JP2023143868A - 撮像装置、表示装置、及び表示装置の作製方法 - Google Patents

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和哉 杉本
Kazuya Sugimoto
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Abstract

【課題】開口率の高い表示装置を提供する。または個人認証機能を有する表示装置を提供する。または表示品位の高い表示装置を提供する。または信頼性の高い表示装置を提供する。または高精細化が容易な表示装置を提供する。または消費電力の低い表示装置を提供する。【解決手段】画素電極と、画素電極上の第１の層と、第１の層の上面の一部を覆う絶縁層と、第１の層及び絶縁層を覆う共通電極と、を有し、第１の層は光電変換層を含む撮像装置である。【選択図】図１

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、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、ディスプレイパネルの高精細化が求められている。高精細なディスプレイパネルが要求される機器としては、例えばスマートフォン、タブレット端末、ノート型コンピュータなどがある。また、テレビジョン装置、モニタ装置などの据え置き型のディスプレイ装置においても、高解像度化に伴う高精細化が求められている。さらに、最も高精細度が要求される機器としては、例えば、仮想現実（ＶＲ：Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）、または拡張現実（ＡＲ：Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）向けの機器がある。
また、ディスプレイパネルに適用可能な表示装置としては、代表的には液晶表示装置、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）デバイス、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光デバイスを備える発光装置、及び電気泳動方式などにより表示を行う電子ペーパなどが挙げられる。
例えば、有機ＥＬデバイスの基本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層を挟持したものである。このデバイスに電圧を印加することにより、発光性の有機化合物から発光を得ることができる。このような有機ＥＬデバイスが適用された表示装置は、液晶表示装置等で必要であったバックライトが不要なため、薄型、軽量、高コントラストで且つ低消費電力な表示装置を実現できる。例えば、有機ＥＬデバイスを用いた表示装置の一例が、特許文献１に記載されている。
また、上記のスマートフォン、タブレット端末、ノート型コンピュータなどの情報端末は、個人情報が含まれることが多く、不正な利用を防止するための様々な認証技術が開発されている。
例えば、特許文献２には、プッシュボタンスイッチ部に、指紋センサを備える電子機器が開示されている。
特開２００２－３２４６７３号公報 米国特許出願公開第２０１４／００５６４９３号明細書
本発明の一態様は、開口率の高い表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、個人認証機能を有する表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、表示品位の高い表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、信頼性の高い表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、高精細化が容易な表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、消費電力の低い表示装置を提供することを課題の一とする。
本発明の一態様は、先行技術の問題点の少なくとも一つを、少なくとも軽減することを課題の一とする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。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、請求項など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、画素電極と、画素電極上の第１の層と、第１の層の上面の一部を覆う絶縁層と、第１の層及び絶縁層を覆う共通電極と、を有し、第１の層は光電変換層を含む撮像装置である。
または本発明の一態様は、第１の画素電極と、第２の画素電極と、第１の画素電極上の第１の層と、第２の画素電極上の第２の層と、第１の層の上面の一部及び第２の層の上面の一部を覆う絶縁層と、第１の層、第２の層、及び絶縁層を覆う共通電極と、を有し、第１の層及び第２の層はそれぞれ、光電変換層を含む撮像装置である。
また上記構成において、絶縁層は、無機材料を有し、無機材料は、酸化物、窒化物、酸化窒化物、または窒化酸化物であることが好ましい。
また上記構成において、絶縁層は、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化シリコン、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から選ばれる一以上を有することが好ましい。
または本発明の一態様は、第１の画素電極と、第２の画素電極と、第１の画素電極上の第１の層と、第２の画素電極上の第２の層と、第１の層の上面の一部及び第２の層の上面の一部を覆う絶縁層と、第１の層、第２の層、及び絶縁層を覆う共通電極と、を有し、第１の層は、光電変換層を含み、第２の層は、発光層を含む表示装置である。
または本発明の一態様は、第１の画素電極と、第２の画素電極と、第１の画素電極上の第１の層と、第２の画素電極上の第２の層と、第１の画素電極上、第２の画素電極上、第１の層上及び第２の層上の絶縁層と、第１の層、第２の層、及び絶縁層を覆う共通電極と、を有し、第１の層は、光電変換層を含み、第２の層は、発光層を含み、絶縁層は、第１の開口部を有し、第１の開口部は、第１の画素電極、第１の層及び共通電極と重畳する表示装置である。
また上記構成において、絶縁層は、無機材料を有し、無機材料は、酸化物、窒化物、酸化窒化物、または窒化酸化物であることが好ましい。
また上記構成において、絶縁層は、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化シリコン、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から選ばれる一以上を有することが好ましい。
または本発明の一態様は、第１の画素電極と、第２の画素電極と、第１の画素電極の上面の一部及び第２の画素電極の上面の一部を覆う第１の絶縁層と、第１の画素電極上及び第１の絶縁層上の第１の層と、第２の画素電極上及び第１の絶縁層上の第２の層と、第１の層の上面の一部及び第２の層の上面の一部を覆い、第１の絶縁層と重畳する領域を有する第２の絶縁層と、第１の層、第２の層、及び第２の絶縁層を覆う共通電極と、を有し、第１の層は、光電変換層を含み、第２の層は、発光層を含む表示装置である。
また上記構成において、第１の層は、第１の画素電極及び共通電極と重畳し、第１の絶縁層及び第２の絶縁層とは重畳しない第１の領域を有し、第２の層は、第２の画素電極及び共通電極と重畳し、第１の絶縁層及び第２の絶縁層とは重畳しない第２の領域を有することが好ましい。
また上記構成において、第１の絶縁層は、有機材料を有し、第２の絶縁層は、無機材料を有し、無機材料は、酸化物、窒化物、酸化窒化物、または窒化酸化物であることが好ましい。
また上記構成において、第１の絶縁層は、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、またはフェノール樹脂から選ばれる一以上を有し、第２の絶縁層は、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化シリコン、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から選ばれる一以上を有することが好ましい。
または本発明の一態様は、基板上に、第１の導電層及び第２の導電層を形成し、第１の導電層の端部及び第２の導電層の端部を覆うように、第１の絶縁層を形成し、第１のメタルマスクを用いて、第１の導電層上に、光電変換層を含む第１の層を形成し、第２のメタルマスクを用いて、第２の導電層上に、発光層を含む第２の層を形成し、第３のメタルマスクを用いて、第１の層の上面の一部、及び第２の層の上面の一部を覆うように第２の絶縁層を形成し、第１の層、第２の層及び第２の絶縁層を覆うように第３の導電層を形成する表示装置の作製方法である。
また上記構成において、第１の絶縁層は、有機材料を有し、第２の絶縁層は、無機材料を有し、無機材料は、酸化物、窒化物、酸化窒化物、または窒化酸化物であることが好ましい。
また上記構成において、第１の絶縁層は、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、またはフェノール樹脂から選ばれる一以上を有し、第２の絶縁層は、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化シリコン、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から選ばれる一以上を有することが好ましい。
本発明の一態様によれば、開口率の高い表示装置を提供できる。また、個人認証機能を有する表示装置を提供できる。また、表示品位の高い表示装置を提供できる。また、信頼性の高い表示装置を提供できる。また、高精細化が容易な表示装置を提供できる。また、消費電力の低い表示装置を提供できる。または、先行技術の問題点の少なくとも一つを少なくとも軽減できる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。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、請求項などの記載から抽出することが可能である。
図１（Ａ）は、表示装置の一例を示す上面図である。図１（Ｂ）は、表示装置の一例を示す断面図である。 図２（Ａ）は、表示装置の一例を示す上面図である。図２（Ｂ）は、表示装置の一例を示す断面図である。 図３（Ａ）は、表示装置の一例を示す上面図である。図３（Ｂ）は、表示装置の一例を示す断面図である。 図４（Ａ）乃至図４（Ｃ）は、表示装置の例を示す断面図である。図４（Ｄ）は、画像の例を示す図である。 図５（Ａ）乃至図５（Ｃ）は、表示装置の一例を示す断面図である。 図６（Ａ）は、表示装置の一例を示す上面図である。図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）は、表示装置の一例を示す断面図である。 図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、表示装置の一例を示す断面図である。 図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、表示装置の一例を示す断面図である。 図９（Ａ）乃至図９（Ｄ）は、表示装置の作製方法の一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の一例を示す断面図である。 図１１（Ａ）乃至図１１（Ｅ）は、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。 図１２（Ａ）乃至図１２（Ｋ）は、画素の一例を示す上面図である。 図１３は、画素の一例を示す上面図である。 図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は、表示装置の一例を示す上面図である。 図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、表示装置の一例を示す上面図である。 図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）は、表示装置の一例を示す上面図である。 図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）は、表示装置の一例を示す上面図である。 図１８は、表示装置の一例を示す斜視図である。 図１９は、表示装置の一例を示す断面図である。 図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）は、トランジスタの一例を示す断面図である。 図２１（Ａ）乃至図２１（Ｄ）は、トランジスタの一例を示す図である。 図２２は、表示装置の一例を示すブロック図である。 図２３（Ａ）乃至図２３（Ｄ）は、画素回路の一例を示す図である。 図２４（Ａ）は、画素回路の一例を示す図である。図２４（Ｂ）は、画素回路の駆動方法の一例を示す図である。 図２５（Ａ）及び図２５（Ｂ）は、表示装置の構成例を示す図である。 図２６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（Ｆ）は、発光デバイスの構成例を示す図である。 図２８（Ａ）乃至図２８（Ｃ）は、発光デバイスの構成例を示す図である。 図２９（Ａ）乃至図２９（Ｅ）は、受光デバイスの構成例を示す図である。 図３０（Ａ）乃至図３０（Ｄ）は、電子機器の一例を示す図である。 図３１（Ａ）乃至図３１（Ｄ）は、電子機器の一例を示す図である。 図３２（Ａ）乃至図３２（Ｇ）は、電子機器の一例を示す図である。 図３３（Ａ１）乃至図３３（Ｂ３）は、センサモジュールの一例を示す斜視図である。
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、または領域は、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」、「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。
また、本明細書等において、表示装置を電子機器と読み替えてもよい。
本明細書等において、メタルマスク、または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）構造のデバイスと呼称する場合がある。また、本明細書等において、メタルマスク、または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）構造のデバイスと呼称する場合がある。
本明細書等において、正孔又は電子を、「キャリア」といって示す場合がある。具体的には、正孔注入層又は電子注入層を「キャリア注入層」といい、正孔輸送層又は電子輸送層を「キャリア輸送層」といい、正孔ブロック層又は電子ブロック層を「キャリアブロック層」という場合がある。なお、上述のキャリア注入層、キャリア輸送層、及びキャリアブロック層は、それぞれ、断面形状、または特性などによって明確に区別できない場合がある。また、１つの層が、キャリア注入層、キャリア輸送層、及びキャリアブロック層のうち２つまたは３つの機能を兼ねる場合がある。
本明細書等において、発光デバイス（発光素子ともいう）は、一対の電極間にＥＬ層を有する。ＥＬ層は、少なくとも発光層を有する。ここで、ＥＬ層が有する層（機能層ともいう）としては、発光層、キャリア注入層（正孔注入層及び電子注入層）、キャリア輸送層（正孔輸送層及び電子輸送層）、及び、キャリアブロック層（正孔ブロック層及び電子ブロック層）などが挙げられる。
本明細書等において、受光デバイス（受光素子ともいう）は、一対の電極間にＰＳ層を有する。ＰＳ層は、少なくとも光電変換層（活性層と呼ぶ場合もある）を有する。ここで、ＰＳ層が有する層（機能層ともいう）としては、光電変換層、キャリア注入層（正孔注入層及び電子注入層）、キャリア輸送層（正孔輸送層及び電子輸送層）、及び、キャリアブロック層（正孔ブロック層及び電子ブロック層）などが挙げられる。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について説明する。
本発明の一態様は、フルカラー表示が可能な表示部を有する表示装置である。表示部は、互いに異なる色の光を呈する第１の副画素と第２の副画素と、光を検出する第３の画素と、を有する。第１の副画素は、第１の色の光を発する第１の発光デバイスを有し、第２の副画素は、第１の色の発光デバイスとは異なる色の光を発する第２の発光デバイスを有する。第１の色は例えば、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、及び赤色から選ばれる一の色であり、第２の色は例えば、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、及び赤色から選ばれ、第１の色とは異なる一の色である。また、第３の画素は、光を検出する受光デバイスを有する。第１の発光デバイスと第２の発光デバイスとは互いに異なる材料を少なくとも一つ有し、例えば、互いに異なる発光材料を有する。つまり、本発明の一態様の表示装置では、発光色ごとに作り分けられた発光デバイスを用いる。また、受光デバイスは、光電変換材料を有する。また第１の副画素及び第２の副画素が有する発光デバイスとして、白色発光を色変換層及び着色層（カラーフィルタともいう）の一方または双方を透過させて所望の色を得る構成を用いてもよい。第１の副画素及び第２の副画素にそれぞれ白色発光の発光デバイスを適用する場合には、発光層を塗分けず、一つの島状の発光層を第１の副画素と第２の副画素にわたって用いる構成としてもよい。
また、本発明の一態様は、複数の受光デバイス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、発光デバイスは、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、複数の発光デバイス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、また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、表示部に発光デバイスがマトリクス状に配置され、さらに表示部には、受光デバイス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デバイスにより画像を撮像することができるため、表示装置は、イメージセンサなどとして機能することができる。すなわち、表示部で画像を撮像すること、または対象物が近づくことまたは接触することを検出することなどができる。さらに、表示部に設けられる発光デバイスは、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。
本発明の一態様の表示装置は、表示部が有する発光デバイスの発光を対象物が反射した際に、受光デバイスがその反射光を検出できるため、暗い環境でも撮像またはタッチ（非接触を含む）の検出などを行うことができる。なお、表示装置において、表示部が存在する面を表示面と称することがある。
また、本発明の一態様の表示装置は、表示部に指、掌などを接触させた場合に、指紋また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備える電子機器は、撮像した指紋、または掌紋などの画像を用いて、個人認証を実行することができる。これにより、指紋認証または掌紋認証など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デバイス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または掌紋など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。
また、本発明の一態様の表示装置は、表示面に触れる、または近接する物体の位置情報を取得するタッチセンサを備える。タッチセンサとしては、抵抗膜方式、静電容量方式、赤外線方式、電磁誘導方式、表面弾性波方式等、種々の方式を採用することができる。
静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。また、投影型静電容量方式としては、自己容量方式、相互容量方式等がある。相互容量方式を用いると、同時多点検知が可能となるため好ましい。
相互容量方式のタッチセンサは、パルス電位が与えられる電極と、検知回路が接続される電極と、をそれぞれ複数有する構成とすることができる。タッチセンサは、指などが接近した際に、電極間の容量が変化することを利用して、検知することができる。タッチセンサを構成する電極は、発光デバイス（受光デバイス）よりも表示面側に配置することが好ましい。
発光デバイス及び受光デバイスは、一対の基板の間に設けることができる。基板としては、ガラス基板等の剛性を有する基板を用いてもよいし、可撓性のフィルムを用いてもよい。このとき、タッチセンサの電極は、発光デバイス及び受光デバイスと、上記一対の基板のうち表示面側に位置する基板との間に設けることができる。例えば、発光デバイス上及び受光デバイス上にタッチセンサの電極を設けた後、タッチセンサの電極上に接着層を設けて基板を貼り合わせてもよい。または、タッチセンサの電極は、表示面側に位置する基板に形成することができる。または、タッチセンサの電極を他の基板上に形成し、表示面側に貼り合わせる構成としてもよい。
受光デバイスは例えば、下部電極と上部電極に光電変換層が挟まれた構成を有する。より具体的には例えば、受光デバイスは下部電極と、上部電極と、下部電極と上部電極に挟まれたＰＳ層と、を有し、ＰＳ層は光電変換層を有し、下部電極として、それぞれの受光デバイスごとに島状に設けられた画素電極を用い、上部電極として、複数の受光デバイスを覆って共通に設けられる共通電極を用い、ＰＳ層の下面は、画素電極に接する領域を有する。また、ＰＳ層の上面は共通電極に接することが好ましい。
なおＰＳ層は、各受光デバイスにおいて一部が島状に形成される場合がある。そのような場合には例えば、それぞれの受光デバイスが有する、島状に形成されたＰＳ層の一部の上に、複数の受光デバイスを覆い、共通して設けられる共通層が設けられ、ＰＳ層は、島状に形成されたＰＳ層の一部と、共通層と、により構成される。
ここで例えば、受光デバイスにおいて、ＰＳ層が画素電極と共通電極に挟まれ、かつ、ＰＳ層の下面が画素電極に接する構成を有する領域を、受光デバイスの受光領域とする。
あるいは、ＰＳ層が画素電極と共通電極に挟まれ、かつ、ＰＳ層の下面が画素電極に接する構成を有する領域のうち、一部の領域を受光領域と呼ぶ場合もある。例えば、後述するように本発明の一態様の構成においては、ＰＳ層と共通電極との間に絶縁層が設けられる。このような場合においては、ＰＳ層において下面が画素電極に接する領域のうち、上面は該絶縁層と重畳しない領域を、受光領域と呼ぶ場合がある。
なお以下に述べる通り、受光領域以外の領域においても、受光によりキャリアが誘起され、光電変換が生じる場合がある。
受光デバイスに光が入射すると、受光領域において、ＰＳ層にキャリアが誘起される。しかし、受光領域に加えて、受光領域の周辺領域、例えばＰＳ層の下面が画素電極とは接さずに上面が共通電極と接する領域、においても光の入射に起因してＰＳ層にキャリアが誘起される場合がある。受光領域に加えて、周辺領域においてもキャリアが誘起されることにより、受光デバイスの受光面が広くなる一方、入射角の大きい光の入射量が増加する懸念がある。入射角の大きい光に起因する電流は、ノイズであり、受光デバイスの感度（シグナル－ノイズ比（Ｓ／Ｎ比））を低下させ、撮像の解像度を低下させる懸念がある。特に被写体と受光デバイスの距離が大きくなるほど、入射角の大きな光の入射光量が増加するため、対向基板等の厚さを厚くすることが困難となる。
本発明の一態様の表示装置においては、受光領域の周辺領域において、ＰＳ層が有する光電変換層と、共通電極との間に絶縁層を設けることにより、周辺領域において共通電極と光電変換層の間を絶縁し、入射角の大きな光によるキャリア誘起に起因した電流を抑制し、受光デバイスの解像度、およびＳ／Ｎ比を高めることができる。
また受光デバイスの上方において、受光領域の周辺領域と重畳するように遮光層（ブラックマトリクスともいう）を設けることにより、入射角が大きい光を遮断することもできる。しかしながら、遮光層を設ける場合においても、入射角が著しく大きい光は、遮断が困難な場合がある。遮光層を設けた場合も、入射角が著しく大きい光は、受光領域の周辺領域に入射しやすく、ノイズの原因となる。すなわち受光デバイスのＳ／Ｎ比が低下する懸念がある。
さらに、発光デバイスから指紋等の撮像対象物へ到達する光路には、屈折率差を持つ界面が形成される。例えば封止樹脂と対向基板の界面などである。これらの界面では反射光が生じ、その一部が受光領域の周辺領域に入射する事で、ノイズの原因となる。すなわち受光デバイスのＳ／Ｎ比が低下する懸念がある。
本発明の一態様の表示装置においては前述の通り、受光領域の周辺領域において光電変換層と共通電極の間に絶縁層が設けられているため、受光領域の周辺領域に入射した光によるキャリア誘起に起因した電流を抑制することができる。よって、遮光層を設けてもなお、入射の遮断が難しい、入射角が著しく大きい光の影響を抑制し、受光デバイス解像度及びＳ／Ｎ比を高めることができる。
すなわち、本発明の一態様の表示装置においては、受光領域の周辺領域のキャリア誘起に起因した電流を抑制することにより、受光デバイスの解像度及びＳ／Ｎ比を高めることができ、さらに本発明の一態様の表示装置の構成において、加えて遮光層を設けることで、解像度及びＳ／Ｎ比をさらに高めることができ、精度の高い優れた受光デバイスを実現することができる。
なお受光デバイスにおいて、ＰＳ層が有する光電変換層と、共通電極との間に設けられる絶縁層は、受光デバイスと隣り合う発光デバイスにわたって設けられてもよい。例えば絶縁層は、受光デバイスが有する光電変換層と、共通電極との間に位置する領域と、発光デバイスが有する発光層と、共通電極との間に位置する領域と、に設けられていてもよい。このような構成とすることにより、共通電極において画素電極と重畳する領域以外の領域（周辺領域）と、画素電極との間の電界を弱めることができ、受光デバイスの光電変換層と、発光デバイスの発光層との間に生じうるリーク電流（横方向リーク電流、横リーク電流、またはラテラルリーク電流と呼称する場合がある）を低減できる場合がある。
また絶縁層は、隣り合う受光デバイスにわたって設けられてもよい。例えば隣り合う２つの受光デバイス（ここでは第１の受光デバイスと第２の受光デバイスとする）において、絶縁層は、第１の受光デバイスが有する光電変換層と、共通電極との間に位置する領域と、第２の受光デバイスが有する光電変換層と、共通電極との間に位置する領域と、を有してもよい。このような構成において例えば、隣り合う受光デバイスの間に生じうるリーク電流を低減できる場合がある。
また絶縁層は、隣り合う発光デバイスにわたって設けられてもよい。例えば隣り合う２つの発光デバイス（ここでは第１の発光デバイスと第２の発光デバイスとする）において、絶縁層は、第１の発光デバイスが有する発光層と、共通電極との間に位置する領域と、第２の発光デバイスが有する発光層と、共通電極との間に位置する領域と、を有してもよい。このような構成において例えば、隣り合う発光デバイスの間に生じうるリーク電流を低減できる場合がある。
本発明の一態様の表示装置では上記の通り、受光デバイスの解像度及び感度を高めることができる。よって、受光デバイスの面積を小さくし、画素の面積を小さくできる場合がある。例えば、４００ｐｐｉ以上の高精細な表示装置においても、画素のそれぞれに受光デバイスを設けることができる。
受光デバイスにおいて光電変換層と共通電極との間に設けられる絶縁層は、光電変換層よりも上方に位置する機能層（例えば、キャリアブロック層、キャリア輸送層、またはキャリア注入層、より具体的には正孔ブロック層、電子輸送層、または電子注入層など）の上に形成されることが好ましい。光電変換層よりも上方に位置する機能層が、光電変換層と絶縁層の間に配置されることにより、絶縁層の加工による光電変換層へのダメージを低減し、信頼性の高い受光デバイスを提供することができる。具体的には、ＰＳ層の一部として、光電変換層上に該機能層を有する島状の層を形成した後、該島状の層の上に絶縁層を形成すればよい。
また、島状に形成されたＰＳ層の一部と、共通電極との間に共通層が設けられる場合には、島状に形成されたＰＳ層の一部の上に絶縁層を設け、該ＰＳ層の一部の上、及び該絶縁層上に共通層を設け、該共通層の上に共通電極を設ける構成とすればよい。
発光デバイスが有する発光層と、受光デバイスが有する光電変換層は、塗分ける構成とすることが好ましい。よって、発光デバイスが有する発光層と、受光デバイスが有する光電変換層は、それぞれ島状に形成されることが好ましい。
発光波長が異なる発光デバイス（例えば、青（Ｂ）、緑（Ｇ）、及び赤（Ｒ））で、発光層を作り分ける、また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。ＳＢＳ構造は、発光デバイスごとに材料及び構成を最適化することができるため、材料及び構成の選択の自由度が高まり、輝度の向上及び信頼性の向上を図ることが容易となる。
発光色がそれぞれ異なる複数の発光デバイスを有する表示装置を作製する場合、発光色が異なる発光層をそれぞれ島状に形成する。
同じ色を呈する発光デバイスは、発光層を塗分けずに設けることができる。よって、発光波長が同じ発光デバイスにおいては、それぞれの発光デバイスごとに発光層を島状に形成しなくてもよく、複数の発光デバイスにわたって、島状の発光層を用いてもよい。あるいは、それぞれの発光デバイスにおいて発光層を島状に形成してもよい。
また発光デバイスとして、白色発光を色変換層及び着色層（カラーフィルタともいう）の一方または双方を透過させて所望の色を得る構成としてもよい。白色発光の発光デバイスを適用する場合には、異なる色に対応する発光デバイスにおいても、発光層を共通して設けることができるため、発光層を塗分けず、一つの島状の発光層を複数の発光デバイスにわたって用いる構成としてもよい。
なお、本明細書等において、島状とは、同一工程で形成された同一材料を用いた２以上の層が、物理的に分離されている状態であることを示す。例えば、島状の発光層とは、当該発光層と、隣接する発光層とが、物理的に分離されている状態であることを示す。
島状の発光層及び島状の光電変換層は例えば、メタルマスク（シャドーマスクともいう）を用いた真空蒸着法により形成することができる。
あるいは、島状の発光層及び島状の光電変換層は例えば、フォトリソグラフィ法を用いて発光層（光電変換層）を加工して、形成することができる。当該構造の場合、発光層（光電変換層）の直上で加工を行うと発光層（光電変換層）にダメージが入り、表示装置の信頼性が著しく損なわれる場合がある。そのため、発光層（光電変換層）よりも上方に位置する機能層（例えば、キャリアブロック層、キャリア輸送層、またはキャリア注入層、より具体的には正孔ブロック層、電子輸送層、または電子注入層など）の上にマスク層などを形成し、発光層（光電変換層）を島状に加工する方法を用いることにより、発光層（光電変換層）へのダメージを低減し、信頼性の高い表示装置を提供することができる。また、ここで用いるマスク層の一部をそのまま残存させ、光電変換層と共通電極との間を絶縁させる機能を有する絶縁層として用いてもよい。
以下において、発光デバイスと受光デバイスに共通の事柄について説明する際に発光デバイス（受光デバイス）と記載する場合がある。同様に、ＥＬ層とＰＳ層に共通の事柄について説明する際にＥＬ層（ＰＳ層）と記載する場合がある。同様に、発光層と光電変換層に共通の事柄について説明する際に発光層（光電変換層）と記載する場合がある。
本発明の一態様の表示装置の作製方法では、光電変換層を含む層（ＰＳ層、またはＰＳ層の一部）を島状に形成した後、絶縁膜を形成することが好ましい。そして、絶縁膜上にフォトリソグラフィ法によりレジストマスクを形成し、レジストマスクを用いて、絶縁膜を加工することで、ＰＳ層上、またはＰＳ層の一部の上に、島状の絶縁層、あるいは格子状の絶縁層を形成することが好ましい。フォトリソグラフィ法は被形成面に形成されたパターンとの位置合わせ精度が極めて高いため、高精細な表示装置に好適に用いることができる。
あるいは本発明の一態様の表示装置の作製方法では、光電変換層を含む層（ＰＳ層、またはＰＳ層の一部）を島状に形成した後、ＰＳ層上、またはＰＳ層の一部の上に、ＦＭＭを用いて、島状の絶縁層を形成することが好ましい。ＦＭＭを用いることにより、エッチングの工程を経ることなく簡便に島状の絶縁層を形成することができるため、エッチング工程による光電変換層へのダメージが無く、表示装置の信頼性を高めることができる。
ＰＳ層、またはＰＳ層の一部を島状に形成する際には、フォトリソグラフィ法を用いてもよいし、ＦＭＭを用いてもよい。
また、本発明の一態様の表示装置の作製方法において、ＥＬ層、またはＥＬ層の一部は島状に形成されることが好ましく、島状に形成する際には、フォトリソグラフィ法を用いてもよいし、ＦＭＭを用いてもよい。
ＥＬ層（ＰＳ層）は、それぞれ、少なくとも発光層（光電変換層）を含み、好ましくは複数の層からなる。具体的には、発光層（光電変換層）上に１層以上の層を有することが好ましい。例えばＥＬ層（ＰＳ層）は、発光層（光電変換層）と、発光層（光電変換層）上のキャリアブロック層（正孔ブロック層及び電子ブロック層）、もしくはキャリア輸送層（電子輸送層及び正孔輸送層）と、を有することが好ましい。
なお、それぞれ異なる色を発する発光デバイス及び受光デバイスにおいて、ＥＬ層及びＰＳ層を構成する全ての層を作り分ける必要はなく、一部の層は同一工程で成膜することができる。ここで、ＥＬ層（ＰＳ層）が有する層としては、発光層（光電変換層）、キャリア注入層（正孔注入層及び電子注入層）、キャリア輸送層（正孔輸送層及び電子輸送層）、及び、キャリアブロック層（正孔ブロック層及び電子ブロック層）などが挙げられる。例えばＥＬ層（ＰＳ層）を構成する一部の層を色ごとに島状に形成した後、ＥＬ層（ＰＳ層）を構成する残りの層と、共通電極（上部電極ともいえる）と、を各色に共通して（一つの膜として）形成する。例えば、キャリア注入層と、共通電極と、を各色に共通して形成することができる。
［表示装置の構成例１］
図１乃至図１１に、本発明の一態様の表示装置を示す。なお、図１乃至図１１に記載の構成は例えば、撮像機能を有する。よって、図１乃至図１１に示す構成を、撮像装置と呼ぶ場合がある。また、図１乃至図１１に記載の構成は例えば画素回路を有し、これらの回路は例えば、トランジスタなどの半導体デバイスを有する。また、図１乃至図１１に記載の構成は例えば、表示部が有する表示デバイスを駆動する機能を有する回路、及び表示部が有する受光デバイスを駆動する機能を有する回路の一以上を有し、これらの回路は例えば、トランジスタなどの半導体デバイスを有する。よって、図１乃至図１１に示す構成を半導体装置と呼ぶ場合がある。
図１（Ａ）に、表示装置１００の上面図を示す。表示装置１００は、複数の画素１１０が配置された表示部と、表示部の外側の接続部１４０と、を有する。表示部には、複数の副画素がマトリクス状に配置されている。図１（Ａ）では、４行４列分の副画素を示しており、これらによって２行２列の画素が構成される。接続部１４０は、カソードコンタクト部と呼ぶこともできる。表示部は、複数の画素により構成される。よって、表示部は、画素部と呼ばれる場合がある。
図１（Ａ）に示す画素１１０には、マトリクス配列が適用されている。図１（Ａ）に示す画素１１０は、副画素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄの、４つの副画素から構成される。副画素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃは、それぞれ異なる色の光（光Ｌｅｍ＿ａ、光Ｌｅｍ＿ｂ、光Ｌｅｍ＿ｃ）を発する発光デバイスを有し、副画素１１０ｄは、光Ｌｉｎを検出する受光デバイスを有する。副画素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ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色の副画素などが挙げられる。また、副画素の種類は４つに限られず、５つ以上としてもよい。５つの副画素としては、Ｒ、Ｇ、Ｂ、白色（Ｗ）、光センサ（ＰＳ）の５種類の副画素、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙ、ＰＳの５種類の副画素、及び、Ｒ、Ｇ、Ｂ、赤外光（ＩＲ）、ＰＳの５種類の副画素、などが挙げられる。
本明細書等において、行方向をＸ方向、列方向をＹ方向という場合がある。Ｘ方向とＹ方向は交差し、例えば垂直に交差する（図１（Ａ）参照）。
図１（Ａ）では、副画素１１０ａ及び副画素１１０ｂが同じ行に交互に配置され、副画素１１０ｃ及び副画素１１０ｄが、副画素１１０ａ及び副画素１１０ｂとは異なる行に交互に配置されている例を示す。なお、図１（Ａ）では、すべての画素に受光デバイスを有する副画素１１０ｄを設けているが、これに限られず、副画素１１０ｄが一部の画素に設けられる構成にしてもよい。
図１（Ａ）では、上面視で、接続部１４０が表示部の下側に位置する例を示すが、特に限定されない。接続部１４０は、上面視で、表示部の上側、右側、左側、下側の少なくとも一箇所に設けられていればよく、表示部の四辺を囲むように設けられていてもよい。接続部１４０の上面形状としては、帯状、Ｌ字状、Ｕ字状、または枠状等とすることができる。また、接続部１４０は、単数であっても複数であってもよい。
図１（Ｂ）には、図１（Ａ）における一点鎖線Ｘ１－Ｘ２間の断面図を示す。
図２（Ａ）は表示装置１００の構成要素の一部を示す上面図であり、詳細については後述する。また図２（Ｂ）には、図１（Ｂ）において、受光デバイス１５０及びその周辺を含む拡大図を示す。
表示装置１００には、基板１０１の上部にトランジスタを含む層が設けられ、トランジスタを含む層の上に絶縁層２５５ａ、２５５ｂ、２５５ｃが設けられ、絶縁層２５５ａ、２５５ｂ、２５５ｃ上に発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、及び受光デバイス１５０が設けられ、これらの発光デバイス及び受光デバイスを覆うように保護層１３１が設けられている。副画素１１０ａには例えば発光デバイス１３０ａが設けられ、副画素１１０ｂには例えば発光デバイス１３０ｂが設けられ、副画素１１０ｃには例えば発光デバイス１３０ｃが設けられ、副画素１１０ｄには例えば受光デバイス１５０が設けられる。
また、発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、及び受光デバイス１５０が有する画素電極（後述する画素電極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、及び１１１ｄ）の上面端部はそれぞれ、絶縁層１２７に覆われている。絶縁層１２７は、隔壁（土手、バンク、スペーサともいう）として機能する。また、表示装置１００は絶縁層１１８を有し、絶縁層１１８は受光デバイス１５０が有する島状の層（後述する層１１３ｄ）と、共通電極（後述する共通電極１１５）との間などに設けられる。なお、以下において、発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃをまとめて、発光デバイス１３０という場合がある。
また、図１（Ｂ）に示すように、表示装置１００は、保護層１３１の上に、接着層１０７と、基板１０２と、が設けられている。
また、本発明の一態様の表示装置は、発光デバイスが形成されている基板とは反対方向に光を射出する上面射出型（トップエミッション型）、発光デバイスが形成されている基板側に光を射出する下面射出型（ボトムエミッション型）、両面に光を射出する両面射出型（デュアルエミッション型）のいずれであってもよい。
基板１０１上部のトランジスタを含む層には、例えば、基板に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。トランジスタ上の絶縁層は、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。図１（Ｂ）等では、トランジスタ上の絶縁層のうち、絶縁層２５５ａ、絶縁層２５５ａ上の絶縁層２５５ｂ、及び、絶縁層２５５ｂ上の絶縁層２５５ｃを示している。これらの絶縁層は、隣接する発光デバイスの間に凹部を有していてもよい。
絶縁層２５５ａ、絶縁層２５５ｂ、及び絶縁層２５５ｃ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など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及び絶縁層２５５ｃとしては、それぞれ、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜などの酸化絶縁膜また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、窒化酸化シリコン膜などの窒化絶縁膜また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及び絶縁層２５５ｃ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。
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。
基板１０１上部のトランジスタを含む層の構成例は、実施の形態４及び実施の形態５で後述する。
発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは、それぞれ、異なる色の光を発する。発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは、例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の光を発する組み合わせであることが好ましい。
発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃとしては、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、またはＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ－ｄｏｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光デバイスを用いることが好ましい。発光デバイスが有する発光物質としては、例えば、蛍光を発する物質（蛍光材料）、燐光を発する物質（燐光材料）、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）、及び、無機化合物（量子ドット材料等）等が挙げられる。なお、ＴＡＤＦ材料としては、一重項励起状態と三重項励起状態間が熱平衡状態にある材料を用いてもよい。このようなＴＡＤＦ材料は発光寿命（励起寿命）が短くなるため、発光デバイスにおける高輝度領域での効率低下を抑制することができる。また、発光デバイスとして、マイクロＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などのＬＥＤを用いることもできる。
発光デバイスの構成及び材料については、実施の形態６を参照することができる。
受光デバイス１５０としては、例えば、ｐｎ型またはｐｉｎ型のフォトダイオードを用いることができる。受光デバイス１５０は、受光デバイス１５０に入射する光を検出し電荷を発生させる光電変換デバイス（光電変換素子ともいう）として機能する。光電変換デバイスは、入射する光量に応じて、発生する電荷量が決まる。
受光デバイスは、可視光及び赤外光の一方または双方を検出することができる。可視光を検出する場合、例えば、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの色のうち一つまたは複数を検出することができる。赤外光を検出する場合、暗い場所でも対象物の検出が可能となり、好ましい。
特に、受光デバイス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。
ここで、本発明の一態様の表示装置では、受光デバイスと発光デバイスとが共通で有する層（受光デバイスと発光デバイスとが共有する一続きの層、ともいえる）が存在する場合がある。このような層は、発光デバイスにおける機能と受光デバイスにおける機能とが異なる場合がある。本明細書中では、発光デバイスにおける機能に基づいて構成要素を呼称することがある。例えば、正孔注入層は、発光デバイスにおいて正孔注入層として機能し、受光デバイスにおいて正孔輸送層として機能する。同様に、電子注入層は、発光デバイスにおいて電子注入層として機能し、受光デバイスにおいて電子輸送層として機能する。また、受光デバイスと発光デバイスが共通で有する層は、発光デバイスにおける機能と受光デバイスにおける機能とが同一である場合もある。例えば、正孔輸送層は、発光デバイス及び受光デバイスのいずれにおいても、正孔輸送層として機能し、電子輸送層は、発光デバイス及び受光デバイスのいずれにおいても、電子輸送層として機能する。
本発明の一態様では、発光デバイスとして有機ＥＬデバイスを用い、受光デバイスとして有機フォトダイオードを用いる。有機ＥＬデバイス及び有機フォトダイオードは、同一基板上に形成することができる。したがって、有機ＥＬデバイスを用いた表示装置に有機フォトダイオードを内蔵することができる。
受光デバイスは、画素電極と共通電極との間に逆バイアスをかけて駆動することで、受光デバイスに入射する光を検出し、電荷を発生させ、電流として取り出すことができる。
受光デバイスの構成及び材料については、実施の形態６を参照することができる。
ここで、図４（Ａ）に示す模式図を用いて、発光デバイス１３０Ｒ、発光デバイス１３０Ｇ、発光デバイス１３０Ｂ、及び受光デバイス１５０を有する表示装置１００の機能について説明する。ここで、発光デバイス１３０Ｒの発光は赤色（Ｒ）となり、発光デバイス１３０Ｇの発光は緑色（Ｇ）となり、発光デバイス１３０Ｂの発光は青色（Ｂ）となる。また、発光デバイス１３０Ｒ、発光デバイス１３０Ｇ、及び発光デバイス１３０Ｂはそれぞれ、図１（Ｂ）等に示す発光デバイス１３０ａ、発光デバイス１３０ｂ、及び発光デバイス１３０ｃのいずれかに対応する。
図４（Ａ）には、基板１０２の表面に指１９０が触れる様子を示している。発光デバイス１３０が発する光の一部（例えば、発光デバイス１３０Ｇが発する光）は、基板１０２と指１９０との接触部で反射される。そして、反射光の一部が、受光デバイス１５０に入射されることにより、指１９０が基板１０２に接触したことをセンシングすることができる。このようにして、表示装置１００は、指１９０の指紋を検出し、個人認証を行うことができる。
ここで、図４（Ｃ）に、基板１０２に指１９０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す。また、図４（Ｃ）には、交互に配列した発光デバイス１３０と受光デバイス１５０を示している。
指１９０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４（Ｃ）に示すように指紋の凸部が基板１０２に触れている。
ある表面、界面など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１９０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１０２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１９０と基板１０２との接触面または非接触面で反射され、これらの直下に位置する受光デバイス１５０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１９０の凹部では基板１０２と指１９０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１９０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デバイス１５０で受光する光の強度は、凸部の直下に位置する受光デバイス１５０よりも高くなる。これにより、指１９０の指紋を撮像することができる。
受光デバイス１５０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、例えば受光デバイス１５０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。
表示装置１００で撮像した指紋の画像の例を図４（Ｄ）に示す。図４（Ｄ）には、撮像範囲１９３内に、指１９０の輪郭を破線で、接触部１９１の輪郭を一点鎖線で示している。接触部１９１内において、受光デバイス１５０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１９２を撮像することができる。
なお、図４（Ａ）では、指１９０が基板１０２に接する例について示したが、必ずしも指１９０が基板１０２に接する必要はない。例えば、図４（Ｂ）に示すように、指１９０と基板１０２が離れている状態でセンシングが可能な場合もある。ただし、このとき指１９０と基板１０２の距離が比較的近いことが好ましく、この状態をホバータッチと呼ぶ場合がある。
本明細書等において、ホバータッチとは、例えば、表示装置に対象（指１９０）が接触せずに、対象（指１９０）を検出できる状態を指す。例えば、表示装置と、対象（指１９０）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対象（指１９０）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（指１９０）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、または傷がつくリスクを低減することができる、または対象（指１９０）が表示装置に付着しうる汚れ（例えば、ゴミ、またはウィルスなど）に直接触れずに、表示装置を操作することが可能となる。
発光デバイスは、一対の電極間にＥＬ層を有する。ＥＬ層は、少なくとも発光層を有する。本明細書等では、一対の電極の一方を画素電極と記し、他方を共通電極と記すことがある。また同様に、受光デバイスは、一対の電極間にＰＳ層を有する。ＰＳ層は、少なくとも光電変換層を有する。
発光デバイス及び受光デバイスが有する一対の電極のうち、一方の電極は陽極として機能し、他方の電極は陰極として機能する。以下では、画素電極が陽極として機能し、共通電極が陰極として機能する場合を例に挙げて説明する場合がある。なお、画素電極及び共通電極の、構成及び材料の詳細については、実施の形態６を参照することができる。
発光デバイス１３０ａは、絶縁層２５５ｃ上の画素電極１１１ａと、画素電極１１１ａ上の島状の層１１３ａと、島状の層１１３ａ上の共通層１１４と、共通層１１４上の共通電極１１５と、を有する。発光デバイス１３０ａにおいて、層１１３ａ、及び、共通層１１４をまとめてＥＬ層と呼ぶことができる。
発光デバイス１３０ｂは、絶縁層２５５ｃ上の画素電極１１１ｂと、画素電極１１１ｂ上の島状の層１１３ｂと、島状の層１１３ｂ上の共通層１１４と、共通層１１４上の共通電極１１５と、を有する。発光デバイス１３０ｂにおいて、層１１３ｂ、及び、共通層１１４をまとめてＥＬ層と呼ぶことができる。
発光デバイス１３０ｃは、絶縁層２５５ｃ上の画素電極１１１ｃと、画素電極１１１ｃ上の島状の層１１３ｃと、島状の層１１３ｃ上の共通層１１４と、共通層１１４上の共通電極１１５と、を有する。発光デバイス１３０ｃにおいて、層１１３ｃ、及び、共通層１１４をまとめてＥＬ層と呼ぶことができる。
本実施の形態の発光デバイスの構成に、特に限定はなく、シングル構造であってもタンデム構造であってもよい。
受光デバイス１５０は、絶縁層２５５ｃ上の画素電極１１１ｄと、画素電極１１１ｄ上の島状の層１１３ｄと、島状の層１１３ｄ上の共通層１１４と、共通層１１４上の共通電極１１５と、を有する。受光デバイス１５０において、層１１３ｄ、及び、共通層１１４をまとめてＰＳ層と呼ぶことができる。
画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄの上面端部は絶縁層１２７に覆われている。絶縁層１２７は、有機材料を有する層、または無機材料を有する絶縁層とすることができる。絶縁層１２７は、無機材料を有する絶縁層と、有機材料を有する絶縁層との積層構造としてもよい。絶縁層１２７を設けることにより、画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄと、共通層１１４及び共通電極１１５とが接し、発光デバイス及び受光デバイスがショートしてしまうことを抑制できる。
また、画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄのそれぞれの端部はテーパ形状を有することが好ましい。これらの画素電極の端部がテーパ形状を有する場合、画素電極の側面に沿って設けられるＥＬ層及びＰＳ層も、テーパ形状を有する。画素電極の側面をテーパ形状とすることで、画素電極の側面に沿って設けられるＥＬ層及びＰＳ層の被覆性を高めることができる。また、画素電極の側面をテーパ形状とすることで、作製工程中の異物（例えば、ゴミ、またはパーティクルなどともいう）を、洗浄などの処理により除去することが容易となり好ましい。
なお、本明細書等において、テーパ形状とは、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、構造の側面及び基板面は、必ずしも完全に平坦である必要はなく、微細な曲率を有する略平面状、または微細な凹凸を有する略平面状であってもよい。
表示装置１００は、層１１３ｄ上の絶縁層１１８を有する。絶縁層１１８は層１１３ｄと共通電極１１５に挟まれる領域を有する。絶縁層１１８は、層１１３ｄにおいて絶縁層１１８と重畳する領域と、共通電極１１５において絶縁層１１８と重畳する領域との間を絶縁する機能を有する。
また図１（Ｂ）において表示装置１００は、層１１３ａ上、層１１３ｂ上、及び層１１３ｃ上の絶縁層１１８を有する。絶縁層１１８は層１１３ａと共通電極１１５に挟まれる領域と、層１１３ｂと共通電極１１５に挟まれる領域と、層１１３ｃと共通電極１１５に挟まれる領域と、を有する。
絶縁層１１８は、層１１３ｄの一部を覆うように設けられる。また図１（Ｂ）において絶縁層１１８は、層１１３ａの一部、層１１３ｂの一部、及び層１１３ｃの一部を覆うように設けられる。絶縁層１１８は、層１１３ａの一部、層１１３ｂの一部、層１１３ｃの一部、及び層１１３ｄの一部を覆う領域において、それぞれの上面と接することが好ましい。
共通層１１４は、層１１３ｄと共通電極１１５に挟まれる領域を有する。また図１（Ｂ）において共通層１１４は、層１１３ａと共通電極１１５に挟まれる領域、層１１３ｂと共通電極１１５に挟まれる領域、及び層１１３ｃと共通電極１１５に挟まれる領域を有する。
層１１３ａ、層１１３ｂ、層１１３ｃ、及び層１１３ｄのそれぞれにおいて、絶縁層１１８に覆われない領域ではそれぞれの上面は共通層１１４と接することが好ましく、共通層１１４を設けない構成においては、それぞれの上面は共通電極１１５と接することが好ましい。
共通層１１４は、絶縁層１１８を覆うように設けられる。共通層１１４は、絶縁層１１８の上面と接することが好ましく、共通層１１４を設けない構成においては、共通電極１１５は絶縁層１１８の上面と接することが好ましい。
図１（Ｂ）等では、絶縁層１１８の断面が複数示されているが、表示装置１００を上面から見た場合、絶縁層１１８は、それぞれ１つに繋がっている。つまり、表示装置１００は、例えば１１８を１つずつ有する構成とすることができる。なお、表示装置１００は、互いに分離された複数の絶縁層１１８を有してもよい。
図２（Ａ）は、図１（Ｂ）の構成に対応する上面図である。図２（Ａ）には、図１（Ａ）に示す２行２列の画素のそれぞれが有する画素電極（画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄ）と、絶縁層１１８との関係を示す。絶縁層１１８は、受光デバイス１５０と重畳する領域においては、画素電極１１１ｄよりも内側に開口部を有する。本発明の一態様の表示装置においては、受光デバイスに用いられる画素電極１１１ｄと重畳する領域における絶縁層１１８の開口部が、発光デバイスに用いられる画素電極１１１ａ、１１１ｂ、及び１１１ｃと重畳する領域における絶縁層１１８の開口部よりも小さい構成とすることにより、発光効率が高く、かつ、受光時のＳ／Ｎ比が高い表示装置とすることができる。また図２（Ｂ）に示す断面においては、絶縁層１１８は、画素電極１１１ｄと重畳する領域において、絶縁層１２７の開口部よりも内側に位置している。絶縁層１１８は、層１１３ｄと共通電極１１５との間の電気的な導通が絶縁される膜厚を有すればよく、例えば１ｎｍ以上３μｍ以下、あるいは３ｎｍ以上１μｍ以下である。例えば、絶縁層１１８としてＡＬＤ法を用いて形成した酸化アルミニウム膜を用い、６ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚さとすればよい。
図２（Ａ）においては、絶縁層１１８は画素電極１１１ｄと重畳する領域を有し、絶縁層１１８の開口部は画素電極１１１ｄに位置し、絶縁層１１８の開口部は画素電極１１１ｄの外周より内側に位置する例を示したが、図３（Ａ）には、絶縁層１１８が画素電極１１１ｄと重畳せず、絶縁層１１８の端部が画素電極１１１ｄの外側に位置する例を示す。
また、図３（Ｂ）には、図３（Ａ）と対応する断面図を示す。図３（Ｂ）に示す断面図は、図２（Ｂ）と比較して絶縁層１１８が層１１３ｄを覆う面積が異なる。図３（Ｂ）に示す断面図おいては、絶縁層１１８が画素電極（画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄ）と重畳せず、絶縁層１１８の端部が画素電極（画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄ）よりも外側に位置する。
なお、図２（Ａ）においては、画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄが矩形の上面形状を有する例をしめすが、上面形状には矩形には限定されず、多角形、円形、楕円形、周辺が曲線と直線を有する形、等を適用することができる。また、画素電極（画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄ）の一部が、副画素の外側に延伸してもよい。例えば、画素電極が隣り合う副画素にかかる構成としてもよい。
本実施の形態では、発光デバイスが有するＥＬ層のうち、発光デバイスごとに島状に設けられた層を層１１３ａ、層１１３ｂ、及び層１１３ｃと示す。また、受光デバイスが有するＰＳ層のうち、受光デバイスごとに島状に設けられた層を層１１３ｄと示す。また、複数の発光デバイス及び受光デバイスが共有して有する層を共通層１１４と示す。
層１１３ａ、層１１３ｂ、及び層１１３ｃは、少なくとも発光層を有する。例えば、層１１３ａが、赤色の光を発する発光層を有し、層１１３ｂが緑色の光を発する発光層を有し、層１１３ｃが、青色の光を発する発光層を有する構成であると好ましい。
また、層１１３ｄは、可視光または赤外光の波長域に感度を有する光電変換層を有する。層１１３ｄが有する光電変換層が感度を有する波長域には、層１１３ａの発光の波長域、層１１３ｂの発光の波長域、および層１１３ｃの発光の波長域のうち、一以上が含まれる構成とすることが好ましい。
また、層１１３ａ、層１１３ｂ、層１１３ｃ、及び層１１３ｄは、それぞれ、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電荷発生層、電子ブロック層、電子輸送層、及び電子注入層のうち１つ以上を有してもよい。
例えば、層１１３ａ、層１１３ｂ、層１１３ｃ、及び層１１３ｄは、正孔注入層、正孔輸送層、発光層（層１１３ｄの場合は光電変換層）、及び、電子輸送層を有していてもよい。また、正孔輸送層と発光層（層１１３ｄの場合は光電変換層）との間に電子ブロック層を有していてもよい。また、電子輸送層上に電子注入層を有していてもよい。
また、例えば、層１１３ａ、層１１３ｂ、層１１３ｃ、及び層１１３ｄは、電子注入層、電子輸送層、発光層（層１１３ｄの場合は光電変換層）、及び、正孔輸送層をこの順で有していてもよい。また、電子輸送層と発光層（層１１３ｄの場合は光電変換層）との間に正孔ブロック層を有していてもよい。また、正孔輸送層上に正孔注入層を有していてもよい。
層１１３ａ、層１１３ｂ、層１１３ｃ、及び層１１３ｄは、発光層（層１１３ｄの場合は光電変換層）と、発光層（光電変換層）上のキャリア輸送層（電子輸送層または正孔輸送層）と、を有することが好ましい。層１１３ａ、層１１３ｂ、層１１３ｃ、及び層１１３ｄの表面が表示装置の作製工程中に露出する場合には、キャリア輸送層を発光層（光電変換層）上に設けることで、発光層（光電変換層）が最表面に露出することを抑制し、発光層（光電変換層）が受けるダメージを低減することができる。これにより、発光デバイス及び受光デバイスの信頼性を高めることができる。
また、層１１３ａ、層１１３ｂ、及び層１１３ｃは、例えば、第１の発光ユニット、電荷発生層、及び第２の発光ユニットを有する構成にしてもよい。例えば、層１１３ａが、赤色の光を発する発光ユニットを２つ以上有する構成であり、層１１３ｂが緑色の光を発する発光ユニットを２つ以上有する構成であり、層１１３ｃが、青色の光を発する発光ユニットを２つ以上有する構成であると好ましい。
第２の発光ユニットは、発光層と、発光層上のキャリア輸送層（電子輸送層または正孔輸送層）と、を有することが好ましい。第２の発光ユニットの表面が表示装置の作製工程中に露出する場合には、キャリア輸送層を発光層上に設けることで、発光層が最表面に露出することを抑制し、発光層が受けるダメージを低減することができる。これにより、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
絶縁層１１８としては、例えば、金属酸化物膜、半導体膜、有機絶縁膜、及び無機絶縁膜などを一種または複数種、用いることができる。
絶縁層１１８として例えば、無機絶縁材料を有する層を用いることができる。絶縁層１１８が有する無機絶縁材料として、酸化物、窒化物、酸化窒化物、及び窒化酸化物等を用いることができる。絶縁層１１８が有する酸化物として、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化シリコン、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、及び酸化タンタル等が挙げられる。絶縁層１１８が有する窒化物として、窒化シリコン及び窒化アルミニウム等が挙げられる。絶縁層１１８が有する酸化窒化物として、酸化窒化シリコン、及び酸化窒化アルミニウム等が挙げられる。絶縁層１１８が有する窒化酸化物として、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。
絶縁層１１８として例えば、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、及び、酸化シリコンなどの無機絶縁材料を有する層を好適に用いることができる。
絶縁層１１８として例えば、ＡＬＤ法を用いて、酸化アルミニウム膜を形成することができる。ＡＬＤ法を用いることで、下地（特にＥＬ層など）へのダメージを低減できるため好ましい。
ＡＬＤ法によって酸化アルミニウムを成膜する場合には例えば、溶媒とアルミニウム前駆体化合物を含む液体（トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ、Ａｌ（ＣＨ３）３）など）を気化させた原料ガスと、酸化剤としてＨ２Ｏの２種類のガスを用いる。また、他の材料としては、トリス（ジメチルアミド）アルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、アルミニウムトリス（２，２，６，６－テトラメチル－３，５－ヘプタンジオナート）などがある。
なお例えば、絶縁層１１８は、ＡＬＤ法よりも成膜速度が速いスパッタリング法、ＣＶＤ法、又はＰＥＣＶＤ法を用いて成膜してもよい。これにより、信頼性が高い表示装置を生産性高く作製できる。
絶縁層１１８には、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物などの金属酸化物を用いることができる。絶縁層１１８として例えば、スパッタリング法を用いて、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物膜を形成することができる。さらに、酸化インジウム、Ｉｎ－Ｚｎ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）、インジウムガリウムスズ亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｇａ－Ｓｎ－Ｚｎ酸化物）などを用いることができる。またはシリコンを含むインジウムスズ酸化物など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、またはマグネシウムから選ばれた一種または複数種）を用いてもよい。特に、Ｍは、ガリウム、アルミニウム、またはイットリウムから選ばれた一種または複数種とすることが好ましい。
また例えば、絶縁層１１８を２層以上の積層構造としてもよい。
絶縁層１１８を２層以上の積層構造とする場合において、一以上の層に金属酸化物膜、半導体膜、有機絶縁膜、及び無機絶縁膜のいずれかを用いる場合には、絶縁層１１８の積層構造のうちの一以上に、金属膜を用いてもよい。
金属膜として例えば、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、チタン、アルミニウム、イットリウム、ジルコニウム、及びタンタルなどの金属材料、また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、アルミニウムまたは銀などの低融点材料を用いることが好ましい。絶縁層１１８に紫外光を遮蔽することが可能な金属材料を用いることで、ＥＬ層に紫外光が照射されることを抑制でき、ＥＬ層の劣化を抑制できるため、好ましい。
絶縁層１１８を２層以上の積層構造とする場合には例えば、下層にＡＬＤ法を用いて形成した無機絶縁膜（例えば、酸化アルミニウム膜）を用い、上層にスパッタリング法を用いて形成した無機膜（例えば、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物膜、アルミニウム膜、またはタングステン膜）を用いた２層構成とすることができる。
共通層１１４は、例えば電子注入層、または正孔注入層を有する。または、共通層１１４は、電子輸送層と電子注入層とを積層して有していてもよく、正孔輸送層と正孔注入層とを積層して有していてもよい。共通層１１４は、発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、及び受光デバイス１５０で共有されている。
また、共通電極１１５は、発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、及び受光デバイス１５０で共有されている。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、複数の発光デバイスが共通して有する共通電極１１５は、接続部１４０に設けられた導電層１２３と電気的に接続される。ここで、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、図１（Ａ）における一点鎖線Ｙ１－Ｙ２間の断面図である。導電層１２３には、画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄ等と同じ材料及び同じ工程で形成された導電層を用いることが好ましい。
なお、図５（Ａ）では、導電層１２３上に共通層１１４が設けられ、共通層１１４を介して、導電層１２３と共通電極１１５とが電気的に接続されている例を示す。接続部１４０には共通層１１４を設けなくてもよい。図５（Ｂ）では、導電層１２３と共通電極１１５とが直接、接続されている。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、またはラフメタルマスクなどともいう）を用いることで、共通層１１４と、共通電極１１５とで成膜される領域を変えることができる。
図５（Ｃ）に示す構成は、隣接する副画素が有する層１１３ｄと層１１３ｃ、層１１３ｄと層１１３ａ、等が重畳せず、離隔する例を示す。図５（Ｃ）に示す構成においては、絶縁層１１８は、層１１３ｄの端部を覆う。
画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄは、それぞれ発光デバイス毎に設けられている。また、共通層１１４及び共通電極１１５は、各発光デバイス及び受光デバイスに共通な一続きの層として設けられている。各画素電極と共通電極１１５のいずれか一方に可視光に対して透光性を有する導電膜を用い、他方に反射性を有する導電膜を用いる。各画素電極を透光性、共通電極１１５を反射性とすることで、下面射出型（ボトムエミッション型）の表示装置とすることができ、反対に各画素電極を反射性、共通電極１１５を透光性とすることで、上面射出型（トップエミッション型）の表示装置とすることができる。なお、各画素電極と共通電極１１５の双方を透光性とすることで、両面射出型（デュアルエミッション型）の表示装置とすることもできる。
可視光を透過する導電膜は、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、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを用いて形成することができる。また、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、もしくはチタン等の金属材料、これら金属材料を含む合金、またはこれら金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等も、透光性を有する程度に薄く形成することで用いることができる。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウム錫酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。また、グラフェン等を用いてもよい。
画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄは、層１１３ａ側、層１１３ｂ側、層１１３ｃ側、及び層１１３ｄ側に位置する部分に、上記可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。当該導電膜として例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、もしくはパラジウム等の金属材料、またはこれら金属材料を含む合金を用いることができる。銀は可視光の反射率が高く、好ましい。また、アルミニウムは電極のエッチングが容易であるため加工しやすく、かつ、可視光および近赤外光の反射率が高く、好ましい。また、上記金属材料または合金に、ランタン、ネオジム、またはゲルマニウム等が添加されていてもよい。また、チタン、ニッケル、またはネオジムと、アルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）を用いてもよい。また銅、パラジウム、マグネシウムと、銀を含む合金を用いてもよい。銀と銅を含む合金は、耐熱性が高いため好ましい。
また画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄを、可視光を反射する導電膜上に導電性金属酸化物膜を積層する構成としてもよい。このような構成とすることで、可視光を反射する導電膜の酸化または腐食などを抑制できる。例えば、アルミニウム膜またはアルミニウム合金膜に接して金属膜または金属酸化物膜を積層することで、酸化を抑制することができる。このような金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタンまたは酸化チタンなどが挙げられる。また、上記可視光を透過する導電膜と金属材料からなる膜とを積層してもよい。例えば、銀とインジウム錫酸化物の積層膜、銀とマグネシウムの合金とインジウム錫酸化物の積層膜などを用いることができる。
画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄとしてアルミニウムを用いる場合には、好ましくは４０ｎｍ以上、より好ましくは７０ｎｍ以上の厚さとすることにより、可視光などの反射率を充分に高くすることができる。また、画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄとして銀を用いる場合には、好ましくは７０ｎｍ以上、より好ましくは１００ｎｍ以上とすることにより、可視光などの反射率を充分に高くすることができる。
共通電極１１５に用いることのできる、透光性及び反射性を有する導電膜としては、上記可視光を反射する導電膜を、可視光が透過する程度に薄く形成した膜を用いることができる。また、当該導電膜と上記可視光を透過する導電膜との積層構造とすることで、導電性または機械的な強度などを高めることができる。
透光性及び反射性を有する導電膜は、可視光に対する反射率（例えば４００ｎｍ乃至７００ｎｍの範囲内の所定の波長の光に対する反射率）が、２０％以上８０％以下、好ましくは４０％以上７０％以下とすることが好ましい。また、反射性を有する導電膜の可視光に対する反射率は、４０％以上１００％以下、好ましくは７０％以上１００％以下とすることが好ましい。また、透光性を有する導電膜の可視光に対する反射率は、０％以上４０％以下、好ましくは０％以上３０％以下とすることが好ましい。
下部電極として機能する画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄとしては、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、もしくはチタン等の金属材料、これら金属材料を含む合金、またはこれら金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等を用いることができる。
発光デバイスを構成する電極は、それぞれ、蒸着法またはスパッタリング法などを用いて形成すればよい。そのほか、インクジェット法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法、またはメッキ法を用いて形成することができる。
発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、及び受光デバイス１５０上に保護層１３１を有することが好ましい。保護層１３１を設けることで、発光デバイス及び受光デバイスの信頼性を高めることができる。保護層１３１は単層構造でもよく、２層以上の積層構造であってもよい。
保護層１３１の導電性は問わない。保護層１３１としては、絶縁膜、半導体膜、及び、導電膜の少なくとも一種を用いることができる。
保護層１３１が無機膜を有することで、共通電極１１５の酸化を防止する、発光デバイス及び受光デバイスに不純物（水分及び酸素等）が入り込むことを抑制する、等、発光デバイス及び受光デバイスの劣化を抑制し、表示装置の信頼性を高めることができる。
保護層１３１には、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。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、保護層１３１は、窒化絶縁膜または窒化酸化絶縁膜を有することが好ましく、窒化絶縁膜を有することがより好ましい。
また、保護層１３１には、Ｉｎ－Ｓｎ酸化物（ＩＴＯともいう）、Ｉｎ－Ｚｎ酸化物、Ｇａ－Ｚｎ酸化物、Ａｌ－Ｚｎ酸化物、またはインジウムガリウム亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物、ＩＧＺＯともいう）等を含む無機膜を用いることもできる。当該無機膜は、高抵抗であることが好ましく、具体的には、共通電極１１５よりも高抵抗であることが好ましい。当該無機膜は、さらに窒素を含んでいてもよい。
発光デバイスの発光を、保護層１３１を介して取り出す場合、保護層１３１は、可視光に対する透過性が高いことが好ましい。例えば、ＩＴＯ、ＩＧＺＯ、及び、酸化アルミニウムは、それぞれ、可視光に対する透過性が高い無機材料であるため、好ましい。
保護層１３１としては、例えば、酸化アルミニウム膜と、酸化アルミニウム膜上の窒化シリコン膜と、の積層構造、または、酸化アルミニウム膜と、酸化アルミニウム膜上のＩＧＺＯ膜と、の積層構造等を用いることができる。当該積層構造を用いることで、ＥＬ層側に入り込む不純物（水及び酸素等）を抑制することができる。
さらに、保護層１３１は、有機膜を有していてもよい。例えば、保護層１３１は、有機膜と無機膜の双方を有していてもよい。保護層１３１に用いることができる有機材料としては、例えば、後述する絶縁層１２７に用いることができる有機材料が挙げられる。
保護層１３１は、異なる成膜方法を用いて形成された２層構造であってもよい。具体的には、ＡＬＤ法を用いて保護層１３１の第１層目を形成し、スパッタリング法を用いて保護層１３１の第２層目を形成してもよい。
共通層１１４及び共通電極１１５は、層１１３ａ、層１１３ｂ、層１１３ｃ、層１１３ｄ、及び絶縁層１１８上に設けられる。
絶縁層１２７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。絶縁層１２７が有する有機材料として、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を好適に用いることができる。また、絶縁層１２７は、無機材料を有していてもよい。絶縁層１２７に用いることができる無機材料として、酸化物、窒化物、酸化窒化物、及び窒化酸化物等が挙げられる。絶縁層１２７が有する酸化物として、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、及び酸化タンタル等を用いることができる。絶縁層１２７が有する窒化物として、窒化シリコン及び窒化アルミニウム等が挙げられる。絶縁層１２７が有する酸化窒化物として、酸化窒化シリコン、及び酸化窒化アルミニウム等を用いることができる。絶縁層１２７が有する窒化酸化物として、窒化酸化シリコン、及び窒化酸化アルミニウム等を用いることができる。
なお、図１（Ｂ）などでは、層１１３ａ乃至層１１３ｃの膜厚をすべて同じで表示していたが、本発明はこれに限られるものではない。層１１３ａ乃至層１１３ｃのそれぞれの膜厚が異なる構造にしてもよい。層１１３ａ乃至層１１３ｃそれぞれの発する光を強める光路長に対応して膜厚を設定すればよい。これにより、マイクロキャビティ構造を実現し、それぞれの発光デバイスにおける色純度を高めることができる。
例えば、層１１３ｃが最も波長の長い光を発し、層１１３ｂが最も波長の短い光を発する場合、層１１３ｃの膜厚を最も厚くし、層１１３ｂの膜厚を最も薄くすることができる。なお、これに限られず、各発光デバイスが発する光の波長、発光デバイスを構成する層の光学特性、及び発光デバイスの電気特性などを考慮して、各ＥＬ層の厚さを調整することができる。
接着層１０７としては、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。
また、基板１０２の接着層１０７側の面には、遮光層を設けてもよい。図１（Ｂ）においては、基板１０２の接着層１０７側の面に遮光層１０８を設ける例を示す。本発明の一態様の表示装置においては、受光デバイスに用いられる画素電極１１１ｄと重畳する領域における絶縁層１１８の開口部が、発光デバイスに用いられる画素電極１１１ａ、１１１ｂ、及び１１１ｃと重畳する領域における絶縁層１１８の開口部よりも小さい構成とすることにより、発光効率が高く、かつ、受光時のＳ／Ｎ比が高い表示装置とすることができる。このとき、画素電極１１１ｄの周辺の領域を覆う遮光層１０８の開口部も、画素電極１１１ａ、１１１ｂ、及び１１１ｃの周辺の領域を覆う遮光層１０８の開口部よりも小さくすることにより、表示装置の性能をさらに高めることができるため、好ましい。また、基板１０２の外側には各種光学部材を配置することができる。光学部材としては、偏光板、位相差板、光拡散層（拡散フィルムなど）、反射防止層、及び集光フィルム等が挙げられる。また、基板１０２の外側には、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜、衝撃吸収層等の表面保護層を配置してもよい。例えば、表面保護層として、ガラス層またはシリカ層（ＳｉＯｘ層）を設けることで、表面汚染及び傷の発生を抑制することができ、好ましい。また、表面保護層としては、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）、ポリエステル系材料、またはポリカーボネート系材料などを用いてもよい。なお、表面保護層には、可視光に対する透過率が高い材料を用いることが好ましい。また、表面保護層には、硬度が高い材料を用いることが好ましい。
遮光層１０８は、可視光を吸収することが好ましい。また、遮光層１０８は赤外光を吸収することが好ましい。遮光層１０８として、例えば、金属材料、又は、顔料（カーボンブラックなど）もしくは染料を含む樹脂材料等を用いて遮光層を形成することができる。遮光層１０８は、赤色の着色層、緑色の着色層、及び青色の着色層のうち、２以上を積層した積層構造を有していてもよい。
遮光層１０８を設けることで、受光デバイス１５０の受光領域の周辺領域に入射する光の量を低減することができる。また、遮光層１０８を設けることで、発光デバイス１３０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。また、副画素に設けられる発光デバイス１３０から、隣接する副画素に設けられる受光デバイス１５０へ光が漏れることを抑制することができる。遮光層１０８は、少なくとも、受光デバイス１５０と重なる位置、及び発光デバイス１３０と重なる位置にそれぞれ開口を有する。
なお、本発明の一態様の表示装置において、遮光層を設けない構成としてもよい。
基板１０１及び基板１０２には、ガラス、石英、セラミックス、サファイア、樹脂、金属、合金、半導体などを用いることができる。発光デバイスからの光を取り出す側の基板には、該光を透過する材料を用いる。基板１０１及び基板１０２に可撓性を有する材料を用いると、表示装置の可撓性を高めることができる。また、基板１０１及び基板１０２として偏光板を用いてもよい。
基板１０１及び基板１０２としては、それぞれ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリアミド樹脂（ナイロン、アラミド等）、ポリシロキサン樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ＡＢＳ樹脂、セルロースナノファイバー等を用いることができる。基板１０１及び基板１０２に、可撓性を有する程度の厚さのガラスを用いてもよい。
なお、表示装置に円偏光板を重ねる場合、表示装置が有する基板には、光学等方性の高い基板を用いることが好ましい。光学等方性が高い基板は、複屈折が小さい（複屈折量が小さい、ともいえる）。
光学等方性が高い基板のリタデーション（位相差）値の絶対値は、３０ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以下がより好ましく、１０ｎｍ以下がさらに好ましい。
光学等方性が高いフィルムとしては、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ、セルローストリアセテートともいう）フィルム、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）フィルム、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）フィルム、及びアクリルフィルム等が挙げられる。
また、基板としてフィルムを用いる場合、フィルムが吸水することで、表示装置にしわが発生するなどの形状変化が生じる恐れがある。そのため、基板には、吸水率の低いフィルムを用いることが好ましい。例えば、吸水率が１％以下のフィルムを用いることが好ましく、０．１％以下のフィルムを用いることがより好ましく、０．０１％以下のフィルムを用いることがさらに好ましい。
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、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、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、及び、熱ＣＶＤ法などがある。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。
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、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等の方法により形成することができる。
特に、発光デバイスの作製には、蒸着法などの真空プロセス、及び、スピンコート法、インクジェット法などの溶液プロセスを用いることができる。蒸着法としては、スパッタ法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法、分子線蒸着法、真空蒸着法などの物理蒸着法（ＰＶＤ法）、及び、化学蒸着法（ＣＶＤ法）等が挙げられる。特にＥＬ層に含まれる機能層（正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層など）については、蒸着法（真空蒸着法等）、塗布法（ディップコート法、ダイコート法、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法等）、印刷法（インクジェット法、スクリーン（孔版印刷）法、オフセット（平版印刷）法、フレキソ（凸版印刷）法、グラビア法、または、マイクロコンタクト法等）などの方法により形成することができる。
表示装置を構成する島状のＥＬ層、及び島状の絶縁層は、精細なパターンを有するメタルマスクを用いて形成することができる。
あるいは、表示装置を構成する島状のＥＬ層、及び島状の絶縁層は、薄膜を加工して形成することができる。薄膜を加工して形成する際には、フォトリソグラフィ法等を用いて加工することができる。または、ナノインプリント法、サンドブラスト法、リフトオフ法などにより薄膜を加工してもよい。また、メタルマスクなど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。１つは、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、エッチング等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１つは、感光性を有する薄膜を成膜した後に、露光、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）、また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、または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、または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線また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、電子ビームなど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、サンドブラスト法などを用いることができる。
発光デバイス１３０と重畳するように、着色層を設けてもよい。着色層を設けることにより、発光デバイスが発する光の波長域の少なくとも一部を透過させることができる。例えば、発光デバイス１３０が赤色光を発する場合、着色層は、赤色の波長域に強度を有する光を透過する機能を有する。また例えば、発光デバイス１３０が緑色光を発する場合、着色層は、緑色の波長域に強度を有する光を透過する機能を有する。また例えば、発光デバイス１３０が青色光を発する場合、着色層は、青色の波長域に強度を有する光を透過する機能を有する。また、受光デバイス１５０と重畳するように、着色層を設けてもよい。例えば、受光デバイス１５０の感度が高い波長域に強度を有する光を透過する着色層を、受光デバイス１５０と重畳するように設けてもよい。
着色層を設けることで、外光反射を大きく低減することができる。さらに、発光デバイスがマイクロキャビティ構造を有することで、より外光反射を低減することができる。このように外光反射を低減することにより、表示装置に、円偏光板などの光学部材を用いることなく、十分に外光反射を抑制することができる。表示装置に円偏光板を用いないことで、発光デバイス１３０が発する光が、減衰されるのを低減できるため、表示装置の消費電力を低減することができる。
なお、上記において、発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃがそれぞれ異なる色の光を発光する例について示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃが白色光を発する構成にすることもできる。ここで、発光デバイス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃに、それぞれ透過する光の波長が異なる着色層を重畳することにより、副画素１１０ａ、副画素１１０ｂ、及び副画素１１０ｃは、それぞれ異なる色の光を発する。このように、副画素ごとに異なる色の可視光を透過する着色層を用いることで、フルカラー表示を行うことができる。この場合、各副画素に用いられる発光デバイスは、同一の材料を用いて形成することができるので、製造工程を簡略化し、製造コストを低減することができる。
［表示装置の変形例１］
次に、図６（Ａ）、図６（Ｂ）、及び図６（Ｃ）を用いて、絶縁層１１８の構成を変更した、表示装置１００の変形例について説明する。
図６（Ａ）に示す上面図は、受光デバイス１５０が有する画素電極１１１ｄの周辺にのみ、絶縁層を設ける例を示す。図６（Ａ）では、絶縁層１１８が絶縁層１１８ａと絶縁層１１８ｂの２つの層により構成される例を示す。図６（Ａ）に示す構成においては、図２（Ａ）等に示す構成と比較して、絶縁層１１８に替えて絶縁層１１８ａ及び絶縁層１１８ｂを有し、絶縁層１１８ａ及び絶縁層１１８ｂが画素電極１１１ｄの周囲を囲むように配置される例を示す。
絶縁層１１８ａ及び絶縁層１１８ｂとしてそれぞれ、絶縁層１１８として用いることができる材料及び構造を適用することができる。
また、図６（Ｂ）は、表示装置１００において、画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄ、絶縁層１１８ａ、及び絶縁層１１８ｂに図６（Ａ）に示す構成を用いた場合の、図６（Ａ）に示すＸ１－Ｘ２に対応する断面の一例である。図６（Ｃ）は、図６（Ｂ）の一部の領域の拡大図である。
表示装置１００の作製において、絶縁層１１８を絶縁層１１８ａと絶縁層１１８ｂの２つの層に分け、絶縁層１１８ａを設けた後に絶縁層１１８ｂを設けることにより、絶縁層１１８ａと絶縁層１１８ｂをそれぞれ、メタルマスクを用いて設けることができる。なお絶縁層１１８ｂを、絶縁層１１８ａの一部と重畳するように設けることにより、絶縁層１１８ａと絶縁層１１８ｂとにより、画素電極１１１ｄの周囲を好適に囲むように絶縁層を配置することができる。
なお、図６（Ｂ）に示す構成においては、絶縁層１１８ａは層１１３ｄ上及び層１１３ｃ上に位置し、絶縁層１１８ｂは層１１３ｄ上及び層１１３ａ上に位置する。よって、絶縁層１１８ａは層１１３ｄ及び層１１３ｃを形成した後に形成され、絶縁層１１８ｂは層１１３ｄ及び層１１３ａを形成した後に形成される。図６（Ｂ）に示す構成は例えば、層１１３ｄ、層１１３ａ、層１１３ｂ、及び層１１３ｃを形成した後に絶縁層１１８ａ及び絶縁層１１８ｂを形成することにより、作製することができる。
層１１３ｄ、層１１３ａ、層１１３ｂ、及び層１１３ｃを形成する工程と、絶縁層１１８ａ及び絶縁層１１８ｂを形成する工程と、は連続で処理されることが好ましく、工程の間には、減圧下、あるいは貴ガスなどの不活性ガス雰囲気下にて搬送されることが好ましい。
図７（Ａ）に示す構成は、図６（Ｂ）と比較して、層１１３ｃが絶縁層１１８ａ上に位置し、層１１３ａが絶縁層１１８ｂ上に位置する点が異なる。また、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の一部の領域の拡大図である。絶縁層１１８ａは、層１１３ｄの上面と接する領域を有することが好ましい。また絶縁層１１８ａは、層１１３ｄと層１１３ｃに挟まれる領域を有する。また層１１３ｃは、絶縁層１１８ａの上面と接する領域を有することが好ましい。絶縁層１１８ｂは、層１１３ｄの上面と接する領域を有することが好ましい。また絶縁層１１８ｂは、層１１３ｄと層１１３ａに挟まれる領域を有する。また層１１３ａは、絶縁層１１８ｂの上面と接する領域を有することが好ましい。
図７（Ａ）に示す構成は例えば、層１１３ｄを形成した後に絶縁層１１８ａ及び絶縁層１１８ｂを形成し、その後、層１１３ａ、層１１３ｂ、及び層１１３ｃを形成することにより、作製することができる。絶縁層１１８ａ及び絶縁層１１８ｂを形成した後に層１１３ａ、層１１３ｂ、及び層１１３ｃを形成することにより、絶縁層１１８ａ及び絶縁層１１８ｂの形成において、層１１３ａ、層１１３ｂ、及び層１１３ｃに与え得るダメージを回避することができる。
［表示装置の変形例２］
次に、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）を用いて、絶縁層１１８の構成を変更した、表示装置１００の変形例について説明する。
図８（Ａ）は、図１（Ａ）に示すＸ１－Ｘ２に対応する断面の一例であり、図１（Ｂ）、図６（Ｂ）、図７（Ａ）等とは絶縁層１１８の構成が異なる。また図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の一部の領域の拡大図である。
図８（Ａ）に示す構成は、隣り合う副画素が有する層１１３ａ、層１１３ｂ、層１１３ｃ、及び層１１３ｄが離隔して設けられる。また、図８（Ａ）に示す構成では、層１１３ｄ上に設けられる絶縁層１１８（以下、絶縁層１１８（１）と呼ぶ場合がある）、層１１３ａ上に設けられる絶縁層１１８（以下、絶縁層１１８（２）と呼ぶ場合がある）、層１１３ｂ上に設けられる絶縁層１１８（以下、絶縁層１１８（３）と呼ぶ場合がある）、及び層１１３ｃ上に設けられる絶縁層１１８（以下、絶縁層１１８（４）と呼ぶ場合がある）を有する。絶縁層１１８（１）となる膜、絶縁層１１８（２）となる膜、絶縁層１１８（３）となる膜、及び絶縁層１１８（４）となる膜はそれぞれ、作製工程において、それぞれ別に設けられる場合がある。すなわち、縁層１１８（１）となる膜、絶縁層１１８（２）となる膜、絶縁層１１８（３）となる膜、及び絶縁層１１８（４）となる膜はそれぞれ、形成のタイミングが異なる場合がある。
絶縁層１１８（１）、絶縁層１１８（２）、絶縁層１１８（３）、及び絶縁層１１８（４）として用いることができる材料及び構成等については、絶縁層１１８に関する記載を適宜、参照することができる。
また、図８（Ａ）に示す構成においては、層１１３ａ、層１１３ｂ、層１１３ｃ、及び層１１３ｄの端部と、絶縁層１１８の端部が概略揃う。絶縁層１１８（１）をマスク層として用いて層１１３ｄをエッチングにより加工し、その後、絶縁層１１８（１）において画素電極１１１ｄと重畳する領域の少なくとも一部を除去することにより、図８（Ａ）に示す絶縁層１１８（１）及び層１１３ｄを作製することができる。図８に示す構成の作製方法の一例については後述する。
［表示装置の作製方法例１］
図９（Ａ）乃至図９（Ｄ）を用いて、本発明の一態様の表示装置の作製方法の例を示す。
まず基板１０１上に絶縁層２５５ａ、絶縁層２５５ｂ、及び絶縁層２５５ｃを形成する。その後、画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄとなる導電膜を形成し、該導電膜の一部を除去し、画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄを形成する。その後、絶縁層１２７を形成する。
次に、ファインメタルマスク１５１Ｋを用いて、層１１３ｄを形成する（図９（Ａ））。層１１３ｄは例えば、蒸着法などを用いて形成することができる。
次に、ファインメタルマスクを用いて層１１３ａ、層１１３ｂ、層１１３ｃを形成する（図９（Ｂ））。なお層１１３ａ、層１１３ｂ、層１１３ｃの形成はこの順番には限られない。
次に、絶縁層１１８となる絶縁膜１１８Ｆを形成する。その後、フォトリソグラフィ法を用いて、レジストマスク１８０ａを形成する（図９（Ｃ））。レジストマスク１８０ａは、絶縁層１２７と少なくとも一部が重畳するように設けることが好ましい。
次に、エッチングにより絶縁膜１１８Ｆのレジストマスク１８０ａに覆われない領域を除去し、絶縁層１１８を形成する。その後、レジストマスク１８０ａを除去する（図９（Ｄ））。その後、共通層１１４、共通電極１１５及び保護層１３１を順に成膜する。その後、遮光層１０８が設けられた基板１０２を、接着層１０７により貼り合わせることで、図１（Ｂ）に示す表示装置１００を作製することができる。
絶縁層１１８のエッチング処理はウェットエッチング法で行うことが好ましい。ウェットエッチング法を用いることで、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、層１１３ａ、層１１３ｂ、層１１３ｃ、及び層１１３ｄに加わるダメージを低減することができる。ウェットエッチング処理に用いる薬液は、アルカリ性であってもよく、酸性であってもよい。例えば水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（ＴＭＡＨ）等のアルカリ性溶液を用いたウェットエッチングを行うことができる。または、希フッ酸、シュウ酸、リン酸、酢酸、硝酸、またはこれらの混合液体などの酸性溶液を用いたウェットエッチングを用いてもよい。また、酸性溶液を用いたウェットエッチングの場合、水、リン酸、希フッ酸、及び硝酸を含む混酸系薬液を用いてもよい。
また、絶縁層１１８のエッチング処理により層１１３ａ、層１１３ｂ、層１１３ｃ、及び層１１３ｄの一部が露出した後、さらに加熱処理を行ってもよい。当該加熱処理により、層１１３ａ、層１１３ｂ、層１１３ｃ、及び層１１３ｄに含まれる水、並びに層１１３ａ、層１１３ｂ、層１１３ｃ、及び層１１３ｄの表面に吸着する水等を除去できる。例えば、不活性ガス雰囲気又は減圧雰囲気下における加熱処理を行うことができる。加熱処理は、基板温度として５０℃以上２００℃以下、好ましくは６０℃以上１５０℃以下、さらに好ましくは７０℃以上１２０℃以下の温度で行うことができる。減圧雰囲気とすることで、より低温で脱水が可能であるため好ましい。ただし、上記の加熱処理は、層１１３ａ、層１１３ｂ、層１１３ｃ、及び層１１３ｄの耐熱温度も考慮して温度範囲を適宜設定することが好ましい。なお、層１１３ａ、層１１３ｂ、層１１３ｃ、及び層１１３ｄの耐熱温度を考慮した場合、上記温度範囲のなかでも特に７０℃以上１２０℃以下の温度が好適である。
［表示装置の作製方法例２］
図１０（Ａ）乃至図１０（Ｃ）を用いて、本発明の一態様の表示装置の作製方法の例を示す。
まず、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示す作製方法などを用いて、図１０（Ａ）に示す構成を作製する。
次に、ファインメタルマスク１５１Ｍを用いて、画素電極１１１ｄと画素電極１１１ｃの間に位置する絶縁層１２７と、少なくとも一部が重畳するように絶縁層１１８ａを形成する（図１０（Ｂ））。
次に、ファインメタルマスク１５１Ｎを用いて、画素電極１１１ｄと画素電極１１１ａの間に位置する絶縁層１２７と、少なくとも一部が重畳するように絶縁層１１８ｂを形成する（図１０（Ｃ））。その後、共通層１１４、共通電極１１５及び保護層１３１を順に成膜する。その後、遮光層１０８が設けられた基板１０２を、接着層１０７により貼り合わせることで、図６（Ｂ）に示す表示装置１００を作製することができる。
［表示装置の作製方法例３］
図１１（Ａ）乃至図１１（Ｅ）を用いて、本発明の一態様の表示装置の作製方法の例を示す。
まず基板１０１上に絶縁層２５５ａ、絶縁層２５５ｂ、及び絶縁層２５５ｃを形成する。その後、画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄとなる導電膜を形成し、該導電膜の一部を除去し、画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄを形成する。その後、絶縁層１２７を形成する。
次に、層１１３ｄとなる膜１１３ｄＦを形成する。その後、膜１１３ｄＦ上に、絶縁層１１８（１）となる絶縁膜１１８（１）Ｆを形成する。その後、絶縁膜１１８（１）Ｆ上に、レジストマスク１８０ｂを形成する（図１１（Ａ））。レジストマスク１８０ｂは、画素電極１１１ｄと少なくとも一部が重畳するように設けられる。
次に、エッチングにより絶縁膜１１８（１）Ｆのレジストマスク１８０ｂに覆われない領域を除去し、絶縁層１１８（１）Ｎを形成する。その後、レジストマスク１８０ｂを除去する（図１１（Ｂ））。
次に、絶縁層１１８（１）Ｎをハードマスクとして用い、エッチングにより膜１１３ｄＦにおいて絶縁層１１８（１）Ｎに覆われない領域を除去して層１１３ｄを形成する（図１１（Ｃ））。
同様に、層１１３ａとなる膜上に、絶縁層１１８（２）Ｎを形成し、絶縁層１１８（２）Ｎをハードマスクとして層１１３ａを形成する。また、層１１３ｂとなる膜上に、絶縁層１１８（３）Ｎを形成し、絶縁層１１８（３）Ｎをハードマスクとして層１１３ｂを形成する。また、層１１３ｃとなる膜上に、絶縁層１１８（４）Ｎを形成し、絶縁層１１８（４）Ｎをハードマスクとして層１１３ｃを形成する（図１１（Ｄ））。
なお、層１１３ｄ、層１１３ａ、層１１３ｂ、及び層１１３ｃの形成の際に、絶縁層１２７に凹部が形成される場合がある。
次に、レジストマスク１８０ｃを用いて、絶縁層１１８（１）Ｎ、絶縁層１１８（２）Ｎ、絶縁層１１８（３）Ｎ、及び絶縁層１１８（４）Ｎにそれぞれ開口部を設け、絶縁層１１８（１）、絶縁層１１８（２）、絶縁層１１８（３）、及び絶縁層１１８（４）を設ける（図１１（Ｅ））。絶縁層１１８（１）Ｎに設けられる開口部は、画素電極１１１ｄを重畳する領域を含む。また、絶縁層１１８（２）Ｎに設けられる開口部は、画素電極１１１ａを重畳する領域を含む。また、絶縁層１１８（３）Ｎに設けられる開口部は、画素電極１１１ｂを重畳する領域を含む。また、絶縁層１１８（４）Ｎに設けられる開口部は、画素電極１１１ｃを重畳する領域を含む。
次に、レジストマスク１８０ｃを除去する。その後、共通層１１４、共通電極１１５及び保護層１３１を順に成膜する。その後、遮光層１０８が設けられた基板１０２を、接着層１０７により貼り合わせることで、図８（Ａ）に示す表示装置１００を作製することができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態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１２乃至図１７を用いて説明する。
［画素のレイアウト］
本実施の形態では、主に、図１（Ａ）とは異なる画素レイアウトなどについて説明する。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、ペンタイル配列などが挙げられる。
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）、五角形などの多角形、これら多角形の角が丸い形状、楕円形、または円形などが挙げられる。ここで、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。
また、副画素を構成する回路レイアウトは、図に示す副画素の範囲に限定されず、その外側に配置されていてもよい。
図１２（Ａ）乃至図１２（Ｋ）に示すように、画素は副画素を４種類有する構成とすることができる。
図１２（Ａ）乃至図１２（Ｃ）に示す画素１１０は、ストライプ配列が適用されている。
図１２（Ａ）は、各副画素が、長方形の上面形状を有する例であり、図１２（Ｂ）は、各副画素が、２つの半円と長方形をつなげた上面形状を有する例であり、図１２（Ｃ）は、各副画素が、楕円形の上面形状を有する例である。
図１２（Ｄ）乃至図１２（Ｆ）に示す画素１１０は、マトリクス配列が適用されている。
図１２（Ｄ）は、各副画素が、正方形の上面形状を有する例であり、図１２（Ｅ）は、各副画素が、角が丸い略正方形の上面形状を有する例であり、図１２（Ｆ）は、各副画素が、円形の上面形状を有する例である。
図１２（Ｇ）及び図１２（Ｈ）では、１つの画素１１０が、２行３列で構成されている例を示す。
図１２（Ｇ）に示す画素１１０は、上の行（１行目）に、３つの副画素（副画素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ）を有し、下の行（２行目）に、１つの副画素（副画素１１０ｄ）を有する。言い換えると、画素１１０は、左の列（１列目）に、副画素１１０ａを有し、中央の列（２列目）に副画素１１０ｂを有し、右の列（３列目）に副画素１１０ｃを有し、さらに、この３列にわたって、副画素１１０ｄを有する。
図１２（Ｈ）に示す画素１１０は、上の行（１行目）に、３つの副画素（副画素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ）を有し、下の行（２行目）に、３つの副画素１１０ｄを有する。言い換えると、画素１１０は、左の列（１列目）に、副画素１１０ａ及び副画素１１０ｄを有し、中央の列（２列目）に副画素１１０ｂ及び副画素１１０ｄを有し、右の列（３列目）に副画素１１０ｃ及び副画素１１０ｄを有する。図１２（Ｈ）に示すように、上の行と下の行との副画素の配置を揃える構成とすることで、製造プロセスで生じうるゴミなどを効率よく除去することが可能となる。したがって、表示品位の高い表示装置を提供することができる。
図１２（Ｉ）では、１つの画素１１０が、３行２列で構成されている例を示す。
図１２（Ｉ）に示す画素１１０は、上の行（１行目）に、副画素１１０ａを有し、中央の行（２行目）に、副画素１１０ｂを有し、１行目から２行目にわたって副画素１１０ｃを有し、下の行（３行目）に、１つの副画素（副画素１１０ｄ）を有する。言い換えると、画素１１０は、左の列（１列目）に、副画素１１０ａ、１１０ｂを有し、右の列（２列目）に副画素１１０ｃを有し、さらに、この２列にわたって、副画素１１０ｄを有する。
図１２（Ａ）乃至図１２（Ｉ）に示す画素１１０は、副画素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄの、４つの副画素から構成される。副画素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄは、それぞれ異なる色の光を発する発光デバイス、または光を検出する受光デバイスに対応する。
図１２（Ａ）乃至図１２（Ｉ）に示す各画素１１０において、例えば、副画素１１０ａを赤色の光を呈する副画素とし、副画素１１０ｂを緑色の光を呈する副画素とし、副画素１１０ｃを青色の光を呈する副画素とし、副画素１１０ｄを、受光デバイスを有する副画素とすることが好ましい。このような構成とする場合、図１２（Ｇ）及び図１２（Ｈ）に示す画素１１０では、赤色の光を呈する副画素、緑色の光を呈する副画素、青色の光を呈する副画素のレイアウトがストライプ配列となるため、表示品位を高めることができる。また、図１２（Ｉ）に示す画素１１０では、赤色の光を呈する副画素、緑色の光を呈する副画素、青色の光を呈する副画素のレイアウトがいわゆるＳストライプ配列となるため、表示品位を高めることができる。
また、画素１１０は、受光デバイスを有する副画素を有していてもよい。
図１２（Ａ）乃至図１２（Ｉ）に示す各画素１１０において、副画素１１０ａ乃至副画素１１０ｄのいずれか一つを、受光デバイスを有する副画素としてもよい。
図１２（Ａ）乃至図１２（Ｉ）に示す各画素１１０において例えば、副画素１１０ａを赤色の光を呈する副画素とし、副画素１１０ｂを緑色の光を呈する副画素とし、副画素１１０ｃを青色の光を呈する副画素とし、副画素１１０ｄを、受光デバイスを有する副画素とすることが好ましい。このような構成とする場合、図１２（Ｇ）及び図１２（Ｈ）に示す画素１１０では、赤色の光を呈する副画素、緑色の光を呈する副画素、青色の光を呈する副画素のレイアウトがストライプ配列となるため、表示品位を高めることができる。また、図１２（Ｉ）に示す画素１１０では、赤色の光を呈する副画素、緑色の光を呈する副画素、青色の光を呈する副画素のレイアウトがいわゆるＳストライプ配列となるため、表示品位を高めることができる。
受光デバイスを有する副画素が検出する光の波長は特に限定されない。副画素は、可視光及び赤外光の一方または双方を検出する構成とすることができる。
図１２（Ｊ）及び図１２（Ｋ）に示すように、画素は副画素を５種類有する構成とすることができる。
図１２（Ｊ）では、１つの画素１１０が、２行３列で構成されている例を示す。
図１２（Ｊ）に示す画素１１０は、上の行（１行目）に、３つの副画素（副画素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ）を有し、下の行（２行目）に、２つの副画素（副画素１１０ｄ、１１０ｅ）を有する。言い換えると、画素１１０は、左の列（１列目）に、副画素１１０ａ、１１０ｄを有し、中央の列（２列目）に副画素１１０ｂを有し、右の列（３列目）に副画素１１０ｃを有し、さらに、２列目から３列目にわたって、副画素１１０ｅを有する。
図１２（Ｋ）では、１つの画素１１０が、３行２列で構成されている例を示す。
図１２（Ｋ）に示す画素１１０は、上の行（１行目）に、副画素１１０ａを有し、中央の行（２行目）に、副画素１１０ｂを有し、１行目から２行目にわたって副画素１１０ｃを有し、下の行（３行目）に、２つの副画素（副画素１１０ｄ、１１０ｅ）を有する。言い換えると、画素１１０は、左の列（１列目）に、副画素１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｄを有し、右の列（２列目）に副画素１１０ｃ、１１０ｅを有する。
図１２（Ｊ）及び図１２（Ｋ）に示す各画素１１０において例えば、副画素１１０ａを赤色の光を呈する副画素とし、副画素１１０ｂを緑色の光を呈する副画素とし、副画素１１０ｃを青色の光を呈する副画素とすることが好ましい。このような構成とする場合、図１２（Ｊ）に示す画素１１０では、赤色の光を呈する副画素、緑色の光を呈する副画素、青色の光を呈する副画素のレイアウトがストライプ配列となるため、表示品位を高めることができる。また、図１２（Ｋ）に示す画素１１０では、赤色の光を呈する副画素、緑色の光を呈する副画素、青色の光を呈する副画素のレイアウトがいわゆるＳストライプ配列となるため、表示品位を高めることができる。
また、図１２（Ｊ）及び図１２（Ｋ）に示す各画素１１０において、例えば、副画素１１０ｄと副画素１１０ｅのうち、少なくとも一方に、受光デバイスを有する副画素を適用することが好ましい。副画素１１０ｄと副画素１１０ｅの両方に受光デバイスを用いる場合、受光デバイスの構成が互いに異なっていてもよい。例えば、互いに検出する光の波長域が少なくとも一部が異なっていてもよい。具体的には、副画素１１０ｄと副画素１１０ｅのうち、一方は主に可視光を検出する受光デバイスを有し、他方は主に赤外光を検出する受光デバイスを有していてもよい。
また、図１２（Ｊ）及び図１２（Ｋ）に示す各画素１１０において、例えば、副画素１１０ｄと副画素１１０ｅのうち、一方に、受光デバイスを有する副画素を適用し、他方に、光源として用いることが可能な発光デバイスを有する副画素を適用することが好ましい。例えば、副画素１１０ｄを、赤外光を検出する受光デバイスを有する副画素とし、副画素１１０ｅを、赤外光を呈する発光デバイスを有する副画素とすることができる。
図１３に示す構成においては、異なる構成を有する２つの画素１１０（以下、画素１２４ａ及び画素１２４ｂと呼ぶ）が並んで配置される。
図１３に示す画素１２４ａは、上の行（１行目）に、副画素１１０ｄを有し、下の行（２行目）に、副画素１１０ｂを有し、１行目から２行目にわたって副画素１１０ａを有する。言い換えると、画素１２４ａは、左の列（１列目）に、副画素１１０ｄ、副画素１１０ｂを有し、右の列（２列目）に副画素１１０ａを有する。
図１３に示す画素１２４ｂは、上の行（１行目）に、副画素１１０ｄを有し、下の行（２行目）に、副画素１１０ｂを有し、１行目から２行目にわたって副画素１１０ｃを有する。言い換えると、画素１２４ｂは、左の列（１列目）に、副画素１１０ｄ、副画素１１０ｂを有し、右の列（２列目）に副画素１１０ｃを有する。
図１３に示す構成においては、副画素１１０ａ及び副画素１１０ｃはそれぞれ２画素に１つ配置され、副画素１１０ａ及び副画素１１０ｃの面積は、副画素１１０ｂの面積よりも大きい。このような構成とすることで、副画素１１０ｂ及び副画素１１０ｄの精細度を高くし、副画素１１０ａ及び副画素１１０ｃの面積を大きくすることにより、より低い消費電力でも輝度を高めることができるため、高精細で、消費電力が低く、信頼性に優れた表示装置を実現することができる。
なお副画素１１０ｄの受光面積は、他の副画素の発光面積よりも小さい構成にしてもよい。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１１０ｄを用いることで、高精細または高解像度の撮像を行うことができる。例えば、副画素１１０ｄを用いて、指紋、掌紋、虹彩、脈形状（静脈形状、動脈形状を含む）、または顔など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１１０ｄは、タッチセンサ（ダイレクトタッチセンサともいう）またはホバータッチセンサ（ホバーセンサ、非接触センサ、タッチレスセンサともいう）などに用いることができる。例えば、副画素１１０ｄ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、タッチセンサまたはホバータッチセンサは、対象物（指、手、またはペンなど）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、ホバータッチセンサは、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、または傷がつくリスクを低減することができる、または対象物が表示装置に付着した汚れ（例えば、ゴミ、またはウィルスなど）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１１０ｄ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１１０ｄは、タッチセンサまたはホバータッチセンサなどに用いる場合は、指紋など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１１０ｄの数を、副画素１１０ａ等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。
また、フォトリソグラフィ法では、加工するパターンが微細になるほど、光の回折の影響を無視できなくなるため、露光によりフォトマスクのパターンを転写する際に忠実性が損なわれ、レジストマスクを所望の形状に加工することが困難になる。そのため、フォトマスクのパターンが矩形であっても、角が丸まったパターンが形成されやすい。したがって、副画素の上面形状が、多角形の角が丸い形状、楕円形、または円形などになることがある。
また、加工するパターンの上面形状を所望の形状とするために、設計パターンと、転写パターンとが、一致するように、あらかじめマスクパターンを補正する技術（ＯＰＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：光近接効果補正）技術）を用いてもよい。具体的には、ＯＰＣ技術では、マスクパターン上の図形コーナー部などに補正用のパターンを追加する。
以上のように、本発明の一態様の表示装置は、発光デバイスを有する副画素からなる構成の画素について、様々なレイアウトを適用することができる。また、本発明の一態様の表示装置は、画素に発光デバイスと受光デバイスとの双方を有する構成を適用することができる。この場合においても、様々なレイアウトを適用することができる。
図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は、副画素１１０ａ、副画素１１０ｂ、副画素１１０ｃ、及び副画素１１０ｄのそれぞれが有する画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄの配置と、絶縁層１１８ａ及び絶縁層１１８ｂの配置と、を示す上面図である。
絶縁層１１８ａと絶縁層１１８ｂは一部、重畳する領域を有する。図１４（Ａ）には絶縁層１１８ａの領域をわかりやすく示すために絶縁層１１８ｂは示さず、絶縁層１１８ａを示している。また、図１４（Ｂ）には絶縁層１１８ａと絶縁層１１８ｂの両方を示している。
画素１１０は、Ｘ方向及びＹ方向に沿ってマトリクス状に配置されている。画素電極１１１ｄと画素電極１１１ａはＸ方向に沿って交互に配列し、画素電極１１１ｄと画素電極１１１ｃはＹ方向に沿って交互に配列する。画素電極１１１ｂと画素電極１１１ｃはＸ方向に沿って交互に配列し、画素電極１１１ｂと画素電極１１１ａはＹ方向に沿って交互に配列する。
また画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄは概略正方形であり、正方形の四辺がＸ軸またはＹ軸のいずれかと概略平行である。
図１４（Ｂ）において、絶縁層１１８ａは、画素電極１１１ｄと画素電極１１１ａの間に位置する。また絶縁層１１８ｂは、画素電極１１１ｄと画素電極１１１ｃの間に位置する。画素電極１１１ｄは、絶縁層１１８ａと絶縁層１１８ｂによって、周辺を囲まれている。
図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、副画素１１０ａ、副画素１１０ｂ、副画素１１０ｃ、及び副画素１１０ｄのそれぞれが有する画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄの配置と、絶縁層１１８ａ及び絶縁層１１８ｂの配置と、を示す上面図であり、図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）とは異なる構成を有する。また図１５（Ａ）には絶縁層１１８ｂは示さず、絶縁層１１８ａを示しており、図１５（Ｂ）には絶縁層１１８ａと絶縁層１１８ｂの両方を示している。
図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）においては、画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄは概略正方形であり、正方形の四辺がＸ軸とおよそ４５°、あるいはＹ軸とおよそ４５°の角度をなす。また、画素電極１１１ｄと画素電極１１１ａはＸ方向に沿って交互に配列し、画素電極１１１ｃと画素電極１１１ｂはＸ方向に沿って交互に配列する。また、画素電極１１１ｄと画素電極１１１ａがＸ方向に沿って交互に配列した行と、画素電極１１１ｃと画素電極１１１ｂがＸ方向に沿って交互に配列した行と、がＹ方向に交互に配置される。画素電極１１１ｃは、画素電極１１１ｄを基準として、Ｘ座標が大きくなる位置に配置されている。すなわち画素電極１１１ｄと画素電極１１１ｃは、Ｙ軸に対して斜めに配置されている。
図１５（Ｂ）において、画素電極１１１ｄは、絶縁層１１８ａと絶縁層１１８ｂによって、周辺を囲まれている。絶縁層１１８ａと絶縁層１１８ｂは、画素電極１１１ｄの周辺に位置する同一画素の画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、及び画素電極１１１ｃとの間と、隣接する画素の画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、及び画素電極１１１ｃとの間に設けられている。
図１５（Ｂ）において画素電極１１１ｄの４辺は、Ｘ軸とおよそ４５°、あるいはＹ軸とおよそ４５°の角度をなす。絶縁層１１８ａ及び絶縁層１１８ｂは、画素電極１１１ｄの辺に沿って設けられる。図１５（Ｂ）において絶縁層１１８ａは、画素電極１１１ｄの４つの辺のうち、向かい合う２つの辺のそれぞれに沿って設けられる２つの長方形の形状を有すると表現することもでき、絶縁層１１８ｂは、４つの辺のうち、残りの２辺のそれぞれに沿って設けられる２つの長方形の形状を有すると表現することもできる。
図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）は、副画素１１０ａ、副画素１１０ｂ、副画素１１０ｃ、及び副画素１１０ｄのそれぞれが有する画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄの配置と、絶縁層１１８ａ及び絶縁層１１８ｂの配置と、を示す上面図であり、図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）とは異なる構成を有する。また図１６（Ａ）には絶縁層１１８ｂは示さず、絶縁層１１８ａを示しており、図１６（Ｂ）には絶縁層１１８ａと絶縁層１１８ｂの両方を示している。
図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）は、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）と比較して、画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄの配置が共通しているものの、画素電極１１１ｄの面積及び向きが異なる。図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）においては、画素電極１１１ｄの面積が小さく、また、画素電極１１１ｄの４辺は、Ｘ軸またはＹ軸と概略平行である。
図１６（Ｂ）において、絶縁層１１８ａは、画素電極１１１ｄと画素電極１１１ａの間に位置する。また絶縁層１１８ｂは、画素電極１１１ｄと画素電極１１１ｃの間に位置する。画素電極１１１ｄは、絶縁層１１８ａと絶縁層１１８ｂによって、周辺を囲まれている。
図１６（Ｂ）において絶縁層１１８ａは、画素電極１１１ｄの４つの辺のうち、向かい合う２つの辺のそれぞれに沿って設けられる２つの長方形の形状を有すると表現することもでき、絶縁層１１８ｂは、４つの辺のうち、残りの２辺のそれぞれに沿って設けられる２つの長方形の形状を有すると表現することもできる。
図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）には、図１３に示す画素１１０（画素１２４ａと画素１２４ｂ）を適用した構成を示す。図１３は、画素１２４ａの副画素１１０ａ、副画素１１０ｂ、及び副画素１１０ｄのそれぞれが有する画素電極１１１ａ、画素電極１１１ｂ、及び画素電極１１１ｄの配置と、画素１２４ｂの副画素１１０ｂ、副画素１１０ｃ、及び副画素１１０ｄのそれぞれが有する画素電極１１１ｂ、画素電極１１１ｃ、及び画素電極１１１ｄの配置と、絶縁層１１８ａ及び絶縁層１１８ｂの配置と、を示す上面図である。また図１７（Ａ）には絶縁層１１８ｂは示さず、絶縁層１１８ａを示しており、図１７（Ｂ）には絶縁層１１８ａと絶縁層１１８ｂの両方を示している。
画素電極１１１ｄは概略正方形であり、画素電極１１１ｄの４辺は、Ｘ軸またはＹ軸と概略平行である。画素電極１１１ｄは、絶縁層１１８ａと絶縁層１１８ｂによって、周辺を囲まれている。
図１７（Ｂ）に示す画素１２４ａ、及び画素１２４ｂのそれぞれにおいて、絶縁層１１８ｂは、画素電極１１１ｄと画素電極１１１ｂの間に位置する。また画素１２４ａにおいて、絶縁層１１８ａは画素電極１１１ｄと画素電極１１１ａの間に位置し、画素１２４ｂにおいて、絶縁層１１８ａは画素電極１１１ｄと画素電極１１１ｃの間に位置する。
図１７（Ｂ）において絶縁層１１８ａは、画素電極１１１ｄの４つの辺のうち、向かい合う２つの辺のそれぞれに沿って設けられる２つの長方形の形状を有すると表現することもでき、絶縁層１１８ｂは、４つの辺のうち、残りの２辺のそれぞれに沿って設けられる２つの長方形の形状を有すると表現することもできる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について図１８乃至図２０を用いて説明する。
本実施の形態の表示装置は、高解像度の表示装置また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、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ、及び、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、及び、音響再生装置の表示部に用いることができる。
また、本実施の形態の表示装置は、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、ブレスレット型などの情報端末機（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などのＶＲ向け機器、及び、メガネ型のＡＲ向け機器など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。
［表示装置１００Ｇ］
図１８に、表示装置１００Ｇの斜視図を示し、図１９に、表示装置１００Ｇの断面図を示す。
表示装置１００Ｇは、基板１５２と基板１５１とが貼り合わされた構成を有する。図１８では、基板１５２を破線で明示している。
表示装置１００Ｇは、表示部１６２、接続部１４０、回路１６４、配線１６５等を有する。図１８では表示装置１００Ｇ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１８に示す構成は、表示装置１００Ｇ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。
接続部１４０は、表示部１６２の外側に設けられる。接続部１４０は、表示部１６２の一辺または複数の辺に沿って設けることができる。接続部１４０は、単数であっても複数であってもよい。図１８では、表示部の四辺を囲むように接続部１４０が設けられている例を示す。接続部１４０では、発光デバイスの共通電極と、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１６４としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。
配線１６５は、表示部１６２及び回路１６４に信号及び電力を供給する機能を有する。当該信号及び電力は、外部からＦＰＣ１７２を介して配線１６５に入力されるか、またはＩＣ１７３から配線１６５に入力される。
図１８では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ）方式等により、基板１５１にＩＣ１７３が設けられている例を示す。ＩＣ１７３は、例えば走査線駆動回路または信号線駆動回路などを有するＩＣを適用できる。なお、表示装置１００Ｇ及び表示モジュールは、ＩＣを設けない構成としてもよい。また、ＩＣを、ＣＯＦ方式等により、ＦＰＣに実装してもよい。
図１９に、表示装置１００Ｇの、ＦＰＣ１７２を含む領域の一部、回路１６４の一部、表示部１６２の一部、接続部１４０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１９に示す表示装置１００Ｇ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、赤色の光を発する発光デバイス１３０Ｒ、青色の光を発する発光デバイス１３０Ｂ、及び光Ｌを検出する受光デバイス１５０等を有する。なお、図示していないが、先の実施の形態と同様に、緑色の光を発する発光デバイスも、表示装置１００Ｇに設けられている。
発光デバイス１３０Ｒ、１３０Ｂ、及び受光デバイス１５０は、画素電極の構成が異なる点以外は、それぞれ、図１（Ｂ）に示す積層構造を有する。発光デバイス及び受光デバイスの詳細は実施の形態１を参照できる。例えば、発光デバイス１３０Ｒは、図１（Ｂ）に示す発光デバイス１３０ａに対応し、発光デバイス１３０Ｂは、図１（Ｂ）に示す発光デバイス１３０ｃに対応し、受光デバイス１５０は、図１（Ｂ）に示す受光デバイス１５０に対応する。また、図示しないが、緑色の光を発する発光デバイスは、図１（Ｂ）に示す発光デバイス１３０ｂに対応する。
発光デバイス１３０Ｒは、導電層１１２ａを有する。導電層１１２ａを画素電極と呼ぶことができる。
また、導電層１１２ａは、２以上の層を積層して構成することができる。そのような場合には例えば、導電層１１２ａが有する層の全てを画素電極と呼ぶこともでき、導電層１１２ａが有する層の一部を画素電極と呼ぶこともできる。
発光デバイス１３０Ｂは、導電層１１２ｃを有する。なお、図示しないが、緑色の光を発する発光デバイスも同様の構成を有する。
受光デバイス１５０は、導電層１１２ｄを有する。
導電層１１２ａは、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２０５が有する導電層２２２ｂと接続されている。
導電層１１２ａは例えば、２層の積層構造とすることができる。そのような場合には例えば、下層には反射電極として機能する導電層を用い、上層には透明電極として機能する導電層を用いることができる。
発光デバイス１３０Ｂにおける導電層１１２ｃ、及び、受光デバイス１５０における導電層１１２ｄについては、発光デバイス１３０Ｒにおける導電層１１２ａと同様であるため詳細な説明は省略する。
導電層１１２ａの端部は絶縁層１２７により覆われ、導電層１１２ａ上及び絶縁層１２７上には層１１３ａが設けられる。同様に、導電層１１２ｃの端部は絶縁層１２７により覆われ、導電層１１２ｃ上及び絶縁層１２７上には層１１３ｃが設けられる。同様に、導電層１１２ｄの端部は絶縁層１２７により覆われ、導電層１１２ｄ上及び絶縁層１２７上には層１１３ｄが設けられる。
層１１３ａ、層１１３ｃ、及び、層１１３ｄ上に、共通層１１４が設けられ、共通層１１４上に共通電極１１５が設けられている。共通層１１４及び共通電極１１５は、それぞれ、複数の発光デバイス及び受光デバイスに共通して設けられるひとつなぎの膜である。
また、発光デバイス１３０Ｒ、１３０Ｇ、１３０Ｂ上にはそれぞれ、保護層１３１が設けられている。発光デバイスを覆う保護層１３１を設けることで、発光デバイスに水などの不純物が入り込むことを抑制し、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
保護層１３１と、基板１５２は接着層１０７を介して接着されている。発光デバイスの封止には、固体封止構造または中空封止構造などが適用できる。図１９では、基板１５２と基板１５１との間の空間が、接着層１０７で充填されており、固体封止構造が適用されている。または、当該空間を不活性ガス（窒素またはアルゴンなど）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１０７は、発光デバイス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１０７とは異なる樹脂で充填してもよい。
接続部１４０においては、絶縁層２１４上に導電層１２３が設けられている。導電層１２３は、導電層１１２ａ、１１２ｃ、１１２ｄと同一の導電膜を加工して得ることができる。導電層１２３の端部は、絶縁層１２７によって覆われている。また、導電層１２３上には共通層１１４が設けられ、共通層１１４上には共通電極１１５が設けられている。導電層１２３と共通電極１１５は共通層１１４を介して電気的に接続される。なお、接続部１４０には、共通層１１４が形成されていなくてもよい。この場合、導電層１２３と共通電極１１５とが直接接して電気的に接続される。
表示装置１００Ｇは、トップエミッション型である。発光デバイスが発する光は、基板１５２側に射出される。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。画素電極は可視光を反射する材料を含み、対向電極（共通電極１１５）は可視光を透過する材料を含む。
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、基板１０１に相当し、基板１０１は、トランジスタを含む層を有する。
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、水及び水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層をバリア層として機能させることができる。このような構成とすることで、トランジスタに外部から不純物が拡散することを効果的に抑制でき、表示装置の信頼性を高めることができる。
絶縁層２１１、絶縁層２１３、及び絶縁層２１５としては、それぞれ、無機絶縁膜を用いることが好ましい。無機絶縁膜としては、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などを用いることができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜、及び酸化ネオジム膜等を用いてもよい。また、上述の絶縁膜を２以上積層して用いてもよい。
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１１２ａなどの加工時に、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。または、絶縁層２１４には、導電層１１２ａなどの加工時に、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、逆スタガ型のトランジスタ等を用いることができる。また、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルが形成される半導体層の上下にゲートが設けられていてもよい。
トランジスタ２０１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。または、２つのゲートのうち、一方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御してもよい。
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
トランジスタの半導体層は、金属酸化物（酸化物半導体ともいう）を有することが好ましい。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、ｎｃ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）－ＯＳ等が挙げられる。
または、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、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、または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デバイスの発光輝度を高くする場合、発光デバイス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。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、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」、「発光デバイスのばらつきの抑制」など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または複数種）と、亜鉛と、を有することが好ましい。特に、Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、及びスズから選ばれた一種または複数種であることが好ましい。
特に、半導体層として、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、及び亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物（ＩＧＺＯとも記す）を用いることが好ましい。または、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。または、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。または、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。または、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またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：３：２またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：３：４またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝２：１：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：８またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝６：１：６またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：２：５またはその近傍の組成、等が挙げられる。なお、近傍の組成とは、所望の原子数比の±３０％の範囲を含む。
例えば、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３またはその近傍の組成と記載する場合、Ｉｎを４としたとき、Ｇａが１以上３以下であり、Ｚｎが２以上４以下である場合を含む。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝５：１：６またはその近傍の組成と記載する場合、Ｉｎを５としたときに、Ｇａが０．１より大きく２以下であり、Ｚｎが５以上７以下である場合を含む。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１またはその近傍の組成と記載する場合、Ｉｎを１としたときに、Ｇａが０．１より大きく２以下であり、Ｚｎが０．１より大きく２以下である場合を含む。
回路１６４が有するトランジスタと、表示部１６２が有するトランジスタは、同じ構造であってもよく、異なる構造であってもよい。回路１６４が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、２種類以上あってもよい。同様に、表示部１６２が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、２種類以上あってもよい。
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、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等にＯＳトランジスタを適用し、電流を制御するトランジスタ等に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、発光デバイス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も呼ぶことができる。駆動トランジスタのソース及びドレインの一方は、発光デバイス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デバイス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、ソース線（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。
また、ＯＳトランジスタの構造は、図１９に示す構造に限られない。例えば、図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）に示す構造にしてもよい。
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２０（Ａ）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２０（Ｂ）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２０（Ｂ）に示す構造を作製できる。図２０（Ｂ）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が導電層１６６及び接続層２４２を介してＦＰＣ１７２と電気的に接続されている。導電層１６６は、導電層１１２ａ、導電層１１２ｃ、導電層１１２ｄと同一の導電膜を加工して得られた導電膜である例を示す。接続部２０４の上面では、導電層１６６が露出している。これにより、接続部２０４とＦＰＣ１７２とを接続層２４２を介して電気的に接続することができる。
基板１５２の基板１５１側の面に、遮光層を設ける構成にしてもよい。当該遮光層は、隣り合う発光デバイスの間、接続部１４０、及び、回路１６４など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。
基板１５１及び基板１５２としては、それぞれ、基板１０１及び基板１０２に用いることができる材料を適用することができる。
接続層２４２としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
［トランジスタの構成例］
以下では、上記表示装置に適用することのできるトランジスタとして、チャネルが形成される半導体層にシリコンを有するトランジスタの断面構成例について説明する。
シリコンとしては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコンなどが挙げられる。特に、半導体層に低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｏｌｙ Ｓｉｌｉｃｏｎ））を有するトランジスタ（以下、ＬＴＰＳトランジスタともいう）を用いることが好ましい。
また、画素回路に含まれるトランジスタの少なくとも一に、ＯＳトランジスタを用いることができる。
また、画素回路に含まれるトランジスタの一部に、ＬＴＰＳトランジスタを用い、他の一部にＯＳトランジスタを用いることで、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。より好適な例としては、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などにＯＳトランジスタを適用し、電流を制御するトランジスタなどにＬＴＰＳトランジスタを適用することが好ましい。
例えば、画素回路に設けられるトランジスタの一は、発光デバイス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も呼ぶことができる。駆動トランジスタのソース及びドレインの一方は、発光デバイス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デバイスに流れる電流を大きくできる。
一方、画素回路に設けられ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、ソース線（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。
〔構成例１〕
図２１（Ａ）は、トランジスタ４１０を含む断面図である。
トランジスタ４１０は、基板４０１上に設けられ、半導体層に多結晶シリコンを適用したトランジスタである。
トランジスタ４１０は、半導体層４１１、絶縁層４１２、導電層４１３等を有する。半導体層４１１は、チャネル形成領域４１１ｉ及び低抵抗領域４１１ｎを有する。半導体層４１１は、シリコンを有する。半導体層４１１は、多結晶シリコンを有することが好ましい。絶縁層４１２の一部は、ゲート絶縁層として機能する。導電層４１３の一部は、ゲート電極として機能する。
なお、半導体層４１１は、半導体特性を示す金属酸化物（酸化物半導体ともいう）を含む構成とすることもできる。このとき、トランジスタ４１０は、ＯＳトランジスタと呼ぶことができる。
低抵抗領域４１１ｎは、不純物元素を含む領域である。例えばトランジスタ４１０をｎチャネル型のトランジスタとする場合には、低抵抗領域４１１ｎにリン、ヒ素などを添加すればよい。一方、ｐチャネル型のトランジスタとする場合には、低抵抗領域４１１ｎにホウ素、アルミニウムなどを添加すればよい。また、トランジスタ４１０のしきい値電圧を制御するため、チャネル形成領域４１１ｉに、上述した不純物が添加されていてもよい。
基板４０１上に、絶縁層４２１が設けられている。半導体層４１１は、絶縁層４２１上に設けられている。絶縁層４１２は、半導体層４１１及び絶縁層４２１を覆って設けられている。導電層４１３は、絶縁層４１２上の、半導体層４１１と重なる位置に設けられている。
また、導電層４１３及び絶縁層４１２を覆って絶縁層４２２が設けられる。絶縁層４２２上には、導電層４１４ａ及び導電層４１４ｂが設けられる。導電層４１４ａ及び導電層４１４ｂは、絶縁層４２２及び絶縁層４１２に設けられた開口部において、低抵抗領域４１１ｎと電気的に接続されている。導電層４１４ａの一部は、ソース電極及びドレイン電極の一方として機能し、導電層４１４ｂの一部は、ソース電極及びドレイン電極の他方として機能する。また、導電層４１４ａ、導電層４１４ｂ、及び絶縁層４２２を覆って、絶縁層４２３が設けられている。
絶縁層４２３上には、導電層４３１が設けられる。導電層４３１は、絶縁層４２３上に設けられ、絶縁層４２３に設けられた開口において、導電層４１４ｂと電気的に接続されている。ここでは省略するが、導電層４３１上には、ＥＬ層及び共通電極を積層することができる。
導電層４３１は例えば、発光デバイス、あるいは受光デバイスの画素電極として機能することができる。例えばトランジスタ４１０は、トランジスタのソース及びドレインの一方が、発光デバイス、あるいは受光デバイスの画素電極と電気的に接続されるトランジスタに好適に用いることができる。
〔構成例２〕
図２１（Ｂ）には、一対のゲート電極を有するトランジスタ４１０ａを示す。図２１（Ｂ）に示すトランジスタ４１０ａは、導電層４１５、及び絶縁層４１６を有する点で、図２１（Ａ）と主に相違している。
導電層４１５は、絶縁層４２１上に設けられている。また、導電層４１５及び絶縁層４２１を覆って、絶縁層４１６が設けられている。半導体層４１１は、少なくともチャネル形成領域４１１ｉが、絶縁層４１６を介して導電層４１５と重なるように設けられている。
図２１（Ｂ）に示すトランジスタ４１０ａにおいて、導電層４１３の一部が第１のゲート電極として機能し、導電層４１５の一部が第２のゲート電極として機能する。またこのとき、絶縁層４１２の一部が第１のゲート絶縁層として機能し、絶縁層４１６の一部が第２のゲート絶縁層として機能する。
ここで、第１のゲート電極と、第２のゲート電極とを電気的に接続する場合、図示しない領域において、絶縁層４１２及び絶縁層４１６に設けられた開口部を介して導電層４１３と導電層４１５とを電気的に接続すればよい。また、第２のゲート電極と、ソースまたはドレインとを電気的に接続する場合、図示しない領域において、絶縁層４２２、絶縁層４１２、及び絶縁層４１６に設けられた開口部を介して、導電層４１４ａまたは導電層４１４ｂと、導電層４１５とを電気的に接続すればよい。
表示装置の画素を構成するトランジスタの全てに、ＬＴＰＳトランジスタを適用する場合、図２１（Ａ）で例示したトランジスタ４１０、または図２１（Ｂ）で例示したトランジスタ４１０ａを適用することができる。このとき、表示装置の画素を構成する全てのトランジスタに、トランジスタ４１０ａを用いてもよいし、全てのトランジスタにトランジスタ４１０を適用してもよいし、トランジスタ４１０ａと、トランジスタ４１０とを組み合わせて用いてもよい。
〔構成例３〕
以下では、半導体層にシリコンが適用されたトランジスタと、半導体層に金属酸化物が適用されたトランジスタの両方を有する構成の例について説明する。
図２１（Ｃ）に、トランジスタ４１０ａ及びトランジスタ４５０を含む、断面概略図を示している。
トランジスタ４１０ａについては、上記構成例１を参照できる。なお、ここではトランジスタ４１０ａを用いる例を示したが、トランジスタ４１０とトランジスタ４５０とを有する構成としてもよいし、トランジスタ４１０、トランジスタ４１０ａ、トランジスタ４５０の全てを有する構成としてもよい。
トランジスタ４５０は、半導体層に金属酸化物を適用したトランジスタである。
また、図２１（Ｃ）には、トランジスタ４５０が一対のゲートを有する例を示している。
トランジスタ４５０は、導電層４５５、絶縁層４２２、半導体層４５１、絶縁層４５２、導電層４５３等を有する。導電層４５３の一部は、トランジスタ４５０の第１のゲートとして機能し、導電層４５５の一部は、トランジスタ４５０の第２のゲートとして機能する。このとき、絶縁層４５２の一部はトランジスタ４５０の第１のゲート絶縁層として機能し、絶縁層４２２の一部は、トランジスタ４５０の第２のゲート絶縁層として機能する。
導電層４５５は、絶縁層４１２上に設けられている。絶縁層４２２は、導電層４５５を覆って設けられている。半導体層４５１は、絶縁層４２２上に設けられている。絶縁層４５２は、半導体層４５１及び絶縁層４２２を覆って設けられている。導電層４５３は、絶縁層４５２上に設けられ、半導体層４５１及び導電層４５５と重なる領域を有する。
また、絶縁層４２６が絶縁層４５２及び導電層４５３を覆って設けられている。絶縁層４２６上には、導電層４５４ａ及び導電層４５４ｂが設けられる。導電層４５４ａ及び導電層４５４ｂは、絶縁層４２６及び絶縁層４５２に設けられた開口部において、半導体層４５１と電気的に接続されている。導電層４５４ａの一部は、ソース電極及びドレイン電極の一方として機能し、導電層４５４ｂの一部は、ソース電極及びドレイン電極の他方として機能する。また、導電層４５４ａ、導電層４５４ｂ、及び絶縁層４２６を覆って、絶縁層４２３が設けられている。
ここで、トランジスタ４１０ａと電気的に接続する導電層４１４ａ及び導電層４１４ｂは、導電層４５４ａ及び導電層４５４ｂと、同一の導電膜を加工して形成することが好ましい。図２１（Ｃ）では、導電層４１４ａ、導電層４１４ｂ、導電層４５４ａ、及び導電層４５４ｂが、同一面上に（すなわち絶縁層４２６の上面に接して）形成され、且つ、同一の金属元素を含む構成を示している。このとき、導電層４１４ａ及び導電層４１４ｂは、絶縁層４２６、絶縁層４５２、絶縁層４２２、及び絶縁層４１２に設けられた開口を介して、低抵抗領域４１１ｎと電気的に接続する。これにより、作製工程を簡略化できるため好ましい。
また、トランジスタ４１０ａの第１のゲート電極として機能する導電層４１３と、トランジスタ４５０の第２のゲート電極として機能する導電層４５５とは、同一の導電膜を加工して形成することが好ましい。図２１（Ｃ）では、導電層４１３と導電層４５５とが、同一面上に（すなわち絶縁層４１２の上面に接して）形成され、且つ、同一の金属元素を含む構成を示している。これにより、作製工程を簡略化できるため好ましい。
図２１（Ｃ）では、トランジスタ４５０の第１のゲート絶縁層として機能する絶縁層４５２が、半導体層４５１の端部を覆う構成としたが、図２１（Ｄ）に示すトランジスタ４５０ａのように、絶縁層４５２が、導電層４５３と上面形状が一致または概略一致するように加工されていてもよい。
導電層４３１は例えば、発光デバイス、あるいは受光デバイスの画素電極として機能することができる。図２１（Ｃ）に示す構成において、トランジスタ４１０ａは、ソース及びドレインの一方が、発光デバイス、あるいは受光デバイスの画素電極と電気的に接続されるトランジスタとして好適に用いることができる。表示装置の画素が複数のトランジスタを有する場合において、一部のトランジスタにトランジスタ４１０ａを適用し、他のトランジスタにトランジスタ４５０を適用することができる。
後述する図２３（Ａ）乃至図２３（Ｄ）において、トランジスタＭ２としてトランジスタ４１０またはトランジスタ４１０ａを適用し、トランジスタＭ１としてトランジスタ４５０またはトランジスタ４５０ａを適用することができる。あるいは例えば、トランジスタ４５０またはトランジスタ４５０ａが、トランジスタＭ２に対応する構成としてもよい。このとき、トランジスタ４１０ａは、トランジスタＭ１、トランジスタＭ３、またはその他のトランジスタに対応する。
なお、本明細書等において「上面形状が概略一致」とは、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ことをいう。例えば、上層と下層とが、同一のマスクパターン、また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、または、上層が下層の外側に位置することもあり、この場合も「上面形状が概略一致」という。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成例、及びその駆動方法例について説明する。
本発明の一態様は、発光デバイスと、画素回路と、を有する表示装置である。表示装置は、例えば、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、または青色（Ｂ）の光を発する３種類の発光デバイスと、受光デバイスと、を有することで、撮像機能を有する、フルカラーの表示装置を実現できる。
図２２に、表示装置４００のブロック図を示す。表示装置４００は、画素部４０４、駆動回路部４０２、駆動回路部４０３、制御回路部３２、ロードライバ回路部３３、読み出し回路部３６、検出回路部３７などを有する。画素部４０４は表示デバイスを有する。画素部４０４を、表示部と呼ぶこともできる。なお、図２２に示す画素部４０４は、表示デバイスに加えて受光デバイスを有する。そのため、画素部４０４は、撮像装置の一部として機能することができる。また、画素部４０４を、撮像部と呼ぶこともできる。また、図２２に示す構成は、撮像装置と呼ばれる場合がある。
画素部４０４は、マトリクス状に配置された複数の画素４３０を有する。画素４３０は、副画素４０５Ｒ、副画素４０５Ｇ、副画素４０５Ｂ、及び副画素４０６を有する。副画素４０５Ｒ、副画素４０５Ｇ、及び副画素４０５Ｂは、それぞれ表示デバイスとして機能する発光デバイスを有する。また、副画素４０６は、受光デバイスを有する。
画素４３０は、配線ＧＬ、配線ＳＬＲ、配線ＳＬＧ、配線ＳＬＢ、配線４３、配線４４、及び配線４５と電気的に接続されている。
配線ＳＬＲ、配線ＳＬＧ、及び配線ＳＬＢは、それぞれ駆動回路部４０２と電気的に接続されている。配線ＧＬは、駆動回路部４０３と電気的に接続されている。駆動回路部４０２は、ソース線駆動回路（ソースドライバともいう）として機能し、駆動回路部４０３は、ゲート線駆動回路（ゲートドライバともいう）として機能する。配線ＧＬは、ゲート線として機能し、配線ＳＬＲ、配線ＳＬＧ、及び配線ＳＬＢは、それぞれソース線として機能する。
配線４３及び配線４４は、それぞれロードライバ回路部３３と電気的に接続されている。配線４５は、読み出し回路部３６と電気的に接続されている。ロードライバ回路部３３は、撮像データを読み出す画素４３０を選択する機能を有する。また、ロードライバ回路部３３は、撮像データをリセットする画素４３０を選択する機能を有する。なお、ロードライバ回路部は、ゲートドライバ回路部、又はスキャンドライバ回路部ともいう。読み出し回路部３６は、画素４３０から出力される撮像データを、検出回路部３７等に順次出力する機能を有する。
制御回路部３２は、ロードライバ回路部３３の駆動を制御するための信号を生成する機能を有する。検出回路部３７は例えば、読み出し回路部３６から出力されるデータに基づき、物体等の検出を行う機能を有する。検出回路部３７による検出結果は、制御回路部３２に供給される。これにより、ロードライバ回路部３３は、検出回路部３７による検出結果に応じた駆動を行うことができる。
副画素４０５Ｒは、赤色の光を呈する発光デバイスを有する。副画素４０５Ｇは、緑色の光を呈する発光デバイスを有する。副画素４０５Ｂは、青色の光を呈する発光デバイスを有する。これにより、表示装置４００はフルカラーの表示を行うことができる。なお、画素４３０は、他の色の光を呈する発光デバイスを有する副画素を有していてもよい。例えば画素４３０は、上記３つの副画素に加えて、白色の光を呈する発光デバイスを有する副画素、または黄色の光を呈する発光デバイスを有する副画素などを有していてもよい。副画素４０５Ｒ、副画素４０５Ｇ、及び副画素４０５Ｂが有する発光デバイスとしてそれぞれ、先の実施の形態に示す発光デバイス１３０ａ、発光デバイス１３０ｂ、及び発光デバイス１３０ｃを用いることができる。
副画素４０６は、受光デバイスを有する。副画素４０６が有する受光デバイスとして、先の実施の形態に示す受光デバイス１５０を用いることができる。
配線ＧＬは、行方向（配線ＧＬの延伸方向）に配列する副画素４０５Ｒ、副画素４０５Ｇ、及び副画素４０５Ｂと電気的に接続されている。配線ＳＬＲ、配線ＳＬＧ、及び配線ＳＬＢは、それぞれ、列方向（配線ＳＬＲ等の延伸方向）に配列する副画素４０５Ｒ、副画素４０５Ｇ、または副画素４０５Ｂと電気的に接続されている。配線４３及び配線４４は、それぞれ、行方向（配線４３、配線４４の延伸方向）に配列する副画素４０６と電気的に接続されている。配線４５は、列方向（配線４５の延伸方向）に配列する副画素４０６と電気的に接続されている。
［画素回路の構成例］
図２３（Ａ）に、上記副画素４０５Ｒ、副画素４０５Ｇ、及び副画素４０５Ｂに適用することのできる回路図の一例を示す。なお、以下において、副画素４０５Ｒ、副画素４０５Ｇ、及び副画素４０５Ｂをまとめて、副画素４０５という場合がある。副画素４０５は、トランジスタＭ１、トランジスタＭ２、トランジスタＭ３、容量Ｃ１、及び発光デバイスＥＬを有する。また、副画素４０５には、配線ＧＬ及び配線ＳＬが電気的に接続される。配線ＳＬは、図２２で示した配線ＳＬＲ、配線ＳＬＧ、及び配線ＳＬＢのうちのいずれかに対応する。
トランジスタＭ１は、ゲートが配線ＧＬと電気的に接続され、ソース及びドレインの一方が配線ＳＬと電気的に接続され、他方が容量Ｃ１の一方の電極、及びトランジスタＭ２のゲートと電気的に接続される。トランジスタＭ２は、ソース及びドレインの一方が配線ＡＬと電気的に接続され、ソース及びドレインの他方が発光デバイスＥＬの一方の電極、容量Ｃ１の他方の電極、及びトランジスタＭ３のソース及びドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタＭ３は、ゲートが配線ＧＬと電気的に接続され、ソース及びドレインの他方が配線ＲＬと電気的に接続される。発光デバイスＥＬは、他方の電極が配線ＣＬと電気的に接続される。
配線ＳＬには、データ電位Ｄが与えられる。配線ＧＬには、選択信号が与えられる。当該選択信号には、トランジスタを導通状態とする電位と、非導通状態とする電位が含まれる。
配線ＲＬには、リセット電位が与えられる。配線ＡＬには、アノード電位が与えられる。配線ＣＬには、カソード電位が与えられる。副画素４０５において、アノード電位はカソード電位よりも高い電位とする。また、配線ＲＬに与えられるリセット電位は、リセット電位とカソード電位との電位差が、発光デバイスＥＬのしきい値電圧よりも小さくなるような電位とすることができる。リセット電位は、カソード電位よりも高い電位、カソード電位と同じ電位、または、カソード電位よりも低い電位とすることができる。
トランジスタＭ１及びトランジスタＭ３は、スイッチとして機能する。トランジスタＭ２は、発光デバイスＥＬ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する。例えば、トランジスタＭ１は選択トランジスタとして機能し、トランジスタＭ２は、駆動トランジスタとして機能するともいえる。
ここで、トランジスタＭ１乃至トランジスタＭ３の全てに、ＬＴＰＳトランジスタを適用することが好ましい。または、トランジスタＭ１及びトランジスタＭ３にＯＳトランジスタを適用し、トランジスタＭ２にＬＴＰＳトランジスタを適用することが好ましい。
または、トランジスタＭ１乃至トランジスタＭ３のすべてに、ＯＳトランジスタを適用してもよい。このとき、駆動回路部４０２が有する複数のトランジスタ、及び駆動回路部４０３が有する複数のトランジスタのうち、一以上にＬＴＰＳトランジスタを適用し、他のトランジスタにＯＳトランジスタを適用する構成とすることができる。例えば、画素部４０４に設けられるトランジスタにはＯＳトランジスタを適用し、駆動回路部４０２及び駆動回路部４０３に設けられるトランジスタにはＬＴＰＳトランジスタを適用することもできる。
シリコンよりもバンドギャップが広く、かつキャリア密度の小さい酸化物半導体を用いたトランジスタは、極めて小さいオフ電流を実現することができる。そのため、その小さいオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。そのため、特に容量Ｃ１に直列に接続されるトランジスタＭ１及びトランジスタＭ３には、それぞれ、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。トランジスタＭ１及びトランジスタＭ３として酸化物半導体を有するトランジスタを適用することで、容量Ｃ１に保持される電荷が、トランジスタＭ１またはトランジスタＭ３を介してリークされることを防ぐことができる。また、容量Ｃ１に保持される電荷を長時間に亘って保持できるため、副画素４０５のデータを書き換えることなく、静止画を長期間に亘って表示することが可能となる。
選択トランジスタとして機能するトランジスタＭ１にＯＳトランジスタを適用することにより、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。また例えば、フレームごとの書き換えが不要な静止画像を表示する場合に、ドライバの動作を停止しても画像表示を継続することが可能になる。このような、静止画像の表示中に周辺駆動回路の動作を停止する駆動方法を「アイドリングストップ駆動」ともいう。アイドリングストップ駆動を行うことにより、表示装置の消費電力を低減できる。
なお、図２３（Ａ）において、トランジスタをｎチャネル型のトランジスタとして表記しているが、ｐチャネル型のトランジスタを用いることもできる。
また、副画素４０５が有する各トランジスタは、同一基板上に並べて形成されることが好ましい。
副画素４０５が有するトランジスタとして、半導体層を介して重なる一対のゲートを有するトランジスタを適用することができる。
一対のゲートを有するトランジスタにおいて、一対のゲートが互いに電気的に接続され、同じ電位が与えられる構成とすることで、トランジスタのオン電流が高まること、及び飽和特性が向上するといった利点がある。また、一対のゲートの一方に、トランジスタのしきい値電圧を制御する電位を与えてもよい。また、一対のゲートの一方に、定電位を与えることで、トランジスタの電気特性の安定性を向上させることができる。例えば、トランジスタの一方のゲートを、定電位が与えられる配線と電気的に接続する構成としてもよいし、自身のソースまたはドレインと電気的に接続する構成としてもよい。
図２３（Ｂ）に示す副画素４０５は、トランジスタＭ１及びトランジスタＭ３に、一対のゲートを有するトランジスタを適用した場合の例である。トランジスタＭ１及びトランジスタＭ３は、それぞれ一対のゲートが電気的に接続されている。このような構成とすることで、副画素４０５へのデータの書き込み期間を短縮することができる。
図２３（Ｃ）に示す副画素４０５は、トランジスタＭ１及びトランジスタＭ３に加えて、トランジスタＭ２にも、一対のゲート（以下、第１のゲート、第２のゲートと呼ぶ場合がある。）を有するトランジスタを適用した例である。トランジスタＭ２は、一対のゲートが電気的に接続されている。トランジスタＭ２に、このようなトランジスタを適用することで、飽和特性が向上するため、発光デバイスＥＬの発光輝度の制御が容易となり、表示品位を高めることができる。
図２３（Ｃ）では、トランジスタＭ２の第１のゲートと第２のゲートが電気的に接続される場合について示したが、本発明はこれに限られるものではない。図２３（Ｄ）に示すように、トランジスタＭ２の第１のゲートが、トランジスタＭ１のソース及びドレインの他方、及び容量Ｃ１の一方の電極に電気的に接続され、トランジスタＭ２の第２のゲートが、トランジスタＭ２のソース及びドレインの他方、トランジスタＭ３のソース及びドレインの一方、容量Ｃ１の他方の電極、及び発光デバイスＥＬの一方の電極と電気的に接続される構成にしてもよい。
図２４（Ａ）は、副画素４０６の構成例を示す回路図である。図２４（Ａ）に示す構成の副画素４０６は、受光デバイス５０と、トランジスタ５１と、トランジスタ５２と、トランジスタ５３と、トランジスタ５４と、容量５６と、容量５７と、を有する。なお、容量５６は、トランジスタ５２と配線４９との寄生容量が、動作上、十分な容量値を確保できる場合、設けなくてもよい。又、容量５７は、受光デバイス５０の寄生容量が、動作上、十分な容量値を確保できる場合、設けなくてもよい。なお、以降の説明では、トランジスタ５１乃至トランジスタ５４がｎチャネル型トランジスタであるとするが、電位の大小関係を適宜逆転させること等により、ｐチャネル型トランジスタが含まれていても以降の説明を参照することができる。また、受光デバイス５０について、電位の大小関係を適宜調整することで、接続方向を逆転させて、接続することもできる。
受光デバイス５０の一方の電極は、容量５７の一方の電極と電気的に接続される。容量５７の一方の電極は、トランジスタ５１のソース又はドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタ５１のソース又はドレインの他方は、トランジスタ５２のゲートと電気的に接続される。トランジスタ５２のソース又はドレインの一方は、トランジスタ５３のソース又はドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタ５２のゲートは、トランジスタ５４のソース又はドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタ５４のソース又はドレインの一方は、容量５６の一方の電極と電気的に接続される。なお、トランジスタ５１のソース又はドレインの他方、トランジスタ５２のゲート、トランジスタ５４のソース又はドレインの一方、及び容量５６の一方の電極が電気的に接続されるノードを、ノードＦＤとする。
トランジスタ５１のゲートは、配線４１と電気的に接続される。トランジスタ５３のゲートは、配線４３と電気的に接続される。トランジスタ５４のゲートは、配線４４と電気的に接続される。トランジスタ５３のソース又はドレインの他方は、配線４５と電気的に接続される。受光デバイス５０の他方の電極、及び容量５７の他方の電極は、配線４６と電気的に接続される。トランジスタ５２のソース又はドレインの他方は、配線４７と電気的に接続される。トランジスタ５４のソース又はドレインの他方は、配線４８と電気的に接続される。容量５６の他方の電極は、配線４９と電気的に接続される。
配線４６乃至配線４９には、電源電位を供給することができる。よって、配線４６乃至配線４９は、電源線としての機能を有するということができる。例えば、配線４７には高電位を供給し、配線４９には低電位を供給することができる。また、図２４（Ａ）に示すように、受光デバイス５０のカソードが配線４６と電気的に接続される場合、配線４６を高電位、配線４８を低電位とすることができる。一方、受光デバイス５０のアノードが配線４６と電気的に接続される場合、配線４６を低電位、配線４８を高電位とすることができる。
［表示装置の駆動方法例］
本発明の一態様の表示装置を用いて指紋認証を行う場合の一例について、説明する。
まず、画素部４０４において、画素４３０が有する発光デバイスを発光させることにより、発光デバイスが発する光の一部が、表示装置の表面と指との接触部において反射される。反射光の一部が、画素４３０が有する受光デバイスに入射する。
次に、画素部４０４において、撮像データの読み出しを行う。このとき、画素部４０４における発光デバイスの発光は、フレーム周波数を例えば１ｆｐｓ以下として、行うことが好ましい。また、画素部４０４において、撮像データの読み出しを行う際には、画素部４０４の表示を行う機能を有する周辺回路、例えば駆動回路部４０２、駆動回路部４０３等の駆動周波数を低くする、あるいは駆動回路部の動作を停止することが好ましい。駆動回路部４０２、駆動回路部４０３等の駆動周波数を低くする、あるいは動作を停止することにより、撮像データの読み出しにおけるノイズを低減することができる。
指紋認証などを行う際に、画素部４０４において撮像データの読み出しを行う期間においては、画素部４０４における表示は例えばアイドリングストップ駆動を用いて行うことができる。
［画素回路の駆動方法例］
図２４（Ｂ）は、図２４（Ａ）に示す構成の副画素４０６の駆動方法の一例を説明するタイミングチャートである。ここで、配線４６の電位を高電位、配線４８の電位を低電位とする。なお、図２４（Ｂ）において、“Ｈ”は高電位を示し、“Ｌ”は低電位を示す。他のタイミングチャートにおいても、同様の記載をする。図２４（Ｂ）では、画素４３０が有する副画素４０６が駆動する期間として、期間Ｔ１乃至期間Ｔ５を示している。
期間Ｔ１において、配線４１、及び配線４４の電位を高電位とし、配線４３の電位を低電位とする。これにより、トランジスタ５１及びトランジスタ５４がオン状態となり、トランジスタ５３がオフ状態となる。トランジスタ５４がオン状態となることにより、ノードＦＤの電位が、配線４８の電位である低電位となる。また、トランジスタ５４の他、トランジスタ５１がオン状態となることにより、図２４（Ｂ）には示していないが、受光デバイス５０の一方の電極の電位も、配線４８の電位である低電位となる。以上により、容量５６、及び容量５７等に蓄積された電荷がリセットされる。よって、期間Ｔ１はリセット期間であり、期間Ｔ１に行う動作はリセット動作であるということができる。
期間Ｔ２において、配線４１、及び配線４４の電位を低電位とする。これにより、トランジスタ５１及びトランジスタ５４がオフ状態となる。この状態で受光デバイス５０に光が照射されると、当該光により受光デバイス５０に入射するエネルギーに応じた電荷が容量５７に蓄積される。よって、期間Ｔ２は露光期間であり、期間Ｔ２に行う動作は露光動作であるということができる。
期間Ｔ３において、配線４１の電位を高電位とする。これにより、トランジスタ５１がオン状態となり、容量５７に蓄積された電荷がノードＦＤに転送される。これにより、ノードＦＤの電位が上昇する。よって、期間Ｔ３は転送期間であり、期間Ｔ３に行う動作は転送動作であるということができる。
期間Ｔ４において、配線４１の電位を低電位とする。これにより、トランジスタ５１がオフ状態となり、容量５７からノードＦＤへの電荷の転送が終了する。
以上により、画素４３０が有する副画素４０６により撮像データが取得される。具体的には、ノードＦＤの電位が、撮像データに対応する電位となる。よって、期間Ｔ１乃至期間Ｔ４は取得期間であり、期間Ｔ１乃至期間Ｔ４に行う動作は取得動作であるということができる。
次に、期間Ｔ５における駆動方法の一例を説明する。期間Ｔ５中において、配線４３の電位を高電位とする。これにより、トランジスタ５３がオン状態となり、画素４３０が有する副画素４０６が取得した撮像データを表す信号が、配線４５に出力される。具体的には、配線４５の電位が、ノードＦＤの電位に対応する電位となる。これにより、画素４３０が取得した撮像データが読み出される。
以上のように、配線４３に高電位の信号を供給することにより、画素４３０が取得した撮像データが読み出される。つまり、配線４３に供給される信号により、撮像データを読み出す画素４３０を選択することができる。よって、配線４３に供給される信号は、選択信号であるということができる。
また、撮像データを読み出した後、配線４４の電位を高電位とする。これにより、トランジスタ５４がオン状態となり、画素４３０が有する副画素４０６が取得した撮像データがリセットされる。具体的には、ノードＦＤの電位が、配線４８の電位である低電位となる。ここで、トランジスタ５３がオン状態であるため、配線４５の電位も、ノードＦＤの電位変化に応じて変化する。配線４５と電気的に接続される読み出し回路部３６において、相関二重サンプリングを行ってもよい。相関二重サンプリングを行うことにより、読み出した撮像データに含まれるノイズを低減することができる。
以上のように、配線４４に高電位の信号を供給することにより、画素４３０が取得した撮像データがリセットされる。よって、配線４４に供給される信号は、リセット信号であるということができる。
次に、配線４４の電位を低電位とすることによりトランジスタ５４をオフ状態とし、また配線４３の電位を低電位とすることによりトランジスタ５３をオフ状態とする。
以上が期間Ｔ５における駆動方法の一例である。期間Ｔ５では、画素４３０が取得した撮像データが読み出される。よって、期間Ｔ５は、読み出し期間であり、期間Ｔ５に行う動作は読み出し動作であるということができる。
画素部４０４における撮像データの取得は、グローバルシャッタ方式により行うことが好ましい。ここで、グローバルシャッタ方式とは、全画素で同時に撮像データを取得する方式を示す。グローバルシャッタ方式により撮像データの取得を行うことにより、撮像の同時性を確保することができるため、被写体が高速に移動する場合であっても歪の小さい画像を容易に得ることができる。
一方、画素部４０４における撮像データの読み出しは、例えば１行ごとに行う。よって、撮像データをグローバルシャッタ方式により取得する場合、撮像データの取得から読み出しまでの期間が長くなる画素４３０が生じる。したがって、撮像データをグローバルシャッタ方式により取得する場合、容量５７からノードＦＤに転送された電荷を長期間保持できるようにすることが好ましい。
ノードＦＤに長期間電荷を保持するには、ノードＦＤと電気的に接続されるトランジスタを、オフ電流が低いトランジスタとすればよい。オフ電流が低いトランジスタとして、ＯＳトランジスタを好適に用いることができる。トランジスタ５１及びトランジスタ５４は、ＯＳトランジスタとすることが好ましい。
トランジスタ５１及びトランジスタ５４として、オフ電流が低ければＯＳトランジスタを適用しないことができる。例えば、バンドギャップが大きい半導体を有するトランジスタを適用してもよい。バンドギャップが大きい半導体とは、バンドギャップが２．２ｅＶ以上の半導体を指す場合がある。例えば、炭化ケイ素、窒化ガリウム、ダイヤモンド等が挙げられる。
なお、トランジスタ５１及びトランジスタ５４を、チャネル形成領域にシリコンを有するトランジスタ（以下、Ｓｉトランジスタ）等としてもよい。Ｓｉトランジスタは、ＯＳトランジスタと比べてオフ電流が高い。しかしながら、容量５６の容量値を大きくすること等により、トランジスタ５１及びトランジスタ５４のオフ電流が高くても、画素部４０４における撮像データの取得をグローバルシャッタ方式により行うことができる。なお、画素部４０４におけるによる撮像データの取得を、ローリングシャッタ方式により行ってもよい。この場合、トランジスタ５１及びトランジスタ５４をオフ電流が大きいトランジスタとしても、容量５６の容量値を大きくしなくてよい。
また、トランジスタ５２及びトランジスタ５３は、Ｓｉトランジスタとしてもよいし、ＯＳトランジスタとしてもよい。例えば、トランジスタ５２及びトランジスタ５３として、結晶性のシリコン（代表的には、低温ポリシリコン（ＬＴＰＳとも呼称する。）、単結晶シリコン等）を有するトランジスタを適用すると、トランジスタ５２及びトランジスタ５３のオン電流を高めることができる。よって、撮像データの読み出しを高速で行うことができる。一方、トランジスタ５１乃至トランジスタ５４を全てＯＳトランジスタとすると、画素４３０が有するトランジスタを全て同一の層に形成することができる。さらに、トランジスタ５１乃至トランジスタ５４も含め、表示装置４００が有する全てのトランジスタをＯＳトランジスタとすると、表示装置４００が有するトランジスタを全て同一の層に形成することができる。以上により、表示装置４００の作製工程を簡略化することができる。なお、トランジスタ５１乃至トランジスタ５４として、チャネル形成領域にアモルファスシリコンを有するトランジスタを適用してもよい。なお、トランジスタ５１乃至トランジスタ５４としては、Ｓｉトランジスタ（代表的にはＬＴＰＳトランジスタ）と、ＯＳトランジスタと、を組み合わせて用いてもよい。なお、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。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等にＯＳトランジスタを適用し、電流を制御するトランジスタ等にＬＴＰＳトランジスタを適用すると、表示品位の高い表示装置を得ることができる。
本発明の一態様の表示装置を用いて指紋認証を行う場合、まず、ロードライバ回路が画素部の特定の行の画素を選択し、第１の撮像データを読み出す。これにより、例えば画素部に接触又は近接している指の、当該画素部における位置を検出する。次に、ロードライバ回路が、指が接触又は近接している行、及び当該行の周辺の行の画素のみを選択し、第２の撮像データ、すなわち使用者の指紋を読み出す。これにより、本発明の一態様の表示装置は、指紋認証を行う。
ここで、第１の撮像データを読み出す場合、指の位置を検出するだけでよく、指紋画像の読み出しまで行う必要はない。そのため、第１の撮像データの読み出しは、必ずしも画素部内の全ての行列分の画素を対象に行う必要はない。例えば、複数行おき、及び複数列おきの限られた数の画素を対象に行ってもよい。これにより、画素部内の全ての画素を対象として第１の撮像データの読み出しを行う場合よりも、画素１行あたりの読み出し期間を短くすることができる。一方、第２の撮像データを読み出す場合、指定された領域内の全ての画素を対象に指紋画像の読み出しを行う必要があるため、画素１行あたりの読み出し期間が、第１の撮像データを読み出す場合より長くなる。本発明の一態様の表示装置では、指紋認証のために第２の撮像データを読み出す画素を、画素部に設けられる画素の一部のみとすることができる。よって、全ての画素から第２の撮像データを読み出す場合より、短時間で指紋認証を行うことができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、先の本発明の一態様で説明した表示装置（表示パネル）の他の構成例について説明する。以下で例示する表示装置（表示パネル）は、上記実施の形態の表示装置に適用することができる。以下で例示する表示装置（表示パネル）は、トランジスタを有する。
本実施の形態の表示装置は、高精細な表示装置とすることができる。例えば、本発明の一態様の表示装置は、腕時計型、及び、ブレスレット型などの情報端末機（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などのＶＲ向け機器、及び、メガネ型のＡＲ向け機器など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］
図２５（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２００Ａと、ＦＰＣ２９０と、を有する。
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、画像を表示する領域である。
図２５（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、周期的に配列した複数の画素２８４ａを有する。図２５（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、赤色の光を発する発光デバイスを有する副画素１１０Ｒ、緑色の光を発する発光デバイスを有する副画素１１０Ｇ、青色の光を発する発光デバイスを有する副画素１１０Ｂ、及び、受光デバイスを有する副画素１１０Ｓ、を含む。例えば、副画素１１０Ｒが有する発光デバイスは、図１（Ｂ）に示す発光デバイス１３０ａに対応し、副画素１１０Ｇが有する発光デバイスは、図１（Ｂ）に示す発光デバイス１３０ｂに対応し、副画素１１０Ｂが有する発光デバイスは、図１（Ｂ）に示す発光デバイス１３０ｃに対応し、副画素１１０Ｓが有する受光デバイスは、図１（Ｂ）に示す受光デバイス１５０に対応する。
画素回路部２８３は、周期的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が有する発光デバイス及び受光デバイスの発光を制御する回路である。１つの画素回路２８３ａには、１つの発光デバイス（受光デバイス）の発光を制御する回路が４つ設けられる構成としてもよい。例えば、画素回路２８３ａは、１つの発光デバイスにつき、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、容量素子と、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、ソースにはソース信号が、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パネルが実現されている。
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また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。また、回路部２８２に設けられるトランジスタが画素回路２８３ａの一部を構成してもよい。すなわち、画素回路２８３ａが、画素回路部２８３が有するトランジスタと、回路部２８２が有するトランジスタと、により構成されていてもよい。
ＦＰＣ２９０は、外部から回路部２８２にビデオ信号及び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の一方また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、または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などのＶＲ向け機器、またはメガネ型の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。例えば腕時計など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。
［表示装置２００Ａ］
図２６に示す表示装置２００Ａは、基板３０１、赤色の光を発する発光デバイス１３０Ｒ（図示しない）、緑色の光ＬｅｍＧを発する発光デバイス１３０Ｇ、青色の光ＬｅｍＢを発する発光デバイス１３０Ｂ、光Ｌｉｎを検出する受光デバイス１５０、容量２４０、トランジスタ３１０及びトランジスタ３２０を有する。
基板３０１は、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）における基板２９１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など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、ソースまたはドレインの一方として機能する。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、また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、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、演算回路または記憶回路など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。
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２６５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２６４、絶縁層３２９及び絶縁層２６５に埋め込まれたプラグ２７４によってトランジスタ３２０のソースまた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。
容量２４０を覆って、絶縁層２５５ａが設けられている。
絶縁層２５５ａ上に絶縁層２５５ｂが設けられ、絶縁層２５５ｂ上に絶縁層２５５ｃが設けられ、絶縁層２５５ｃ上に発光デバイス１３０Ｇ、発光デバイス１３０Ｂ、及び、受光デバイス１５０が設けられている。発光デバイス１３０Ｇ、発光デバイス１３０Ｂ、及び、受光デバイス１５０の構成は、実施の形態１を参照できる。
発光デバイス１３０Ｇの画素電極１１１ｂ、発光デバイス１３０Ｂの画素電極１１１ｃ、及び、受光デバイス１５０の画素電極１１１ｄは、絶縁層２５５ａ、絶縁層２５５ｂ、及び絶縁層２５５ｃ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２６４、絶縁層３２９及び絶縁層２６５に埋め込まれたプラグ２７４によってトランジスタ３２０のソースまたはドレインの一方と電気的に接続されている。絶縁層２５５ｃの上面の高さと、プラグ２５６の上面の高さは、一致また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、発光デバイス１３０Ｒ、発光デバイス１３０Ｇ、及び受光デバイス１５０上には保護層１３１が設けられている。保護層１３１上には、接着層１０７によって基板１０２が貼り合わされている。
なお、図２６において、トランジスタ３２０を有さない構成とすることもできる。
トランジスタ３２０は、チャネルが形成される半導体層に、金属酸化物（酸化物半導体ともいう）が適用されたトランジスタ（ＯＳトランジスタ）である。
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。絶縁層３３２は、絶縁層３３２よりも下層から水または水素など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、窒化シリコン膜などの、酸化シリコン膜よりも水素また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、半導体特性を示す金属酸化物（酸化物半導体ともいう）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等から水または水素など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、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また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に絶縁層２６５等から水または水素など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、及び絶縁層２６４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。
半導体層に金属酸化物膜を有するトランジスタは低温ポリシリコンを用いたトランジスタとは異なり、レーザ結晶化工程が不要である。これのため、大面積基板を用いた表示装置であっても、製造コストを低減することが可能である。さらに、ウルトラハイビジョン（「４Ｋ解像度」、「４Ｋ２Ｋ」、「４Ｋ」）、スーパーハイビジョン（「８Ｋ解像度」、「８Ｋ４Ｋ」、「８Ｋ」）のよう高解像度であり、且つ大型の表示装置において、半導体層にＣＡＣ－ＯＳ（Ｃｌｏｕｄ－Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）を有するトランジスタを駆動回路及び表示部に用いることで、短時間での書き込みが可能であり、表示不良を低減することが可能であり好ましい。なお、「ＣＡＣ－ＯＳ」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。ただし、第１の領域と第２の領域は、明確な境界が観察困難な場合がある。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置に用いることができる発光デバイス及び受光デバイスについて説明する。
図２７（Ａ）に示すように、発光デバイスは、一対の電極（下部電極７６１及び上部電極７６２）の間に、ＥＬ層７６３を有する。ＥＬ層７６３は、層７８０、発光層７７１、及び、層７９０などの複数の層で構成することができる。
発光層７７１は、少なくとも発光物質（発光材料ともいう）を有する。
下部電極７６１が陽極であり、上部電極７６２が陰極である場合、層７８０は、正孔注入性の高い物質を含む層（正孔注入層）、正孔輸送性の高い物質を含む層（正孔輸送層）、及び、電子ブロック性の高い物質を含む層（電子ブロック層）のうち一つまたは複数を有する。また、層７９０は、電子注入性の高い物質を含む層（電子注入層）、電子輸送性の高い物質を含む層（電子輸送層）、及び、正孔ブロック性の高い物質を含む層（正孔ブロック層）のうち一つまたは複数を有する。下部電極７６１が陰極であり、上部電極７６２が陽極である場合、層７８０と層７９０は互いに上記と逆の構成になる。
一対の電極間に設けられた層７８０、発光層７７１、及び層７９０を有する構成は単一の発光ユニットとして機能することができ、本明細書では図２７（Ａ）の構成をシングル構造と呼ぶ。
また、図２７（Ｂ）は、図２７（Ａ）に示す発光デバイスが有するＥＬ層７６３の変形例である。具体的には、図２７（Ｂ）に示す発光デバイスは、下部電極７６１上の層７８１と、層７８１上の層７８２と、層７８２上の発光層７７１と、発光層７７１上の層７９１と、層７９１上の層７９２と、層７９２上の上部電極７６２と、を有する。
下部電極７６１が陽極であり、上部電極７６２が陰極である場合、例えば、層７８１を正孔注入層、層７８２を正孔輸送層、層７９１を電子輸送層、層７９２を電子注入層とすることができる。また、下部電極７６１が陰極であり、上部電極７６２が陽極である場合、層７８１を電子注入層、層７８２を電子輸送層、層７９１を正孔輸送層、層７９２を正孔注入層とすることができる。このような層構造とすることで、発光層７７１に効率よくキャリアを注入し、発光層７７１内におけるキャリアの再結合の効率を高めることができる。
なお、図２７（Ｃ）及び図２７（Ｄ）に示すように、層７８０と層７９０との間に複数の発光層（発光層７７１、７７２、７７３）が設けられる構成もシングル構造のバリエーションである。なお、図２７（Ｃ）及び図２７（Ｄ）では、発光層を３層有する例を示すが、シングル構造の発光デバイスにおける発光層は、２層であってもよく、４層以上であってもよい。また、シングル構造の発光デバイスは、２つの発光層の間に、バッファ層を有していてもよい。
また、図２７（Ｅ）及び図２７（Ｆ）に示すように、複数の発光ユニット（発光ユニット７６３ａ及び発光ユニット７６３ｂ）が電荷発生層７８５（中間層ともいう）を介して直列に接続された構成を本明細書ではタンデム構造と呼ぶ。なお、タンデム構造をスタック構造と呼んでもよい。タンデム構造とすることで、高輝度発光が可能な発光デバイスとすることができる。また、タンデム構造は、シングル構造と比べて、同じ輝度を得るために必要な電流を低減できるため、信頼性を高めることができる。
なお、図２７（Ｄ）及び図２７（Ｆ）は、表示装置が、発光デバイスと重なる層７６４を有する例である。図２７（Ｄ）は、層７６４が、図２７（Ｃ）に示す発光デバイスと重なる例であり、図２７（Ｆ）は、層７６４が、図２７（Ｅ）に示す発光デバイスと重なる例である。
層７６４としては、色変換層及び着色層の一方または双方を用いることができる。
図２７（Ｃ）及び図２７（Ｄ）において、発光層７７１、発光層７７２、及び発光層７７３に、同じ色の光を発する発光物質、さらには、同じ発光物質を用いてもよい。例えば、発光層７７１、発光層７７２、及び発光層７７３に、青色の光を発する発光物質を用いてもよい。青色の光を呈する副画素においては、発光デバイスが発する青色の光を取り出すことができる。また、赤色の光を呈する副画素及び緑色の光を呈する副画素においては、図２７（Ｄ）に示す層７６４として色変換層を設けることで、発光デバイスが発する青色の光をより長波長の光に変換し、赤色または緑色の光を取り出すことができる。
また、発光層７７１、発光層７７２、及び発光層７７３に、それぞれ異なる色の光を発する発光物質を用いてもよい。発光層７７１、発光層７７２、及び発光層７７３がそれぞれ発する光が補色の関係である場合、白色発光が得られる。例えば、シングル構造の発光デバイスは、青色の光を発する発光物質を有する発光層、及び、青色よりも長波長の可視光を発する発光物質を有する発光層を有することが好ましい。
例えば、シングル構造の発光デバイスが３層の発光層を有する場合、赤色（Ｒ）の光を発する発光物質を有する発光層、緑色（Ｇ）の光を発する発光物質を有する発光層、及び、青色（Ｂ）の光を発する発光物質を有する発光層を有することが好ましい。発光層の積層順としては、陽極側から、Ｒ、Ｇ、Ｂ、または、陽極側からＲ、Ｂ、Ｇなどとすることができる。このとき、ＲとＧまたはＢとの間にバッファ層が設けられていてもよい。
また、例えば、シングル構造の発光デバイスが２層の発光層を有する場合、青色（Ｂ）の光を発する発光物質を有する発光層、及び、黄色（Ｙ）の光を発する発光物質を有する発光層を有する構成が好ましい。当該構成をＢＹシングル構造のデバイスと呼称する場合がある。
図２７（Ｄ）に示す層７６４として、着色層を設けてもよい。白色光が着色層を透過することで、所望の色の光を得ることができる。
白色の光を発する発光デバイスは、２種類以上の発光物質を含むことが好ましい。白色発光を得るには、２以上の発光物質の各々の発光が補色の関係となるような発光物質を選択すればよい。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発光デバイスを得ることができる。また、発光層を３つ以上有する発光デバイスの場合も同様である。
また、図２７（Ｅ）及び図２７（Ｆ）において、発光層７７１と、発光層７７２とに、同じ色の光を発する発光物質、さらには、同じ発光物質を用いてもよい。
例えば、各色の光を呈する副画素が有する発光デバイスにおいて、発光層７７１と、発光層７７２に、それぞれ青色の光を発する発光物質を用いてもよい。青色の光を呈する副画素においては、発光デバイスが発する青色の光を取り出すことができる。また、赤色の光を呈する副画素及び緑色の光を呈する副画素においては、図２７（Ｆ）に示す層７６４として色変換層を設けることで、発光デバイスが発する青色の光をより長波長の光に変換し、赤色または緑色の光を取り出すことができる。
また、各色の光を呈する副画素に、図２７（Ｅ）または図２７（Ｆ）に示す構成の発光デバイスを用いる場合、副画素によって、異なる発光物質を用いてもよい。具体的には、赤色の光を呈する副画素が有する発光デバイスにおいて、発光層７７１と、発光層７７２に、それぞれ赤色の光を発する発光物質を用いてもよい。同様に、緑色の光を呈する副画素が有する発光デバイスにおいて、発光層７７１と、発光層７７２に、それぞれ緑色の光を発する発光物質を用いてもよい。青色の光を呈する副画素が有する発光デバイスにおいて、発光層７７１と、発光層７７２に、それぞれ青色の光を発する発光物質を用いてもよい。このような構成の表示装置は、タンデム構造の発光デバイスが適用されており、かつ、ＳＢＳ構造であるといえる。そのため、タンデム構造のメリットと、ＳＢＳ構造のメリットの両方を併せ持つことができる。これにより、高輝度発光が可能であり、信頼性の高い発光デバイスを実現することができる。
また、図２７（Ｅ）及び図２７（Ｆ）において、発光層７７１と、発光層７７２とに、異なる色の光を発する発光物質を用いてもよい。発光層７７１が発する光と、発光層７７２が発する光が補色の関係である場合、白色発光が得られる。図２７（Ｆ）に示す層７６４として、着色層を設けてもよい。白色光が着色層を透過することで、所望の色の光を得ることができる。
なお、図２７（Ｅ）及び図２７（Ｆ）において、発光ユニット７６３ａが１層の発光層７７１を有し、発光ユニット７６３ｂが１層の発光層７７２を有する例を示すが、これに限られない。発光ユニット７６３ａ及び発光ユニット７６３ｂは、それぞれ、２層以上の発光層を有していてもよい。
また、図２７（Ｅ）及び図２７（Ｆ）では、発光ユニットを２つ有する発光デバイスを例示したが、これに限られない。発光デバイスは、発光ユニットを３つ以上有していてもよい。
具体的には、図２８（Ａ）乃至図２８（Ｃ）に示す発光デバイスの構成が挙げられる。
図２８（Ａ）は、発光ユニットを３つ有する構成である。なお、発光ユニットを２つ有する構成を２段タンデム構造と、発光ユニットを３つ有する構成を３段タンデム構造と、それぞれ呼称してもよい。
また、図２８（Ａ）に示すように、複数の発光ユニット（発光ユニット７６３ａ、発光ユニット７６３ｂ、及び発光ユニット７６３ｃ）が電荷発生層７８５を介して、それぞれ直列に接続された構成である。また、発光ユニット７６３ａは、層７８０ａと、発光層７７１と、層７９０ａと、を有し、発光ユニット７６３ｂは、層７８０ｂと、発光層７７２と、層７９０ｂと、を有し、発光ユニット７６３ｃは、層７８０ｃと、発光層７７３と、層７９０ｃと、を有する。
なお、図２８（Ａ）に示す構成においては、発光層７７１、発光層７７２、及び発光層７７３は、それぞれ同じ色の光を発する発光物質を有すると好ましい。具体的には、発光層７７１、発光層７７２、及び発光層７７３が、それぞれ赤色（Ｒ）の発光物質を有する構成（いわゆるＲ＼Ｒ＼Ｒの３段タンデム構造）、発光層７７１、発光層７７２、及び発光層７７３が、それぞれ緑色（Ｇ）の発光物質を有する構成（いわゆるＧ＼Ｇ＼Ｇの３段タンデム構造）、または発光層７７１、発光層７７２、及び発光層７７３が、それぞれ青色（Ｂ）の発光物質を有する構成（いわゆるＢ＼Ｂ＼Ｂの３段タンデム構造）とすることができる。
なお、それぞれ同じ色の光を発する発光物質としては、上記の構成に限定されない。例えば、図２８（Ｂ）に示すように、複数の発光物質を有する発光ユニットを積層したタンデム型の発光デバイスとしてもよい。図２８（Ｂ）は、複数の発光ユニット（発光ユニット７６３ａ、及び発光ユニット７６３ｂ）が電荷発生層７８５を介して、それぞれ直列に接続された構成である。また、発光ユニット７６３ａは、層７８０ａと、発光層７７１ａ、発光層７７１ｂ、及び発光層７７１ｃと、層７９０ａと、を有し、発光ユニット７６３ｂは、層７８０ｂと、発光層７７２ａ、発光層７７２ｂ、及び発光層７７２ｃと、層７９０ｂと、を有する。
図２８（Ｂ）に示す構成においては、発光層７７１ａ、発光層７７１ｂ、及び発光層７７１ｃを、補色の関係となる発光物質を選択し白色発光（Ｗ）が可能な構成とする。また、発光層７７２ａ、発光層７７２ｂ、及び発光層７７２ｃを、補色の関係となる発光物質を選択し白色発光（Ｗ）が可能な構成とする。すなわち、図２８（Ｃ）に示す構成においては、Ｗ＼Ｗの２段タンデム構造である。なお、発光層７７１ａ、発光層７７１ｂ、及び発光層７７１ｃの補色の関係となる発光物質の積層順については、特に限定はない。実施者が適宜最適な積層順を選択することができる。また、図示しないが、Ｗ＼Ｗ＼Ｗの３段タンデム構造、または４段以上のタンデム構造としてもよい。
また、タンデム構造の発光デバイスを用いる場合、黄色（Ｙ）の光を発する発光ユニットと、青色（Ｂ）の光を発する発光ユニットとを有するＢ＼Ｙの２段タンデム構造、赤色（Ｒ）と緑色（Ｇ）の光を発する発光ユニットと、青色（Ｂ）の光を発する発光ユニットとを有するＲＧ＼Ｂの２段タンデム構造、青色（Ｂ）の光を発する発光ユニットと、黄色（Ｙ）の光を発する発光ユニットと、青色（Ｂ）の光を発する発光ユニットとをこの順で有するＢ＼Ｙ＼Ｂの３段タンデム構造、青色（Ｂ）の光を発する発光ユニットと、黄緑色（ＹＧ）の光を発する発光ユニットと、青色（Ｂ）の光を発する発光ユニットとをこの順で有するＢ＼ＹＧ＼Ｂの３段タンデム構造、青色（Ｂ）の光を発する発光ユニットと、緑色（Ｇ）の光を発する発光ユニットと、青色（Ｂ）の光を発する発光ユニットとをこの順で有するＢ＼Ｇ＼Ｂの３段タンデム構造などが挙げられる。
また、図２８（Ｃ）に示すように、１つの発光物質を有する発光ユニットと、複数の発光物質を有する発光ユニットと、を組み合わせてもよい。
具体的には、図２８（Ｃ）に示す構成においては、複数の発光ユニット（発光ユニット７６３ａ、発光ユニット７６３ｂ、及び発光ユニット７６３ｃ）が電荷発生層７８５を介して、それぞれ直列に接続された構成である。また、発光ユニット７６３ａは、層７８０ａと、発光層７７１と、層７９０ａと、を有し、発光ユニット７６３ｂは、層７８０ｂと、発光層７７２ａ、発光層７７２ｂ、及び発光層７７２ｃと、層７９０ｂと、を有し、発光ユニット７６３ｃは、層７８０ｃと、発光層７７３と、層７９０ｃと、を有する。
例えば、図２８（Ｃ）に示す構成において、発光ユニット７６３ａが青色（Ｂ）の光を発する発光ユニットであり、発光ユニット７６３ｂが赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び黄緑色（ＹＧ）の光を発する発光ユニットであり、発光ユニット７６３ｃが青色（Ｂ）の光を発する発光ユニットである、Ｂ＼Ｒ・Ｇ・ＹＧ＼Ｂの３段タンデム構造などを適用することができる。
例えば、発光ユニットの積層数と色の順番としては、陽極側から、Ｂ、Ｙの２段構造、Ｂと発光ユニットＸとの２段構造、Ｂ、Ｙ、Ｂの３段構造、Ｂ、Ｘ、Ｂの３段構造が挙げられ、発光ユニットＸにおける発光層の積層数と色の順番としては、陽極側から、Ｒ、Ｙの２層構造、Ｒ、Ｇの２層構造、Ｇ、Ｒの２層構造、Ｇ、Ｒ、Ｇの３層構造、または、Ｒ、Ｇ、Ｒの３層構造などとすることができる。また、２つの発光層の間に他の層が設けられていてもよい。
なお、図２７（Ｃ）、図２７（Ｄ）においても、図２７（Ｂ）に示すように、層７８０と、層７９０とを、それぞれ独立に、２層以上の層からなる積層構造としてもよい。
また、図２７（Ｅ）及び図２７（Ｆ）において、発光ユニット７６３ａは、層７８０ａ、発光層７７１、及び、層７９０ａを有し、発光ユニット７６３ｂは、層７８０ｂ、発光層７７２、及び、層７９０ｂを有する。
下部電極７６１が陽極であり、上部電極７６２が陰極である場合、層７８０ａ及び層７８０ｂは、それぞれ、正孔注入層、正孔輸送層、及び、電子ブロック層のうち一つまたは複数を有する。また、層７９０ａ及び層７９０ｂは、それぞれ、電子注入層、電子輸送層、及び、正孔ブロック層のうち一つまたは複数を有する。下部電極７６１が陰極であり、上部電極７６２が陽極である場合、層７８０ａと層７９０ａは互いに上記と逆の構成になり、層７８０ｂと層７９０ｂも互いに上記と逆の構成になる。
下部電極７６１が陽極であり、上部電極７６２が陰極である場合、例えば、層７８０ａは、正孔注入層と、正孔注入層上の正孔輸送層と、を有し、さらに、正孔輸送層上の電子ブロック層を有していてもよい。また、層７９０ａは、電子輸送層を有し、さらに、発光層７７１と電子輸送層との間の正孔ブロック層を有していてもよい。また、層７８０ｂは、正孔輸送層を有し、さらに、正孔輸送層上の電子ブロック層を有していてもよい。また、層７９０ｂは、電子輸送層と、電子輸送層上の電子注入層と、を有し、さらに、発光層７７２と電子輸送層との間の正孔ブロック層を有していてもよい。下部電極７６１が陰極であり、上部電極７６２が陽極である場合、例えば、層７８０ａは、電子注入層と、電子注入層上の電子輸送層と、を有し、さらに、電子輸送層上の正孔ブロック層を有していてもよい。また、層７９０ａは、正孔輸送層を有し、さらに、発光層７７１と正孔輸送層との間の電子ブロック層を有していてもよい。また、層７８０ｂは、電子輸送層を有し、さらに、電子輸送層上の正孔ブロック層を有していてもよい。また、層７９０ｂは、正孔輸送層と、正孔輸送層上の正孔注入層と、を有し、さらに、発光層７７２と正孔輸送層との間の電子ブロック層を有していてもよい。
また、タンデム構造の発光デバイスを作製する場合、２つの発光ユニットは、電荷発生層７８５を介して積層される。電荷発生層７８５は、少なくとも電荷発生領域を有する。電荷発生層７８５は、一対の電極間に電圧を印加したときに、２つの発光ユニットの一方に電子を注入し、他方に正孔を注入する機能を有する。
次に、発光デバイスに用いることができる材料について説明する。
下部電極７６１と上部電極７６２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。また、表示装置が赤外光を発する発光デバイスを有する場合には、光を取り出す側の電極には、可視光及び赤外光を透過する導電膜を用い、光を取り出さない側の電極には、可視光及び赤外光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
また、光を取り出さない側の電極にも可視光を透過する導電膜を用いてもよい。この場合、反射層と、ＥＬ層７６３との間に当該電極を配置することが好ましい。つまり、ＥＬ層７６３の発光は、当該反射層によって反射されて、表示装置から取り出されてもよい。
発光デバイスの一対の電極を形成する材料としては、金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物などを適宜用いることができる。当該材料としては、具体的には、アルミニウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ガリウム、亜鉛、インジウム、スズ、モリブデン、タンタル、タングステン、パラジウム、金、白金、銀、イットリウム、ネオジムなどの金属、及びこれらを適宜組み合わせて含む合金が挙げられる。また、当該材料としては、インジウムスズ酸化物（Ｉｎ－Ｓｎ酸化物、ＩＴＯともいう）、Ｉｎ－Ｓｉ－Ｓｎ酸化物（ＩＴＳＯともいう）、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｚｎ酸化物）、及びＩｎ－Ｗ－Ｚｎ酸化物などを挙げることができる。また、当該材料としては、アルミニウム、ニッケル、及びランタンの合金（Ａｌ－Ｎｉ－Ｌａ）等のアルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）、及び、銀とパラジウムと銅の合金（Ａｇ－Ｐｄ－Ｃｕ、ＡＰＣとも記す）が挙げられる。その他、当該材料としては、上記例示のない元素周期表の第１族または第２族に属する元素（例えば、リチウム、セシウム、カルシウム、ストロンチウム）、ユウロピウム、イッテルビウムなどの希土類金属及びこれらを適宜組み合わせて含む合金、グラフェン等が挙げられる。
発光デバイスには、微小光共振器（マイクロキャビティ）構造が適用されていることが好ましい。したがって、発光デバイスが有する一対の電極の一方は、可視光に対する透過性及び反射性を有する電極（半透過・半反射電極）であることが好ましく、他方は、可視光に対する反射性を有する電極（反射電極）を有することが好ましい。発光デバイスがマイクロキャビティ構造を有することで、発光層から得られる発光を両電極間で共振させ、発光デバイスから射出される光を強めることができる。
なお、半透過・半反射電極は、反射電極として用いることができる導電層と、可視光に対する透過性を有する電極（透明電極ともいう）として用いることができる導電層と、の積層構造とすることができる。
透明電極の光の透過率は、４０％以上とする。例えば、発光デバイスの透明電極には、可視光（波長４００ｎｍ以上７５０ｎｍ未満の光）の透過率が４０％以上である電極を用いることが好ましい。半透過・半反射電極の可視光の反射率は、１０％以上９５％以下、好ましくは３０％以上８０％以下とする。反射電極の可視光の反射率は、４０％以上１００％以下、好ましくは７０％以上１００％以下とする。また、これらの電極の抵抗率は、１×１０－２Ωｃｍ以下が好ましい。
発光デバイスは少なくとも発光層を有する。また、発光デバイスは、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子ブロック材料、電子注入性の高い物質、またはバイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）等を含む層をさらに有していてもよい。例えば、発光デバイスは、発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電荷発生層、電子ブロック層、電子輸送層、及び電子注入層のうち１層以上を有する構成とすることができる。
発光デバイスには低分子化合物及び高分子化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。発光デバイスを構成する層は、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。
発光層は、１種または複数種の発光物質を有する。発光物質としては、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、または赤色などの発光色を呈する物質を適宜用いる。また、発光物質として、近赤外光を発する物質を用いることもできる。
発光物質としては、蛍光材料、燐光材料、ＴＡＤＦ材料、及び量子ドット材料などが挙げられる。
蛍光材料としては、例えば、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、フェナントレン誘導体、及びナフタレン誘導体などが挙げられる。
燐光材料としては、例えば、４Ｈ－トリアゾール骨格、１Ｈ－トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、ピリミジン骨格、ピラジン骨格、またはピリジン骨格を有する有機金属錯体（特にイリジウム錯体）、電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属錯体（特にイリジウム錯体）、白金錯体、及び希土類金属錯体等が挙げられる。
発光層は、発光物質（ゲスト材料）に加えて、１種または複数種の有機化合物（ホスト材料、アシスト材料等）を有していてもよい。１種または複数種の有機化合物としては、正孔輸送性の高い物質（正孔輸送性材料）及び電子輸送性の高い物質（電子輸送性材料）の一方または双方を用いることができる。正孔輸送性材料としては、後述の、正孔輸送層に用いることができる正孔輸送性の高い材料を用いることができる。電子輸送性材料としては、後述の、電子輸送層に用いることができる電子輸送性の高い材料を用いることができる。また、１種または複数種の有機化合物として、バイポーラ性材料、またはＴＡＤＦ材料を用いてもよい。
発光層は、例えば、燐光材料と、励起錯体を形成しやすい組み合わせである正孔輸送性材料及び電子輸送性材料と、を有することが好ましい。このような構成とすることにより、励起錯体から発光物質（燐光材料）へのエネルギー移動であるＥｘＴＥＴ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ－Ｔｒｉｐｌｅｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）を用いた発光を効率よく得ることができる。発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光を得ることができる。この構成により、発光デバイスの高効率、低電圧駆動、長寿命を同時に実現できる。
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、及び、正孔輸送性材料とアクセプター性材料（電子受容性材料）とを含む複合材料などが挙げられる。
正孔輸送性材料としては、後述の、正孔輸送層に用いることができる正孔輸送性の高い材料を用いることができる。
アクセプター性材料としては、例えば、元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を用いることができる。具体的には、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化タングステン、酸化マンガン、及び、酸化レニウムが挙げられる。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。また、フッ素を含む有機アクセプター性材料を用いることもできる。また、キノジメタン誘導体、クロラニル誘導体、及び、ヘキサアザトリフェニレン誘導体などの有機アクセプター性材料を用いることもできる。
例えば、正孔注入性の高い材料として、正孔輸送性材料と、上述の元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物（代表的には酸化モリブデン）とを含む材料を用いてもよい。
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。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、フラン誘導体など）、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。
電子ブロック層は、発光層に接して設けられる。電子ブロック層は、正孔輸送性を有し、かつ、電子をブロックすることが可能な材料を含む層である。電子ブロック層には、上記正孔輸送性材料のうち、電子ブロック性を有する材料を用いることができる。
電子ブロック層は、正孔輸送性を有するため、正孔輸送層と呼ぶこともできる。また、正孔輸送層のうち、電子ブロック性を有する層を、電子ブロック層と呼ぶこともできる。
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。電子輸送層は、電子輸送性材料を含む層である。電子輸送性材料としては、１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも用いることができる。電子輸送性材料としては、キノリン骨格を有する金属錯体、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール骨格を有する金属錯体、チアゾール骨格を有する金属錯体等の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、キノリン配位子を有するキノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、その他含窒素複素芳香族化合物を含むπ電子不足型複素芳香族化合物等の電子輸送性の高い材料を用いることができる。
正孔ブロック層は、発光層に接して設けられる。正孔ブロック層は、電子輸送性を有し、かつ、正孔をブロックすることが可能な材料を含む層である。正孔ブロック層には、上記電子輸送性材料のうち、正孔ブロック性を有する材料を用いることができる。
正孔ブロック層は、電子輸送性を有するため、電子輸送層と呼ぶこともできる。また、電子輸送層のうち、正孔ブロック性を有する層を、正孔ブロック層と呼ぶこともできる。
電子注入層は、陰極から電子輸送層に電子を注入する層であり、電子注入性の高い材料を含む層である。電子注入性の高い材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。電子注入性の高い材料としては、電子輸送性材料とドナー性材料（電子供与性材料）とを含む複合材料を用いることもできる。
また、電子注入性の高い材料のＬＵＭＯ準位は、陰極に用いる材料の仕事関数の値との差が小さい（具体的には０．５ｅＶ以下）であることが好ましい。
電子注入層には、例えば、リチウム、セシウム、イッテルビウム、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦｘ、Ｘは任意数）、８－（キノリノラト）リチウム（略称：Ｌｉｑ）、２－（２－ピリジル）フェノラトリチウム（略称：ＬｉＰＰ）、２－（２－ピリジル）－３－ピリジノラトリチウム（略称：ＬｉＰＰｙ）、４－フェニル－２－（２－ピリジル）フェノラトリチウム（略称：ＬｉＰＰＰ）、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）、炭酸セシウム等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物を用いることができる。また、電子注入層は、２以上の積層構造としてもよい。当該積層構造としては、例えば、１層目にフッ化リチウムを用い、２層目にイッテルビウムを設ける構成が挙げられる。
電子注入層は、電子輸送性材料を有していてもよい。例えば、非共有電子対を備え、電子不足型複素芳香環を有する化合物を、電子輸送性材料に用いることができる。具体的には、ピリジン環、ジアジン環（ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環）、トリアジン環の少なくとも１つを有する化合物を用いることができる。
なお、非共有電子対を備える有機化合物の最低空軌道（ＬＵＭＯ：Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）準位は、－３．６ｅＶ以上－２．３ｅＶ以下であると好ましい。また、一般にＣＶ（サイクリックボルタンメトリ）、光電子分光法、光吸収分光法、逆光電子分光法等により、有機化合物の最高被占有軌道（ＨＯＭＯ：ｈｉｇｈｅｓｔ ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）準位及びＬＵＭＯ準位を見積もることができる。
例えば、４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、２，９－ジ（ナフタレン－２－イル）－４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）、ジキノキサリノ［２，３－ａ：２’，３’－ｃ］フェナジン（略称：ＨＡＴＮＡ）、２，４，６－トリス［３’－（ピリジン－３－イル）ビフェニル－３－イル］－１，３，５－トリアジン（略称：ＴｍＰＰＰｙＴｚ）等を、非共有電子対を備える有機化合物に用いることができる。なお、ＮＢＰｈｅｎはＢＰｈｅｎと比較して、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を備え、耐熱性に優れる。
電荷発生層は、上述の通り、少なくとも電荷発生領域を有する。電荷発生領域は、アクセプター性材料を含むことが好ましく、例えば、上述の正孔注入層に適用可能な、正孔輸送性材料とアクセプター性材料とを含むことが好ましい。
また、電荷発生層は、電子注入性の高い材料を含む層を有することが好ましい。当該層は、電子注入バッファ層と呼ぶこともできる。電子注入バッファ層は、電荷発生領域と電子輸送層との間に設けられることが好ましい。電子注入バッファ層を設けることで、電荷発生領域と電子輸送層との間の注入障壁を緩和することができるため、電荷発生領域で生じた電子を電子輸送層に容易に注入することができる。
電子注入バッファ層は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含むことが好ましく、例えば、アルカリ金属の化合物またはアルカリ土類金属の化合物を含む構成とすることができる。具体的には、電子注入バッファ層は、アルカリ金属と酸素とを含む無機化合物、または、アルカリ土類金属と酸素とを含む無機化合物を有することが好ましく、リチウムと酸素とを含む無機化合物（酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）など）を有することがより好ましい。その他、電子注入バッファ層には、上述の電子注入層に適用可能な材料を好適に用いることができる。
電荷発生層は、電子輸送性の高い材料を含む層を有することが好ましい。当該層は、電子リレー層と呼ぶこともできる。電子リレー層は、電荷発生領域と電子注入バッファ層との間に設けられることが好ましい。電荷発生層が電子注入バッファ層を有さない場合、電子リレー層は、電荷発生領域と電子輸送層との間に設けられることが好ましい。電子リレー層は、電荷発生領域と電子注入バッファ層（または電子輸送層）との相互作用を防いで、電子をスムーズに受け渡す機能を有する。
電子リレー層としては、銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）などのフタロシアニン系の材料、または、金属－酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。
なお、上述の電荷発生領域、電子注入バッファ層、及び電子リレー層は、断面形状、または特性などによって明確に区別できない場合がある。
なお、電荷発生層は、アクセプター性材料の代わりに、ドナー性材料を有していてもよい。例えば、電荷発生層としては、上述の電子注入層に適用可能な、電子輸送性材料とドナー性材料とを含む層を有していてもよい。
発光ユニットを積層する際、２つの発光ユニットの間に電荷発生層を設けることで、駆動電圧の上昇を抑制することができる。
図２９（Ａ）乃至図２９（Ｅ）に表示装置に適用することができる受光デバイスの構成例を示す。図２９（Ａ）乃至図２９（Ｅ）に示す構成要素で、図２７に示す構成要素と同様のものについては、同符号を付して示す。
図２９（Ａ）に示す受光デバイスは、一対の電極（下部電極７６１、上部電極７６２）の間に、ＰＳ層７８７を有する。下部電極７６１は、画素電極として機能し、受光デバイスごとに設けられる。上部電極７６２は、共通電極として機能し、複数の発光デバイスと受光デバイスに共通に設けられる。
図２９（Ａ）に示す、ＰＳ層７８７は、それぞれ島状の層として形成することができる。つまり、図２９（Ａ）に示すＰＳ層７８７は、図１（Ｂ）等に示す層１１３ｄに相当する。なお、受光デバイスは、受光デバイス１５０に相当する。また、下部電極７６１は画素電極１１１ｄに相当する。また、上部電極７６２は共通電極１１５に相当する。
ＰＳ層７８７は、層７８１、層７８２、光電変換層７８３、層７９１、層７９２等を有する。層７８１、層７８２、層７９１、及び層７９２等は、上記発光デバイスに用いたものと同様である。ここで、層７９２、及び上部電極７６２は、発光デバイス、及び受光デバイスに共通で設けることができる。
光電変換層７８３は、半導体を含む。当該半導体としては、シリコンなどの無機半導体、及び、有機化合物を含む有機半導体が挙げられる。本実施の形態では、光電変換層７８３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、発光層と、光電変換層７８３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。
光電変換層７８３としては、例えば、ｐｎ型またはｐｉｎ型のフォトダイオードを用いることができる。以下に光電変換層７８３として用いることができる、ｎ型半導体材料、及びｐ型半導体材料を示す。ｎ型半導体材料、及びｐ型半導体材料は、それぞれを層状にして積層して用いてもよいし、混合して一つの層にして用いてもよい。
光電変換層７８３が有するｎ型半導体の材料としては、フラーレン（例えばＣ６０、Ｃ７０等）、フラーレン誘導体等の電子受容性の有機半導体材料が挙げられる。フラーレンは、サッカーボールのような形状を有し、当該形状はエネルギー的に安定である。フラーレンは、ＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位の双方が深い（低い）。フラーレンは、ＬＵＭＯ準位が深いため、電子受容性（アクセプター性）が極めて高い。通常、ベンゼンのように、平面にπ電子共役（共鳴）が広がると、電子供与性（ドナー性）が高くなるが、フラーレンは球体形状であるため、π電子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、受光デバイスとして有益である。Ｃ６０、Ｃ７０ともに可視光領域に広い吸収帯を有しており、特にＣ７０はＣ６０に比べてπ電子共役系が大きく、長波長領域にも広い吸収帯を有するため好ましい。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）、１’，１’’，４’，４’’－Ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏ－ｄｉ［１，４］ｍｅｔｈａｎｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｏ［１，２：２’，３’，５６，６０：２’’，３’’］［５，６］ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ－Ｃ６０（略称：ＩＣＢＡ）などが挙げられる。
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）など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、キノン誘導体等が挙げられる。
光電変換層７８３が有するｐ型半導体の材料としては、銅（ＩＩ）フタロシアニン（Ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ） ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ；ＣｕＰｃ）、テトラフェニルジベンゾペリフランテン（Ｔｅｔｒａｐｈｅｎｙｌｄｉｂｅｎｚｏｐｅｒｉｆｌａｎｔｈｅｎｅ；ＤＢＰ）、亜鉛フタロシアニン（Ｚｉｎｃ Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ；ＺｎＰｃ）、スズフタロシアニン（ＳｎＰｃ）、キナクリドン、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、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、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、光電変換層７８３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。または、光電変換層７８３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。
発光デバイス及び受光デバイスには低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。発光デバイス及び受光デバイスを構成する層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
例えば、正孔輸送性材料また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）などの高分子化合物、及び、モリブデン酸化物、ヨウ化銅（ＣｕＩ）などの無機化合物を用いることができる。また、電子輸送性材料または正孔ブロック材料として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの無機化合物、ポリエチレンイミンエトキシレート（ＰＥＩＥ）など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、光電変換層７８３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）、または、ＰＢＤＢ－Ｔ誘導体などの高分子化合物を用いることができる。例えば、ＰＢＤＢ－ＴまたはＰＢＤＢ－Ｔ誘導体にアクセプター材料を分散させる方法などが使用できる。
また、光電変換層７８３には３種類以上の材料を混合させてもよい。例えば、波長域を拡大する目的で、ｎ型半導体の材料と、ｐ型半導体の材料と、に加えて、第３の材料を混合してもよい。このとき、第３の材料は、低分子化合物でも高分子化合物でもよい。
ＰＳ層７８７は、図２９（Ａ）に示すように、層７８１（正孔注入層）、層７８２（正孔輸送層）、光電変換層７８３、層７９１（電子輸送層）、層７９２（電子注入層）の順に積層することができる。これは、図２７（Ｂ）に示すＥＬ層７６３と同じ積層順である。この場合、発光デバイス及び受光デバイスのいずれにおいても、下部電極７６１を陽極として機能させ、上部電極７６２を陰極として機能させることができる。つまり、受光デバイスは、下部電極７６１と上部電極７６２との間に逆バイアスをかけて駆動することで、受光デバイスに入射する光を検出し、電荷を発生させ、電流として取り出すことができる。
ただし、本発明はこれに限られるものではない。例えば、層７８１が電子注入層を有し、層７８２が電子輸送層を有し、層７９１が正孔輸送層を有し、層７９２が正孔注入層を有する構成としてもよい。この場合、受光デバイスにおいては、下部電極７６１を陰極として機能させ、上部電極７６２を陽極として機能させることができる。先の実施の形態に示す通り、本発明では、発光デバイスと、受光デバイスをそれぞれ個別に形成することができる。このため、発光デバイスと受光デバイスの構成が大きく異なる場合でも、比較的容易に作製することができる。
また、図２９（Ａ）に示す、層７８１、層７８２、層７９１、及び層７９２は、必ずしも全てを設ける必要はない。例えば、図２９（Ｂ）に示すように、正孔注入層を有する層７８１を設けずに、正孔注入層を有する層７８２が下部電極７６１に接する構成にしてもよい。なお、図２９（Ａ）及び図２９（Ｂ）に示すように、光電変換層７８３に接して、正孔輸送層を有する層７８２、および電子輸送層を有する層７９１の少なくとも一方を設けることが好ましい。これにより、受光デバイスにおいて、下部電極７６１と上部電極７６２の間にリーク電流が生じ、撮像の感度が下がるのを抑制することができる。
さらに、層７８２または層７９１のいずれか一方を設けない構成にすることもできる。例えば、図２９（Ｃ）に示すように、電子輸送層を有する層７９１を設けずに、光電変換層７８３が層７９２に接する構成にしてもよい。
さらに、ＰＳ層７８７を光電変換層７８３のみの構成にすることもできる。例えば、図２９（Ｄ）に示すように、正孔輸送層を有する層７８２を設けずに、光電変換層７８３が下部電極７６１に接する構成にしてもよい。
さらに、層７９２を共通層とせず、発光デバイスごとに設ける場合、受光デバイスに層７９２を設けない構成にすることもできる。例えば、図２９（Ｅ）に示すように、電子注入層を有する層７９２を設けずに、光電変換層７８３が上部電極７６２に接する構成にしてもよい。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態７）
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３０乃至図３２を用いて説明する。
本実施の形態の電子機器は、表示部に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、高精細化及び高解像度化が容易であり、また、高い表示品位を実現できる。したがって、様々な電子機器の表示部に用いることができる。また、上記実施の形態に示すように、本発明の一態様の表示装置は、高い開口率を有して、タッチセンサを設けることができる。
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、などが挙げられる。
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、腕時計型及びブレスレット型の情報端末機（ウェアラブル機器）、並びに、ヘッドマウントディスプレイなどのＶＲ向け機器、メガネ型のＡＲ向け機器、及び、ＭＲ向け機器など、頭部に装着可能なウェアラブル機器等が挙げられる。
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）、４Ｋ（画素数３８４０×２１６０）、８Ｋ（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４Ｋ、８Ｋ、また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、１００ｐｐｉ以上が好ましく、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及び高い精細度の一方または双方を有する表示装置を用いることで、携帯型または家庭用途など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などをより高めることが可能となる。また、本発明の一態様の表示装置の画面比率（アスペクト比）については、特に限定はない。例えば、表示装置は、１：１（正方形）、４：３、１６：９、１６：１０など様々な画面比率に対応することができる。
本実施の形態の電子機器は、センサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を検知、検出、また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、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）を実行する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出す機能等を有することができる。
図３０（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３０（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、表示装置６５１１、光学部材６５１２、タッチセンサパネル６５１３、プリント基板６５１７、バッテリ６５１８等が配置されている。なお、先の実施の形態に示すように、表示部６５０２の中にタッチセンサが作りこまれた構成にする場合、タッチセンサパネル６５１３を設けない構成にすることができる。
保護部材６５１０には、表示装置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、表示装置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。
表示装置６５１１には本発明の一態様のフレキシブルディスプレイを適用することができる。そのため、極めて軽量な電子機器を実現できる。また、表示装置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、表示装置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。
また、図３０（Ａ）及び図３０（Ｂ）に示す電子機器６５００では、表示部６５０２にノッチを設けてカメラ６５０７を配置する構成にしたが、本発明はこれに限られるものではない。図３０（Ｃ）及び図３０（Ｄ）に示すように、表示部６５０２に重ねてカメラ６５０７を設ける構成にしてもよい。なお、図３０（Ｃ）は図３０（Ａ）に、図３０（Ｄ）は図３０（Ｂ）に対応しており、同符号の構成については、図３０（Ａ）及び図３０（Ｂ）の記載を参照することができる。
図３０（Ｄ）に示すように、バッテリ６５１８上に筐体６５１９を設け、筐体６５１９の上に、カメラ６５０７を構成するセンサ部６５２０を設ければよい。センサ部６５２０は、イメージセンサチップを収めたパッケージ、またはセンサモジュールなどを用いることができる。センサ部６５２０の詳細な構造については、後述の実施の形態を参照することができる。このようなカメラ６５０７を設けることで、使用者が表示部６５０２を見た状態で画像データの撮影を行うことができる。また、使用者の顔を撮像して個人認証を行うことができる。
ここで、表示部６５０２に図６（Ａ）または図６（Ｂ）に示す表示装置を用いることが好ましい。上述の通り、図６（Ａ）または図６（Ｂ）に示す表示装置は、円偏光板などの光学部材を用いずに、外光反射を抑制することができる。よって、電子機器６５００において、光学部材６５１２の少なくとも一部（例えば、円偏光板など）を設けない構成にすることができる。このような構成にすることで、センサ部６５２０に入射する光が円偏光板などによって、減衰するのを抑制できる。これにより、表示部６５０２の下にセンサ部６５２０を配置しても、十分なセンシングを行うことができる。
また、表示部６５０２のセンサ部６５２０と重畳する領域において、画素数を低減する構成にしてもよい。このような構成にすることで、センサ部６５２０に入射する光の強度を向上させ、センシングの感度を向上させることができる。
また、センサ部６５２０は、筐体６５１９に固定して設けられることが好ましい。これにより、センサ部６５２０の受光部の位置が固定されるため、より精密なセンシングを行うことができる。なお、筐体６５１９は筐体６５０１に固定されていてもよいし、筐体６５１９と筐体６５０１が一体形成されていてもよい。
図３０（Ｃ）及び図３０（Ｄ）に示す構成にすることで、電子機器６５００では、表示部６５０２にノッチを設けずに、カメラ６５０７を配置することができる。
また、図２に示すように、本発明の一態様に係る表示部６５０２では、指紋認証を行うことができる。よって、電子機器６５００では、顔認証と指紋認証を行うことができる。このような構成にすることで、セキュリティの程度に応じて、顔認証と指紋認証を組み合わせて使うことができる。例えば、一般的なセキュリティの処理（例えば、画面ロックの解除など）は顔認証で行い、より高度なセキュリティが求められる処理（例えば、物品の購入など）では、さらに指紋認証を行うことができる。
図３１（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３１（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。または、表示部７０００にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部７０００に触れることでテレビジョン装置７１００を操作してもよい。リモコン操作機７１１１は、当該リモコン操作機７１１１から出力する情報を表示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機７１１１が備える操作キーまたはタッチパネルにより、チャンネル及び音量の操作を行うことができ、表示部７０００に表示される映像を操作することができる。
なお、テレビジョン装置７１００は、受信機及びモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者同士など）の情報通信を行うことも可能である。
図３１（Ｂ）に、ノート型パーソナルコンピュータの一例を示す。ノート型パーソナルコンピュータ７２００は、筐体７２１１、キーボード７２１２、ポインティングデバイス７２１３、外部接続ポート７２１４等を有する。筐体７２１１に、表示部７０００が組み込まれている。
表示部７０００に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図３１（Ｃ）及び図３１（Ｄ）に、デジタルサイネージの一例を示す。
図３１（Ｃ）に示すデジタルサイネージ７３００は、筐体７３０１、表示部７０００、及びスピーカ７３０３等を有する。さらに、ＬＥＤランプ、操作キー（電源スイッチ、または操作スイッチを含む）、接続端子、各種センサ、マイクロフォン等を有することができる。
図３１（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３１（Ｃ）及び図３１（Ｄ）において、表示部７０００に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
表示部７０００が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示部７０００が広いほど、人の目につきやすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることができる。
表示部７０００にタッチパネルを適用することで、表示部７０００に画像または動画を表示するだけでなく、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などの情報を提供するための用途に用いる場合には、直感的な操作によりユーザビリティを高めることができる。
また、図３１（Ｃ）及び図３１（Ｄ）に示すように、デジタルサイネージ７３００またはデジタルサイネージ７４００は、使用者が所持するスマートフォン等の情報端末機７３１１または情報端末機７４１１と無線通信により連携可能であることが好ましい。例えば、表示部７０００に表示される広告の情報を、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１の画面に表示させることができる。また、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１を操作することで、表示部７０００の表示を切り替えることができる。
また、デジタルサイネージ７３００またはデジタルサイネージ７４００に、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１の画面を操作手段（コントローラ）としたゲームを実行させることもできる。これにより、不特定多数の使用者が同時にゲームに参加し、楽しむことができる。
図３２（Ａ）乃至図３２（Ｇ）に示す電子機器は、筐体９０００、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、または操作スイッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を検知、検出、また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３２（Ａ）乃至図３２（Ｇ）に示す電子機器は、様々な機能を有する。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して処理する機能、等を有することができる。なお、電子機器の機能はこれらに限られず、様々な機能を有することができる。電子機器は、複数の表示部を有していてもよい。また、電子機器にカメラ等を設け、静止画または動画を撮影し、記録媒体（外部またはカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有していてもよい。
図３２（Ａ）乃至図３２（Ｇ）に示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図３２（Ａ）は、携帯情報端末９１０１を示す斜視図である。携帯情報端末９１０１は、例えばスマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末９１０１は、スピーカ９００３、接続端子９００６、センサ９００７等を設けてもよい。また、携帯情報端末９１０１は、文字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３２（Ａ）では３つのアイコン９０５０を表示した例を示している。また、破線の矩形で示す情報９０５１を表示部９００１の他の面に表示することもできる。情報９０５１の一例としては、電子メール、ＳＮＳ、電話などの着信の通知、電子メールまたはＳＮＳなどの題名、送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、電波強度などがある。または、情報９０５１が表示されている位置にはアイコン９０５０などを表示してもよい。
図３２（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３２（Ｃ）は、タブレット端末９１０３を示す斜視図である。タブレット端末９１０３は、一例として、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲーム等の種々のアプリケーションの実行が可能である。タブレット端末９１０３は、筐体９０００の正面に表示部９００１、カメラ９００２、マイクロフォン９００８、スピーカ９００３を有し、筐体９０００の左側面には操作用のボタンとしての操作キー９００５、底面には接続端子９００６を有する。
図３２（Ｄ）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は、例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末９２００は、接続端子９００６により、他の情報端末と相互にデータ伝送を行うこと、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３２（Ｅ）乃至図３２（Ｇ）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３２（Ｅ）は携帯情報端末９２０１を展開した状態、図３２（Ｇ）は折り畳んだ状態、図３２（Ｆ）は図３２（Ｅ）と図３２（Ｇ）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。
また、表示部９００１に、図６（Ａ）または図６（Ｂ）に示す表示装置を用いる構成にしてもよい。これにより、表示部９００１に円偏光板等の光学部材を設けることなく、携帯情報端末９２０１を作製することができる。表示部９００１に、比較的膜厚の厚い円偏光板を設けない構成にすることで、上記曲率半径の低減を図ることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態８）
本実施の形態では、イメージセンサチップを収めたパッケージおよびセンサモジュールの一例について説明する。イメージセンサチップを収めたパッケージおよびセンサモジュールは、図３０（Ｄ）に示すセンサ部６５２０等に用いることができる。
ここで、イメージセンサチップは、複数の受光デバイスがマトリクス状に配置された画素部と、当該画素部を制御する駆動回路などを有している。受光デバイスとしては、光電変換層がシリコン基板に形成されたフォトダイオードなどを用いることができる。
なお、フォトダイオードを化合物半導体で形成することもできる。化合物半導体は、構成元素の組み合わせ及びその原子数比に応じてバンドギャップを変化させることができるため、赤外光に感度を有するフォトダイオードを形成することができる。例えば、可視光から中赤外光にかけて光感度を有するフォトダイオードを形成するには、光電変換層にＩｎＧａＡｓなどを用いればよい。
図３３（Ａ１）は、イメージセンサチップを収めたパッケージの上面側の外観斜視図である。当該パッケージは、イメージセンサチップ６５０を固定するパッケージ基板６１０、カバーガラス６２０および両者を接着する接着剤６３０等を有する。
図３３（Ａ２）は、当該パッケージの下面側の外観斜視図である。パッケージの下面には、半田ボールをバンプ６４０としたＢＧＡ（Ｂａｌｌ ｇｒｉｄ ａｒｒａｙ）を有する。なお、ＢＧＡに限らず、ＬＧＡ（Ｌａｎｄ ｇｒｉｄ ａｒｒａｙ）またはＰＧＡ（Ｐｉｎ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）などを有していてもよい。
図３３（Ａ３）は、カバーガラス６２０および接着剤６３０の一部を省いて図示したパッケージの斜視図である。パッケージ基板６１０上には電極パッド６６０が形成され、電極パッド６６０およびバンプ６４０はスルーホールを介して電気的に接続されている。電極パッド６６０は、イメージセンサチップ６５０とワイヤ６７０によって電気的に接続されている。
また、図３３（Ｂ１）は、イメージセンサチップをレンズ一体型のパッケージに収めたセンサモジュールの上面側の外観斜視図である。当該センサモジュールは、イメージセンサチップ６５１を固定するパッケージ基板６１１、レンズカバー６２１、およびレンズ６３５等を有する。また、パッケージ基板６１１およびイメージセンサチップ６５１の間には受光デバイスの駆動回路および信号変換回路などの機能を有するＩＣチップ６９０も設けられており、ＳｉＰ（Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｐａｃｋａｇｅ）としての構成を有している。
図３３（Ｂ２）は、当該センサモジュールの下面側の外観斜視図である。パッケージ基板６１１の下面および側面には、実装用のランド６４１が設けられたＱＦＮ（Ｑｕａｄ ｆｌａｔ ｎｏ－ｌｅａｄ ｐａｃｋａｇｅ）の構成を有する。なお、当該構成は一例であり、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ ｆｌａｔ ｐａｃｋａｇｅ）、または前述したＢＧＡが設けられていてもよい。
図３３（Ｂ３）は、レンズカバー６２１およびレンズ６３５の一部を省いて図示したモジュールの斜視図である。ランド６４１は電極パッド６６１と電気的に接続され、電極パッド６６１はイメージセンサチップ６５１またはＩＣチップ６９０とワイヤ６７１によって電気的に接続されている。
イメージセンサチップを上述したような形態のパッケージに収めることでプリント基板等への実装が容易になり、イメージセンサチップを様々な半導体装置、電子機器に組み込むことができる。
また、入射光が干渉することで、イメージセンサチップの出力にノイズが発生する場合がある。この場合、イメージセンサチップの出力に画像処理を行ってノイズを低減することが好ましい。当該画像処理は、例えば、ＡＩなどを用いて行えばよい。
本実施の形態は、他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。
ＡＬ 配線
ＣＬ 配線
ＦＤ ノード
ＧＬ 配線
Ｌｅｍ＿ａ 光
Ｌｅｍ＿ｂ 光
Ｌｅｍ＿ｃ 光
ＬｅｍＢ 光
ＬｅｍＧ 光
Ｌｉｎ 光
ＲＬ 配線
ＳＬ 配線
ＳＬＢ 配線
ＳＬＧ 配線
ＳＬＲ 配線
３２ 制御回路部
３３ ロードライバ回路部
３６ 読み出し回路部
３７ 検出回路部
４１ 配線
４３ 配線
４４ 配線
４５ 配線
４６ 配線
４７ 配線
４８ 配線
４９ 配線
５０ 受光デバイス
５１ トランジスタ
５２ トランジスタ
５３ トランジスタ
５４ トランジスタ
５６ 容量
５７ 容量
１００Ｇ 表示装置
１００ 表示装置
１０１ 基板
１０２ 基板
１０７ 接着層
１０８ 遮光層
１１０ａ 副画素
１１０ｂ 副画素
１１０ｃ 副画素
１１０ｄ 副画素
１１０ｅ 副画素
１１０ 画素
１１１ａ 画素電極
１１１ｂ 画素電極
１１１ｃ 画素電極
１１１ｄ 画素電極
１１２ａ 導電層
１１２ｃ 導電層
１１２ｄ 導電層
１１３ａ 層
１１３ｂ 層
１１３ｃ 層
１１３ｄ 層
１１３ｄＦ 膜
１１４ 共通層
１１５ 共通電極
１１８ａ 絶縁層
１１８ｂ 絶縁層
１１８Ｆ 絶縁膜
１１８ 絶縁層
１２３ 導電層
１２４ａ 画素
１２４ｂ 画素
１２７ 絶縁層
１３０ａ 発光デバイス
１３０Ｂ 発光デバイス
１３０ｂ 発光デバイス
１３０ｃ 発光デバイス
１３０Ｇ 発光デバイス
１３０Ｒ 発光デバイス
１３０ 発光デバイス
１３１ 保護層
１４０ 接続部
１５０ 受光デバイス
１５１Ｋ ファインメタルマスク
１５１Ｍ ファインメタルマスク
１５１Ｎ ファインメタルマスク
１５１ 基板
１５２ 基板
１６２ 表示部
１６４ 回路
１６５ 配線
１６６ 導電層
１７２ ＦＰＣ
１７３ ＩＣ
１８０ａ レジストマスク
１８０ｂ レジストマスク
１８０ｃ レジストマスク
１９０ 指
１９１ 接触部
１９２ 指紋
１９３ 撮像範囲
２００Ａ 表示装置
２０１ トランジスタ
２０４ 接続部
２０５ トランジスタ
２０９ トランジスタ
２１０ トランジスタ
２１１ 絶縁層
２１３ 絶縁層
２１４ 絶縁層
２１５ 絶縁層
２１８ 絶縁層
２２１ 導電層
２２２ａ 導電層
２２２ｂ 導電層
２２３ 導電層
２２５ 絶縁層
２３１ｉ チャネル形成領域
２３１ｎ 低抵抗領域
２３１ 半導体層
２４０ 容量
２４１ 導電層
２４２ 接続層
２４３ 絶縁層
２４５ 導電層
２５１ 導電層
２５２ 導電層
２５４ 絶縁層
２５５ａ 絶縁層
２５５ｂ 絶縁層
２５５ｃ 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
２７４ａ 導電層
２７４ｂ 導電層
２７４ プラグ
２８０ 表示モジュール
２８１ 表示部
２８２ 回路部
２８３ａ 画素回路
２８３ 画素回路部
２８４ａ 画素
２８４ 画素部
２８５ 端子部
２８６ 配線部
２９０ ＦＰＣ
２９１ 基板
２９２ 基板
３０１ 基板
３１０ 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
３２１ 半導体層
３２３ 絶縁層
３２４ 導電層
３２５ 導電層
３２６ 絶縁層
３２７ 導電層
３２８ 絶縁層
３２９ 絶縁層
３３２ 絶縁層
４００ 表示装置
４０１ 基板
４０２ 駆動回路部
４０３ 駆動回路部
４０４ 画素部
４０５Ｂ 副画素
４０５Ｇ 副画素
４０５Ｒ 副画素
４０５ 副画素
４０６ 副画素
４１０ａ トランジスタ
４１０ トランジスタ
４１１ｉ チャネル形成領域
４１１ｎ 低抵抗領域
４１１ 半導体層
４１２ 絶縁層
４１３ 導電層
４１４ａ 導電層
４１４ｂ 導電層
４１５ 導電層
４１６ 絶縁層
４２１ 絶縁層
４２２ 絶縁層
４２３ 絶縁層
４２６ 絶縁層
４３０ 画素
４３１ 導電層
４５０ａ トランジスタ
４５０ トランジスタ
４５１ 半導体層
４５２ 絶縁層
４５３ 導電層
４５４ａ 導電層
４５４ｂ 導電層
４５５ 導電層
６１０ パッケージ基板
６１１ パッケージ基板
６２０ カバーガラス
６２１ レンズカバー
６３０ 接着剤
６３５ レンズ
６４０ バンプ
６４１ ランド
６５０ イメージセンサチップ
６５１ イメージセンサチップ
６６０ 電極パッド
６６１ 電極パッド
６７０ ワイヤ
６７１ ワイヤ
６９０ ＩＣチップ
７６１ 下部電極
７６２ 上部電極
７６３ａ 発光ユニット
７６３ｂ 発光ユニット
７６３ｃ 発光ユニット
７６３ ＥＬ層
７６４ 層
７７１ａ 発光層
７７１ｂ 発光層
７７１ｃ 発光層
７７１ 発光層
７７２ａ 発光層
７７２ｂ 発光層
７７２ｃ 発光層
７７２ 発光層
７７３ 発光層
７８０ａ 層
７８０ｂ 層
７８０ｃ 層
７８０ 層
７８１ 層
７８２ 層
７８３ 光電変換層
７８５ 電荷発生層
７８７ ＰＳ層
７９０ａ 層
７９０ｂ 層
７９０ｃ 層
７９０ 層
７９１ 層
７９２ 層
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 表示装置
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
６５１９ 筐体
６５２０ センサ部
７０００ 表示部
７１００ テレビジョン装置
７１０１ 筐体
７１０３ スタンド
７１１１ リモコン操作機
７２００ ノート型パーソナルコンピュータ
７２１１ 筐体
７２１２ キーボード
７２１３ ポインティングデバイス
７２１４ 外部接続ポート
７３００ デジタルサイネージ
７３０１ 筐体
７３０３ スピーカ
７３１１ 情報端末機
７４００ デジタルサイネージ
７４０１ 柱
７４１１ 情報端末機
９０００ 筐体
９００１ 表示部
９００２ カメラ
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
９１０３ タブレット端末
９２００ 携帯情報端末
９２０１ 携帯情報端末

Claims (15)

  1. 画素電極と、前記画素電極上の第１の層と、前記第１の層の上面の一部を覆う絶縁層と、前記第１の層及び前記絶縁層を覆う共通電極と、を有し、
    前記第１の層は光電変換層を含む撮像装置。
  2. 第１の画素電極と、第２の画素電極と、前記第１の画素電極上の第１の層と、前記第２の画素電極上の第２の層と、前記第１の層の上面の一部及び前記第２の層の上面の一部を覆う絶縁層と、前記第１の層、前記第２の層、及び前記絶縁層を覆う共通電極と、を有し、
    前記第１の層及び前記第２の層はそれぞれ、光電変換層を含む撮像装置。
  3. 請求項１または請求項２において、
    前記絶縁層は、無機材料を有し、
    前記無機材料は、酸化物、窒化物、酸化窒化物、または窒化酸化物である撮像装置。
  4. 請求項１または請求項２において、
    前記絶縁層は、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化シリコン、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から選ばれる一以上を有する撮像装置。
  5. 第１の画素電極と、第２の画素電極と、前記第１の画素電極上の第１の層と、前記第２の画素電極上の第２の層と、前記第１の層の上面の一部及び前記第２の層の上面の一部を覆う絶縁層と、前記第１の層、前記第２の層、及び前記絶縁層を覆う共通電極と、を有し、
    前記第１の層は、光電変換層を含み、
    前記第２の層は、発光層を含む表示装置。
  6. 第１の画素電極と、第２の画素電極と、前記第１の画素電極上の第１の層と、前記第２の画素電極上の第２の層と、前記第１の画素電極上、前記第２の画素電極上、前記第１の層上及び前記第２の層上の絶縁層と、前記第１の層、前記第２の層、及び前記絶縁層を覆う共通電極と、を有し、
    前記第１の層は、光電変換層を含み、
    前記第２の層は、発光層を含み、
    前記絶縁層は、第１の開口部を有し、
    前記第１の開口部は、前記第１の画素電極、前記第１の層及び前記共通電極と重畳する表示装置。
  7. 請求項５または請求項６において、
    前記絶縁層は、無機材料を有し、
    前記無機材料は、酸化物、窒化物、酸化窒化物、または窒化酸化物である表示装置。
  8. 請求項５または請求項６において、
    前記絶縁層は、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化シリコン、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から選ばれる一以上を有する表示装置。
  9. 第１の画素電極と、第２の画素電極と、前記第１の画素電極の上面の一部及び前記第２の画素電極の上面の一部を覆う第１の絶縁層と、前記第１の画素電極上及び前記第１の絶縁層上の第１の層と、前記第２の画素電極上及び前記第１の絶縁層上の第２の層と、前記第１の層の上面の一部及び前記第２の層の上面の一部を覆い、前記第１の絶縁層と重畳する領域を有する第２の絶縁層と、前記第１の層、前記第２の層、及び前記第２の絶縁層を覆う共通電極と、を有し、
    前記第１の層は、光電変換層を含み、
    前記第２の層は、発光層を含む表示装置。
  10. 請求項９において、
    前記第１の層は、前記第１の画素電極及び前記共通電極と重畳し、前記第１の絶縁層及び前記第２の絶縁層とは重畳しない第１の領域を有し、
    前記第２の層は、前記第２の画素電極及び前記共通電極と重畳し、前記第１の絶縁層及び前記第２の絶縁層とは重畳しない第２の領域を有する表示装置。
  11. 請求項９または請求項１０において、
    前記第１の絶縁層は、有機材料を有し、
    前記第２の絶縁層は、無機材料を有し、
    前記無機材料は、酸化物、窒化物、酸化窒化物、または窒化酸化物である表示装置。
  12. 請求項９または請求項１０において、
    前記第１の絶縁層は、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、またはフェノール樹脂から選ばれる一以上を有し、
    前記第２の絶縁層は、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化シリコン、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から選ばれる一以上を有する表示装置。
  13. 基板上に、第１の導電層及び第２の導電層を形成し、
    前記第１の導電層の端部及び前記第２の導電層の端部を覆うように、第１の絶縁層を形成し、
    第１のメタルマスクを用いて、前記第１の導電層上に、光電変換層を含む第１の層を形成し、
    第２のメタルマスクを用いて、前記第２の導電層上に、発光層を含む第２の層を形成し、
    第３のメタルマスクを用いて、前記第１の層の上面の一部、及び前記第２の層の上面の一部を覆うように第２の絶縁層を形成し、
    前記第１の層、前記第２の層及び前記第２の絶縁層を覆うように第３の導電層を形成する表示装置の作製方法。
  14. 請求項１３において、
    前記第１の絶縁層は、有機材料を有し、
    前記第２の絶縁層は、無機材料を有し、
    前記無機材料は、酸化物、窒化物、酸化窒化物、または窒化酸化物である表示装置の作製方法。
  15. 請求項１３において、
    前記第１の絶縁層は、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、またはフェノール樹脂から選ばれる一以上を有し、
    前記第２の絶縁層は、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化シリコン、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から選ばれる一以上を有する表示装置の作製方法。
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