JP2022183111A - 表示装置、表示装置の作製方法、表示モジュール、及び電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】高い感度で撮像を行うことができる表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、発光層を有する発光素子と、光電変換層を有する受光素子と、を有する。発光層上には半透過・半反射電極が設けられ、光電変換層上には透明電極が設けられる。半透過・半反射電極が光電変換層と重ならない構成とすることで、発光素子にマイクロキャビティ構造を適用しつつ、受光素子の受光感度の低下を防ぐことができる。よって、表示装置は、色純度が高い光を発し、且つ高い感度で撮像を行うことができる表示装置とすることができる。【選択図】図２

Description

本発明の一態様は、表示装置に関する。本発明の一態様は、撮像装置に関する。本発明の一態様は、撮像機能を有する表示装置に関する。本発明の一態様は、表示モジュールに関する。本発明の一態様は、電子機器に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する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、入出力装置、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。半導体装置は、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。
近年、表示装置は高解像度の画像を表示するために高精細化が求められている。また、スマートフォン、タブレット型端末、及びノート型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の情報端末機器においては、表示装置は、高精細化に加えて、低消費電力化が求められている。さらに、タッチパネルとしての機能、及び認証のために指紋を撮像する機能等、画像を表示するだけでなく、様々な機能が付加された表示装置が求められている。
表示装置としては、例えば、発光素子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素子（ＥＬ素子とも記す）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、及び直流定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素子が適用された、可撓性を有する発光装置が開示されている。
特開２０１４－１９７５２２号公報
本発明の一態様は、高い感度で撮像を行うことができる表示装置、又は撮像装置を提供することを課題の１つとする。又は、本発明の一態様は、高精細な表示装置、又は撮像装置を提供することを課題の１つとする。又は、本発明の一態様は、開口率の高い表示装置、又は撮像装置を提供することを課題の１つとする。又は、本発明の一態様は、色純度が高い表示を行うことができる表示装置を提供することを課題の１つとする。又は、本発明の一態様は、表示品位が高い表示装置を提供することを課題の１つとする。又は、本発明の一態様は、指紋等の生体情報を取得できる表示装置を提供することを課題の１つとする。又は、本発明の一態様は、タッチパネルとして機能する表示装置を提供することを課題の１つとする。又は、本発明の一態様は、信頼性の高い表示装置、又は撮像装置を提供することを課題の１つとする。又は、本発明の一態様は、新規な構成を有する表示装置、又は撮像装置を提供することを課題の１つとする。又は、本発明の一態様は、上記表示装置又は撮像装置を有する電子機器を提供することを課題の１つとする。又は、本発明の一態様は、上記表示装置、撮像装置、又は電子機器の作製方法を提供することを課題の１つとする。
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。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項等の記載から抽出することが可能である。
本発明の一態様は、第１の発光層と、光電変換層と、第１の電極と、第２の電極と、を有し、第１の電極は、第１の発光層上に設けられ、第２の電極は、光電変換層上に設けられ、第２の電極における可視光の透過率は、第１の電極における可視光の透過率より高い表示装置である。
又は、上記態様において、第１の電極は、半透過・半反射電極であり、第２の電極は、透明電極であってもよい。
又は、上記態様において、第１の発光層下に、光学調整層を有してもよい。
又は、上記態様において、光電変換層は、第１の電極と重ならない領域を有してもよい。
又は、上記態様において、光電変換層は、第１の電極と重なる領域を有さなくてもよい。
又は、上記態様において、第２の電極は、第１の発光層と重なる領域を有し、第２の電極は、第１の電極と接する領域を有してもよい。
又は、上記態様において、樹脂層を有し、樹脂層は、第１の発光層と、光電変換層と、の間に位置してもよい。
又は、上記態様において、絶縁層を有し、絶縁層は、第１の発光層と樹脂層の間、及び光電変換層と樹脂層の間に位置してもよい。
又は、上記態様において、第２の発光層を有し、第１の電極は、第２の発光層上に設けられてもよい。
又は、上記態様において、有機層を有し、有機層は、第１の発光層及び第２の発光層と、第１の電極と、の間に位置し、有機層は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、電子輸送層、又は電子注入層の少なくとも１つを有してもよい。
又は、上記態様において、有機層は、光電変換層と、第２の電極と、の間に位置してもよい。
又は、上記態様において、保護層を有し、保護層は、第１の電極上、及び第２の電極上に設けられてもよい。
本発明の一態様の表示装置と、コネクタ及び集積回路のうち少なくとも一方と、を有する表示モジュールも、本発明の一態様である。
本発明の一態様の表示モジュールと、バッテリ、カメラ、スピーカ、及びマイクのうち少なくとも一つと、を有する電子機器も、本発明の一態様である。
又は、本発明の一態様は、発光層、及び光電変換層を形成し、発光層上に、第１の電極を形成し、且つ光電変換層上に、第１の電極より可視光の透過率が高い第２の電極を形成する表示装置の作製方法である。
又は、本発明の一態様は、絶縁表面上に、発光膜、及び第１の犠牲膜を順に形成し、第１の犠牲膜、及び発光膜を加工することにより、第１の犠牲層と、第１の犠牲層下の発光層と、を形成し、第１の犠牲層上、及び絶縁表面上に、光電変換膜及び第２の犠牲膜をそれぞれ形成し、第２の犠牲膜、及び光電変換膜を加工することにより、第２の犠牲層と、第２の犠牲層下の光電変換層と、を形成し、第１の犠牲層、及び第２の犠牲層を除去し、発光層上に、第１の電極を形成し、且つ光電変換層上に、第１の電極より可視光の透過率が高い第２の電極を形成する表示装置の作製方法である。
又は、上記態様において、第１の犠牲層、及び第２の犠牲層を除去する前に、第１の犠牲層上、第２の犠牲層上、及び絶縁表面上に絶縁膜を形成し、絶縁膜を加工することにより、発光層と、光電変換層と、の間に絶縁層を形成してもよい。
又は、上記態様において、絶縁膜は、スピンコート法、スプレー法、スクリーン印刷法、又はペイント法を用いて形成してもよい。
又は、上記態様において、第１の電極は、発光層上に半透過・半反射膜を成膜することにより形成し、第２の電極は、光電変換層上に透明膜を成膜することにより形成してもよい。
又は、上記態様において、発光層の形成前に、絶縁表面上に光学調整層を形成し、光学調整層上に発光層を形成してもよい。
又は、上記態様において、第１の電極を、光電変換層と重ならない領域を有するように形成してもよい。
又は、上記態様において、第１の電極を、光電変換層と重なる領域を有さないように形成してもよい。
又は、上記態様において、第２の電極を、発光層と重なる領域を有し、且つ第１の電極と接する領域を有するように形成してもよい。
本発明の一態様により、高い感度で撮像を行うことができる表示装置、又は撮像装置を提供することができる。又は、本発明の一態様により、高精細な表示装置、又は撮像装置を提供することができる。又は、本発明の一態様により、開口率の高い表示装置、又は撮像装置を提供することができる。又は、本発明の一態様により、色純度が高い表示を行うことができる表示装置を提供することができる。又は、本発明の一態様により、表示品位が高い表示装置を提供することができる。又は、本発明の一態様により、指紋等の生体情報を取得できる表示装置を提供することができる。又は、本発明の一態様により、タッチパネルとして機能する表示装置を提供することができる。又は、本発明の一態様により、信頼性の高い表示装置、又は撮像装置を提供することができる。又は、本発明の一態様により、新規な構成を有する表示装置、又は撮像装置を提供することができる。又は、本発明の一態様により、上記表示装置又は撮像装置を有する電子機器を提供することができる。又は、本発明の一態様により、上記表示装置、撮像装置、又は電子機器の作製方法を提供することができる。
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。なお、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。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項等の記載から抽出することが可能である。
図１は、表示装置の構成例を示す上面図である。 図２（Ａ）乃至図２（Ｄ）は、表示装置の構成例を示す断面図である。 図３（Ａ）乃至図３（Ｅ）は、表示装置の構成例を示す断面図である。 図４（Ａ）乃至図４（Ｅ）は、表示装置の構成例を示す断面図である。 図５（Ａ）乃至図５（Ｅ）は、表示装置の構成例を示す断面図である。 図６（Ａ）乃至図６（Ｌ）は、表示装置の構成例を示す断面図である。 図７（Ａ）乃至図７（Ｈ）は、表示装置の構成例を示す断面図である。 図８（Ａ）乃至図８（Ｄ）は、表示装置の作製方法例を示す断面図である。 図９（Ａ）乃至図９（Ｃ）は、表示装置の作製方法例を示す断面図である。 図１０（Ａ）乃至図１０（Ｃ）は、表示装置の作製方法例を示す断面図である。 図１１（Ａ）乃至図１１（Ｃ）は、表示装置の作製方法例を示す断面図である。 図１２（Ａ）乃至図１２（Ｄ）は、表示装置の作製方法例を示す断面図である。 図１３（Ａ）乃至図１３（Ｃ）は、表示装置の作製方法例を示す断面図である。 図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は、表示装置の作製方法例を示す断面図である。 図１５（Ａ）乃至図１５（Ｄ）は、表示装置の作製方法例を示す断面図である。 図１６（Ａ）乃至図１６（Ｄ）は、表示装置の作製方法例を示す断面図である。 図１７（Ａ）乃至図１７（Ｄ）は、表示装置の作製方法例を示す断面図である。 図１８（Ａ）乃至図１８（Ｃ）は、表示装置の作製方法例を示す断面図である。 図１９（Ａ）乃至図１９（Ｄ）は、表示装置の作製方法例を示す断面図である。 図２０（Ａ）乃至図２０（Ｃ）は、表示装置の作製方法例を示す断面図である。 図２１（Ａ）乃至図２１（Ｄ）は、表示装置の作製方法例を示す断面図である。 図２２（Ａ）及び図２２（Ｂ）は、表示装置の作製方法例を示す断面図である。 図２３（Ａ）、図２３（Ｂ１）、及び図２３（Ｂ２）は、表示装置の作製方法例を示す断面図である。 図２４（Ａ）乃至図２４（Ｃ）は、表示装置の構成例を示す断面図である。 図２５（Ａ）乃至図２５（Ｃ）は、表示装置の構成例を示す断面図である。 図２６（Ａ）乃至図２６（Ｃ）は、表示装置の構成例を示す断面図である。 図２７（Ａ）乃至図２７（Ｄ）は、表示装置の作製方法例を示す断面図である。 図２８（Ａ）及び図２８（Ｂ）は、表示装置の作製方法例を示す断面図である。 図２９は、表示装置の構成例を示す斜視図である。 図３０（Ａ）は、表示装置の構成例を示す断面図である。図３０（Ｂ）、及び図３０（Ｃ）は、トランジスタの構成例を示す断面図である。 図３１は、表示装置の構成例を示す断面図である。 図３２（Ａ）、及び図３２（Ｂ１）乃至図３２（Ｂ４）は、表示装置の構成例を示す断面図である。 図３３（Ａ）、及び図３３（Ｂ）は、表示装置の構成例を示す斜視図である。 図３４は、表示装置の構成例を示す断面図である。 図３５は、表示装置の構成例を示す断面図である。 図３６は、表示装置の構成例を示す断面図である。 図３７は、表示装置の構成例を示す断面図である。 図３８は、表示装置の構成例を示す断面図である。 図３９は、表示装置の構成例を示す断面図である。 図４０（Ａ）、及び図４０（Ｂ）は、表示装置の構成例を示す上面図である。 図４１（Ａ）、及び図４１（Ｂ）は、表示装置の構成例を示す上面図である。 図４２は、表示装置の構成例を示す上面図である。 図４３（Ａ）、図４３（Ｂ）、及び図４３（Ｄ）は、表示装置の例を示す断面図である。図４３（Ｃ）、及び図４３（Ｅ）は、画像の例を示す図である。図４３（Ｆ）乃至図４３（Ｈ）は、画素の例を示す上面図である。 図４４（Ａ）は、表示装置の構成例を示す断面図である。図４４（Ｂ）乃至図４４（Ｄ）は、画素の例を示す上面図である。 図４５（Ａ）は、表示装置の構成例を示す断面図である。図４５（Ｂ）乃至図４５（Ｉ）は、画素の一例を示す上面図である。 図４６（Ａ）及び図４６（Ｂ）は、表示装置の構成例を示す図である。 図４７（Ａ）乃至図４７（Ｇ）は、表示装置の構成例を示す図である。 図４８（Ａ）乃至図４８（Ｆ）は、画素の例を示す図である。図４８（Ｇ）及び図４８（Ｈ）は、画素の回路図の例を示す図である。 図４９（Ａ）乃至図４９（Ｊ）は、表示装置の構成例を示す図である。 図５０（Ａ）及び図５０（Ｂ）は、電子機器の一例を示す図である。 図５１（Ａ）乃至図５１（Ｄ）は、電子機器の一例を示す図である。 図５２（Ａ）乃至図５２（Ｆ）は、電子機器の一例を示す図である。 図５３（Ａ）乃至図５３（Ｆ）は、電子機器の一例を示す図である。
以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。ただし、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、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、以下の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、ハッチングパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
なお、本明細書で説明する各図において、各構成要素の大きさ、層の厚さ、又は領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。
なお、本明細書等における「第１」、及び「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではない。
なお、以下では「上」、及び「下」等の向きを示す表現は、基本的には図面の向きと合わせて用いるものとする。しかしながら、説明を容易にするため等の目的で、明細書中の「上」又は「下」が意味する向きが、図面とは一致しない場合がある。一例としては、例えば積層体の積層順（又は形成順）を説明する場合に、図面において当該積層体が設けられる側の面（被形成面、支持面、接着面、又は平坦面等）が当該積層体よりも上側に位置していても、その向きを下、これとは反対の向きを上、等と表現する場合がある。
また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、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」又は「絶縁層」という用語は、「導電膜」又は「絶縁膜」という用語に相互に交換することが可能な場合がある。
なお、本明細書等において、ＥＬ層とは発光素子の一対の電極間に設けられ、少なくとも発光性の物質を含む層（発光層とも呼ぶ）、又は発光層を含む積層体を示すものとする。また、ＰＤ層とは受光素子の一対の電極間に設けられ、少なくとも光電変換材料を含む層（活性層、又は光電変換層とも呼ぶ）、又は活性層を含む積層体を示すものとする。
本明細書等において、表示装置の一態様である表示パネルは、表示面に例えば画像を表示（出力）する機能を有するものである。したがって表示パネルは出力装置の一態様である。
また、本明細書等では、表示パネルの基板に、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）等のコネクタが取り付けられたもの、又は基板にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式等によりＩＣが実装されたものを、表示パネルモジュール、表示モジュール、又は単に表示パネル等と呼ぶ場合がある。
（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の構成例、及び表示装置の作製方法例について説明する。
本発明の一態様は、発光素子（発光デバイスともいう）と、受光素子（受光デバイスともいう）を有する表示装置である。発光素子は一対の電極と、その間に少なくとも発光層を含むＥＬ層を有する。受光素子は、一対の電極と、その間に少なくとも活性層（光電変換層ともいう）を含むＰＤ層を有する。発光素子は、有機ＥＬ素子（有機電界発光素子）であることが好ましい。受光素子は、有機フォトダイオード（有機光電変換素子）であることが好ましい。
また、表示装置は、異なる色を発する２つ以上の発光素子を有することが好ましい。異なる色を発する発光素子は、それぞれ異なる材料を含むＥＬ層を有する。例えば、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、又は青色（Ｂ）の光を発する３種類の発光素子を有することで、フルカラーの表示装置を実現できる。
本発明の一態様は、複数の受光素子によって撮像することができるため、撮像装置として機能する。このとき、発光素子は、撮像のための光源として用いることができる。また、本発明の一態様は、複数の発光素子によって画像を表示することが可能なため、表示装置として機能する。したがって、本発明の一態様は、撮像機能を有する表示装置、又は表示機能を有する撮像装置ということができる。
例えば、本発明の一態様の表示装置は、表示部に発光素子がマトリクス状に配置され、さらに表示部には、受光素子がマトリクス状に配置される。そのため、表示部は、画像を表示する機能と、受光部としての機能を有する。表示部に設けられる複数の受光素子により画像を撮像することができるため、表示装置は、イメージセンサ又はタッチパネルとして機能することができる。すなわち、本発明の一態様の表示装置は、例えば表示部で画像を撮像することができる。又は、本発明の一態様の表示装置は、表示部に対象物が近づくこと、又は表示部に対象物が接触することを検出することができる。さらに、表示部に設けられる発光素子は、受光の際の光源として利用することができるため、表示装置とは別に光源を設ける必要がなく、電子部品の部品点数を増やすことなく機能性の高い表示装置を実現できる。
本発明の一態様は、表示部が有する発光素子の発光を対象物が反射した際に、受光素子がその反射光を検出できるため、暗い環境でも撮像を行うことができ、また対象物のタッチ（非接触を含む）の検出を行うことができる。
また、本発明の一態様の表示装置は、表示部に指又は掌等を接触させた場合に、指紋又は掌紋を撮像することができる。そのため、本発明の一態様の表示装置を有する電子機器は、撮像した指紋又は掌紋の画像を用いて個人認証を実行することができる。これにより、指紋認証又は掌紋認証のための撮像装置を別途設ける必要がなく、電子機器の部品点数を削減することができる。また、表示部にはマトリクス状に受光素子が配置されているため、表示部のどの場所であっても指紋の撮像、又は掌紋の撮像を行うことができ、利便性に優れた電子機器を実現できる。
ここで、発光素子に微小光共振器（マイクロキャビティ）構造が適用されていると、発光層から得られる発光を、発光素子の一対の電極の一方（一方の電極）と、一対の電極の他方（他方の電極）と、の間で共振させることができる。これにより、発光素子が射出する光を強めることができる。具体的には、例えば発光素子の一方の電極に、可視光に対する反射性を有する電極（反射電極）を用い、発光素子の他方の電極に、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）を用いることにより、発光素子にマイクロキャビティ構造を適用することができる。例えば、トップエミッション型の表示装置の場合、発光素子の下部電極（画素電極ともいう）に反射電極を用い、上部電極に半透過・半反射電極を用いることで、発光素子にマイクロキャビティ構造を適用することができる。
一方、例えば受光素子の上部電極に半透過・半反射電極を用いると、受光素子の活性層に向かって照射される光の一部が、受光素子の上部電極により反射され、受光素子の活性層に入射されない場合がある。これにより、例えば受光素子の活性層に向かって照射される光が全て受光素子の活性層に入射される場合より、受光素子の受光感度が低下し、表示装置の撮像感度が低下する場合がある。具体的には、表示装置が有する撮像装置の撮像感度が低下する場合がある。
そこで、本発明の一態様の表示装置は、例えば発光素子の上部電極には半透過・半反射電極を用い、受光素子の上部電極には、可視光に対する透過性を有する電極（透明電極）を用いる。これにより、発光素子にはマイクロキャビティ構造を適用しつつ、受光素子の受光感度を高めることができる。よって、本発明の一態様の表示装置は、色純度が高い光を発することができ、且つ高い感度で撮像を行うことができる表示装置とすることができる。
［構成例１］
図１に、表示装置１００の上面概略図を示す。表示装置１００は、赤色を呈する発光素子１１０Ｒ、緑色を呈する発光素子１１０Ｇ、青色を呈する発光素子１１０Ｂ、及び受光素子１５０を、それぞれ複数有する。図１では、各発光素子の区別を簡単にするため、各発光素子の発光領域内にＲ、Ｇ、又はＢの符号を付している。また、図１では、受光素子の受光領域内にＳの符号を付している。
本明細書等において、例えば発光素子１１０Ｒ、発光素子１１０Ｇ、及び発光素子１１０Ｂに共通する事項を説明する場合には、発光素子１１０と呼称して説明する場合がある。アルファベットで区別する他の構成要素についても、これら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た符号を用いて説明する場合がある。
発光素子１１０Ｒ、発光素子１１０Ｇ、発光素子１１０Ｂ、及び受光素子１５０は、それぞれマトリクス状に配列している。図１は、一方向に２つの素子が交互に配列する構成を示している。なお、発光素子の配列方法はこれに限られず、ストライプ配列、Ｓストライプ配列、デルタ配列、ベイヤー配列、又はジグザグ配列等の配列方法を適用してもよいし、ペンタイル配列、又はダイヤモンド配列等を用いることもできる。
発光素子１１０Ｒ、発光素子１１０Ｇ、及び発光素子１１０Ｂとしては、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、又はＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ－ｄｏｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等のＥＬ素子を用いることが好ましい。ＥＬ素子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（例えば量子ドット材料）、及び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）等が挙げられる。
受光素子１５０としては、例えば、ｐｎ型又はｐｉｎ型のフォトダイオード（ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ、ＰＤともいう）を用いることができる。受光素子１５０は、受光素子１５０に入射する光を検出し電荷を発生させる光電変換素子として機能する。光電変換素子は、入射する光量に応じて、発生する電荷量が決まる。特に、受光素子１５０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、様々な装置に適用できる。
表示装置１００が受光素子１５０を有することにより、表示装置１００は画像を撮像することができる。よって、表示装置１００は、イメージセンサ、又はタッチパネルとして機能することができる。すなわち、表示装置１００は、例えば表示部で画像を撮像することができる。又は、表示装置１００は、表示部に対象物が近づくこと、又は表示部に対象物が接触することを検出することができる。さらに、発光素子１１０は、受光の際の光源として利用することができるため、表示装置１００とは別に光源を設ける必要がない。よって、表示装置１００は、電子部品の部品点数を増やすことなく機能性の高い表示装置とすることができる。
表示装置１００は、発光素子１１０の発光を対象物が反射した際に、受光素子１５０がその反射光を検出できる。よって、表示装置１００は、暗い環境でも撮像を行うことができ、また対象物のタッチ（非接触を含む）の検出を行うことができる。
また、表示装置１００は、表示部に指又は掌等を接触させた場合に、指紋又は掌紋を撮像することができる。このため、表示装置１００を有する電子機器は、撮像した指紋又は掌紋の画像を用いて、個人認証を行うことができる。これにより、指紋認証又は掌紋認証のための撮像装置を別途設ける必要がなく、電子機器の部品点数を削減することができる。また、表示部にはマトリクス状に受光素子１５０が配置されているため、表示部のどの場所であっても指紋の撮像、又は掌紋の撮像を行うことができる。よって、表示装置１００を有する電子機器は、利便性に優れた電子機器とすることができる。
図１には、発光素子１１０Ｒ、発光素子１１０Ｇ、発光素子１１０Ｂ、及び受光素子１５０が有する電極（アノード又はカソード）と電気的に接続する電極１１１Ｃを示している。また、図１には、電極１６６を示している。電極１６６は、例えばＦＰＣ（図示せず）と電気的に接続される。電極１１１Ｃ、及び電極１６６は、接続電極ともいう。
電極１１１Ｃには、上記アノード又はカソードに供給するための電位が与えられる。電極１１１Ｃは、発光素子１１０、及び受光素子１５０が配列する表示領域の外に設けられる。
電極１１１Ｃは、表示領域の外周に沿って設けることができる。例えば、表示領域の外周の一辺に沿って設けられていてもよいし、表示領域の外周の２辺以上にわたって設けられていてもよい。すなわち、表示領域の上面形状が長方形である場合には、電極１１１Ｃの上面形状は、帯状、Ｌ字状、コの字状（角括弧状）、又は枠状等とすることができる。また、電極１１１Ｃと平行に電極１６６が設けられる場合、表示領域から見て電極１６６は電極１１１Ｃより外側に設けることができる。つまり、表示領域と、電極１６６と、の間に電極１１１Ｃを設けることができる。
図２（Ａ）は、図１中の一点鎖線Ａ１－Ａ２に対応する断面概略図である。図２（Ａ）には、発光素子１１０Ｒ、発光素子１１０Ｇ、発光素子１１０Ｂ、及び受光素子１５０の断面概略図を示している。発光素子１１０、及び受光素子１５０は、トランジスタを含む層１０１上に設けられる。また、トランジスタを含む層１０１は、基板（図示せず）上に設けられる。
トランジスタを含む層１０１には、例えば複数のトランジスタが設けられ、これらのトランジスタを覆うように絶縁層が設けられた積層構造を適用することができる。ここで、図２（Ａ）に示すように、トランジスタを含む層１０１は、隣接する発光素子１１０の間に凹部を有してもよい。また、トランジスタを含む層１０１は、隣接する発光素子１１０と受光素子１５０の間に凹部を有してもよい。例えば、トランジスタを含む層１０１の最表面に位置する絶縁層に凹部が設けられてもよい。なお、トランジスタを含む層１０１は、隣接する発光素子１１０の間、及び隣接する発光素子１１０と受光素子１５０の間に凹部を有さない場合もある。
トランジスタを含む層１０１には、例えば画素回路、走査線駆動回路（ゲートドライバ）、及び信号線駆動回路（ソースドライバ）等が構成されていることが好ましい。また、上記に加えて演算回路、又は記憶回路等が構成されていてもよい。
発光素子１１０Ｒは、電極１１１Ｒと、電極１１１Ｒ上の光学調整層１１６Ｒと、光学調整層１１６Ｒ上のＥＬ層１１２Ｒと、ＥＬ層１１２Ｒ上の有機層１１４と、有機層１１４上の透明電極１１３ａと、透明電極１１３ａ上の半透過・半反射電極１１３ｂと、を有する。発光素子１１０Ｇは、電極１１１Ｇと、電極１１１Ｇ上の光学調整層１１６Ｇと、光学調整層１１６Ｇ上のＥＬ層１１２Ｇと、ＥＬ層１１２Ｇ上の有機層１１４と、有機層１１４上の透明電極１１３ａと、透明電極１１３ａ上の半透過・半反射電極１１３ｂと、を有する。発光素子１１０Ｂは、電極１１１Ｂと、電極１１１Ｂ上の光学調整層１１６Ｂと、光学調整層１１６Ｂ上のＥＬ層１１２Ｂと、ＥＬ層１１２Ｂ上の有機層１１４と、有機層１１４上の透明電極１１３ａと、透明電極１１３ａ上の半透過・半反射電極１１３ｂと、を有する。受光素子１５０は、電極１１１Ｓと、電極１１１Ｓ上のＰＤ層１５５と、ＰＤ層１５５上の有機層１１４と、有機層１１４上の透明電極１１３ａと、を有する。
透明電極１１３ａにおける可視光の透過率は、半透過・半反射電極１１３ｂにおける可視光の透過率より高くする。また、透明電極１１３ａにおける可視光の反射率は、半透過・半反射電極１１３ｂにおける可視光の反射率より低くする。具体的には、透明電極１１３ａにおける可視光の透過率は、４０％以上とする。また、半透過・半反射電極１１３ｂにおける可視光の反射率は、１０％以上９５％以下、好ましくは３０％以上８０％以下とする。なお、発光素子１１０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又は反射率は、可視光の透過率又は反射率と同様に、上記の数値範囲を満たすことが好ましい。
光学調整層１１６における可視光、又は近赤外光の透過率は、透明電極１１３ａがとり得る可視光、又は近赤外光の透過率とすることができる。また、光学調整層１１６における可視光、又は近赤外光の透過率は、電極１１１における可視光、又は近赤外光の透過率より高くすることができる。また、光学調整層１１６における可視光、又は近赤外光の反射率は、透明電極１１３ａがとり得る可視光、又は近赤外光の反射率とすることができる。さらに、光学調整層１１６における可視光、又は近赤外光の反射率は、電極１１１における可視光、又は近赤外光の反射率より低くすることができる。
ここで、電極１１１は、下部電極、又は画素電極ということができる。又は、電極１１１及び光学調整層１１６をまとめて、下部電極又は画素電極といってもよい。また、透明電極１１３ａ、及び半透過・半反射電極１１３ｂは、上部電極、又は対向電極ということができる。なお、電極１１１が上部電極で、透明電極１１３ａ、及び半透過・半反射電極１１３ｂが下部電極である場合もある。なお、光学調整層１１６を、電極ということもできる。
図２（Ａ）に示す例では、透明電極１１３ａ、及び有機層１１４は、各発光素子１１０、及び受光素子１５０に共通に設けられることから、透明電極１１３ａを共通電極といい、有機層１１４を共通層ともいうことができる。
なお、有機層という名称は、有機ＥＬ素子又は有機光電変換素子を構成する層、という意図を含み、必ずしも有機化合物を含む必要はない。
発光素子１１０Ｒが有するＥＬ層１１２Ｒは、少なくとも赤色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物を有する。発光素子１１０Ｇが有するＥＬ層１１２Ｇは、少なくとも緑色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物を有する。発光素子１１０Ｂが有するＥＬ層１１２Ｂは、少なくとも青色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物を有する。ＥＬ層１１２に含まれる、発光性の有機化合物を有する層は、発光層ということができる。なお、表示装置１００は、赤外の波長域に強度を有する光を発するＥＬ層１１２を有してもよい。
受光素子１５０が有するＰＤ層１５５は、可視光又は赤外光に感度を有する光電変換材料を有する。ＰＤ層１５５が有する光電変換材料が感度を有する波長域には、発光素子１１０Ｒが発する光の波長域、発光素子１１０Ｇが発する光の波長域、又は発光素子１１０Ｂが発する光の波長域のうち、一以上が含まれることが好ましい。又は、発光素子１１０Ｒが発する光の波長域よりも長波長の赤外光に感度を有する光電変換材料を用いてもよい。ＰＤ層１５５に含まれる、光電変換材料を有する層は、活性層、又は光電変換層ということができる。
本明細書等において、可視光は、例えば波長４００ｎｍ以上７５０ｎｍ未満の光を示し、赤外光は、例えば波長７５０ｎｍ以上の光を示す。
ＥＬ層１１２は、少なくとも発光層を有する。また、ＥＬ層１１２は、発光層の他、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、電子輸送層、及び電子注入層のうち１つ以上を有することができる。例えば、ＥＬ層１１２は、電極１１１側から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層がこの順で積層された構成とすることができる。又は、ＥＬ層１１２は、電極１１１側から電子注入層、電子輸送層、発光層、及び正孔輸送層がこの順で積層された構成とすることができる。
ＰＤ層１５５は、少なくとも活性層を有する。また、ＰＤ層１５５は、活性層の他、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、及び電子輸送層のうち１つ以上を有することができる。例えば、ＰＤ層１５５は、電極１１１側から正孔輸送層、活性層、及び電子輸送層がこの順で積層された構成とすることができる。又は、ＰＤ層１５５は、電極１１１側から電子輸送層、活性層、及び正孔輸送層がこの順で積層された構成とすることができる。つまり、ＰＤ層１５５は、電子注入層、及び正孔注入層を有さない構成とすることができる。
有機層１１４は、電子注入層、又は正孔注入層とすることができる。有機層１１４が電子注入層を有する場合、ＥＬ層１１２は電子注入層を有する必要がなく、有機層１１４が正孔注入層を有する場合、ＥＬ層１１２は正孔注入層を有する必要がない。ここで、有機層１１４としては、できるだけ電気抵抗の低い材料を用いることが好ましい。又は、できるだけ薄く形成することで、有機層１１４の厚さ方向の電気抵抗を低減することができ好ましい。例えば、有機層１１４の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下とすることが好ましく、１ｎｍ以上３ｎｍ以下とすることがより好ましい。
なお、有機層１１４は、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、又は電子輸送層を有してもよい。以上より、有機層１１４は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、電子輸送層、又は電子注入層のうち少なくとも１つを有することができる。有機層１１４に含まれる層は、ＥＬ層１１２、及びＰＤ層１５５には含めない構成とすることができる。
ここで、発光素子１１０における有機層１１４の機能と、受光素子１５０における有機層１１４の機能と、は異なる場合がある。例えば、有機層１１４は、発光素子１１０においては電子注入層、又は正孔注入層としての機能を有し、受光素子１５０においては電子輸送層、又は正孔輸送層としての機能を有することができる。
光学調整層１１６は、可視光に対する透光性を有する導電層であり、ＥＬ層１１２が発する光の光路長を調整する機能を有する。例えば、表示装置１００を上面射出型（トップエミッション型）の表示装置とする場合、発光素子１１０の下部電極とすることができる電極１１１を、可視光に対する反射性を有する電極を含む構成とし、発光素子１１０の上部電極を、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）を含む構成とする。発光素子１１０をこのような構成とする場合、光学調整層１１６Ｒは、ＥＬ層１１２Ｒが発した光の光路長を調整する機能を有する。また、光学調整層１１６Ｇは、ＥＬ層１１２Ｇが発した光の光路長を調整する機能を有する。さらに、光学調整層１１６Ｂは、ＥＬ層１１２Ｂが発した光の光路長を調整する機能を有する。よって、光学調整層１１６Ｒの厚さと、光学調整層１１６Ｇの厚さと、光学調整層１１６Ｂの厚さと、を互いに異ならせることにより、ＥＬ層１１２Ｒ、ＥＬ層１１２Ｇ、及びＥＬ層１１２Ｂが発する光の光路長を互いに異ならせることができる。例えば、光学調整層１１６Ｒを、光学調整層１１６Ｇより厚くし、光学調整層１１６Ｇを、光学調整層１１６Ｂより厚くする。
上記構成の発光素子１１０は、ＥＬ層１１２が発する光が、下部電極と上部電極の間で共振する、微小共振器（マイクロキャビティ）構造とすることができる。これにより、特定の波長の光が強められるため、表示装置１００を、色純度が高い表示装置とすることができる。例えば、発光素子１１０Ｒは赤色が強められた光を発し、発光素子１１０Ｇは緑色が強められた光を発し、発光素子１１０Ｂは青色が強められた光を発することができる。
なお、発光素子１１０は、光学調整層１１６を有さなくてもよい。この場合、例えばＥＬ層１１２Ｒの厚さと、ＥＬ層１１２Ｇの厚さと、ＥＬ層１１２Ｂの厚さと、を互いに異ならせることにより、発光素子１１０にマイクロキャビティ構造を適用することができる。例えば、ＥＬ層１１２に含まれる、発光層以外の層の厚さをＥＬ層１１２Ｒと、ＥＬ層１１２Ｇと、ＥＬ層１１２Ｂと、で異ならせることにより、ＥＬ層１１２Ｒの厚さと、ＥＬ層１１２Ｇの厚さと、ＥＬ層１１２Ｂの厚さと、を互いに異ならせることができる。具体的には、例えば正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、電子輸送層、及び電子注入層のうち１つ以上の層の厚さをＥＬ層１１２Ｒと、ＥＬ層１１２Ｇと、ＥＬ層１１２Ｂと、で異ならせることができる。
一方、例えば受光素子１５０の上部電極に半透過・半反射電極を用いると、受光素子１５０のＰＤ層１５５に向かって照射される光の一部が、受光素子１５０の上部電極により反射され、受光素子１５０の活性層に入射されない場合がある。これにより、例えばＰＤ層１５５に向かって入射される光が全てＰＤ層１５５に入射される場合より、受光素子１５０の受光感度が低下し、表示装置１００の撮像感度が低下する場合がある。具体的には、表示装置１００が有する撮像装置の撮像感度が低下する場合がある。
そこで、図２（Ａ）に示す例では、例えば発光素子１１０の上部電極を、可視光に対する透光性を有する電極である透明電極１１３ａと、半透過・半反射電極１１３ｂと、の積層構成とする。つまり、透明電極１１３ａ、及び半透過・半反射電極１１３ｂが、ＥＬ層１１２と重なる領域を有する構成とする。一方、受光素子１５０の上部電極は、透明電極１１３ａとする。具体的には、ＰＤ層１５５が、半透過・半反射電極１１３ｂと重ならない領域を有する構成とし、好ましくは半透過・半反射電極１１３ｂと重なる領域を有さない構成とする。これにより、ＰＤ層１５５が半透過・半反射電極１１３ｂと重なる場合より、表示装置１００の撮像感度、具体的には表示装置１００が有する撮像装置の撮像感度を高めることができる。以上より、表示装置１００は、発光素子１１０にはマイクロキャビティ構造を適用しつつ、受光素子１５０の受光感度を高めることができる。よって、表示装置１００は、色純度が高い光を発し、且つ高い感度で撮像を行うことができる表示装置とすることができる。
電極１１１として、例えば金属材料を用いることができる。例えば、電極１１１として、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、及びチタン等の金属材料、又は該金属材料を含む合金材料（例えば銀とマグネシウムの合金）を用いることができる。又は、該金属材料の窒化物（例えば窒化チタン）等を電極１１１に用いてもよい。
光学調整層１１６、及び透明電極１１３ａとして、例えば酸化インジウム、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、シリコンを含むインジウム錫酸化物、シリコンを含むインジウム亜鉛酸化物等の導電性酸化物を用いることができる。又は、光学調整層１１６として、グラフェンを用いてもよい。
半透過・半反射電極１１３ｂとして、例えば金属材料を透光性を有する程度に薄くした層を用いることができる。例えば、半透過・半反射電極１１３ｂとして、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、及びチタン等の金属材料、又は該金属材料を含む合金材料（例えば銀とマグネシウムの合金）を用いることができる。又は、該金属材料の窒化物（例えば窒化チタン）等を半透過・半反射電極１１３ｂに用いてもよい。
なお、図２（Ａ）に示す例では、透明電極１１３ａは、各発光素子１１０、及び受光素子１５０に共通に設けられ、半透過・半反射電極１１３ｂは、各発光素子１１０に共通に設けられる。例えば、透明電極１１３ａが各発光素子１１０に共通に設けられる場合、半透過・半反射電極１１３ｂは、透明電極１１３ａと接する領域を有する構成とすることができる。
透明電極１１３ａ上、及び半透過・半反射電極１１３ｂ上には、発光素子１１０、及び受光素子１５０を覆って、保護層１２１が設けられる。保護層１２１は、上方から発光素子１１０及び受光素子１５０に水等の不純物が拡散することを防ぐ機能を有する。
隣接する発光素子１１０と受光素子１５０の間、及び隣接する２つの発光素子１１０間の領域１２０には、絶縁層１２５と、絶縁層１２６が設けられる。例えば、隣接するＥＬ層１１２とＰＤ層１５５の間、隣接するＥＬ層１１２間、隣接する光学調整層１１６間、及び隣接する電極１１１間には、絶縁層１２５と、絶縁層１２６が設けられる。絶縁層１２５は、例えば電極１１１、光学調整層１１６、ＥＬ層１１２、及びＰＤ層１５５の側面に沿って設けられ、またトランジスタを含む層１０１の上面に沿って設けられる。また、絶縁層１２６は、絶縁層１２５上に設けられ、領域１２０に位置する凹部を埋め、その上面を平坦化する機能を有する。絶縁層１２６により領域１２０の凹部を平坦化することで、透明電極１１３ａ、及び半透過・半反射電極１１３ｂの被覆性を高めることができる。
絶縁層１２５、及び絶縁層１２６は、電極１１１と、透明電極１１３ａ及び半透過・半反射電極１１３ｂとの間の短絡を防止する効果を奏する。また、絶縁層１２６は、有機層１１４の密着性を向上させる効果を奏する。すなわち、絶縁層１２６を設けることで、有機層１１４の密着性が向上するため、有機層１１４の膜剥がれを抑制することができる。
絶縁層１２５は、ＥＬ層１１２の側面に接して設けられるため、ＥＬ層１１２と、絶縁層１２６とが接しない構造とすることができる。ＥＬ層１１２と、絶縁層１２６とが接すると、特にＥＬ層１１２が有機化合物を有する場合、例えば絶縁層１２６に含まれる有機溶媒によりＥＬ層１１２が溶解する可能性がある。このため、図２（Ａ）に示すように、ＥＬ層１１２と絶縁層１２６との間に絶縁層１２５を設ける構成とすることで、ＥＬ層１１２の側面を保護することができる。また、絶縁層１２５は、ＰＤ層１５５の側面に接して設けられる。これにより、ＥＬ層１１２の側面と同様に、ＰＤ層１５５の側面を保護することができる。なお、領域１２０は、少なくとも正孔注入層、正孔輸送層、電子抑止層、発光層、活性層、正孔抑止層、電子輸送層、及び電子注入層のいずれか一又は複数を分断できる構成であればよい。
絶縁層１２５は、無機材料を有することができる。絶縁層１２５には、例えば、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、又は窒化酸化絶縁膜等の無機絶縁膜を用いることができる。絶縁層１２５は単層構造であってもよく積層構造であってもよい。酸化絶縁膜としては、酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化マグネシウム膜、インジウムガリウム亜鉛酸化物膜、酸化ガリウム膜、酸化ゲルマニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ランタン膜、酸化ネオジム膜、酸化ハフニウム膜、及び酸化タンタル膜等が挙げられる。窒化絶縁膜としては、窒化シリコン膜及び窒化アルミニウム膜等が挙げられる。酸化窒化絶縁膜としては、酸化窒化シリコン膜、及び酸化窒化アルミニウム膜等が挙げられる。窒化酸化絶縁膜としては、窒化酸化シリコン膜、及び窒化酸化アルミニウム膜等が挙げられる。特に原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成した酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、又は酸化シリコン膜等の無機絶縁膜を絶縁層１２５に適用することで、ピンホールが少なく、ＥＬ層１１２、及びＰＤ層１５５を保護する機能に優れた絶縁層１２５を形成することができる。
なお、本明細書等において、酸化窒化物とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い材料を指し、窒化酸化物とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を指す。例えば、酸化窒化シリコンと記載した場合は、その組成として窒素よりも酸素の含有量が多い材料を指し、窒化酸化シリコンと記載した場合は、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を示す。
絶縁層１２５の形成は、スパッタリング法、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、又はＡＬＤ法等を用いることができる。絶縁層１２５は、被覆性が良好なＡＬＤ法を用いて形成することが好ましい。
絶縁層１２６は、有機材料を有することができる。例えば、絶縁層１２６として、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シリコーン樹脂、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、又はこれら樹脂の前駆体等を適用することができる。絶縁層１２６が樹脂を有する場合、絶縁層１２６は樹脂層ということができる。
また、絶縁層１２６として、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルブチラル、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリグリセリン、プルラン、水溶性のセルロース、又はアルコール可溶性のポリアミド樹脂等の有機材料を用いてもよい。
また、絶縁層１２６として、感光性の樹脂を用いることができる。感光性の樹脂としてはフォトレジストを用いてもよい。感光性の樹脂は、ポジ型の材料、又はネガ型の材料を用いることができる。
また、絶縁層１２６として、着色された材料（例えば、黒色の顔料を含む材料）を用いることで、隣接する画素からの迷光を遮断し、混色を抑制する機能を付与してもよい。
また、絶縁層１２５と、絶縁層１２６との間に、反射膜（例えば、銀、パラジウム、銅、チタン、及びアルミニウム等の中から選ばれる一又は複数を含む金属膜）を設け、発光層から射出される光を上記反射膜により反射させ、光取り出し効率を向上させる機能を表示装置１００に付与してもよい。
保護層１２１としては、例えば、少なくとも無機絶縁膜を含む単層構造又は積層構造とすることができる。無機絶縁膜としては、例えば、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、及び酸化ハフニウム膜等の酸化物膜又は窒化物膜が挙げられる。又は、保護層１２１としてインジウムガリウム酸化物、又はインジウムガリウム亜鉛酸化物等の半導体材料を用いてもよい。
保護層１２１としては、無機絶縁膜と、有機絶縁膜の積層膜を用いることもできる。例えば、一対の無機絶縁膜の間に、有機絶縁膜を挟んだ構成とすることが好ましい。さらに有機絶縁膜が平坦化膜として機能することが好ましい。これにより、有機絶縁膜の上面を平坦なものとすることができるため、その上の無機絶縁膜の被覆性が向上し、バリア性を高めることができる。また、保護層１２１の上面が平坦となるため、保護層１２１の上方に構造物（例えばカラーフィルタ、タッチセンサの電極、又はレンズアレイ等）を設ける場合に、下方の構造に起因する凹凸形状の影響を軽減できるため好ましい。
図２（Ｂ）は、図２（Ａ）における領域１２０、及び領域１２０の周辺の領域の拡大図である。図２（Ｂ）に示すように、ＥＬ層１１２の端部は、電極１１１の端部、及び光学調整層１１６の端部よりも内側に位置することができる。
また、図２（Ｂ）に示すように、電極１１１の端部、及び光学調整層１１６の端部はテーパー形状を有することができる。これにより、電極１１１の端部、及び光学調整層１１６の端部に沿って設けられる絶縁層１２５の被覆性を高めることができる。また、表示装置１００の作製工程中に発生する異物（例えば、ゴミ、又はパーティクル等とも言う）を、洗浄等の処理により好適に除去することができる。なお、光学調整層１１６の端部がテーパーを有さなくてもよい。また、光学調整層１１６の端部と電極１１１の端部の両方がテーパーを有さない場合もある。
本明細書等において、テーパー形状とは、構造の側面の少なくとも一部が、基板面に対して傾斜して設けられている形状のことを指す。例えば、傾斜した側面と基板面とがなす角（テーパー角ともいう）が９０°未満である領域を有すると好ましい。
なお、例えば図２（Ｂ）では、光学調整層１１６の端部が電極１１１の端部と一致する例を示しているが、光学調整層１１６の端部が電極１１１の端部と一致しなくてもよい。光学調整層１１６の端部が電極１１１の端部より内側に位置してもよく、また外側に位置してもよい。光学調整層１１６の端部が電極１１１の端部より外側に位置する場合、光学調整層１１６は電極１１１の端部を覆うことができる。
図２（Ｃ）、及び図２（Ｄ）は、図２（Ｂ）に示す構成の変形例である。図２（Ｃ）では、ＥＬ層１１２の端部が、光学調整層１１６の上面端部と揃う、又は概略揃う例を示している。図２（Ｄ）では、ＥＬ層１１２の端部が、光学調整層１１６の端部、及び電極１１１の端部よりも外側に位置する例を示している。図２（Ｄ）では、ＥＬ層１１２は、電極１１１の端部、及び光学調整層１１６の端部を覆うように設けられる。
なお、端部が揃う又は概略揃う場合、及び、上面形状が一致又は概略一致する場合、上面視において、積層した層と層との間で少なくとも輪郭の一部が重なるといえる。例えば、上層と下層とが、同一のマスクパターン、又は一部が同一のマスクパターンにより加工された場合を含む。ただし、厳密には輪郭が重なり合わず、上層が下層の内側に位置すること、又は、上層が下層の外側に位置することもあり、この場合も端部が概略揃う、又は、上面形状が概略一致するという。
図３（Ａ）乃至図３（Ｅ）は、図２（Ｂ）に示す構成の変形例である。図３（Ａ）に示す構成では、絶縁層１２６の上面が、両側のＥＬ層１１２のうちいずれの上面よりも高い領域を有する。図３（Ａ）に示すように、絶縁層１２６の上面は、断面視において、中央及びその近傍が膨らんだ形状、つまり、凸曲面を有する形状を有する構成とすることができる。
図３（Ｂ）において、絶縁層１２６の上面は、断面視において、中心に向かってなだらかに膨らんだ形状、つまり凸曲面を有し、かつ、中央及びその近傍が窪んだ形状、つまり、凹曲面を有する。また、図３（Ｂ）に示す構成を有する表示装置１００は、後述する犠牲層１４５ａ及び犠牲層１４５ｂの少なくとも一方を有し、絶縁層１２６がＥＬ層１１２の上面より高い領域を有し、当該領域は犠牲層１４５ａ及び犠牲層１４５ｂの少なくとも一方の上に位置する。また、犠牲層１４５ａ及び犠牲層１４５ｂの少なくとも一方と、絶縁層１２６と、の間には絶縁層１２５が設けられる。なお、犠牲層１４５ａ及び犠牲層１４５ｂの少なくとも一方と、絶縁層１２６と、の間に絶縁層１２５が設けられなくてもよい。
本明細書等において、犠牲層をマスク層といい、犠牲膜をマスク膜といってもよい。
図３（Ｃ）において、絶縁層１２６の上面は、両側のＥＬ層１１２のうちいずれの上面よりも低い領域を有する。また、絶縁層１２６の上面は、断面視において、中央及びその近傍が窪んだ形状、つまり、凹曲面を有する形状を有する。
図３（Ｄ）において、絶縁層１２５の上面は、ＥＬ層１１２の上面よりも高い領域を有する。すなわち、有機層１１４の被形成面において、絶縁層１２５が突出し、凸部を形成している。
絶縁層１２５の形成において、例えば、後述する犠牲層の高さと揃う又は概略揃うように絶縁層１２５を形成する場合には、図３（Ｄ）に示すように、絶縁層１２５が突出する形状が形成される場合がある。
図３（Ｅ）において、絶縁層１２５の上面は、ＥＬ層１１２の上面よりも低い領域を有する。すなわち、有機層１１４の被形成面において、絶縁層１２５と重なる位置に凹部が形成されている。
このように、絶縁層１２５及び絶縁層１２６は、様々な形状を適用することができる。
図４（Ａ）、及び図４（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す構成の変形例である。図４（Ａ）には、半透過・半反射電極１１３ｂが各発光素子１１０に共通に設けられず、分離して設けられる構成例を示している。図４（Ｂ）には、透明電極１１３ａが発光素子１１０の上部電極とならない構成例を示している。例えば図４（Ｂ）に示す例では、透明電極１１３ａがＥＬ層１１２と重ならない構成とすることができる。また、例えば図４（Ｂ）に示す例では、半透過・半反射電極１１３ｂが透明電極１１３ａと接しない構成とすることができる。
図４（Ｃ）、及び図４（Ｄ）は、図４（Ｂ）に示す構成の変形例である。図４（Ｃ）には、半透過・半反射電極１１３ｂが各発光素子１１０に共通に設けられず、分離して設けられる構成例を示している。図４（Ｄ）には、有機層１１４が各発光素子１１０、及び受光素子１５０に共通に設けられず、発光素子１１０毎に分離して設けられる構成例を示している。つまり、図４（Ｄ）には、有機層１１４を共通層としない例を示している。この場合、例えば電子注入層、又は正孔注入層とすることができる有機層１１４を、受光素子１５０には設けない構成とすることができる。
有機層１１４が発光素子１１０毎に分離して設けられる場合、例えば発光素子１１０Ｒに設けられる有機層１１４を有機層１１４Ｒと記載し、発光素子１１０Ｇに設けられる有機層１１４を有機層１１４Ｇと記載し、発光素子１１０Ｂに設けられる有機層１１４を有機層１１４Ｂと記載する。
図４（Ｅ）は、図４（Ｄ）に示す構成の変形例であり、半透過・半反射電極１１３ｂが各発光素子１１０に共通に設けられず、分離して設けられる構成例を示している。
図４（Ｂ）、図４（Ｃ）、図４（Ｄ）、及び図４（Ｅ）に示すように、ＥＬ層１１２上に透明電極１１３ａを設けない構成とすることで、透明電極１１３ａの電気抵抗が半透過・半反射電極１１３ｂの電気抵抗より高い場合、発光素子１１０の上部電極の導電率を高めることができる。一方、ＥＬ層１１２上に透明電極１１３ａを設ける構成では、透明電極１１３ａを共通電極とすることができるため、透明電極１１３ａの形成工程を簡略化することができる。
図５（Ａ）は、図２（Ａ）に示す構成の変形例であり、有機層１１４上に半透過・半反射電極１１３ｂが設けられ、半透過・半反射電極１１３ｂ上、及び有機層１１４上に透明電極１１３ａが設けられる構成例を示している。つまり、図５（Ａ）は、透明電極１１３ａと半透過・半反射電極１１３ｂの積層順を図２（Ａ）に示す例とは入れ換えた構成例を示している。
例えば、図２（Ａ）等に示すように透明電極１１３ａ上に半透過・半反射電極１１３ｂが設けられる構成と、図５（Ａ）等に示すように半透過・半反射電極１１３ｂ上に透明電極１１３ａが設けられる構成と、では発光素子１１０における光路長が異なる。具体的には、図２（Ａ）等に示すように透明電極１１３ａ上に半透過・半反射電極１１３ｂが設けられる構成の方が、図５（Ａ）等に示すように半透過・半反射電極１１３ｂ上に透明電極１１３ａが設けられる構成より、透明電極１１３ａの厚さの分だけ光路長が長くなる。
図５（Ｂ）、及び図５（Ｃ）は、図５（Ａ）に示す構成の変形例である。図５（Ｂ）には、半透過・半反射電極１１３ｂが各発光素子１１０に共通に設けられず、分離して設けられる構成例を示している。図５（Ｃ）には、受光素子１５０に有機層１１４が設けられない構成例を示している。なお、詳細は後述するが、図５（Ｃ）では、表示装置１００の作製工程に起因して、発光素子１１０と、受光素子１５０と、の間に設けられる絶縁層１２５、及び絶縁層１２６等の形状が、図５（Ａ）に示す絶縁層１２５、及び絶縁層１２６等の形状と異なる例を示している。
図５（Ｄ）は、図５（Ｃ）に示す構成の変形例であり、半透過・半反射電極１１３ｂが透明電極１１３ａと接しない構成例を示している。図５（Ｄ）に示す例では、透明電極１１３ａは発光素子１１０の上部電極とはならない。
図５（Ｅ）は、図５（Ｄ）に示す構成の変形例であり、半透過・半反射電極１１３ｂが透明電極１１３ａと接する領域を有する構成例を示している。図５（Ｅ）に示す例では、絶縁層１２５上の一部、及び絶縁層１２６上の一部において、半透過・半反射電極１１３ｂと透明電極１１３ａが接している。図５（Ｅ）に示す構成においても、透明電極１１３ａがＥＬ層１１２と重ならない場合、透明電極１１３ａは発光素子１１０の上部電極とはならない。
前述のように、ＥＬ層１１２上に透明電極１１３ａを設けない構成とすることで、透明電極１１３ａの電気抵抗が半透過・半反射電極１１３ｂの電気抵抗より高い場合、発光素子１１０の上部電極の導電率を高めることができる。一方、ＥＬ層１１２上に透明電極１１３ａを設ける構成では、透明電極１１３ａを共通電極とすることができるため、透明電極１１３ａの形成工程を簡略化することができる。
図６（Ａ）は、図１中の一点鎖線Ｂ１－Ｂ２に対応する断面概略図であり、電極１１１Ｃと透明電極１１３ａ及び半透過・半反射電極１１３ｂと、が電気的に接続する接続部１３０を示している。図６（Ａ）に示す接続部１３０では、トランジスタを含む層１０１上に電極１１１Ｃが設けられる。また、電極１１１Ｃの側面に接して、トランジスタを含む層１０１上に絶縁層１２５が設けられ、当該絶縁層１２５上に絶縁層１２６が設けられる。電極１１１Ｃ上、絶縁層１２５上、及び絶縁層１２６上には、有機層１１４、透明電極１１３ａ、半透過・半反射電極１１３ｂ、及び保護層１２１がこの順で積層して設けられる。
有機層１１４の厚さ方向の電気抵抗が無視できる程度に小さい場合、電極１１１Ｃと、透明電極１１３ａと、の間に有機層１１４が設けられる場合であっても、電極１１１Ｃと透明電極１１３ａとの導通を確保することができる。有機層１１４を共通層とし、接続部１３０にも有機層１１４を設けることで、例えば成膜エリアを規定するためのマスク（ファインメタルマスクと区別して、エリアマスク、又はラフメタルマスク等ともいう。）も含めたメタルマスクを用いずに、有機層１１４を形成することができる。よって、表示装置１００の作製工程を簡略化することができる。
図６（Ｂ）乃至図６（Ｄ）は、図６（Ａ）に示す構成の変形例である。図６（Ｂ）には、接続部１３０に有機層１１４を設けない構成例を示している。図６（Ｂ）に示す例では、電極１１１Ｃと、透明電極１１３ａと、が接する構成とすることができる。これにより、電極１１１Ｃと透明電極１１３ａとの間の電気抵抗を小さくすることができる。
図６（Ｃ）には、接続部１３０に半透過・半反射電極１１３ｂを設けない構成例を示している。図６（Ｄ）には、接続部１３０において、半透過・半反射電極１１３ｂがパターニングされている構成例を示している。
図６（Ｅ）は、図６（Ｄ）に示す構成の変形例であり、透明電極１１３ａと半透過・半反射電極１１３ｂの両方が接続部１３０においてパターニングされており、且つ透明電極１１３ａの端部が半透過・半反射電極１１３ｂの端部と一致する構成例を示している。図６（Ｆ）は、図６（Ｅ）に示す構成の変形例であり、透明電極１１３ａの端部が、半透過・半反射電極１１３ｂの端部より外側に位置する構成例を示している。
図６（Ｇ）、及び図６（Ｈ）は、図６（Ａ）、及び図６（Ｂ）に示す接続部１３０における、透明電極１１３ａと半透過・半反射電極１１３ｂの積層順を入れ替えた構成を示している。図６（Ｉ）は、図６（Ｇ）に示す構成の変形例であり、接続部１３０に透明電極１１３ａを設けない構成例を示している。図６（Ｊ）、図６（Ｋ）、及び図６（Ｌ）は、図６（Ｄ）、図６（Ｅ）、及び図６（Ｆ）に示す接続部１３０における、透明電極１１３ａと半透過・半反射電極１１３ｂの積層順を入れ替えた構成を示している。
図７（Ａ）は、図１中の一点鎖線Ｃ１－Ｃ２に対応する断面概略図であり、電極１６６とＦＰＣ１７２が接続層２４２を介して電気的に接続される接続部２０４を示している。
図７（Ａ）に示す接続部２０４では、トランジスタを含む層１０１上に電極１６６が設けられる。また、電極１６６の側面に接して、トランジスタを含む層１０１上に絶縁層１２５が設けられ、当該絶縁層１２５上に絶縁層１２６が設けられる。電極１６６上、絶縁層１２５上、及び絶縁層１２６上には保護層１２１が設けられる。保護層１２１は開口部を有し、当該開口部に埋め込まれる領域を有するように接続層２４２が設けられる。なお、保護層１２１は電極１６６と重ならなくてもよく、また絶縁層１２５と重ならなくてもよい。また、接続層２４２は絶縁層１２５と重なる領域を有してもよく、また絶縁層１２６と重なる領域を有してもよい。
なお、接続部２０４は、表示装置１００に含めてもよいし、含めなくてもよい。接続部２０４を表示装置１００に含めない場合、表示装置１００と接続部２０４を合わせて表示モジュール、又は表示パネルということができる。
図７（Ｂ）乃至図７（Ｈ）は、図７（Ａ）に示す構成の変形例である。図７（Ｂ）には、電極１６６と接続層２４２の間に有機層１１４を設ける構成例を示している。図７（Ｃ）には、電極１６６と接続層２４２の間に透明電極１１３ａを設ける構成例を示している。図７（Ｄ）には、電極１６６と接続層２４２の間に半透過・半反射電極１１３ｂを設ける構成例を示している。図７（Ｅ）には、電極１６６と接続層２４２の間に透明電極１１３ａと、半透過・半反射電極１１３ｂと、をこの順に積層して設ける構成例を示す。図７（Ｆ）には、半透過・半反射電極１１３ｂ上に透明電極１１３ａを設ける構成例を示している。図７（Ｇ）には、電極１６６と接続層２４２の間に有機層１１４と、透明電極１１３ａと、半透過・半反射電極１１３ｂと、をこの順に積層して設ける構成例を示す。図７（Ｈ）には、電極１６６と接続層２４２の間に有機層１１４と、半透過・半反射電極１１３ｂと、透明電極１１３ａと、をこの順に積層して設ける構成例を示す。
［作製方法例１］
以下では、本発明の一態様の表示装置の作製方法の一例について、図面を参照して説明する。ここでは、上記構成例で示した表示装置１００を例に挙げて説明する。
なお、表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、及び導電膜等）は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、ＰＬＤ法、又はＡＬＤ法等を用いて形成することができる。ＣＶＤ法としては、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ：Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＣＶＤ）法、又は熱ＣＶＤ法等がある。また、熱ＣＶＤ法のひとつに、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ ＣＶＤ）法がある。さらに、ＡＬＤ法としては、ＰＥＡＬＤ法、又は熱ＡＬＤ法等がある。
また、表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、及び導電膜等）は、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ法、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、又はナイフコート等の方法により形成することができる。
また、表示装置を構成する薄膜を加工する際には、例えばフォトリソグラフィ法を用いることができる。それ以外に、ナノインプリント法、サンドブラスト法、又はリフトオフ法等により薄膜を加工してもよい。また、メタルマスク等の遮蔽マスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を直接形成してもよい。
フォトリソグラフィ法としては、代表的には以下の２つの方法がある。一つは、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、例えばエッチングにより当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法である。もう一つは、感光性を有する薄膜を成膜した後に、露光、及び現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法である。
フォトリソグラフィ法において、露光に用いる光は、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、又はこれらを混合させた光を用いることができる。そのほか、紫外線、ＫｒＦレーザ光、又はＡｒＦレーザ光等を用いることもできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。また、露光に用いる光として、極端紫外（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ－Ｖｉｏｌｅｔ）光、又はＸ線を用いてもよい。また、露光に用いる光に換えて、電子ビームを用いることもできる。極端紫外光、Ｘ線又は電子ビームを用いると、極めて微細な加工が可能となるため好ましい。なお、電子ビーム等のビームを走査することにより露光を行う場合には、フォトマスクは不要である。
薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウェットエッチング法、又はサンドブラスト法等を用いることができる。
図８（Ａ）乃至図１３（Ｃ）は、発光素子１１０、及び受光素子１５０が図２（Ａ）に示す構成であり、接続部１３０が図６（Ａ）に示す構成である表示装置１００の作製方法例を示す断面概略図である。
表示装置１００を作製するには、まず、基板（図示せず）上にトランジスタを含む層１０１を形成する。前述のように、トランジスタを含む層１０１は、例えばトランジスタを覆うように絶縁層が設けられた積層構造を適用することができる。
基板としては、少なくとも後の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する基板を用いることができる。基板として、絶縁性基板を用いる場合には、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、又は有機樹脂基板等を用いることができる。また、シリコン又は炭化シリコン等を材料とした単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、又はＳＯＩ基板等の半導体基板を用いることができる。
続いて、トランジスタを含む層１０１上に、電極１１１となる導電膜、及び光学調整層１１６となる導電膜を成膜する。具体的には、例えばトランジスタを含む層１０１の絶縁表面上に、電極１１１となる導電膜を成膜し、当該導電膜上に光学調整層１１６となる導電膜を成膜する。続いて、これらの導電膜の一部をエッチングして除去し、トランジスタを含む層１０１上に電極１１１Ｒ、電極１１１Ｇ、電極１１１Ｂ、電極１１１Ｓ、及び電極１１１Ｃを形成する。また、電極１１１Ｒ上に光学調整層１１６Ｒを形成し、電極１１１Ｇ上に光学調整層１１６Ｇを形成し、電極１１１Ｂ上に光学調整層１１６Ｂを形成する（図８（Ａ））。なお、例えば図７（Ａ）に示す電極１６６は、上記電極１１１となる導電膜の一部をエッチングして除去することにより形成できる。
続いて、光学調整層１１６Ｒ上、光学調整層１１６Ｇ上、光学調整層１１６Ｂ上、電極１１１Ｓ上、及びトランジスタを含む層１０１上に、後にＥＬ層１１２ＲとなるＥＬ膜１１２Ｒｆを形成する。ここで、ＥＬ膜１１２Ｒｆは、電極１１１Ｃとは重ならないように設けることができる。例えば、電極１１１Ｃが含まれる領域をメタルマスクで遮蔽してＥＬ膜１１２Ｒｆを形成することにより、ＥＬ膜１１２Ｒｆを、電極１１１Ｃと重ならないように形成することができる。この際に用いるメタルマスクでは表示部の画素領域の遮蔽は行わなくてもよいため、高精細なマスクを用いる必要はなく、例えばラフメタルマスクを用いることができる。
ＥＬ膜１１２Ｒｆは、少なくとも発光性の化合物を含む膜（発光膜）を有する。このほかに、ＥＬ膜１１２Ｒｆは、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、電子輸送層、又は電子注入層として機能する膜のうち、一以上が積層された構成としてもよい。例えば、ＥＬ膜１１２Ｒｆは、正孔注入層として機能する膜、正孔輸送層として機能する膜、発光膜、及び電子輸送層として機能する膜がこの順で積層された構成とすることができる。又は、ＥＬ膜１１２Ｒｆは、電子注入層として機能する膜、電子輸送層として機能する膜、発光膜、及び正孔輸送層として機能する膜がこの順で積層された構成とすることができる。
ＥＬ膜１１２Ｒｆは、例えば蒸着法、スパッタリング法、又はインクジェット法等により形成することができる。なおこれに限られず、上述した成膜方法を適宜用いることができる。
続いて、ＥＬ膜１１２Ｒｆ上、電極１１１Ｃ上、及びトランジスタを含む層１０１上に犠牲膜１４４Ｒａを形成し、犠牲膜１４４Ｒａ上に犠牲膜１４４Ｒｂを形成する。つまり、ＥＬ膜１１２Ｒｆ上、電極１１１Ｃ上、及びトランジスタを含む層１０１上に、２層積層構造の犠牲膜を形成する。なお、犠牲膜は１層としてもよいし、３層以上の積層構造としてもよい。以降の工程において犠牲膜を形成する場合も、２層積層構造の犠牲膜を形成するものとするが、１層としてもよいし、３層以上の積層構造としてもよい。
犠牲膜１４４Ｒａ及び犠牲膜１４４Ｒｂの形成には、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法、ＡＬＤ法、又は真空蒸着法を用いることができる。なお、ＥＬ膜へのダメージが少ない形成方法が好ましく、ＥＬ膜１１２Ｒｆ上に直接形成する犠牲膜１４４Ｒａは、ＡＬＤ法、又は真空蒸着法を用いて形成すると好適である。
犠牲膜１４４Ｒａとして、金属膜、合金膜、金属酸化物膜、半導体膜、もしくは無機絶縁膜等の無機膜、又は有機絶縁膜等の有機膜を好適に用いることができる。
また、犠牲膜１４４Ｒａとして、酸化物膜を用いることができる。代表的には、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化ハフニウム、又は酸化窒化ハフニウム等の酸化物膜又は酸窒化物膜を用いることができる。また、犠牲膜１４４Ｒａとして、例えば窒化物膜を用いることもできる。具体的には、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ハフニウム、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、窒化ガリウム、又は窒化ゲルマニウム等の窒化物を用いることもできる。このような無機絶縁材料を有する膜は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、又はＡＬＤ法等の成膜方法を用いて形成することができるが、ＥＬ膜１１２Ｒｆ上に直接形成する犠牲膜１４４Ｒａは、特にＡＬＤ法を用いて形成することが好ましい。
また、犠牲膜１４４Ｒａとして、例えばニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、コバルト、パラジウム、チタン、アルミニウム、イットリウム、ジルコニウム、又はタンタル等の金属材料、又は該金属材料を含む合金材料を用いることができる。特に、アルミニウム又は銀等の低融点材料を用いることが好ましい。
また、犠牲膜１４４Ｒａとして、インジウムガリウム亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物）等の金属酸化物を用いることができる。さらに、酸化インジウム、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｚｎ酸化物）、インジウムスズ酸化物（Ｉｎ－Ｓｎ酸化物）、インジウムチタン酸化物（Ｉｎ－Ｔｉ酸化物）、インジウムスズ亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｓｎ－Ｚｎ酸化物）、インジウムチタン亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｔｉ－Ｚｎ酸化物）、又はインジウムガリウムスズ亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｇａ－Ｓｎ－Ｚｎ酸化物）等を用いることができる。又はシリコンを含むインジウムスズ酸化物等を用いることもできる。
なお、上記ガリウムに代えて元素Ｍ（Ｍは、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、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、又はマグネシウムから選ばれた一種又は複数種）を用いた場合にも適用できる。特に、Ｍは、ガリウム、アルミニウム、又はイットリウムから選ばれた一種又は複数種とすることが好ましい。
犠牲膜１４４Ｒｂとして、上記に挙げた犠牲膜１４４Ｒａとして用いることができる材料を用いることができる。例えば、上記に挙げた犠牲膜１４４Ｒａとして用いることができる材料から、犠牲膜１４４Ｒａとして一を選択し、犠牲膜１４４Ｒｂとして他の一を選択することができる。また、上記に挙げた犠牲膜１４４Ｒａとして用いることができる材料のうち、犠牲膜１４４Ｒａには一又は複数の材料を選択し、犠牲膜１４４Ｒｂには、犠牲膜１４４Ｒａとして選択された材料以外から選択された一又は複数の材料を用いることができる。
具体的には、犠牲膜１４４Ｒａとして、ＡＬＤ法を用いて形成された酸化アルミニウムを用い、犠牲膜１４４Ｒｂとして、スパッタリング法を用いて形成された窒化シリコンを用いると好適である。なお、当該構成の場合、ＡＬＤ法、及びスパッタリング法で成膜する際の成膜温度としては、室温以上１２０℃以下、好ましくは室温以上１００℃以下とすることで、ＥＬ膜１１２Ｒｆに与える影響を低減することができるため好適である。また、犠牲膜１４４Ｒａと犠牲膜１４４Ｒｂの積層構造の場合、当該積層構造の応力が小さいほうが好ましい。具体的には、積層構造の応力が、－５００ＭＰａ以上＋５００ＭＰａ以下、より好ましくは、－２００ＭＰａ以上＋２００ＭＰａ以下とすると、膜剥がれ、及びピーリング等の工程トラブルを抑制できるため好適である。
犠牲膜１４４Ｒａは、ＥＬ膜１１２Ｒｆ等の各ＥＬ膜のエッチング処理に対する耐性の高い膜、すなわちエッチングの選択比の大きい膜を用いることができる。また、犠牲膜１４４Ｒａは、各ＥＬ膜へのダメージの少ないウェットエッチング法により除去可能な膜を用いることが特に好ましい。
また、犠牲膜１４４Ｒａとして、化学的に安定な溶媒に溶解しうる材料を用いてもよい。特に、水又はアルコールに溶解する材料を、犠牲膜１４４Ｒａに好適に用いることができる。犠牲膜１４４Ｒａを成膜する際には、水又はアルコール等の溶媒に溶解させた状態で、湿式の成膜方法で塗布した後に、溶媒を蒸発させるための加熱処理を行うことが好ましい。このとき、減圧雰囲気下での加熱処理を行うことで、低温且つ短時間で溶媒を除去できるため、ＥＬ膜１１２Ｒｆへの熱的なダメージを低減することができ、好ましい。
犠牲膜１４４Ｒａの形成に用いることのできる湿式の成膜方法としては、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ法、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、又はナイフコート等がある。
犠牲膜１４４Ｒａとしては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリグリセリン、プルラン、水溶性のセルロース、又はアルコール可溶性のポリアミド樹脂等の有機材料を用いることができる。
犠牲膜１４４Ｒｂには、犠牲膜１４４Ｒａとのエッチング選択比の大きい膜を用いればよい。
犠牲膜１４４Ｒａとして、ＡＬＤ法により形成した酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、又は酸化シリコン等の無機絶縁材料を用い、犠牲膜１４４Ｒｂとして、スパッタリング法により形成した、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、コバルト、パラジウム、チタン、アルミニウム、イットリウム、ジルコニウム、又はタンタル等の金属材料、又は該金属材料を含む合金材料を用いることが好ましい。特に、犠牲膜１４４Ｒｂとして、スパッタリング法により形成したタングステンを用いることが好ましい。また、犠牲膜１４４Ｒｂとして、スパッタリング法により形成した、インジウムガリウム亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物）等の、インジウムを含む金属酸化物を用いてもよい。さらに、犠牲膜１４４Ｒｂとして、無機材料を用いてもよい。例えば、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、又は酸化ハフニウム膜等の酸化物膜又は窒化物膜を用いることができる。
また、犠牲膜１４４Ｒｂとして、例えばＥＬ膜１１２Ｒｆに用いることのできる有機膜を用いてもよい。例えば、ＥＬ膜１１２Ｒｆに用いる有機膜と同じ膜を、犠牲膜１４４Ｒｂとして用いることができる。このような有機膜を用いることで、ＥＬ膜１１２Ｒｆと成膜装置を共通に用いることができるため、好ましい。さらに、ＥＬ膜１１２Ｒｆをエッチングする際に、犠牲膜１４４Ｒｂを同時に除去できるため、工程を簡略化できる。
続いて、犠牲膜１４４Ｒｂ上にレジストマスク１４３ａを形成する（図８（Ｂ））。レジストマスク１４３ａは、ポジ型のレジスト材料、又はネガ型のレジスト材料等、感光性の樹脂を含むレジスト材料を用いることができる。
続いて、犠牲膜１４４Ｒｂ及び犠牲膜１４４Ｒａの、レジストマスク１４３ａに覆われない一部をエッチングにより除去し、島状又は帯状の犠牲層１４５Ｒｂ及び犠牲層１４５Ｒａを形成する（図８（Ｃ））。図８（Ｃ）に示すように、犠牲層１４５Ｒｂ及び犠牲層１４５Ｒａは、例えば電極１１１Ｒ上と、電極１１１Ｃ上と、に形成することができる。
ここで、レジストマスク１４３ａを用いて犠牲膜１４４Ｒｂの一部をエッチングにより除去し、犠牲層１４５Ｒｂを形成した後にレジストマスク１４３ａを除去し、その後に犠牲層１４５Ｒｂをハードマスクとして犠牲膜１４４Ｒａをエッチングすることが好ましい。この場合、犠牲膜１４４Ｒｂのエッチングには、犠牲膜１４４Ｒａとの選択比の高いエッチング条件を用いることが好ましい。ハードマスク形成のエッチングにはウェットエッチング法又はドライエッチング法を用いることができるが、ドライエッチング法を用いることで、パターンの縮小を抑制できる。
犠牲膜１４４Ｒａと犠牲膜１４４Ｒｂの加工、及びレジストマスク１４３ａの除去は、ウェットエッチング法又はドライエッチング法により行うことができる。例えば、犠牲膜１４４Ｒａ、及び犠牲膜１４４Ｒｂは、フッ素を含むガスを用いたドライエッチング法により加工することができる。また、レジストマスク１４３ａは、酸素を含むガス（酸素ガスともいう）を用いたドライエッチング法（プラズマアッシング法ともいう）により除去することができる。
犠牲層１４５Ｒｂをハードマスクとして犠牲膜１４４Ｒａをエッチングする場合、ＥＬ膜１１２Ｒｆが犠牲膜１４４Ｒａに覆われた状態でレジストマスク１４３ａの除去を行うことができる。例えば、ＥＬ膜１１２Ｒｆが酸素に触れると、発光素子１１０Ｒの電気特性に悪影響を及ぼす場合がある。よって、プラズマアッシング等、酸素ガスを用いた方法でレジストマスク１４３ａを除去する場合には、犠牲層１４５Ｒｂをハードマスクとして犠牲膜１４４Ｒａをエッチングすることが好ましい。
続いて、犠牲層１４５Ｒａに覆われないＥＬ膜１１２Ｒｆの一部をエッチングにより除去し、島状又は帯状のＥＬ層１１２Ｒを形成する（図８（Ｄ））。
ＥＬ膜１１２Ｒｆのエッチングに酸素ガスを用いたドライエッチング法を用いると、エッチング速度を高めることができる。そのため、エッチング速度を十分な速さに維持しつつ、低パワーの条件でのエッチングができるため、エッチングによるダメージを低減できる。さらに、エッチング時に生じる反応生成物の例えばＥＬ層１１２Ｒへの付着等の不具合を抑制できる。
一方、酸素を主成分に含まないエッチングガスを用いたドライエッチング法によりＥＬ膜１１２Ｒｆをエッチングすると、ＥＬ膜１１２Ｒｆの変質を抑制し、表示装置１００を信頼性の高い表示装置とすることができる。酸素を主成分に含まないエッチングガスとしては、例えばＣＦ４、Ｃ４Ｆ８、ＳＦ６、ＣＨＦ３、Ｃｌ２、Ｈ２Ｏ、もしくはＢＣｌ３等を含むガス、又はＨｅ等の１８族元素を含むガスが挙げられる。また、上記ガスと、酸素を含まない希釈ガスとの混合ガスをエッチングガスに用いることができる。なお、ＥＬ膜１１２Ｒｆのエッチングは上記に限られず、他のガスを用いたドライエッチング法により行ってもよいし、ウェットエッチング法により行ってもよい。
ＥＬ膜１１２Ｒｆのエッチングを行ってＥＬ層１１２Ｒを形成した際に、ＥＬ層１１２Ｒの側面に不純物が付着していると、以降の工程において当該不純物がＥＬ層１１２Ｒの内部へ侵入する場合がある。これにより、表示装置１００の信頼性が低下する場合がある。よって、ＥＬ層１１２Ｒの形成後に、ＥＬ層１１２Ｒの表面に付着している不純物を除去すると、表示装置１００の信頼性を高めることができ好ましい。
ＥＬ層１１２Ｒの表面に付着している不純物の除去は、例えばＥＬ層１１２Ｒの表面に不活性ガスを照射することで行うことができる。ここで、ＥＬ層１１２Ｒを形成した直後は、ＥＬ層１１２Ｒの表面が露出している。具体的には、ＥＬ層１１２Ｒの側面が露出している。よって、ＥＬ層１１２Ｒの形成後に、例えばＥＬ層１１２Ｒが形成されている基板を不活性ガス雰囲気下におくと、ＥＬ層１１２Ｒに付着している不純物を除去することができる。不活性ガスとして、例えば１８族元素（代表的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン、及びクリプトン等）、及び窒素の中から選ばれるいずれか一又は複数を用いることができる。
続いて、犠牲層１４５Ｒｂ上、光学調整層１１６Ｇ上、光学調整層１１６Ｂ上、電極１１１Ｓ上、及びトランジスタを含む層１０１上に、後にＥＬ層１１２ＧとなるＥＬ膜１１２Ｇｆを形成する。犠牲層１４５Ｒａの形成後にＥＬ膜１１２Ｇｆを形成することにより、ＥＬ膜１１２ＧｆがＥＬ層１１２Ｒの上面と接することを抑制することができる。ＥＬ膜１１２Ｇｆの形成等については、ＥＬ膜１１２Ｒｆの形成等の記載を参照することができる。
次に、ＥＬ膜１１２Ｇｆ上、犠牲層１４５Ｒｂ上、及びトランジスタを含む層１０１上に犠牲膜１４４Ｇａを形成し、犠牲膜１４４Ｇａ上に犠牲膜１４４Ｇｂを形成する。その後、犠牲膜１４４Ｇｂ上にレジストマスク１４３ｂを形成する（図９（Ａ））。犠牲膜１４４Ｇａ、犠牲膜１４４Ｇｂ、及びレジストマスク１４３ｂの形成等については、犠牲膜１４４Ｒａ、犠牲膜１４４Ｒｂ、及びレジストマスク１４３ａの形成等の記載をそれぞれ参照することができる。
続いて、犠牲膜１４４Ｇｂ及び犠牲膜１４４Ｇａの、レジストマスク１４３ｂに覆われない一部をエッチングにより除去し、島状又は帯状の犠牲層１４５Ｇｂ及び犠牲層１４５Ｇａを形成する。また、レジストマスク１４３ｂを除去する（図９（Ｂ））。ここでは、犠牲層１４５Ｇｂ及び犠牲層１４５Ｇａは、電極１１１Ｇ上に形成することができる。犠牲層１４５Ｇｂ及び犠牲層１４５Ｇａの形成、及びレジストマスク１４３ｂの除去等については、犠牲層１４５Ｒｂ及び犠牲層１４５Ｒａの形成、及びレジストマスク１４３ａの除去等の記載を参照することができる。
続いて、犠牲層１４５Ｇａに覆われないＥＬ膜１１２Ｇｆの一部をエッチングにより除去し、島状又は帯状のＥＬ層１１２Ｇを形成する（図９（Ｃ））。ＥＬ層１１２Ｇの形成等については、ＥＬ層１１２Ｒの形成等の記載を参照することができる。また、ＥＬ層１１２Ｒと同様に、ＥＬ層１１２Ｇの表面に付着している不純物も除去することが好ましい。例えば、ＥＬ層１１２Ｇの形成後に、ＥＬ層１１２Ｇが形成されている基板を不活性ガス雰囲気下におくと、ＥＬ層１１２Ｇに付着している不純物を除去することができる。
続いて、犠牲層１４５Ｒｂ上、犠牲層１４５Ｇｂ上、光学調整層１１６Ｂ上、電極１１１Ｓ上、及びトランジスタを含む層１０１上に、後にＥＬ層１１２ＢとなるＥＬ膜１１２Ｂｆを形成する。犠牲層１４５Ｇａの形成後にＥＬ膜１１２Ｂｆを形成することにより、ＥＬ膜１１２ＢｆがＥＬ層１１２Ｇの上面と接することを抑制することができる。ＥＬ膜１１２Ｂｆの形成等については、ＥＬ膜１１２Ｒｆの形成等の記載を参照することができる。
次に、ＥＬ膜１１２Ｂｆ上、犠牲層１４５Ｒｂ上、及びトランジスタを含む層１０１上に犠牲膜１４４Ｂａを形成し、犠牲膜１４４Ｂａ上に犠牲膜１４４Ｂｂを形成する。その後、犠牲膜１４４Ｂｂ上にレジストマスク１４３ｃを形成する（図１０（Ａ））。犠牲膜１４４Ｂａ、犠牲膜１４４Ｂｂ、及びレジストマスク１４３ｃの形成等については、犠牲膜１４４Ｒａ、犠牲膜１４４Ｒｂ、及びレジストマスク１４３ａの形成等の記載をそれぞれ参照することができる。
続いて、犠牲膜１４４Ｂｂ及び犠牲膜１４４Ｂａの、レジストマスク１４３ｃに覆われない一部をエッチングにより除去し、島状又は帯状の犠牲層１４５Ｂｂ及び犠牲層１４５Ｂａを形成する。また、レジストマスク１４３ｃを除去する（図１０（Ｂ））。ここでは、犠牲層１４５Ｂｂ及び犠牲層１４５Ｂａは、電極１１１Ｂ上に形成することができる。犠牲層１４５Ｂｂ及び犠牲層１４５Ｂａの形成、及びレジストマスク１４３ｃの除去等については、犠牲層１４５Ｒｂ及び犠牲層１４５Ｒａの形成、及びレジストマスク１４３ａの除去等の記載を参照することができる。
続いて、犠牲層１４５Ｂａに覆われないＥＬ膜１１２Ｂｆの一部をエッチングにより除去し、島状又は帯状のＥＬ層１１２Ｂを形成する（図１０（Ｃ））。ＥＬ層１１２Ｂの形成等については、ＥＬ層１１２Ｒの形成等の記載を参照することができる。また、ＥＬ層１１２Ｒ及びＥＬ層１１２Ｇと同様に、ＥＬ層１１２Ｂの表面に付着している不純物も除去することが好ましい。例えば、ＥＬ層１１２Ｂの形成後に、ＥＬ層１１２Ｂが形成されている基板を不活性ガス雰囲気下におくと、ＥＬ層１１２Ｂに付着している不純物を除去することができる。
続いて、犠牲層１４５Ｒｂ上、犠牲層１４５Ｇｂ上、犠牲層１４５Ｂｂ上、電極１１１Ｓ上、及びトランジスタを含む層１０１上に、後にＰＤ層１５５となるＰＤ膜１５５ｆを形成する。犠牲層１４５Ｂａの形成後にＰＤ膜１５５ｆを形成することにより、ＰＤ膜１５５ｆがＥＬ層１１２Ｂの上面と接することを抑制することができる。ＰＤ膜１５５ｆの形成等については、ＥＬ膜１１２Ｒｆの形成等の記載を参照することができる。
ＰＤ膜１５５ｆは、可視光又は赤外光に感度を有する光電変換材料を含む膜（光電変換膜）を有する。このほかに、ＰＤ膜１５５ｆは、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、又は電子輸送層として機能する膜のうち、一以上が積層された構成としてもよい。例えば、ＰＤ膜１５５ｆは、正孔輸送層として機能する膜、光電変換膜、及び電子輸送層として機能する膜がこの順で積層された構成とすることができる。又は、ＰＤ膜１５５ｆは、電子輸送層として機能する膜、光電変換膜、及び正孔輸送層として機能する膜がこの順で積層された構成とすることができる。
次に、ＰＤ膜１５５ｆ上、犠牲層１４５Ｒｂ上、及びトランジスタを含む層１０１上に犠牲膜１４４Ｓａを形成し、犠牲膜１４４Ｓａ上に犠牲膜１４４Ｓｂを形成する。その後、犠牲膜１４４Ｓｂ上にレジストマスク１４３ｄを形成する（図１１（Ａ））。犠牲膜１４４Ｓａ、犠牲膜１４４Ｓｂ、及びレジストマスク１４３ｄの形成等については、犠牲膜１４４Ｒａ、犠牲膜１４４Ｒｂ、及びレジストマスク１４３ａの形成等の記載をそれぞれ参照することができる。
続いて、犠牲膜１４４Ｓｂ及び犠牲膜１４４Ｓａの、レジストマスク１４３ｄに覆われない一部をエッチングにより除去し、島状又は帯状の犠牲層１４５Ｓｂ及び犠牲層１４５Ｓａを形成する。また、レジストマスク１４３ｄを除去する（図１１（Ｂ））。ここでは、犠牲層１４５Ｓｂ及び犠牲層１４５Ｓａは、電極１１１Ｓ上に形成することができる。犠牲層１４５Ｓｂ及び犠牲層１４５Ｓａの形成、及びレジストマスク１４３ｄの除去等については、犠牲層１４５Ｒｂ及び犠牲層１４５Ｒａの形成、及びレジストマスク１４３ａの除去等の記載を参照することができる。
続いて、犠牲層１４５Ｓａに覆われないＰＤ膜１５５ｆの一部をエッチングにより除去し、島状又は帯状のＰＤ層１５５を形成する（図１１（Ｃ））。ＰＤ層１５５の形成等については、ＥＬ層１１２Ｒの形成等の記載を参照することができる。また、ＥＬ層１１２Ｒ、ＥＬ層１１２Ｇ、及びＥＬ層１１２Ｂと同様に、ＰＤ層１５５の表面に付着している不純物も除去することが好ましい。例えば、ＰＤ層１５５の形成後に、ＰＤ層１５５が形成されている基板を不活性ガス雰囲気下におくと、ＰＤ層１５５に付着している不純物を除去することができる。
続いて、トランジスタを含む層１０１の上面と、電極１１１、光学調整層１１６、ＥＬ層１１２、ＰＤ層１５５、及び犠牲層１４５ａの側面と、犠牲層１４５ｂの上面及び側面と、を覆うように、後に絶縁層１２５となる絶縁膜１２５ｆを形成する。
本明細書等において、例えば犠牲層１４５Ｒａ、犠牲層１４５Ｇａ、犠牲層１４５Ｂａ、及び犠牲層１４５Ｓａに共通する事項を説明する場合には、犠牲層１４５ａと呼称して説明する場合がある。また、犠牲層１４５Ｒｂ、犠牲層１４５Ｇｂ、犠牲層１４５Ｂｂ、及び犠牲層１４５Ｓｂに共通する事項を説明する場合には、犠牲層１４５ｂと呼称して説明する場合がある。さらに、犠牲層１４５ａ、及び犠牲層１４５ｂに共通する事項を説明する場合には、犠牲層１４５と呼称して説明する場合がある。他の構成要素についても、上記のようにアルファベットを省略した符号を用いて説明する場合がある。
絶縁膜１２５ｆは、スパッタリング法、ＣＶＤ法、ＰＬＤ法、又はＡＬＤ法等を用いて形成することができるが、被覆性が良好なＡＬＤ法を用いて形成することが好ましい。また、絶縁膜１２５ｆとして、例えば無機材料を用いることができ、例えば、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、及び窒化酸化絶縁膜等の無機絶縁膜を用いることができる。特に、絶縁膜１２５ｆは、ＡＬＤ法により形成した酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、又は酸化シリコン膜等の無機絶縁膜とすることで、ピンホールが少ない絶縁膜とすることができる。
続いて、絶縁膜１２５ｆ上に、後に絶縁層１２６となる絶縁膜１２６ｆを形成する（図１２（Ａ））。絶縁膜１２６ｆとして、有機材料を含む絶縁膜を適用することが好ましく、有機材料としては樹脂を用いることが好ましい。また、絶縁膜１２６ｆとして、感光性の樹脂を用いることができる。感光性の樹脂は、ポジ型の材料、又はネガ型の材料を用いることができる。絶縁膜１２６ｆが樹脂を有する場合、絶縁膜１２６ｆは樹脂膜ということができる。
絶縁膜１２６ｆとして感光性の樹脂を用いる場合、絶縁膜１２６ｆは、スピンコート法、スプレー法、スクリーン印刷法、又はペイント法等を用いて形成することができる。
絶縁膜１２６ｆは、図１２（Ａ）に示すように、被形成面の凹凸を反映した、なだらかな凹凸を有する場合がある。また、絶縁膜１２６ｆは、平坦化されている場合がある。
続いて、絶縁層１２６を形成する。ここで、絶縁膜１２６ｆとして感光性の樹脂を用いることにより、レジストマスク、又はハードマスク等のエッチングマスクを設けることなく、絶縁層１２６を形成することができる。また、感光性の樹脂は露光及び現像の工程のみで加工が可能であるため、例えばドライエッチング法を用いることなく絶縁層１２６が形成できる。よって、工程の簡略化が可能となる。また、絶縁膜１２６ｆのエッチングによるＥＬ層１１２、及びＰＤ層１５５のダメージを低減することができる。
また、絶縁膜１２６ｆの上面に対し、略均一にエッチングを施すことにより、絶縁層１２６を形成してもよい。このように均一にエッチングして平坦化することをエッチバックともいう。
絶縁層１２６の形成において、露光及び現像の工程と、エッチバック工程と、を組み合わせて用いてもよい。
続いて、絶縁膜１２５ｆをエッチングすることで、絶縁層１２５を形成する（図１２（Ｂ））。絶縁層１２５は、例えば電極１１１、光学調整層１１６、ＥＬ層１１２、ＰＤ層１５５、犠牲層１４５ａ、及び犠牲層１４５ｂの側面と接するように形成することができる。また、絶縁層１２５は、絶縁層１２６の側面及び下面と接するように形成することができる。つまり、絶縁層１２５は、例えばＥＬ層１１２又はＰＤ層１５５と、絶縁層１２６と、の間に設けることができる。
絶縁膜１２５ｆのエッチングは、異方性エッチングにより行うと、例えばフォトリソグラフィ法を用いたパターニングを行わなくても絶縁層１２５を好適に形成できるため好ましい。例えばフォトリソグラフィ法を用いたパターニングを行わずに絶縁層１２５を形成することにより、表示装置１００の作製工程を簡略化できるため、表示装置１００の作製コストを低くすることができる。よって、表示装置１００を、低価格な表示装置とすることができる。異方性エッチングとして、例えばドライエッチング法が挙げられる。絶縁膜１２５ｆをドライエッチング法によりエッチングする場合、例えば、犠牲膜１４４をエッチングする際に用いることができるエッチングガスを用いて、絶縁膜１２５ｆをエッチングすることができる。
続いて、犠牲層１４５ｂ、及び犠牲層１４５ａを、エッチング等を用いて除去する（図１２（Ｃ））。ここで、犠牲層１４５ｂと、犠牲層１４５ａと、は異なる方法、例えばエッチング条件で除去することができる。例えば、犠牲層１４５ｂは、犠牲層１４５ａとの選択性が高い方法で除去することができ、犠牲層１４５ａは、ＥＬ層１１２、及びＰＤ層１５５にできるだけダメージを与えない方法で除去することができる。例えば、犠牲層１４５ｂは、ドライエッチング法を用いて除去し、犠牲層１４５ａは、ウェットエッチング法を用いて除去することができる。
図１２（Ｃ）では、犠牲層１４５ｂ、及び犠牲層１４５ａの除去により絶縁層１２５、及び絶縁層１２６の一部が除去され、絶縁層１２５、及び絶縁層１２６の上面の少なくとも一部が、ＥＬ層１１２の上面、ＰＤ層１５５の上面、又は電極１１１Ｃの上面の少なくとも一部と一致する例を示しているが、本発明の一態様はこれに限られない。例えば、図１２（Ｃ）に示すＡ１－Ａ２断面において、絶縁層１２５、及び絶縁層１２６の上面の少なくとも一部が、ＥＬ層１１２の上面、又はＰＤ層１５５の上面の少なくとも一部より高くてもよい。また、図１２（Ｃ）に示すＢ１－Ｂ２断面において、絶縁層１２５、及び絶縁層１２６の上面の少なくとも一部が、電極１１１Ｃの上面の少なくとも一部より高くてもよい。
続いて、真空ベーク処理を行い、ＥＬ層１１２の表面、及びＰＤ層１５５の表面に吸着している水等を除去する。真空ベークは、ＥＬ層１１２、及びＰＤ層１５５等に含まれる有機化合物を変質させない温度範囲で行うことが好ましく、例えば７０℃以上１２０℃以下、より好ましくは８０℃以上１００℃以下で行うことができる。なお、ＥＬ層１１２の表面、及びＰＤ層１５５の表面等に吸着している水等が少なく、表示装置１００の信頼性に与える影響が少ない場合等は、真空ベーク処理を行わなくてもよい。
続いて、ＥＬ層１１２上、ＰＤ層１５５上、絶縁層１２５上、絶縁層１２６上、及び電極１１１Ｃ上に、有機層１１４を形成する（図１２（Ｄ））。前述のように、有機層１１４は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、電子輸送層、又は電子注入層のうち少なくとも１つを有し、例えば電子注入層、又は正孔注入層を有する。有機層１１４は、例えば蒸着法、スパッタリング法、又はインクジェット法等により形成することができる。なお、電極１１１Ｃ上に有機層１１４を設けない構成とする場合には、有機層１１４の形成において、電極１１１Ｃ上を遮蔽するメタルマスクを用いればよい。この際に用いるメタルマスクでは表示部の画素領域の遮蔽は行わなくてもよいため、高精細なマスクを用いる必要がなく、例えばラフメタルマスクを用いることができる。
続いて、有機層１１４上に、透明電極１１３ａを形成し、透明電極１１３ａ上に後に半透過・半反射電極１１３ｂとなる導電膜１１３ｂｆを形成する。例えば、有機層１１４の上面と接するように透明電極１１３ａを形成し、透明電極１１３ａの上面と接するように導電膜１１３ｂｆを形成する。透明電極１１３ａ、及び導電膜１１３ｂｆは、例えばスパッタリング法、又は真空蒸着法等により形成することができる。なお、導電膜１１３ｂｆは、半透過・半反射膜ということができる。
透明電極１１３ａにおける可視光の透過率は、導電膜１１３ｂｆにおける可視光の透過率より高くする。また、透明電極１１３ａにおける可視光の反射率は、導電膜１１３ｂｆにおける可視光の反射率より低くする。具体的には、前述のように、透明電極１１３ａにおける可視光の透過率は、４０％以上とする。また、導電膜１１３ｂｆにおける可視光の反射率は、１０％以上９５％以下、好ましくは３０％以上８０％以下とする。
透明電極１１３ａとして、導電性酸化物、又はグラフェンを用いることができ、例えばインジウム錫酸化物、又はインジウム亜鉛酸化物を用いることができる。導電膜１１３ｂｆとして、例えば金属材料を透光性を有する程度に薄くした層を用いることができ、例えば銀とマグネシウムの合金を用いることができる。
続いて、導電膜１１３ｂｆ上にレジストマスク１４９ａを形成する（図１３（Ａ））。レジストマスク１４９ａは、レジストマスク１４３ａ乃至レジストマスク１４３ｄと同様に、ポジ型のレジスト材料、又はネガ型のレジスト材料等、感光性の樹脂を含むレジスト材料を用いることができる。
続いて、導電膜１１３ｂｆの、レジストマスク１４９ａに覆われない一部をエッチングにより除去し、島状又は帯状の半透過・半反射電極１１３ｂを形成する。これにより、発光素子１１０、及び受光素子１５０を作製することができる。ここで、半透過・半反射電極１１３ｂは、ＰＤ層１５５と重ならない領域を有するように形成される。また、半透過・半反射電極１１３ｂが、ＰＤ層１５５と重なる領域を有さないように形成されることが好ましい。
その後、レジストマスク１４９ａを除去する（図１３（Ｂ））。レジストマスク１４９ａは、レジストマスク１４３ａ乃至レジストマスク１４３ｄと同様に、プラズマアッシング法により除去することができる。
続いて、透明電極１１３ａ上、及び半透過・半反射電極１１３ｂ上に、保護層１２１を形成する（図１３（Ｃ））。保護層１２１として無機絶縁膜を用いる場合、例えばスパッタリング法、ＣＶＤ法、又はＡＬＤ法を用いて保護層１２１を形成することが好ましい。また、保護層１２１として有機絶縁膜を用いる場合、例えばインクジェット法を用いて保護層１２１を形成すると、所望のエリアに均一な膜を形成できるため好ましい。
以上の工程により、表示装置１００を作製することができる。
本明細書等において、メタルマスク、又はＦＭＭ（ファインメタルマスク、高精細なメタルマスク）を用いて作製されるデバイスをＭＭ（メタルマスク）構造のデバイスという場合がある。また、本明細書等において、メタルマスク、又はＦＭＭを用いることなく作製されるデバイスをＭＭＬ（メタルマスクレス）構造のデバイスという場合がある。
図８（Ａ）乃至図１３（Ｃ）で示したようなＭＭＬ構造の表示装置の作製方法では、島状のＥＬ層１１２は、メタルマスクのパターンによって形成されるのではなく、ＥＬ膜１１２ｆを一面に成膜した後に加工することで形成される。同様に、島状のＰＤ層１５５は、メタルマスクのパターンによって形成されるのではなく、ＰＤ膜１５５ｆを一面に成膜した後に加工することで形成される。
以上より、高精細又は高開口率の表示装置、及び撮像装置を実現することができる。また、撮像機能を有し、且つ高精細又は高開口率の表示装置を実現することができる。また、ＥＬ層１１２を各色で作り分けることができるため、極めて鮮やかでコントラストが高く、且つ表示品位の高い表示装置を実現できる。さらに、ＥＬ層１１２上、及びＰＤ層１５５上に犠牲層を設けることで、表示装置１００の作製工程中にＥＬ層１１２、及びＰＤ層１５５が受けるダメージを低減し、発光素子１１０、及び受光素子１５０の信頼性を高めることができる。
また、表示装置１００は、画素電極の端部を覆う絶縁物が設けられない構造とすることができる。別言すると、発光素子１１０に設けられる画素電極とＥＬ層１１２の間、及び受光素子１５０に設けられる画素電極とＰＤ層１５５の間に絶縁層が設けられない構成である。当該構成とすることで、ＥＬ層１１２からの発光を効率よく取り出すことができ、またＰＤ層１５５に照射される光を高い感度で検出することができる。
表示装置１００は、ＥＬ層１１２からの発光を効率よく取り出すことができるため、視野角依存性を極めて小さくすることができる。例えば、表示装置１００においては、視野角（斜め方向から画面を見たときの、一定のコントラスト比が維持される最大の角度）を１００°以上１８０°未満、好ましくは１５０°以上１７０°以下の範囲とすることができる。なお、上記の視野角は、上下、及び左右のそれぞれに適用することができる。本発明の一態様の表示装置とすることで、視野角依存性が向上し、画像の視認性を高めることが可能となる。
なお、表示装置１００をファインメタルマスク（ＦＭＭ）構造とする場合、例えば画素配置の構成に制限がかかる場合がある。ここで、ＦＭＭ構造について、以下、説明を行う。
ＦＭＭ構造の表示装置を形成する場合、ＥＬ蒸着時、及びＰＤ蒸着時において、所望の領域にＥＬ材料、又はＰＤ材料が蒸着されるように開口部が設けられた金属のマスク（ＦＭＭ）を基板に対向してセットする。その後、ＦＭＭを介して、ＥＬ蒸着又はＰＤ蒸着を行うことで、所望の領域にＥＬ材料、又はＰＤ材料を蒸着する。ＥＬ及びＰＤを蒸着する基板の面積が大きくなると、ＦＭＭの面積も大きくなり、ＦＭＭの重量も大きくなる。また、ＥＬ蒸着時、及びＰＤ蒸着時に例えば熱がＦＭＭに与えられるため、ＦＭＭが変形する場合がある。例えば、ＥＬ蒸着時、又はＰＤ蒸着時にＦＭＭに一定のテンションを与えて蒸着する方法もあるため、ＦＭＭの重量、及び強度は重要なパラメータである。
そのため、ＦＭＭ構造の表示装置の画素配置の構成を設計する場合、例えば上記のパラメータを考慮する必要があり、一定の制限のもとに検討する必要がある。一方で、本発明の一態様の表示装置は、ＭＭＬ構造であるため、ＦＭＭ構造と比較し例えば画素配置の構成の自由度が高いといった、優れた効果を奏する。なお、ＭＭＬ構造は、ＦＭＭ構造より設計の自由度が高いため、例えばフレキシブルデバイスとも非常に親和性が高い。
図１４（Ａ）、及び図１４（Ｂ）は、発光素子１１０、及び受光素子１５０が図２（Ａ）に示す構成であり、接続部１３０が図６（Ａ）に示す構成である表示装置１００の作製方法例を示す断面概略図である。
まず、図８（Ａ）乃至図１２（Ｄ）と同様の工程を行う。次に、図１３（Ａ）で説明した方法と同様の方法により、透明電極１１３ａを形成する（図１４（Ａ））。
続いて、ＦＭＭ１５１ａを用いて、半透過・半反射電極１１３ｂを形成する（図１４（Ｂ））。例えば、ＦＭＭ１５１ａを介した真空蒸着法、又はスパッタリング法により、半透過・半反射電極１１３ｂを形成する。なお、インクジェット法を用いて、半透過・半反射電極１１３ｂを形成してもよい。図１４（Ｂ）では、被形成面が下側になるように基板を反転した状態で成膜する、いわゆるフェイスダウン方式で成膜している様子を示している。
続いて、図１３（Ｃ）で説明した方法と同様の方法により、保護層１２１を形成する。以上の工程により、表示装置１００を作製することができる。
図１５（Ａ）乃至図１５（Ｄ）は、発光素子１１０、及び受光素子１５０が図４（Ｂ）に示す構成であり、接続部１３０が図６（Ａ）に示す構成である表示装置１００の作製方法を示す断面概略図である。
まず、図８（Ａ）乃至図１２（Ｄ）と同様の工程を行う（図１５（Ａ））。次に、ＦＭＭ１５１ｂを用いて、透明電極１１３ａを形成する（図１５（Ｂ））。その後、ＦＭＭ１５１ａを用いて、半透過・半反射電極１１３ｂを形成する（図１５（Ｃ））。例えば、ＦＭＭ１５１ｂを介した真空蒸着法、又はスパッタリング法により、透明電極１１３ａを形成し、ＦＭＭ１５１ａを介した真空蒸着法、又はスパッタリング法により、半透過・半反射電極１１３ｂを形成する。なお、インクジェット法を用いて、透明電極１１３ａ、及び半透過・半反射電極１１３ｂを形成してもよい。図１５（Ｂ）、及び図１５（Ｃ）では、フェイスダウン方式で成膜している様子を示している。また、フォトリソグラフィ法を用いて、透明電極１１３ａ、及び半透過・半反射電極１１３ｂを形成してもよい。
その後、図１３（Ｃ）で説明した方法と同様の方法により、保護層１２１を形成する（図１５（Ｄ））。以上の工程により、表示装置１００を作製することができる。
図１６（Ａ）乃至図１９（Ｄ）は、発光素子１１０、及び受光素子１５０が図４（Ｄ）に示す構成であり、接続部１３０が図６（Ｂ）に示す構成である表示装置１００の作製方法を示す断面概略図である。
まず、図８（Ａ）、及び図８（Ｂ）で説明した方法と同様の方法により、電極１１１Ｒ、電極１１１Ｇ、電極１１１Ｂ、電極１１１Ｓ、電極１１１Ｃ、光学調整層１１６Ｒ、光学調整層１１６Ｇ、光学調整層１１６Ｂ、及びＥＬ膜１１２Ｒｆを形成する。前述のように、電極１１１Ｃが含まれる領域をメタルマスクで遮蔽して、ＥＬ膜１１２Ｒｆを形成することができる。
続いて、ＥＬ膜１１２Ｒｆ上に、後に有機層１１４Ｒとなる有機膜１１４Ｒｆを形成する。有機膜１１４Ｒｆは、ＥＬ膜１１２Ｒｆと同様の方法で形成することができる。また、有機膜１１４Ｒｆは、ＥＬ膜１１２Ｒｆと同一の装置を用いて形成することができる。例えば、ＥＬ膜１１２Ｒｆは、電極１１１側から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層がこの順で積層された構成を有し、有機膜１１４Ｒｆは、電子注入層を有する。又は、ＥＬ膜１１２Ｒｆは、電極１１１側から電子注入層、電子輸送層、発光層、及び正孔輸送層がこの順で積層された構成を有し、有機膜１１４Ｒｆは、正孔注入層を有する。
続いて、有機膜１１４Ｒｆ上、電極１１１Ｃ上、及びトランジスタを含む層１０１上に、図８（Ｂ）で説明した方法と同様の方法により、犠牲膜１４４Ｒａ、及び犠牲膜１４４Ｒｂを形成する。その後、図８（Ｂ）で説明した方法と同様の方法により、レジストマスク１４３ａを形成する（図１６（Ａ））。
続いて、図８（Ｂ）、及び図８（Ｃ）で説明した方法と同様の方法により、犠牲層１４５Ｒｂ、及び犠牲層１４５Ｒａを形成し、レジストマスク１４３ａを除去する。その後、犠牲層１４５Ｒａに覆われない有機膜１１４Ｒｆの一部をエッチングにより除去し、島状又は帯状の有機層１１４Ｒを形成する。有機膜１１４Ｒｆのエッチングは、ＥＬ膜１１２Ｒｆのエッチングと同様の方法で行うことができる。
続いて、図８（Ｃ）、及び図８（Ｄ）で説明した方法と同様の方法により、ＥＬ層１１２Ｒを形成する（図１６（Ｂ））。次に、ＥＬ膜１１２Ｇｆを形成し、ＥＬ膜１１２Ｇｆ上に有機膜１１４Ｇｆを形成する。ＥＬ膜１１２Ｇｆ、及び有機膜１１４Ｇｆの形成等については、ＥＬ膜１１２Ｒｆ、及び有機膜１１４Ｒｆの形成等の記載を参照することができる。
続いて、有機膜１１４Ｇｆ上に犠牲膜１４４Ｇａを形成し、犠牲膜１４４Ｇａ上に犠牲膜１４４Ｇｂを形成する。その後、犠牲膜１４４Ｇｂ上にレジストマスク１４３ｂを形成する（図１６（Ｃ））。犠牲膜１４４Ｇａ、犠牲膜１４４Ｇｂ、及びレジストマスク１４３ｂの形成等については、犠牲膜１４４Ｒａ、犠牲膜１４４Ｒｂ、及びレジストマスク１４３ａの形成等の記載をそれぞれ参照することができる。
続いて、犠牲層１４５Ｇｂ、犠牲層１４５Ｇａ、有機層１１４Ｇ、及びＥＬ層１１２Ｇを形成する。また、レジストマスク１４３ｂを除去する（図１６（Ｄ））。犠牲層１４５Ｇｂ、犠牲層１４５Ｇａ、有機層１１４Ｇ、及びＥＬ層１１２Ｇの形成、並びにレジストマスク１４３ｂの除去等については、犠牲層１４５Ｒｂ、犠牲層１４５Ｒａ、有機層１１４Ｒ、及びＥＬ層１１２Ｒの形成、並びにレジストマスク１４３ａの除去等の記載をそれぞれ参照することができる。
続いて、ＥＬ膜１１２Ｂｆを形成し、ＥＬ膜１１２Ｂｆ上に有機膜１１４Ｂｆを形成する。ＥＬ膜１１２Ｂｆ、及び有機膜１１４Ｂｆの形成等については、ＥＬ膜１１２Ｒｆ、及び有機膜１１４Ｒｆの形成等の記載を参照することができる。
続いて、有機膜１１４Ｂｆ上に犠牲膜１４４Ｂａを形成し、犠牲膜１４４Ｂａ上に犠牲膜１４４Ｂｂを形成する。その後、犠牲膜１４４Ｂｂ上にレジストマスク１４３ｃを形成する（図１７（Ａ））。犠牲膜１４４Ｂａ、犠牲膜１４４Ｂｂ、及びレジストマスク１４３ｃの形成等については、犠牲膜１４４Ｒａ、犠牲膜１４４Ｒｂ、及びレジストマスク１４３ａの形成等の記載をそれぞれ参照することができる。
続いて、犠牲層１４５Ｂｂ、犠牲層１４５Ｂａ、有機層１１４Ｂ、及びＥＬ層１１２Ｂを形成する。また、レジストマスク１４３ｃを除去する（図１７（Ｂ））。犠牲層１４５Ｂｂ、犠牲層１４５Ｂａ、有機層１１４Ｂ、及びＥＬ層１１２Ｂの形成、及びレジストマスク１４３ｃの除去等については、犠牲層１４５Ｒｂ、犠牲層１４５Ｒａ、有機層１１４Ｒ、及びＥＬ層１１２Ｒの形成、及びレジストマスク１４３ａの除去等の記載をそれぞれ参照することができる。
続いて、図１１（Ａ）で説明した方法と同様の方法により、ＰＤ膜１５５ｆ、犠牲膜１４４Ｓａ、犠牲膜１４４Ｓｂ、及びレジストマスク１４３ｄを形成する（図１７（Ｃ））。ここで、受光素子は電子注入層、及び正孔注入層を有する必要がないため、ＰＤ膜１５５ｆと犠牲膜１４４Ｓａの間に、電子注入層、又は正孔注入層を有する有機膜を成膜しなくてよい。
続いて、図１１（Ａ）乃至図１１（Ｃ）で説明した方法と同様の方法により、犠牲層１４５Ｓｂ、犠牲層１４５Ｓａ、及びＰＤ層１５５を形成する。また、レジストマスク１４３ｄを除去する（図１７（Ｄ））。その後、図１２（Ａ）、及び図１２（Ｂ）で説明した方法と同様の方法により、絶縁層１２６、及び絶縁層１２５を形成する（図１８（Ａ））。
続いて、犠牲層１４５Ｓｂ及び犠牲層１４５Ｓａと、電極１１１Ｃ上の犠牲層１４５Ｒｂ及び犠牲層１４５Ｒａと、を除去する（図１８（Ｂ））。当該除去は、例えばフォトリソグラフィ法を用いて行うことができる。当該除去により、ＰＤ層１５５の上面、及び電極１１１Ｃの上面が露出する。
続いて、ＰＤ層１５５上、電極１１１Ｃ上、絶縁層１２５上、絶縁層１２６上、犠牲層１４５Ｒｂ上、犠牲層１４５Ｇｂ上、及び犠牲層１４５Ｂｂ上に、後に透明電極１１３ａとなる導電膜１１３ａｆを形成する。導電膜１１３ａｆは、図１３（Ａ）で説明した透明電極１１３ａの形成方法と同様の方法により、形成することができる。なお、導電膜１１３ａｆは、透明膜ということができる。
続いて、導電膜１１３ａｆ上にレジストマスク１４９ｂを形成する（図１８（Ｃ））。レジストマスク１４９ｂは、レジストマスク１４３ａ乃至レジストマスク１４３ｄ、及びレジストマスク１４９ａと同様に、ポジ型のレジスト材料、又はネガ型のレジスト材料等、感光性の樹脂を含むレジスト材料を用いることができる。
続いて、導電膜１１３ａｆの、レジストマスク１４９ｂに覆われない一部をエッチングにより除去し、島状又は帯状の透明電極１１３ａを形成する。これにより、ＰＤ層１５５上の透明電極１１３ａと、電極１１１Ｃ上の透明電極１１３ａと、が形成される。
続いて、レジストマスク１４９ｂを除去する（図１９（Ａ））。レジストマスク１４９ｂは、レジストマスク１４３ａ乃至レジストマスク１４３ｄ、及びレジストマスク１４９ａと同様に、プラズマアッシング法により除去することができる。
続いて、図１２（Ｂ）、及び図１２（Ｃ）で説明した方法と同様の方法により、犠牲層１４５Ｒｂ、犠牲層１４５Ｇｂ、犠牲層１４５Ｂｂ、犠牲層１４５Ｒａ、犠牲層１４５Ｇａ、及び犠牲層１４５Ｂａを除去する（図１９（Ｂ））。これにより、有機層１１４Ｒ、有機層１１４Ｇ、及び有機層１１４Ｂの上面が露出する。
続いて、図１５（Ｃ）で説明した方法と同様の方法により、半透過・半反射電極１１３ｂを形成する（図１９（Ｃ））。その後、図１３（Ｃ）で説明した方法と同様の方法により、保護層１２１を形成する（図１９（Ｄ））。以上の工程により、表示装置１００を作製することができる。
図２０（Ａ）乃至図２０（Ｃ）は、発光素子１１０、及び受光素子１５０が図５（Ａ）に示す構成であり、接続部１３０が図６（Ｇ）に示す構成である表示装置１００の作製方法例を示す断面概略図である。
まず、図８（Ａ）乃至図１２（Ｄ）と同様の工程を行う（図２０（Ａ））。次に、ＦＭＭ１５１ａを用いて、半透過・半反射電極１１３ｂを形成する（図２０（Ｂ））。例えば、ＦＭＭ１５１ａを介した真空蒸着法、又はスパッタリング法により、半透過・半反射電極１１３ｂを形成する。なお、インクジェット法を用いて、半透過・半反射電極１１３ｂを形成してもよい。図２０（Ｂ）では、フェイスダウン方式で成膜している様子を示している。また、フォトリソグラフィ法を用いて、半透過・半反射電極１１３ｂを形成してもよい。
続いて、図１３（Ａ）で説明した方法と同様の方法により、透明電極１１３ａを形成する。その後、図１３（Ｃ）で説明した方法と同様の方法により、保護層１２１を形成する（図２０（Ｃ））。以上の工程により、表示装置１００を作製することができる。
図２１（Ａ）乃至図２１（Ｄ）、図２２（Ａ）、及び図２２（Ｂ）は、発光素子１１０、及び受光素子１５０が図５（Ｃ）に示す構成であり、接続部１３０が図６（Ｇ）に示す構成である表示装置１００の作製方法例を示す断面概略図である。
まず、図８（Ａ）乃至図１２（Ｂ）と同様の工程を行う（図２１（Ａ））。続いて、犠牲層１４５Ｒｂ、犠牲層１４５Ｇｂ、犠牲層１４５Ｂｂ、犠牲層１４５Ｒａ、犠牲層１４５Ｇａ、及び犠牲層１４５Ｂａを除去する（図２１（Ｂ））。当該除去は、例えばフォトリソグラフィ法を用いて行うことができる。当該除去により、ＥＬ層１１２Ｒの上面、ＥＬ層１１２Ｇの上面、ＥＬ層１１２Ｂの上面、及び電極１１１Ｃの上面が露出する。ここで、犠牲層１４５Ｓｂ、及び犠牲層１４５Ｓａは除去しない。
続いて、図１３（Ａ）で説明した方法と同様の方法により、導電膜１１３ｂｆ、及びレジストマスク１４９ａを形成する（図２１（Ｃ））。その後、図１３（Ａ）、及び図１３（Ｂ）で説明した方法と同様の方法により、半透過・半反射電極１１３ｂを形成し、レジストマスク１４９ａを除去する（図２１（Ｄ））。
続いて、図１２（Ｂ）、及び図１２（Ｃ）で説明した方法と同様の方法により、犠牲層１４５Ｓｂ、及び犠牲層１４５Ｓａを除去する（図２２（Ａ））。これにより、ＰＤ層１５５の上面が露出する。
続いて、図１３（Ａ）で説明した方法と同様の方法により、透明電極１１３ａを形成する。その後、図１３（Ｃ）で説明した方法と同様の方法により、保護層１２１を形成する（図２２（Ｂ））。以上の工程により、表示装置１００を作製することができる。
図２３（Ａ）は、発光素子１１０、及び受光素子１５０が図５（Ｅ）に示す構成であり、接続部１３０が図６（Ｇ）に示す構成である表示装置１００の作製方法例を示す断面概略図である。
まず、図２２（Ａ）に示す工程までを行う。次に、図１５（Ｂ）で説明した方法と同様の方法により、ＦＭＭ１５１ｂを用いて、透明電極１１３ａを形成する（図２３（Ａ））。前述のように、透明電極１１３ａは、真空蒸着法、スパッタリング法、又はインクジェット法等を用いて形成することができる。
その後、図１３（Ｃ）で説明した方法と同様の方法により、保護層１２１を形成する。以上の工程により、表示装置１００を作製することができる。
図２３（Ｂ１）、及び図２３（Ｂ２）は、図２３（Ａ）に示す作製方法の変形例であり、フォトリソグラフィ法を用いて透明電極１１３ａを形成し、図５（Ｅ）に示す表示装置１００を作製する例を示している。
図２２（Ａ）に示す工程までを行った後、ＰＤ層１５５上、及び半透過・半反射電極１１３ｂ上に、導電膜１１３ａｆを形成する。導電膜１１３ａｆは、図１３（Ａ）で説明した透明電極１１３ａの形成方法と同様の方法により、形成することができる。
続いて、導電膜１１３ａｆ上にレジストマスク１４９ｂを形成する（図２３（Ｂ１））。その後、図１８（Ｃ）、及び図１９（Ａ）で説明した方法と同様の方法により、透明電極１１３ａを形成し、レジストマスク１４９ｂを除去する（図２３（Ｂ２））。
その後、図１３（Ｃ）で説明した方法と同様の方法により、保護層１２１を形成する。以上の工程により、表示装置１００を作製することができる。
［構成例２］
図２４（Ａ）は、図２（Ａ）に示す構成の変形例である。図２４（Ａ）には、保護層１２１上に保護層１２３が設けられ、ＰＤ層１５５と重なる領域を有するように保護層１２３上に着色層１８５が設けられる構成例を示している。
本明細書等において、着色層をカラーフィルタと呼ぶ場合がある。
着色層１８５は、特定の波長の光の透過率が、他の波長の光の透過率より高い。よって、ＰＤ層１５５と重なる領域を有するように着色層１８５を設けることで、ＰＤ層１５５に当該特定の波長以外の光が照射されることを抑制できる。これにより、表示装置１００は、高い感度で撮像を行うことができる。
保護層１２３は、平坦化されていることが好ましい。これにより、平坦面上に着色層１８５を形成できるため、着色層１８５を形成しやすくすることができる。なお、保護層１２３を設けなくてもよい。この場合、着色層１８５は、例えば保護層１２１と接するように設けることができる。
保護層１２３は、絶縁層を有することができる。当該絶縁層は、表示装置１００が有する他の絶縁層と同様に、無機絶縁層としてもよく、有機絶縁層としてもよい。また、無機絶縁層と、有機絶縁層と、の積層構造としてもよい。
図２４（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す構成の変形例である。図２４（Ｂ）に示す表示装置１００は、発光素子１１０Ｒ、発光素子１１０Ｇ、及び発光素子１１０Ｂの代わりに発光素子１１０Ｗが設けられる。発光素子１１０Ｗは、白色の光を発するＥＬ層１１２Ｗを有する。
ＥＬ層１１２Ｗは、例えば、それぞれの発光色が補色の関係になるように選択された、２以上の発光層を積層した構成（タンデム構成）とすることができる。また、ＥＬ層１１２Ｗは、発光層間に電荷発生層を挟持した、積層型のＥＬ層としてもよい。
また、保護層１２１上に保護層１２３が設けられ、発光素子１１０Ｗと重なる領域を有するように保護層１２３上に着色層１８４Ｒ、着色層１８４Ｇ、及び着色層１８４Ｂが設けられる。例えば、着色層１８４Ｒは、赤色の波長域の透過率が他の波長域の透過率より高く、着色層１８４Ｇは、緑色の波長域の透過率が他の波長域の透過率より高く、着色層１８４Ｂは、青色の波長域の透過率が他の波長域の透過率より高い。これにより、発光素子１１０Ｗが発する光が白色であっても、表示装置１００はカラーの画像を表示することができる。
ここで、表示装置１００が着色層１８４Ｒ、着色層１８４Ｇ、及び着色層１８４Ｂを有する場合であっても、発光素子１１０は光学調整層１１６を有することが好ましい。つまり、発光素子１１０Ｗに、マイクロキャビティ構造を適用することが好ましい。これにより、発光素子１１０Ｗが着色層１８４に向かって射出する光を、特定の波長域における強度が強まった光とすることができる。例えば、着色層１８４Ｒと重なる領域を有する発光素子１１０Ｗが射出する光は、赤色の波長域における強度が強まった光とすることができる。また、着色層１８４Ｇと重なる領域を有する発光素子１１０Ｗが射出する光は、緑色の波長域における強度が強まった光とすることができる。さらに、着色層１８４Ｂと重なる領域を有する発光素子１１０Ｗが射出する光は、青色の波長域における強度が強まった光とすることができる。
例えば、着色層１８４Ｒは、赤色の波長域以外の光を完全には遮光できない場合があり、着色層１８４Ｇは、緑色の波長域以外の光を完全には遮光できない場合があり、着色層１８４Ｂは、青色の波長域以外の光を完全には遮光できない場合がある。以上より、発光素子１１０Ｗにマイクロキャビティ構造を適用することで、着色層１８４を透過した光の色純度を高めることができる。
図２４（Ｃ）は、図２４（Ｂ）に示す表示装置１００に、図２４（Ａ）に示す着色層１８５を設ける例を示している。つまり、図２４（Ｃ）に示す表示装置１００は、着色層１８４と、着色層１８５と、の両方を有する。
図２５（Ａ）は、図２４（Ｃ）に示す構成の変形例であり、隣接する着色層が重なる領域を有する構成例を示している。図２５（Ａ）では、着色層が重なる領域を、点線で示している。隣接する着色層が重なる領域は、例えば絶縁層１２６上に設けることができる。
隣接する着色層を重ねることで、異なる色の光を透過する着色層が重なる領域を設けることができる。着色層の当該領域は、遮光層として機能させることができる。よって、発光素子１１０が発する光が隣接する副画素に漏れることを抑制できる。例えば、着色層１８４Ｒと重なる発光素子１１０Ｗが発する光が、着色層１８４Ｇに入射されることを抑制できる。よって、表示装置１００に表示される画像のコントラストを高めることができ、表示品位の高い表示装置を実現することができる。
図２５（Ｂ）は、図２４（Ｂ）に示す構成の変形例であり、着色層１８４が設けられていない。
図２５（Ｂ）に示す発光素子１１０Ｗが有するＥＬ層１１２Ｗは、白色の光を発する機能を有する。しかしながら、発光素子１１０Ｗはマイクロキャビティ構造が適用されているため、発光素子１１０Ｗが射出する光は、特定の波長域における強度が強まった光とすることができる。例えば、光学調整層１１６Ｒを有する発光素子１１０Ｗが射出する光は、赤色の波長域における強度が強まった光とすることができる。また、光学調整層１１６Ｇを有する発光素子１１０Ｗが射出する光は、緑色の波長域における強度が強まった光とすることができる。さらに、光学調整層１１６Ｂを有する発光素子１１０Ｗが射出する光は、青色の波長域における強度が強まった光とすることができる。以上より、発光素子１１０Ｒ、発光素子１１０Ｇ、及び発光素子１１０Ｂの代わりに発光素子１１０Ｗを有する表示装置において、着色層１８４Ｒ、着色層１８４Ｇ、及び着色層１８４Ｂがなくてもカラーの画像を表示することができる。一方、発光素子１１０Ｗにマイクロキャビティ構造を適用し、さらに発光素子１１０Ｗ上に着色層１８４を設けることで、表示装置１００を高いコントラスト比を有する表示装置とすることができる。
図２５（Ｃ）は、図２（Ａ）に示す構成の変形例であり、保護層１２１上に保護層１２３が設けられ、保護層１２３上にマイクロレンズアレイ１６７が設けられる構成例を示している。マイクロレンズアレイ１６７により、発光素子１１０が発する光を集光することができる場合がある。発光素子１１０が発する光を集光すると、特に表示装置１００の使用者が、表示装置１００の表示部を正面から見る場合において、明るい画像を視認できる。また、マイクロレンズアレイ１６７は、受光素子１５０に照射される光を集光することができる。これにより、表示装置１００は、高い感度で撮像を行うことができる。
図２６（Ａ）は、図２（Ａ）に示す構成の変形例であり、隣接する発光素子１１０と受光素子１５０の間、及び隣接する２つの発光素子１１０間に絶縁層１７１を設ける構成例を示している。絶縁層１７１は、電極１１１の端部、及び光学調整層１１６の端部を覆うように設けられる。絶縁層１７１上には絶縁層１２５が設けられ、絶縁層１２５上には絶縁層１２６が設けられる。また、ＥＬ層１１２における光学調整層１１６と接しない領域は、絶縁層１７１上に設けられ、ＰＤ層１５５における電極１１１Ｓと接しない領域は、絶縁層１７１上に設けられる。よって、光学調整層１１６の端部周辺において、光学調整層１１６とＥＬ層１１２の間に絶縁層１７１が設けられる領域を有する。また、電極１１１Ｓの端部周辺において、電極１１１ＳとＰＤ層１５５の間に絶縁層１７１が設けられる領域を有する。
電極１１１の端部を覆うように絶縁層１７１を設けることにより、隣接する電極１１１間の短絡を防止することができる。なお、絶縁層１７１の端部は、テーパー形状であることが好ましい。また、絶縁層１７１に有機材料、例えば有機樹脂を用いることで、その隅を緩やかな曲面とすることができる。そのため、絶縁層１７１の上に設けられる層の被覆性を高めることができる。また、絶縁層１７１は、上面が平坦化された構成とすることができる。
絶縁層１７１に用いることができる有機材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ポリシロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、及びフェノール樹脂等が挙げられる。
図２６（Ｂ）は、図２６（Ａ）に示す構成の変形例であり、絶縁層１７１の隅が角張っており、また絶縁層１７１の上面が平坦化されていない構成例を示している。図２６（Ｂ）に示す絶縁層１７１には、例えば無機材料を用いることができる。
絶縁層１７１に用いることができる無機材料としては、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化ゲルマニウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、窒化シリコン、窒化アルミニウム、酸化窒化シリコン、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化シリコン、及び窒化酸化アルミニウム等が挙げられる。
図２６（Ｃ）は、図１中の一点鎖線Ａ１－Ａ２に対応する断面概略図であり、発光素子１１０Ｒ、発光素子１１０Ｇ、発光素子１１０Ｂ、及び受光素子１５０の構成例を示す断面概略図である。図２（Ａ）等と同様に、発光素子１１０、及び受光素子１５０は、トランジスタを含む層１０１上に設けられる。
発光素子１１０Ｒは、電極１１１Ｒと、電極１１１Ｒ上の光学調整層１１６Ｒと、光学調整層１１６Ｒ上のＥＬ層１１２Ｒと、ＥＬ層１１２Ｒ上の有機層１１４Ｒと、有機層１１４Ｒ上の透明電極１１３ａと、透明電極１１３ａ上の半透過・半反射電極１１３ｂと、を有する。発光素子１１０Ｇは、電極１１１Ｇと、電極１１１Ｇ上の光学調整層１１６Ｇと、光学調整層１１６Ｇ上のＥＬ層１１２Ｇと、ＥＬ層１１２Ｇ上の有機層１１４Ｇと、有機層１１４Ｇ上の透明電極１１３ａと、透明電極１１３ａ上の半透過・半反射電極１１３ｂと、を有する。発光素子１１０Ｂは、電極１１１Ｂと、電極１１１Ｂ上の光学調整層１１６Ｂと、光学調整層１１６Ｂ上のＥＬ層１１２Ｂと、ＥＬ層１１２Ｂ上の有機層１１４Ｂと、有機層１１４Ｂ上の透明電極１１３ａと、透明電極１１３ａ上の半透過・半反射電極１１３ｂと、を有する。受光素子１５０は、電極１１１Ｓと、電極１１１Ｓ上のＰＤ層１５５と、ＰＤ層１５５上の透明電極１１３ａと、を有する。発光素子１１０Ｒ、発光素子１１０Ｇ、発光素子１１０Ｂ、及び受光素子１５０を覆うように、保護層１２１が設けられる。なお、絶縁層１２５、及び絶縁層１２６は設けられない。
絶縁層１７１上には、ＥＬ層１１２、ＰＤ層１５５、透明電極１１３ａ、半透過・半反射電極１１３ｂ、及び保護層１２１が設けられる。ここで、ＥＬ層１１２、ＰＤ層１５５、及び透明電極１１３ａは、絶縁層１７１と接する領域を有するように設けることができる。なお、絶縁層１７１と、透明電極１１３ａと、の間に空洞が設けられてもよい。この場合、透明電極１１３ａが絶縁層１７１と接しない構成とすることができる。
［作製方法例２］
図２７（Ａ）乃至図２８（Ｂ）は、発光素子１１０、及び受光素子１５０が図２６（Ｃ）に示す構成である表示装置１００の作製方法例を示す断面概略図である。ここで、図２７（Ａ）乃至図２８（Ｂ）には、接続部１３０の作製方法例も示しており、具体的には図１中の一点鎖線Ｂ１－Ｂ２に対応する断面概略図を示している。
まず、図８（Ａ）で説明した方法と同様の方法により、電極１１１、及び光学調整層１１６を形成する。次に、電極１１１の端部、及び光学調整層１１６の端部を覆うように、絶縁層１７１を形成する（図２７（Ａ））。例えば、絶縁層１７１となる膜を成膜し、当該膜を加工することにより、絶縁層１７１を形成することができる。絶縁層１７１となる膜の成膜は、例えばスピンコート法、スプレー塗布法、スクリーン印刷法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、又は真空蒸着法により行うことができる。また、絶縁層１７１となる膜の加工は、例えばフォトリソグラフィ法により行うことができる。
続いて、ＦＭＭ１５３ａを用いて、ＥＬ層１１２Ｒ、及び有機層１１４Ｒを形成する（図２７（Ｂ））。例えば、ＦＭＭ１５３ａを介した真空蒸着法、又はスパッタリング法により、ＥＬ層１１２Ｒ、及び有機層１１４Ｒを形成する。なお、インクジェット法を用いて、ＥＬ層１１２Ｒ、及び有機層１１４Ｒを形成してもよい。図２７（Ｂ）では、被形成面が下側になるように基板を反転した状態で成膜する、いわゆるフェイスダウン方式で成膜している様子を示している。ここで、ＥＬ層１１２Ｒと有機層１１４Ｒは、同一の装置を用いて形成することができる。
続いて、ＦＭＭ１５３ｂを用いて、ＥＬ層１１２Ｇ、及び有機層１１４Ｇを形成する（図２７（Ｃ））。ＥＬ層１１２Ｇ、及び有機層１１４Ｇは、ＥＬ層１１２Ｒ、及び有機層１１４Ｒと同様の方法で形成することができる。同様に、ＦＭＭ１５３ｃを用いて、ＥＬ層１１２Ｂ、及び有機層１１４Ｂを形成する（図２７（Ｄ））。
続いて、ＦＭＭ１５３ｄを用いて、ＰＤ層１５５を形成する（図２８（Ａ））。例えば、ＦＭＭ１５３ｄを介した真空蒸着法、又はスパッタリング法により、ＰＤ層１５５を形成することができる。なお、インクジェット法を用いてＰＤ層１５５を形成してもよい。
続いて、図１３（Ａ）で説明した方法と同様の方法により、有機層１１４Ｒ上、有機層１１４Ｇ上、有機層１１４Ｂ上、ＰＤ層１５５上、電極１１１Ｃ上、及び絶縁層１７１上に透明電極１１３ａを形成する。その後、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）で説明した方法、又は図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）で説明した方法と同様の方法により、半透過・半反射電極１１３ｂを形成する。その後、図１３（Ｃ）で説明した方法と同様の方法により、保護層１２１を形成する。以上の工程により、表示装置１００を作製することができる。
以上のように、図２６（Ｃ）に示す表示装置１００は、ＦＭＭを用いてＥＬ層１１２、有機層１１４、及びＰＤ層１５５を形成することができる。ここで、表示装置１００に絶縁層１７１を設けることにより、ＦＭＭの電極１１１、及び光学調整層１１６への接触を防止できる。なお、図２６（Ｃ）に示す表示装置１００を作製する場合であっても、フォトリソグラフィ法を用いてＥＬ層１１２、及びＰＤ層１５５を形成してもよい。また、図２６（Ｃ）以外に示す表示装置１００を作製する場合に、ＦＭＭを用いてＥＬ層１１２、及びＰＤ層１５５を形成してもよい。
本実施の形態では、発光素子１１０がＥＬ素子であるとして説明を行ったが、本発明の一態様はこれに限らない。例えば、発光素子１１０を、マイクロＬＥＤ等のＬＥＤとしてもよい。また、発光素子１１０の代わりに液晶素子を設けて、液晶素子を用いて表示装置が表示を行ってもよい。
本実施の形態で例示した構成例、及びそれらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、又は図面等と適宜組み合わせることができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
（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面を用いて説明する。
本発明の一態様の表示装置は、高解像度な表示装置又は大型な表示装置とすることができる。したがって、本実施の形態の表示装置は、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、コンピュータ用等のモニタ、デジタルサイネージ、及び、パチンコ機等の大型ゲーム機等の比較的大きな画面を有する電子機器の他、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、及び、音響再生装置の表示部に用いることができる。
また、本発明の一態様の表示装置は、高精細な表示装置とすることができる。したがって、本実施の形態の表示装置は、例えば、腕時計型、及び、ブレスレット型等の情報端末機（ウェアラブル機器）の表示部、並びに、ヘッドマウントディスプレイ等のＶＲ向け機器、及び、メガネ型のＡＲ向け機器等の頭部に装着可能なウェアラブル機器の表示部に用いることができる。
［表示モジュール１］
図２９に、表示装置１００の斜視図を示し、図３０（Ａ）に、表示装置１００の断面図を示す。
表示装置１００は、基板１５２と基板１５１とが貼り合わされた構成を有する。図２９では、基板１５２を破線で明示している。
表示装置１００は、表示部１６２、接続部１３０、回路部１６４、及び配線１６５等を有する。図２９では表示装置１００にＩＣ１７３及びＦＰＣ１７２が実装されている例を示している。そのため、図２９に示す構成は、表示装置１００と、ＩＣ（集積回路）と、ＦＰＣと、を有する表示モジュールということもできる。ここで、表示装置の基板に、ＦＰＣ等のコネクタが取り付けられたもの、又は当該基板にＩＣが実装されたものを、表示モジュールと呼ぶ。
接続部１３０は、表示部１６２の外側に設けられる。接続部１３０は、表示部１６２の一辺又は複数の辺に沿って設けることができる。接続部１３０は、単数であっても複数であってもよい。図２９では、表示部１６２の四辺を囲むように接続部１３０が設けられている例を示す。接続部１３０では、発光素子の共通電極と、導電層とが電気的に接続されており、共通電極に電位を供給することができる。
回路部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及び回路部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、又はＩＣ１７３から配線１６５に入力される。
図２９では、ＣＯＧ方式又は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又は信号線駆動回路等を有するＩＣを適用できる。なお、表示装置１００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、例えばＣＯＦ方式により、ＦＰＣに実装してもよい。
図３０（Ａ）に、表示装置１００の、ＦＰＣ１７２を含む領域の一部、回路部１６４の一部、表示部１６２の一部、接続部１３０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３０（Ａ）に示す表示装置１００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、発光素子１１０、及び受光素子１５０等を有する。
発光素子１１０、及び受光素子１５０は、画素電極の構成が異なる点以外は、図２（Ａ）等に示す構成とすることができる。発光素子１１０、及び受光素子１５０の詳細は実施の形態１を参照できる。隣接する発光素子１１０と受光素子１５０の間には、絶縁層１２５と、絶縁層１２５上の絶縁層１２６と、が設けられる。また、図３０（Ａ）には示していないが、隣接する２つの発光素子１１０間にも、絶縁層１２５と、絶縁層１２５上の絶縁層１２６と、が設けられる。
発光素子１１０は、導電層１２４と、導電層１２４上の導電層１２７と、導電層１２７上の光学調整層１１６と、光学調整層１１６上のＥＬ層１１２と、ＥＬ層１１２上の有機層１１４と、有機層１１４上の透明電極１１３ａと、透明電極１１３ａ上の半透過・半反射電極１１３ｂと、を有する。受光素子１５０は、導電層１２４と、導電層１２４上の導電層１２７と、導電層１２７上のＰＤ層１５５と、ＰＤ層１５５上の有機層１１４と、有機層１１４上の透明電極１１３ａと、を有する。ここで、導電層１２４と導電層１２７により電極１１１が構成される。
導電層１２４は、絶縁層２１４、絶縁層２１５、及び絶縁層２１３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と接続されている。導電層１２４には、絶縁層２１４、絶縁層２１５、及び絶縁層２１３に設けられた開口を覆うように凹部が形成される。当該凹部には、層１２８が埋め込まれている。
層１２８は、導電層１２４の凹部を平坦化する機能を有する。導電層１２４及び層１２８上には、導電層１２４と電気的に接続される導電層１２７が設けられている。したがって、導電層１２４の凹部と重なる領域も発光領域として使用でき、画素の開口率を高めることができる。
層１２８は、絶縁層であってもよく、導電層であってもよい。層１２８には、各種無機絶縁材料、有機絶縁材料、及び導電材料を適宜用いることができる。特に、層１２８は、絶縁材料を用いて形成されることが好ましい。
層１２８としては、有機材料を有する絶縁層を好適に用いることができる。例えば、層１２８として、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を適用することができる。また、層１２８として、感光性の樹脂を用いることができる。感光性の樹脂は、ポジ型の材料、又はネガ型の材料を用いることができる。
感光性の樹脂を用いることにより、露光及び現像の工程のみで層１２８を作製することができ、ドライエッチング、あるいはウェットエッチング等による導電層１２４の表面への影響を低減することができる。また、ネガ型の感光性樹脂を用いて層１２８を形成することにより、絶縁層２１４の開口の形成に用いるフォトマスク（露光マスク）と同一のフォトマスクを用いて、層１２８を形成できる場合がある。
発光素子１１０上、及び受光素子１５０上には、保護層１２１が設けられている。保護層１２１と基板１５２は接着層１４２を介して接着されている。発光素子１１０、及び受光素子１５０の封止には、固体封止構造又は中空封止構造等が適用できる。図３０（Ａ）では、基板１５２と保護層１２１との間の空間が、接着層１４２で充填されており、固体封止構造が適用されている。又は、当該空間を不活性ガス（窒素又はアルゴン等）で充填し、中空封止構造を適用してもよい。このとき、接着層１４２は、発光素子１１０、及び受光素子１５０と重ならないように設けられていてもよい。また、当該空間を、枠状に設けられた接着層１４２とは異なる樹脂で充填してもよい。
接続部１３０においては、絶縁層２１４上に電極１１１Ｃが設けられている。図３０（Ａ）には、電極１１１Ｃが、導電層１２４と同一の導電膜を加工して得られた導電層と、導電層１２７と同一の導電膜を加工して得られた導電層と、の積層構造である例を示す。電極１１１Ｃ上には有機層１１４が設けられ、有機層１１４上には透明電極１１３ａ、及び半透過・半反射電極１１３ｂが設けられている。電極１１１Ｃと透明電極１１３ａは有機層１１４を介して電気的に接続される。なお、接続部１３０には、有機層１１４が形成されていなくてもよい。この場合、電極１１１Ｃと透明電極１１３ａとが直接接して電気的に接続される。
図３０（Ａ）に示す表示装置１００は、トップエミッション型である。発光素子１１０が発する光Ｌは、基板１５２側に射出される。また、受光素子１５０に照射される光Ｌは、基板１５２側からＰＤ層１５５に照射される。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。
基板１５１から絶縁層２１４までの積層構造が、実施の形態１におけるトランジスタを含む層１０１に相当する。
トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５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、水及び水素等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、又は窒化アルミニウム膜等を用いることができる。また、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、又は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。
平坦化層として機能する絶縁層２１４には、有機絶縁層が好適である。有機絶縁層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。また、絶縁層２１４を、有機絶縁層と、無機絶縁層との積層構造にしてもよい。絶縁層２１４の最表層は、エッチング保護層としての機能を有することが好ましい。これにより、導電層１２４、又は導電層１２７等の加工時に、絶縁層２１４に凹部が形成されることを抑制することができる。又は、絶縁層２１４には、導電層１２４、又は導電層１２７等の加工時に、凹部が設けられてもよい。
トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５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、又は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、トップゲート型又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。又は、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及びトランジスタ２０５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。又は、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、又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。つまり、本実施の形態の表示装置は、金属酸化物をチャネル形成領域に用いたトランジスタ（以下、ＯＳトランジスタ）を用いることが好ましい。
結晶性を有する酸化物半導体としては、ＣＡＡＣ（ｃ－ａｘｉｓ－ａｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）－ＯＳ、及びｎｃ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）－ＯＳ等が挙げられる。
又は、シリコンをチャネル形成領域に用いたトランジスタ（Ｓｉトランジスタ）を用いてもよい。シリコンとしては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、及び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）を用いることができる。ＬＴＰＳトランジスタは、電界効果移動度が高く、周波数特性が良好である。
ＬＴＰＳトランジスタ等のＳｉトランジスタを適用することで、高周波数で駆動する必要のある回路（例えばソースドライバ回路）を表示部と同一基板上に作り込むことができる。これにより、表示装置に実装される外部回路を簡略化でき、部品コスト及び実装コストを削減することができる。
ＯＳトランジスタは、非晶質シリコンを用いたトランジスタと比較して電界効果移動度が極めて高い。また、ＯＳトランジスタは、オフ状態におけるソース－ドレイン間のリーク電流（以下、オフ電流ともいう）が著しく小さく、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トランジスタを適用することで、表示装置の消費電力を低減することができる。
また、室温下における、チャネル幅１μｍあたりのＯＳトランジスタのオフ電流値は、１ａＡ（１×１０－１８Ａ）以下、１ｚＡ（１×１０－２１Ａ）以下、又は１ｙＡ（１×１０－２４Ａ）以下とすることができる。なお、室温下における、チャネル幅１μｍあたりのＳｉトランジスタのオフ電流値は、１ｆＡ（１×１０－１５Ａ）以上１ｐＡ（１×１０－１２Ａ）以下である。したがって、ＯＳトランジスタのオフ電流は、Ｓｉトランジスタのオフ電流よりも１０桁程度低いともいえる。
また、画素回路に含まれる発光素子の発光輝度を高くする場合、発光素子に流す電流量を大きくする必要がある。そのためには、画素回路に含まれている、発光素子に流す電流量を制御する駆動トランジスタのソース－ドレイン間電圧を高くする必要がある。ＯＳトランジスタは、Ｓｉトランジスタと比較して、ソース－ドレイン間において耐圧が高いため、ＯＳトランジスタのソース－ドレイン間には高い電圧を印加することができる。したがって、画素回路に含まれる駆動トランジスタをＯＳトランジスタとすることで、発光素子に流れる電流量を大きくし、発光素子の発光輝度を高くすることができる。
また、トランジスタが飽和領域で動作する場合において、ＯＳトランジスタは、Ｓｉトランジスタよりも、ゲート－ソース間電圧の変化に対して、ソース－ドレイン間電流の変化を小さくすることができる。このため、画素回路に含まれる駆動トランジスタとしてＯＳトランジスタを適用することによって、ゲート－ソース間電圧の変化により、ソース－ドレイン間に流れる電流を細かく定めることができるため、発光素子に流れる電流量を制御することができる。このため、画素回路における階調を大きくすることができる。
また、トランジスタが飽和領域で動作するときに流れる電流の飽和特性において、ＯＳトランジスタは、ソース－ドレイン間電圧が徐々に高くなった場合においても、Ｓｉトランジスタよりも安定した電流（飽和電流）を流すことができる。そのため、ＯＳトランジスタを駆動トランジスタとして用いることで、例えば、発光素子の電流－電圧特性にばらつきが生じた場合においても、発光素子に安定した電流を流すことができる。つまり、ＯＳトランジスタは、飽和領域で動作する場合において、ソース－ドレイン間電圧を高くしても、ソース－ドレイン間電流がほぼ変化しないため、発光素子の発光輝度を安定させることができる。
画素回路に含まれる駆動トランジスタにＯＳトランジスタを用いることで、「黒浮きの抑制」、「発光輝度の上昇」、「多階調化」、及び「発光素子の特性ばらつきの抑制」等を図ることができる。
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又は複数種）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又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）を含む酸化物を用いることが好ましい。又は、インジウム、スズ、及び亜鉛を含む酸化物を用いることが好ましい。又は、インジウム、ガリウム、スズ、及び亜鉛を含む酸化物を用いることが好ましい。又は、インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、及び亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物（ＩＡＺＯとも記す）を用いることが好ましい。又は、インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、及び亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物（ＩＡＧＺＯ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又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝２：１：３又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：３又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：８又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝６：１：６又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：２：５又はその近傍の組成、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又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又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又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。
回路部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。回路部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。
表示部１６２が有するトランジスタの全てをＯＳトランジスタとしてもよく、表示部１６２が有するトランジスタの全てをＳｉトランジスタとしてもよく、表示部１６２が有するトランジスタの一部をＯＳトランジスタとし、残りをＳｉトランジスタとしてもよい。
例えば、表示部１６２にＬＴＰＳトランジスタとＯＳトランジスタとの双方を用いることで、消費電力が低く、駆動能力の高い表示装置を実現することができる。また、ＬＴＰＳトランジスタと、ＯＳトランジスタと、を組み合わせる構成をＬＴＰＯと呼称する場合がある。なお、より好適な例としては、例えば配線間の導通、非導通を制御するためのスイッチとして機能するトランジスタにＯＳトランジスタを適用し、電流を制御するトランジスタにＬＴＰＳトランジスタを適用することが好ましい。
例えば、表示部１６２が有するトランジスタの一は、発光素子に流れる電流を制御するためのトランジスタとして機能し、駆動トランジスタと呼ぶことができる。駆動トランジスタのソース及びドレインの一方は、発光素子の画素電極と電気的に接続される。当該駆動トランジスタには、ＬＴＰＳトランジスタを用いることが好ましい。これにより、画素回路において発光素子に流れる電流を大きくできる。
一方、表示部１６２が有するトランジスタの他の一は、画素の選択、非選択を制御するためのスイッチとして機能し、選択トランジスタとも呼ぶことができる。選択トランジスタのゲートはゲート線と電気的に接続され、ソース及びドレインの一方は、信号線と電気的に接続される。選択トランジスタには、ＯＳトランジスタを適用することが好ましい。これにより、フレーム周波数を著しく小さく（例えば１ｆｐｓ以下）しても、画素の階調を維持することができるため、静止画を表示する際にドライバを停止することで、消費電力を低減することができる。
このように本発明の一態様の表示装置は、高い開口率と、高い精細度と、高い表示品位と、低い消費電力と、を兼ね備えることができる。
図３０（Ｂ）及び図３０（Ｃ）に、トランジスタの他の構成例を示す。
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２３１、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、少なくとも導電層２２３とチャネル形成領域２３１ｉとの間に位置する。さらに、トランジスタを覆う絶縁層２１８を設けてもよい。
図３０（Ｂ）に示すトランジスタ２０９では、絶縁層２２５が半導体層２３１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。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。
一方、図３０（Ｃ）に示すトランジスタ２１０では、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をマスクとして絶縁層２２５を加工することで、図３０（Ｃ）に示す構造を作製できる。図３０（Ｃ）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。
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が電極１６６及び接続層２４２を介してＦＰＣ１７２と電気的に接続されている。電極１６６は、導電層１２４と同一の導電膜を加工して得られた導電層と、導電層１２７と同一の導電膜を加工して得られた導電層と、の積層構造である例を示す。接続部２０４の上面では、電極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の基板１５１側の面には、遮光層１１７を設けることが好ましい。遮光層１１７は、隣接するＥＬ層１１２とＰＤ層１５５の間、隣接する２つの発光素子１１０間、接続部１３０、及び、回路部１６４等に設けることができる。また、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。
発光素子１１０、及び受光素子１５０を覆う保護層１２１を設けることで、発光素子１１０、及び受光素子１５０に水等の不純物が入り込むことを抑制し、発光素子１１０、及び受光素子１５０の信頼性を高めることができる。
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。一方、基板１５１に用いる材料の透光性は問わない。
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、樹脂等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１００の可撓性を高めることができる。
接着層１４２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、又は嫌気型接着剤等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、及び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、例えば接着シートを用いてもよい。
接続層２４２としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）、又は異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）等を用いることができる。
図３１は、表示装置１００の構成例を示す断面概略図であり、図３０（Ａ）に示す表示装置１００の基板１５２上にセンサ１５６を設ける構成例を示している。センサ１５６は、例えば表示部１６２への対象物のタッチ（非接触を含む）を検出する機能を有する、タッチセンサとすることができる。センサ１５６がタッチセンサとしての機能を有する場合、上記タッチ（非接触を含む）の検出は、受光素子１５０を用いて行わなくてよい。この場合、例えば表示部１６２に指又は掌等を接触させた場合に、受光素子１５０により指紋又は掌紋を撮像することができる。以上より、表示装置１００にセンサ１５６を設けることで、表示装置１００を有する電子機器は、対象物のタッチ（非接触を含む）の検出と、指紋又は掌紋の画像を用いた個人認証と、の両方を行うことができる。よって、表示装置１００を有する電子機器を、多機能な電子機器とすることができる。なお、センサ１５６を用いて、指紋又は掌紋の画像を用いた個人認証を行ってもよい。また、表示装置１００がセンサ１５６を有する場合であっても、表示部１６２への対象物のタッチ（非接触を含む）を、受光素子１５０を用いて検出してもよい。
図３１は、センサ１５６が基板１５２上に設けられる、つまりセンサ１５６がオンセル方式で表示装置１００に実装される例を示している。なお、センサ１５６は、アウトセル方式で表示装置１００に実装してもよいし、インセル方式で表示装置１００に実装してもよい。
図３２（Ａ）に示す表示装置１００は、ボトムエミッション型の表示装置である点で、図３０（Ａ）に示す表示装置１００と主に相違する。
発光素子１１０が発する光Ｌは、基板１５１側に射出される。また、受光素子１５０に照射される光Ｌは、基板１５１側からＰＤ層１５５に照射される。基板１５１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。一方、基板１５２に用いる材料の透光性は問わない。
基板１５１とトランジスタ２０１との間、及び基板１５１とトランジスタ２０５との間には、遮光層１１７を形成することが好ましい。図３２（Ａ）では、基板１５１上に遮光層１１７が設けられ、遮光層１１７を覆うように絶縁層１５３が設けられ、絶縁層１５３上にトランジスタ２０１、及びトランジスタ２０５等が設けられている例を示す。
図３０（Ａ）、図３１、及び図３２（Ａ）では、層１２８の上面と導電層１２４の上面が概略一致しているが、本発明の一態様はこれに限らない。図３２（Ｂ１）乃至図３２（Ｂ４）は、層１２８とその周辺を含む領域の拡大図であり、図３０（Ａ）、図３１、及び図３２（Ａ）に示す構成の変形例である。
図３２（Ｂ１）では、層１２８の上面が導電層１２４の上面より高い例を示している。図３２（Ｂ１）に示す例では、層１２８の上面は中心に向かって凸状に、なだらかに膨らんだ形状を有する。
図３２（Ｂ２）では、層１２８の上面が導電層１２４の上面より低い例を示している。図３２（Ｂ２）に示す例では、層１２８の上面は中心に向かって凹状に、なだらかに窪んだ形状を有する。
図３２（Ｂ３）では、層１２８の上面が導電層１２４の上面より高く、且つ導電層１２４に形成された凹部より、層１２８の上部が広がって形成される例を示している。図３２（Ｂ３）に示す例では、層１２８の一部が、導電層１２４の概略平坦な領域の一部を覆って形成される場合がある。
図３２（Ｂ４）では、図３２（Ｂ３）に示す例において、さらに層１２８の上面の一部に凹部が形成される例を示している。当該凹部は、中心に向かってなだらかに窪んだ形状を有する。
［表示モジュール２］
図３３（Ａ）に、表示モジュール２８０の斜視図を示す。表示モジュール２８０は、表示装置１００と、ＦＰＣ２９０と、を有する。前述のように、表示装置の基板に、ＦＰＣ等のコネクタが取り付けられたもの、又は当該基板にＩＣが実装されたものを、表示モジュールと呼ぶ。
表示モジュール２８０は、基板２９１及び基板２９２を有する。表示モジュール２８０は、表示部２８１を有する。表示部２８１は、表示モジュール２８０における画像を表示する領域であり、後述する画素部２８４に設けられる各画素からの光を視認できる領域である。
図３３（Ｂ）に、基板２９１側の構成を模式的に示した斜視図を示している。基板２９１上には、回路部２８２と、回路部２８２上の画素回路部２８３と、画素回路部２８３上の画素部２８４と、が積層されている。また、基板２９１上の画素部２８４と重ならない部分に、ＦＰＣ２９０と接続するための端子部２８５が設けられている。端子部２８５と回路部２８２とは、複数の配線により構成される配線部２８６により電気的に接続されている。
画素部２８４は、マトリクス状に配列した複数の画素２８４ａを有する。図３３（Ｂ）の右側に、１つの画素２８４ａの拡大図を示している。画素２８４ａは、発光素子１１０Ｒ、発光素子１１０Ｇ、発光素子１１０Ｂ、及び受光素子１５０を有する。
画素回路部２８３は、マトリクス状に配列した複数の画素回路２８３ａを有する。
１つの画素回路２８３ａは、１つの画素２８４ａが有する複数の素子の駆動を制御する回路である。１つの画素回路２８３ａは、素子の駆動を制御する回路を４つ有する構成としてもよい。例えば、画素回路２８３ａは、１つの発光素子につき、１つの選択トランジスタと、１つの電流制御用トランジスタ（駆動トランジスタ）と、容量と、を少なくとも有する構成とすることができる。このとき、選択トランジスタのゲートにはゲート信号が、ソースにはビデオ信号が、それぞれ入力される。これにより、アクティブマトリクス型の表示装置が実現されている。
回路部２８２は、画素回路部２８３の各画素回路２８３ａを駆動する回路を有する。例えば、ゲート線駆動回路、及び、ソース線駆動回路の一方又は双方を有することが好ましい。このほか、演算回路、メモリ回路、及び電源回路等の少なくとも一つを有していてもよい。
ＦＰＣ２９０は、外部から回路部２８２にビデオ信号又は電源電位等を供給するための配線として機能する。また、ＦＰＣ２９０上にＩＣが実装されていてもよい。
表示モジュール２８０は、画素部２８４の下側に画素回路部２８３及び回路部２８２の一方又は双方が積層された構成とすることができるため、表示部２８１の開口率（有効表示面積比）を極めて高くすることができる。例えば表示部２８１の開口率は、４０％以上１００％未満、好ましくは５０％以上９５％以下、より好ましくは６０％以上９５％以下とすることができる。また、画素２８４ａを極めて高密度に配置することが可能で、表示部２８１の精細度を極めて高くすることができる。例えば、表示部２８１には、２０００ｐｐｉ以上、好ましくは３０００ｐｐｉ以上、より好ましくは５０００ｐｐｉ以上、さらに好ましくは６０００ｐｐｉ以上であって、２００００ｐｐｉ以下、又は３００００ｐｐｉ以下の精細度で、画素２８４ａが配置されることが好ましい。
このような表示モジュール２８０は、極めて高精細であることから、ヘッドマウントディスプレイ等のＶＲ向け機器、又はメガネ型のＡＲ向け機器に好適に用いることができる。例えば、レンズを通して表示モジュール２８０の表示部を視認する構成の場合であっても、表示モジュール２８０は極めて高精細な表示部２８１を有するためにレンズで表示部を拡大しても画素が視認されず、没入感の高い表示を行うことができる。また、表示モジュール２８０はこれに限られず、比較的小型の表示部を有する電子機器に好適に用いることができる。例えば腕時計等の装着型の電子機器の表示部に好適に用いることができる。
図３４に示す表示装置１００は、基板３０１、発光素子１１０、受光素子１５０、容量２４０、及び、トランジスタ３１０を有する。
基板３０１は、図３３（Ａ）及び図３３（Ｂ）における基板２９１に相当する。基板３０１から絶縁層２５５ｂまでの積層構造が、実施の形態１におけるトランジスタを含む層１０１に相当する。
トランジスタ３１０は、基板３０１にチャネル形成領域を有するトランジスタである。基板３０１としては、例えば単結晶シリコン基板等の半導体基板を用いることができる。トランジスタ３１０は、基板３０１の一部、導電層３１１、低抵抗領域３１２、絶縁層３１３、及び絶縁層３１４を有する。導電層３１１は、ゲート電極として機能する。絶縁層３１３は、基板３０１と導電層３１１の間に位置し、ゲート絶縁層として機能する。低抵抗領域３１２は、基板３０１に不純物がドープされた領域であり、ソース又はドレインとして機能する。絶縁層３１４は、導電層３１１の側面を覆って設けられる。
また、基板３０１に埋め込まれるように、隣接する２つのトランジスタ３１０の間に素子分離層３１５が設けられている。
また、トランジスタ３１０を覆って絶縁層２６１が設けられ、絶縁層２６１上に容量２４０が設けられている。
容量２４０は、導電層２４１と、導電層２４５と、これらの間に位置する絶縁層２４３を有する。導電層２４１は、容量２４０の一方の電極として機能し、導電層２４５は、容量２４０の他方の電極として機能し、絶縁層２４３は、容量２４０の誘電体として機能する。
導電層２４１は絶縁層２６１上に設けられ、絶縁層２５４に埋め込まれている。導電層２４１は、絶縁層２６１に埋め込まれたプラグ２７１によってトランジスタ３１０のソース又はドレインの一方と電気的に接続されている。絶縁層２４３は導電層２４１を覆って設けられる。導電層２４５は、絶縁層２４３を介して導電層２４１と重なる領域に設けられている。なお、絶縁層２５４に埋め込まれている導電層は、容量の電極としての機能を有さなくても導電層２４１と記載する。
容量２４０を覆って、絶縁層２５５ａが設けられ、絶縁層２５５ａ上に絶縁層２５５ｂが設けられている。
絶縁層２５５ａ、絶縁層２５５ｂとしては、それぞれ、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、及び窒化酸化絶縁膜等の各種無機絶縁膜を好適に用いることができる。絶縁層２５５ａとしては、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、又は酸化アルミニウム膜等の酸化絶縁膜又は酸化窒化絶縁膜を用いることが好ましい。絶縁層２５５ｂとしては、窒化シリコン膜、又は窒化酸化シリコン膜等の窒化絶縁膜又は窒化酸化絶縁膜を用いることが好ましい。より具体的には、絶縁層２５５ａとして酸化シリコン膜を用い、絶縁層２５５ｂとして窒化シリコン膜を用いることが好ましい。絶縁層２５５ｂは、エッチング保護膜としての機能を有することが好ましい。又は、絶縁層２５５ａとして、窒化絶縁膜又は窒化酸化絶縁膜を用い、絶縁層２５５ｂとして、酸化絶縁膜又は酸化窒化絶縁膜を用いてもよい。本実施の形態では、絶縁層２５５ｂに凹部が設けられている例を示すが、絶縁層２５５ｂに凹部が設けられていなくてもよい。
絶縁層２５５ｂ上に発光素子１１０、及び受光素子１５０が設けられている。発光素子１１０、及び受光素子１５０は、図２（Ａ）等に示す構成とすることができる。発光素子１１０、及び受光素子１５０の詳細は実施の形態１を参照できる。隣接する発光素子１１０と受光素子１５０の間には、絶縁層１２５と、絶縁層１２５上の絶縁層１２６と、が設けられる。また、図３４には示していないが、隣接する２つの発光素子１１０間にも、絶縁層１２５と、絶縁層１２５上の絶縁層１２６と、が設けられる。
発光素子１１０の電極１１１、及び受光素子１５０の電極１１１Ｓは、絶縁層２４３、絶縁層２５５ａ、及び絶縁層２５５ｂに埋め込まれたプラグ２５６、絶縁層２５４に埋め込まれた導電層２４１、及び、絶縁層２６１に埋め込まれたプラグ２７１によってトランジスタ３１０のソース又はドレインの一方と電気的に接続されている。例えば、電極１１１は、プラグ２５６と接する領域を有する。例えば、電極１１１の下面は、プラグ２５６の上面と接する領域を有する。絶縁層２５５ｂの上面の高さと、プラグ２５６の上面の高さは、一致又は概略一致している。プラグには各種導電材料を用いることができる。
また、発光素子１１０上、及び受光素子１５０上には保護層１２１が設けられている。保護層１２１上には、接着層１４２によって基板１５２が貼り合わされている。発光素子１１０、及び受光素子１５０から基板１５２までの構成要素についての詳細は、実施の形態１を参照することができる。基板１５２は、図３３（Ａ）における基板２９２に相当する。
図３５に示す表示装置１００は、それぞれ半導体基板にチャネルが形成されるトランジスタ３１０Ａと、トランジスタ３１０Ｂとが積層された構成を有する。なお、以降の表示装置の説明では、先に説明した表示装置と同様の部分については説明を省略することがある。
表示装置１００は、トランジスタ３１０Ｂ、容量２４０、発光素子１１０、及び受光素子１５０が設けられた基板３０１Ｂと、トランジスタ３１０Ａが設けられた基板３０１Ａとが、貼り合された構成を有する。
ここで、基板３０１Ｂの下面に絶縁層３４５を設けることが好ましい。また、基板３０１Ａ上に設けられた絶縁層２６１の上に絶縁層３４６を設けることが好ましい。絶縁層３４５、及び絶縁層３４６は、保護層として機能する絶縁層であり、基板３０１Ｂ及び基板３０１Ａに不純物が拡散するのを抑制することができる。絶縁層３４５、及び絶縁層３４６としては、保護層１２１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。
基板３０１Ｂには、基板３０１Ｂ及び絶縁層３４５を貫通するプラグ３４３が設けられる。ここで、プラグ３４３の側面を覆って絶縁層３４４を設けることが好ましい。絶縁層３４４は、保護層として機能する絶縁層であり、基板３０１Ｂに不純物が拡散するのを抑制することができる。絶縁層３４４としては、保護層１２１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。
また、基板３０１Ｂの裏面（基板１５２側とは反対側の表面）側、絶縁層３４５の下に、導電層３４２が設けられる。導電層３４２は、絶縁層３３５に埋め込まれるように設けられることが好ましい。また、導電層３４２と絶縁層３３５の下面は平坦化されていることが好ましい。ここで、導電層３４２はプラグ３４３と電気的に接続されている。
一方、基板３０１Ａと基板３０１Ｂの間において、絶縁層３４６上に導電層３４１が設けられている。導電層３４１は、絶縁層３３６に埋め込まれるように設けられることが好ましい。また、導電層３４１と絶縁層３３６の上面は平坦化されていることが好ましい。
導電層３４１と、導電層３４２とが接合されることで、基板３０１Ａと基板３０１Ｂとが電気的に接続される。ここで、導電層３４２と絶縁層３３５で形成される面と、導電層３４１と絶縁層３３６で形成される面の平坦性を向上させておくことで、導電層３４１と導電層３４２の貼り合わせを良好にすることができる。
導電層３４１及び導電層３４２としては、同じ導電材料を用いることが好ましい。例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、及びＷから選ばれた元素を含む金属膜、又は上述した元素を成分とする金属窒化物膜（窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、又は窒化タングステン膜）等を用いることができる。特に、導電層３４１及び導電層３４２に、銅を用いることが好ましい。これにより、Ｃｕ－Ｃｕ（カッパー・カッパー）直接接合技術（Ｃｕ（銅）のパッド同士を接続することで電気的導通を図る技術）を適用することができる。
図３６に示す表示装置１００は、導電層３４１と導電層３４２を、バンプ３４７を介して接合する構成を有する。
図３６に示すように、導電層３４１と導電層３４２の間にバンプ３４７を設けることで、導電層３４１と導電層３４２を電気的に接続することができる。バンプ３４７は、例えば、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、インジウム（Ｉｎ）、又は錫（Ｓｎ）等を含む導電材料を用いて形成することができる。また例えば、バンプ３４７として半田を用いる場合がある。また、絶縁層３４５と絶縁層３４６の間に、接着層３４８を設けてもよい。また、バンプ３４７を設ける場合、絶縁層３３５及び絶縁層３３６を設けない構成にしてもよい。
図３７に示す表示装置１００は、トランジスタの構成が図３４に示す表示装置１００と相違する。
トランジスタ３２０は、ＯＳトランジスタとすることができる。又は、トランジスタ３２０として、Ｓｉトランジスタを用いてもよい。
図３３（Ｂ）に示す回路部２８２が有するトランジスタと、画素回路部２８３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。回路部２８２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、画素回路部２８３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。
画素回路部２８３が有するトランジスタの全てをＯＳトランジスタとしてもよく、画素回路部２８３が有するトランジスタの全てをＳｉトランジスタとしてもよく、画素回路部２８３が有するトランジスタの一部をＯＳトランジスタとし、残りをＳｉトランジスタとしてもよい。
例えば、画素回路部２８３にＬＴＰＳトランジスタとＯＳトランジスタとの双方を用いることで、消費電力が低く、駆動能力の高い表示装置を実現することができる。例えば、配線間の導通、非導通を制御するためのスイッチとして機能するトランジスタにＯＳトランジスタを適用し、電流を制御するトランジスタにＬＴＰＳトランジスタを適用することが好ましい。
トランジスタ３２０は、半導体層３２１、絶縁層３２３、導電層３２４、一対の導電層３２５、絶縁層３２６、及び、導電層３２７を有する。
基板３３１は、図３３（Ａ）及び図３３（Ｂ）における基板２９１に相当する。基板３３１から絶縁層２５５ｂまでの積層構造が、実施の形態１におけるトランジスタを含む層１０１に相当する。基板３３１としては、絶縁性基板又は半導体基板を用いることができる。
基板３３１上に、絶縁層３３２が設けられている。絶縁層３３２は、基板３３１から水又は水素等の不純物がトランジスタ３２０に拡散すること、及び半導体層３２１から絶縁層３３２側に酸素が脱離することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層３３２としては、例えば酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、又は窒化シリコン膜等の、酸化シリコン膜よりも水素又は酸素が拡散しにくい膜を用いることができる。
絶縁層３３２上に導電層３２７が設けられ、導電層３２７を覆って絶縁層３２６が設けられている。導電層３２７は、トランジスタ３２０の第１のゲート電極として機能し、絶縁層３２６の一部は、第１のゲート絶縁層として機能する。絶縁層３２６の少なくとも半導体層３２１と接する部分には、酸化シリコン膜等の酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。絶縁層３２６の上面は、平坦化されていることが好ましい。
半導体層３２１は、絶縁層３２６上に設けられる。半導体層３２１は、半導体特性を有する金属酸化物膜を有することが好ましい。一対の導電層３２５は、半導体層３２１上に接して設けられ、ソース電極及びドレイン電極として機能する。
一対の導電層３２５の上面及び側面、並びに半導体層３２１の側面等を覆って絶縁層３２８が設けられ、絶縁層３２８上に絶縁層２６４が設けられている。絶縁層３２８は、半導体層３２１に絶縁層２６４等から水又は水素等の不純物が拡散すること、及び半導体層３２１から酸素が脱離することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層３２８としては、上記絶縁層３３２と同様の絶縁膜を用いることができる。
絶縁層３２８及び絶縁層２６４に、半導体層３２１に達する開口が設けられている。当該開口の内部において、絶縁層２６４、絶縁層３２８、及び導電層３２５の側面、並びに半導体層３２１の上面に接する絶縁層３２３と、導電層３２４とが埋め込まれている。導電層３２４は、第２のゲート電極として機能し、絶縁層３２３は、第２のゲート絶縁層として機能する。
導電層３２４の上面、絶縁層３２３の上面、及び絶縁層２６４の上面は、それぞれ高さが一致又は概略一致するように平坦化処理され、これらを覆って絶縁層３２９及び絶縁層２６５が設けられている。
絶縁層２６４及び絶縁層２６５は、層間絶縁層として機能する。絶縁層３２９は、トランジスタ３２０に例えば絶縁層２６５から水又は水素等の不純物が拡散することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層３２９としては、上記絶縁層３２８及び絶縁層３３２と同様の絶縁膜を用いることができる。
一対の導電層３２５の一方と電気的に接続するプラグ２７４は、絶縁層２６５、絶縁層３２９、絶縁層２６４、及び絶縁層３２８に埋め込まれるように設けられている。ここで、プラグ２７４は、絶縁層２６５、絶縁層３２９、絶縁層２６４、及び絶縁層３２８のそれぞれの開口の側面、及び導電層３２５の上面の一部を覆う導電層２７４ａと、導電層２７４ａの上面に接する導電層２７４ｂとを有することが好ましい。このとき、導電層２７４ａとして、水素及び酸素が拡散しにくい導電材料を用いることが好ましい。
なお、図３７に示す表示装置は、ＯＳトランジスタを有し、且つＭＭＬ（メタルマスクレス）構造の発光素子を有する構成である。当該構成とすることで、トランジスタに流れうるリーク電流、及び隣接する発光素子間に流れうるリーク電流（横リーク電流、サイドリーク電流等ともいう）を、極めて低くすることができる。また、上記構成とすることで、表示装置に画像を表示した場合に、観察者が画像のきれ、画像のするどさ、高い彩度、及び高いコントラスト比のいずれか一又は複数を観測できる。なお、トランジスタに流れうるリーク電流、及び発光素子間の横リーク電流が極めて低い構成とすることで、黒表示時に生じうる光漏れ（いわゆる白浮き）等が限りなく少ない表示（真黒表示ともいう）とすることができる。
特に、ＭＭＬ構造の発光素子の中でも、先に示すＳＢＳ構造を適用することで、発光素子の間に設けられる層が分断された構成となるため、サイドリークがない、又はサイドリークが極めて少ない表示とすることができる。
図３８に示す表示装置１００は、それぞれチャネルが形成される半導体に酸化物半導体を有するトランジスタ３２０Ａと、トランジスタ３２０Ｂとが積層された構成を有する。
トランジスタ３２０Ａ、トランジスタ３２０Ｂ、及びその周辺の構成については、図３７に示す表示装置１００を援用することができる。
なお、ここでは、酸化物半導体を有するトランジスタを２つ積層する構成としたが、これに限られない。例えば３つ以上のトランジスタを積層する構成としてもよい。
図３９に示す表示装置１００は、基板３０１にチャネルが形成されるトランジスタ３１０と、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物を含むトランジスタ３２０とが積層された構成を有する。
トランジスタ３１０を覆って絶縁層２６１が設けられ、絶縁層２６１上に導電層２５１が設けられている。また導電層２５１を覆って絶縁層２６２が設けられ、絶縁層２６２上に導電層２５２が設けられている。導電層２５１及び導電層２５２は、それぞれ配線として機能する。また、導電層２５２を覆って絶縁層２６３及び絶縁層３３２が設けられ、絶縁層３３２上にトランジスタ３２０が設けられている。また、トランジスタ３２０を覆って絶縁層２６５が設けられ、絶縁層２６５上に容量２４０が設けられている。容量２４０とトランジスタ３２０とは、プラグ２７４により電気的に接続されている。
トランジスタ３２０は、画素回路を構成するトランジスタとして用いることができる。また、トランジスタ３１０は、画素回路を構成するトランジスタ、又は当該画素回路を駆動するための駆動回路（ゲート線駆動回路、又はソース線駆動回路）を構成するトランジスタとして用いることができる。また、トランジスタ３１０及びトランジスタ３２０は、演算回路又は記憶回路等の各種回路を構成するトランジスタとして用いることができる。
このような構成とすることで、発光素子の直下に画素回路だけでなく例えば駆動回路を形成することができるため、表示領域の周辺に駆動回路を設ける場合に比べて、表示装置を小型化することが可能となる。
図４０（Ａ）、図４０（Ｂ）、図４１（Ａ）、図４１（Ｂ）、及び図４２は、本発明の一態様の表示装置の構成例を示す上面概略図である。図４０（Ａ）乃至図４２において、同一の層に設けられる要素には同一のハッチングパターンを付している。
図４０（Ａ）には、導電層３２７、導電層３２７Ｓ、半導体層３２１、及び半導体層３２１Ｓを示している。半導体層３２１は、導電層３２７と重なる領域を有し、半導体層３２１Ｓは、導電層３２７Ｓと重なる領域を有する。
図４０（Ｂ）は、図４０（Ａ）に示す構成に、導電層３２５ａ、導電層３２５ｂ、導電層３２５Ｓａ、導電層３２５Ｓｂ、導電層３２４、導電層３２４Ｓ、及び導電層３２２を加えた構成例を示している。導電層３２７、半導体層３２１、導電層３２５ａ、導電層３２５ｂ、及び導電層３２４によりトランジスタ３２０が構成され、導電層３２７Ｓ、半導体層３２１Ｓ、導電層３２５Ｓａ、導電層３２５Ｓｂ、及び導電層３２４Ｓによりトランジスタ３２０Ｓが構成される。トランジスタ３２０は、例えば図３７に示す発光素子１１０が有する電極１１１と電気的に接続されるトランジスタとすることができる。また、トランジスタ３２０Ｓは、例えば図３７に示す受光素子１５０が有する電極１１１Ｓと電気的に接続されるトランジスタとすることができる。
導電層３２７は、トランジスタ３２０の第１のゲート電極としての機能を有し、導電層３２４は、トランジスタ３２０の第２のゲート電極としての機能を有する。導電層３２５ａは、トランジスタ３２０のソース電極又はドレイン電極の一方としての機能を有し、導電層３２５ｂは、トランジスタ３２０のソース電極又はドレイン電極の他方としての機能を有する。導電層３２７Ｓは、トランジスタ３２０Ｓの第１のゲート電極としての機能を有し、導電層３２４Ｓは、トランジスタ３２０Ｓの第２のゲート電極としての機能を有する。導電層３２５Ｓａは、トランジスタ３２０Ｓのソース電極又はドレイン電極の一方としての機能を有し、導電層３２５Ｓｂは、トランジスタ３２０Ｓのソース電極又はドレイン電極の他方としての機能を有する。
導電層３２５ｂは、コンタクト部３５１を介して導電層３２２と電気的に接続される。導電層３２２には、例えば定電位を供給することができる。導電層３２２に定電位を供給することにより、導電層３２５ｂに定電位が供給される。
図４０（Ｂ）、図４１（Ａ）、及び図４１（Ｂ）において、コンタクト部を点線で囲って示す。なお、例えば図４０（Ｂ）において、コンタクト部を矩形としているが、コンタクト部の形状はこれに限られず、例えば隅が丸みを有する形状としてもよい。
図４１（Ａ）は、図４０（Ｂ）に示す構成に、導電層２４１、導電層２４１Ｓａ、導電層２４１Ｓｂ、導電層２４５、及び導電層２４５Ｓを加えた構成例を示している。導電層２４１、及び導電層２４５により容量２４０が構成され、導電層２４１Ｓａ、及び導電層２４５Ｓにより容量２４０Ｓが構成される。また、図４１（Ａ）では、導電層３２５ａ、導電層３２５ｂ、導電層３２５Ｓａ、及び導電層３２５Ｓｂの、導電層２４１、導電層２４１Ｓａ、又は導電層２４１Ｓｂと重なる部分を点線で示している。
導電層３２５ａは、コンタクト部３５２を介して導電層２４１と電気的に接続される。導電層３２５Ｓａは、コンタクト部３５３を介して導電層２４１Ｓａと電気的に接続される。導電層３２５Ｓｂは、コンタクト部３５４を介して導電層２４１Ｓｂと電気的に接続される。
図４１（Ｂ）は、図４１（Ａ）に示す構成に、電極１１１、電極１１１Ｓ、及び光学調整層１１６を加えた構成例を示している。また、図４１（Ｂ）では、導電層２４１、導電層２４１Ｓａ、及び導電層２４１Ｓｂの、電極１１１、又は電極１１１Ｓと重なる部分を点線で示している。
導電層２４１は、コンタクト部３５５を介して電極１１１と電気的に接続される。導電層２４１Ｓｂは、コンタクト部３５６を介して電極１１１Ｓと電気的に接続される。
図４２は、図４１（Ｂ）に示す構成に、透明電極１１３ａ、及び半透過・半反射電極１１３ｂを加えた構成例を示している。また、図４２では、電極１１１、電極１１１Ｓ、及び光学調整層１１６の、透明電極１１３ａと重なる部分を点線で示している。
図４２に示すように、透明電極１１３ａは、電極１１１、電極１１１Ｓ、及び光学調整層１１６を覆うように設けることができる。
本実施の形態で例示した構成例、及びそれらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、又は図面等と適宜組み合わせることができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の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、受光素子（受光デバイスともいう）と発光素子（発光デバイスともいう）を有する。又は、本発明の一態様の表示装置は、受発光素子（受発光デバイスともいう）と発光素子とを有する構成としてもよい。
まず、受光素子と発光素子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、受発光部に、受光素子と発光素子とを有する。本発明の一態様の表示装置は、受発光部に、発光素子がマトリクス状に配置されており、当該受発光部で画像を表示することができる。また、当該受発光部には、受光素子がマトリクス状に配置されており、受発光部は、撮像機能及びセンシング機能の一方又は双方も有する。受発光部は、イメージセンサ、又はタッチセンサ等に用いることができる。つまり、受発光部で光を検出することで、画像を撮像すること、対象物（指、又はペン等）のタッチ操作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、発光素子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、受発光部が有する発光素子が発した光を対象物が反射（又は散乱）した際、受光素子がその反射光（又は散乱光）を検出できるため、暗い場所でも、撮像、タッチ操作の検出等が可能である。
本発明の一態様の表示装置が有する発光素子は、表示素子（表示デバイスともいう）として機能する。
発光素子としては、ＯＬＥＤ、又はＱＬＥＤ等のＥＬ素子（ＥＬデバイスともいう）を用いることが好ましい。ＥＬ素子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（例えば量子ドット材料）、及び熱活性化遅延蛍光を示す物質（熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）材料）等が挙げられる。また、発光素子として、マイクロＬＥＤ等のＬＥＤを用いることもできる。
本発明の一態様の表示装置は、受光素子を用いて、光を検出する機能を有する。
受光素子をイメージセンサに用いる場合、表示装置は、受光素子を用いて、画像を撮像することができる。例えば、表示装置は、スキャナとして用いることができる。
本発明の一態様の表示装置が適用された電子機器は、イメージセンサとしての機能を用いて、指紋、又は掌紋等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、受光素子をタッチセンサに用いる場合、表示装置は、受光素子を用いて、対象物のタッチ操作を検出することができる。
受光素子としては、例えば、ｐｎ型又はｐｉｎ型のフォトダイオードを用いることができる。受光素子は、受光素子に入射する光を検出し電荷を発生させる光電変換素子（光電変換デバイスともいう）として機能する。受光素子に入射する光量に基づき、受光素子から発生する電荷量が決まる。
特に、受光素子として、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、様々な装置に適用できる。
本発明の一態様では、発光素子として有機ＥＬ素子（有機ＥＬデバイスともいう）を用い、受光素子として有機フォトダイオードを用いる。有機ＥＬ素子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素子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素子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る場合、成膜工程数が膨大になってしまう。しかしながら有機フォトダイオードは、有機ＥＬ素子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、受光素子及び発光素子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、受光素子及び発光素子で共通の層としてもよい。このように、受光素子及び発光素子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、受光素子を有する表示装置を作製することができる。
次に、受発光素子と発光素子を有する表示装置について説明する。なお、上記と同様の機能、作用、及び効果等については、説明を省略することがある。
本発明の一態様の表示装置において、いずれかの色を呈する副画素は、発光素子の代わりに受発光素子を有し、その他の色を呈する副画素は、発光素子を有する。受発光素子は、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素子を有し、他の副画素は発光素子を有する構成とする。したがって、本発明の一態様の表示装置の受発光部は、受発光素子と発光素子との双方を用いて画像を表示する機能を有する。
受発光素子が、発光素子と受光素子を兼ねることで、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、表示装置の受発光部に、撮像機能及びセンシング機能の一方又は双方を付加することができる。したがって、本発明の一態様の表示装置は、発光素子を有する副画素とは別に、受光素子を有する副画素を設ける場合に比べ、画素の開口率を高くでき、また、高精細化が容易である。
本発明の一態様の表示装置は、受発光部に、受発光素子と発光素子がマトリクス状に配置されており、当該受発光部で画像を表示することができる。また、受発光部は、イメージセンサ、又はタッチセンサ等に用いることができる。本発明の一態様の表示装置は、発光素子をセンサの光源として利用することができる。そのため暗い場所でも、撮像、又はタッチ操作の検出等が可能である。
受発光素子は、有機ＥＬ素子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素子の積層構造に、有機フォトダイオードの活性層を追加することで、受発光素子を作製することができる。さらに、有機ＥＬ素子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素子は、有機ＥＬ素子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、受発光素子及び発光素子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、受発光素子及び発光素子で共通の層としてもよい。
なお、受発光素子が有する層は、受発光素子が、受光素子として機能する場合と、発光素子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、受発光素子が発光素子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。
本実施の形態の表示装置は、発光素子及び受発光素子を用いて、画像を表示する機能を有する。つまり、発光素子及び受発光素子は、表示素子として機能する。
本実施の形態の表示装置は、受発光素子を用いて、光を検出する機能を有する。受発光素子は、受発光素子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。
受発光素子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、受発光素子を用いて、画像を撮像することができる。また、受発光素子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、受発光素子を用いて、対象物のタッチ操作を検出することができる。
受発光素子は、光電変換素子として機能する。受発光素子は、上記発光素子の構成に、受光素子の活性層を追加することで作製することができる。受発光素子には、例えば、ｐｎ型又はｐｉｎ型のフォトダイオードの活性層を用いることができる。
特に、受発光素子には、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、様々な装置に適用できる。
以下では、本発明の一態様の表示装置の一例である表示装置について、図面を用いてより具体的に説明する。
［表示装置の構成例１］
〔構成例１－１〕
図４３（Ａ）に、表示パネル２００の模式図を示す。表示パネル２００は、基板２０７、基板２０２、受光素子２１２、発光素子２１６Ｒ、発光素子２１６Ｇ、発光素子２１６Ｂ、及び機能層２０３等を有する。
発光素子２１６Ｒ、発光素子２１６Ｇ、発光素子２１６Ｂ、及び受光素子２１２は、基板２０７と基板２０２の間に設けられている。発光素子２１６Ｒ、発光素子２１６Ｇ、発光素子２１６Ｂは、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、又は青色（Ｂ）の光を発する。なお以下では、発光素子２１６Ｒ、発光素子２１６Ｇ及び発光素子２１６Ｂを区別しない場合に、発光素子２１６と表記する場合がある。
表示パネル２００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、１つ以上の副画素を有する。１つの副画素は、１つの発光素子を有する。例えば、画素には、副画素を３つ有する構成（Ｒ、Ｇ、Ｂの３色、又は、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の３色等）、又は、副画素を４つ有する構成（Ｒ、Ｇ、Ｂ、白色（Ｗ）の４色、又は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの４色等）を適用できる。さらに、画素は、受光素子２１２を有する。受光素子２１２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素子２１２を有していてもよい。
図４３（Ａ）には、基板２０２の表面に指２２０が触れる様子を示している。発光素子２１６Ｇが発する光の一部は、基板２０２と指２２０との接触部で反射される。そして、反射光の一部が、受光素子２１２に入射されることにより、指２２０が基板２０２に接触したことを検出することができる。すなわち、表示パネル２００はタッチパネルとして機能することができる。
機能層２０３は、発光素子２１６Ｒ、発光素子２１６Ｇ、発光素子２１６Ｂを駆動する回路、及び、受光素子２１２を駆動する回路を有する。機能層２０３には、スイッチ、トランジスタ、容量、及び配線等が設けられる。なお、発光素子２１６Ｒ、発光素子２１６Ｇ、発光素子２１６Ｂ、及び受光素子２１２をパッシブマトリクス方式で駆動させる場合には、スイッチ、トランジスタ等を設けない構成としてもよい。
表示パネル２００は、指２２０の指紋を検出する機能を有することが好ましい。図４３（Ｂ）には、基板２０２に指２２０が触れている状態における接触部の拡大図を模式的に示している。また、図４３（Ｂ）には、交互に配列した発光素子２１６と受光素子２１２を示している。
指２２０は凹部及び凸部により指紋が形成されている。そのため、図４３（Ｂ）に示すように指紋の凸部が基板２０２に触れている。
ある表面、又は界面等から反射される光には、正反射と拡散反射とがある。正反射光は入射角と反射角が一致する、指向性の高い光であり、拡散反射光は、強度の角度依存性が低い、指向性の低い光である。指２２０の表面から反射される光は、正反射と拡散反射のうち拡散反射の成分が支配的となる。一方、基板２０２と大気との界面から反射される光は、正反射の成分が支配的となる。
指２２０と基板２０２との接触面又は非接触面で反射され、これらの直下に位置する受光素子２１２に入射される光の強度は、正反射光と拡散反射光とを足し合わせたものとなる。上述のように指２２０の凹部では基板２０２と指２２０が接触しないため、正反射光（実線矢印で示す）が支配的となり、凸部ではこれらが接触するため、指２２０からの拡散反射光（破線矢印で示す）が支配的となる。したがって、凹部の直下に位置する受光素子２１２で受光する光の強度は、凸部の直下に位置する受光素子２１２よりも高くなる。これにより、指２２０の指紋を撮像することができる。
受光素子２１２の配列間隔は、指紋の２つの凸部間の距離、好ましくは隣接する凹部と凸部間の距離よりも小さい間隔とすることで、鮮明な指紋の画像を取得することができる。人の指紋の凹部と凸部の間隔は概ね２００μｍであることから、例えば受光素子２１２の配列間隔は、４００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以下、さらに好ましくは１００μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以下であって、１μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上とする。
表示パネル２００で撮像した指紋の画像の例を図４３（Ｃ）に示す。図４３（Ｃ）には、撮像範囲２２８内に、指２２０の輪郭を破線で、接触部２２７の輪郭を一点鎖線で示している。接触部２２７内において、受光素子２１２に入射する光量の違いによって、コントラストの高い指紋２２２を撮像することができる。
表示パネル２００は、タッチパネル、ペンタブレットとしても機能させることができる。図４３（Ｄ）には、スタイラス２２９の先端を基板２０２に接触させた状態で、破線矢印の方向に滑らせている様子を示している。
図４３（Ｄ）に示すように、スタイラス２２９の先端と、基板２０２の接触面で拡散される拡散反射光が、当該接触面と重なる部分に位置する受光素子２１２に入射することで、スタイラス２２９の先端の位置を高精度に検出することができる。
図４３（Ｅ）には、表示パネル２００で検出したスタイラス２２９の軌跡２２６の例を示している。表示パネル２００は、高い位置精度でスタイラス２２９等の被検出体の位置検出が可能であるため、例えば描画アプリケーションにおいて、高精細な描画を行うことも可能である。また、静電容量式のタッチセンサ、又は電磁誘導型のタッチペン等を用いた場合とは異なり、絶縁性の高い被検出体であっても位置検出が可能であるため、スタイラス２２９の先端部の材料は問われず、様々な筆記用具（例えば筆、ガラスペン、又は羽ペン等）を用いることもできる。
ここで、図４３（Ｆ）乃至図４３（Ｈ）に、表示パネル２００に適用可能な画素の一例を示す。
図４３（Ｆ）、及び図４３（Ｇ）に示す画素は、それぞれ赤色（Ｒ）の発光素子２１６Ｒ、緑色（Ｇ）の発光素子２１６Ｇ、青色（Ｂ）の発光素子２１６Ｂと、受光素子２１２を有する。画素は、それぞれ発光素子２１６Ｒ、発光素子２１６Ｇ、発光素子２１６Ｂ、及び受光素子２１２を駆動するための画素回路を有する。
図４３（Ｆ）は、２×２のマトリクス状に、３つの発光素子と１つの受光素子が配置されている例である。図４３（Ｇ）は、３つの発光素子が一列に配列し、その下側に、横長の１つの受光素子２１２が配置されている例である。
図４３（Ｈ）に示す画素は、白色（Ｗ）の発光素子２１６Ｗを有する例である。ここでは、４つの発光素子が一列に配置され、その下側に受光素子２１２が配置されている。
なお、画素の構成は上記に限られず、様々な配置方法を採用することができる。
〔構成例１－２〕
以下では、可視光を呈する発光素子と、赤外光を呈する発光素子と、受光素子と、を備える構成の例について説明する。
図４４（Ａ）に示す表示パネル２００Ａは、図４３（Ａ）で例示した構成に加えて、発光素子２１６ＩＲを有する。発光素子２１６ＩＲは、赤外光ＩＲを発する発光素子である。またこのとき、受光素子２１２には、少なくとも発光素子２１６ＩＲが発する赤外光ＩＲを受光することのできる素子を用いることが好ましい。また、受光素子２１２として、可視光と赤外光の両方を受光することのできる素子を用いることがより好ましい。
図４４（Ａ）に示すように、基板２０２に指２２０が触れると、発光素子２１６ＩＲから発せられた赤外光ＩＲが指２２０により反射され、当該反射光の一部が受光素子２１２に入射されることにより、指２２０の位置情報を取得することができる。
図４４（Ｂ）乃至図４４（Ｄ）に、表示パネル２００Ａに適用可能な画素の一例を示す。
図４４（Ｂ）は、３つの発光素子が一列に配列し、その下側に、発光素子２１６ＩＲと、受光素子２１２とが横に並んで配置されている例である。また、図４４（Ｃ）は、発光素子２１６ＩＲを含む４つの発光素子が一列に配列し、その下側に、受光素子２１２が配置されている例である。
また、図４４（Ｄ）は、発光素子２１６ＩＲを中心にして、四方に３つの発光素子と、受光素子２１２が配置されている例である。
なお、図４４（Ｂ）乃至図４４（Ｄ）に示す画素において、発光素子同士、及び発光素子と受光素子とは、それぞれの位置を交換可能である。
〔構成例１－３〕
以下では、可視光を呈する発光素子と、可視光を呈し、且つ可視光を受光する受発光素子と、を備える構成の例について説明する。
図４５（Ａ）に示す表示パネル２００Ｂは、発光素子２１６Ｂ、発光素子２１６Ｇ、及び受発光素子２１３Ｒを有する。受発光素子２１３Ｒは、赤色（Ｒ）の光を発する発光素子としての機能と、可視光を受光する光電変換素子としての機能と、を有する。図４５（Ａ）では、受発光素子２１３Ｒが、発光素子２１６Ｇが発する緑色（Ｇ）の光を受光する例を示している。なお、受発光素子２１３Ｒは、発光素子２１６Ｂが発する青色（Ｂ）の光を受光してもよい。また、受発光素子２１３Ｒは、緑色の光と青色の光の両方を受光してもよい。
例えば、受発光素子２１３Ｒは、自身が発する光よりも短波長の光を受光することが好ましい。又は、受発光素子２１３Ｒは、自身が発する光よりも長波長の光（例えば赤外光）を受光する構成としてもよい。受発光素子２１３Ｒは、自身が発する光と同程度の波長を受光する構成としてもよいが、その場合は自身が発する光をも受光してしまい、発光効率が低下してしまう恐れがある。そのため、受発光素子２１３Ｒは、発光スペクトルのピークと、吸収スペクトルのピークとができるだけ重ならないように構成されることが好ましい。
また、ここでは受発光素子が発する光は、赤色の光に限られない。また、発光素子が発する光も、緑色の光と青色の光の組み合わせに限定されない。例えば受発光素子として、緑色又は青色の光を発し、且つ、自身が発する光とは異なる波長の光を受光する素子とすることができる。
このように、受発光素子２１３Ｒが、発光素子と受光素子とを兼ねることにより、一画素に配置する素子の数を減らすことができる。そのため、高精細化、高開口率化、及び高解像度化等が容易となる。
図４５（Ｂ）乃至図４５（Ｉ）に、表示パネル２００Ｂに適用可能な画素の一例を示す。
図４５（Ｂ）は、受発光素子２１３Ｒ、発光素子２１６Ｇ、及び発光素子２１６Ｂが一列に配列されている例である。図４５（Ｃ）は、発光素子２１６Ｇと発光素子２１６Ｂが縦方向に交互に配列し、これらの横に受発光素子２１３Ｒが配置されている例である。
図４５（Ｄ）は、２×２のマトリクス状に、３つの発光素子（発光素子２１６Ｇ、発光素子２１６Ｂ、及び発光素子２１６Ｘ）と一つの受発光素子が配置されている例である。発光素子２１６Ｘは、Ｒ、Ｇ、Ｂ以外の光を呈する素子である。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）、及び紫外光（ＵＶ）等の光が挙げられる。発光素子２１６Ｘが赤外光を呈する場合、受発光素子は、赤外光を検出する機能、又は、可視光及び赤外光の双方を検出する機能を有することが好ましい。センサの用途に応じて、受発光素子が検出する光の波長を決定することができる。
図４５（Ｅ）には、２つ分の画素を示している。点線で囲まれた３つの素子を含む領域が１つの画素に相当する。画素はそれぞれ発光素子２１６Ｇ、発光素子２１６Ｂ、及び受発光素子２１３Ｒを有する。図４５（Ｅ）に示す左の画素では、受発光素子２１３Ｒと同じ行に発光素子２１６Ｇが配置され、受発光素子２１３Ｒと同じ列に発光素子２１６Ｂが配置されている。図４５（Ｅ）に示す右の画素では、受発光素子２１３Ｒと同じ行に発光素子２１６Ｇが配置され、発光素子２１６Ｇと同じ列に発光素子２１６Ｂが配置されている。図４５（Ｅ）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、受発光素子２１３Ｒ、発光素子２１６Ｇ、及び発光素子２１６Ｂ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発光素子又は受発光素子が配置される。
図４５（Ｆ）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色の光を呈する発光素子又は受発光素子を有する。なお、図４５（Ｆ）では、発光素子又は受発光素子の上面形状を示している。
図４５（Ｆ）に示す左上の画素と右下の画素は、受発光素子２１３Ｒと発光素子２１６Ｇを有する。また右上の画素と左下の画素は、発光素子２１６Ｇと発光素子２１６Ｂを有する。すなわち、図４５（Ｆ）に示す例では、各画素に発光素子２１６Ｇが設けられている。
発光素子及び受発光素子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。図４５（Ｆ）等では、発光素子及び受発光素子の上面形状として、略４５度傾いた正方形（ひし形）である例を示している。なお、各色の発光素子及び受発光素子の上面形状は、互いに異なっていてもよく、一部又は全ての色で同じであってもよい。
また、各色の発光素子及び受発光素子の発光領域（又は受発光領域）のサイズは、互いに異なっていてもよく、一部又は全ての色で同じであってもよい。例えば図４５（Ｆ）において、各画素に設けられる発光素子２１６Ｇの発光領域の面積を他の素子の発光領域（又は受発光領域）よりも小さくしてもよい。
図４５（Ｇ）は、図４５（Ｆ）に示す画素配列の変形例である。具体的には、図４５（Ｇ）の構成は、図４５（Ｆ）の構成を４５度回転させることで得られる。図４５（Ｆ）では、１つの画素に２つの素子を有するとして説明したが、図４５（Ｇ）に示すように、４つの素子により１つの画素が構成されていると捉えることもできる。
図４５（Ｈ）は、図４５（Ｆ）に示す画素配列の変形例である。図４５（Ｈ）に示す左上の画素と右下の画素は、受発光素子２１３Ｒと発光素子２１６Ｇを有する。また右上の画素と左下の画素は、受発光素子２１３Ｒと発光素子２１６Ｂを有する。すなわち、図４５（Ｈ）に示す例では、各画素に受発光素子２１３Ｒが設けられている。各画素に受発光素子２１３Ｒが設けられているため、図４５（Ｈ）に示す構成は、図４５（Ｆ）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。
図４５（Ｉ）は、図４５（Ｈ）で示す画素配列の変形例であり、当該画素配列を４５度回転させることで得られる構成である。
図４５（Ｉ）では、４つの素子（２つの発光素子と２つの受発光素子）により１つの画素が構成されることとして説明を行う。このように、１つの画素が、受光機能を有する受発光素子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４５（Ｈ）又は図４５（Ｉ）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の発光素子と、ｑ個（ｑは２以上の整数）の第２の発光素子と、ｒ個（ｒはｐより大きく、ｑより大きい整数）の受発光素子と、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の発光素子と第２の発光素子のうち一方が緑色の光を発し、他方が青色の光を発する。受発光素子は、赤色の光を発し、かつ、受光機能を有する。
例えば、受発光素子を用いて、タッチ操作の検出を行う場合、光源からの発光がユーザー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素子を光源とすることが好ましい。したがって、受発光素子は、青色の光を受光する機能を有することが好ましい。なお、これに限られず、受発光素子の感度に応じて、光源とする発光素子を適宜選択することができる。
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。
本実施の形態で例示した構成例、及びそれらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、又は図面等と適宜組み合わせることができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様である受発光装置に用いることができる発光素子（発光デバイスともいう）、及び受光素子（受光デバイスともいう）について説明する。
なお、本明細書等において、各色の発光デバイス（ここでは青（Ｂ）、緑（Ｇ）、及び赤（Ｒ））で、発光層を作り分ける、又は発光層を塗り分ける構造をＳＢＳ（Ｓｉｄｅ Ｂｙ Ｓｉｄｅ）構造と呼ぶ場合がある。また、本明細書等において、白色光を発することのできる発光デバイスを白色発光デバイスと呼ぶ場合がある。なお、白色発光デバイスは、着色層（たとえば、カラーフィルタ）と組み合わせることで、フルカラー表示の表示装置を実現することができる。
また、発光デバイスは、シングル構造と、タンデム構造とに大別することができる。シングル構造のデバイスは、一対の電極間に１つの発光ユニットを有し、当該発光ユニットは、１以上の発光層を含む構成とすることが好ましい。２の発光層を用いて白色発光を得る場合、２の発光層の各々の発光色が補色の関係となるような発光層を選択すればよい。例えば、第１の発光層の発光色と第２の発光層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光デバイス全体として白色発光する構成を得ることができる。また、３以上の発光層を用いて白色発光を得る場合、３以上の発光層のそれぞれの発光色が合わさることで、発光デバイス全体として白色発光することができる構成とすればよい。
タンデム構造のデバイスは、一対の電極間に２以上の複数の発光ユニットを有し、各発光ユニットは、１以上の発光層を含む構成とすることが好ましい。各発光ユニットにおいて、同じ色の光を発する発光層を用いることで、所定の電流当たりの輝度が高められ、且つ、シングル構造と比較して信頼性の高い発光デバイスとすることができる。タンデム構造で白色発光を得るには、複数の発光ユニットの発光層からの光を合わせて白色発光が得られる構成とすればよい。なお、白色発光が得られる発光色の組み合わせについては、シングル構造の構成と同様である。なお、タンデム構造のデバイスにおいて、複数の発光ユニットの間には、電荷発生層等の中間層を設けると好適である。
また、上述の白色発光デバイス（シングル構造又はタンデム構造）と、ＳＢＳ構造の発光デバイスと、を比較した場合、ＳＢＳ構造の発光デバイスは、白色発光デバイスよりも消費電力を低くすることができる。消費電力を低く抑えたい場合は、ＳＢＳ構造の発光デバイスを用いると好適である。一方で、白色発光デバイスは、製造プロセスがＳＢＳ構造の発光デバイスよりも簡単であるため、製造コストを低くすることができる、又は製造歩留まりを高くすることができるため、好適である。
［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、発光素子、受光素子、及び受発光素子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、発光素子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、発光素子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（発光素子、又は発光層等）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３８３Ｒ及び発光層３８３Ｇ等に共通する事項を説明する場合に、発光層３８３と記す場合がある。
図４６（Ａ）に示す表示装置３８０Ａは、受光素子３７０ＰＤ、赤色（Ｒ）の光を発する発光素子３７０Ｒ、緑色（Ｇ）の光を発する発光素子３７０Ｇ、及び、青色（Ｂ）の光を発する発光素子３７０Ｂを有する。
各発光素子は、画素電極３７１、正孔注入層３８１、正孔輸送層３８２、発光層、電子輸送層３８４、電子注入層３８５、及び共通電極３７５をこの順で積層して有する。発光素子３７０Ｒは、発光層３８３Ｒを有し、発光素子３７０Ｇは、発光層３８３Ｇを有し、発光素子３７０Ｂは、発光層３８３Ｂを有する。発光層３８３Ｒは、赤色の光を発する発光物質を有し、発光層３８３Ｇは、緑色の光を発する発光物質を有し、発光層３８３Ｂは、青色の光を発する発光物質を有する。
発光素子は、画素電極３７１と共通電極３７５との間に電圧を印加することで、共通電極３７５側に光を射出する電界発光素子である。
受光素子３７０ＰＤは、画素電極３７１、正孔注入層３８１、正孔輸送層３８２、活性層３７３、電子輸送層３８４、電子注入層３８５、及び共通電極３７５をこの順で積層して有する。
受光素子３７０ＰＤは、表示装置３８０Ａの外部から入射される光を受光し、電気信号に変換する、光電変換素子である。
本実施の形態では、発光素子及び受光素子のいずれにおいても、画素電極３７１が陽極として機能し、共通電極３７５が陰極として機能するものとして説明する。つまり、受光素子は、画素電極３７１と共通電極３７５との間に逆バイアスをかけて駆動することで、受光素子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、受光素子３７０ＰＤの活性層３７３に有機化合物を用いる。受光素子３７０ＰＤは、活性層３７３以外の層を、発光素子と共通の構成にすることができる。そのため、発光素子の作製工程に、活性層３７３を成膜する工程を追加するのみで、発光素子の形成と並行して受光素子３７０ＰＤを形成することができる。また、発光素子と受光素子３７０ＰＤ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、表示装置に受光素子３７０ＰＤを内蔵することができる。
表示装置３８０Ａでは、受光素子３７０ＰＤの活性層３７３と、発光素子の発光層３８３と、を作り分ける以外は、受光素子３７０ＰＤと発光素子が共通の構成である例を示す。ただし、受光素子３７０ＰＤと発光素子の構成はこれに限定されない。受光素子３７０ＰＤと発光素子は、活性層３７３と発光層３８３のほかにも、互いに作り分ける層を有していてもよい。受光素子３７０ＰＤと発光素子は、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、表示装置に受光素子３７０ＰＤを内蔵することができる。
画素電極３７１と共通電極３７５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。
発光素子は少なくとも発光層３８３を有する。発光素子は、発光層３８３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、又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、発光素子及び受光素子は、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、発光素子及び受光素子は、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、又は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。
発光素子において、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。受光素子において、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、１×１０－６ｃｍ２／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、又はフラン誘導体等）、又は芳香族アミン（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。
発光素子において、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。受光素子において、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、又は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、又は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、又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３８３は、発光物質を含む層である。発光層３８３は、１種又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、又は赤色等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、及び量子ドット材料等が挙げられる。
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、及びナフタレン誘導体等が挙げられる。
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、又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３８３は、発光物質（ゲスト材料）に加えて、１種又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種又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又は双方を用いることができる。また、１種又は複数種の有機化合物として、バイポーラ性材料、又はＴＡＤＦ材料を用いてもよい。
発光層３８３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、発光素子の高効率、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（又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。又は、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、又は遅延成分の割合が大きくなる等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３７３は、半導体を含む。当該半導体としては、シリコン等の無機半導体、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３７３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３８３と、活性層３７３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３７３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フラーレン、及びＣ７０フラーレン等）、及び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電子共役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、受光素子として有益である。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。そのほか、フラーレン誘導体としては、［６，６］－Ｐｈｅｎｙｌ－Ｃ７１－ｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ ｍｅｔｈｙｌ ｅｓｔｅｒ（略称：ＰＣ７０ＢＭ）、［６，６］－Ｐｈｅｎｙｌ－Ｃ６１－ｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ ｍｅｔｈｙｌ ｅｓｔｅｒ（略称：ＰＣ６０ＢＭ）、及び１’，１’’，４’，４’’－Ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏ－ｄｉ［１，４］ｍｅｔｈａｎｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｏ［１，２：２’，３’，５６，６０：２’’，３’’］［５，６］ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ－Ｃ６０（略称：ＩＣＢＡ）等が挙げられる。
また、ｎ型半導体の材料としては、例えば、Ｎ，Ｎ’－ジメチル－３，４，９，１０－ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：Ｍｅ－ＰＴＣＤＩ）等のペリレンテトラカルボン酸誘導体が挙げられる。
また、ｎ型半導体の材料としては、例えば、２，２’－（５，５’－（チエノ［３，２－ｂ］チオフェン－２，５－ジイル）ビス（チオフェン－５，２－ジイル））ビス（メタン－１－イル－１－イリデン）ジマロノニトリル（略称：ＦＴ２ＴＤＭＮ）が挙げられる。
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、及びキノン誘導体等が挙げられる。
活性層３７３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（ＩＩ）フタロシアニン（ＳｎＰｃ）、キナクリドン、及びルブレ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、及び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、ルブレン誘導体、テトラセン誘導体、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、及び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３７３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。又は、活性層３７３は、ｎ型半導体とｐ型半導体とを積層して形成してもよい。
発光素子及び受光素子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。発光素子及び受光素子を構成する層は、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。
例えば、正孔輸送性材料又は電子ブロック材料として、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子化合物、及び、モリブデン酸化物、ヨウ化銅（ＣｕＩ）等の無機化合物を用いることができる。また、電子輸送性材料又は正孔ブロック材料として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の無機化合物、ポリエチレンイミンエトキシレート（ＰＥＩＥ）等の有機化合物を用いることができる。受光デバイスは、例えば、ＰＥＩＥとＺｎＯとの混合膜を有していてもよい。
また、活性層３７３に、ドナーとして機能するＰｏｌｙ［［４，８－ｂｉｓ［５－（２－ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ）－２－ｔｈｉｅｎｙｌ］ｂｅｎｚｏ［１，２－ｂ：４，５－ｂ’］ｄｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ－２，６－ｄｉｙｌ］－２，５－ｔｈｉｏｐｈｅｎｅｄｉｙｌ［５，７－ｂｉｓ（２－ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ）－４，８－ｄｉｏｘｏ－４Ｈ，８Ｈ－ｂｅｎｚｏ［１，２－ｃ：４，５－ｃ’］ｄｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ－１，３－ｄｉｙｌ］］ｐｏｌｙｍｅｒ（略称：ＰＢＤＢ－Ｔ）、又は、ＰＢＤＢ－Ｔ誘導体等の高分子化合物を用いることができる。例えば、ＰＢＤＢ－Ｔ又はＰＢＤＢ－Ｔ誘導体にアクセプター材料を分散させる方法等が使用できる。
図４６（Ｂ）に示す表示装置３８０Ｂは、受光素子３７０ＰＤと発光素子３７０Ｒが同一の構成である点で、表示装置３８０Ａと異なる。
受光素子３７０ＰＤと発光素子３７０Ｒは、活性層３７３と発光層３８３Ｒを共通して有する。
ここで、受光素子３７０ＰＤは、検出したい光よりも長波長の光を発する発光素子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素子３７０ＰＤは、発光素子３７０Ｒ及び発光素子３７０Ｇの一方又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素子３７０ＰＤは、発光素子３７０Ｒと同様の構成にすることができる。
受光素子３７０ＰＤと、発光素子３７０Ｒと、を共通の構成にすることで、受光素子３７０ＰＤと、発光素子３７０Ｒ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、受光素子３７０ＰＤと、発光素子３７０Ｒと、を共通の構成にすることで、受光素子３７０ＰＤと、発光素子３７０Ｒ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、発光素子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３８３Ｒは、赤色の光を発する発光物質を有する。活性層３７３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又は双方）を吸収する有機化合物を有する。活性層３７３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、発光素子３７０Ｒからは赤色の光が効率よく取り出され、受光素子３７０ＰＤ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３８０Ｂでは、発光素子３７０Ｒ及び受光素子３７０ＰＤが同一の構成である例を示すが、発光素子３７０Ｒ及び受光素子３７０ＰＤ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４７（Ａ）及び図４７（Ｂ）に示す表示装置３８０Ｃは、赤色（Ｒ）の光を発し、かつ、受光機能を有する受発光素子３７０ＳＲ、発光素子３７０Ｇ、及び、発光素子３７０Ｂを有する。発光素子３７０Ｇと発光素子３７０Ｂの構成は、例えば上記表示装置３８０Ａを援用できる。
受発光素子３７０ＳＲは、画素電極３７１、正孔注入層３８１、正孔輸送層３８２、活性層３７３、発光層３８３Ｒ、電子輸送層３８４、電子注入層３８５、及び共通電極３７５をこの順で積層して有する。受発光素子３７０ＳＲは、上記表示装置３８０Ｂで例示した発光素子３７０Ｒ及び受光素子３７０ＰＤと同一の構成である。
図４７（Ａ）では、受発光素子３７０ＳＲが発光素子として機能する場合を示す。図４７（Ａ）では、発光素子３７０Ｂが青色の光を発し、発光素子３７０Ｇが緑色の光を発し、受発光素子３７０ＳＲが赤色の光を発している例を示す。
図４７（Ｂ）では、受発光素子３７０ＳＲが受光素子として機能する場合を示す。図４７（Ｂ）では、受発光素子３７０ＳＲが、発光素子３７０Ｂが発する青色の光と、発光素子３７０Ｇが発する緑色の光を受光している例を示す。
発光素子３７０Ｂ、発光素子３７０Ｇ、及び受発光素子３７０ＳＲは、それぞれ、画素電極３７１及び共通電極３７５を有する。本実施の形態では、画素電極３７１が陽極として機能し、共通電極３７５が陰極として機能する場合を例に挙げて説明する。受発光素子３７０ＳＲは、画素電極３７１と共通電極３７５との間に逆バイアスをかけて駆動することで、受発光素子３７０ＳＲ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。
受発光素子３７０ＳＲは、発光素子に、活性層３７３を追加した構成ということができる。つまり、発光素子の作製工程に、活性層３７３を成膜する工程を追加するのみで、発光素子の形成と並行して受発光素子３７０ＳＲを形成することができる。また、発光素子と受発光素子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又は双方を付与することができる。
発光層３８３Ｒと活性層３７３との積層順は限定されない。図４７（Ａ）及び図４７（Ｂ）では、正孔輸送層３８２上に活性層３７３が設けられ、活性層３７３上に発光層３８３Ｒが設けられている例を示す。発光層３８３Ｒと活性層３７３の積層順を入れ替えてもよい。
受発光素子において、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。
受発光素子を構成する各層の機能及び材料は、発光素子及び受光素子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。
図４７（Ｃ）乃至図４７（Ｇ）に、受発光素子の積層構造の例を示す。
図４７（Ｃ）に示す受発光素子は、第１の電極３７７、正孔注入層３８１、正孔輸送層３８２、発光層３８３Ｒ、活性層３７３、電子輸送層３８４、電子注入層３８５、及び第２の電極３７８を有する。
図４７（Ｃ）は、正孔輸送層３８２上に発光層３８３Ｒが設けられ、発光層３８３Ｒ上に活性層３７３が積層された例である。
図４７（Ａ）乃至図４７（Ｃ）に示すように、活性層３７３と発光層３８３Ｒとは、互いに接していてもよい。
また、活性層３７３と発光層３８３Ｒとの間には、バッファ層が設けられることが好ましい。このとき、バッファ層は、正孔輸送性及び電子輸送性を有することが好ましい。例えば、バッファ層には、バイポーラ性の物質を用いることが好ましい。又は、バッファ層として、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４７（Ｄ）には、バッファ層として正孔輸送層３８２を用いる例を示す。
活性層３７３と発光層３８３Ｒとの間にバッファ層を設けることで、発光層３８３Ｒから活性層３７３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３７３と発光層３８３Ｒとの間にバッファ層を有する受発光素子からは、高い発光効率を得ることができる。
図４７（Ｅ）は、正孔注入層３８１上に正孔輸送層３８２－１、活性層３７３、正孔輸送層３８２－２、発光層３８３Ｒの順で積層された積層構造を有する例である。正孔輸送層３８２－２は、バッファ層として機能する。正孔輸送層３８２－１と正孔輸送層３８２－２とは、同じ材料を含んでいてもよいし、異なる材料を含んでいてもよい。また、正孔輸送層３８２－２の代わりに、上述したバッファ層に用いることのできる層を用いてもよい。また、活性層３７３と、発光層３８３Ｒの位置を入れ替えてもよい。
図４７（Ｆ）に示す受発光素子は、正孔輸送層３８２を有さない点で、図４７（Ａ）に示す受発光素子と異なる。このように、受発光素子は、正孔注入層３８１、正孔輸送層３８２、電子輸送層３８４、及び電子注入層３８５のうち少なくとも１層を有していなくてもよい。また、受発光素子は、正孔ブロック層、又は電子ブロック層等、他の機能層を有していてもよい。
図４７（Ｇ）に示す受発光素子は、活性層３７３及び発光層３８３Ｒを有さず、発光層と活性層を兼ねる層３８９を有する点で、図４７（Ａ）に示す受発光素子と異なる。
発光層と活性層を兼ねる層としては、例えば、活性層３７３に用いることができるｎ型半導体と、活性層３７３に用いることができるｐ型半導体と、発光層３８３Ｒ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。
本実施の形態で例示した構成例、及びそれらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、又は図面等と適宜組み合わせることができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様の受光デバイスを有する表示装置の例について説明する。
本実施の形態の表示装置において、画素は、互いに異なる色を発する発光デバイスを有する副画素を、複数種有する構成とすることができる。例えば、画素は、副画素を３種類有する構成とすることができる。当該３つの副画素としては、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の副画素、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の３色の副画素等が挙げられる。又は、画素は副画素を４種類有する構成とすることができる。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、及びＲ、Ｇ、Ｂ、Ｙの４色の副画素等が挙げられる。
副画素の配列に特に限定はなく、様々な方法を適用することができる。副画素の配列としては、例えば、ストライプ配列、Ｓストライプ配列、マトリクス配列、デルタ配列、ベイヤー配列、及びペンタイル配列等が挙げられる。
また、副画素の上面形状としては、例えば、三角形、四角形（長方形、正方形を含む）、五角形等の多角形、これら多角形の角が丸い形状、楕円形、又は円形等が挙げられる。ここでいう副画素の上面形状は、発光デバイスの発光領域の上面形状に相当する。
画素に、発光デバイス及び受光デバイスを有する表示装置では、画素が受光機能を有するため、画像を表示しながら、対象物の接触又は近接を検出することができる。例えば、表示装置が有する副画素全てで画像を表示するだけでなく、一部の副画素は、光源としての光を呈し、残りの副画素で画像を表示することもできる。
図４８（Ａ）、図４８（Ｂ）、図４８（Ｃ）に示す画素は、副画素Ｇ、副画素Ｂ、副画素Ｒ、及び、副画素ＰＳを有する。
図４８（Ａ）に示す画素には、ストライプ配列が適用されている。図４８（Ｂ）に示す画素には、マトリクス配列が適用されている。
図４８（Ｃ）に示す画素の配列は、１つの副画素（副画素Ｂ）の隣に、３つの副画素（副画素Ｒ、副画素Ｇ、副画素ＰＳ）が縦に３つ並んだ構成を有する。
図４８（Ｄ）、図４８（Ｅ）、図４８（Ｆ）に示す画素は、副画素Ｇ、副画素Ｂ、副画素Ｒ、副画素ＩＲ、及び副画素ＰＳを有する。
図４８（Ｄ）、図４８（Ｅ）、図４８（Ｆ）では、１つの画素が、２行にわたって設けられている例を示す。上の行（１行目）には、３つの副画素（副画素Ｇ、副画素Ｂ、副画素Ｒ）が設けられ、下の行（２行目）には２つの副画素（１つの副画素ＰＳと、１つの副画素ＩＲ）が設けられている。
図４８（Ｄ）では、縦長の副画素Ｇ、副画素Ｂ、副画素Ｒが横に３つ並び、その下側に副画素ＰＳと、横長の副画素ＩＲと、が横に並んだ構成を有する。図４８（Ｅ）では、横長の副画素Ｇ及び副画素Ｒが縦方向に２つ並び、その横に縦長の副画素Ｂが並び、それらの下側に、横長の副画素ＩＲと、縦長の副画素ＰＳが横に並んだ構成を有する。図４８（Ｆ）では、縦長の副画素Ｒ、副画素Ｇ、副画素Ｂが横に３つ並び、それらの下側に横長の副画素ＩＲと縦長の副画素ＰＳが横に並んだ構成を有する。図４８（Ｅ）及び図４８（Ｆ）では、副画素ＩＲの面積が最も大きく、副画素ＰＳの面積が副画素Ｂ等と同程度である場合を示している。
なお、副画素のレイアウトは図４８（Ａ）乃至図４８（Ｆ）の構成に限られない。
副画素Ｒは、赤色の光を発する発光デバイスを有する。副画素Ｇは、緑色の光を発する発光デバイスを有する。副画素Ｂは、青色の光を発する発光デバイスを有する。副画素ＩＲは、赤外光を発する発光デバイスを有する。副画素ＰＳは、受光デバイスを有する。副画素ＰＳが検出する光の波長は特に限定されないが、副画素ＰＳが有する受光デバイスは、副画素Ｒ、副画素Ｇ、副画素Ｂ、又は副画素ＩＲが有する発光デバイスが発する光に感度を有することが好ましい。例えば、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色等の波長域の光、及び、赤外の波長域の光のうち、一つ又は複数を検出することが好ましい。
副画素ＰＳの受光面積は、他の副画素の発光面積よりも小さい。受光面積が小さいほど、撮像範囲が狭くなり、撮像結果のボケの抑制、及び、解像度の向上が可能となる。そのため、副画素ＰＳを用いることで、高精細又は高解像度の撮像を行うことができる。例えば、副画素ＰＳを用いて、指紋、掌紋、虹彩、脈形状（静脈形状、動脈形状を含む）、又は顔等を用いた個人認証のための撮像を行うことができる。
また、副画素ＰＳは、タッチセンサ（ダイレクトタッチセンサともいう）又はニアタッチセンサ（ホバーセンサ、ホバータッチセンサ、非接触センサ、タッチレスセンサともいう）等に用いることができる。例えば、副画素ＰＳは、赤外光を検出することが好ましい。これにより、暗い場所でも、タッチ検出が可能となる。
ここで、タッチセンサ又はニアタッチセンサは、対象物（指、手、又はペン等）の近接もしくは接触を検出することができる。タッチセンサは、表示装置と、対象物とが、直接接することで、対象物を検出できる。また、ニアタッチセンサは、対象物が表示装置に接触しなくても、当該対象物を検出することができる。例えば、表示装置と、対象物との間の距離が０．１ｍｍ以上３００ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲で表示装置が当該対象物を検出できる構成であると好ましい。当該構成とすることで、表示装置に対象物が直接触れずに操作することが可能となる、別言すると非接触（タッチレス）で表示装置を操作することが可能となる。上記構成とすることで、表示装置に汚れ、又は傷がつくリスクを低減することができる、又は対象物が表示装置に付着した汚れ（例えば、ゴミ、又はウィルス等）に直接触れずに、表示装置を操作することが可能となる。
なお、高精細な撮像を行うため、副画素ＰＳは、表示装置が有する全ての画素に設けられていることが好ましい。一方で、副画素ＰＳは、タッチセンサ又はニアタッチセンサ等に用いる場合は、指紋等を撮像する場合と比較して高い精度が求められないため、表示装置が有する一部の画素に設けられていればよい。表示装置が有する副画素ＰＳの数を、例えば副画素Ｒの数よりも少なくすることで、検出速度を高めることができる。
図４８（Ｇ）に、受光デバイスを有する副画素の画素回路の一例を示し、図４８（Ｈ）に、発光デバイスを有する副画素の画素回路の一例を示す。
図４８（Ｇ）に示す画素回路ＰＩＸ１は、受光デバイスＰＤ、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、及び容量Ｃ２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、アノードが配線Ｖ１と電気的に接続し、カソードがトランジスタＭ１１のソース又はドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタＭ１１は、ゲートが配線ＴＸと電気的に接続し、ソース又はドレインの他方が容量Ｃ２の一方の電極、トランジスタＭ１２のソース又はドレインの一方、及びトランジスタＭ１３のゲートと電気的に接続する。トランジスタＭ１２は、ゲートが配線ＲＥＳと電気的に接続し、ソース又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Ｍ１３は、ソース又はドレインの一方が配線Ｖ３と電気的に接続し、ソース又はドレインの他方がトランジスタＭ１４のソース又はドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタＭ１４は、ゲートが配線ＳＥと電気的に接続し、ソース又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の電位よりも高い電位を供給する。トランジスタＭ１２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Ｍ１３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Ｍ１１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Ｍ１３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Ｍ１４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４８（Ｈ）に示す画素回路ＰＩＸ２は、発光デバイスＥＬ、トランジスタＭ１５、トランジスタＭ１６、トランジスタＭ１７、及び容量Ｃ３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素子を用いることが好ましい。
トランジスタＭ１５は、ゲートが配線ＶＧと電気的に接続し、ソース又はドレインの一方が配線ＶＳと電気的に接続し、ソース又はドレインの他方が、容量Ｃ３の一方の電極、及びトランジスタＭ１６のゲートと電気的に接続する。トランジスタＭ１６のソース又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Ｍ１７のソース又はドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタＭ１７は、ゲートが配線ＭＳと電気的に接続し、ソース又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Ｍ１５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Ｍ１６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Ｍ１５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Ｍ１６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Ｍ１７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Ｍ１６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。
ここで、画素回路ＰＩＸ１が有するトランジスタＭ１１、トランジスタＭ１２、トランジスタＭ１３、及びトランジスタＭ１４、並びに、画素回路ＰＩＸ２が有するトランジスタＭ１５、トランジスタＭ１６、及びトランジスタＭ１７には、それぞれ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）を用いたトランジスタを適用することが好ましい。
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Ｃ２又は容量Ｃ３に直列に接続されるトランジスタＭ１１、トランジスタＭ１２、及びトランジスタＭ１５には、酸化物半導体が適用されたトランジスタを用いることが好ましい。また、これ以外のトランジスタも同様に酸化物半導体を適用したトランジスタを用いることで、作製コストを低減することができる。
例えば、室温下における、チャネル幅１μｍあたりのＯＳトランジスタのオフ電流値は、１ａＡ（１×１０－１８Ａ）以下、１ｚＡ（１×１０－２１Ａ）以下、又は１ｙＡ（１×１０－２４Ａ）以下とすることができる。なお、室温下における、チャネル幅１μｍあたりのＳｉトランジスタのオフ電流値は、１ｆＡ（１×１０－１５Ａ）以上１ｐＡ（１×１０－１２Ａ）以下である。したがって、ＯＳトランジスタのオフ電流は、Ｓｉトランジスタのオフ電流よりも１０桁程度低いともいえる。
また、トランジスタＭ１１乃至トランジスタＭ１７に、チャネルが形成される半導体にシリコンを適用したトランジスタを用いることもできる。特に単結晶シリコン又は多結晶シリコン等の結晶性の高いシリコンを用いることで、高い電界効果移動度を実現することができ、より高速な動作が可能となるため好ましい。
また、トランジスタＭ１１乃至トランジスタＭ１７のうち、一以上に酸化物半導体を適用したトランジスタを用い、それ以外にシリコンを適用したトランジスタを用いる構成としてもよい。
なお、図４８（Ｇ）、図４８（Ｈ）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。
画素回路ＰＩＸ１が有するトランジスタと画素回路ＰＩＸ２が有するトランジスタは、同一基板上に並べて形成されることが好ましい。特に、画素回路ＰＩＸ１が有するトランジスタと画素回路ＰＩＸ２が有するトランジスタとを１つの領域内に混在させて周期的に配列する構成とすることが好ましい。
また、受光デバイスＰＤ又は発光デバイスＥＬ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つ又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、高精細な受光部又は表示部を実現できる。
画素回路に含まれる発光デバイスＥＬの発光輝度を高くする場合、発光デバイスＥＬに流す電流量を大きくする必要がある。そのためには、画素回路に含まれている駆動トランジスタのソース－ドレイン間電圧を高くする必要がある。ＯＳトランジスタは、Ｓｉトランジスタと比較して、ソース－ドレイン間において耐圧が高いため、ＯＳトランジスタのソース－ドレイン間には高い電圧を印加することができる。これにより、画素回路に含まれる駆動トランジスタをＯＳトランジスタとすることで、発光デバイスに流れる電流量を大きくし、発光デバイスの発光輝度を高くすることができる。
また、トランジスタが飽和領域で動作する場合において、ＯＳトランジスタは、Ｓｉトランジスタよりも、ゲート－ソース間電圧の変化に対して、ソース－ドレイン間電流の変化を小さくすることができる。このため、画素回路に含まれる駆動トランジスタとしてＯＳトランジスタを適用することによって、ゲート－ソース間電圧の変化によって、ソース－ドレイン間に流れる電流を細かく定めることができるため、発光デバイスに流れる電流量を制御することができる。このため、画素回路における階調を大きくすることができる。
また、トランジスタが飽和領域で動作するときに流れる電流の飽和特性において、ＯＳトランジスタは、ソース－ドレイン間電圧が徐々に高くなった場合においても、Ｓｉトランジスタよりも安定した電流（飽和電流）を流すことができる。そのため、ＯＳトランジスタを駆動トランジスタとして用いることで、例えば、ＥＬ材料が含まれる発光デバイスの電流－電圧特性にばらつきが生じた場合においても、発光デバイスに安定した電流を流すことができる。つまり、ＯＳトランジスタは、飽和領域で動作する場合において、ソース－ドレイン間電圧を高くしても、ソース－ドレイン間電流がほぼ変化しないため、発光デバイスの発光輝度を安定させることができる。
上記のとおり、画素回路に含まれる駆動トランジスタにＯＳトランジスタを用いることで、「黒浮きの抑制」、「発光輝度の上昇」、「多階調化」、及び「発光デバイスの特性ばらつきの抑制」等を図ることができる。
また、本発明の一態様の表示装置は、リフレッシュレートを可変にすることができる。例えば、表示装置に表示されるコンテンツに応じてリフレッシュレートを調整（例えば、０．０１Ｈｚ以上２４０Ｈｚ以下の範囲で調整）して消費電力を低減させることができる。また、リフレッシュレートを低下させた駆動により、表示装置の消費電力を低減する駆動をアイドリングストップ（ＩＤＳ）駆動と呼称してもよい。
また、上記のリフレッシュレートに応じて、タッチセンサ、又はニアタッチセンサの駆動周波数を変化させてもよい。例えば、表示装置のリフレッシュレートが１２０Ｈｚの場合、タッチセンサ、又はニアタッチセンサの駆動周波数を１２０Ｈｚよりも高い周波数（代表的には２４０Ｈｚ）とする構成とすることができる。当該構成とすることで、低消費電力が実現でき、且つタッチセンサ、又はニアタッチセンサの応答速度を高めることが可能となる。
本実施の形態で例示した構成例、及びそれらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、又は図面等と適宜組み合わせることができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態６）
本実施の形態では、高精細な表示装置について説明する。
［表示パネルの構成例］
ＶＲ向け、又はＡＲ向け等の装着型の電子機器では、視差を用いることで３Ｄ画像を提供することができる。その場合、右目用の画像を右目の視界内に、左目用の画像を左目の視界内に、それぞれ表示する必要がある。ここで、表示装置の表示部の形状として、横長の矩形形状としてもよいが、右目及び左目の視界の外側に設けられる画素は、表示に寄与しないため、当該画素には常に黒色が表示されることとなる。
そこで、表示パネルの表示部として、右目用と左目用の２つの領域に分け、表示に寄与しない外側の領域には画素を配置しない構成とすることが好ましい。これにより、画素の書き込みに要する消費電力を低減できる。また、ソース線、及びゲート線等の負荷が小さくなるため、フレームレートの高い表示が可能となる。これにより、滑らかな動画を表示できるため、現実感を高めることができる。
図４９（Ａ）には、表示パネルの構成例を示している。図４９（Ａ）では、基板７０１の内側に、左目用の表示部７０２Ｌと、右目用の表示部７０２Ｒが配置されている。なお、基板７０１上には、表示部７０２Ｌ、表示部７０２Ｒのほかに、駆動回路、配線、ＩＣ、又はＦＰＣ等が配置されていてもよい。
図４９（Ａ）に示す表示部７０２Ｌ、表示部７０２Ｒは、正方形の上面形状を有している。
また、表示部７０２Ｌ、表示部７０２Ｒの上面形状は、他の正多角形であってもよい。図４９（Ｂ）は、正六角形とした場合の例を示し、図４９（Ｃ）は、正八角形とした場合の例を示し、図４９（Ｄ）は、正十角形とした場合の例を示し、図４９（Ｅ）は、正十二角形とした場合の例を示している。このように、角が偶数個である多角形を用いることで、表示部の形状を左右対称にすることができる。なお、正多角形ではない多角形を用いてもよい。また、角の丸い正多角形、又は多角形を用いてもよい。
なお、マトリクス状に配置された画素により表示部を構成するため、各表示部の輪郭の直線部分は、厳密には直線にはならず、階段状である部分が存在しうる。特に、画素の配列方向と平行でない直線部分では、階段状の上面形状となる。ただし、ユーザには画素の形状が視認されない状態で視聴されるため、表示部の斜めの輪郭が厳密には階段状であっても、直線とみなすことができる。同様に表示部の輪郭の曲線部分が厳密には階段状であったとしても、これを曲線とみなすことができる。
また、図４９（Ｆ）は、表示部７０２Ｌ、表示部７０２Ｒの上面形状を円とした場合の例を示している。
また、表示部７０２Ｌ、表示部７０２Ｒの上面形状は、左右非対称であってもよい。また、正多角形でなくてもよい。
図４９（Ｇ）には、表示部７０２Ｌ、表示部７０２Ｒの上面形状を、それぞれ左右非対称な八角形とした場合の例を示している。また、図４９（Ｈ）には、正七角形とした場合の例を示している。このように、表示部７０２Ｌ、表示部７０２Ｒの上面形状を、それぞれ左右非対称な形状とした場合でも、表示部７０２Ｌと表示部７０２Ｒとは、左右対称に配置することが好ましい。これにより、違和感のない画像を提供することができる。
上記では、表示部を２つに分ける構成について説明したが、一続きの形状としてもよい。
図４９（Ｉ）は、図４９（Ｆ）における２つの円形の表示部７０２を繋げた例である。また、図４９（Ｊ）は、図４９（Ｃ）における２つの正八角形の表示部７０２を繋げた例である。
以上が、表示パネルの構成例についての説明である。
本実施の形態で例示した構成例、及びそれらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、又は図面等と適宜組み合わせることができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態７）
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について説明する。
ＯＳトランジスタに用いる金属酸化物は、少なくともインジウム又は亜鉛を有することが好ましく、インジウム及び亜鉛を有することがより好ましい。例えば、金属酸化物は、インジウムと、Ｍ（Ｍは、ガリウム、アルミニウム、イットリウム、スズ、シリコン、ホウ素、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、マグネシウム、及びコバルトから選ばれた一種又は複数種）と、亜鉛と、を有することが好ましい。特に、Ｍは、ガリウム、アルミニウム、イットリウム、及びスズから選ばれた一種又は複数種であることが好ましく、ガリウムがより好ましい。
また、金属酸化物は、スパッタリング法、ＭＯＣＶＤ法等のＣＶＤ法、又は、ＡＬＤ法等により形成することができる。
以降では、金属酸化物の一例として、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、及び亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物について説明する。なお、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、及び亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物を、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物と呼ぶ場合がある。
＜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（ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌ）等が挙げられる。
なお、膜又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、薄膜法又はＳｅｅｍａｎｎ－Ｂｏｈｌｉｎ法ともいう。また、以下では、ＧＩＸＤ測定で得られるＸＲＤスペクトルを、単に、ＸＲＤスペクトルと記す場合がある。
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Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物膜では、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、膜中又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、膜又は基板は非晶質状態であるとは言えない。
また、膜又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Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物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Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物は、単結晶又は多結晶でもなく、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）、及び非晶質酸化物半導体等が含まれる。
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、又は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つ又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－Ｇａ－Ｚｎ酸化物において、ＣＡＡＣ－ＯＳは、インジウム（Ｉｎ）、及び酸素を有する層（以下、Ｉｎ層）と、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、及び酸素を有する層（以下、（Ｇａ，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、インジウムとガリウムは、互いに置換可能である。よって、（Ｇａ，Ｚｎ）層にはインジウムが含まれる場合がある。また、Ｉｎ層にはガリウムが含まれる場合がある。なお、Ｉｎ層には亜鉛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°又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、又は組成等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、又は七角形等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、及び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等によって、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、及び電界効果移動度の低下等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、欠陥の生成等によって低下する場合があるため、ＣＡＡＣ－ＯＳは不純物及び欠陥（酸素欠損等）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、又は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、鬆又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。
［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、又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、一つ又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、又はその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、又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。又は、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、又はインジウム亜鉛酸化物等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、又はガリウム亜鉛酸化物等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又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い。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。
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。
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又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、高純度真性又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、高純度真性又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、又はシリコン等がある。なお、酸化物半導体中の不純物とは、例えば、酸化物半導体を構成する主成分以外をいう。例えば、濃度が０．１原子％未満の元素は不純物と言える。
＜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。
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又は炭素が含まれると、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又は炭素の濃度と、酸化物半導体との界面近傍のシリコン又は炭素の濃度（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又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、アルカリ金属又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又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。又は、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、ＳＩＭＳにより得られる酸化物半導体中の水素濃度を、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。
本実施の形態で例示した構成例、及びそれらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、又は図面等と適宜組み合わせることができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態８）
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５０乃至図５３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。本発明の一態様の表示装置は、高精細化、高解像度化、大型化のそれぞれが容易である。したがって、本発明の一態様の表示装置は、様々な電子機器の表示部に用いることができる。
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、コンピュータ用等のモニタ、デジタルサイネージ、パチンコ機等の大型ゲーム機等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、等が挙げられる。
特に、本発明の一態様の表示装置は、精細度を高めることが可能なため、比較的小さな表示部を有する電子機器に好適に用いることができる。このような電子機器としては、例えば腕時計型、ブレスレット型等の情報端末機（ウェアラブル機器）、並びに、ヘッドマウントディスプレイ等のＶＲ向け機器、メガネ型のＡＲ向け機器等、頭部に装着可能なウェアラブル機器等が挙げられる。また、ウェアラブル機器としては、ＳＲ向け機器、及び、ＭＲ向け機器も挙げられる。
本発明の一態様の表示装置は、ＨＤ（画素数１２８０×７２０）、ＦＨＤ（画素数１９２０×１０８０）、ＷＱＨＤ（画素数２５６０×１４４０）、ＷＱＸＧＡ（画素数２５６０×１６００）、４Ｋ２Ｋ（画素数３８４０×２１６０）、８Ｋ４Ｋ（画素数７６８０×４３２０）といった極めて高い解像度を有していることが好ましい。特に４Ｋ２Ｋ、８Ｋ４Ｋ、又はそれ以上の解像度とすることが好ましい。また、本発明の一態様の表示装置における画素密度（精細度）は、３００ｐｐｉ以上が好ましく、５００ｐｐｉ以上がより好ましく、１０００ｐｐｉ以上がより好ましく、２０００ｐｐｉ以上がより好ましく、３０００ｐｐｉ以上がより好ましく、５０００ｐｐｉ以上がより好ましく、７０００ｐｐｉ以上がさらに好ましい。このように高い解像度又は高い精細度を有する表示装置を用いることで、携帯型又は家庭用途等のパーソナルユースの電子機器において、臨場感及び奥行き感等をより高めることが可能となる。
本実施の形態の電子機器は、家屋もしくはビルの内壁もしくは外壁、又は、自動車の内装もしくは外装の曲面に沿って組み込むことができる。
本実施の形態の電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信することで、表示部で映像及び情報等の表示を行うことができる。また、電子機器がアンテナ及び二次電池を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。
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、におい又は赤外線を検知、検出、又は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、テキスト画像等）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻等を表示する機能、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又はデータを読み出す機能等を有することができる。
図５０（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５０（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、及びバッテリ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（可撓性を有する表示装置）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。
図５１（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５１（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、及び、別体のリモコン操作機７１１１により行うことができる。又は、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が備える操作キー又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、受信機及びモデム等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又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）又は双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者同士等）の情報通信を行うことも可能である。
図５１（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、及び外部接続ポート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５１（Ｃ）及び図５１（Ｄ）に、デジタルサイネージの一例を示す。
図５１（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、又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５１（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５１（Ｃ）及び図５１（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に画像又は動画を表示するだけでなく、使用者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等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５１（Ｃ）及び図５１（Ｄ）に示すように、デジタルサイネージ７３００又はデジタルサイネージ７４００は、ユーザが所持するスマートフォン等の情報端末機７３１１又は情報端末機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又は情報端末機７４１１の画面に表示させることができる。また、情報端末機７３１１又は情報端末機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又はデジタルサイネージ７４００に、情報端末機７３１１又は情報端末機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が同時にゲームに参加し、楽しむことができる。
図５２（Ａ）は、ファインダー８１００を取り付けた状態のカメラ８０００の外観を示す図である。
カメラ８０００は、筐体８００１、表示部８００２、操作ボタン８００３、及びシャッターボタン８００４等を有する。またカメラ８０００には、着脱可能なレンズ８００６が取り付けられている。なお、カメラ８０００は、レンズ８００６と筐体とが一体となっていてもよい。
カメラ８０００は、シャッターボタン８００４を押す、又はタッチパネルとして機能する表示部８００２をタッチすることにより撮像することができる。
筐体８００１は、電極を有するマウントを有し、ファインダー８１００のほか、例えばストロボ装置を接続することができる。
ファインダー８１００は、筐体８１０１、表示部８１０２、及びボタン８１０３等を有する。
筐体８１０１は、カメラ８０００のマウントと係合するマウントにより、カメラ８０００に取り付けられている。ファインダー８１００は、例えばカメラ８０００から受信した映像を表示部８１０２に表示させることができる。
ボタン８１０３は、例えば電源ボタンとしての機能を有する。
カメラ８０００の表示部８００２、及びファインダー８１００の表示部８１０２に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。なお、ファインダーが内蔵されたカメラ８０００であってもよい。
図５２（Ｂ）は、ヘッドマウントディスプレイ８２００の外観を示す図である。
ヘッドマウントディスプレイ８２００は、装着部８２０１、レンズ８２０２、本体８２０３、表示部８２０４、及びケーブル８２０５等を有している。また装着部８２０１には、バッテリ８２０６が内蔵されている。
ケーブル８２０５は、バッテリ８２０６から本体８２０３に電力を供給する。本体８２０３は例えば無線受信機を備え、受信した映像情報を表示部８２０４に表示させることができる。また、本体８２０３はカメラを備え、使用者の眼球又はまぶたの動きの情報を入力手段として用いることができる。
また、装着部８２０１には、使用者に触れる位置に、使用者の眼球の動きに伴って流れる電流を検知可能な複数の電極を設けることができる。これにより、ヘッドマウントディスプレイ８２００は、使用者の視線を認識する機能を有することができる。また、ヘッドマウントディスプレイ８２００は、上記電極に流れる電流により、使用者の脈拍をモニタする機能を有していてもよい。また、装着部８２０１には、温度センサ、圧力センサ、又は加速度センサ等の各種センサを設けてもよい。また、ヘッドマウントディスプレイ８２００は、使用者の生体情報を表示部８２０４に表示する機能、又は使用者の頭部の動きに合わせて表示部８２０４に表示する映像を変化させる機能等を有していてもよい。
表示部８２０４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５２（Ｃ）乃至図５２（Ｅ）は、ヘッドマウントディスプレイ８３００の外観を示す図である。ヘッドマウントディスプレイ８３００は、筐体８３０１と、表示部８３０２と、バンド状の固定具８３０４と、一対のレンズ８３０５と、を有する。
使用者は、レンズ８３０５を通して、表示部８３０２の表示を視認することができる。なお、表示部８３０２を湾曲して配置させると、使用者が高い臨場感を感じることができるため好ましい。また、表示部８３０２の異なる領域に表示された別の画像を、レンズ８３０５を通して視認することで、例えば視差を用いた３次元表示を行うこともできる。なお、表示部８３０２を１つ設ける構成に限られず、表示部８３０２を２つ設け、使用者の片方の目につき１つの表示部を配置してもよい。
表示部８３０２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、極めて高い精細度を実現することも可能である。例えば、図５２（Ｅ）のようにレンズ８３０５を用いて表示を拡大して視認される場合でも、使用者に画素が視認されにくい。つまり、表示部８３０２を用いて、使用者に現実感の高い映像を視認させることができる。
図５２（Ｆ）は、ゴーグル型のヘッドマウントディスプレイ８４００の外観を示す図である。ヘッドマウントディスプレイ８４００は、一対の筐体８４０１と、装着部８４０２と、緩衝部材８４０３と、を有する。一対の筐体８４０１内には、それぞれ、表示部８４０４及びレンズ８４０５が設けられる。一対の表示部８４０４に互いに異なる画像を表示させることで、視差を用いた３次元表示を行うことができる。
使用者は、レンズ８４０５を通して表示部８４０４を視認することができる。レンズ８４０５はピント調整機構を有し、使用者の視力に応じて位置を調整することができる。表示部８４０４は、正方形又は横長の長方形であることが好ましい。これにより、臨場感を高めることができる。
装着部８４０２は、使用者の顔のサイズに応じて調整でき、かつ、ずれ落ちることのないよう、可塑性及び弾性を有することが好ましい。また、装着部８４０２の一部は、骨伝導イヤフォンとして機能する振動機構を有していることが好ましい。これにより、別途イヤフォン、又はスピーカ等の音響機器を必要とせず、装着しただけで映像と音声を楽しむことができる。なお、筐体８４０１内に、無線通信により音声データを出力する機能を有していてもよい。
装着部８４０２と緩衝部材８４０３は、使用者の顔（額、又は頬等）に接触する部分である。緩衝部材８４０３が使用者の顔と密着することにより、光漏れを防ぐことができ、より没入感を高めることができる。緩衝部材８４０３は、使用者がヘッドマウントディスプレイ８４００を装着した際に使用者の顔に密着するよう、柔らかな素材を用いることが好ましい。例えばゴム、シリコーンゴム、ウレタン、又はスポンジ等の素材を用いることができる。また、スポンジ等の表面を布、革（天然皮革又は合成皮革）、等で覆ったものを用いると、使用者の顔と緩衝部材８４０３との間に隙間が生じにくく光漏れを好適に防ぐことができる。また、このような素材を用いると、肌触りが良いことに加え、例えば寒い季節に装着した際に、使用者に冷たさを感じさせないため好ましい。緩衝部材８４０３又は装着部８４０２等の、使用者の肌に触れる部材は、取り外し可能な構成とすると、クリーニング又は交換が容易となるため好ましい。
図５３（Ａ）乃至図５３（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、又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、におい又は赤外線を検知、検出、又は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５３（Ａ）乃至図５３（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、テキスト画像等）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻等を表示する機能、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又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、静止画又は動画を撮影し、記録媒体（外部又はカメラに内蔵）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。
表示部９００１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５３（Ａ）乃至図５３（Ｆ）に示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図５３（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、又はセンサ９００７等を設けてもよい。また、携帯情報端末９１０１は、文字及び画像情報をその複数の面に表示することができる。図５３（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、若しくは電話等の着信の通知、電子メール若しくはＳＮＳ等の題名、送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、又は電波強度等がある。又は、情報９０５１が表示されている位置にはアイコン９０５０等を表示してもよい。
図５３（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。例えば使用者は、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。使用者は、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５３（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（登録商標）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を、例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信させることによって、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、及び、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５３（Ｄ）乃至図５３（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５３（Ｄ）は携帯情報端末９２０１を展開した状態、図５３（Ｆ）は折り畳んだ状態、図５３（Ｅ）は図５３（Ｄ）と図５３（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。
本実施の形態で例示した構成例、及びそれらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、又は図面等と適宜組み合わせることができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
１００ 表示装置
１０１ 層
１１０ 発光素子
１１０Ｂ 発光素子
１１０Ｇ 発光素子
１１０Ｒ 発光素子
１１０Ｗ 発光素子
１１１ 電極
１１１Ｂ 電極
１１１Ｃ 電極
１１１Ｇ 電極
１１１Ｒ 電極
１１１Ｓ 電極
１１２ ＥＬ層
１１２Ｂ ＥＬ層
１１２Ｂｆ ＥＬ膜
１１２ｆ ＥＬ膜
１１２Ｇ ＥＬ層
１１２Ｇｆ ＥＬ膜
１１２Ｒ ＥＬ層
１１２Ｒｆ ＥＬ膜
１１２Ｗ ＥＬ層
１１３ａ 透明電極
１１３ａｆ 導電膜
１１３ｂ 半透過・半反射電極
１１３ｂｆ 導電膜
１１４ 有機層
１１４Ｂ 有機層
１１４Ｂｆ 有機膜
１１４Ｇ 有機層
１１４Ｇｆ 有機膜
１１４Ｒ 有機層
１１４Ｒｆ 有機膜
１１６ 光学調整層
１１６Ｂ 光学調整層
１１６Ｇ 光学調整層
１１６Ｒ 光学調整層
１１７ 遮光層
１２０ 領域
１２１ 保護層
１２３ 保護層
１２４ 導電層
１２５ 絶縁層
１２５ｆ 絶縁膜
１２６ 絶縁層
１２６ｆ 絶縁膜
１２７ 導電層
１２８ 層
１３０ 接続部
１４２ 接着層
１４３ａ レジストマスク
１４３ｂ レジストマスク
１４３ｃ レジストマスク
１４３ｄ レジストマスク
１４４ 犠牲膜
１４４Ｂａ 犠牲膜
１４４Ｂｂ 犠牲膜
１４４Ｇａ 犠牲膜
１４４Ｇｂ 犠牲膜
１４４Ｒａ 犠牲膜
１４４Ｒｂ 犠牲膜
１４４Ｓａ 犠牲膜
１４４Ｓｂ 犠牲膜
１４５ 犠牲層
１４５ａ 犠牲層
１４５ｂ 犠牲層
１４５Ｂａ 犠牲層
１４５Ｂｂ 犠牲層
１４５Ｇａ 犠牲層
１４５Ｇｂ 犠牲層
１４５Ｒａ 犠牲層
１４５Ｒｂ 犠牲層
１４５Ｓａ 犠牲層
１４５Ｓｂ 犠牲層
１４９ａ レジストマスク
１４９ｂ レジストマスク
１５０ 受光素子
１５１ 基板
１５１ａ ＦＭＭ
１５１ｂ ＦＭＭ
１５２ 基板
１５３ 絶縁層
１５３ａ ＦＭＭ
１５３ｂ ＦＭＭ
１５３ｃ ＦＭＭ
１５３ｄ ＦＭＭ
１５５ ＰＤ層
１５５ｆ ＰＤ膜
１５６ センサ
１６２ 表示部
１６４ 回路部
１６５ 配線
１６６ 電極
１６７ マイクロレンズアレイ
１７１ 絶縁層
１７２ ＦＰＣ
１７３ ＩＣ
１８４ 着色層
１８４Ｂ 着色層
１８４Ｇ 着色層
１８４Ｒ 着色層
１８５ 着色層
２００ 表示パネル
２００Ａ 表示パネル
２００Ｂ 表示パネル
２０１ トランジスタ
２０２ 基板
２０３ 機能層
２０４ 接続部
２０５ トランジスタ
２０７ 基板
２０９ トランジスタ
２１０ トランジスタ
２１１ 絶縁層
２１２ 受光素子
２１３ 絶縁層
２１３Ｒ 受発光素子
２１４ 絶縁層
２１５ 絶縁層
２１６ 発光素子
２１６Ｂ 発光素子
２１６Ｇ 発光素子
２１６ＩＲ 発光素子
２１６Ｒ 発光素子
２１６Ｗ 発光素子
２１６Ｘ 発光素子
２１８ 絶縁層
２２０ 指
２２１ 導電層
２２２ 指紋
２２２ａ 導電層
２２２ｂ 導電層
２２３ 導電層
２２５ 絶縁層
２２６ 軌跡
２２７ 接触部
２２８ 撮像範囲
２２９ スタイラス
２３１ 半導体層
２３１ｉ チャネル形成領域
２３１ｎ 低抵抗領域
２４０ 容量
２４０Ｓ 容量
２４１ 導電層
２４１Ｓａ 導電層
２４１Ｓｂ 導電層
２４２ 接続層
２４３ 絶縁層
２４５ 導電層
２４５Ｓ 導電層
２５１ 導電層
２５２ 導電層
２５４ 絶縁層
２５５ａ 絶縁層
２５５ｂ 絶縁層
２５６ プラグ
２６１ 絶縁層
２６２ 絶縁層
２６３ 絶縁層
２６４ 絶縁層
２６５ 絶縁層
２７１ プラグ
２７４ プラグ
２７４ａ 導電層
２７４ｂ 導電層
２８０ 表示モジュール
２８１ 表示部
２８２ 回路部
２８３ 画素回路部
２８３ａ 画素回路
２８４ 画素部
２８４ａ 画素
２８５ 端子部
２８６ 配線部
２９０ ＦＰＣ
２９１ 基板
２９２ 基板
３０１ 基板
３０１Ａ 基板
３０１Ｂ 基板
３１０ トランジスタ
３１０Ａ トランジスタ
３１０Ｂ トランジスタ
３１１ 導電層
３１２ 低抵抗領域
３１３ 絶縁層
３１４ 絶縁層
３１５ 素子分離層
３２０ トランジスタ
３２０Ａ トランジスタ
３２０Ｂ トランジスタ
３２０Ｓ トランジスタ
３２１ 半導体層
３２１Ｓ 半導体層
３２２ 導電層
３２３ 絶縁層
３２４ 導電層
３２４Ｓ 導電層
３２５ 導電層
３２５ａ 導電層
３２５ｂ 導電層
３２５Ｓａ 導電層
３２５Ｓｂ 導電層
３２６ 絶縁層
３２７ 導電層
３２７Ｓ 導電層
３２８ 絶縁層
３２９ 絶縁層
３３１ 基板
３３２ 絶縁層
３３５ 絶縁層
３３６ 絶縁層
３４１ 導電層
３４２ 導電層
３４３ プラグ
３４４ 絶縁層
３４５ 絶縁層
３４６ 絶縁層
３４７ バンプ
３４８ 接着層
３５１ コンタクト部
３５２ コンタクト部
３５３ コンタクト部
３５４ コンタクト部
３５５ コンタクト部
３５６ コンタクト部
３７０Ｂ 発光素子
３７０Ｇ 発光素子
３７０ＰＤ 受光素子
３７０Ｒ 発光素子
３７０ＳＲ 受発光素子
３７１ 画素電極
３７３ 活性層
３７５ 共通電極
３７７ 電極
３７８ 電極
３８０Ａ 表示装置
３８０Ｂ 表示装置
３８０Ｃ 表示装置
３８１ 正孔注入層
３８２ 正孔輸送層
３８２－１ 正孔輸送層
３８２－２ 正孔輸送層
３８３ 発光層
３８３Ｂ 発光層
３８３Ｇ 発光層
３８３Ｒ 発光層
３８４ 電子輸送層
３８５ 電子注入層
３８９ 層
７０１ 基板
７０２ 表示部
７０２Ｌ 表示部
７０２Ｒ 表示部
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
８０００ カメラ
８００１ 筐体
８００２ 表示部
８００３ 操作ボタン
８００４ シャッターボタン
８００６ レンズ
８１００ ファインダー
８１０１ 筐体
８１０２ 表示部
８１０３ ボタン
８２００ ヘッドマウントディスプレイ
８２０１ 装着部
８２０２ レンズ
８２０３ 本体
８２０４ 表示部
８２０５ ケーブル
８２０６ バッテリ
８３００ ヘッドマウントディスプレイ
８３０１ 筐体
８３０２ 表示部
８３０４ 固定具
８３０５ レンズ
８４００ ヘッドマウントディスプレイ
８４０１ 筐体
８４０２ 装着部
８４０３ 緩衝部材
８４０４ 表示部
８４０５ レンズ
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 (23)

  1. 第１の発光層と、光電変換層と、第１の電極と、第２の電極と、を有し、
    前記第１の電極は、前記第１の発光層上に設けられ、
    前記第２の電極は、前記光電変換層上に設けられ、
    前記第２の電極における可視光の透過率は、前記第１の電極における可視光の透過率より高い表示装置。
  2. 請求項１において、
    前記第１の電極は、半透過・半反射電極であり、
    前記第２の電極は、透明電極である表示装置。
  3. 請求項１又は２において、
    前記第１の発光層下に、光学調整層を有する表示装置。
  4. 請求項１又は２において、
    前記光電変換層は、前記第１の電極と重ならない領域を有する表示装置。
  5. 請求項４において、
    前記光電変換層は、前記第１の電極と重なる領域を有さない表示装置。
  6. 請求項１又は２において、
    前記第２の電極は、前記第１の発光層と重なる領域を有し、
    前記第２の電極は、前記第１の電極と接する領域を有する表示装置。
  7. 請求項１又は２において、
    樹脂層を有し、
    前記樹脂層は、前記第１の発光層と、前記光電変換層と、の間に位置する表示装置。
  8. 請求項７において、
    絶縁層を有し、
    前記絶縁層は、前記第１の発光層と前記樹脂層の間、及び前記光電変換層と前記樹脂層の間に位置する表示装置。
  9. 請求項１又は２において、
    第２の発光層を有し、
    前記第１の電極は、前記第２の発光層上に設けられる表示装置。
  10. 請求項９において、
    有機層を有し、
    前記有機層は、前記第１の発光層及び前記第２の発光層と、前記第１の電極と、の間に位置し、
    前記有機層は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、電子輸送層、又は電子注入層の少なくとも１つを有する表示装置。
  11. 請求項１０において、
    前記有機層は、前記光電変換層と、前記第２の電極と、の間に位置する表示装置。
  12. 請求項１又は２において、
    保護層を有し、
    前記保護層は、前記第１の電極上、及び前記第２の電極上に設けられる表示装置。
  13. 請求項１又は２に記載の表示装置と、
    コネクタ及び集積回路のうち少なくとも一方と、を有する表示モジュール。
  14. 請求項１３に記載の表示モジュールと、
    バッテリ、カメラ、スピーカ、及びマイクのうち少なくとも一つと、を有する電子機器。
  15. 発光層、及び光電変換層を形成し、
    前記発光層上に、第１の電極を形成し、且つ前記光電変換層上に、前記第１の電極より可視光の透過率が高い第２の電極を形成する表示装置の作製方法。
  16. 絶縁表面上に、発光膜、及び第１の犠牲膜を順に形成し、
    前記第１の犠牲膜、及び前記発光膜を加工することにより、第１の犠牲層と、前記第１の犠牲層下の発光層と、を形成し、
    前記第１の犠牲層上、及び前記絶縁表面上に、光電変換膜及び第２の犠牲膜をそれぞれ形成し、
    前記第２の犠牲膜、及び前記光電変換膜を加工することにより、第２の犠牲層と、前記第２の犠牲層下の光電変換層と、を形成し、
    前記第１の犠牲層、及び前記第２の犠牲層を除去し、
    前記発光層上に、第１の電極を形成し、且つ前記光電変換層上に、前記第１の電極より可視光の透過率が高い第２の電極を形成する表示装置の作製方法。
  17. 請求項１６において、
    前記第１の犠牲層、及び前記第２の犠牲層を除去する前に、前記第１の犠牲層上、前記第２の犠牲層上、及び前記絶縁表面上に絶縁膜を形成し、
    前記絶縁膜を加工することにより、前記発光層と、前記光電変換層と、の間に絶縁層を形成する表示装置の作製方法。
  18. 請求項１７において、
    前記絶縁膜は、スピンコート法、スプレー法、スクリーン印刷法、又はペイント法を用いて形成する表示装置の作製方法。
  19. 請求項１５乃至１８のいずれか一項において、
    前記第１の電極は、前記発光層上に半透過・半反射膜を成膜することにより形成し、
    前記第２の電極は、前記光電変換層上に透明膜を成膜することにより形成する表示装置の作製方法。
  20. 請求項１６乃至１８のいずれか一項において、
    前記発光層の形成前に、前記絶縁表面上に光学調整層を形成し、
    前記光学調整層上に前記発光層を形成する表示装置の作製方法。
  21. 請求項１５乃至１８のいずれか一項において、
    前記第１の電極を、前記光電変換層と重ならない領域を有するように形成する表示装置の作製方法。
  22. 請求項２１において、
    前記第１の電極を、前記光電変換層と重なる領域を有さないように形成する表示装置の作製方法。
  23. 請求項１５乃至１８のいずれか一項において、
    前記第２の電極を、前記発光層と重なる領域を有し、且つ前記第１の電極と接する領域を有するように形成する表示装置の作製方法。
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