ｃは、一対の基板（基板１５１及び基板１５２）間に、受光デバイス１１０、発光デバイス１９０、トランジスタ４１、及びトランジスタ４２等を有する。
受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０は、それぞれ、保護層１１６に覆われていることが好ましい。また、接着層１４２によって、保護層１１６と基板１５２とが貼り合わされている。
基板１５２の基板１５１側の面には、樹脂層１５９が設けられている。樹脂層１５９は、発光デバイス１９０と重なる位置に設けられ、受光デバイス１１０と重なる位置には設けられない。
樹脂層１５９は、例えば、図１４（Ｂ）に示すように、発光デバイス１９０と重なる位置に設けられ、かつ、受光デバイス１１０と重なる位置に開口１５９ｐを有する構成とすることができる。または、樹脂層１５９は、例えば、図１４（Ｃ）に示すように、発光デバイス１９０と重なる位置に島状に設けられ、かつ、受光デバイス１１０と重なる位置には設けられない構成とすることができる。
基板１５２の基板１５１側の面及び樹脂層１５９の基板１５１側の面には、遮光層１５８が設けられている。遮光層１５８は、発光デバイス１９０と重なる位置、及び、受光デバイス１１０と重なる位置に開口を有する。
ここで、発光デバイス１９０の発光が対象物によって反射された光を受光デバイス１１０は検出する。しかし、発光デバイス１９０の発光が、表示装置２０Ｃ内で反射され、対象物を介さずに、受光デバイス１１０に入射されてしまう場合がある。遮光層１５８は、このような迷光を吸収し、受光デバイス１１０に入射する迷光を低減することができる。例えば、遮光層１５８は、樹脂層１５９を通過し基板１５２の基板１５１側の面で反射した迷光２３ａを吸収することができる。また、遮光層１５８は、樹脂層１５９に届く前に迷光２３ｂを吸収することができる。これにより、受光デバイス１１０に入射する迷光を低減することができる。したがって、ノイズを低減し、受光デバイス１１０を用いたセンサの感度を高めることができる。特に、遮光層１５８が発光デバイス１９０から近い位置にあると、迷光をより低減できるため好ましい。また、遮光層１５８が発光デバイス１９０から近い位置にあると、表示の視野角依存性を抑制できるため、表示品位の向上の観点からも好ましい。
また、遮光層１５８を設けることで、受光デバイス１１０が光を検出する範囲を制御することができる。遮光層１５８が受光デバイス１１０から離れた位置にあると、撮像範囲が狭くなり、撮像の解像度を高めることができる。
樹脂層１５９が開口を有する場合、遮光層１５８は、当該開口の少なくとも一部、及び当該開口にて露出している樹脂層１５９の側面の少なくとも一部を覆うことが好ましい。
樹脂層１５９が島状に設けられている場合、遮光層１５８は、樹脂層１５９の側面の少なくとも一部を覆うことが好ましい。
このように、樹脂層１５９の形状に沿って遮光層１５８が設けられるため、遮光層１５８から発光デバイス１９０（具体的には、発光デバイス１９０の発光領域）までの距離は、遮光層１５８から受光デバイス１１０（具体的には、受光デバイス１１０の受光領域）までの距離に比べて短くなる。これにより、センサのノイズを低減しつつ、撮像の解像度を高め、かつ、表示の視野角依存性を抑制することができる。したがって、表示装置における表示品位と撮像品位との双方を高めることができる。
樹脂層１５９は、発光デバイス１９０の発光を透過する層である。樹脂層１５９の材料としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等が挙げられる。なお、基板１５２と遮光層１５８との間に設ける構造物は、樹脂層に限定されず、無機絶縁膜などを用いてもよい。当該構造物の厚さが厚いほど、遮光層から受光デバイスまでの距離と、遮光層から発光デバイスまでの距離と、に差が生じる。樹脂などの有機絶縁膜は厚く形成することが容易であるため、当該構造物として好適である。
遮光層１５８から受光デバイス１１０までの距離と、遮光層１５８から発光デバイス１９０までの距離と、を比較するために、例えば、遮光層１５８の受光デバイス１１０側の端部から共通電極１１５までの最短距離Ｌ１と、遮光層１５８の発光デバイス１９０側の端部から共通電極１１５までの最短距離Ｌ２と、を用いることができる。最短距離Ｌ１に比べて、最短距離Ｌ２が短いことで、発光デバイス１９０からの迷光を抑制し、受光デバイス１１０を用いたセンサの感度を高めることができる。また、表示の視野角依存性を抑制することができる。最短距離Ｌ２に比べて、最短距離Ｌ１が長いことで、受光デバイス１１０の撮像範囲を狭くすることができ、撮像の解像度を高めることができる。
また、接着層１４２における、発光デバイス１９０と重なる部分に比べて、受光デバイス１１０と重なる部分が厚い構成とすることでも、遮光層１５８から受光デバイス１１０までの距離と、遮光層１５８から発光デバイス１９０までの距離と、に差を生じさせることができる。
［表示装置２０Ｄ］
図１５（Ａ）に、表示装置２０Ｄの上面図を示す。図１５（Ｂ）に、図１５（Ａ）における一点鎖線Ａ１−Ａ２間の断面図を示す。図１６（Ａ）に、図１５（Ａ）における一点鎖線Ａ３−Ａ４間の断面図を示す。
図１５（Ａ）に、表示装置２０Ｄの上面図を示す。図１５（Ｂ）に、図１５（Ａ）における一点鎖線Ａ１−Ａ２間の断面図を示す。図１６（Ａ）に、図１５（Ａ）における一点鎖線Ａ３−Ａ４間の断面図を示す。
図１５（Ａ）において細い点線の枠で囲った部分が１つの画素に相当する。１つの画素は、受光デバイス１１０、赤色の発光デバイス１９０Ｒ、緑色の発光デバイス１９０Ｇ、及び、青色の発光デバイス１９０Ｂを有する。
受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０Ｒ、１９０Ｇ、１９０Ｂの上面形状は特に限定されない。図１５（Ａ）に示す画素のレイアウトには、六方最密充填型が適用されている。六方最密充填型のレイアウトとすることで、受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０Ｒ、１９０Ｇ、１９０の開口率を高めることができ、好ましい。上面視において、受光デバイス１１０の受光領域は四角形であり、発光デバイス１９０Ｒ、１９０Ｇ、１９０Ｂの発光領域は、それぞれ六角形である。
上面視において、受光デバイス１１０は、枠状の遮光層２１９ａの内側に設けられている。受光デバイス１１０の四辺を遮光層２１９ａで完全に囲うことで、迷光が受光デバイス１１０に入射することを抑制できる。なお、枠状の遮光層２１９ａは、間隙（切れ目、途切れている部分、欠けている部分ともいえる）を有していてもよい。
上面視において、緑色の発光デバイス１９０Ｇと青色の発光デバイス１９０Ｂとの間には、スペーサ２１９ｂが設けられている。
図１５（Ｂ）及び図１６（Ａ）に示すように、表示装置２０Ｄは、受光デバイス１１０、赤色の発光デバイス１９０Ｒ、緑色の発光デバイス１９０Ｇ、及び、青色の発光デバイス１９０Ｂを有する。
発光デバイス１９０Ｒは、画素電極１９１Ｒ、共通層１１２、発光層１９３Ｒ、共通層１１４、及び共通電極１１５をこの順で積層して有する。発光層１９３Ｒは、赤色の光２１Ｒを発する有機化合物を有する。発光デバイス１９０Ｒは、赤色の光を発する機能を有する。
発光デバイス１９０Ｇは、画素電極１９１Ｇ、共通層１１２、発光層１９３Ｇ、共通層１１４、及び共通電極１１５をこの順で積層して有する。発光層１９３Ｇは、緑色の光２１Ｇを発する有機化合物を有する。発光デバイス１９０Ｇは、緑色の光を発する機能を有する。
発光デバイス１９０Ｂは、画素電極１９１Ｂ、共通層１１２、発光層１９３Ｂ、共通層１１４、及び共通電極１１５をこの順で積層して有する。発光層１９３Ｂは、青色の光２１Ｂを発する有機化合物を有する。発光デバイス１９０Ｂは、青色の光を発する機能を有する。
受光デバイス１１０は、画素電極１８１、共通層１１２、活性層１８３、共通層１１４、及び共通電極１１５をこの順で積層して有する。活性層１８３は、有機化合物を有する。受光デバイス１１０は、可視光を検出する機能を有する。
表示装置２０Ｄは、一対の基板（基板１５１及び基板１５２）間に、受光デバイス１１０、発光デバイス１９０Ｒ、発光デバイス１９０Ｇ、発光デバイス１９０Ｂ、トランジスタ４１、トランジスタ４２Ｒ、トランジスタ４２Ｇ、及びトランジスタ４２Ｂ等を有する。
画素電極１８１、１９１Ｒ、１９１Ｇ、１９１Ｂの端部は、それぞれ、隔壁２１６によって覆われている。
画素電極１８１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ４１が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。画素電極１９１Ｒは、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ４２Ｒが有するソースまたはドレインと電気的に接続される。同様に、画素電極１９１Ｇは、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ４２Ｇが有するソースまたはドレインと電気的に接続される。そして、画素電極１９１Ｂは、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ４２Ｂが有するソースまたはドレインと電気的に接続される。
受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０Ｒ、１９０Ｇ、１９０Ｂは、それぞれ、保護層１１６に覆われている。
基板１５２の基板１５１側の面には、樹脂層１５９が設けられている。樹脂層１５９は、発光デバイス１９０Ｒ、１９０Ｇ、１９０Ｂと重なる位置に設けられ、受光デバイス１１０と重なる位置には設けられない。
基板１５２の基板１５１側の面及び樹脂層１５９の基板１５１側の面には、遮光層１５８が設けられている。遮光層１５８は、発光デバイス１９０Ｒ、１９０Ｇ、１９０Ｂのそれぞれと重なる位置、及び、受光デバイス１１０と重なる位置に開口を有する。
上面視において、隔壁２１６には、枠状に開口が設けられている。図１５（Ｂ）では、隔壁２１６は、受光デバイス１１０と発光デバイス１９０Ｒとの間に、開口を有する。そして、開口を覆うように、遮光層２１９ａが設けられている。遮光層２１９ａは、隔壁２１６の開口、及び、開口にて露出した隔壁２１６の側面を覆うことが好ましい。遮光層２１９ａは、さらに、隔壁２１６の上面の少なくとも一部を覆うことが好ましい。
隔壁２１６に開口を設けず、隔壁２１６上に遮光層２１９ａを設ける構成とすることもできるが、迷光が隔壁２１６を透過して受光デバイス１１０に入射する可能性がある。隔壁２１６に開口を設け、当該開口を埋めるように遮光層２１９ａを設ける構成とすることで、隔壁２１６を透過した迷光が、隔壁２１６の開口にて遮光層２１９ａで吸収される。これにより、迷光が受光デバイス１１０に入射することを抑制できる。
遮光層２１９ａは、順テーパ形状であることが好ましい。これにより、遮光層２１９ａ上に設けられる膜（共通層１１２、共通層１１４、共通電極１１５、及び保護層１１６など）の被覆性を高めることができる。
遮光層２１９ａは、少なくとも、受光デバイス１１０が検出する光の波長を吸収することが好ましい。例えば、発光デバイス１９０Ｇが発する青色の光を受光デバイス１１０が検出する場合、遮光層２１９ａは、少なくとも青色の光を吸収することが好ましい。例えば、遮光層２１９ａが、赤色のカラーフィルタを有すると、青色の光を吸収することができ、反射光が受光デバイス１１０に入射することを抑制できる。遮光層２１９ａは、顔料もしくは染料を含む樹脂材料等を用いて形成されたブラックマトリクスであってもよい。遮光層２１９ａは、赤色のカラーフィルタ、緑色のカラーフィルタ、及び青色のカラーフィルタの積層構造であってもよい。または、遮光層２１９ａとして、茶色レジスト材料を用いて、着色された絶縁層を形成してもよい。
例えば、発光デバイス１９０Ｇが発する青色の光を受光デバイス１１０が検出する場合、発光デバイス１９０Ｂが発した光は、基板１５２及び隔壁２１６で反射され、反射光が受光デバイス１１０に入射することがある。また、発光デバイス１９０Ｂが発した光が隔壁２１６を透過し、トランジスタまたは配線等で反射されることで、反射光が受光デバイス１１０に入射することがある。表示装置２０Ｄでは、遮光層１５８及び遮光層２１９ａによって光が吸収されることで、このような反射光が受光デバイス１１０に入射することを抑制できる。これにより、ノイズを低減し、受光デバイス１１０を用いたセンサの感度を高めることができる。
例えば、遮光層１５８は、樹脂層１５９に届く前に迷光２３ｂの多くを吸収することができる。さらに、迷光２３ｂの一部が遮光層１５８で反射しても、遮光層２１９ａが迷光２３ｂを吸収することで、迷光２３ｂがトランジスタ又は配線等に入射することを抑制できる。したがって、受光デバイス１１０に迷光が到達することを抑制できる。迷光２３ｂが遮光層１５８と遮光層２１９ａに当たる回数が多いほど、吸収される光量を増やすことができ、受光デバイス１１０に到達する迷光の量を極めて少なくすることができる。樹脂層１５９の厚さが厚いと、迷光２３ｂが遮光層１５８と遮光層２１９ａに当たる回数を増やすことができるため、好ましい。樹脂層１５９の厚さが厚いと、遮光層１５８から各色の発光デバイスまでの距離が短くなり、表示の視野角依存性を抑制できるため、表示品位の向上の観点からも好ましい。
また、遮光層２１９ａが光を吸収することで、発光デバイスから直接、遮光層２１９ａに入射された迷光２３ｄを、遮光層２１９ａによって吸収することができる。このことからも、遮光層２１９ａを設けることで、受光デバイス１１０に入射する迷光を低減することができる。
また、遮光層１５８を設けることで、受光デバイス１１０が光を検出する範囲を制御することができる。遮光層１５８から受光デバイス１１０までの距離が長いと、撮像範囲が狭くなり、撮像の解像度を高めることができる。
スペーサ２１９ｂは、隔壁２１６上に位置し、かつ、上面視において、発光デバイス１９０Ｇと発光デバイス１９０Ｂとの間に位置する。スペーサ２１９ｂの上面は、遮光層２１９ａの上面よりも遮光層１５８に近いことが好ましい。遮光層２１９ａの厚さＬ３が、隔壁２１６の厚さとスペーサ２１９ｂの厚さの和Ｌ４以上の値であると、枠状の遮光層２１９ａの内側に接着層１４２が十分に充填されず、受光デバイス１１０、さらには、表示装置２０Ｄの信頼性が低下する恐れがある。したがって、隔壁２１６の厚さとスペーサ２１９ｂの厚さの和Ｌ４は、遮光層２１９ａの厚さＬ３よりも大きいことが好ましい。これにより、接着層１４２を充填することが容易となる。図１６（Ａ）に示すように、スペーサ２１９ｂと遮光層１５８とが重なる部分において、遮光層１５８は保護層１１６（または共通電極１１５）と接していてもよい。
［表示装置２０Ｅ］
図１６（Ｂ）に、表示装置２０Ｅの断面図を示す。
図１６（Ｂ）に、表示装置２０Ｅの断面図を示す。
表示装置２０Ｅは、発光デバイス１９０Ｒ、１９０Ｇ、１９０Ｂが、同一の発光層を有する構成である。図１６（Ｂ）は、図１５（Ａ）における一点鎖線Ａ３−Ａ４間の断面図に相当する。
図１６（Ｂ）に示す発光デバイス１９０Ｇは、画素電極１９１Ｇ、光学調整層１９７Ｇ、共通層１１２、発光層１１３、共通層１１４、及び共通電極１１５を有する。図１６（Ｂ）に示す発光デバイス１９０Ｂは、画素電極１９１Ｂ、光学調整層１９７Ｂ、共通層１１２、発光層１１３、共通層１１４、及び共通電極１１５を有する。共通層１１２、発光層１１３、及び共通層１１４は、発光デバイス１９０Ｒ、１９０Ｇ、１９０Ｂにおいて共通の構成である。例えば、発光層１１３は、赤色の光を発する発光層１９３Ｒ、緑色の光を発する発光層１９３Ｇ、及び青色の光を発する発光層１９３Ｂを有する。
なお、図１６（Ｂ）では、ＥＬ層を共通層１１２、発光層１１３、及び共通層１１４で示すが、これに限定されない。発光デバイスは、画素電極１９１と共通電極１１５との間に１つの発光ユニットを有するシングル構造であってもよく、複数の発光ユニットを有するタンデム構造であってもよい。
発光層１１３は、各色の光を発する発光デバイスに共通して設けられる。発光デバイス１９０Ｇが発する光は、着色層ＣＦＧを介して、緑色の光２１Ｇとして取り出される。発光デバイス１９０Ｂが発する光は、着色層ＣＦＢを介して、青色の光２１Ｂとして取り出される。
発光デバイス１９０Ｇ及び発光デバイス１９０Ｂは、厚さが互いに異なる光学調整層を有する点以外は同一の構成である。画素電極１９１Ｇ及び画素電極１９１Ｂとして反射電極を用いる。光学調整層として、反射電極上の透明電極を用いることができる。各色の発光デバイスは、それぞれ異なる厚さの光学調整層１９７を有することが好ましい。図１６（Ｂ）に示す発光デバイス１９０Ｇは、画素電極１９１Ｇと共通電極１１５の間の光学距離が緑色の光を強める光学距離となるように、光学調整層１９７Ｇを用いて光学調整されている。同様に、発光デバイス１９０Ｂは、画素電極１９１Ｂと共通電極１１５の間の光学距離が青色の光を強める光学距離となるように、光学調整層１９７Ｂを用いて光学調整されている。
以下では、図１７〜図２１を用いて、本発明の一態様の表示装置の、より詳細な構成について説明する。
［表示装置１００Ａ］
図１７に表示装置１００Ａの斜視図を示し、図１８に、表示装置１００Ａの断面図を示す。
図１７に表示装置１００Ａの斜視図を示し、図１８に、表示装置１００Ａの断面図を示す。
表示装置１００Ａは、基板１５２と基板１５１とが貼り合わされた構成を有する。図１７では、基板１５２を破線で明示している。
表示装置１００Ａは、表示部１６２、回路１６４、配線１６５等を有する。図１７では表示装置１００ＡにＩＣ（集積回路）１７３及びＦＰＣ１７２が実装されている例を示している。そのため、図１７に示す構成は、表示装置１００Ａ、ＩＣ、及びＦＰＣを有する表示モジュールということもできる。
回路１６４としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。
配線１６５は、表示部１６２及び回路１６４に信号及び電力を供給する機能を有する。当該信号及び電力は、ＦＰＣ１７２を介して外部から、またはＩＣ１７３から配線１６５に入力される。
図１７では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）方式等により、基板１５１にＩＣ１７３が設けられている例を示す。ＩＣ１７３は、例えば走査線駆動回路または信号線駆動回路などを有するＩＣを適用できる。なお、表示装置１００Ａ及び表示モジュールは、ＩＣを設けない構成としてもよい。また、ＩＣを、ＣＯＦ方式等により、ＦＰＣに実装してもよい。
図１８に、図１７で示した表示装置１００Ａの、ＦＰＣ１７２を含む領域の一部、回路１６４を含む領域の一部、表示部１６２を含む領域の一部、及び、端部を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。
図１８に示す表示装置１００Ａは、基板１５１と基板１５２の間に、トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、トランジスタ２０６、トランジスタ２０７、発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）等を有する。
基板１５２と絶縁層２１４は接着層１４２を介して接着されている。発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）の封止には、固体封止構造または中空封止構造などが適用できる。図１８では、基板１５２、接着層１４２、及び絶縁層２１４に囲まれた空間１４３が、不活性ガス（窒素やアルゴンなど）で充填されており、中空封止構造が適用されている。接着層１４２は、発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）と重ねて設けられていてもよい。また、基板１５２、接着層１４２、及び絶縁層２１４に囲まれた空間１４３を、接着層１４２とは異なる樹脂で充填してもよい。
発光デバイス１９０Ｂは、絶縁層２１４側から画素電極１９１、共通層１１２、発光層１９３Ｂ、共通層１１４、及び共通電極１１５の順に積層された積層構造を有する。画素電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２０７が有する導電層２２２ｂと接続されている。トランジスタ２０７は、発光デバイス１９０Ｂの駆動を制御する機能を有する。画素電極１９１の端部は、隔壁２１６によって覆われている。画素電極１９１は可視光を反射する材料を含み、共通電極１１５は可視光を透過する材料を含む。
発光デバイス１９０Ｇは、絶縁層２１４側から画素電極１９１、共通層１１２、発光層１９３Ｇ、共通層１１４、及び共通電極１１５の順に積層された積層構造を有する。画素電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２０６が有する導電層２２２ｂと接続されている。トランジスタ２０６は、発光デバイス１９０Ｇの駆動を制御する機能を有する。
受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）は、絶縁層２１４側から画素電極１９１、共通層１１２、活性層１８３、発光層１９３Ｒ、共通層１１４、及び共通電極１１５の順に積層された積層構造を有する。画素電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２０５が有する導電層２２２ｂと電気的に接続されている。トランジスタ２０５は、受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）の駆動を制御する機能を有する。
発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）が発する光は、基板１５２側に射出される。また、受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）には、基板１５２及び空間１４３を介して、光が入射する。基板１５２には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。
発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）が有する画素電極１９１は同一の材料及び同一の工程で作製することができる。共通層１１２、共通層１１４、及び共通電極１１５は、発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）に共通して用いられる。受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）は、赤色の光を呈する発光デバイスの構成に活性層１８３を追加した構成である。また、発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）は、活性層１８３と各色の発光層１９３の構成が異なる以外は全て共通の構成とすることができる。これにより、作製工程を大幅に増やすことなく、表示装置１００Ａの表示部１６２に受光機能を付加することができる。
基板１５２の基板１５１側の面には、遮光層１５８が設けられている。遮光層１５８は、発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）のそれぞれと重なる位置に開口を有する。遮光層１５８を設けることで、受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）が光を検出する範囲を制御することができる。上述の通り、受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）と重なる位置に設けられる遮光層の開口の位置を調整することで、受発光デバイスに入射する光を制御することが好ましい。また、遮光層１５８を有することで、対象物を介さずに、発光デバイス１９０から受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）に光が直接入射することを抑制できる。したがって、ノイズが少なく感度の高いセンサを実現できる。
トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、トランジスタ２０６、及びトランジスタ２０７は、いずれも基板１５１上に形成されている。これらのトランジスタは、同一の材料及び同一の工程により作製することができる。
基板１５１上には、絶縁層２１１、絶縁層２１３、絶縁層２１５、及び絶縁層２１４がこの順で設けられている。絶縁層２１１は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１３は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１５は、トランジスタを覆って設けられる。絶縁層２１４は、トランジスタを覆って設けられ、平坦化層としての機能を有する。なお、ゲート絶縁層の数及びトランジスタを覆う絶縁層の数は限定されず、それぞれ単層であっても２層以上であってもよい。
トランジスタを覆う絶縁層の少なくとも一層に、水や水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層をバリア層として機能させることができる。このような構成とすることで、トランジスタに外部から不純物が拡散することを効果的に抑制でき、表示装置の信頼性を高めることができる。
絶縁層２１１、絶縁層２１３、及び絶縁層２１５としては、それぞれ、無機絶縁膜を用いることが好ましい。無機絶縁膜としては、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などを用いることができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化窒化ハフニウム膜、窒化酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜、及び酸化ネオジム膜等を用いてもよい。また、上述の絶縁膜を２以上積層して用いてもよい。なお、基板１５１とトランジスタとの間に下地膜を設けてもよい。当該下地膜にも上記の無機絶縁膜を用いることができる。
ここで、有機絶縁膜は、無機絶縁膜に比べてバリア性が低いことが多い。そのため、有機絶縁膜は、表示装置１００Ａの端部近傍に開口を有することが好ましい。これにより、表示装置１００Ａの端部から有機絶縁膜を介して不純物が入り込むことを抑制することができる。または、有機絶縁膜の端部が表示装置１００Ａの端部よりも内側にくるように有機絶縁膜を形成し、表示装置１００Ａの端部に有機絶縁膜が露出しないようにしてもよい。
平坦化層として機能する絶縁層２１４には、有機絶縁膜が好適である。有機絶縁膜に用いることができる材料としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等が挙げられる。
図１８に示す領域２２８では、絶縁層２１４に開口が形成されている。これにより、絶縁層２１４に有機絶縁膜を用いる場合であっても、絶縁層２１４を介して外部から表示部１６２に不純物が入り込むことを抑制できる。したがって、表示装置１００Ａの信頼性を高めることができる。
トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、トランジスタ２０６、及びトランジスタ２０７は、ゲートとして機能する導電層２２１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１、ソース及びドレインとして機能する導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂ、半導体層２３１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１３、並びに、ゲートとして機能する導電層２２３を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。絶縁層２１１は、導電層２２１と半導体層２３１との間に位置する。絶縁層２１３は、導電層２２３と半導体層２３１との間に位置する。
本実施の形態の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタ、スタガ型のトランジスタ、逆スタガ型のトランジスタ等を用いることができる。また、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルが形成される半導体層の上下にゲートが設けられていてもよい。
トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、トランジスタ２０６、及びトランジスタ２０７には、チャネルが形成される半導体層を２つのゲートで挟持する構成が適用されている。２つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジスタを駆動してもよい。または、２つのゲートのうち、一方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御してもよい。
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
トランジスタの半導体層は、金属酸化物（酸化物半導体ともいう）を有することが好ましい。または、トランジスタの半導体層は、シリコンを有していてもよい。シリコンとしては、アモルファスシリコン、結晶性のシリコン（低温ポリシリコン、単結晶シリコンなど）などが挙げられる。
半導体層は、例えば、インジウムと、Ｍ（Ｍは、ガリウム、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、スズ、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、及びマグネシウムから選ばれた一種または複数種）と、亜鉛と、を有することが好ましい。特に、Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、及びスズから選ばれた一種または複数種であることが好ましい。
特に、半導体層として、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、及び亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物（ＩＧＺＯとも記す）を用いることが好ましい。
半導体層がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の場合、当該Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物におけるＩｎの原子数比はＭの原子数比以上であることが好ましい。このようなＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝２：１：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：８またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝６：１：６またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：２：５またはその近傍の組成、等が挙げられる。なお、近傍の組成とは、所望の原子数比の±３０％の範囲を含む。
例えば、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３またはその近傍の組成と記載する場合、Ｉｎの原子数比を４としたとき、Ｇａの原子数比が１以上３以下であり、Ｚｎの原子数比が２以上４以下である場合を含む。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝５：１：６またはその近傍の組成と記載する場合、Ｉｎの原子数比を５としたときに、Ｇａの原子数比が０．１より大きく２以下であり、Ｚｎの原子数比が５以上７以下である場合を含む。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１またはその近傍の組成と記載する場合、Ｉｎの原子数比を１としたときに、Ｇａの原子数比が０．１より大きく２以下であり、Ｚｎの原子数比が０．１より大きく２以下である場合を含む。
回路１６４が有するトランジスタと、表示部１６２が有するトランジスタは、同じ構造であってもよく、異なる構造であってもよい。回路１６４が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、２種類以上あってもよい。同様に、表示部１６２が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、２種類以上あってもよい。
基板１５１の、基板１５２が重ならない領域には、接続部２０４が設けられている。接続部２０４では、配線１６５が導電層１６６及び接続層２４２を介してＦＰＣ１７２と電気的に接続されている。接続部２０４の上面は、画素電極１９１と同一の導電膜を加工して得られた導電層１６６が露出している。これにより、接続部２０４とＦＰＣ１７２とを接続層２４２を介して電気的に接続することができる。
基板１５２の外側には各種光学部材を配置することができる。光学部材としては、偏光板、位相差板、光拡散層（拡散フィルムなど）、反射防止層、及び集光フィルム等が挙げられる。また、基板１５２の外側には、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜、衝撃吸収層等を配置してもよい。
基板１５１及び基板１５２には、それぞれ、ガラス、石英、セラミック、サファイア、樹脂などを用いることができる。基板１５１及び基板１５２に可撓性を有する材料を用いると、表示装置の可撓性を高めることができる。
接着層としては、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。
接続層としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
発光デバイス１９０Ｇ、１９０Ｂ、及び受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）の構成及び材料などは、上述の記載を参照できる。
トランジスタのゲート、ソース及びドレインのほか、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、及びタングステンなどの金属、並びに、当該金属を主成分とする合金などが挙げられる。これらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。
また、透光性を有する導電材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛などの導電性酸化物またはグラフェンを用いることができる。または、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、及びチタンなどの金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）などを用いてもよい。なお、金属材料、合金材料（またはそれらの窒化物）を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすることが好ましい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。これらは、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層や、発光デバイス及び受光デバイス（または受発光デバイス）が有する導電層（画素電極や共通電極として機能する導電層）にも用いることができる。
各絶縁層に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料が挙げられる。
［表示装置１００Ｂ］
図１９（Ａ）に、表示装置１００Ｂの断面図を示す。
図１９（Ａ）に、表示装置１００Ｂの断面図を示す。
図１９（Ａ）に示す表示装置１００Ｂは、基板１５１と基板１５２の間に、トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、トランジスタ２０６、発光デバイス１９０、受光デバイス１１０等を有する。
樹脂層１５９と保護層１１６は接着層１４２によって貼り合わされている。接着層１４２は、発光デバイス１９０及び受光デバイス１１０とそれぞれ重ねて設けられており、表示装置１００Ｂには、固体封止構造が適用されている。
発光デバイス１９０は、絶縁層２１４側から画素電極１９１、共通層１１２、発光層１９３、共通層１１４、及び共通電極１１５の順に積層された積層構造を有する。画素電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２０６が有する導電層２２２ｂと接続されている。
受光デバイス１１０は、絶縁層２１４側から画素電極１９１、共通層１１２、活性層１８３、共通層１１４、及び共通電極１１５の順に積層された積層構造を有する。画素電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２０５が有する導電層２２２ｂと電気的に接続されている。
画素電極１９１の端部は、隔壁２１７によって覆われている。画素電極１９１は可視光を反射する材料を含み、共通電極１１５は可視光を透過する材料を含む。
発光デバイス１９０が発する光は、基板１５２側に射出される。また、受光デバイス１１０には、基板１５２及び接着層１４２を介して、光が入射する。基板１５２には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。
受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０が有する画素電極１９１は同一の材料及び同一の工程で作製することができる。共通層１１２、共通層１１４、及び共通電極１１５は、受光デバイス１１０と発光デバイス１９０との双方に用いられる。受光デバイス１１０と発光デバイス１９０とは、活性層１８３と発光層１９３の構成が異なる以外は全て共通の構成とすることができる。これにより、作製工程を大幅に増やすことなく、表示装置１００Ｂに受光デバイス１１０を内蔵することができる。
基板１５２の基板１５１側の面には、樹脂層１５９及び遮光層１５８が設けられている。樹脂層１５９は、発光デバイス１９０と重なる位置に設けられ、受光デバイス１１０と重なる位置には設けられない。遮光層１５８は、基板１５２の基板１５１側の面、樹脂層１５９の側面、及び樹脂層１５９の基板１５１側の面を覆って設けられる。遮光層１５８は、受光デバイス１１０と重なる位置及び発光デバイス１９０と重なる位置に開口を有する。遮光層１５８を設けることで、受光デバイス１１０が光を検出する範囲を制御することができる。また、遮光層１５８を有することで、対象物を介さずに、発光デバイス１９０から受光デバイス１１０に光が直接入射することを抑制できる。したがって、ノイズが少なく感度の高いセンサを実現できる。樹脂層１５９が設けられていることで、遮光層１５８から発光デバイス１９０までの距離を、遮光層１５８から受光デバイス１１０までの距離に比べて短くすることができる。これにより、センサのノイズを低減しつつ、表示の視野角依存性を抑制することができる。したがって、表示品位と撮像品位との双方を高めることができる。
隔壁２１７は、画素電極１９１の端部を覆っている。隔壁２１７上には、遮光層２１９ａが設けられている。遮光層２１９ａは、受光デバイス１１０と発光デバイス１９０との間に位置する。
隔壁２１７は、可視光を遮る機能を有する。隔壁２１７は、発光デバイス１９０が発した光を吸収することが好ましい。隔壁２１７として、例えば、顔料もしくは染料を含む樹脂材料等を用いてブラックマトリクスを形成することができる。また、茶色レジスト材料を用いることで、着色された絶縁層で隔壁２１７を構成することができる。
表示装置１００Ａ（図１８）において、発光デバイス１９０が発した光は、基板１５２及び隔壁２１６で反射され、反射光が受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）に入射することがある。また、発光デバイス１９０が発した光が隔壁２１６を透過し、トランジスタまたは配線等で反射されることで、反射光が受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）に入射することがある。表示装置１００Ｂでは、隔壁２１７によって光が吸収されることで、このような反射光が受光デバイス１１０に入射することを抑制できる。これにより、ノイズを低減し、受光デバイス１１０を用いたセンサの感度を高めることができる。なお、受発光デバイスを有する表示装置に可視光を遮る機能を有する隔壁２１７を組み合わせることで、同様の効果を得ることができる。
隔壁２１７は、少なくとも、受光デバイス１１０（または受発光デバイス）が検出する光の波長を吸収することが好ましい。例えば、発光デバイス１９０が発する緑色の光を受光デバイス１１０が検出する場合、隔壁２１７は、少なくとも緑色の光を吸収することが好ましい。例えば、隔壁２１７が、赤色のカラーフィルタを有すると、緑色の光を吸収することができ、反射光が受光デバイス１１０に入射することを抑制できる。
遮光層１５８は、樹脂層１５９に届く前に迷光の多くを吸収することができるが、迷光の一部は反射し、隔壁２１７に入射することがある。隔壁２１７が迷光を吸収する構成であると、迷光がトランジスタ又は配線等に入射することを抑制できる。したがって、受光デバイス１１０に迷光が到達することを抑制することができる。迷光が遮光層１５８と隔壁２１７に当たる回数が多いほど、吸収される光量を増やすことができ、受光デバイス１１０に到達する迷光の量を極めて少なくすることができる。樹脂層１５９の厚さが厚いと、迷光が遮光層１５８と隔壁２１７に当たる回数を増やすことができるため、好ましい。
また、隔壁２１７が光を吸収することで、発光デバイス１９０から直接、隔壁２１７に入射された迷光を、隔壁２１７によって吸収することができる。このことからも、隔壁２１７を設けることで、受光デバイス１１０に入射する迷光を低減することができる。
遮光層２１９ａは、可視光を遮る機能を有する隔壁２１７上に位置する。隔壁２１７は、発光デバイス１９０が発した光を吸収できる。したがって、図１５（Ｂ）に示す隔壁２１６とは異なり、隔壁２１７では、受光デバイス１１０と発光デバイス１９０との間に、遮光層２１９ａを埋め込むための開口を設けなくてよい。発光デバイス１９０から隔壁２１７に入射された迷光は、隔壁２１７で吸収される。発光デバイス１９０から遮光層２１９ａに入射された迷光は、遮光層２１９ａで吸収される。
このように、隔壁２１７及び遮光層２１９ａが、受光デバイス１１０が検出する光の波長を吸収することで、受光デバイス１１０に入射する迷光を抑制することができる。
基板１５１上に設けられる、トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、トランジスタ２０６、及び接続部２０４は、表示装置１００Ａと同様の構成を適用することができる。
発光デバイス１９０及び受光デバイス１１０を覆う保護層１１６を設けることで、発光デバイス１９０及び受光デバイス１１０に水などの不純物が入り込むことを抑制し、発光デバイス１９０及び受光デバイス１１０の信頼性を高めることができる。
表示装置１００Ｂの端部近傍の領域２２８において、絶縁層２１４の開口を介して、絶縁層２１５と保護層１１６とが互いに接することが好ましい。特に、絶縁層２１５が有する無機絶縁膜と保護層１１６が有する無機絶縁膜とが互いに接することが好ましい。これにより、有機絶縁膜を介して外部から表示部１６２に不純物が入り込むことを抑制することができる。したがって、表示装置１００Ｂの信頼性を高めることができる。
保護層１１６は単層であっても積層構造であってもよい。
図１９（Ｂ）に、保護層１１６が３層構造である例を示す。図１９（Ｂ）において、保護層１１６は、共通電極１１５上の無機絶縁層１１６ａと、無機絶縁層１１６ａ上の有機絶縁層１１６ｂと、有機絶縁層１１６ｂ上の無機絶縁層１１６ｃと、を有する。
無機絶縁層１１６ａの端部と無機絶縁層１１６ｃの端部は、有機絶縁層１１６ｂの端部よりも外側に延在し、互いに接している。そして、無機絶縁層１１６ａは、絶縁層２１４（有機絶縁層）の開口を介して、絶縁層２１５（無機絶縁層）と接する。これにより、絶縁層２１５と保護層１１６とで、発光デバイス１９０及び受光デバイス１１０を囲うことができるため、発光デバイス１９０及び受光デバイス１１０の信頼性を高めることができる。
このように、保護層１１６は、有機絶縁膜と無機絶縁膜との積層構造であってもよい。このとき、有機絶縁膜の端部よりも無機絶縁膜の端部を外側に延在させることが好ましい。
［表示装置１００Ｃ］
図２０及び図２１（Ａ）に、表示装置１００Ｃの断面図を示す。表示装置１００Ｃの斜視図は表示装置１００Ａ（図１２）と同様である。図２０には、表示装置１００Ｃの、ＦＰＣ１７２を含む領域の一部、回路１６４の一部、及び、表示部１６２の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。図２１（Ａ）には、表示装置１００Ｃの、表示部１６２の一部を切断したときの断面の一例を示す。図２０では、表示部１６２のうち、特に、受光デバイス１１０と赤色の光を発する発光デバイス１９０Ｒを含む領域を切断したときの断面の一例を示す。図１６（Ａ）では、表示部１６２のうち、特に、緑色の光を発する発光デバイス１９０Ｇと青色の光を発する発光デバイス１９０Ｂを含む領域を切断したときの断面の一例を示す。
図２０及び図２１（Ａ）に、表示装置１００Ｃの断面図を示す。表示装置１００Ｃの斜視図は表示装置１００Ａ（図１２）と同様である。図２０には、表示装置１００Ｃの、ＦＰＣ１７２を含む領域の一部、回路１６４の一部、及び、表示部１６２の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。図２１（Ａ）には、表示装置１００Ｃの、表示部１６２の一部を切断したときの断面の一例を示す。図２０では、表示部１６２のうち、特に、受光デバイス１１０と赤色の光を発する発光デバイス１９０Ｒを含む領域を切断したときの断面の一例を示す。図１６（Ａ）では、表示部１６２のうち、特に、緑色の光を発する発光デバイス１９０Ｇと青色の光を発する発光デバイス１９０Ｂを含む領域を切断したときの断面の一例を示す。
図２０及び図２１（Ａ）に示す表示装置１００Ｃは、基板１５３と基板１５４の間に、トランジスタ２０３、トランジスタ２０８、トランジスタ２０９、トランジスタ２１０、発光デバイス１９０Ｒ、発光デバイス１９０Ｇ、発光デバイス１９０Ｂ、及び受光デバイス１１０等を有する。
樹脂層１５９と共通電極１１５とは接着層１４２を介して接着されており、表示装置１００Ｃには、固体封止構造が適用されている。
基板１５３と絶縁層２１２とは接着層１５５によって貼り合わされている。基板１５４と絶縁層１５７とは接着層１５６によって貼り合わされている。
表示装置１００Ｃの作製方法としては、まず、絶縁層２１２、各トランジスタ、受光デバイス１１０、各発光デバイス等が設けられた第１の作製基板と、絶縁層１５７、樹脂層１５９、及び遮光層１５８等が設けられた第２の作製基板と、を接着層１４２によって貼り合わせる。そして、第１の作製基板を剥離し露出した面に基板１５３を貼り、第２の作製基板を剥離し露出した面に基板１５４を貼ることで、第１の作製基板上及び第２の作製基板上に形成した各構成要素を、基板１５３及び基板１５４に転置する。基板１５３及び基板１５４は、それぞれ、可撓性を有することが好ましい。これにより、表示装置１００Ｃの可撓性を高めることができる。
絶縁層２１２及び絶縁層１５７には、それぞれ、絶縁層２１１、絶縁層２１３、及び絶縁層２１５に用いることができる無機絶縁膜を用いることができる。
発光デバイス１９０Ｒは、絶縁層２１４ｂ側から画素電極１９１、共通層１１２、発光層１９３Ｒ、共通層１１４、及び共通電極１１５の順に積層された積層構造を有する。画素電極１９１Ｒは、絶縁層２１４ｂに設けられた開口を介して、導電層１６９と接続されている。導電層１６９は、絶縁層２１４ａに設けられた開口を介して、トランジスタ２０８が有する導電層２２２ｂと接続されている。導電層２２２ｂは、絶縁層２１５に設けられた開口を介して、低抵抗領域２３１ｎと接続される。つまり、画素電極１９１Ｒは、トランジスタ２０８と電気的に接続されている。トランジスタ２０８は、発光デバイス１９０Ｒの駆動を制御する機能を有する。
同様に、発光デバイス１９０Ｇは、絶縁層２１４ｂ側から画素電極１９１、共通層１１２、発光層１９３Ｇ、共通層１１４、及び共通電極１１５の順に積層された積層構造を有する。画素電極１９１Ｇは、導電層１６９及びトランジスタ２０９の導電層２２２ｂを介して、トランジスタ２０９の低抵抗領域２３１ｎと電気的に接続される。つまり、画素電極１９１Ｇは、トランジスタ２０９と電気的に接続されている。トランジスタ２０９は、発光デバイス１９０Ｇの駆動を制御する機能を有する。
そして、発光デバイス１９０Ｂは、絶縁層２１４ｂ側から画素電極１９１、共通層１１２、発光層１９３Ｂ、共通層１１４、及び共通電極１１５の順に積層された積層構造を有する。画素電極１９１Ｂは、導電層１６９及びトランジスタ２１０の導電層２２２ｂを介して、トランジスタ２１０の低抵抗領域２３１ｎと電気的に接続される。つまり、画素電極１９１Ｂは、トランジスタ２１０と電気的に接続されている。トランジスタ２１０は、発光デバイス１９０Ｂの駆動を制御する機能を有する。
受光デバイス１１０は、絶縁層２１４ｂ側から画素電極１９１、共通層１１２、活性層１８３、共通層１１４、及び共通電極１１５の順に積層された積層構造を有する。
画素電極１９１の端部は、隔壁２１６によって覆われている。画素電極１９１は可視光を反射する材料を含み、共通電極１１５は可視光を透過する材料を含む。
発光デバイス１９０Ｒ、１９０Ｇ、１９０Ｂが発する光は、基板１５４側に射出される。また、受光デバイス１１０には、基板１５４及び接着層１４２を介して、光が入射する。基板１５４には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。
各画素電極１９１は同一の材料及び同一の工程で作製することができる。共通層１１２、共通層１１４、及び共通電極１１５は、受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０Ｒ、１９０Ｇ、１９０Ｂに共通して用いられる。受光デバイス１１０と各色の発光デバイスとは、活性層１８３と発光層の構成が異なる以外は全て共通の構成とすることができる。これにより、作製工程を大幅に増やすことなく、表示装置１００Ｃに受光デバイス１１０を内蔵することができる。
絶縁層１５７の基板１５３側の面には、樹脂層１５９及び遮光層１５８が設けられている。樹脂層１５９は、発光デバイス１９０Ｒ、１９０Ｇ、１９０Ｂと重なる位置に設けられ、受光デバイス１１０と重なる位置には設けられない。遮光層１５８は、絶縁層１５７の基板１５３側の面、樹脂層１５９の側面、及び樹脂層１５９の基板１５３側の面を覆って設けられる。遮光層１５８は、受光デバイス１１０と重なる位置及び発光デバイス１９０Ｒ、１９０Ｇ、１９０Ｂのそれぞれと重なる位置に開口を有する。遮光層１５８を設けることで、受光デバイス１１０が光を検出する範囲を制御することができる。また、遮光層１５８を有することで、対象物を介さずに、発光デバイス１９０Ｒ、１９０Ｇ、１９０Ｂから受光デバイス１１０に光が直接入射することを抑制できる。したがって、ノイズが少なく感度の高いセンサを実現できる。樹脂層１５９が設けられていることで、遮光層１５８から各色の発光デバイスまでの距離は、遮光層１５８から受光デバイス１１０までの距離に比べて短い。これにより、センサのノイズを低減しつつ、表示の視野角依存性を抑制することができる。したがって、表示品位と撮像品位との双方を高めることができる。
図２０に示すように、隔壁２１６は、受光デバイス１１０と発光デバイス１９０Ｒとの間に開口を有する。当該開口を埋めるように、遮光層２１９ａが設けられている。遮光層２１９ａは、受光デバイス１１０と発光デバイス１９０Ｒとの間に位置する。遮光層２１９ａは、発光デバイス１９０Ｒが発した光を吸収する。これにより、受光デバイス１１０に入射する迷光を抑制することができる。
スペーサ２１９ｂは、隔壁２１６上に設けられ、発光デバイス１９０Ｇと発光デバイス１９０Ｂとの間に位置する。スペーサ２１９ｂの上面は、遮光層２１９ａの上面よりも遮光層１５８に近いことが好ましい。例えば、隔壁２１６の高さ（厚さ）とスペーサ２１９ｂの高さ（厚さ）の和は、遮光層２１９ａの高さ（厚さ）よりも大きいことが好ましい。これにより、接着層１４２を充填することが容易となる。図２１（Ａ）に示すように、スペーサ２１９ｂと遮光層１５８とが重なる部分において、遮光層１５８は共通電極１１５（または保護層）と接していてもよい。
基板１５３の、基板１５４が重ならない領域には、接続部２０４が設けられている。接続部２０４では、配線１６５が導電層１６７、導電層１６６、及び接続層２４２を介してＦＰＣ１７２と電気的に接続されている。導電層１６７は、導電層１６９と同一の導電膜を加工して得ることができる。接続部２０４の上面は、画素電極１９１と同一の導電膜を加工して得られた導電層１６６が露出している。これにより、接続部２０４とＦＰＣ１７２とを接続層２４２を介して電気的に接続することができる。
トランジスタ２０３、トランジスタ２０８、トランジスタ２０９、及びトランジスタ２１０は、ゲートとして機能する導電層２２１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１、チャネル形成領域２３１ｉ及び一対の低抵抗領域２３１ｎを有する半導体層、一対の低抵抗領域２３１ｎの一方と接続する導電層２２２ａ、一対の低抵抗領域２３１ｎの他方と接続する導電層２２２ｂ、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２２５、ゲートとして機能する導電層２２３、並びに、導電層２２３を覆う絶縁層２１５を有する。絶縁層２１１は、導電層２２１とチャネル形成領域２３１ｉとの間に位置する。絶縁層２２５は、導電層２２３とチャネル形成領域２３１ｉとの間に位置する。
導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、それぞれ、絶縁層２１５に設けられた開口を介して低抵抗領域２３１ｎと接続される。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂのうち、一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。
図２０及び図２１（Ａ）において、絶縁層２２５は、半導体層２３１のチャネル形成領域２３１ｉと重なり、低抵抗領域２３１ｎとは重ならない。例えば、導電層２２３をマスクに用いて絶縁層２２５を加工することで、図２０及び図２１（Ａ）に示す構造を作製できる。図２０及び図２１（Ａ）では、絶縁層２２５及び導電層２２３を覆って絶縁層２１５が設けられ、絶縁層２１５の開口を介して、導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂがそれぞれ低抵抗領域２３１ｎと接続されている。さらに、導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂ上に、トランジスタを覆う絶縁層を設けてもよい。
一方、図２１（Ｂ）に示すトランジスタ２０２では、絶縁層２２５が半導体層の上面及び側面を覆う例を示す。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、それぞれ、絶縁層２２５及び絶縁層２１５に設けられた開口を介して低抵抗領域２３１ｎと接続される。
以上のように、本発明の一態様の表示装置において、２つの発光デバイスの受光デバイス（または受発光デバイス）までの距離の差と、当該２つの発光デバイスの受光デバイス（または受発光デバイス）と重なる遮光層の開口までの距離の差とは異なる。このような構成とすることで、受光デバイスまたは受発光デバイスは、２つの発光デバイスの一方に由来する光を、他方に由来する光に比べて多く受光することができる。したがって、例えば、本発明の一態様の表示装置では、受光デバイスまたは受発光デバイスに、光源として用いる発光デバイスに由来する光を多く入射させることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、１つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について、図２２を用いて説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について、図２２を用いて説明する。
［画素回路の例１］
本発明の一態様の表示装置は、表示部に、受光デバイスを有する第１の画素回路と、発光デバイスを有する第２の画素回路と、を有する。第１の画素回路と第２の画素回路は、それぞれ、マトリクス状に配置される。
本発明の一態様の表示装置は、表示部に、受光デバイスを有する第１の画素回路と、発光デバイスを有する第２の画素回路と、を有する。第１の画素回路と第２の画素回路は、それぞれ、マトリクス状に配置される。
図２２（Ａ）に、受光デバイスを有する第１の画素回路の一例を示し、図２２（Ｂ）に、発光デバイスを有する第２の画素回路の一例を示す。
図２２（Ａ）に示す画素回路ＰＩＸ１は、受光デバイスＰＤ、トランジスタＭ１、トランジスタＭ２、トランジスタＭ３、トランジスタＭ４、及び容量Ｃ１を有する。ここでは、受光デバイスＰＤとして、フォトダイオードを用いた例を示している。
受光デバイスＰＤは、カソードが配線Ｖ１と電気的に接続し、アノードがトランジスタＭ１のソースまたはドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタＭ１は、ゲートが配線ＴＸと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が容量Ｃ１の一方の電極、トランジスタＭ２のソースまたはドレインの一方、及びトランジスタＭ３のゲートと電気的に接続する。トランジスタＭ２は、ゲートが配線ＲＥＳと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が配線Ｖ２と電気的に接続する。トランジスタＭ３は、ソースまたはドレインの一方が配線Ｖ３と電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方がトランジスタＭ４のソースまたはドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタＭ４は、ゲートが配線ＳＥと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が配線ＯＵＴ１と電気的に接続する。
配線Ｖ１、配線Ｖ２、及び配線Ｖ３には、それぞれ定電位が供給される。受光デバイスＰＤを逆バイアスで駆動させる場合には、配線Ｖ２に、配線Ｖ１の電位よりも低い電位を供給する。トランジスタＭ２は、配線ＲＥＳに供給される信号により制御され、トランジスタＭ３のゲートに接続するノードの電位を、配線Ｖ２に供給される電位にリセットする機能を有する。トランジスタＭ１は、配線ＴＸに供給される信号により制御され、受光デバイスＰＤに流れる電流に応じて上記ノードの電位が変化するタイミングを制御する機能を有する。トランジスタＭ３は、上記ノードの電位に応じた出力を行う増幅トランジスタとして機能する。トランジスタＭ４は、配線ＳＥに供給される信号により制御され、上記ノードの電位に応じた出力を配線ＯＵＴ１に接続する外部回路で読み出すための選択トランジスタとして機能する。
図２２（Ｂ）に示す画素回路ＰＩＸ２は、発光デバイスＥＬ、トランジスタＭ５、トランジスタＭ６、トランジスタＭ７、及び容量Ｃ２を有する。ここでは、発光デバイスＥＬとして、発光ダイオードを用いた例を示している。特に、発光デバイスＥＬとして、有機ＥＬデバイスを用いることが好ましい。
トランジスタＭ５は、ゲートが配線ＶＧと電気的に接続し、ソースまたはドレインの一方が配線ＶＳと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が、容量Ｃ２の一方の電極、及びトランジスタＭ６のゲートと電気的に接続する。トランジスタＭ６のソースまたはドレインの一方は配線Ｖ４と電気的に接続し、他方は、発光デバイスＥＬのアノード、及びトランジスタＭ７のソースまたはドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタＭ７は、ゲートが配線ＭＳと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が配線ＯＵＴ２と電気的に接続する。発光デバイスＥＬのカソードは、配線Ｖ５と電気的に接続する。
配線Ｖ４及び配線Ｖ５には、それぞれ定電位が供給される。発光デバイスＥＬのアノード側を高電位に、カソード側をアノード側よりも低電位にすることができる。トランジスタＭ５は、配線ＶＧに供給される信号により制御され、画素回路ＰＩＸ２の選択状態を制御するための選択トランジスタとして機能する。また、トランジスタＭ６は、ゲートに供給される電位に応じて発光デバイスＥＬに流れる電流を制御する駆動トランジスタとして機能する。トランジスタＭ５が導通状態のとき、配線ＶＳに供給される電位がトランジスタＭ６のゲートに供給され、その電位に応じて発光デバイスＥＬの発光輝度を制御することができる。トランジスタＭ７は配線ＭＳに供給される信号により制御され、トランジスタＭ６と発光デバイスＥＬとの間の電位を、配線ＯＵＴ２を介して外部に出力する機能を有する。
受光デバイスＰＤのカソードが電気的に接続される配線Ｖ１と、発光デバイスＥＬのカソードが電気的に接続される配線Ｖ５は、同一の層、同一の電位とすることができる。
本発明の一態様の表示装置では、画素回路ＰＩＸ１及び画素回路ＰＩＸ２に含まれるトランジスタの全てに、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物（酸化物半導体ともいう）を有するトランジスタ（以下、ＯＳトランジスタともいう）を用いることが好ましい。ＯＳトランジスタは、オフ電流が極めて小さく、当該トランジスタと直列に接続された容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。また、ＯＳトランジスタを用いることで、表示装置の消費電力を低減することができる。
または、本発明の一態様の表示装置では、画素回路ＰＩＸ１及び画素回路ＰＩＸ２に含まれるトランジスタ全てに、チャネルが形成される半導体層にシリコンを有するトランジスタ（以下、Ｓｉトランジスタともいう）を用いることが好ましい。シリコンとしては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン等が挙げられる。特に、半導体層に低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｏｌｙ−Ｓｉｌｉｃｏｎ））を有するトランジスタ（以下、ＬＴＰＳトランジスタともいう）を用いることが好ましい。ＬＴＰＳトランジスタは、電界効果移動度が高く高速動作が可能である。
さらに、ＬＴＰＳトランジスタなどのＳｉトランジスタを用いることで、ＣＭＯＳ回路で構成される各種回路を、表示部と同一基板に作りこむことが容易となる。これにより、表示装置に実装される外部回路を簡略化することができ、部品コスト、実装コストを削減することができる。
または、本発明の一態様の表示装置では、画素回路ＰＩＸ１に、２種類のトランジスタを用いることが好ましい。具体的には、画素回路ＰＩＸ１は、ＯＳトランジスタと、ＬＴＰＳトランジスタと、を有することが好ましい。トランジスタに求められる機能に応じて、半導体層の材料を変えることで、画素回路ＰＩＸ１の品質を高め、センシングや撮像の精度を高めることができる。このとき、画素回路ＰＩＸ２には、ＯＳトランジスタ及びＬＴＰＳトランジスタのうち一方を用いてもよく、双方を用いてもよい。
さらに、画素に２種類のトランジスタ（例えば、ＯＳトランジスタとＬＴＰＳトランジスタ）を用いた場合でも、ＬＴＰＳトランジスタを用いることで、ＣＭＯＳ回路で構成される各種回路を、表示部と同一基板に作りこむことが容易となる。これにより、表示装置に実装される外部回路を簡略化することができ、部品コスト、実装コストを削減することができる。
シリコンよりもバンドギャップが広く、かつキャリア密度の小さい金属酸化物を用いたトランジスタは、極めて小さいオフ電流を実現することができる。そのため、その小さいオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。そのため、特に容量Ｃ１または容量Ｃ２に直列に接続されるトランジスタＭ１、トランジスタＭ２、及びトランジスタＭ５には、ＯＳトランジスタを用いることが好ましい。
また、トランジスタＭ３には、Ｓｉトランジスタを用いることが好ましい。これにより、撮像データの読み出し動作を高速に行うことができる。
なお、表示部に、受光デバイスを有する第１の画素回路と、発光デバイスを有する第２の画素回路と、を有する表示装置は、画像表示を行うモード、撮像を行うモード、画像表示と撮像とを同時に行うモードのいずれでも駆動することができる。画像表示を行うモードでは、例えば、発光デバイスを用いてフルカラーの画像を表示することができる。また、撮像を行うモードでは、例えば、発光デバイスを用いて撮像用画像（例えば、緑単色、青単色など）を表示し、受光デバイスを用いて撮像を行うことができる。撮像を行うモードでは、例えば、指紋認証などを行うことができる。また、画像表示と撮像とを同時に行うモードでは、例えば、一部の画素では、発光デバイスを用いて撮像用画像を表示し、かつ、受光デバイスを用いて撮像を行い、残りの画素では、発光デバイスを用いて、フルカラーの画像を表示することができる。
［画素回路の例２］
本発明の一態様の表示装置は、表示部に、受発光デバイスを有する第３の画素回路と、発光デバイスを有する第２の画素回路と、を有する。第３の画素回路と第２の画素回路は、それぞれ、マトリクス状に配置される。第２の画素回路の例は上述の通りである（図２２（Ｂ））。
本発明の一態様の表示装置は、表示部に、受発光デバイスを有する第３の画素回路と、発光デバイスを有する第２の画素回路と、を有する。第３の画素回路と第２の画素回路は、それぞれ、マトリクス状に配置される。第２の画素回路の例は上述の通りである（図２２（Ｂ））。
図２２（Ｃ）に、受発光デバイスを有する第３の画素回路の一例を示す。
図２２（Ｃ）に示す画素回路ＰＩＸ３は、赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）を有する。例えば、表示装置の画素は、当該画素回路ＰＩＸ３と、緑色の光を呈する発光デバイスを有する画素回路ＰＩＸ２と、青色の光を呈する発光デバイスを有する画素回路ＰＩＸ２と、で構成することができる。
画素回路ＰＩＸ３は、さらに、トランジスタＭ８、トランジスタＭ９、トランジスタＭ１０、トランジスタＭ１１、トランジスタＭ１２、トランジスタＭ１３、トランジスタＭ１４、容量Ｃｓｒ、及び、容量Ｃｆを有する。トランジスタＭ８、トランジスタＭ１０、トランジスタＭ１１、トランジスタＭ１２、及びトランジスタＭ１４は、それぞれスイッチとして機能する。
トランジスタＭ８は、ゲートが配線ＧＬと電気的に接続され、ソースまたはドレインの一方が配線ＳＬＲと電気的に接続され、他方がトランジスタＭ９のゲート及び容量Ｃｓｒの一方の電極と電気的に接続される。トランジスタＭ９は、ソースまたはドレインの一方がトランジスタＭ１０のソースまたはドレインの一方、トランジスタＭ１１のソースまたはドレインの一方、容量Ｃｓｒの他方の電極、及び、受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）のアノードと電気的に接続され、他方が、配線ＡＮＯＤＥと電気的に接続される。トランジスタＭ１０は、ゲートが配線ＧＬと電気的に接続され、ソースまたはドレインの他方が配線Ｖ０と電気的に接続される。トランジスタＭ１１は、ゲートが配線ＴＸと電気的に接続され、ソースまたはドレインの他方がトランジスタＭ１２のソースまたはドレインの一方、トランジスタＭ１３のゲート、及び、容量Ｃｆの一方の電極と電気的に接続される。トランジスタＭ１２は、ゲートが配線ＲＳと電気的に接続され、ソースまたはドレインの他方が配線ＶＲＳと電気的に接続される。トランジスタＭ１３は、ソースまたはドレインの一方がトランジスタＭ１４のソースまたはドレインの一方と電気的に接続され、他方が配線ＶＰＩと電気的に接続される。トランジスタＭ１４は、ゲートが配線ＳＥと電気的に接続され、ソースまたはドレインの他方が配線ＷＸと電気的に接続される。容量Ｃｆの他方の電極は、配線ＶＣＰと電気的に接続される。受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）のカソードは、配線ＣＡＴＨＯＤＥ／ＶＰＤと電気的に接続される。
配線ＧＬ、配線ＳＥ、配線ＴＸ、及び配線ＲＳには、それぞれ、トランジスタの動作を制御するための信号が供給される。
画像表示を行う場合、配線ＳＬＲには、画像信号ＶｄａｔａＲが供給される。
配線Ｖ０、配線ＶＰＩ、配線ＶＣＰ、配線ＶＲＳ、配線ＡＮＯＤＥ、及び配線ＣＡＴＨＯＤＥ／ＶＰＤにはそれぞれ所定の電位が供給される。配線Ｖ０には、画像信号ＶｄａｔａＲの黒表示に対応する電位Ｖｏ（例えば０Ｖ）が供給される。配線ＶＰＩには、トランジスタＭ１３のゲート電圧の範囲よりも高い電位が供給される。配線ＶＣＰには、任意の電位（例えば０Ｖ）を供給することができる。配線ＶＲＳには、配線ＣＡＴＨＯＤＥ／ＶＰＤよりも低い電位が供給される。配線ＡＮＯＤＥには、配線ＣＡＴＨＯＤＥ／ＶＰＤよりも高い電位が供給される。
配線ＣＡＴＨＯＤＥ／ＶＰＤと、図２２（Ｂ）に示す配線Ｖ５は、同一の層、同一の電位とすることができる。
トランジスタＭ８及びトランジスタＭ１０は、配線ＧＬに供給される信号により制御され、画素の選択状態を制御するための選択トランジスタとして機能する。
トランジスタＭ９は、ゲートに供給される電位に応じて受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）に流れる電流を制御する駆動トランジスタとして機能する。
トランジスタＭ８が導通状態のとき、同時に、トランジスタＭ１０も導通状態となり、配線ＳＬＲに供給される電位（例えば、画像信号ＶｄａｔａＲ）がトランジスタＭ９のゲートに供給され、配線Ｖ０に供給される電位ＶｏがトランジスタＭ１０のソースまたはドレインの他方に供給される。容量Ｃｓｒには、電圧ＶｄａｔａＲ−Ｖｏに応じた電荷が蓄積される。受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）は、ノードＧＲの電位（トランジスタＭ９のゲート電位）に応じた輝度で発光することができる。
トランジスタＭ１１は、配線ＴＸに供給される信号により制御され、受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）に流れる電流に応じてノードＦＤの電位が変化するタイミングを制御する機能を有する。トランジスタＭ１２は、配線ＲＳに供給される信号により制御され、トランジスタＭ１３のゲートに接続するノードＦＤの電位を、配線ＶＲＳに供給される電位にリセットする機能を有する。トランジスタＭ１３は、ノードＦＤの電位に応じた出力を行う増幅トランジスタとして機能する。トランジスタＭ１４は、配線ＳＥに供給される信号により制御され、ノードＦＤの電位に応じた出力を配線ＷＸに接続する外部回路で読み出すための選択トランジスタとして機能する。
なお、表示部に、受発光デバイスを有する第３の画素回路と、発光デバイスを有する第２の画素回路と、を有する表示装置は、画像表示を行うモード、撮像を行うモード、画像表示と撮像とを同時に行うモードのいずれでも駆動することができる。画像表示を行うモードでは、例えば、受発光デバイス及び発光デバイスを用いて、フルカラーの画像を表示することができる。また、撮像を行うモードでは、例えば、発光デバイスを用いて撮像用画像（例えば、緑単色、青単色など）を表示し、受発光デバイスを用いて撮像を行うことができる。撮像を行うモードでは、例えば、指紋認証などを行うことができる。また、画像表示と撮像とを同時に行うモードでは、例えば、一部の画素では、発光デバイスを用いて撮像用画像を表示し、かつ、受発光デバイスを用いて撮像を行い、残りの画素が有する受発光デバイス及び発光デバイスを用いて、フルカラーの画像を表示することができる。
本発明の一態様の表示装置では、画素回路ＰＩＸ３及び画素回路ＰＩＸ２に含まれるトランジスタの全てに、ＯＳトランジスタを用いることが好ましい。ＯＳトランジスタは、オフ電流が極めて小さく、当該トランジスタと直列に接続された容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。また、ＯＳトランジスタを用いることで、表示装置の消費電力を低減することができる。
または、本発明の一態様の表示装置では、画素回路ＰＩＸ３及び画素回路ＰＩＸ２に含まれるトランジスタ全てに、Ｓｉトランジスタを用いることが好ましい。特に、ＬＴＰＳトランジスタを用いることが好ましい。ＬＴＰＳトランジスタは、電界効果移動度が高く高速動作が可能である。
さらに、ＬＴＰＳトランジスタなどのＳｉトランジスタを用いることで、ＣＭＯＳ回路で構成される各種回路を、表示部と同一基板に作りこむことが容易となる。これにより、表示装置に実装される外部回路を簡略化することができ、部品コスト、実装コストを削減することができる。
または、本発明の一態様の表示装置では、画素回路ＰＩＸ３に、２種類のトランジスタを用いることが好ましい。具体的には、画素回路ＰＩＸ３は、ＯＳトランジスタと、ＬＴＰＳトランジスタと、を有することが好ましい。トランジスタに求められる機能に応じて、半導体層の材料を変えることで、画素回路ＰＩＸ３の品質を高め、センシングや撮像の精度を高めることができる。このとき、画素回路ＰＩＸ２には、ＯＳトランジスタ及びＬＴＰＳトランジスタのうち一方を用いてもよく、双方を用いてもよい。
さらに、画素に２種類のトランジスタ（例えば、ＯＳトランジスタとＬＴＰＳトランジスタ）を用いた場合でも、ＬＴＰＳトランジスタを用いることで、ＣＭＯＳ回路で構成される各種回路を、表示部と同一基板に作りこむことが容易となる。これにより、表示装置に実装される外部回路を簡略化することができ、部品コスト、実装コストを削減することができる。
シリコンよりもバンドギャップが広く、かつキャリア密度の小さい金属酸化物を用いたトランジスタは、極めて小さいオフ電流を実現することができる。そのため、その小さいオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。そのため、特に容量Ｃｓｒまたは容量Ｃｆに直列に接続されるトランジスタＭ８、トランジスタＭ１０、トランジスタＭ１１、及びトランジスタＭ１２には、ＯＳトランジスタを用いることが好ましい。
また、トランジスタＭ１３には、Ｓｉトランジスタを用いることが好ましい。これにより、撮像データの読み出し動作を高速に行うことができる。
なお、図２２（Ａ）〜図２２（Ｃ）において、トランジスタをｎチャネル型のトランジスタとして表記しているが、ｐチャネル型のトランジスタを用いることもできる。また、トランジスタは、シングルゲートに限らず、さらに、バックゲートを有していてもよい。
受光デバイスＰＤ、発光デバイスＥＬ、または受発光デバイス１９０Ｒ（ＰＤ）と重なる位置に、トランジスタ及び容量の一方又は双方を有する層を１つまたは複数設けることが好ましい。これにより、各画素回路の実効的な占有面積を小さくでき、高精細な表示部を実現できる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、上記の実施の形態で説明したＯＳトランジスタに用いることができる金属酸化物（酸化物半導体ともいう）について説明する。
本実施の形態では、上記の実施の形態で説明したＯＳトランジスタに用いることができる金属酸化物（酸化物半導体ともいう）について説明する。
金属酸化物は、少なくともインジウムまたは亜鉛を含むことが好ましい。特にインジウム及び亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、スズなどが含まれていることが好ましい。また、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、マグネシウム、コバルトなどから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。
＜結晶構造の分類＞
酸化物半導体の結晶構造としては、アモルファス（ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ａｍｏｒｐｈｏｕｓを含む）、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ−ａｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、ｎｃ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、ＣＡＣ（ｃｌｏｕｄ−ａｌｉｇｎｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、単結晶（ｓｉｎｇｌｅ ｃｒｙｓｔａｌ）、及び多結晶（ｐｏｌｙ ｃｒｙｓｔａｌ）等が挙げられる。
酸化物半導体の結晶構造としては、アモルファス（ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ａｍｏｒｐｈｏｕｓを含む）、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ−ａｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、ｎｃ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、ＣＡＣ（ｃｌｏｕｄ−ａｌｉｇｎｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、単結晶（ｓｉｎｇｌｅ ｃｒｙｓｔａｌ）、及び多結晶（ｐｏｌｙ ｃｒｙｓｔａｌ）等が挙げられる。
なお、膜または基板の結晶構造は、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）スペクトルを用いて評価することができる。例えば、ＧＩＸＤ（Ｇｒａｚｉｎｇ−Ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ ＸＲＤ）測定で得られるＸＲＤスペクトルを用いて評価することができる。なお、ＧＩＸＤ法は、薄膜法またはＳｅｅｍａｎｎ−Ｂｏｈｌｉｎ法ともいう。
例えば、石英ガラス基板では、ＸＲＤスペクトルのピークの形状がほぼ左右対称である。一方で、結晶構造を有するＩＧＺＯ膜では、ＸＲＤスペクトルのピークの形状が左右非対称である。ＸＲＤスペクトルのピークの形状が左右非対称であることは、膜中または基板中の結晶の存在を明示している。別言すると、ＸＲＤスペクトルのピークの形状で左右対称でないと、膜または基板は非晶質状態であるとは言えない。
また、膜または基板の結晶構造は、極微電子線回折法（ＮＢＥＤ：Ｎａｎｏ Ｂｅａｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）によって観察される回折パターン（極微電子線回折パターンともいう）にて評価することができる。例えば、石英ガラス基板の回折パターンでは、ハローが観察され、石英ガラスは、非晶質状態であることが確認できる。また、室温成膜したＩＧＺＯ膜の回折パターンでは、ハローではなく、スポット状のパターンが観察される。このため、室温成膜したＩＧＺＯ膜は、結晶状態でもなく、非晶質状態でもない、中間状態であり、非晶質状態であると結論することはできないと推定される。
＜＜酸化物半導体の構造＞＞
なお、酸化物半導体は、構造に着目した場合、上記とは異なる分類となる場合がある。例えば、酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体と、に分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、例えば、上述のＣＡＡＣ−ＯＳ、及びｎｃ−ＯＳがある。また、非単結晶酸化物半導体には、多結晶酸化物半導体、擬似非晶質酸化物半導体（ａ−ｌｉｋｅ ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、非晶質酸化物半導体、などが含まれる。
なお、酸化物半導体は、構造に着目した場合、上記とは異なる分類となる場合がある。例えば、酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体と、に分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、例えば、上述のＣＡＡＣ−ＯＳ、及びｎｃ−ＯＳがある。また、非単結晶酸化物半導体には、多結晶酸化物半導体、擬似非晶質酸化物半導体（ａ−ｌｉｋｅ ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、非晶質酸化物半導体、などが含まれる。
ここで、上述のＣＡＡＣ−ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ、及びａ−ｌｉｋｅ ＯＳの詳細について、説明を行う。
［ＣＡＡＣ−ＯＳ］
ＣＡＡＣ−ＯＳは、複数の結晶領域を有し、当該複数の結晶領域はｃ軸が特定の方向に配向している酸化物半導体である。なお、特定の方向とは、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の厚さ方向、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面の法線方向、またはＣＡＡＣ−ＯＳ膜の表面の法線方向である。また、結晶領域とは、原子配列に周期性を有する領域である。なお、原子配列を格子配列とみなすと、結晶領域とは、格子配列の揃った領域でもある。さらに、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ａ−ｂ面方向において複数の結晶領域が連結する領域を有し、当該領域は歪みを有する場合がある。なお、歪みとは、複数の結晶領域が連結する領域において、格子配列の揃った領域と、別の格子配列の揃った領域と、の間で格子配列の向きが変化している箇所を指す。つまり、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ｃ軸配向し、ａ−ｂ面方向には明らかな配向をしていない酸化物半導体である。
ＣＡＡＣ−ＯＳは、複数の結晶領域を有し、当該複数の結晶領域はｃ軸が特定の方向に配向している酸化物半導体である。なお、特定の方向とは、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の厚さ方向、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面の法線方向、またはＣＡＡＣ−ＯＳ膜の表面の法線方向である。また、結晶領域とは、原子配列に周期性を有する領域である。なお、原子配列を格子配列とみなすと、結晶領域とは、格子配列の揃った領域でもある。さらに、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ａ−ｂ面方向において複数の結晶領域が連結する領域を有し、当該領域は歪みを有する場合がある。なお、歪みとは、複数の結晶領域が連結する領域において、格子配列の揃った領域と、別の格子配列の揃った領域と、の間で格子配列の向きが変化している箇所を指す。つまり、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ｃ軸配向し、ａ−ｂ面方向には明らかな配向をしていない酸化物半導体である。
なお、上記複数の結晶領域のそれぞれは、１つまたは複数の微小な結晶（最大径が１０ｎｍ未満である結晶）で構成される。結晶領域が１つの微小な結晶で構成されている場合、当該結晶領域の最大径は１０ｎｍ未満となる。また、結晶領域が多数の微小な結晶で構成されている場合、当該結晶領域の大きさは、数十ｎｍ程度となる場合がある。
また、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（元素Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、スズ、チタンなどから選ばれた一種、または複数種）において、ＣＡＡＣ−ＯＳは、インジウム（Ｉｎ）、及び酸素を有する層（以下、Ｉｎ層）と、元素Ｍ、亜鉛（Ｚｎ）、及び酸素を有する層（以下、（Ｍ，Ｚｎ）層）とが積層した、層状の結晶構造（層状構造ともいう）を有する傾向がある。なお、インジウムと元素Ｍは、互いに置換可能である。よって、（Ｍ，Ｚｎ）層にはインジウムが含まれる場合がある。また、Ｉｎ層には元素Ｍが含まれる場合がある。なお、Ｉｎ層にはＺｎが含まれる場合もある。当該層状構造は、例えば、高分解能ＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）像において、格子像として観察される。
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に対し、例えば、ＸＲＤ装置を用いて構造解析を行うと、θ／２θスキャンを用いたＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ ＸＲＤ測定では、ｃ軸配向を示すピークが２θ＝３１°またはその近傍に検出される。なお、ｃ軸配向を示すピークの位置（２θの値）は、ＣＡＡＣ−ＯＳを構成する金属元素の種類、組成などにより変動する場合がある。
また、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の電子線回折パターンにおいて、複数の輝点（スポット）が観測される。なお、あるスポットと別のスポットとは、試料を透過した入射電子線のスポット（ダイレクトスポットともいう）を対称中心として、点対称の位置に観測される。
上記特定の方向から結晶領域を観察した場合、当該結晶領域内の格子配列は、六方格子を基本とするが、単位格子は正六角形とは限らず、非正六角形である場合がある。また、上記歪みにおいて、五角形、七角形などの格子配列を有する場合がある。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳにおいて、歪み近傍においても、明確な結晶粒界（グレインバウンダリー）を確認することはできない。即ち、格子配列の歪みによって、結晶粒界の形成が抑制されていることがわかる。これは、ＣＡＡＣ−ＯＳが、ａ−ｂ面方向において酸素原子の配列が稠密でないことや、金属原子が置換することで原子間の結合距離が変化することなどによって、歪みを許容することができるためと考えられる。
なお、明確な結晶粒界が確認される結晶構造は、いわゆる多結晶（ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌ）と呼ばれる。結晶粒界は、再結合中心となり、キャリアが捕獲されトランジスタのオン電流の低下、電界効果移動度の低下などを引き起こす可能性が高い。よって、明確な結晶粒界が確認されないＣＡＡＣ−ＯＳは、トランジスタの半導体層に好適な結晶構造を有する結晶性の酸化物の一つである。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳを構成するには、Ｚｎを有する構成が好ましい。例えば、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、及びＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物は、Ｉｎ酸化物よりも結晶粒界の発生を抑制できるため好適である。
ＣＡＡＣ−ＯＳは、結晶性が高く、明確な結晶粒界が確認されない酸化物半導体である。よって、ＣＡＡＣ−ＯＳは、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。また、酸化物半導体の結晶性は不純物の混入や欠陥の生成などによって低下する場合があるため、ＣＡＡＣ−ＯＳは不純物や欠陥（酸素欠損など）の少ない酸化物半導体ともいえる。従って、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する酸化物半導体は、物理的性質が安定する。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する酸化物半導体は熱に強く、信頼性が高い。また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、製造工程における高い温度（所謂サーマルバジェット）に対しても安定である。従って、ＯＳトランジスタにＣＡＡＣ−ＯＳを用いると、製造工程の自由度を広げることが可能となる。
［ｎｃ−ＯＳ］
ｎｃ−ＯＳは、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。別言すると、ｎｃ−ＯＳは、微小な結晶を有する。なお、当該微小な結晶の大きさは、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下であることから、当該微小な結晶をナノ結晶ともいう。また、ｎｃ−ＯＳは、異なるナノ結晶間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。従って、ｎｃ−ＯＳは、分析方法によっては、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳや非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。例えば、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、ＸＲＤ装置を用いて構造解析を行うと、θ／２θスキャンを用いたＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ ＸＲＤ測定では、結晶性を示すピークが検出されない。また、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、ナノ結晶よりも大きいプローブ径（例えば５０ｎｍ以上）の電子線を用いる電子線回折（制限視野電子線回折ともいう。）を行うと、ハローパターンのような回折パターンが観測される。一方、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、ナノ結晶の大きさと近いかナノ結晶より小さいプローブ径（例えば１ｎｍ以上３０ｎｍ以下）の電子線を用いる電子線回折（ナノビーム電子線回折ともいう。）を行うと、ダイレクトスポットを中心とするリング状の領域内に複数のスポットが観測される電子線回折パターンが取得される場合がある。
ｎｃ−ＯＳは、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。別言すると、ｎｃ−ＯＳは、微小な結晶を有する。なお、当該微小な結晶の大きさは、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下であることから、当該微小な結晶をナノ結晶ともいう。また、ｎｃ−ＯＳは、異なるナノ結晶間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。従って、ｎｃ−ＯＳは、分析方法によっては、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳや非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。例えば、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、ＸＲＤ装置を用いて構造解析を行うと、θ／２θスキャンを用いたＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ ＸＲＤ測定では、結晶性を示すピークが検出されない。また、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、ナノ結晶よりも大きいプローブ径（例えば５０ｎｍ以上）の電子線を用いる電子線回折（制限視野電子線回折ともいう。）を行うと、ハローパターンのような回折パターンが観測される。一方、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、ナノ結晶の大きさと近いかナノ結晶より小さいプローブ径（例えば１ｎｍ以上３０ｎｍ以下）の電子線を用いる電子線回折（ナノビーム電子線回折ともいう。）を行うと、ダイレクトスポットを中心とするリング状の領域内に複数のスポットが観測される電子線回折パターンが取得される場合がある。
［ａ−ｌｉｋｅ ＯＳ］
ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ−ＯＳと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する酸化物半導体である。ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、鬆または低密度領域を有する。即ち、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ−ＯＳ及びＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、結晶性が低い。また、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ−ＯＳ及びＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、膜中の水素濃度が高い。
ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ−ＯＳと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する酸化物半導体である。ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、鬆または低密度領域を有する。即ち、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ−ＯＳ及びＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、結晶性が低い。また、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ−ＯＳ及びＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、膜中の水素濃度が高い。
＜＜酸化物半導体の構成＞＞
次に、上述のＣＡＣ−ＯＳの詳細について、説明を行う。なお、ＣＡＣ−ＯＳは材料構成に関する。
次に、上述のＣＡＣ−ＯＳの詳細について、説明を行う。なお、ＣＡＣ−ＯＳは材料構成に関する。
［ＣＡＣ−ＯＳ］
ＣＡＣ−ＯＳとは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上３ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、金属酸化物において、一つまたは複数の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上３ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。
ＣＡＣ−ＯＳとは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上３ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、金属酸化物において、一つまたは複数の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上３ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。
さらに、ＣＡＣ−ＯＳとは、第１の領域と、第２の領域と、に材料が分離することでモザイク状となり、当該第１の領域が、膜中に分布した構成（以下、クラウド状ともいう。）である。つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、当該第１の領域と、当該第２の領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物である。
ここで、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳを構成する金属元素に対するＩｎ、Ｇａ、及びＺｎの原子数比のそれぞれを、［Ｉｎ］、［Ｇａ］、及び［Ｚｎ］と表記する。例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳにおいて、第１の領域は、［Ｉｎ］が、ＣＡＣ−ＯＳ膜の組成における［Ｉｎ］よりも大きい領域である。また、第２の領域は、［Ｇａ］が、ＣＡＣ−ＯＳ膜の組成における［Ｇａ］よりも大きい領域である。または、例えば、第１の領域は、［Ｉｎ］が、第２の領域における［Ｉｎ］よりも大きく、且つ、［Ｇａ］が、第２の領域における［Ｇａ］よりも小さい領域である。また、第２の領域は、［Ｇａ］が、第１の領域における［Ｇａ］よりも大きく、且つ、［Ｉｎ］が、第１の領域における［Ｉｎ］よりも小さい領域である。
具体的には、上記第１の領域は、インジウム酸化物、インジウム亜鉛酸化物などが主成分である領域である。また、上記第２の領域は、ガリウム酸化物、ガリウム亜鉛酸化物などが主成分である領域である。つまり、上記第１の領域を、Ｉｎを主成分とする領域と言い換えることができる。また、上記第２の領域を、Ｇａを主成分とする領域と言い換えることができる。
なお、上記第１の領域と、上記第２の領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。
また、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳとは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、及びＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とする領域と、一部にＩｎを主成分とする領域とが、それぞれモザイク状であり、これらの領域がランダムに存在している構成をいう。よって、ＣＡＣ−ＯＳは、金属元素が不均一に分布した構造を有していると推測される。
ＣＡＣ−ＯＳは、例えば基板を意図的に加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、ＣＡＣ−ＯＳをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス（代表的にはアルゴン）、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比を０％以上３０％未満、好ましくは０％以上１０％以下とすることが好ましい。
また、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳでは、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて取得したＥＤＸマッピングにより、Ｉｎを主成分とする領域（第１の領域）と、Ｇａを主成分とする領域（第２の領域）とが、偏在し、混合している構造を有することが確認できる。
ここで、第１の領域は、第２の領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、第１の領域を、キャリアが流れることにより、金属酸化物としての導電性が発現する。従って、第１の領域が、金属酸化物中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度（μ）が実現できる。
一方、第２の領域は、第１の領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、第２の領域が、金属酸化物中に分布することで、リーク電流を抑制することができる。
従って、ＣＡＣ−ＯＳをトランジスタに用いる場合、第１の領域に起因する導電性と、第２の領域に起因する絶縁性とが、相補的に作用することにより、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ−ＯＳに付与することができる。つまり、ＣＡＣ−ＯＳとは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。導電性の機能と絶縁性の機能とを分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。よって、ＣＡＣ−ＯＳをトランジスタに用いることで、高いオン電流（Ｉｏｎ）、高い電界効果移動度（μ）、及び良好なスイッチング動作を実現することができる。
また、ＣＡＣ−ＯＳを用いたトランジスタは、信頼性が高い。従って、ＣＡＣ−ＯＳは、表示装置をはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。
酸化物半導体は、多様な構造をとり、それぞれが異なる特性を有する。本発明の一態様の酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体、多結晶酸化物半導体、ａ−ｌｉｋｅ ＯＳ、ＣＡＣ−ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ、ＣＡＡＣ−ＯＳのうち、二種以上を有していてもよい。
＜酸化物半導体を有するトランジスタ＞
続いて、上記酸化物半導体をトランジスタに用いる場合について説明する。
続いて、上記酸化物半導体をトランジスタに用いる場合について説明する。
上記酸化物半導体をトランジスタに用いることで、高い電界効果移動度のトランジスタを実現することができる。また、信頼性の高いトランジスタを実現することができる。
トランジスタには、キャリア濃度の低い酸化物半導体を用いることが好ましい。例えば、酸化物半導体のキャリア濃度は１×１０１７ｃｍ−３以下、好ましくは１×１０１５ｃｍ−３以下、さらに好ましくは１×１０１３ｃｍ−３以下、より好ましくは１×１０１１ｃｍ−３以下、さらに好ましくは１×１０１０ｃｍ−３未満であり、１×１０−９ｃｍ−３以上である。なお、酸化物半導体膜のキャリア濃度を低くする場合においては、酸化物半導体膜中の不純物濃度を低くし、欠陥準位密度を低くすればよい。本明細書等において、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低いことを高純度真性または実質的に高純度真性と言う。なお、キャリア濃度の低い酸化物半導体を、高純度真性または実質的に高純度真性な酸化物半導体と呼ぶ場合がある。
また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度も低くなる場合がある。
また、酸化物半導体のトラップ準位に捕獲された電荷は、消失するまでに要する時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、トラップ準位密度の高い酸化物半導体にチャネル形成領域が形成されるトランジスタは、電気特性が不安定となる場合がある。
従って、トランジスタの電気特性を安定にするためには、酸化物半導体中の不純物濃度を低減することが有効である。また、酸化物半導体中の不純物濃度を低減するためには、近接する膜中の不純物濃度も低減することが好ましい。不純物としては、水素、窒素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、鉄、ニッケル、シリコン等がある。
＜不純物＞
ここで、酸化物半導体中における各不純物の影響について説明する。
ここで、酸化物半導体中における各不純物の影響について説明する。
酸化物半導体において、第１４族元素の一つであるシリコンや炭素が含まれると、酸化物半導体において欠陥準位が形成される。このため、酸化物半導体におけるシリコンや炭素の濃度と、酸化物半導体との界面近傍のシリコンや炭素の濃度（二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により得られる濃度）を、２×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。
また、酸化物半導体にアルカリ金属またはアルカリ土類金属が含まれると、欠陥準位を形成し、キャリアを生成する場合がある。従って、アルカリ金属またはアルカリ土類金属が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、ＳＩＭＳにより得られる酸化物半導体中のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。
また、酸化物半導体において、窒素が含まれると、キャリアである電子が生じ、キャリア濃度が増加し、ｎ型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体を半導体に用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。または、酸化物半導体において、窒素が含まれると、トラップ準位が形成される場合がある。この結果、トランジスタの電気特性が不安定となる場合がある。このため、ＳＩＭＳにより得られる酸化物半導体中の窒素濃度を、５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、より好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、さらに好ましくは５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。
また、酸化物半導体に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になるため、酸素欠損を形成する場合がある。該酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸素と結合して、キャリアである電子を生成することがある。従って、水素が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、酸化物半導体中の水素はできる限り低減されていることが好ましい。具体的には、酸化物半導体において、ＳＩＭＳにより得られる水素濃度を、１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、より好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、さらに好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満にする。
不純物が十分に低減された酸化物半導体をトランジスタのチャネル形成領域に用いることで、安定した電気特性を付与することができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について、図２３〜図２５を用いて説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について、図２３〜図２５を用いて説明する。
本実施の形態の電子機器は、本発明の一態様の表示装置を有する。例えば、電子機器の表示部に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。本発明の一態様の表示装置は、光を検出する機能を有するため、表示部で生体認証を行うことや、タッチもしくはニアタッチを検出することができる。これにより、電子機器の機能性や利便性などを高めることができる。
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、などが挙げられる。
本実施の形態の電子機器は、センサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの）を有していてもよい。
本実施の形態の電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）を実行する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出す機能等を有することができる。
図２３（Ａ）に示す電子機器６５００は、スマートフォンとして用いることのできる携帯情報端末機である。
電子機器６５００は、筐体６５０１、表示部６５０２、電源ボタン６５０３、ボタン６５０４、スピーカ６５０５、マイク６５０６、カメラ６５０７、及び光源６５０８等を有する。表示部６５０２はタッチパネル機能を備える。
表示部６５０２に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図２３（Ｂ）は、筐体６５０１のマイク６５０６側の端部を含む断面概略図である。
筐体６５０１の表示面側には透光性を有する保護部材６５１０が設けられ、筐体６５０１と保護部材６５１０に囲まれた空間内に、表示パネル６５１１、光学部材６５１２、タッチセンサパネル６５１３、プリント基板６５１７、バッテリ６５１８等が配置されている。
保護部材６５１０には、表示パネル６５１１、光学部材６５１２、及びタッチセンサパネル６５１３が接着層（図示しない）により固定されている。
表示部６５０２よりも外側の領域において、表示パネル６５１１の一部が折り返されており、当該折り返された部分にＦＰＣ６５１５が接続されている。ＦＰＣ６５１５には、ＩＣ６５１６が実装されている。ＦＰＣ６５１５は、プリント基板６５１７に設けられた端子に接続されている。
表示パネル６５１１には本発明の一態様のフレキシブルディスプレイを適用することができる。そのため、極めて軽量な電子機器を実現できる。また、表示パネル６５１１が極めて薄いため、電子機器の厚さを抑えつつ、大容量のバッテリ６５１８を搭載することもできる。また、表示パネル６５１１の一部を折り返して、画素部の裏側にＦＰＣ６５１５との接続部を配置することにより、狭額縁の電子機器を実現できる。
表示パネル６５１１に、本発明の一態様の表示装置を用いることで、表示部６５０２で撮像を行うことができる。例えば、表示パネル６５１１で指紋を撮像し、指紋認証を行うことができる。
表示部６５０２が、さらに、タッチセンサパネル６５１３を有することで、表示部６５０２に、タッチパネル機能を付与することができる。タッチセンサパネル６５１３としては、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、光学方式、感圧方式など様々な方式を用いることができる。または、表示パネル６５１１を、タッチセンサとして機能させてもよく、その場合、タッチセンサパネル６５１３を設けなくてもよい。
図２４（Ａ）にテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置７１００は、筐体７１０１に表示部７０００が組み込まれている。ここでは、スタンド７１０３により筐体７１０１を支持した構成を示している。
表示部７０００に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図２４（Ａ）に示すテレビジョン装置７１００の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機７１１１により行うことができる。または、表示部７０００にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部７０００に触れることでテレビジョン装置７１００を操作してもよい。リモコン操作機７１１１は、当該リモコン操作機７１１１から出力する情報を表示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機７１１１が備える操作キーまたはタッチパネルにより、チャンネル及び音量の操作を行うことができ、表示部７０００に表示される映像を操作することができる。
なお、テレビジョン装置７１００は、受信機及びモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
図２４（Ｂ）に、ノート型パーソナルコンピュータの一例を示す。ノート型パーソナルコンピュータ７２００は、筐体７２１１、キーボード７２１２、ポインティングデバイス７２１３、外部接続ポート７２１４等を有する。筐体７２１１に、表示部７０００が組み込まれている。
表示部７０００に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図２４（Ｃ）、図２４（Ｄ）に、デジタルサイネージの一例を示す。
図２４（Ｃ）に示すデジタルサイネージ７３００は、筐体７３０１、表示部７０００、及びスピーカ７３０３等を有する。さらに、ＬＥＤランプ、操作キー（電源スイッチ、または操作スイッチを含む）、接続端子、各種センサ、マイクロフォン等を有することができる。
図２４（Ｄ）は円柱状の柱７４０１に取り付けられたデジタルサイネージ７４００である。デジタルサイネージ７４００は、柱７４０１の曲面に沿って設けられた表示部７０００を有する。
図２４（Ｃ）、図２４（Ｄ）において、表示部７０００に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
表示部７０００が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示部７０００が広いほど、人の目につきやすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることができる。
表示部７０００にタッチパネルを適用することで、表示部７０００に画像または動画を表示するだけでなく、ユーザーが直感的に操作することができ、好ましい。また、路線情報もしくは交通情報などの情報を提供するための用途に用いる場合には、直感的な操作によりユーザビリティを高めることができる。
また、図２４（Ｃ）、図２４（Ｄ）に示すように、デジタルサイネージ７３００またはデジタルサイネージ７４００は、ユーザーが所持するスマートフォン等の情報端末機７３１１または情報端末機７４１１と無線通信により連携可能であることが好ましい。例えば、表示部７０００に表示される広告の情報を、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１の画面に表示させることができる。また、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１を操作することで、表示部７０００の表示を切り替えることができる。
また、デジタルサイネージ７３００またはデジタルサイネージ７４００に、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１の画面を操作手段（コントローラ）としたゲームを実行させることもできる。これにより、不特定多数のユーザーが同時にゲームに参加し、楽しむことができる。
図２５（Ａ）〜図２５（Ｆ）に示す電子機器は、筐体９０００、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、または操作スイッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９００８、等を有する。
図２５（Ａ）〜図２５（Ｆ）に示す電子機器は、様々な機能を有する。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して処理する機能、等を有することができる。なお、電子機器の機能はこれらに限られず、様々な機能を有することができる。電子機器は、複数の表示部を有していてもよい。また、電子機器にカメラ等を設け、静止画や動画を撮影し、記録媒体（外部またはカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有していてもよい。
図２５（Ａ）〜図２５（Ｆ）に示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図２５（Ａ）は、携帯情報端末９１０１を示す斜視図である。携帯情報端末９１０１は、例えばスマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末９１０１は、スピーカ９００３、接続端子９００６、センサ９００７等を設けてもよい。また、携帯情報端末９１０１は、文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。図２５（Ａ）では３つのアイコン９０５０を表示した例を示している。また、破線の矩形で示す情報９０５１を表示部９００１の他の面に表示することもできる。情報９０５１の一例としては、電子メール、ＳＮＳ、電話などの着信の通知、電子メールやＳＮＳなどの題名、送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報９０５１が表示されている位置にはアイコン９０５０などを表示してもよい。
図２５（Ｂ）は、携帯情報端末９１０２を示す斜視図である。携帯情報端末９１０２は、表示部９００１の３面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報９０５２、情報９０５３、情報９０５４がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えばユーザーは、洋服の胸ポケットに携帯情報端末９１０２を収納した状態で、携帯情報端末９１０２の上方から観察できる位置に表示された情報９０５３を確認することもできる。ユーザーは、携帯情報端末９１０２をポケットから取り出すことなく表示を確認し、例えば電話を受けるか否かを判断できる。
図２５（Ｃ）は、腕時計型の携帯情報端末９２００を示す斜視図である。携帯情報端末９２００は、例えばスマートウォッチとして用いることができる。また、表示部９００１はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、携帯情報端末９２００は、例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末９２００は、接続端子９００６により、他の情報端末と相互にデータ伝送を行うことや、充電を行うこともできる。なお、充電動作は無線給電により行ってもよい。
図２５（Ｄ）〜図２５（Ｆ）は、折り畳み可能な携帯情報端末９２０１を示す斜視図である。また、図２５（Ｄ）は携帯情報端末９２０１を展開した状態、図２５（Ｆ）は折り畳んだ状態、図２５（Ｅ）は図２５（Ｄ）と図２５（Ｆ）の一方から他方に変化する途中の状態の斜視図である。携帯情報端末９２０１は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末９２０１が有する表示部９００１は、ヒンジ９０５５によって連結された３つの筐体９０００に支持されている。例えば、表示部９００１は、曲率半径０．１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲げることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
実施の形態１にて説明した通り、タッチ検出を行う際に、ノイズとなる周囲の光の影響を除去する方法として、周期的に発光デバイスの点灯と消灯を繰り返し、点灯時と消灯時（非点灯時）の受光デバイス（または受発光デバイス）の検出強度の差分を取得する方法がある（図４参照）。
本実施例では、２つの評価を行った結果について説明する。評価１では、発光デバイスの点灯時と消灯時での受光デバイスの検出強度の差を評価した。評価２では、受光デバイスと重なる位置に設けられる遮光層の開口の位置が、受光デバイスの光検出に与える影響を評価した。
［評価１］
評価１は、表示部に有機ＥＬデバイスと有機フォトダイオードを有する表示装置を用いて行った。
評価１は、表示部に有機ＥＬデバイスと有機フォトダイオードを有する表示装置を用いて行った。
図２６に、評価１に用いた表示装置の画素レイアウトを示す。評価１では、青色の光を発する発光デバイス９０Ｂを光源に用い、受光デバイス９５で光検出を行った。そのため、図２６において、発光デバイス９０Ｂ及び受光デバイス９５を実線で示し、赤色の光を発する発光デバイス９０Ｒ及び緑色の光を発する発光デバイス９０Ｇは破線で示す。
有機ＥＬデバイスと有機フォトダイオードは、塗り分け方式を用いて作製した。図２６に示すように、各色の発光デバイス９０Ｒ、９０Ｇ、９０Ｂと受光デバイス９５が均等に配置されるよう表示装置を設計した。なお、遮光層の開口の形状及びサイズは、発光デバイス９０Ｒ、９０Ｇ、９０Ｂの発光領域、及び、受光デバイス９５の受光領域の、形状及びサイズと同一となるよう設計した。
評価１では、アドレス（０，０）の受光デバイス９５にて、タッチ検出を行った。対象物を表示装置に接触させた状態で、単色表示を行い、１×１画素、２×２画素、３×３画素の３条件で、発光デバイス９０Ｂの点灯と消灯を行った。点灯時と消灯時のそれぞれにおいて、受光デバイス９５で光検出し、検出強度の差を求めた。単色表示としては、暗い画面でタッチ検出を行う場合を想定した条件では、全黒表示を行い、明るい画面でタッチ検出を行う場合を想定した条件では、全青表示を行った。
点灯と消灯を繰り返す画素が１画素の場合、発光デバイス９０Ｂのうち、アドレス（０，０）の受光デバイス９５から最も近い発光デバイスの１つである、左下の発光デバイス９０Ｂを用いて点灯と消灯を行った。点灯と消灯を繰り返す画素が２×２画素の場合、二点鎖線で囲んだ２×２画素が有する４つの発光デバイス９０Ｂを用いて点灯と消灯を行った。点灯と消灯を繰り返す画素が３×３画素の場合、図２６に示す３×３画素が有する９つの発光デバイス９０Ｂ全てを用いて点灯と消灯を行った。
図２７（Ａ）に、暗い画面を想定した条件での結果を示し、図２７（Ｂ）に、明るい画面を想定した条件での結果を示す。
図２７（Ａ）、図２７（Ｂ）に示すように、暗い画面、明るい画面いずれも１×１画素の点灯・消灯では受光デバイスの検出強度に差が見られなかった。一方、２×２画素、３×３画素の点灯・消灯では、暗い画面、明るい画面いずれも、受光デバイスの検出強度に差が確認された。また、２×２画素の点灯・消灯の場合と、３×３画素の点灯・消灯の場合では、結果に大きな差が見られなかった。
評価１の結果から、受光デバイスの光検出に対して主に作用している発光デバイスは、周囲の２×２画素に含まれる発光デバイスであることがわかった。
［評価２］
評価２では、受光デバイスと重なる位置に設けられる遮光層の開口の位置を変えることで、特定の発光デバイスが受光デバイスの光検出に与える影響を大きくできるか、光線追跡シミュレーションを用いて評価した。
評価２では、受光デバイスと重なる位置に設けられる遮光層の開口の位置を変えることで、特定の発光デバイスが受光デバイスの光検出に与える影響を大きくできるか、光線追跡シミュレーションを用いて評価した。
評価２に用いた光学系の模式図を図２８（Ａ）、図２８（Ｂ）に示す。
図２８（Ａ）に示すように、点灯と消灯を繰り返す発光デバイス８１、受光デバイス８２、及び、常時点灯する発光デバイス８３を同一面上に配置した。発光デバイス８１及び発光デバイス８３が発した光は、封止樹脂で充填された空間５８（厚さ１０μｍ、屈折率ｎ＝１．５）、遮光層５６の開口ＯＰ（サイズ１２μｍ□）、基板５９（厚さ２００μｍ、屈折率ｎ＝１．５２）に順に入射し、基板５９に接している散乱体８５（指に相当）で反射する。散乱体８５で反射した光は、基板５９、遮光層５６の開口、封止樹脂を順に通過し、受光デバイス８２に入射する。
図２８（Ｂ）に示すように、１つの受光デバイス８２の周囲に、１つの点灯と消灯を繰り返す発光デバイス８１と、３つの常時点灯する発光デバイス８３を配置した。発光デバイス８１、受光デバイス８２、発光デバイス８３、及び遮光層５６の開口は、いずれも１２μｍ□とした。画素のレイアウトは、表示装置の精細度が３０２ｐｐｉ相当となるように設計した。
発光デバイス８１及び３つの発光デバイス８３が全て点灯している場合と、発光デバイス８１が消灯し、３つの発光デバイス８３が点灯している場合について、受光デバイス８２における受光本数を計算した。そして、受光デバイス８２と重なる遮光層５６の開口ＯＰを、サイズは１２μｍ□のまま、発光デバイス８１側に近づけた複数の条件においても、当該２つの場合について、受光デバイス８２における受光本数を計算した。
図２９に計算結果を示す。受光デバイス８２と完全に重なる位置に遮光層５６の開口ＯＰが設けられている状態がずらし幅０μｍに相当する。規格化受光本数は、開口ＯＰのずらし幅０μｍ、かつ、発光デバイス８１が点灯しているときの受光デバイス８２の受光本数を１として算出した。
点灯時、消灯時ともに、開口ＯＰをずらすことで、受光デバイス８２の受光本数は減少することがわかった。これは、開口ＯＰを発光デバイス８１に近づけたことで、３つの発光デバイス８３に由来する光の受光量が減ったためと考えられる。
また、開口ＯＰのずらし幅が大きすぎると、点灯時と消灯時の受光本数の差が小さくなり、センシング感度が低下することがわかった。点灯時と消灯時の受光本数の差は、点灯と消灯を繰り返す発光デバイス８１に由来する光の受光量に対応する。ずらし幅５μｍまでは、開口ＯＰを発光デバイス８１に近づけることで増加する光線数と、受光デバイス８２と遮光層５６が重なることで減少する受光面積の間で、釣り合いが取れていると考えられる。一方、ずらし幅がそれ以上大きくなると、受光面積が減少する影響のほうが大きくなり、発光デバイス８１に由来する光の受光量が減少すると考えられる。
図２９に示す発光デバイス８１の寄与は、全体の受光量を１とした際の、点灯と消灯を繰り返す発光デバイス８１に由来する受光量を表す。ずらし幅０μｍの際は、発光デバイス８１の寄与は３０％程度であったが、開口ＯＰをずらすことで、５０％程度まで増加することがわかった。
評価２の結果から、受光デバイス８２と重なる遮光層５６の開口の位置をずらすことで、特定の発光デバイスが受光デバイスの光検出に与える影響を大きくできることがわかった。
評価１では、発光デバイスの点灯時と消灯時での受光デバイスの検出強度の差を評価した。４つの画素（２×２画素）で点灯・消灯を行う条件では、検出強度に十分な差が生じたが、１つの画素で点灯・消灯を行う条件では検出強度にほとんど差が見られなかった。しかし、点灯・消灯を繰り返す画素の数が多いほど、表示装置の使用者に当該画素の点滅が視認されやすくなり、また、映像の表示に用いる画素が減ってしまう。また、評価２の結果から、受光デバイスと重なる遮光層の開口の位置をずらすことで、特定の発光デバイスが受光デバイスの光検出に与える影響を大きくできることがわかった。これにより、点灯・消灯を繰り返す画素を少なくしても（評価１の条件で、４画素未満、例えば１画素であっても）、受光デバイスの検出強度に十分な差が得られると考えられる。以上のことから、受光デバイスと重なる遮光層の開口の位置をずらすことで、受光デバイスの光検出を高い精度で行い、かつ、映像の表示を良好に行うことができると示唆された。
Ｃ１ 容量
Ｃ２ 容量
ＥＬ 発光デバイス
Ｍ１ トランジスタ
Ｍ２ トランジスタ
Ｍ３ トランジスタ
Ｍ４ トランジスタ
Ｍ５ トランジスタ
Ｍ６ トランジスタ
Ｍ７ トランジスタ
Ｍ８ トランジスタ
Ｍ９ トランジスタ
Ｍ１０ トランジスタ
Ｍ１１ トランジスタ
Ｍ１２ トランジスタ
Ｍ１３ トランジスタ
Ｍ１４ トランジスタ
ＯＰ 開口
ＯＵＴ１ 配線
ＯＵＴ２ 配線
ＰＤ 受光デバイス
ＰＩＸ１ 画素回路
ＰＩＸ２ 画素回路
ＰＩＸ３ 画素回路
Ｖ０ 配線
Ｖ１ 配線
Ｖ２ 配線
Ｖ３ 配線
Ｖ４ 配線
Ｖ５ 配線
１０Ａ 表示装置
１０Ｂ 表示装置
１０Ｃ 表示装置
１０Ｄ 表示装置
１０Ｅ 表示装置
１０Ｆ 表示装置
１１ 光
１２ 光
１３ 光
１４ 光
２０Ａ 表示装置
２０Ｂ 表示装置
２０Ｃ 表示装置
２０Ｄ 表示装置
２０Ｅ 表示装置
２１ 発光
２１Ｂ 光
２１Ｇ 光
２１Ｒ 光
２２ 光
２３ 光
２３ａ 迷光
２３ｂ 迷光
２３ｄ 迷光
２４ 反射光
３５ 光
４１ トランジスタ
４２ トランジスタ
４２Ｂ トランジスタ
４２Ｇ トランジスタ
４２Ｒ トランジスタ
５０Ａ 表示装置
５０Ｂ 表示装置
５０Ｃ 表示装置
５０Ｄ 表示装置
５１ 基板
５２ 指
５３ 受光デバイスを有する層
５４ 受発光デバイスを有する層
５５ トランジスタを有する層
５６ 遮光層
５７ 発光デバイスを有する層
５８ 空間
５９ 基板
６１ 正孔注入層
６２ 正孔輸送層
６２Ｂ 正孔輸送層
６２Ｇ 正孔輸送層
６２ＰＤ 正孔輸送層
６２Ｒ 正孔輸送層
６３ 発光層
６３Ｂ 発光層
６３Ｇ 発光層
６３Ｒ 発光層
６４ 電子輸送層
６５ 電子注入層
６６ａ ユニット
６６ｂ ユニット
６７ 中間層
６９ 発光層と活性層を兼ねる層
７０Ｂ 発光デバイス
７０Ｇ 発光デバイス
７０ＰＤ 受光デバイス
７０Ｒ 発光デバイス
７０Ｒ（ＰＤ） 受発光デバイス
７１ 画素電極
７２ 光学調整層
７２Ｂ 光学調整層
７２Ｇ 光学調整層
７２ＰＤ 光学調整層
７２Ｒ 光学調整層
７３ 活性層
７５ 共通電極
７７ 電極
７８ 電極
８１ 発光デバイス
８２ 受光デバイス
８３ 発光デバイス
８５ 散乱体
９０Ｂ 発光デバイス
９０Ｇ 発光デバイス
９０Ｒ 発光デバイス
９０Ｒ（ＰＤ） 受発光デバイス
９５ 受光デバイス
９５Ａ 受光デバイス
１００Ａ 表示装置
１００Ｂ 表示装置
１００Ｃ 表示装置
１１０ 受光デバイス
１１２ 共通層
１１３ 発光層
１１４ 共通層
１１５ 共通電極
１１６ 保護層
１１６ａ 無機絶縁層
１１６ｂ 有機絶縁層
１１６ｃ 無機絶縁層
１４２ 接着層
１４３ 空間
１５１ 基板
１５２ 基板
１５３ 基板
１５４ 基板
１５５ 接着層
１５６ 接着層
１５７ 絶縁層
１５８ 遮光層
１５９ 樹脂層
１５９ｐ 開口
１６２ 表示部
１６４ 回路
１６５ 配線
１６６ 導電層
１６７ 導電層
１６９ 導電層
１７２ ＦＰＣ
１７３ ＩＣ
１８１ 画素電極
１８２ バッファ層
１８３ 活性層
１８４ バッファ層
１９０ 発光デバイス
１９０Ｂ 発光デバイス
１９０Ｇ 発光デバイス
１９０Ｒ 発光デバイス
１９０Ｒ（ＰＤ） 受発光デバイス
１９１ 画素電極
１９１Ｂ 画素電極
１９１Ｇ 画素電極
１９１Ｒ 画素電極
１９２ バッファ層
１９２Ｂ バッファ層
１９２Ｇ バッファ層
１９２Ｒ バッファ層
１９３ 発光層
１９３Ｂ 発光層
１９３Ｇ 発光層
１９３Ｒ 発光層
１９４ バッファ層
１９４Ｂ バッファ層
１９４Ｇ バッファ層
１９４Ｒ バッファ層
１９７ 光学調整層
１９７Ｂ 光学調整層
１９７Ｇ 光学調整層
２０１ トランジスタ
２０２ トランジスタ
２０３ トランジスタ
２０４ 接続部
２０５ トランジスタ
２０６ トランジスタ
２０７ トランジスタ
２０８ トランジスタ
２０９ トランジスタ
２１０ トランジスタ
２１１ 絶縁層
２１２ 絶縁層
２１３ 絶縁層
２１４ 絶縁層
２１４ａ 絶縁層
２１４ｂ 絶縁層
２１５ 絶縁層
２１６ 隔壁
２１７ 隔壁
２１９ａ 遮光層
２１９ｂ スペーサ
２２１ 導電層
２２２ａ 導電層
２２２ｂ 導電層
２２３ 導電層
２２５ 絶縁層
２２８ 領域
２３１ 半導体層
２３１ｉ チャネル形成領域
２３１ｎ 低抵抗領域
２４２ 接続層
３００ 画素
３００ａ 画素
３００ｂ 画素
３２０ 対象画素
３２０ａ 対象画素
３２０ｂ 対象画素
３３０ａ 画素
３３０ｂ 画素
３３０ｃ 画素
３３０ｄ 画素
３４０ 指
３５０ａ 画素
３５０ｂ 画素
３５０ｃ 画素
３５０ｄ 画素
６５００ 電子機器
６５０１ 筐体
６５０２ 表示部
６５０３ 電源ボタン
６５０４ ボタン
６５０５ スピーカ
６５０６ マイク
６５０７ カメラ
６５０８ 光源
６５１０ 保護部材
６５１１ 表示パネル
６５１２ 光学部材
６５１３ タッチセンサパネル
６５１５ ＦＰＣ
６５１６ ＩＣ
６５１７ プリント基板
６５１８ バッテリ
７０００ 表示部
７１００ テレビジョン装置
７１０１ 筐体
７１０３ スタンド
７１１１ リモコン操作機
７２００ ノート型パーソナルコンピュータ
７２１１ 筐体
７２１２ キーボード
７２１３ ポインティングデバイス
７２１４ 外部接続ポート
７３００ デジタルサイネージ
７３０１ 筐体
７３０３ スピーカ
７３１１ 情報端末機
７４００ デジタルサイネージ
７４０１ 柱
７４１１ 情報端末機
９０００ 筐体
９００１ 表示部
９００３ スピーカ
９００５ 操作キー
９００６ 接続端子
９００７ センサ
９００８ マイクロフォン
９０５０ アイコン
９０５１ 情報
９０５２ 情報
９０５３ 情報
９０５４ 情報
９０５５ ヒンジ
９１０１ 携帯情報端末
９１０２ 携帯情報端末
９２００ 携帯情報端末
９２０１ 携帯情報端末
Ｃ２ 容量
ＥＬ 発光デバイス
Ｍ１ トランジスタ
Ｍ２ トランジスタ
Ｍ３ トランジスタ
Ｍ４ トランジスタ
Ｍ５ トランジスタ
Ｍ６ トランジスタ
Ｍ７ トランジスタ
Ｍ８ トランジスタ
Ｍ９ トランジスタ
Ｍ１０ トランジスタ
Ｍ１１ トランジスタ
Ｍ１２ トランジスタ
Ｍ１３ トランジスタ
Ｍ１４ トランジスタ
ＯＰ 開口
ＯＵＴ１ 配線
ＯＵＴ２ 配線
ＰＤ 受光デバイス
ＰＩＸ１ 画素回路
ＰＩＸ２ 画素回路
ＰＩＸ３ 画素回路
Ｖ０ 配線
Ｖ１ 配線
Ｖ２ 配線
Ｖ３ 配線
Ｖ４ 配線
Ｖ５ 配線
１０Ａ 表示装置
１０Ｂ 表示装置
１０Ｃ 表示装置
１０Ｄ 表示装置
１０Ｅ 表示装置
１０Ｆ 表示装置
１１ 光
１２ 光
１３ 光
１４ 光
２０Ａ 表示装置
２０Ｂ 表示装置
２０Ｃ 表示装置
２０Ｄ 表示装置
２０Ｅ 表示装置
２１ 発光
２１Ｂ 光
２１Ｇ 光
２１Ｒ 光
２２ 光
２３ 光
２３ａ 迷光
２３ｂ 迷光
２３ｄ 迷光
２４ 反射光
３５ 光
４１ トランジスタ
４２ トランジスタ
４２Ｂ トランジスタ
４２Ｇ トランジスタ
４２Ｒ トランジスタ
５０Ａ 表示装置
５０Ｂ 表示装置
５０Ｃ 表示装置
５０Ｄ 表示装置
５１ 基板
５２ 指
５３ 受光デバイスを有する層
５４ 受発光デバイスを有する層
５５ トランジスタを有する層
５６ 遮光層
５７ 発光デバイスを有する層
５８ 空間
５９ 基板
６１ 正孔注入層
６２ 正孔輸送層
６２Ｂ 正孔輸送層
６２Ｇ 正孔輸送層
６２ＰＤ 正孔輸送層
６２Ｒ 正孔輸送層
６３ 発光層
６３Ｂ 発光層
６３Ｇ 発光層
６３Ｒ 発光層
６４ 電子輸送層
６５ 電子注入層
６６ａ ユニット
６６ｂ ユニット
６７ 中間層
６９ 発光層と活性層を兼ねる層
７０Ｂ 発光デバイス
７０Ｇ 発光デバイス
７０ＰＤ 受光デバイス
７０Ｒ 発光デバイス
７０Ｒ（ＰＤ） 受発光デバイス
７１ 画素電極
７２ 光学調整層
７２Ｂ 光学調整層
７２Ｇ 光学調整層
７２ＰＤ 光学調整層
７２Ｒ 光学調整層
７３ 活性層
７５ 共通電極
７７ 電極
７８ 電極
８１ 発光デバイス
８２ 受光デバイス
８３ 発光デバイス
８５ 散乱体
９０Ｂ 発光デバイス
９０Ｇ 発光デバイス
９０Ｒ 発光デバイス
９０Ｒ（ＰＤ） 受発光デバイス
９５ 受光デバイス
９５Ａ 受光デバイス
１００Ａ 表示装置
１００Ｂ 表示装置
１００Ｃ 表示装置
１１０ 受光デバイス
１１２ 共通層
１１３ 発光層
１１４ 共通層
１１５ 共通電極
１１６ 保護層
１１６ａ 無機絶縁層
１１６ｂ 有機絶縁層
１１６ｃ 無機絶縁層
１４２ 接着層
１４３ 空間
１５１ 基板
１５２ 基板
１５３ 基板
１５４ 基板
１５５ 接着層
１５６ 接着層
１５７ 絶縁層
１５８ 遮光層
１５９ 樹脂層
１５９ｐ 開口
１６２ 表示部
１６４ 回路
１６５ 配線
１６６ 導電層
１６７ 導電層
１６９ 導電層
１７２ ＦＰＣ
１７３ ＩＣ
１８１ 画素電極
１８２ バッファ層
１８３ 活性層
１８４ バッファ層
１９０ 発光デバイス
１９０Ｂ 発光デバイス
１９０Ｇ 発光デバイス
１９０Ｒ 発光デバイス
１９０Ｒ（ＰＤ） 受発光デバイス
１９１ 画素電極
１９１Ｂ 画素電極
１９１Ｇ 画素電極
１９１Ｒ 画素電極
１９２ バッファ層
１９２Ｂ バッファ層
１９２Ｇ バッファ層
１９２Ｒ バッファ層
１９３ 発光層
１９３Ｂ 発光層
１９３Ｇ 発光層
１９３Ｒ 発光層
１９４ バッファ層
１９４Ｂ バッファ層
１９４Ｇ バッファ層
１９４Ｒ バッファ層
１９７ 光学調整層
１９７Ｂ 光学調整層
１９７Ｇ 光学調整層
２０１ トランジスタ
２０２ トランジスタ
２０３ トランジスタ
２０４ 接続部
２０５ トランジスタ
２０６ トランジスタ
２０７ トランジスタ
２０８ トランジスタ
２０９ トランジスタ
２１０ トランジスタ
２１１ 絶縁層
２１２ 絶縁層
２１３ 絶縁層
２１４ 絶縁層
２１４ａ 絶縁層
２１４ｂ 絶縁層
２１５ 絶縁層
２１６ 隔壁
２１７ 隔壁
２１９ａ 遮光層
２１９ｂ スペーサ
２２１ 導電層
２２２ａ 導電層
２２２ｂ 導電層
２２３ 導電層
２２５ 絶縁層
２２８ 領域
２３１ 半導体層
２３１ｉ チャネル形成領域
２３１ｎ 低抵抗領域
２４２ 接続層
３００ 画素
３００ａ 画素
３００ｂ 画素
３２０ 対象画素
３２０ａ 対象画素
３２０ｂ 対象画素
３３０ａ 画素
３３０ｂ 画素
３３０ｃ 画素
３３０ｄ 画素
３４０ 指
３５０ａ 画素
３５０ｂ 画素
３５０ｃ 画素
３５０ｄ 画素
６５００ 電子機器
６５０１ 筐体
６５０２ 表示部
６５０３ 電源ボタン
６５０４ ボタン
６５０５ スピーカ
６５０６ マイク
６５０７ カメラ
６５０８ 光源
６５１０ 保護部材
６５１１ 表示パネル
６５１２ 光学部材
６５１３ タッチセンサパネル
６５１５ ＦＰＣ
６５１６ ＩＣ
６５１７ プリント基板
６５１８ バッテリ
７０００ 表示部
７１００ テレビジョン装置
７１０１ 筐体
７１０３ スタンド
７１１１ リモコン操作機
７２００ ノート型パーソナルコンピュータ
７２１１ 筐体
７２１２ キーボード
７２１３ ポインティングデバイス
７２１４ 外部接続ポート
７３００ デジタルサイネージ
７３０１ 筐体
７３０３ スピーカ
７３１１ 情報端末機
７４００ デジタルサイネージ
７４０１ 柱
７４１１ 情報端末機
９０００ 筐体
９００１ 表示部
９００３ スピーカ
９００５ 操作キー
９００６ 接続端子
９００７ センサ
９００８ マイクロフォン
９０５０ アイコン
９０５１ 情報
９０５２ 情報
９０５３ 情報
９０５４ 情報
９０５５ ヒンジ
９１０１ 携帯情報端末
９１０２ 携帯情報端末
９２００ 携帯情報端末
９２０１ 携帯情報端末
Claims (26)
- 第１の発光デバイス、第２の発光デバイス、受光デバイス、及び遮光層を有し、
前記第１の発光デバイスと前記第２の発光デバイスは、第１の色の光を発し、
前記遮光層の第１の開口を介して、前記受光デバイスに光が入射し、
上面視において、前記第１の発光デバイスから前記受光デバイスまでの最短距離ａと、前記第２の発光デバイスから前記受光デバイスまでの最短距離ｂとの差の絶対値｜ａ−ｂ｜は、前記第１の発光デバイスから前記第１の開口までの最短距離ｃと、前記第２の発光デバイスから前記第１の開口までの最短距離ｄとの差の絶対値｜ｃ−ｄ｜よりも小さく、
上面視において、前記最短距離ｃは、前記最短距離ｄよりも短い、表示装置。 - 請求項１において、
上面視において、前記最短距離ａは、前記最短距離ｂと同一または概略同一である、表示装置。 - 請求項１または２において、
前記第１の発光デバイスは、前記第１の色の光を発する発光デバイスのうち、前記受光デバイスに最も近い発光デバイスである、表示装置。 - 請求項１乃至３のいずれか一において、
前記第１の発光デバイスは、第１の画素電極、第１の発光層、及び共通電極を有し、
前記受光デバイスは、第２の画素電極、活性層、及び前記共通電極を有し、
前記活性層は、有機化合物を有し、
前記第１の発光層は、前記第１の画素電極と前記共通電極との間に位置し、
前記活性層は、前記第２の画素電極と前記共通電極との間に位置する、表示装置。 - 請求項４において、
前記第１の発光デバイス及び前記受光デバイスは、さらに、共通層を有し、
前記共通層は、前記第１の画素電極と前記共通電極との間、及び、前記第２の画素電極と前記共通電極との間に位置する、表示装置。 - 請求項４または５において、
さらに、樹脂層及び基板を有し、
前記樹脂層及び前記遮光層は、それぞれ、前記共通電極と前記基板との間に位置し、
前記樹脂層は、前記受光デバイスと重なる第２の開口を有し、
前記樹脂層は、前記第１の発光デバイスと重なる部分を有し、
前記遮光層は、前記共通電極と前記樹脂層との間に位置する部分を有する、表示装置。 - 請求項６において、
前記遮光層は、前記第２の開口の少なくとも一部、及び、前記第２の開口にて露出している前記樹脂層の側面の少なくとも一部を覆う、表示装置。 - 請求項４または５において、
さらに、樹脂層及び基板を有し、
前記樹脂層及び前記遮光層は、それぞれ、前記共通電極と前記基板との間に位置し、
前記樹脂層は、島状に設けられ、かつ、前記第１の発光デバイスと重なる部分を有し、
前記遮光層は、前記共通電極と前記樹脂層との間に位置する部分を有し、
前記基板を通過した光の少なくとも一部は、前記樹脂層を介さずに、前記受光デバイスに入射する、表示装置。 - 請求項８において、
前記遮光層は、前記樹脂層の側面の少なくとも一部を覆う、表示装置。 - 請求項６乃至９のいずれか一において、
さらに、接着層を有し、
前記接着層は、前記共通電極と前記基板との間に位置し、
前記樹脂層及び前記遮光層は、それぞれ、前記接着層と前記基板との間に位置し、
前記接着層は、前記受光デバイスと重なる第１の部分と、前記第１の発光デバイスと重なる第２の部分と、を有し、
前記第１の部分は、前記第２の部分に比べて厚い、表示装置。 - 請求項１乃至１０のいずれか一において、
前記受光デバイスを複数有し、
全ての前記受光デバイスを撮像に用いるモードと、一部の前記受光デバイスを撮像に用いるモードと、を有する、表示装置。 - 第１の発光デバイス、第２の発光デバイス、受発光デバイス、及び遮光層を有し、
前記第１の発光デバイスと前記第２の発光デバイスは、第１の色の光を発し、
前記受発光デバイスは、第２の色の光を発し、
前記遮光層の第１の開口を介して、前記受発光デバイスに光が入射し、
上面視において、前記第１の発光デバイスから前記受発光デバイスまでの最短距離ａと、前記第２の発光デバイスから前記受発光デバイスまでの最短距離ｂとの差の絶対値｜ａ−ｂ｜は、前記第１の発光デバイスから前記第１の開口までの最短距離ｃと、前記第２の発光デバイスから前記第１の開口までの最短距離ｄとの差の絶対値｜ｃ−ｄ｜よりも小さく、
上面視において、前記最短距離ｃは、前記最短距離ｄよりも短い、表示装置。 - 請求項１２において、
上面視において、前記最短距離ａは、前記最短距離ｂと同一または概略同一である、表示装置。 - 請求項１２または１３において、
前記第１の発光デバイスは、前記第１の色の光を発する発光デバイスのうち、前記受発光デバイスに最も近い発光デバイスである、表示装置。 - 請求項１２乃至１４のいずれか一において、
前記第１の発光デバイスは、第１の画素電極、第１の発光層、及び共通電極を有し、
前記受発光デバイスは、第２の画素電極、第２の発光層、活性層、及び前記共通電極を有し、
前記活性層は、有機化合物を有し、
前記第１の発光層は、前記第１の画素電極と前記共通電極との間に位置し、
前記第２の発光層及び前記活性層は、それぞれ、前記第２の画素電極と前記共通電極との間に位置する、表示装置。 - 請求項１５において、
前記第１の発光デバイス及び前記受発光デバイスは、さらに、共通層を有し、
前記共通層は、前記第１の画素電極と前記共通電極との間、及び、前記第２の画素電極と前記共通電極との間に位置する、表示装置。 - 請求項１５または１６において、
さらに、樹脂層及び基板を有し、
前記樹脂層及び前記遮光層は、それぞれ、前記共通電極と前記基板との間に位置し、
前記樹脂層は、前記受発光デバイスと重なる第２の開口を有し、
前記樹脂層は、前記第１の発光デバイスと重なる部分を有し、
前記遮光層は、前記共通電極と前記樹脂層との間に位置する部分を有する、表示装置。 - 請求項１７において、
前記遮光層は、前記第２の開口の少なくとも一部、及び、前記第２の開口にて露出している前記樹脂層の側面の少なくとも一部を覆う、表示装置。 - 請求項１５または１６において、
さらに、樹脂層及び基板を有し、
前記樹脂層及び前記遮光層は、それぞれ、前記共通電極と前記基板との間に位置し、
前記樹脂層は、島状に設けられ、かつ、前記第１の発光デバイスと重なる部分を有し、
前記遮光層は、前記共通電極と前記樹脂層との間に位置する部分を有し、
前記基板を通過した光の少なくとも一部は、前記樹脂層を介さずに、前記受発光デバイスに入射する、表示装置。 - 請求項１９において、
前記遮光層は、前記樹脂層の側面の少なくとも一部を覆う、表示装置。 - 請求項１７乃至２０のいずれか一において、
さらに、接着層を有し、
前記接着層は、前記共通電極と前記基板との間に位置し、
前記樹脂層及び前記遮光層は、それぞれ、前記接着層と前記基板との間に位置し、
前記接着層は、前記受発光デバイスと重なる第１の部分と、前記第１の発光デバイスと重なる第２の部分と、を有し、
前記第１の部分は、前記第２の部分に比べて厚い、表示装置。 - 請求項１２乃至２１のいずれか一において、
前記受発光デバイスを複数有し、
全ての前記受発光デバイスを撮像に用いるモードと、一部の前記受発光デバイスを撮像に用いるモードと、を有する、表示装置。 - 請求項１２乃至２２のいずれか一において、
前記受発光デバイスを複数有し、
前記表示装置は、表示を行う第１のモード、撮像を行う第２のモード、及び、表示と撮像を同時に行う第３のモードを有し、
前記第１のモードでは、前記第１の発光デバイス、前記第２の発光デバイス、及び全ての前記受発光デバイスを用いて、表示を行い、
前記第２のモードでは、前記第１の発光デバイス及び前記第２の発光デバイスがそれぞれ発光し、全ての前記受発光デバイスが受光することで、撮像を行い、
前記第３のモードでは、前記第１の発光デバイスが発光し、一部の前記受発光デバイスが受光することで、撮像を行い、かつ、前記第２の発光デバイス及びその他の前記受発光デバイスを用いて、表示を行う、表示装置。 - 請求項１乃至２３のいずれか一において、
可撓性を有する、表示装置。 - 請求項１乃至２４のいずれか一に記載の表示装置と、コネクタまたは集積回路と、を有する、表示モジュール。
- 請求項２５に記載の表示モジュールと、
アンテナ、バッテリ、筐体、カメラ、スピーカ、マイク、及び操作ボタンのうち、少なくとも一つと、を有する、電子機器。
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